一種紅外圖像預(yù)處理與壓縮技術(shù).pdf

1、上世紀(jì)60年代，在航天科技領(lǐng)域，紅外技術(shù)開始被應(yīng)用于紅外跟蹤系統(tǒng)中。傳統(tǒng)的紅外跟蹤系統(tǒng)是通過掃描的方式解算出目標(biāo)的坐標(biāo)，但是，隨著各國軍事實(shí)力的增強(qiáng)，紅外掃描技術(shù)抗干擾能力不強(qiáng)的弱點(diǎn)日益凸顯。因紅外成像技術(shù)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，于是，它逐漸取代紅外掃描技術(shù)成為紅外跟蹤系統(tǒng)新的寵兒。
　　傳統(tǒng)的紅外跟蹤系統(tǒng)的硬件平臺(tái)一般是基于單數(shù)字信號處理器（DSP）或單DSP+單現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）的架構(gòu)，這種架構(gòu)在處理海量的紅外圖像數(shù)據(jù)

2、時(shí)，實(shí)時(shí)處理能力明顯不足，不能滿足新系統(tǒng)的要求。
　　本文提出了一種基于雙DSP6416+FPGA的紅外圖像預(yù)處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)的單DSP或單DSP+單FPGA的系統(tǒng)，實(shí)時(shí)處理能力更強(qiáng)，能實(shí)時(shí)處理128×128×16bit紅外圖像，并且?guī)l最高達(dá)到180幀每秒（fps）；另外，該系統(tǒng)具有較強(qiáng)的靈活性，通用性，適合于模塊化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)容易維護(hù)和擴(kuò)展。為了達(dá)到180 fps的高幀頻處理能力，本文還提出了基于FPGA的紅外圖像非均

3、勻校正和盲元補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)，通過FPGA的并行處理能力，能有效加速每幀圖像的處理速度。
　　另外，為了減輕后級系統(tǒng)的信道帶寬和存儲(chǔ)壓力，本文還提出了一種基于FPGA+ADV212的圖像壓縮系統(tǒng)，該系統(tǒng)能對紅外圖像進(jìn)行基于JPEG2000的有損或無損壓縮。在該系統(tǒng)中，ADV212是一款專用的圖像壓縮芯片，F(xiàn)PGA主要完成控制邏輯和數(shù)據(jù)流，該系統(tǒng)特點(diǎn)是使用了可編程片上系統(tǒng)（SOPC）技術(shù)，利用Altera公司FPGA片上NiosⅡ軟核對A

4、DV212進(jìn)行初始化操作，可以極大地簡化邏輯的復(fù)雜度。該系統(tǒng)中還專門設(shè)計(jì)了顯示接口和通用串行總線（USB）接口。通過顯示接口可以直觀地看到經(jīng)過該紅外圖像預(yù)處理與壓縮系統(tǒng)處理后的紅外圖像。通過USB接口可以導(dǎo)出經(jīng)過該系統(tǒng)處理后得到二進(jìn)制信息。
　　最后，本文對該系統(tǒng)進(jìn)行了測試，測試結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠滿足128×128×16bit紅外圖像的實(shí)時(shí)處理能力，幀率可以控制在100fps-180fps之間。另外，經(jīng)過紅外圖像壓縮系統(tǒng)，壓縮后