[发明专利]一种基于DM642的三路图像融合处理器设计方法

摘要

本发明属于光电图像处理技术领域，具体涉及一种基于DM642的三路图像融合处理器设计方法。通过采用DSP+FPGA处理方案，设计实现了中波红外、长波红外和可见光三路图像四种模式的融合处理。利用FPGA芯片较强的并行处理能力和外部输入信息，实现了三路图像缩放和像素级配准的并行处理，解决了可见光相机连续变焦，中波和长波热像仪双视场切换带来的图像分辨力不一致的问题，拓展了图像融合处理器的应用范围。利用时分复用DSP数据总线技术，解决了多路数据读取带来的数据总线宽度不够和数据输入输出冲突的问题。通过FPGA控制电路设计和FIFO模块的采用，克服了DM642DSP三个视频口作为输入接口后没有视频输出口的问题，进一步发挥了DM642DSP芯片的能力。

主权项

一种基于DM642的三路图像融合处理器设计方法，其特征在于：采用DSP(数字信号处理器)+FPGA(现场可编程门阵列)的处理方案，主要包括2个CL(相机链接)接收器、1个A/D(模拟/数字)视频转换器、1个FPGA模块、1个DSP模块、1个FIFO(先入先出)模块，1个通信模块、1个D/A(数字/模拟)视频转换器、2个外部SDRAM(同步动态随机存储器)、1个电源模块，具体包括以下步骤：1)在三路融合模式下，分别用2个CL接收器和1个A/D视频转换器接收外部中波与长波热像仪和可见光相机发送过来的视频信号；对于两路融合模式，只需要接收对应的两路视频信号即可，以中波和可见光两路融合为例，只需要用一个CL接收器和1个A/D视频转换器接收对应的中波热像仪和可见光相机视频信号；下面以三路融合模式作具体说明；2)电源模块为融合处理器各电路模块提供符合要求的电压；3)2个CL接收器分别将中波和长波热像仪发送过来的中波和长波红外图像信号由差分方式转换为TTL方式；4)1个A/D视频转换器将变焦可见光相机发送过来的模拟图像信号转换为数字图像；5)通信模块通过RS232接口完成融合模式外部控制指令以及中波和长波热像仪视场角、可见光相机焦距等信息的接收；6)FPGA模块完成三路输入图像的接收及预处理；预处理部分根据通信模块发送过来的中波和长波热像仪视场角信息和可见光相机的焦距信息，对输入的各路图像通过缩放处理保证三路图像的大小和分辨力相同，通过像素级配准保证三路图像中目标的空间位置相同；7)DSP模块对输入的三路图像进行采集，利用视频捕捉口内置256k‑Byte缓存和DSP片外32M‑Byte大容量SDRAM，实现三路输入图像数据同步，并将同步后的三路图像数据暂存在SDRAM中；8)在存储当前帧三路图像的同时，通过时分复用DSP数据总线，DSP处理器从片外SDRAM读取存储好的上一帧图像并进行融合处理，具体融合模式由通信模块通过接收外部指令来确定；处理后的融合图像存储在片外SDRAM中；9)当一帧图像融合处理完毕后，DSP通过中断方式通知FPGA模块进行融合数据读取，FPGA将DSP从SDRAM中输出的融合图像数据写入到FIFO模块中；10)根据D/A转换器输入数据格式和时序要求，FPGA从FIFO模块读取融合图像数据输出给D/A转换器数据接口；11)D/A转换器将输入融合图像数据转换为模拟视频信号，并通过CVBS(复合电视广播信号)接口输出，通过带有CVBS输入接口的监视器可实时显示融合图像。