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双波段红外图像融合系统的设计及实现

作　者: 王伟鹏
导　师: 杨风暴
学　校: 中北大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 双波段红外图像融合系统 FPGA DSP
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

热红外探测仪具有探测距离远、夜间工作能力强、隐蔽性好的优点。不同红外波段之间成像具有较强的互补性，将不同波段图像融合可以得到关于场景更准确、可靠的描述，因此双波段图像融合是近年来红外图像处理领域研究的热点。研究双波段红外图像融合硬件系统，对融合实时性提高和工程化实现具有重要的现实意义。本文在分析国内外融合系统研究发展状况的基础上，阐述了双波段图像融合的基本原理，提出了基于FPGA和DSP的双波段红外图像融合系统的设计方案。根据CycloneⅢ型EP3C80 FPGA的特点，设计了视频解码电路以及在FPGA上实现的各功能模块电路，包括采集模块、非均匀校正模块，用硬件描述语言编写了各功能模块程序并对各部分进行了功能仿真；设计了在TMS320 DM642 DSP上实现的融合电路，包括DSP硬件电路、视频编码电路，并根据软件实现流程图分别编写了融合功能程序及视频编码芯片配置程序；将经过FPGA接收并处理的数据通过DM642的视频口传输给DSP，简化了器件通信方式。最后对系统进行了调试，并进行了实验测试，表明本系统设计的可行性和有效性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-14
  1.1 双波段图像融合的概念  9-11
  1.2 研究背景及意义  11
  1.3 国内外研究现状  11-13
  1.4 本文主要内容及章节安排  13-14
第二章双波段图像融合的基本原理  14-23
  2.1 红外中长波图像的目标背景特点  14-15
  2.2 红外中波与长波的融合算法  15-22
    2.2.1 加权平均融合算法  15-16
    2.2.2 拉普拉斯金字塔分解融合算法  16-18
    2.2.3 对比度金字塔变换融合算法  18-19
    2.2.4 基于小波变换的图像融合算法  19-20
    2.2.5 基于支持度变换的图像融合算法  20-22
  2.3 算法硬件化分析  22
  2.4 本章小结  22-23
第三章系统设计方案  23-27
  3.1 系统硬件设计  23-25
  3.2 系统软件设计  25-26
  3.3 本章小结  26-27
第四章图像的解码与预处理子系统  27-43
  4.1 视频图像原理  27-30
    4.1.1 视频模拟信号  27
    4.1.2 视频同步信号  27-30
  4.2 视频图像的解码  30-35
    4.2.1 解码电路  30-31
    4.2.2 解码芯片的配置  31-34
    4.2.3 解码芯片配置模块  34-35
  4.3 图像采集模块  35-39
    4.3.1 解码芯片数据输出格式  35-36
    4.3.2 图像的采集  36-38
    4.3.3 图像采集模块仿真  38-39
  4.4 预处理模块  39-42
    4.4.1 预处理算法  39-41
    4.4.2 图像的预处理电路  41
    4.4.3 预处理模块仿真  41-42
  4.5 本章小结  42-43
第五章图像融合子系统  43-56
  5.1 图像的融合电路  43-44
  5.2 多线程系统  44-46
    5.2.1 实时操作系统DSP/BIOS  44-45
    5.2.2 RF5  45-46
  5.3 图像融合的多线程开发  46-54
    5.3.1 任务分配  46-48
    5.3.2 实现步骤  48-54
  5.4 视频图像编码电路  54-55
  5.5 本章小结  55-56
第六章系统调试  56-58
  6.1 系统调试  56
  6.2 结果分析  56-57
  6.3 本章小结  57-58
第七章总结与展望  58-59
  7.1 本文工作总结  58
  7.2 下一步工作及展望  58-59
参考文献  59-63
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果  63-64
致谢  64

双波段红外图像融合系统的设计及实现

内容摘要

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