基于DM642的图像增强系统的实现

论文摘要

光电经纬仪作为靶场试验场景可视化建设中无法替代的终端设备，其成像质量的好坏将直接影响试验场景可视化建设的质量，直接影响领导的指挥决策。因此，根据靶场图像特点，在视频图像输出之前进行实时图像增强处理是我国靶场建设的迫切需求。结合项目需求，开发了以DM642为核心的图像处理系统，并在该系统中进行了实时图像增强算法的研究与实现。所完成的主要工作分为硬件系统设计与调试、图像增强算法设计与优化实现两方面。在硬件调试过程中，根据DSP/BIOS对外围设备的管理机制开发了原始数据的底层采集驱动程序，逐步完成了基于DSP/BIOS的图像增强系统的底层软件，为增强算法的实现奠定软硬件基础。在嵌入式平台中实现视频图像实时增强，处理效果与处理速度两者相互矛盾，两者的最佳匹配是增强算法选择的依据。根据靶场红外图像对比度低、噪声严重等特点，进行了视频图像增强算法的设计，并结合DM642与算法自身特点进行了充分优化，最终在所开发的系统中实现了视频图像的实时增强。通过试验证实：程序运行稳定，输出图像的对比度得到了很好的改善，目标边缘清晰，目标细节可见，输出图像满足了靶场目标的观测与跟踪要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景与研究意义
• 1.2 课题研究现状
• 1.2.1 图像增强技术现状
• 1.2.2 实时图像处理系统发展现状
• 1.3 课题研究内容及章节安排
• 第2章 图像增强系统硬件平台设计
• 2.1 TMS320DM642 概述
• 2.1.1 DM642 处理器的内核
• 2.1.2 DM642 的存储器结构
• 2.1.3 EDMA 控制器
• 2.1.4 EMIFA 接口
• 2.1.5 VP 口
• 2.2 系统硬件平台
• 2.2.1 图像采集单元
• 2.2.2 图像处理单元
• 2.2.3 图像显示单元
• 2.2.4 RS422 串口通讯
• 2.3 本章小结
• 第3章 图像增强系统的底层软件开发
• 3.1 系统开发环境
• 3.1.1 CCS3.3 概述
• 3.1.2 DSP/BIOS 简介
• 3.2 视频口采集驱动程序开发
• 3.2.1 DSP/BIOS 设备驱动模型
• 3.2.2 驱动函数接口关系
• 3.2.3 采集驱动的功能描述
• 3.2.4 缓冲区管理办法
• 3.2.5 驱动函数体的实现
• 3.3 图像增强系统框架开发
• 3.3.1 DSP/BIOS 配置
• 3.3.2 核心硬件初始化
• 3.3.3 应用程序设计
• 3.4 FPGA 程序开发
• 3.5 本章小结
• 第4章 图像增强算法设计
• 4.1 靶场红外图像特征分析
• 4.2 增强算法整体结构设计
• 4.3 图像平滑降噪
• 4.4 有效灰度区间与分割点查找
• 4.4.1 有效灰度区间查找
• 4.4.2 阀值分割
• 4.5 目标增强
• 4.5.1 对比度增强方法选择
• 4.5.2 本文自适应方法
• 4.6 分辨率扩展
• 4.7 本章小结
• 第5章 增强算法的 DM642 优化与实现
• 5.1 L2 高速缓存使用
• 5.2 算法本身的优化
• 5.3 编译器与指令的优化
• 5.4 实验结果
• 5.4.1 处理速度测试
• 5.4.2 处理结果对比
• 5.5 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 参考文献
• 在学期间学术成果情况
• 指导教师及作者简介
• 致谢