[实用新型]一种基于NIOSⅡ的红外图像增强系统

说明书

技术领域

本实用新型属于红外热成像组件及红外热成像系统研究领域，特别是涉及一种基于NIOS II的红外图像增强系统。

背景技术

红外成像系统是一种集光电成像技术、嵌入式技术、图像处理技术于一体的复杂系统，它通过探测场景物体的红外辐射差异，将红外探测器输出的电信号处理为可供人眼观察的强度图像随着红外成像系统在军事和民用领域的广泛应用，对成像系统的图像质量提出了更高的要求。由于红外系统成像机理同可见光系统有很大的差别，与可见光图像相比，红外图像对比度较低、图像灰度集中在少数灰度级，降低了红外图像质量。为获得高质量的成像效果，对红外图像进行增强处理显得尤为重要。

常用的图像增强系统实现方式主要有：1)以DSP为主处理器，采用纯C语言的方式实现；2)以FPGA为平台，利用纯硬件描述语言实现。两种方式各有优缺点：方式1利用了C语言的编程灵活性，但由于红外图像增强算法的复杂性，不能满足实时性要求，且DSP工作频率动辄上百兆赫兹，甚至高达G赫兹量级，系统功耗较大；方式2利用纯硬件描述语言具有很好的实时性，且可工作在较低的工作频 率，功耗低，但算法实现的灵活性较差，对不同的图像增强算法需要进行不同的算法实现设计，系统的更新、维护成本较高。

针对两种方式的优缺点，本实用新型提出一种以FPGA为平台、基于NIOS II的红外图像增强系统。

由此可见，上述现有的红外图像增强系统在架构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种可综合C语言的灵活性及硬件描述语言的实时性，方便灵活、快速有效地实现基于映射表的红外图像增强算法，并保证在FPGA资源利用量不变的情况下，实现多种增强算法的切换，实现不同红外图像增强算法应用的新的基于NIOS II的红外图像增强系统，实属当前本领域的重要研发课题之一。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于NIOS II的红外图像增强系统，使其可综合C语言的灵活性及硬件描述语言的实时性，方便灵活、快速有效地实现基于映射表的红外图像增强算法，并保证在FPGA资源利用量不变的情况下，实现多种增强算法的切换，实现不同红外图像增强算法应用，从而克服现有的红外图像增强系统的不足。

为解决上述技术问题，本实用新型一种基于NIOS II的红外图像增强系统，其特征在于包括以FPGA为控制器的硬件平台、运行C语言程序的NIOS II处理器、采集模块、浮点处理器以及存储器I、II，其中：NIOS II处理器为主控单元，控制采集模块采集低对比度红外图像数据到存储器I，读取存储器I的图像数据，结合浮点处理器运算 生成增强算法映射曲线，下载映射曲线到存储器II，低对比度图像数据流对存储器II进行映射表查找完成实时增强。

作为本实用新型的一种改进，所述的NIOS II处理器通过AVALON总线与DMA控制器以及存储器I、II连接，浮点处理器作为NIOS II的协处理器与之相连。

所述的存储器I为外部高速低延迟存储器。

所述的存储器I通过外部存储设备控制器与AVALON总线连接。

所述的存储器II为双口静态随机存储器。

所述的采集模块主要包括DMA控制器。

所述的采集模块还包括与DMA控制器连接的先入先出存储器。

采用这样的结构后，本实用新型至少具有如下优点：

1、采用基于NIOS II的系统架构，利用C语言控制流程、进行算法运算及实现图像增强算法映射曲线的生成，具有很大的灵活性和方便性，能快速实现各种算法；

2、采用C语言进行算法实现，在同一架构下实现不同的图像增强算法，并可通过简单的人机交互进行算法切换，实现不同模式下的图像增强处理；

3、采用硬逻辑实现接口连接，实现数据通路，满足图像算法的实时实现要求；

4、采用旁路方式对低对比度红外图像进行实时图像增强，保证算法实现的延迟较小。

附图说明

上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型一种基于NIOS II的红外图像增强系统的组成示意图。

图2是本实用新型一种基于NIOS II的红外图像增强系统的处理流程示意图。

具体实施方式