一種基于FPGA的實(shí)時(shí)紅外圖像預(yù)處理方法

作者：時(shí)間：2013-04-17 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

加入技術(shù)交流群
- 掃碼加入
  和技術(shù)大咖面對(duì)面交流
  海量資料庫(kù)查詢(xún)

為了實(shí)現(xiàn)流水處理，需要3x3的窗口模版中的3行和3列的數(shù)據(jù)能夠在一個(gè)同步時(shí)鐘輸出，在3x3窗口模版的設(shè)計(jì)中利用了兩個(gè)FIFO和9個(gè)寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的緩存，其FPGA算法結(jié)構(gòu)如圖4所示。

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/189638.htm

由于均值濾波需要3行的數(shù)據(jù)，由ISE的IP核生成FIFO_1和FIFO_2，寬度為16 b，深度為256，緩存兩行數(shù)據(jù)。利用9個(gè)寄存器Reg_1到Reg_9的緩存值Q11～Q13，Q21～Q23，Q31～Q33，進(jìn)行均值濾波，得到濾波后的圖像數(shù)據(jù)data_out，計(jì)算公式如下：

1．3 直方圖統(tǒng)計(jì)模塊設(shè)計(jì)
在實(shí)時(shí)圖像處理中，直方圖統(tǒng)計(jì)是多種空間域圖像處理的基礎(chǔ)。圖像的灰度直方圖就是圖像中像素分布在灰度等級(jí)上的概率密度，它反映不同灰度級(jí)的像素在各自灰度級(jí)別上個(gè)數(shù)之和。在本方法中，利用對(duì)空域?yàn)V波后的圖像進(jìn)行直方圖統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果可作為動(dòng)態(tài)門(mén)限設(shè)置的基礎(chǔ)。
直方圖統(tǒng)計(jì)涉及到地址索引值累加的功能，利用RAM、有限狀態(tài)機(jī)和DCM模塊實(shí)現(xiàn)，RAM由ISE中的IP核產(chǎn)生，數(shù)據(jù)寬度為16 b，深度覆蓋所有像素灰度值，深度值為16 384，由有限狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)信號(hào)的控制功能，DCM設(shè)置4倍頻，直方圖統(tǒng)計(jì)的FPGA實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)框圖如圖5所示。

有限狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)整個(gè)直方圖統(tǒng)計(jì)的信號(hào)控制功能，在實(shí)時(shí)處理中需要進(jìn)行流水處理，將輸入的20 MHz時(shí)鐘信號(hào)倍頻到80 MHz，有限狀態(tài)機(jī)工作在80 MHz。保證一個(gè)周期能夠處理完一個(gè)像素的統(tǒng)計(jì)工作，每個(gè)輸入信號(hào)有4個(gè)處理狀態(tài)，分別是IDLE，READ，SUM和WRITE，狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖6所示。