[实用新型]一种红外图像处理芯片

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及红外波段成像技术，特别是一种红外图像处理芯片。

【背景技术】

红外波段成像技术是指通过检测物体热辐射的红外波段信号并转换为可供人类视觉分辨的图像和图形的技术，主要包括红外成像传感器技术以及后续的红外图像处理技术。由于受红外探测器固有特性的影响，红外探测器需要在特定温度下工作才可以获得稳定响应图像，且应用红外成像传感器技术得到的红外图像存在像元阵列响应非均匀性、图像对比度模糊、边缘分辨率模糊等问题，还存在随机干扰和竖条纹干扰等一系列特有缺陷。这些问题均需要通过红外图像处理技术解决。因此，红外图像处理工作比可见光波段图像处理更复杂，且对红外图像处理系统的实时处理性能和可靠性要求更为苛刻。

现有技术通常采用红外焦平面阵列(IRFPA)实现红外图像处理。现有的IRFPA处理电路均采用FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)或DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)结合FPGA加以实现，温控部分采用专用模拟控制芯片实现。

采用FPGA、或DSP结合FPGA实现IRFPA处理电路，其处理性能受器件与应用水平限制，且系统构成需要大量外围元器件，如FPGA的配置芯片、DA等，导致IRFPA处理电路功耗较大。温控采用专用模拟控制芯片，体积大、精度低、不可定制和升级。为了减低功耗或减少体积，只能以牺牲红外图像处理的系统性能或功能为代价。随着红外探测器的像元尺寸越来越大(向高分辨率发展)、应用要求越来越高(向高帧率处理发展)，使用传统的FPGA、或DSP结合FPGA实现的IRFPA处理电路将越来越难以满足日益增长的系统小型化要求。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种体积小、功耗小、性能高的基于SoC架构的红外图像处理芯片。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种红外图像处理芯片，所述红外图像处理芯片为系统级芯片，其中，所述红外图像处理芯片包括图像处理引擎模块、与图像处理引擎模块相连用于向所述图像处理引擎模块提供所需参数的主控处理模块，所述图像处理引擎模块对红外焦平面阵列和主动前端进行时序控制，接收所述主动前端输出的红外数字图像信号，处理并转换为模拟信号输出，所述红外图像处理芯片还包括外设接口模块和对所述红外焦平面阵列进行温度控制的温控处理器模块；

所述图像处理引擎模块包括用于对红外焦平面阵列和主动前端进行时序控制的可编程时序控制器子模块，和分别与所述可编程时序控制器子模块相连的像元采集子模块、非均匀性校正处理子模块、盲元处理子模块、灰度统计子模块、灰度变换子模块、模板滤波器子模块、视频编码器子模块、远程数字视频输出子模块、行缓存子模块和图像数据直接存取模块。

在本实用新型中，可编程时序控制器子模块用于对红外焦平面阵列和主动前端进行时序控制。

像元采集子模块用于接收所述主动前端输出的红外数字图像信号。

非均匀性校正处理子模块用于对所述红外数字图像信号进行非均匀性校正。

盲元处理子模块用于对经过非均匀性校正的红外数字图像信号进行盲元检测和盲元替换处理。

灰度统计子模块用于对像元采集子模块接收到红外数字图像信号进行灰度统计。

灰度处理子模块可根据灰度统计子模块的统计结果，对经过盲元处理的红外数字图像信号进行灰度替换与灰度增强处理。

模板滤波器子模块可对经过灰度处理的红外数字图像信号进行降低随机干扰和竖条纹干扰的处理。

视频编码器子模块用于将模板滤波器子模块处理后的数字图像信号转换成复合视频信号并输出。

远程数字视频输出子模块用于将像元采集子模块接收至灰度处理子模块处理后任意处理阶段的红外数字图像信号进行远程输出。

行缓存子模块用于缓存图像处理所需要的参数。

外设接口模块用于提供与外部设备的接口。

图像数据直接存取模块用于在内部行缓存与外部SDRAM和FLASH直接进行直接图像储存，可将处理好的存储在行缓存内的图像直接存入外部SDRAM和FLASH形成整幅图像，不需主处理器的干预，提高了存储的速度和效率，节省处理器资源。

优选地，所述外设接口模块包括外部存储器接口子模块和输入输出设备接口子模块。

根据一种优选的实施方式所述输入输出设备接口子模块包括分别与外部存储器接口子模块相连的通用异步接收/发送装置、键盘控制器、安全数码卡控制器和总线扩展器。