制冷红外摄像仪视频图像处理系统研究

论文摘要

红外视频图像处理系统是对红外焦平面阵列探测器的必备后续处理系统，主要完成红外探测器的图像采集、处理和输出等功能。本论文提出基于现场可编程门阵列（FPGA, Field Programmable Gate Array）为硬件基础、以QuartusⅡ为主要软件开发环境的红外视频图像处理系统，并结合NiosⅡ系统完成红外视频图像处理系统的异步通信功能。经过测试和验证，结果表明，该红外视频图像处理系统可以较好地实现图像的采集、处理和输出显示，证明了设计的正确性。论文的主要工作如下：（1）介绍红外成像系统的总体设计。主要从系统总体设计框架图和系统电路板布局来完成红外成像系统总体设计。（2）完成系统硬件设计。主要从红外图像采集硬件电路、图像处理电路、电源管理硬件设和异步通信电路几个方面来阐述系统的硬件电路设计。（3）设计系统软件算法。采用Verilog HDL（Hardware Description Language）设计图像处理算法模块，包括非均匀性校正、图像增强、坏点校正等模块的算法设计，提出改进的坏点校正算法。（4）根据系统的硬件和软件设计，搭建系统实验平台，进行了实验结果测试。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题的目的和意义
• 1.3 论文研究的内容与安排
• 2 图像处理系统总体设计
• 2.1 总体系统框架设计
• 2.2 系统电路板布局设计
• 2.3 本章小结
• 3 硬件电路设计模块
• 3.1 图像采集模块硬件电路设计
• 3.2 图像处理模块硬件电路设计
• 3.3 图像输出模块硬件电路设计
• 3.4 异步通信模块硬件电路设计
• 3.5 电源管理模块硬件电路设计
• 3.6 本章小结
• 4 软件设计模块
• 4.1 软件模块开发环境
• 4.2 时钟模块
• 4.3 图像采集驱动模块
• 4.4 图像非均匀校正模块
• 4.5 图像增强模块
• 4.6 图像坏点校正模块
• 4.7 NiosⅡ处理模块
• 4.8 图像输出驱动模块
• 4.9 本章小结
• 5 系统实验结果
• 5.1 制冷红外摄像仪的系统搭建
• 5.2 红外探测器图像测试
• 5.3 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 论文总结及主要贡献
• 6.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 1 攻读学位期间发表论文和专利目录
• 附录 2 发明专利证书