基于FPGA的多DSP紅外實(shí)時(shí)圖像處理系統電路設計

2．2 圖像拉伸算法設計

圖像拉伸采用自適應直方圖增強算法，表示為如下的映射關(guān)系：

式中：yk為增強后圖像的灰度值；Xmax和Xmin為原圖像中像素最大值和最小值；Xk為原圖像的灰度值；a為亮度補償系數，取值為0～1之間，當取0時(shí)，即是通常的拉伸算法。

考慮到紅外圖像中可能存在盲元和噪聲，Xmax和Xmin不宜取原圖像中最大最小值。采用分位數法來(lái)取圖像中的最大值和最小值可以把盲元和噪聲的影響降到最低，分位數根據盲元和噪聲情況具體確定，一般可取5 ％。

圖4給出了直方圖增強算法的FPGA系統框圖，A／D轉換后的14 b數據流進(jìn)入直方圖統計模塊計算每一像素點(diǎn)的直方圖，根據設定好的分位數計算圖像中像素的最大值和最小值。在每一幀有效數據結束后，根據直方圖統計得到的最大值和最小值，計算灰度映射的除法，這樣每幀只需計算1次除法，而不用對每一像素進(jìn)行除法計算。之后對得到的因子對每一像素進(jìn)行乘法及移位計算即可得到直方圖增強算法處理后的圖像數據。增強后的圖像數據通過(guò)DAC控制模塊送入電視顯示。

3 結語(yǔ)

針對紅外試試圖像處理系統構建的FPGA+多DSP的硬件平臺，利用FPGA進(jìn)行調度和時(shí)序控制，有效的使3個(gè)處理器并行工作，大大提高了系統處理能力。研究并實(shí)現了從紅外探測器數據采集到圖像校正、圖像處理，以及圖像顯示的整個(gè)流程。系統已應用于工程實(shí)踐中，對于空間質(zhì)量要求苛刻的高性能處理系統有一定的借鑒意義。

作者：呂 雷 王明昌 秦金明