【技术实现步骤摘要】
一种多路红外图像并行采集与增强的FPGA实现方法
[0001]本专利技术属于红外图像处理
，具体涉及一种多路红外图像并行采集与增强的FPGA实现方法。
技术介绍
[0002]红外成像技术是指通过目标物体辐射出的不同强度的红外光，经光电转换等操作形成一幅反映物体温度和轮廓特点的红外图像。非接触式、被动性成像的原理使其昼夜可用，隐蔽性好，具有强探测和抗干扰能力，被广泛应用在军事、自动驾驶、安防监控等领域中。
[0003]目前现有红外图像系统大多局限于单路红外视频源采集，存在的局限性有如下三点：一、图像分辨率低不足，国内目前红外探测器分辨率集中在640
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512，仅少数高端机型采用1024
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768，单路采集的分辨率不足将导致应用受限；二、单路探测器提供的视场角有限，不能实现全方位实时目标探测；三、目前多数系统基于通用平台开发，存在外设种类繁多、资源冗余、成本较高的缺点。
[0004]研究者们受启发于昆虫的复眼视觉系统，利用阵列化排布的多个子眼镜头来模拟昆虫的复眼，进而获得...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多路红外图像并行采集与增强的FPGA实现方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，探测器驱动；多路红外探测器共享与FPGA对接的驱动接口，FPGA产生同源时钟及控制信号驱动多路探测器同步工作；步骤S2，探测器配置；FPGA通过切换总线片选信号依次完成多路探测器初始化配置并产生同步采集开始的标志信号；步骤S3，图像数据重组；多路红外探测器经多组数据输出接口传出图像数据至FPGA多路输入子单元中，并行地进行有效信息的提取重组和跨时钟域时序调整；步骤S4，图像增强；FPGA中多路红外图像数据流并行地实现图像增强，采用多滤波算法融合的分层处理框架，将图像分解成背景层和细节层有针对性地并行处理，并行流水线架构的双边和高斯滤波器通过查找表、设置阈值、倍频加速、多模块轮流等手段减少资源占用并增强实时性；步骤S5，通信控制；多路仲裁模块调度增强传输后的多路红外图像数据依次有序地传输给上位机。2.根据权利要求1所述的多路红外图像并行采集与增强的FPGA实现方法，其特征在于，步骤S2具体包括：步骤S2
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1，多路探测器共享总线配置接口，FPGA作为主机，多路探测器作为多个从机，在计数器和数据选择器的控制下选中特定从机的片选信号；步骤S2
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2，FPGA中在状态机的控制下读取ROM中预存的配置值并依照总线时序传输数据给探测器，完成初始化；步骤S2
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3，FPGA中的序列检测电路对总线回传的探测器初始化结果做判断，配置成功后切换选中的使能并配置下一路探测器；步骤S2
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4，FPGA检测到所有探测器成功配置完成后内部产生同步采集开始的标志信号，实现多路并行数据的同步采集与读入。3.根据权利要求2所述的多路红外图像并行采集与增强的FPGA实现方法，其特征在于，步骤S3具体包括：步骤S3
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1，多路红外探测器并行回传像素时钟、行同步信号、帧同步信号和图像数据，对帧同步信号做下降沿检测，抛弃前若干帧不稳定数据；步骤S3
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2，依据红外探测器时序图，去除冗余无效信息并将其拼接并还原成原始图像数据并生成对应的数据有效标志信号；步骤S3
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3，处理后数据并行地进入到FPGA中的多路异步FIFO子单元中进行跨时钟域处理和时序调整，后续送入图像增强模块，实现与系统时钟的同步。4.根据权利要求3所述的多路红外图像并行采集与增强的FPGA实现方法，其特征在于，步骤S4具体包括：步骤S4
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1，对于给定的窗口大小及方差，利用MATLAB预先计算并定点化有限差值所对应的像素相似度权重，获取阈值范围内的权重结果作为FPGA中像素相似度查找表，避免在FPGA中进行复杂的指数运算；步骤S4
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2，利用N
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1个FIFO和N组移位寄存器缓存N
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1行和最新输入的N个数据，实现开窗大小为N*N可移动滤波窗口；步骤S4
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3，可移动滤波窗口内数据分组进入倍频时钟域控制的多个并行的倍频处理子
单元中并行处理，在各控制信号作用下轮流复用倍频的处理子单元并实现流水线结构的双边滤...
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