[发明专利]一种红外图像预处理方法

说明书

技术领域

本发明属于图像处理领域，尤其涉及一种红外图像预处理方法。

背景技术

随着科技的不断进步，各个行业的生成技术都得到了大步的提升，在图像处理方面，在红外图像系统没计中，多采用高速DSP+FPGA的方式对红外图像进行处理：在早期的设计中，DSP承担了大部分的图像处理工作，FPGA只做一些逻辑译码和简单运算的功能。但DSP运算是相当耗时的，当在图像较大、实时性要求较高的场合，用DSP进行处理就比较困难。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供一种红外图像预处理方法。

一种红外图像预处理方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）首先，红外图像数据以像素为单位按照流水的方式进入到非均匀校正模块中进行红外图像的非均匀校正；

（2）校正后的图像进入到空间滤波模块中进行空间滤波处理；

（3）空间滤波后的图像数据，被送到直方图统计模块进行处理，同时滤波后的图像数据也被存储在FPGA内部双口RAM中；

（4）接下来，直方图统计结果将被存储在FPAG内部双口RAM中；图像预处理后的红外图像数据及直方图统计结果分别存储在FPGA内部双口RAM的不同区域中；

（5）DSP按照预先设定的时序将预处理结果从FPGA内部双口RAM中读取出来，并进行后续处理工作；同时DSP通过控制指令对整个预处理流程进行控制。

本发明所述的一种红外图像预处理方法，其特征在于步骤（1）中所述非均匀校正模块的倍频为60MHz。

本发明所述的一种红外图像预处理方法，其特征在于步骤（2）中所述空间滤波采用均值滤波的方式。

本发明所述的一种红外图像预处理方法，将图像非均匀校正、空间滤波、直方图统计算法移植到FPGA中实现，控制芯片只完成控制和简单判断的功能，有效的提高了系统的实时性，使得发明所述红外图像预处理方法具有了广泛的应用价值。

具体实施方式

一种红外图像预处理方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）首先，红外图像数据以像素为单位按照流水的方式进入到非均匀校正模块中进行红外图像的非均匀校正；

（2）校正后的图像进入到空间滤波模块中进行空间滤波处理；

（3）空间滤波后的图像数据，被送到直方图统计模块进行处理，同时滤波后的图像数据也被存储在FPGA内部双口RAM中；

（4）接下来，直方图统计结果将被存储在FPAG内部双口RAM中；图像预处理后的红外图像数据及直方图统计结果分别存储在FPGA内部双口RAM的不同区域中；

（5）DSP按照预先设定的时序将预处理结果从FPGA内部双口RAM中读取出来，并进行后续处理工作；同时DSP通过控制指令对整个预处理流程进行控制。

本发明所述的一种红外图像预处理方法，步骤（1）中所述非均匀校正模块的倍频为60MHz。步骤（2）中所述空间滤波采用均值滤波的方式。使用的输人图像为256x16 b数据，为了在20 MHz时钟的一个周期内能够处理完一个像素的非均匀校正算法，以保证能够流畅的进行，将数据同步时钟clk-20M通过DCM时钟管理器，倍频到60 MHz，以60MHz时钟进行乘加、缓存，以达到实时处理的目的，省去了对原始图像的缓存。在图像生成和采集的过程中，会叠加各种各样的噪声，这些噪声会使图像质量变差，必须对图像信号进行预处理，抑制背景噪声，增加目标强度，从而提高图像的信噪比，为后续处理奠定基础。为了实现流水处理，需要3x3的窗口模版中的3行和3列的数据能够在一个同步时钟输出，在3x3窗口模版的设计中利用了两个FIFO和9个寄存器来实现数据的缓存，在实时图像处理中，直方图统计表，是多种空间域图像处理的基础。图像的灰度直方图就是图像中像素分布在灰度等级上的概率密度，它反映不同灰度级的像素在各自灰度级别上个数之和。在本方法中，利用对空域滤波后的图像进行直方图统计，统计结果可作为动态门限设置的基础。直方图统计涉及到地址索引值累加的功能，利用RAM、有限状态机和DCM模块实现，RAM由ISE中的IP核产生，数据宽度为16b，深度覆盖所有像素灰度值，深度值为16384，由有限状态机实现读写信号的控制功能，DCM设置4倍频，本方法能够有效地对红外图像进行非均匀校正、空域滤波、直方图统计等图像预处理工作。