本发明专利技术公开了一种用于模拟热像仪工作的调试装置，该调试装置包括有FPGA控制器、PC机、监视器、第一SD卡、第二SD卡连接。FPGA控制器与PC机之间连接有网络芯片和网络接口。FPGA控制器与监视器之间连接有视频编码芯片和视频接口。FPGA控制器与第一SD卡之间连接有第一SD卡插槽。FPGA控制器与第二SD卡之间连接有第二SD卡插槽。FPGA控制器与红外热像仪之间连接有热像仪接口。FPGA控制器与目标识别模块之间连接有红外识别模块接口。该调试装置按照红外热像仪数字接口时序实时采集并存储样本图像，并能将存储的样本图像按照热像仪数字接口时序输出。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种适用于红外目标识别系统的图像处理，更特别地说，是指一种采用FPDA芯片为基础的用于产生红外数字信号的调试装置，该调试装置替代了现有红外目标识别系统中热像仪的工作。
技术介绍
红外成像技术是利用背景和目标之间的红外辐射差来形成景物图像的，是当今国内和国际上高科技领域研究的热点。红外成像系统属于被动成像，因此具有良好的隐蔽性。 它突破了照度和光谱响应范围对人眼的视觉限制，因此较可见光系统作用距离更远，具有更强的烟雾透过能力和抗干扰能力，几乎可以准全天候工作。基于红外成像系统的这些优良的特点，它已广泛应用于各种军事和民用领域。基于红外图像的目标检测，是红外搜索与跟踪系统、精确制导系统、红外预警系统、大视场目标监视系统、卫星遥感系统、船舶主动安全预警系统等应用系统的一项核心技术。2007年2月在《红外》中发表的关于“嵌入式红外目标识别跟踪系统的研究”中公开了一种红外目标识别系统按其功能划分为三个模块红外信号采集处理模块(简称红外模块)、目标识别跟踪模块(简称识别模块)和嵌入式主控模块(简称主控模块)。红外信号采集处理模块用以完成红外图像的采集和A/D转换；目标识别跟踪模块接收数字红外图像，对动态目标进行自动搜索、识别、跟踪，并将处理过的图像和匹配结果送往嵌入式主控模块；嵌入式主控模块负责整个系统的控制，并提供友好的人机交互界面。红外目标识别系统中的识别模块，常采用嵌入式处理板进行图像识别与跟踪处理，且由于系统中的热像仪传感器大都是数字接口，嵌入式处理板常采用FPGA与DSP结构或单独的FPGA结构。对于识别模块处理板硬件及软件算法的调试存在以下问题(1)识别模块处理板调试的第一步是按照热像仪的时序，如帧同步、行同步、数据有效信号以及时钟信号得到采集正确的红外图像。这一步通常比较耗时，特别是对于高帧频的热像仪，处理板硬件上布线或物理上线长的不相等引起的延迟往往会导致采集到错误图像，频繁的调试需要热像仪长时间的工作，对于昂贵的制冷型热像仪，长时间工作影响探测器使用寿命。(2)红外目标识别算法需要不断的调试才能达到最好的效果，特别是对于复杂环境下机动目标识别跟踪，要求算法具有很好的实时性和鲁棒性，需要长时间的调试。目前常采取PC机上读取序列图像用软件调试算法，调试成功后再移植算法到嵌入式处理器上运行。但PC机和嵌入式处理板的软件运行环境不同，使得这种调试方法达不到理想的效果。(3)对于高像素分辨率热像仪，每位像素通常都大于8位，常用的有14位、16位， 以图片形式保存的图像在PC上都是8位。如果用8位的图像进行算法调试就损失了图像的精度，也会影响算法的调试结果。(4)在进行外场实验室时，实验样本是非常珍贵的，而由于环境的复杂特殊性以及现有装置的局限性，使得保存这些样本很困难。因此，针对以上问题，本专利技术提出一种结构简单、使用方便的模拟红外热像仪时序的调试装置，用以替代红外信号采集模块，进行对红外识别模块的调试。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于模拟热像仪工作的调试装置，该调试装置按照红外热像仪数字接口时序实时采集并存储样本图像，并能将存储的样本图像按照热像仪数字接口时序输出。该调试装置采用单片FPGA芯片实现，应用HDL硬件描述语言实现FPGA与各个接口的通信；通过图像采集、图像存储、图像回放及图像显示几个步骤实现一个“离线”热像仪的功能，并能通过改变硬件描述语言可重构实现各种热像仪的模拟，对红外目标识别系统的内场和外场实验具有积极的作用。本专利技术的一种用于模拟热像仪工作的调试装置，该调试装置包括有FPGA控制器 (50)、PC机(10)、监视器(20)、第一 SD卡(30)、第二 SD卡(40)连接；FPGA控制器(50)与 PC机(10)之间连接有网络芯片(IOA)和网络接口(IOB) ；FPGA控制器(50)与监视器^)) 之间连接有视频编码芯片(20A)和视频接口(20B) ；FPGA控制器(50)与第一 SD卡(30)之间连接有第一 SD卡插槽(30A) ；FPGA控制器(50)与第二 SD卡00)之间连接有第二 SD卡插槽(40A) ；FPGA控制器(50)与红外热像仪之间连接有热像仪接口(100A) ；FPGA控制器 (50)与目标识别模块之间连接有红外识别模块接口 O00A)。所述的FPGA控制器(50)按实现的功能划分包括有时序接收接口模块(50A)、状态机采集控制模块(50B)、第一缓存模块(50C)、高低转换模块(50D)、第二缓存模块(50E)、编码模块(50F)、第三缓存模块(50G)、以太网控制器(50H)、第四缓存模块(50J)、热像仪时序输出模块(50K)、SD卡读写控制模块(50L)；时序接收接口模块(50A)用于对热像仪输出的数字红外时序信息(100)进行杂波滤除，去掉毛刺，消除布线延迟，得到调整后时序信息(512)；状态机采集控制模块(50B)用于对调整后时序信息(51 进行采集，得到有效视频图像信息(511)；第一缓存模块(50C)用于保存有效视频图像信息(511)，以方便SD卡读写控制模块(50L)调用；该第一缓存模块(50C)缓存的输入端是14bit数据总线，缓存的输出端是 4bit的数据总线；SD卡读写控制模块(50L)第一方面读取第一缓存模块(50C)中的有效视频图像信息(511)；第二方面对有效视频图像信息(511)进行CRC校验位加载，得到CRC校验图像信息(51)，该CRC校验图像信息(51)保存在第一 SD卡(30)中或者第二 SD卡00)中；第三方面以读SD卡的时序调用CRC校验图像信息(51)，得到样本图像信息(52)输出；第二缓存模块(50E)用于缓存SD卡读写控制模块(50L)输出的样本图像信息 (52)，并输出第二调用样本缓存信息(521)给编码模块(50F)；编码模块(50F)对第二调用样本缓存信息(521)按照CCIR-656YUV为4:2:2的数据格式进行编码处理，得到模拟视频图像信息(523)；高低转换模块(50D)对SD卡读写控制模块(50L)输出的样本图像信息(5 进行高像素分辨率转换成低像素分辩率，得到低像素分辩率图像信息(531)；第三缓存模块(50G)用于缓存低像素分辩率图像信息(531)，并输出第三调用样本缓存信息(53 给太网控制器(50H)；以太网控制器(50H)将第三调用样本缓存信息(532)传输给PC机(10)；第四缓存模块(50J)用于缓存SD卡读写控制模块(50L)输出的样本图像信息 (52)，并输出第四调用样本缓存信息(Ml)给热像仪时序输出模块(50K)；热像仪时序输出模块(50K)第一方面对第四调用样本缓存信息(Ml)进行时钟频率提取τκ、帧同步提取 、行同步提取Hk、数据使能信号提取A ；第二方面采用时序-图像匹配策略对第四调用样本缓存信息641)进行时序判断处理，得到与热像仪输出的数字红外图像信息(100)的时序相同的热像仪数字接口时序信息000)。本专利技术模拟热像仪工作的调试装置的优点在于①本专利技术调试装置解决了在调试红外识别模块时，对热像仪频繁开关影响热像仪寿命，特别是对昂贵的制冷型热像仪影响更大。此调试装置能代替热像仪输出数字红外信号，模拟完全热像仪的工作状态而不影响调试结果。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郑红，李俊，陈海霞，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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