多波段线扫红外图像的实时预处理系统

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第38卷第8期激光与红外Vo1．38．No．82008年8月LASER＆INFRAREDAugust，2008文章编号：1001-5078(2008)08-0818-04·图像与信号处理·多波段线扫红外图像的实时预处理系统黄新栋，张涌(中国科学院上海技术物理研究所，上海200083)摘要：探讨了在实际工程应用中红外背景和弱小目标的特性，并针对弱小目标提出改进的最大中值滤波算法来提高图像信噪比，并级联Robinson滤波对背景进行有效抑制。两种算法在FPGA中实时实现，为后续的算法节

2、省了宝贵的时间。处理后的图像通过PCI总线传送到主机进行验证。实验表明，该方法能够消除严重的噪声，并能对背景进行很好的抑制，具有很高的实用价值。关键词：红外目标；背景抑制；Robinson滤波；最大中值滤波；FPGA中图分类号：TP751．1文献标识码：AReal-timePretreatmentSystemofMultichannelIRImageHUANGXin—dong，ZHANGYong(ShanghaiInstituteofTechnicalPhysics，ChineseAcademyofSciences，Shangh

3、ai200083，China)Abstract：Thearticlediscussesthecharacteristicsofinfraredbackgroundandsmalltargetinactualprojectapplica-tion，anadvancedmax—medianfilteralgorithmisproposedtoimproveSNRperformance，andRobinsonfilterisusedtosuppressesbackgroundeffectively．Thetwoalgorithmsar

4、eimplementedinFPGAinrealtimeandsavemuchtimeforotheralgorithms．ThepretreatedimagesaretransmittedtoPCbyPCIbus．Theexperimentalresultsshowthatthemeth—odcaneliminateseriousnoise，andcansuppressthebackgroundeffectively．Keywords：infraredtarget；backgroundsuppression；Robinsonf

5、ilter；max—medianfilter；FPGAl引言长波和1个中波探测器。系统扫描一周是16384红外告警系统通过物体的红外辐射成像。随着列，像元分辨率是14位，那么一帧图像就有16384×红外探测器和计算机技术的发展，红外成像技术越288×3×14bit的数据量，若采用软件算法进行预处来越成熟，红外探测器向大面阵和长线列方向发展，理，将会占用大量的时间，对于跟踪告警系统，留给红外系统朝多传感器方向发展，数据的容量越来越后续跟踪算法的时间就相应减少了，不利于提高系大，使得对图像处理的实时性要求越来越高。统性能。一种能够快

6、速完成图像滤波的方案，对于红外告警系统中图像要进行的算法有：预处理、改善红外系统的性能，提高对目标的适应能力和跟潜目标提取、目标跟踪、航迹处理等。后三种处理往踪精度，具有重要意义。往需要较大的计算量，而且算法的复杂度与效果成针对图像预处理阶段运算结构相对简单，本文正比，为了能为后面的算法提供更多的时间裕量，要采用现场可编程门阵列(FPGA)对图像实时预处尽量减少图像预处理的时间。理。提出了一种基于FPGA的高速图像滤波器的方随着数据融合技术的发展，为了提高红外系统案，通过流水操作，在很短的时间内就可以完成对这的探测性能，经常会用

7、多个探测器构成系统，以期在探测距离、虚警概率等方面有所突破¨]。本文针对作者简介：黄新栋(1980一)，男，博士，主要从事红外系统方面的研究。E—mail：huangxindongl3@163．corn的是3个288元线列探测器构成的系统，包括2个收稿日期：2008-02-27维普资讯http://www.cqvip.com激光与红外No．82008黄新栋等多波段线扫红外图像的实时预处理系统819样大容量的红外图像的滤波，并通过带wishbone总inson算子级联的方法。线的PCI核送到PC机上进行了验证。3．1最大中值滤波2

8、红外背景和目标特性分析最大中值滤波是在图像中选取一个滑动窗口，一幅包含小目标的红外图像f(，Y)可以用下分别计算该滑动窗内像素的水平、垂直和对角4个式描述：方向上的中值，选择最大中值作为输出图像的结果。，Y)=fT(，Y)+(，Y)+n(，Y)设最大中值滤波器输