發(fā)布時間：2023-04-26 05:07

　　近年來,紅外成像系統(tǒng)在軍事、航空航天、通信及醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但受紅外探測器件本身及環(huán)境的影響,紅外圖像存在噪聲大、對比度不高等問題。基于軟件的圖像處理系統(tǒng)已無法滿足過高的實(shí)時性要求。因此,開展實(shí)時性好的基于可編程邏輯門陣列(FPGA)的紅外視頻采集與圖像處理算法的研究與實(shí)現(xiàn)具有重要意義。本文主要的研究內(nèi)容如下:首先介紹了紅外成像系統(tǒng)的成像原理以及紅外圖像的特點(diǎn),介紹了幾種圖像預(yù)處理算法。包括:改進(jìn)的脈沖濾波算法、改進(jìn)的中值濾波算法、伽馬變換和直方圖均衡化的組合算法以及改進(jìn)的偽彩色變換算法。針對以上不同算法進(jìn)行了仿真研究,為后續(xù)基于FPGA實(shí)現(xiàn)相關(guān)的算法提供了理論基礎(chǔ)。其次搭建了基于FPGA的紅外成像系統(tǒng)。介紹了系統(tǒng)的組成。基于FPGA完成了紅外圖像采集、視頻解碼、數(shù)據(jù)緩存及顯示等模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),并采用基于單片SDRAM不同BANK之間的乒乓操作緩存機(jī)制,以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)視頻數(shù)據(jù)的連續(xù)傳輸。隨后基于FPGA實(shí)現(xiàn)了偽彩色變換算法,包括密度分層法、線性變換法及改進(jìn)的線性變換法。同時研究了紅外成像系統(tǒng)的測溫原理,并完成測溫模塊以及時間顯示模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。最后基于FPGA實(shí)現(xiàn)了前期提出...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題的研究背景及意義
    1.2 紅外成像系統(tǒng)的發(fā)展和現(xiàn)狀
        1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 基于FPGA的圖像處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 論文結(jié)構(gòu)和主要研究內(nèi)容
第2章 紅外圖像特點(diǎn)及算法研究
    2.1 引言
    2.2 紅外成像原理及其特點(diǎn)
    2.3 紅外圖像處理算法
        2.3.1 脈沖濾波及改進(jìn)算法
        2.3.2 中值濾波及改進(jìn)算法
        2.3.3 伽馬變換與直方圖均衡化的組合算法
        2.3.4 偽彩色變換算法
    2.4 本章小結(jié)
第3章 紅外成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與搭建
    3.1 引言
    3.2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
    3.3 紅外熱成像機(jī)芯
    3.4 紅外圖像采集模塊設(shè)計(jì)
        3.4.1 視頻解碼芯片ADV7180 簡介
        3.4.2 ADV7180 視頻解碼芯片配置
        3.4.3 ITU視頻解碼模塊
    3.5 數(shù)據(jù)緩存模塊
        3.5.1 FPGA跨時鐘域處理
        3.5.2 SDRAM功能簡介
        3.5.3 SDRAM控制器的實(shí)現(xiàn)
        3.5.4 單片SDRAM不同BANK實(shí)現(xiàn)乒乓操作
    3.6 顯示控制模塊
    3.7 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    3.8 本章小結(jié)
第4章 基于FPGA偽彩色變換算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    4.1 引言
    4.2 基于FPGA偽彩色變換的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        4.2.1 密度分層法的FPGA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        4.2.2 線性變換法的FPGA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    4.3 紅外圖像測溫原理
    4.4 基于FPGA的紅外測溫功能的實(shí)現(xiàn)
        4.4.1 系統(tǒng)測溫功能簡介
        4.4.2 溫度顯示模塊設(shè)計(jì)
        4.4.3 圖像采集時間顯示模塊
    4.5 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    4.6 本章小結(jié)
第5章 基于FPGA的圖像處理算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    5.1 引言
    5.2 改進(jìn)的脈沖濾波算法
        5.2.1 改進(jìn)的脈沖濾波算法的設(shè)計(jì)
        5.2.2 算法驗(yàn)證及結(jié)果分析
    5.3 改進(jìn)的快速中值濾波算法
        5.3.1 改進(jìn)中值濾波算法的FPGA實(shí)現(xiàn)
        5.3.2 算法及結(jié)果驗(yàn)證
    5.4 伽馬變換與直方圖均衡的組合算法
        5.4.1 組合算法的設(shè)計(jì)
        5.4.2 算法的驗(yàn)證及結(jié)果分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝



本文編號：3801804