红外图像显示及缩放控制电路的设计研究

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1、摘要显示控制器是红外图像显示控制电路的关键部件之一。红外图像分辨率与显示设备支持的分辨率往往不同，因而显示控制器需要具有缩放引擎的功能；为了达到红外图像较好的显示效果，要求显示控制器具有图像增强的功能：同时，由于目前的红外数字摄像机的接口是基于CameraLink协议，为了能够接收并显示红外摄像机的图像，需要设计一个红外摄像机图像控制接口电路。这三部分功能电路构成一个完整的红外图像显示控制器。本文首先研究并比较了目前图像缩放引擎的设计方法，提出了适合课题设计的缩放引擎架构，仿真了缩放引擎中所使用的红外图像缩放算法和红外图像增强算法，在权衡考虑算法实际效果与硬件实现复杂

2、度的基础上，提出了一种基于边缘的插值算法作为缩放算法，同时选择了均值滤波和高通滤波的方法作为红外图像增强的算法。其次，本文深入研究了算法的实现方法，设计了显示控制器的图像缩放模块和图像增强模块的硬件电路，详细介绍了各个模块的设计过程。另外，本文分析了红外摄像机接口标准CameraLink协议，设计了红外摄像机图像控制接口电路。最后，本文把所设计的显示控制器邛做成OPB总线设备，嵌入到基于Microblaze软核的可编程片上系统。实验结果正确。实验结果表明，本文设计的显示控制器能够对图像起到缩放引擎的功能并且使数字图像信息在CRT／TFT显示器上正常地显示，可以应用于红

3、外图像信息处理机中，具有实际应用价值。关键词：显示控制器；图像缩放；图像增强AbstractDisplaycontrollerisoneofthekeypartsoftheinfraredmissileseekerfortheinformationbackendprocessing．Ingeneral，theresolutionbetweentheimageofinfraredmissileseekerandmonitordeviceisdifferent，SOdisplaycontrollershouldbeofthescalingfunction．Togetbet

4、terimageeffect，displaycontrollershouldenhancetheimageeffect．Atthesametime，thisthesisshoulddesignainfrareddigitalcamerainterfacemoduleforthatdigitalcameraisbasedonCameraLinkagreement．Allthreepartsgeneratethewholeinfraredimagedisplaycontroller．Thisthesisfirststudiesthedesignmethodofthepre

5、sentimageroomingengineandthenpresentanarchitecturewhichissuitablefortheresearch．Atthesametime，itmakesdeeplyresearchandsimulationexperimentaboutthezoomingalgorithmandenhancementalgorithmofinfraredimageforthezoomingengine．Aninterpolationalgorithmbasedontheedgeofimageisintroducedasthezoomi

6、ngalgorithmwhiletheaveragevaluefilteralgorithmandhighpassfilteralgorithmareintroducedastheimageenhancingalgorithm．Thisdecisionisdonebyresearchingthealgorithmdeeplyandlotsofsimulationexperiments．Atlater，thisthesisresearchestheFPGArealizationofthesealgorithmsdeeplyandpresentsthedesignarch

7、itectureforthemoduleofimagezoomingandimageenhancement．Inaddition，thethesisintroducestheCameraLinkagreementwhichisusedbytheinputinterfaceofinfraredimagesandrealizestheFPGAdesignlater．Finally，thisthesisdebugsandverifiesthedisplaycontrollerIPandshowsthedebugresults．Forthesakeofuni