基于FPGA的圖像融合系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、雖然圖像融合已經(jīng)成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn),但是國(guó)內(nèi)外對(duì)圖像融合技術(shù)的研究還不夠深入和系統(tǒng),目前尚未形成完整和統(tǒng)一的理論框架。為此,結(jié)合圖像融合的基本理論和FPGA的設(shè)計(jì)方法,對(duì)現(xiàn)有的實(shí)現(xiàn)圖像處理的幾種硬件模式進(jìn)行分析,提出以FPGA作為核心器件來(lái)構(gòu)建圖像融合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路?？梢?jiàn)光傳感器和紅外熱像儀分別采集可見(jiàn)光和紅外視頻圖像信號(hào),經(jīng)視頻線送至ADV7180芯片后解碼為符合BT.656標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視頻信號(hào),采用Verilog硬件描述語(yǔ)言和Qua

2、rtusⅡ自帶的宏模塊完成各模塊的邏輯設(shè)計(jì)和時(shí)序控制,在FPGA內(nèi)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的像素級(jí)圖像融合算法,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性。
　　 整個(gè)系統(tǒng)可劃分為初始化模塊、視頻采集模塊、色彩空間轉(zhuǎn)換模塊、圖像存儲(chǔ)模塊、圖像融合模塊以及圖像顯示模塊。初始化模塊通過(guò)設(shè)計(jì)I2C總線控制器來(lái)完成對(duì)ADV7180芯片的寄存器配置；視頻采集模塊根據(jù)ADV7180中PAL制和NTSC制的不同時(shí)序分別設(shè)計(jì)了PAL制和NTSC制視頻檢測(cè)模塊,并根據(jù)BT

3、.656視頻標(biāo)準(zhǔn)完成了視頻解碼模塊的設(shè)計(jì)；色彩空間轉(zhuǎn)換模塊將輸出的YCbCr數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成了適合圖像處理的RGB數(shù)據(jù)；圖像存儲(chǔ)模塊利用FPGA內(nèi)嵌的RAM塊來(lái)設(shè)計(jì)四個(gè)FIFO緩存器,并在此基礎(chǔ)上完成了SDRAM控制器的設(shè)計(jì),將其模擬成了一個(gè)具有四端口的可讀可寫的存儲(chǔ)器件,從而實(shí)現(xiàn)了圖像RGB數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和圖像幀的緩沖；圖像融合模塊以灰度值加權(quán)平均融合算法為例,提出了實(shí)現(xiàn)該算法的思路和時(shí)序優(yōu)化方法,并給出了優(yōu)化前和優(yōu)化后的FPGA的電路原理圖；