一種紅外圖像預處理方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于圖像處理領域，尤其涉及一種紅外圖像預處理方法。
【背景技術】
[0002]隨著科技的不斷進步，各個行業的生成技術都得到了大步的提升，在圖像處理方面，在紅外圖像系統沒計中，多采用高速DSP+FPGA的方式對紅外圖像進行處理:在早期的設計中，DSP承擔了大部分的圖像處理工作，FPGA只做一些邏輯譯碼和簡單運算的功能。但DSP運算是相當耗時的，當在圖像較大、實時性要求較高的場合，用DSP進行處理就比較困難。

【發明內容】

[0003]本發明旨在解決上述問題，提供一種紅外圖像預處理方法。
[0004]一種紅外圖像預處理方法，其特征在于包括如下步驟:
(1)首先，紅外圖像數據以像素為單位按照流水的方式進入到非均勻校正模塊中進行紅外圖像的非均勻校正；
(2)校正后的圖像進入到空間濾波模塊中進行空間濾波處理；
(3)空間濾波后的圖像數據，被送到直方圖統計模塊進行處理，同時濾波后的圖像數據也被存儲在FPGA內部雙口 RAM中；
(4)接下來，直方圖統計結果將被存儲在FPAG內部雙口RAM中；圖像預處理后的紅外圖像數據及直方圖統計結果分別存儲在FPGA內部雙口 RAM的不同區域中；
(5)DSP按照預先設定的時序將預處理結果從FPGA內部雙口 RAM中讀取出來，并進行后續處理工作；同時DSP通過控制指令對整個預處理流程進行控制。
[0005]本發明所述的一種紅外圖像預處理方法，其特征在于步驟(I)中所述非均勻校正模塊的倍頻為60MHz。
[0006]本發明所述的一種紅外圖像預處理方法，其特征在于步驟(2)中所述空間濾波采用均值濾波的方式。
[0007]本發明所述的一種紅外圖像預處理方法，將圖像非均勻校正、空間濾波、直方圖統計算法移植到FPGA中實現，控制芯片只完成控制和簡單判斷的功能，有效的提高了系統的實時性，使得發明所述紅外圖像預處理方法具有了廣泛的應用價值。
【具體實施方式】
[0008]一種紅外圖像預處理方法，其特征在于包括如下步驟:
(1)首先，紅外圖像數據以像素為單位按照流水的方式進入到非均勻校正模塊中進行紅外圖像的非均勻校正；
(2)校正后的圖像進入到空間濾波模塊中進行空間濾波處理；
(3)空間濾波后的圖像數據，被送到直方圖統計模塊進行處理，同時濾波后的圖像數據也被存儲在FPGA內部雙口 RAM中；
(4)接下來，直方圖統計結果將被存儲在FPAG內部雙口RAM中；圖像預處理后的紅外圖像數據及直方圖統計結果分別存儲在FPGA內部雙口 RAM的不同區域中；
(5)DSP按照預先設定的時序將預處理結果從FPGA內部雙口 RAM中讀取出來，并進行后續處理工作；同時DSP通過控制指令對整個預處理流程進行控制。
[0009]本發明所述的一種紅外圖像預處理方法，步驟(I)中所述非均勻校正模塊的倍頻為60MHz。步驟(2)中所述空間濾波采用均值濾波的方式。使用的輸人圖像為256x16 b數據，為了在20 MHz時鐘的一個周期內能夠處理完一個像素的非均勻校正算法，以保證能夠流暢的進行，將數據同步時鐘clk-20M通過DCM時鐘管理器，倍頻到60 MHz,以60MHz時鐘進行乘加、緩存，以達到實時處理的目的，省去了對原始圖像的緩存。在圖像生成和采集的過程中，會疊加各種各樣的噪聲，這些噪聲會使圖像質量變差，必須對圖像信號進行預處理，抑制背景噪聲，增加目標強度，從而提高圖像的信噪比，為后續處理奠定基礎。為了實現流水處理，需要3x3的窗口模版中的3行和3列的數據能夠在一個同步時鐘輸出，在3x3窗口模版的設計中利用了兩個FIFO和9個寄存器來實現數據的緩存，在實時圖像處理中，直方圖統計表，是多種空間域圖像處理的基礎。圖像的灰度直方圖就是圖像中像素分布在灰度等級上的概率密度，它反映不同灰度級的像素在各自灰度級別上個數之和。在本方法中，利用對空域濾波后的圖像進行直方圖統計，統計結果可作為動態門限設置的基礎。直方圖統計涉及到地址索引值累加的功能，利用RAM、有限狀態機和DCM模塊實現，RAM由ISE中的IP核產生，數據寬度為16b，深度覆蓋所有像素灰度值，深度值為16384，由有限狀態機實現讀寫信號的控制功能，DCM設置4倍頻，本方法能夠有效地對紅外圖像進行非均勻校正、空域濾波、直方圖統計等圖像預處理工作。
【主權項】
1.一種紅外圖像預處理方法，其特征在于包括如下步驟: (1)首先，紅外圖像數據以像素為單位按照流水的方式進入到非均勻校正模塊中進行紅外圖像的非均勻校正； (2)校正后的圖像進入到空間濾波模塊中進行空間濾波處理； (3)空間濾波后的圖像數據，被送到直方圖統計模塊進行處理，同時濾波后的圖像數據也被存儲在FPGA內部雙口 RAM中； (4)接下來，直方圖統計結果將被存儲在FPAG內部雙口RAM中；圖像預處理后的紅外圖像數據及直方圖統計結果分別存儲在FPGA內部雙口 RAM的不同區域中； (5)DSP按照預先設定的時序將預處理結果從FPGA內部雙口 RAM中讀取出來，并進行后續處理工作；同時DSP通過控制指令對整個預處理流程進行控制。
2.如權利要求1所述的一種紅外圖像預處理方法，其特征在于步驟(I)中所述非均勻校正模塊的倍頻為60MHz。
3.如權利要求1所述的一種紅外圖像預處理方法，其特征在于步驟(2)中所述空間濾波采用均值濾波的方式。
【專利摘要】一種紅外圖像預處理方法，屬于圖像處理領域。其特征在于：紅外圖像數據進入非均勻校正模塊進行非均勻校正；校正后的進入到空間濾波模塊進行空間濾波處理；空間濾波后被送到直方圖統計模塊處理，同時被存儲；圖像預處理后的紅外圖像數據及直方圖統計結果分別存儲在不同區域中，控制芯片通過控制指令對整個預處理流程進行控制。將圖像非均勻校正、空間濾波、直方圖統計算法移植到FPGA中實現，控制芯片只完成控制和簡單判斷的功能，有效的提高了系統的實時性，使得發明所述紅外圖像預處理方法具有了廣泛的應用價值。
【IPC分類】G06T5-00
【公開號】CN104637032
【申請號】CN201410711212
【發明人】王桂榮
【申請人】王桂榮
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年12月1日