劉靜

摘要： 由于互聯(lián)網以及信息庫、多媒體科技的進步日益強大，因此，非常多的領域都開始使用數(shù)字信號處理技術。這篇文章創(chuàng)建了一套圖像處理算法的硬件驗證基礎，接下來就研究系統(tǒng)平臺結構的軟件組成，研發(fā)出數(shù)據的輸入以及數(shù)據的輸出值，優(yōu)化系統(tǒng)的結構。探索了紅外成像還有紅外成像儀器，研制了紅外成像通訊控制軟件，對紅外圖像開展一系列的初步處理，可以在儀器上開展傳輸處理的信息圖像目標。

關鍵詞：實時圖像處理；紅外圖像；紅外成像儀

中圖分類號：TP18 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）36-0168-03

1緒論

由于互聯(lián)網以及信息庫、多媒體科技的進步日益強大，因此，很多的人們把精力都投入到圖像處理的研究上，技術發(fā)展水平也取得了卓越的進步，非常多的領域都開始使用數(shù)字信號處理技術。即使DSP以及FPGA在目前嵌入式系統(tǒng)里都發(fā)揮著非常重要的作用，但是這兩者之間都具有獨自的特色，然而互相不能取代對方。在簡易的控制以及人機接口領域，在大量的數(shù)據分析領域，DSP有非常顯著的特點。所以，DSP、FPGA的同步發(fā)展一定會成為今后嵌入式系統(tǒng)進步的方向。

2圖像處理算法驗證平臺的研究計劃

2.1高速實時圖像處理系統(tǒng)的進步歷程

檢測裝置的速度檢測方式分別有兩種：前者是將圖像處理的時刻作為根本，也就是從給出觸發(fā)脈沖計時到輸出圖像測評結束得到的實驗結果，這一段過程所花費的時間的多少完全是由圖像的尺寸以及完成的效果所決定的。其次，就是檢測收集兩幀圖像之間的時間差異，然而不將處理結束以后輸出圖像的時間差考慮在內。這兩種測評方式的表示如圖1所示。

2.2圖像處理算法驗證基礎的特性需求

1）檢測性能的框架需求

這項研究是由工控機以及顯屏儀器、成像儀器所組成的，而且在工控機的PCI接口，串接有DSP接口以及FPGA模塊、外部連接模塊。它最根本的任務流程為：成像儀器輸出的圖像信息通過外部連接端口，然后進到由DSP模塊以及FPGA模塊所組成的核心處理機構開展處理，核心系統(tǒng)處理的成果能夠在工控機的顯示屏幕上顯示出來。

平臺框架結構圖如圖3所示。

2）平臺的信息傳輸速度和信息量需求

平臺的需求則是給圖像處理的所有的算法構建一個硬件編程以及檢測設備。對圖像數(shù)據的需求則是讓初始圖像的范圍是128x128，而且?guī)l為100Hz、16位數(shù)據，因此測評圖像處理的信息輸入速率大致為27MBits；所以現(xiàn)在紅外成像儀器的分辨率能夠為320x256，因此最大輸入速率為132Mbi。

2.3圖像處理算法驗證平臺框圖

平臺結構研究的情況下，特別裝置了模塊之間信息數(shù)據傳輸線路，該線路能夠擁有很大程度的信息傳輸速度。因此，DSP模塊、PCI串口、FPGA模塊板依舊能夠經過PCL總線以及工控機接線，然而PCI總線卻不適用于模塊之間的信息傳遞，它僅僅只是當成為模塊以及工控機之間信息傳遞的通過，可適用于軟件調試這些性能。平臺框架結構圖如圖 3所示。

3紅外成像儀和控制軟件的研究

3.1紅外成像技術

紅外技術則就是一項特意鉆研紅外輻射的發(fā)生、擴散、轉變、檢測和它使用的技術學科。伴隨著紅外焦平面陣列探測設備、高速數(shù)字信號處理器、圖像處理算法這些科技的最大程度增加，給紅外技術的進步創(chuàng)造了很有效果的技術保障。

3.2 紅外成像儀

如今，發(fā)展最好的紅外熱成像儀的溫度靈敏度已經達到了0.05℃。能夠用來當作邊防緝私，它的范圍能夠擴展到數(shù)公里之外。經過熱像儀不單單能夠實時的觀測點進行檢測，而且能夠經過它行蹤路徑的“熱痕跡”開展動態(tài)剖析，原因是普通物品的熱發(fā)散有相當一段時間間隔，有的物品的熱發(fā)散需要很長的時間。

3.3紅外熱圖像

通過紅外熱像儀器收集到的圖像被稱作是紅外熱圖，這篇文章所指的紅外圖像就是指紅外熱圖，紅外圖像的成像原理如圖4所示。

3.4紅外熱圖像實時初步處理

紅外成像儀所生成的紅外圖像因為它所特有的性質，對比度比較明顯，周圍產生部分的暈，對后面的圖像處理沒有任何的好處，由于這個因素，要對圖像開展初步處理，現(xiàn)在紅外成像系統(tǒng)最重要的特性根本沒有應用到實際之中。

1）紅外圖像增強

空域法以及頻域法是圖像增強的最重要的兩種方式，空域法最重要的就是對圖像里的所有的像素點首先進行處理；但是頻域法則是在圖像的一部分變換領域中對所有的圖像進行處理，而且改變之后的數(shù)據，接下來在進行反變換，就能股得到處理之后的成果。

2）紅外圖像銳化

圖像在傳播以及轉變的時候，一般要求的品質都不太高，除了噪聲因素之外，圖像通常都變得模糊不清楚。其最重要的因素就是由于圖像的傳輸或者轉換系統(tǒng)的傳遞函數(shù)對高頻因素的退化效果，產生圖像的部分信息不清楚，紅外圖像因為自身特色這項缺點變得更加顯著。圖像銳化的目的則是為了修補圖像的清晰度，讓圖像周圍變得稍微清楚，有利于邊緣提取特征。

4圖像處理算法驗證平臺的軟件處理

4.1系統(tǒng)軟件技術框架

硬件平臺以及軟件平臺是整個驗證平臺的所有結構，硬件平臺的系統(tǒng)軟件是 Sundance自身攜帶的配套軟件，但是軟件顯示平臺卻是經過VC的MFC編譯完成的。硬件平臺的軟件架構Simdance的商品優(yōu)點則是：1）單模塊特點：TIM串口、布局嚴謹、性能統(tǒng)一、品質保障、設備方便；2）結構優(yōu)點：多樣性、可延展性高、高速率性能樣機研發(fā)、一個設備多種使用。

Simdanc產品的相關軟件如表5所示。

4.2軟件設計計劃

本篇文章創(chuàng)新的平臺最主要的一項就是對于分析后的圖像以及信息開展顯示的軟件構思，軟件的設計使用軟件工程的理念。范圍可以延伸到程序設計語言以及信息系統(tǒng)、軟件研發(fā)工具、系統(tǒng)平臺以及要求、創(chuàng)作方案這些條件。下圖就是本驗證平臺的軟件詳細設計圖，如圖6所示。

4.3平臺系統(tǒng)軟件總體框架

本篇文章所使用的就是設備無關位圖（DIB），接下來就詳細介紹設備無關位圖（DIB）。DIB位圖能夠在不一樣的機器或者設備中表示位圖所特有的圖像。和DDB做比較，DIB是一項外部的位圖模式，特別適用于圖像信息的整合。DIB是要求下的Windows位圖格式，BMP文件里也涉及了一個DIB。一個BMP文件由位圖文件頭結構以及調色板、位圖數(shù)據頭框架、DIB圖像信息四個領域所包含，如圖7所示。

5 結論

由于圖像處理以及計算機視覺的快速發(fā)展，實時圖像分析慢慢凸顯出其優(yōu)異的成績，全世界的各行各業(yè)都開始投入使用這種服務系統(tǒng)。分析探索了這個平臺用到的技術要點，而且驗證了這項技術的應用范圍以及怎樣使用，探索核心硬件系統(tǒng)的商品配件，明確該設備的硬件環(huán)境，為了杜絕算法可以應用但是在現(xiàn)實投入應用時設備特質不夠的狀況出現(xiàn)，而且充分將升級需求，明確系統(tǒng)設備的篩選計劃。然而信息收集以及傳播的高速通路即使實現(xiàn)了理論上的可行性驗證，然而真實研發(fā)的設計裝飾仍然正在研究，信息的高效率傳播以及檢驗平臺的真實性就仍然需要真實的系統(tǒng)環(huán)境中繼續(xù)研究以及優(yōu)化。

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