本发明专利技术公开了一种对海目标红外成像识别装置，包括：主处理板和显示板，所述主处理板包括图像收发模块（101）、总线控制模块、数字信号处理器模块、图像数据存储模块、通信接口模块、非均匀性校正片上系统（SoC）、多级滤波专用集成电路（ASIC）、标记专用集成电路（ASIC），完成图像的预处理和目标的识别与跟踪，所述显示板包括图像收发模块（102）、图像实时显示控制模块、显示数据存储模块。本发明专利技术有效地保证了动平台上对海目标自动目标识别的实时性、稳定性和可靠性，同时由于SoC/ASIC的运用，有效地降低了装置的功耗。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种对海目标红外成像识别装置，包括：主处理板和显示板，所述主处理板包括图像收发模块（101）、总线控制模块、数字信号处理器模块、图像数据存储模块、通信接口模块、非均匀性校正片上系统（SoC）、多级滤波专用集成电路（ASIC）、标记专用集成电路（ASIC），完成图像的预处理和目标的识别与跟踪，所述显示板包括图像收发模块（102）、图像实时显示控制模块、显示数据存储模块。本专利技术有效地保证了动平台上对海目标自动目标识别的实时性、稳定性和可靠性，同时由于SoC/ASIC的运用，有效地降低了装置的功耗。【专利说明】一种对海目标红外成像识别装置
本专利技术涉及一种图像识别装置，具体涉及一种对海目标红外成像识别装置，用于动平台对海目标红外成像识别与跟踪。
技术介绍
目标识别的流程一般为:先采集目标场景数据，然后对采集到的数据做预处理，以降低背景杂波，最后对预处理后的图像进行目标检测识别跟踪。对于多元线阵或焦平面红外成像，在预处理阶段还必须进行非均匀性校正以消除各敏感元响应曲线不一致对成像的影响。在复杂海天背景中，有动态起伏的波浪，太阳亮带，云层等干扰。而在远距离红外目标成像中，红外传感器接收到的目标强度较弱，目标主要表现为点目标或斑状目标，没有明显的轮廓和结构特征，可利用的信息主要为目标的灰度和运动信息。因此，海天背景下的红外成像目标识别需要在背景杂波复杂且动态变化，图像信噪比低的情况下，实现目标准确检测和稳定跟踪。目标识别的准确性主要集中在图像预处理、背景抑制和目标检测，目的是减少背景对目标的干扰。目前已有很多经典的算法被广泛使用，如用于图像预处理的平滑、非均匀性校正、旋转等，用于背景抑制的均值滤波、中值滤波、高斯滤波、形态学滤波、拉普拉斯算子等，用于目标检测的最佳全局和自适应门限算法、分水岭算法、自适应阈值方法、二值图像中找轮廓线的方法、标记、中心矩、矩阵的最小特征值、Harris、边缘周长、边缘面积、角点检测、方框滤波、Harr小波、霍夫变换、模板匹配、边缘比较等。目标跟踪的稳定性主要体现为在单目标场景中能够稳定跟踪，在多目标场景中能够不受其他目标的干扰。用于目标跟踪的算法包括Canny算子、卡尔曼滤波、meanshift算法、仿射变换、透视变换等。动平台海天背景下实现红外成像自动目标识别必须具有高计算能力和高灵活性并行结构的处理机。处理机应具有如下特点:(1)实时性。要求系统在高帧频图像输入时，能够在最小时延内输出结果。动平台都具有一定的速度，做到实时的目标识别才能保证平台在运动中对目标更精准的定位。保证实时性的途径，一是要求算法能够在尽可能短的时间内处理完数据，二是减少数据在传输链路上的延时。(2)低功耗。要求系统在实现同样的或更为复杂的算法时，降低系统的能耗。动平台由于其运动特性，所能携带的电能量有限，需要尽可能降低能量消耗为更长的工作时间提供保障。降低功耗的一般方法为选择低功耗的芯片，在满足实时性的要求下降低系统处理频率。(3)小型化。要求系统实现同样或更多功能时，系统物理尺寸更小。动平台通常都有体积限制，小型化意味着体积和重量更小，能够为平台节省更多空间。减小系统物理尺寸可根据要求选择合适的芯片封装，同时对芯片进行合理布局。(4)可扩展性。要求系统在功能和结构上具备可扩展性，便于系统功能的升级。这就要求系统的设计具有较高的前瞻性，能够在不改变当前系统结构的情况下通过嵌入扩展处理单元实现性能的提升。现有技术还难以达到上述要求。传统的图像处理系统架构主要是以FPGA和DSP为主的同构设计。同构设计便于使用且适合实现通用功能，但这些优点以性能和效率为代价，在设计和使用过程中需要耗费更多的资源。DSP将承担更多的算法处理任务，从而导致整体效率不高，功耗和实时性上达不到理想效果。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提出一种对海目标红外成像识别装置，基于多DSP+多ASIC/SoC架构的异构设计，用于动平台红外成像对海目标自动识别装置。为了解决以上技术问题，本专利技术采用的技术方案如下:一种对海目标红外成像识别装置，包括主处理板和显示板，并且，所述主处理板包括第一图像收发模块(101)、总线控制模块、数字信号处理器模块、图像数据存储模块、通信接口模块、非均匀性校正片上系统、多级滤波专用集成电路、标记专用集成电路；所述显示板包括第二图像收发模块(102)、图像实时显示控制模块、显示数据存储模块，其中，所述第一图像收发模块(101)完成数据传输格式的转换，将输入低压差分信号(LVDS)转换为并行信号，将输出并行信号转换为低压差分信号，再将低压差分信号转换为光信号，并将所述光信号发送到所述第二图像收发模块(102)；所述总线控制模块完成数据处理流程的控制，用于所述数字信号处理器模块与所述非均匀性校正片上系统、多级滤波专用集成电路和标记专用集成电路之间的数据传输；所述数字信号处理模块包括主数字信号处理器和从数字信号处理器，所述主数字信号处理器和从数字信号处理器工作在并行模式或串行模式，协同完成图像的分割和目标的识别与跟踪处理算法，并直接输出目标的轮廓、坐标等信息；所述图像数据存储模块用于缓存所述多级滤波专用集成电路的输出结果，同时为所述数字信号处理器模块提供数据和程序存储空间；所述通信接口模块为目标信息的输出提供标准的RS422串行传输协议；所述非均匀性校正片上系统完成对输入图像的场景自适应非均匀性校正；所述多级滤波专用集成电路实现背景抑制和目标增强处理；所述标记专用集成电路完成连通区域的标记处理；所述第二图像收发模块(102)实现将输入光信号转换为低压差分信号，再将低压差分信号转换为并行信号，将输出并行信号转换为模拟视频信号；所述图像实时显示控制模块完成同时对4幅不同图像的实时显示控制；所述显示数据存储模块完成待显示数据的缓存。本专利技术的有益技术效果为:采用模块化设计思想，结构灵活，满足模块化、小型化、低功耗设计要求，具有高可靠性和实时性强的特性，可以有效地应用于复杂红外成像海天背景下的对海目标自动识别与跟踪。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术对海目标红外成像识别装置结构框图；图2为本专利技术对海目标红外成像识别装置的一个实例硬件连接框图；图3为本专利技术对海目标红外成像识别装置的一个实例主处理板原理图；图4为本专利技术对海目标红外成像识别装置的数据总线结构；图5为本专利技术对海目标红外成像识别装置的非均匀性校正算法结构；图6为本专利技术对海目标红外成像识别装置的多级滤波算法结构；图7为本专利技术对海目标红外成像识别装置的标记算法流程；图8为本专利技术对海目标红外成像识别装置的整体算法流程； 图9为图8中模块I展开流程；图10为图8中模块2展开流程；图11为本专利技术对海目标红外成像识别装置的一个实例显示板原理图；图12为本专利技术对海目标红外成像识别装置的一个实例板间连接原理图；图13为本专利技术对海目标红外成像识别装置的一个实例扩展处理板原理图；图14为本专利技术对海目标红外成像识别装置的一个实例扩展处理板扩展连接原理图。【具体实施方式】下面通过附图以及对附图的详细说明，对本专利技术所述对海目标红外成像识别装置的技术方案做进一步的描述。图1为本专利技术对海目标红外成像识别装置结构框图。如图1所示，所述装置包括:本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种对海目标红外成像识别装置，包括主处理板和显示板，并且，所述主处理板包括第一图像收发模块（101）、总线控制模块、数字信号处理器模块、图像数据存储模块、通信接口模块、非均匀性校正片上系统、多级滤波专用集成电路、标记专用集成电路；所述显示板包括第二图像收发模块（102）、图像实时显示控制模块、显示数据存储模块，其中， 所述第一图像收发模块（101）完成数据传输格式的转换，将输入低压差分信号（LVDS）转换为并行信号，将输出并行信号转换为低压差分信号，再将低压差分信号转换为光信号，并将所述光信号发送到所述第二图像收发模块（102）； 所述总线控制模块完成数据处理流程的控制，用于所述数字信号处理器模块与所述非均匀性校正片上系统、多级滤波专用集成电路和标记专用集成电路之间的数据传输； 所述数字信号处理模块包括主数字信号处理器和从数字信号处理器，所述主数字信号处理器和从数字信号处理器工作在并行模式或串行模式，协同完成图像的分割和目标的识别与跟踪处理算法，并直接输出目标的轮廓、坐标等信息； 所述图像数据存储模块用于缓存所述多级滤波专用集成电路的输出结果，同时为所述数字信号处理器模块提供数据和程序存储空间； 所述通信接口模块为目标信息的输出提供标准的RS422串行传输协议； 所述非均匀性校正片上系统完成对输入图像的场景自适应非均匀性校正； 所述多级滤波专用集成电路实现背景抑制和目标增强处理； 所述标记专用集成电路完成连通区域的标记处理； 所述第二图像收发模块（102）实现将输入光信号转换为低压差分信号，再将低压差分信号转换为并行信号，将输出并行信号转换为模拟视频信号； 所述图像实时显示控制模块完成同时对4幅不同图像的实时显示控制； 所述显示数据存储模块完成待显示数据的缓存。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王岳环，张天序，崔鹏，张利，吴剑剑，江曼，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。