紅外成像系統(tǒng)的圖像采集、處理及顯示實現(xiàn).pdf

1、近年來，紅外成像技術(shù)發(fā)展迅速，在夜視、導(dǎo)航、科學(xué)研究等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但由于紅外探測器及工作環(huán)境的影響，紅外成像效果不理想，對比度較低，影響了其在實際應(yīng)用中的使用效果。為了改善系統(tǒng)的成像質(zhì)量，需要對采集到的紅外圖像進行紅外圖像增強處理，同時將處理后圖像顯示在LCD上，使得觀察方便、直觀。
　　本文針對近紅外CCD探測器設(shè)計了FPGA紅外圖像處理系統(tǒng)，包括圖像采集、增強及LCD顯示三部分功能。圖像采集模塊提供CCD時序驅(qū)動并對

2、輸出的CCD模擬信號進行預(yù)處理，得到了符合要求的數(shù)字信號。紅外增強算法是本文的重要環(huán)節(jié)，通過分析研究常見的紅外圖像增強方法，如灰度變換、直方圖均衡化等，并在Matlab中進行仿真驗證，最終確定采用自適應(yīng)平臺直方圖均衡化算法進行紅外圖像增強。之后進行FPGA系統(tǒng)硬件、軟件設(shè)計，采用SOPC設(shè)計方法構(gòu)建圖像增強的硬件平臺，并在設(shè)計好的圖像處理硬件平臺上編寫Nios II程序，完成了紅外圖像增強的FPGA實現(xiàn)。LCD顯示模塊的核心是LCD控制

3、器的設(shè)計，該控制器提供LCD工作的時序驅(qū)動，并具有連續(xù)讀取數(shù)據(jù)的DMA功能，最后將它封裝成IP核嵌入Nios II系統(tǒng)，方便Nios II處理器控制LCD工作，且該控制器是可配置的，可根據(jù)實際應(yīng)用改變LCD分辨率及FIFO存儲深度，具有極大的靈活性。
　　在FPGA中采用所選算法進行紅外圖像增強，并將增強圖像顯示在LCD上。實際顯示效果表明，自適應(yīng)平臺直方圖均衡化處理后，圖像視覺效果明顯改善，對比度提高，邊緣清晰。因此，在FPGA