基于PICO384的圖像處理與跟蹤算法研究.pdf

1、紅外成像導(dǎo)引技術(shù)以其全天時(shí)、全天候、精度高、隱蔽性好和抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于精確制導(dǎo)和導(dǎo)航等領(lǐng)域，其中紅外目標(biāo)跟蹤是紅外導(dǎo)引頭的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文圍繞PICO384非制冷型紅外焦平面實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的紅外圖像實(shí)時(shí)預(yù)處理算法，以便于在后續(xù)跟蹤系統(tǒng)中進(jìn)一步提取目標(biāo)特征，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)單一紅外目標(biāo)的實(shí)時(shí)跟蹤。
　　本文首先介紹了非制冷紅外成像技術(shù)和紅外目標(biāo)跟蹤技術(shù)的發(fā)展概況和應(yīng)用前景，闡述了非制冷紅外探測(cè)器原理，紅外圖像特點(diǎn)

2、，圖像處理算法以及紅外目標(biāo)跟蹤技術(shù)，在上述理論基礎(chǔ)上搭建基于PICO384紅外焦平面的紅外圖像處理和目標(biāo)跟蹤硬件平臺(tái)。本文在已有的384×288紅外成像系統(tǒng)電子組件的硬件基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了盲元的綜合檢測(cè)補(bǔ)償和連續(xù)均值量化變換增強(qiáng)等實(shí)時(shí)紅外視頻處理算法。其中均值量化變換增強(qiáng)算法與直方圖均衡化算法相比能在提高圖像對(duì)比度的同時(shí)保留更多的圖像細(xì)節(jié)，有效防止過(guò)增強(qiáng)和“斑塊”等傳統(tǒng)增強(qiáng)算法中容易出現(xiàn)的問(wèn)題。在獲得清晰實(shí)時(shí)紅外圖像后添加基于FPGA的單目

3、標(biāo)跟蹤系統(tǒng)，通過(guò)LVDS（低壓差分信號(hào)）傳輸技術(shù)將紅外視頻數(shù)據(jù)從成像系統(tǒng)傳輸?shù)侥繕?biāo)跟蹤系統(tǒng)。在對(duì)基于Shi-Tomasi特征點(diǎn)的TLD跟蹤算法和基于SIFT特征點(diǎn)的匹配跟蹤算法進(jìn)行理論仿真和驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，結(jié)合FPGA的特性，提出一種基于改進(jìn)SIFT特征點(diǎn)的光流跟蹤算法并硬件實(shí)現(xiàn)。采用DoG（高斯差分）算子檢測(cè)特征點(diǎn)，運(yùn)用局部非極大值抑制方法去除SIFT特征點(diǎn)的邊緣響應(yīng)，利用簡(jiǎn)化的SIFT描述子，通過(guò)光流算法獲得目標(biāo)的位移與尺度，采用中值