基于FPGA的红外焦平面实时图像处理系统

针对红外焦平面阵列(IRFPA)实时图像处理系统中的重要环节——IRFPA的非均匀性校正和红外图像的增强,提出了以FPGA为核心的红外焦平面成像实时处理系统。该系统能够实时完成校正系数的计算、IRFPA非均匀性校正、红外图像的增强及视频合成等功能。在FPGA中采用了并行处理结构和流水线技术,使系统的处理速度高达50M×12 bit/s,特别适用于大面阵、高帧频IRFPA实时图像处理。仅用一片FPGA完成所有的处理功能,使整个系统结构简单、体积小、功耗小,便于小型化。     

拼接型长线列红外双波段图像实时传输系统

探讨了一种多模块拼接型长线列红外双波段图像实时传输系统的原理、结构和特点。针对红外成像探测系统的要求,设计了一种基于FPGA的红外双波段图像实时传输方案,并采用Aurora8B/10B协议和PCI Express(PCI-E)协议实现。实验结果表明,该方案能很好地解决拼接型长线列红外双波段图像的实时传输问题,为下一步图像融合、目标探测提供前提保证。     

星载红外成像系统IRFPA非均匀性在轨定标与实时校正

针对星载红外成像系统在轨定标等特殊环境条件的应用要求,研制了一种基于现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)的红外焦平面阵列(Infrared Focal Plane Array,IRFPA)非均匀性在线定标与实时校正芯片系统.由于对输入信号进行了标准化设计,该系统可用于各类红外成像系统的IRFPA非均匀性在线定标与实时校正处理.这种系统在时钟信号的驱动下以流水线方式运行,在对非均匀红外图像进行实时校正的同时,能够在线获取定标图像并能对存储器中的校正系数进行在线更新.该系统具有体积小、运算速度快、稳定可靠以及易于升级等优点,为星载红外成像系统IRFPA非均匀性的在轨定标开辟了一条有效的技术途径.     

基于CPCI-WB总线的多波段红外图像实时传输技术

探讨了一种多波段红外图像实时传输系统的原理、结构和实现等关键技术.针对红外成像探测系统的应用要求,基于CPCI和WB(wishbone)片上总线技术,提出了一种新的红外图像实时传输方法,并在Virtex Ⅱ FPGA上得到了实现.该方法解决了系统调试和应用中多波段红外图像高速传输、实时显示与处理的问题.实验表明,该系统工作可靠,应用方便,满足了总体指标要求.     

一种基于LVDS的红外图像长距离传输系统设计

为实现红外图像数据长距离传输,设计了一种基于LVDS高速串行链路的系统.LVDS传输系统既符合长距离实时红外图像数据传输的要求,又降低了互联总线的数量,减小了系统互联的复杂性和成本.在FPGA内实现LVDS传输需要的图像数据格式转换.     

基于高性能DSP的红外焦平面阵列非均匀性实时校正

基于离散小波变换(DWT)理论,提出了一种基于场景的红外焦平面阵列(IRFPA)非均匀性实时校正算法;针对算法所涉及的运算量和数据量庞大的特点,设计了实时非均匀性校正的红外图像处理系统,系统是以高性能DSP(TMS320C6713)为核心器件,采用DSP不同的传输通道并行传输数据,并充分利用DSP硬件的并行性和流水线操作进行非均匀性校正;以真实的红外图像序列为例,进行了非均匀性校正的仿真实验,结果表明,基于高性能DSP的非均匀性实时校正系统完全可以达到实时校正的要求,所用算法对慢变化量具有较好的自适应性。     

基于现场可编程门阵列的高性能红外热成像系统

探讨了红外成像系统实时信号处理算法、硬件结构等关键技术.提出了一种新的自适应两点非均匀性校正(ATPC)算法,该算法以快门为目标场景来实时更新校正参数,能有效克服红外焦平面阵列(IRFPA)响应随时间漂移导致的两点非均匀性校正算法失效问题.采用查找表结构来实现平台直方图均衡(PE)算法,并对PE算法进行了优化,降低了运算量和存储空间需求.硬件系统采用两片同步动态随机存储器(SDRAM)的乒乓缓存结构,在单片现场可编程门阵列(FPGA)上实现了IRFPA的ATPC和PE算法的并行操作.实验结果表明,对320×240的IRFPA,在50 MHz系统时钟下,帧频为60 Hz时系统工作良好,处理后的红外图像质量有了明显改善,系统结构简单便于小型化,能够满足实时动态检测及追踪需求.     

红外视频实时网络采集系统的设计与实现

针对红外搜索跟踪系统中图像传输的特殊要求,提出了一种基于FPGA的网络视频采集系统的设计方案与实现过程.系统以FPGA作为核心处理器与STM32等外围控制芯片协同工作,实现红外搜索跟踪系统中的红外图像的实时采集.相对于现有的视频采集系统,该系统具有稳定性高、传输距离远,数据量大、传输延时小等特点.     

基于FPGA的IRFPA非均匀性自适应校正算法实时实现

红外焦平面阵列(IRFPA)的非均匀性校正(NUC)是红外图像处理系统中的重要环节.在研究了基于神经网络的NUC算法的基础上,提出了一种采用FPGA基于神经网络的非均匀性自适应校正算法实时实现硬件方法,该方法利用流水线技术和并行处理结构,大大提高了系统的运算速度,特别适用于大面阵、高帧频红外焦平面成像系统;而且系统仅利用了一片FPGA,体积小,功耗低,便于系统的小型化.     

一种新的红外焦平面阵列盲元处理算法

为了有效检测和补偿红外焦平面阵列(IRFPA)的盲元,提出一种IRFPA盲元即时处理的新算法。该算法利用红外系统实时成像过程中盲元与有效像元的窗口响应率存在的显著差异性,实现盲元的快速检测;依据图像信息的时空相关性实现盲元的在线补偿。最后给出了盲元处理的硬件实现过程。实验结果表明:该算法流程简单,通用性强,能够对系统工作过程中随机出现的盲元进行即时检测和补偿,在实际工程中具有较大的应用价值。     

New real-time image processing system for IRFPA

Infraredfocal plane array(IRFPA) is a kind of infra-red detector array whichis sensitive toinfraredradiationandintegrated with signal processing circuits .The IRF-PAi maging systemhas advantages of si mple configura-tion,high reliability,high sensitivity …     

高精度红外焦平面成像实时处理系统

介绍了一种实时红外焦平面成像处理系统的原理、结构及特点.系统采用FPGA DSP的结构,由DSP进行非均匀性校正等高层算法,而由FPGA完成系统的时序逻辑设计和图像增强等低层算法.给出了实验结果,验证了本系统能够满足实时红外焦平面成像系统的要求,具有高速、高精度、大容量及灵活性强等特点.     

利用CPLD实现红外焦平面阵列实时非均匀性校正

红外焦平面阵列响应的非均匀性严重限制了红外系统的成像质量,必须在使用时对其进行非均匀性校正.以两点校正方法为例,利用CPLD的高速性和灵活的可编程性,对红外焦平面阵列进行实时非均匀性校正.实验结果表明利用CPLD实现的红外焦平面阵列的非均匀性校正方法简单、效果理想.     

大视场线扫红外图像的高速传输系统

探讨了一种大视场红外图像高速传输系统的原理、结构和实现等关键技术.针对红外成像探测系统的要求,提出了一种高速红外图像传输方法,并采用FPGA和双DSP实现.该方案解决了大视场红外图像高速传输、实时显示与处理的问题.实验表明,该系统工作可靠,应用方便,具有很高的实用价值.     

红外焦平面阵列成像动态仿真系统

红外热像仪的研制离不开各种图像处理算法的设计、仿真和优化;结合虚拟仪器技术和可编程多模式驱动技术,开发了红外焦平面阵列成像动态仿真系统软硬件平台;利用这一平台,通过图形化软件编程, 可进行多模式红外焦平面阵列的各种图像处理算法的动态仿真,实时验证其成像效果,及时进行修改和优化。工程应用实践表明：系统对盲元检测与补偿、非均匀性校正和直方图修正等算法的验证与优化取得了满意的效果;该系统为红外热像仪设计仿真、算法的适用性和实时性验证以及算法的优化提供了灵活实用的工具。     

基于FPGA+双DSP实现的红外图像处理系统与图像显示

为改善红外焦平面阵列成像质量与实时性要求,提出了以高速信号处理器为核心的红外焦平面实时图像数字处理系统.详细阐述了双路红外成像系统的组成、硬件结构、芯片选择、数据处理过程,以及红外图像显示原理、视频合成过程;同时给出了显示芯片ADV7123的verilog代码.经验证,成像效果比较理想,满足红外图像处理系统的实时要求,具有较高的应用价值.     

非制冷红外图像非均匀性校正在FPGA上的实现

红外焦平面阵列（IRFPA）的非均匀性是影响红外系统成像质量的关键性因素,在此提出了一种非制冷红外图像的非均匀性校正及其在FPGA上的实现方法,通过对非制冷红外图像盲元及非均匀校正方法分析,提出了二点加一点定标校正方法,并利用FPGA实现红外图像非均匀校正的实时处理,获得了较好的实验结果。利用二点加一点定标校正方法,可以改善红外图像非均匀性校正效果,用在FPGA上实现非均匀性校正可以实现红外图像的实时处理,便于集成和移植。     

IRFPA积分时间自适应预测方法研究

积分时间是决定 IRFPA (红外焦平面阵列)成像质量的关键因素。针对红外测量系统难以实时自动确定积分时间的问题,提出基于人眼视觉特性和事前辐射标定的积分时间自适应预测方法。假定目标和背景在连续两帧内不突变,结合事前辐射标定结果、目标和背景信息反演计算各积分时间的目标和背景灰度,以人眼视觉特性和跟踪判据为调节依据,自动预测合适的积分时间。实验结果表明,该方法能自适应快速预测满足要求的积分时间,使获取的图像处于线性区中段,保证了成像质量,有利于目标的初始捕获和平稳跟踪。