专利名称：采用数字图像处理模块实现红外图像背景补偿的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种采用数字图像处理模块实现红外图像背景补偿的装置。
背景技术：
随着光电技术的飞速发展，在现代战争中，各类精确制导的弹道导弹、炸弹、炮弹等以更高的制导精度、更强的机动性，更快的速度攻击预定目标，给防御构成巨大的威胁。面队此种威胁，激光武器作为一种新概念武器在未来反导防御体系中占有极其重要的地位，近年来越来越受到各国的重视。完整的激光武器作战系统，要求实现对来袭目标进行监视、侦察、告警、捕获和跟踪瞄准，以便能量高度集中，使窄波速的强激光稳定地照射在目标上，实现对目标的攻击。
由于现代红外具有隐蔽、抗干扰、全天候工作等特点，具有电视不可替代的优势，被广泛用于激光武器作战系统中作为侦察、告警、热点跟踪的主要手段。因此研究和应用红外技术，已经成为国家安全依赖的主要探测技术手段，也必将在今后的局部战争中起到举足轻重的作用，是影响未来军事斗争形势的高新技术。
在电子战和信息战日趋激烈的今天，国防和军工对图像处理提出了更快的速度和更高的质量的要求。红外焦平面探测器一方面由于固有的非均匀性导致红外图像具有非均匀性，对这种非均匀性的校正，人们研究的比较多，而且算法比较成熟；另一方面由于红外图像是热辐射图像，对温度极为敏感，应用中由于红外探测器的长时间工作或太阳的照射致使探测器镜筒发热，反映在图像上为渐晕背景，成为图像处理不可忽略的因素，给图像处理增加了数据量和处理的难度，且影响了目标识别的可靠性和定位精度。
本实用新型的内容本实用新型的技术解决问题克服现有技术的不足，提供一种在硬件处理平台上，采用数字图像处理模块实现红外图像背景补偿的装置，它能有效地避免红外图像的热晕背景给后续图像处理带来不利影响，同时提高了红外处理系统的适应能力。
本实用新型技术解决方案是采用数字图像处理模块实现红外图像背景补偿的装置，其特点在于由可编程逻辑器件FPGA、高速数字处理器DSP及静态存储器组成，差分图像数据送入可编程逻辑器件FPGA进行预处理，并将预处理后的图像数据送入高速数字处理器进行图像增强处理，同时可编程逻辑器件FPGA将图像数据实时的存入静态存储器中进行存储和调用。
本实用新型的工作原理及工作过程是由于红外图像是热辐射图像，对温度极为敏感，应用中由于红外探测器的长时间工作或太阳的照射致使探测器镜筒发热，反映在图像上为渐晕背景，即从视场中心向外背景亮度逐渐变亮，理想的红外图像是不存在这种热晕背景，由于这种渐晕现像无论视场中有没有目标都始终存在，因此，在目标未进入视场时，可采一帧图像存起来，称之为本底，当目标进入视场后，调用本底，并对当前图像进行处理，在此，采用当前图像减去本底的办法消除热晕现像。由于当前图像减去了本底，使整个图像亮度值降低，因而再利用DSP对图像进行适当的亮度提升和增强。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点1.由于采用FPGA进行实时的图像预处理，实现了红外图像的背景补偿，达到消除热晕背景的目的，从而减少了后续图像处理的数据量和难度，提高处理了速度，且使图像处理更方便、快捷；2.提高目标识别的可靠性、灵敏度和精度。
图1为本实用新型的结构组成示意图；图2为图1的FPGA设计流程图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型由可编程逻辑器件FPGA、高速数字处理器DSP及静态存储器组成，差分图像数据首先输入到可编程逻辑器件FPGA进行预处理，并根据高速数字处理器DSP的指示将预处理后的差分图像数据送入DSP进行图像增强处理，同时可编程逻辑器件FPGA将图像数据实时的存入静态存储器中进行存储和调用。
本实施例中，FPGA其型号可以选用VERTEXE系列，其型号为XCV300EPQ240，DSP选用美国模拟器件公司(AD公司)的ADSP2183系列，其封装为PQ128，静态存储器可采用GSI公司的GS71108ASJ-12I存储器，其中静态存储器和DSP的数据和地址总线分别连在FPGA不同的输入输出脚上，FPGA负责管理和调用片外的静态存储器以及负责FPGA和DSP之间的数据通讯。
如图2所示，可编程逻辑器件FPGA的设计流程采用VHDL语言实现的，其具体实施过程如下FPGA接受图像数据，需要存本底图像时将本场的数据存储下来，如果FPGA内的RAM不够用，就将图像存到双向片外存储器中，接下来将实时的图像流减去从片外存储器读进来的相应的本底图像，如果该点的实时图像数据大于相应的本底数据时，就将差值代替该点的灰度，否则为0，然后将差值图像由DSP数字处理器增强后输出供后续图像处理。
权利要求1.采用数字图像处理模块实现红外图像背景补偿的装置，其特征在于它由可编程逻辑器件FPGA、高速数字处理器DSP及静态存储器组成，差分图像数据输出接入可编程逻辑器件FPGA进行预处理，可编程逻辑器件FPGA的输出分别接高速数字处理器和静态存储器，同时高速数字处理器和静态存储器的输出分别再接至可编程逻辑器件FPGA。
2.根据权利要求1所述的采用数字图像处理模块实现红外图像背景补偿的装置，其特征在于所述的可编程逻辑器件其型号为VERTEXE系列，其封装为XCV300EPQ240。
专利摘要采用数字图像处理模块实现红外图像背景补偿的装置，由可编程逻辑器件FPGA、高速数字处理器DSP及静态存储器组成。差分图像数据送入可编程逻辑器件FPGA进行预处理，并将预处理后的图像数据送入高速数字处理器进行图像增强处理，同时可编程逻辑器件FPGA将图像数据实时的存入片外存储器中进行存储和调用。本实用新型实现了红外图像的背景补偿，达到消除热晕背景的目的，从而减少了后续图像处理的数据量和难度，提高处理速度，且使图像处理更方便、快捷；同时提高了目标识别的可靠性、灵敏度和精度。
文档编号G06T5/00GK2646794SQ0326601
公开日2004年10月6日 申请日期2003年6月24日 优先权日2003年6月24日
发明者蔡敬菊, 彭先蓉 申请人:中国科学院光电技术研究所