基于DSP+CPLD架构的红外成像系统研究

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1、武汉科技大学硕士学位论文第1页摘要随着微电子技术、大规模集成电路技术和信号处理技术的不断进步，红外成像技术在最近的十年间得到了飞速发展。由于具有可靠性高、功耗低、体积小、能全天候工作等优点，红外成像技术在军事及民用领域的应用越来越广泛。然而焦平面阵列各探测元之间的非均匀性问题和坏点问题仍旧是制约红外成像质量的关键问题。本文设计了一套基于DSP和CPLD架构的高速红外成像系统，并且实现了对实时图像的校正与增强。硬件方面，本文首先深入研究了红外成像系统的工作原理，根据实际需求，设计了红外成像系统的整体方案。然后设计了红外图像高速处理电路

2、，并对每个电路模块的原理及实现过程做了详细的分析。最后设计了红外成像系统与PC机的串口通信，通过串口，PC机可以远距离对红外成像系统进行非均匀性校正、坏点校正、视场切换、调焦等操作。软件方面，深入研究了红外图像的非均匀性校正算法、坏点校正算法和图像增强算法。在一点校正和两点校正算法的基础，提出了复合的非均匀性校正算法；给出了滑动窗口的坏点检测与校正算法。在图像增强方面，考虑到红外图像的分辨率低，并且对红外成像的效果不可能要求太高，因此，本文着重介绍了常用的直方图均衡化和空域锐化增强法。最后完成了红外成像系统的软件编程和软、硬件的联合

3、调试，取得了预期的红外图像处理效果。关键词：红外成像；DSP；CPLD；非均匀性校正；坏点校正；串口通信AbstractWiththeprogressofmicro—electronictechnology,large-scaleintegratedcircuitandsignalprocessingtechnology,infraredimagingtechnologyhasbeendevelopmentrapidlyinrecentdecades．Becauseofitshi【曲reliability,lowpowerconsu

4、mption,smallsizeandCanbeoperatedallthetime，thistechnologyisgettingwidelyusedinthefieldofmilitaryandcivilian·However,non-uniformitybetweenthedetectorsinfocalplanearrayandbadpointproblemarestillthemainconstraintofinfraredimagingquality．Ahigh-speedinfraredimagingsystembas

5、edontheframeworkofDSPandCPLDisdesignedandreal-timeimagecorrectionandenhancementareachievedinthispaper．hlk=nnsofhardware，firstofall，theworkingprincipleoftheinfraredimagingsystemisresear6hedandtheintegratedformulaisdesignedbasedontheactualneed．Then，designsakindofhigh．spe

6、edprocessingcircuit，andanalyzestheprincipleandrealizationofeachmoduleinthecircuit．Final，designstheserialcommunicationmodulebetweentheinfraredimagingsystemandPCmachine．Throughserialcommunicationport，PCmachinecanmaketheinfraredimagingsystemstoachievenon-uniformitycorrect

7、ion，badpointcorrection，switchingfieldofview,focusingandotheroperations．‘hltennsofsoft-ware．thenon-uniformitycorrecti6nalgorithm，badpointcorrectionalgorithmandimageenhancementalgorithmoftheinfraredimageareresearchedin-depth·Akindofcompositenon：uniformitycorrectionalgori

8、thmispresentedbasedononepointcorrectionalgorithmandtwopointcorrectionalgorithm．Andabadpointcorrectionalgorithmwithsli