基于雷達(dá)圖像采集卡的彩色圖像的增強(qiáng)與壓縮.pdf

1、雷達(dá)圖像采集處理卡是船載航行數(shù)據(jù)記錄儀(VDR)專用的雷達(dá)接口，用于記錄船舶雷達(dá)主顯示器上出現(xiàn)的全部信息。在雷達(dá)圖像采集卡的圖像處理過(guò)程中，圖像的獲取、圖像的傳輸、圖像的接收等各個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生干擾，使圖像質(zhì)量下降。如何對(duì)這些降質(zhì)圖像進(jìn)行處理以滿足實(shí)際需要，是圖像處理的基本要求。圖像增強(qiáng)是圖像處理的主要內(nèi)容之一，是圖像處理系統(tǒng)中預(yù)處理部分的重要環(huán)節(jié)，直接影響到圖像的高級(jí)處理。同時(shí)，彩色圖像的存儲(chǔ)需要大量的存儲(chǔ)空間，但是船舶“黑匣子”的存儲(chǔ)

2、空間有限，為了存儲(chǔ)長(zhǎng)時(shí)間的圖像數(shù)據(jù)，必須對(duì)圖像信息進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮編碼。 本課題的主要內(nèi)容是在已有的雷達(dá)圖像采集卡的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)彩色圖像的增強(qiáng)和壓縮。 本文在分析、總結(jié)現(xiàn)有圖像增強(qiáng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，選擇了一種適合對(duì)彩色圖像進(jìn)行預(yù)處理(增強(qiáng)邊緣、去除噪聲)的算子：高斯一拉普拉斯算子，并在FPGA中用Verilog語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了該算子。 隨著DSP技術(shù)的發(fā)展，在DSP上用軟件實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)視頻壓縮成為數(shù)字視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的亮點(diǎn)，這種

3、應(yīng)用比起專門(mén)的壓縮芯片更具有靈活性和升級(jí)潛力。關(guān)于圖像壓縮，國(guó)際上有好幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，鑒于JPEG標(biāo)準(zhǔn)的低復(fù)雜度和較低的圖像質(zhì)量損失，在壓縮環(huán)節(jié)上采用JPEG標(biāo)準(zhǔn)。JPEG壓縮編碼算法用C語(yǔ)言編制，編制完后再用DM642提供的C語(yǔ)言編譯器將其轉(zhuǎn)化為DSP的匯編語(yǔ)言。壓縮算法包括離散余弦變換、量化、miffman編碼等幾個(gè)步驟。為了進(jìn)一步發(fā)揮DSP優(yōu)勢(shì)，對(duì)其中的影響速度的代碼段進(jìn)行了優(yōu)化：a)優(yōu)化編譯選項(xiàng)的采用；b)使用庫(kù)函數(shù)；c)循環(huán)展開(kāi)；d

4、)使用邏輯運(yùn)算代替乘除運(yùn)算；e)存儲(chǔ)空間的考慮；f)使用far關(guān)鍵字；g)在DSP/B10S下進(jìn)行優(yōu)化。通過(guò)這些優(yōu)化方法，使代碼執(zhí)行速度有了很大的提高，壓縮一幀圖像(分辨率為1024×768)大約需要0.83s的時(shí)間。 驗(yàn)證結(jié)果表明：在用高斯-拉普拉斯算子對(duì)VGA輸入的彩色圖像進(jìn)行增強(qiáng)預(yù)處理時(shí)，可達(dá)到輸入60幀/秒，輸出60幀/秒，且圖像達(dá)到了預(yù)期的處理效果；在用JPEG壓縮編碼算法壓縮圖像時(shí)，對(duì)于不同的圖像質(zhì)量參數(shù)Q，壓縮倍數(shù)