基于FPGA的內(nèi)河紅外圖像采集系統(tǒng)設計.pdf

1、隨著我國內(nèi)河航運業(yè)的不斷發(fā)展，水上交通事故發(fā)生的幾率也同樣增加。特別是在能見度比較低的狀況下，船舶相撞事故更容易發(fā)生。因此，采取有效措施防止船舶碰撞是航運安全所面臨的一個重要問題。避免船舶碰撞的一個核心問題是如何準確地獲取其他船舶的位置信息。紅外成像設備以其抗干擾能力強、氣候環(huán)境適應性強、晝夜連續(xù)被動探測等優(yōu)點被廣泛應用于圖像采集系統(tǒng)中。本課題的主要任務是設計一個基于FPGA的內(nèi)河紅外圖像采集系統(tǒng)，通過在船舶上安裝紅外熱像儀，采集紅外視

2、頻數(shù)據(jù)，為操船人員提供前視圖像信息，同時將預處理后的圖像數(shù)據(jù)傳給后續(xù)圖像處理單元進行船舶目標檢測，以輔助船員正確地進行決策和操作，減少水上交通事故的發(fā)生，保障生命和財產(chǎn)安全并最終確保內(nèi)河航運安全。
　　 本文首先分析了目前主要的視頻圖像采集系統(tǒng)方案，通過對核心處理器芯片的比較設計了以FPGA作為核心處理器的紅外圖像采集系統(tǒng)。利用FPGA實現(xiàn)了系統(tǒng)控制和低層信號預處理工作。在視頻解碼模塊中采用Philips SAA7113H進行視

3、頻解碼，以SDRAM作為輸入輸出數(shù)據(jù)的緩存，利用FPGA芯片內(nèi)部的RAM資源，采用流水線機制進行中值濾波和天數(shù)線檢測等預處理，再將預處理之后的數(shù)據(jù)送到DSP中供后續(xù)圖像處理。最后通過VGA顯示紅外圖像。
　　 本文主要研究了紅外圖像采集系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)，并研究了通過硬件描述語言VerilogHDL在FPGA中控制實現(xiàn)紅外圖像實時采集的方法。通過分析紅外圖像的特點，選擇了中值濾波進行圖像增強，并編程實現(xiàn)了快速中值濾波算法。內(nèi)河紅外圖