一种红外图像处理系统设计及实现

《一种红外图像处理系统设计及实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、一种红外图像处理系统设计及实现摘要：导航吊舱前视红外装置的设计由于视场大，扫描线多，空间分辨率高，造成系统的帧像素数特别大，每秒处理数据量也非常大，这样给高速实时图像处理系统的设计带来了很大困难。本文主要根据导航吊舱前视红外装置成像的特点，重点开展前视红外装置的核心部分图像处理系统实时成像技术方面的研究。Abstract：ThedesignofnavigationpodFLIRdeviceisduetothelargefieldofview,scanninglines,highspatialresolut

2、ion,whichcausesparticularlylargeframepixelsinthesystem,amountofdataprocessingpersecondisverylarge,whichhasbroughtgreatdifficultiesinthedesignofhigh-speedreal-timeimageprocessingsystem・Inthispaper,acoordingtoimagingcharacteristicsofnavigationpodFLIRdevice,

3、thereal-timeimagingtechnologyinthethecorepartoftheimageprocessingsystemofFLIRdevicewascarriedoutresearch・关键词：高速图像处理；设计；FPGA；DSPKeywords：high-speedimageprocessing；design；FPGA；DSP中图分类号:TP31文献标识码：A文章编号:1006-4311(2013)01-0197-030引言在阿富汗战争中，美军作战模式有了最典型的转变，即在对方的

4、防空系统很弱甚至不存在的情况下，美军也采取了将低空攻击转变为中空和防区外实施精确武器攻击的作战模式。而这种转变正是由于机载光电瞄准、导航系统，包括新型合成孔径雷达等一系列数字电子、光电子设备的应用和不断改进的结果。在现代战争条件下，不但要求机载火控系统具有精度高，作用距离远，而且要有在昼夜和恶劣天气条件下工作的能力。实战表明，机载光电目标搜索捕获、识别和指示系统与其它传感器如毫米波雷达、高精度导航等组合，就能满足战场要求。从20世纪70年代初开始，美、英、法、德等国的军事航空部门就开始重视发展各种机载光电

5、导航瞄准系统，这些光电系统有如：前视红外系统(FLIR)、红外搜索跟踪系统、激光测距仪和激光目标指示系统、激光自动跟踪系统，以及微光电视设备、CCD摄像机、可见光电视设备、光电平面显示装置等。这些机载光电导航和瞄准系统在上世纪的中东战争、海湾战争、科索沃战争等历次局部战争中发挥了重要的作用，至今，这类光电设备已成为确保飞行员实施敌方'‘火力圈”外安全准确攻击目标的必备装备。导航吊舱前视红外装置的设计由于视场大，扫描线多，空间分辨率高，造成系统的帧像素数特别大，每秒处理数据量也非常大，这样给高速实时图像处理

6、系统的设计带来了很大困难。本文主要根据导航吊舱前视红外装置成像的特点，重点开展前视红外装置的核心部分图像处理系统实时成像技术方面的研究。1系统设计1.1系统总体构建本系统主要实现对前端波红外探测器输出的模拟图像信号采集、模数转换，实时图像处理，输出单帧像素为768*576CCIR-656制式的全模拟电视信号进行显示。为达到整个系统高速、实时性的要求，系统采用了DSP与FPGA相结合的设计思想，由FPGA实现SRAMA,B,C缓存存储器映射在DSP的CE空间，实现协处理系统间的无缝接口°FPGA作为图像数据

7、采集单元，采集到的图像数据预处理后传给DSP；DSP部分为系统图像处理系统的核心单元,决定着整个系统的性能；DSP完成处理任务后，将把结果返回给FPGA,FPGA将负责信息的显示，提供人机交互，作为系统的视频显示单元。系统总体流程如图1所示。由于探测器输出的模拟图像信号通过四路A/D转换器转换为数字图像信号，FPGA将负责该数字信号的采集。FPGA与DSP采用主从工作方式，DSP通过向FPGA写入状态来控制FPGA的工作，执行相应的功能。当采集到的有效的探测器信号，先经过非均匀性校正、亮度/对比度控制、盲

8、元替换。经过处理的图像数据被缓存在一片的SRAMA中，当存满一场时触发一次DSP读中断，通过DSP的EDMA传输方式将数据写入DSP的片内L2的缓存区中。由DSP进行图像显示变换，把14bit的图像数据变换成8bit的图像数据，然后进行实时图像增强等算法处理，来改善图像质量。由于每帧中的两场图像数据相同，系统中只需处理一场的图像数据。当DSP将一场图像数据经过图像处理算法处理结束后，触发一次DSP写中断，通过DSP的EDMA传