一种基于FPGA的实时红外图像预处理方法

时间:2013-04-17来源:网络

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,其FPGA算法结构如图4所示。

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由于均值滤波需要3行的数据,由ISE的IP核生成FIFO_1和FIFO_2,宽度为16 b,深度为256,缓存两行数据。利用9个寄存器Reg_1到Reg_9的缓存值Q11~Q13,Q21~Q23,Q31~Q33,进行均值滤波,得到滤波后的图像数据data_out,计算公式如下:
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1.3 直方图统计模块设计
在实时图像处理中,直方图统计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16 b,深度覆盖所有像素灰度值,深度值为16 384,由有限状态机实现读写信号的控制功能,DCM设置4倍频,直方图统计的FPGA实现结构框图如图5所示。

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有限状态机实现整个直方图统计的信号控制功能,在实时处理中需要进行流水处理,将输入的20 MHz时钟信号倍频到80 MHz,有限状态机工作在80 MHz。保证一个周期能够处理完一个像素的统计工作,每个输入信号有4个处理状态,分别是IDLE,READ,SUM和WRITE,状态转换图如图6所示。

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关键词: FPGA 红外图像 方法 预处理

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