一种航空相机图像增强设备以及方法技术

本发明专利技术公开了一种航空相机图像增强设备，通过FPGA接收航空相机拍摄的原始图像，并通过预设互联线路将原始图像传输至多核DSP；多核DSP包括多个具有独立处理功能的核，多个核针对同一帧原始图像中各个核对应的区域图像分别并行进行实时图像增强处理，并将经过图像增强处理后的处理图像返回至FPGA。本申请通过采用具有高速并行处理大数据图像算法能力的多核处理芯片，针对复杂气象条件下航空相机成像，能够实现实时高分辨率图像增强技术，解决了在阴雨雾霾等复杂气象条件下模糊降质等问题，有效改进了成像质量，便于航空相机图像的后续处理，具有广阔的应用前景。此外，本申请还提供了一种具有上述技术效果的航空相机图像增强方法。

An Aerial Camera Image Enhancement Equipment and Method

The invention discloses an aerial camera image enhancement device, which receives the original image captured by the aerial camera through the FPGA and transmits the original image to the multi-core DSP through the preset interconnection line; the multi-core DSP includes several cores with independent processing function, and the multi-core carries out real-time image enhancement processing in parallel for the region image corresponding to each core in the same frame of the original image, and then passes through the pre-set interconnection line. The processed image after image enhancement is returned to the FPGA. In this application, a multi-core processing chip with the ability of high-speed parallel processing of large data image algorithm is used to realize real-time and high-resolution image enhancement technology for aerial camera imaging under complex weather conditions. The problem of blurred degradation under complex weather conditions such as rain, fog and haze is solved. The imaging quality is effectively improved and the subsequent processing of aerial camera image is convenient. Wide application prospects. In addition, the application also provides an aerial camera image enhancement method with the above technical effect.

【技术实现步骤摘要】
一种航空相机图像增强设备以及方法
本专利技术涉及图像处理
，特别是涉及一种航空相机图像增强设备以及方法。
技术介绍
航空相机受可见光传输距离及成像机理所限，相机所成图像往往存在天气如阴雨雾霾、光线不足等在成像过程中暂时无法克服问题的困扰。为了提升航空相机成像的天气鲁棒性，使航空相机能够适应阴雨雾霾等气象条件下的成像需求，需要对其进行增强图像处理。同时，航空相机成像正朝着大视场、高分辨率的方向发展，大数据量的图像数据对图像算法的实时性提出了更高的要求。图像增强技术是对图像的一种预处理，其作用是使图像更加清晰。增强图像清晰度的目的主要是便于观察和便于图像的后续处理，单从便于观察角度来说，对算法实时性要求相对较低，有些甚至可以做事后处理。但是便于图像的后续处理角度来说，对实时性要求则要更高。例如在实时图像跟踪等应用领域，实时性差将导致脱靶量滞后甚至目标丢失，会给后续伺服系统带来未知甚至灾难性后果。因此，提供一种实现高分辨率航空相机图像的实时图像增强处理的方案是非常有必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种航空相机图像增强设备以及方法，以实现高分辨率航空相机图像的实时图像增强处理。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种航空相机图像增强设备，包括FPGA以及多核DSP，所述FPGA与所述多核DSP之间通过预设互联线路建立通信连接；其中，所述FPGA用于接收航空相机拍摄的原始图像，并通过所述预设互联线路将所述原始图像传输至所述多核DSP；所述多核DSP包括多个具有独立处理功能的核，多个核用于针对同一帧所述原始图像中各个核对应的区域图像分别并行进行实时图像增强处理，并将经过图像增强处理后的处理图像返回至所述FPGA。可选地，所述FPGA与所述多核DSP之间通过SRIO总线进行数据通信。可选地，多核DSP为TMS320C6678多核DSP，具有8个具有独立全处理功能的核。可选地，所述8个核中的第一核用于接收所述原始图像的一帧图像并进行缓存，第二核至第八核用于在一帧图像接收完成之后，分别对当前帧图像对应的区域图像进行图像增强处理，通过核间同步等待各个核完成图像增强处理之后，通过所述第一核将所述处理图像返回至所述FPGA。可选地，所述多核DSP中的共享内存区域设置有表示原始图像的一帧图像接收完成的标志位，以便在所述标志位置位后各个核进行并行图像增强处理。可选地，所述缓存为设置在所述多核DSP外部的DDR。可选地，所述DSP采用EDMA3方式实现各个存储内核之间的数据搬移。可选地，还包括：与所述FPGA通过视频接口相连的显示设备和/或存储设备。本专利技术还提供了一种航空相机图像增强方法，包括：接收航空相机拍摄的原始图像；多核DSP中的多个核针对同一帧所述原始图像中各个核对应的区域图像分别并行进行实时图像增强处理；将经过图像增强处理的处理图像进行返回。可选地，所述进行实时图像增强处理包括：采用对所述原始图像进行对数变换，经过对数变换之后的图像再进行图像拉伸，以完成实时图像增强处理；其中，Z(x,y)是增强后的处理图像，I(x,y)是所要增强的原始图像，LogI(x,y)是对原始图像的对数变换，LogImax和LogImin分别是原始图像最大值以及原始图像最小值对应的对数变换值，N代表原始图像的位数；Imax＝Imax_orig-IStdDev；Imin＝Imin_orig+IStdDev，IStdDev为原始图像的标准差，Imax_orig是原始图像的最大值，Imin_orig是原始图像的最小值。本专利技术所提供的航空相机图像增强设备，通过FPGA接收航空相机拍摄的原始图像，并通过预设互联线路将原始图像传输至多核DSP；多核DSP包括多个具有独立处理功能的核，多个核针对同一帧原始图像中各个核对应的区域图像分别并行进行实时图像增强处理，并将经过图像增强处理后的处理图像返回至FPGA。本申请通过采用具有高速并行处理大数据图像算法能力的多核处理芯片，针对复杂气象条件下航空相机成像，能够实现实时高分辨率图像增强技术，解决了高分辨率航空相机图像在阴雨雾霾等复杂气象条件下模糊降质等问题，有效改进了成像质量，便于航空相机图像的后续处理，具有广阔的应用前景。此外，本申请还提供了一种具有上述技术效果的航空相机图像增强方法。附图说明为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术所提供的航空相机图像增强设备的一种具体实施方式的结构框图；图2为本申请所提供的航空相机图像增强设备的一种具体实施方式的示意图；图3为本专利技术实施例提供的航空相机图像增强方法的流程图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术所提供的航空相机图像增强设备的一种具体实施方式的结构框图如图1所示，该设备包括FPGA1以及多核DSP2，所述FPGA1与所述多核DSP2之间通过预设互联线路建立通信连接；其中，所述FPGA1用于接收航空相机拍摄的原始图像，并通过所述预设互联线路将所述原始图像传输至所述多核DSP2；所述多核DSP2包括多个具有独立处理功能的核，多个核用于针对同一帧所述原始图像中各个核对应的区域图像分别并行进行实时图像增强处理，并将经过图像增强处理后的处理图像返回至所述FPGA1。本实施例中，FPGA1可以作为一种调度使用，图像处理算法主要靠高速处理信号处理芯片多核DSP2完成。作为一种优选实施方式，本申请中多核DSP2可以采用TMS320C6678多核DSP，其具有8个具有独立全处理功能的核。TMS320C6678是一款超高性能支持定点和浮点运算的DSP处理器，它基于TI公司的KeyStone多核架构，工作时钟最高能达到1.25GHz。该DSP拥有8个独立的具有全处理功能的核(Core)，每个核内包括的一级程序存储器(L1P)32KB和一级数据存储器(L1D)32KB以及512KB的二级缓存(SL2)。除此之外的8个核共享4096KB的共享内存(MSM)和最多配至2GB的外部DDR3存储器。整个芯片提供320GMAC定点计算和160GFLOP浮点计算能力，该DSP还具有丰富的外设接口，包括SerialRapidIO(SRIO)，PCIe，HyperLink，EMIF，I2C等接口用于数据传输。本申请实施例中采用FPGA接收航空相机图像，通过SRIO总线实现FPGA核多核DSP6678的图像数据交互。SRIO是面向嵌入式系统开发提出的高可靠、高性能、基于包交换的新一代高速互联技术。串行RapidIO包含一个3层结构的协议，即物理层、传输层、逻辑层，可选的1.25Gbps、2.5Gbps、3.125Gbps和5Gbps四种速度能满足不同应用需求，是嵌入式系统互联的最佳选择之一，本专利技术在FPGA和多核DS本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种航空相机图像增强设备，其特征在于，包括FPGA以及多核DSP，所述FPGA与所述多核DSP之间通过预设互联线路建立通信连接；其中，所述FPGA用于接收航空相机拍摄的原始图像，并通过所述预设互联线路将所述原始图像传输至所述多核DSP；所述多核DSP包括多个具有独立处理功能的核，多个核用于针对同一帧所述原始图像中各个核对应的区域图像分别并行进行实时图像增强处理，并将经过图像增强处理后的处理图像返回至所述FPGA。

【技术特征摘要】
1.一种航空相机图像增强设备，其特征在于，包括FPGA以及多核DSP，所述FPGA与所述多核DSP之间通过预设互联线路建立通信连接；其中，所述FPGA用于接收航空相机拍摄的原始图像，并通过所述预设互联线路将所述原始图像传输至所述多核DSP；所述多核DSP包括多个具有独立处理功能的核，多个核用于针对同一帧所述原始图像中各个核对应的区域图像分别并行进行实时图像增强处理，并将经过图像增强处理后的处理图像返回至所述FPGA。2.如权利要求1所述的航空相机图像增强设备，其特征在于，所述FPGA与所述多核DSP之间通过SRIO总线进行数据通信。3.如权利要求1或2所述的航空相机图像增强设备，其特征在于，多核DSP为TMS320C6678多核DSP，具有8个具有独立全处理功能的核。4.如权利要求3所述的航空相机图像增强设备，其特征在于，所述8个核中的第一核用于接收所述原始图像的一帧图像并进行缓存，第二核至第八核用于在一帧图像接收完成之后，分别对当前帧图像对应的区域图像进行图像增强处理，通过核间同步等待各个核完成图像增强处理之后，通过所述第一核将所述处理图像返回至所述FPGA。5.如权利要求4所述的航空相机图像增强设备，其特征在于，所述多核DSP中的共享内存区域设置有表示原始图像的一帧图像接收完成的标志位，以便在所述标志位置位后各个核进行并行图像增强处...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂海涛，朱明，郝志成，高文，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22