[发明专利]一种高分辨率红外成像系统预处理方法

说明书

本发明涉及一种高分辨率红外成像系统预处理方法，标定阶段时通过MicroBlaze软件完成校正参数计算并存储在FLASH中。校正阶段在缓冲区接收1280×1024红外图像数据实现数据同步后，在软核MicroBlaze控制下依次读取32bit同步SRAM中存储的校正参数，然后在逻辑硬件中完成高分辨率红外图像的非均匀校正。本发明利用MicroBlaze软核能够自行定制和PLB总线协议简单的特点，有效和方便地完成对红外图像处理系统数据流的协调和控制，并且贯彻流水线处理的思想。MicroBlaze软核和硬件逻辑软件协同实现非均匀校正处理。该方法不仅完成了对大数据量的高速处理，而且表现出很好的非均匀校正效果和高探测灵敏度。

技术领域

本发明属于机载红外成像领域，涉及一种高分辨率红外成像系统预处理方法。

背景技术

近年来，红外热成像技术由于其在军事和民用领域的广泛应用备受各方的重视，同时红外成像系统产品的发展也是非常迅速。红外探测器近年来呈现大面阵高帧率的发展趋势，使得处于后级的红外图像处理系统必须具有大数据实时处理能力。而目前主流的FPGA+DSP系统架构的数据处理能力已很难满足这一趋势下对系统的实时性要求。因此，为了适应大面阵高帧率的发展趋势，针对FPGA+DSP系统架构中DSP作为核心图像处理器串行处理数据的不足，本发明从提升数据处理能力和图像质量的角度，提出一种基于SOPC的高分辨率红外成像系统非均匀校正方法，充分利用了FPGA能够并行处理数据的特点进行红外图像采集和非均匀校正设计。

片上可编程系统(System On a Programmable Chip,SOPC)是基于FPGA的可重构SOC，其设计周期短、设计成本低，是一种新的软硬件协同设计的系统设计技术。它将处理器、存储器(ROM、RAM等)、总线和总线控制器、I/O端口、锁相环等集成到一块FPGA芯片中。SOPC以嵌入式系统为核心，集软、硬件于一体，并且可以使用很多设计公司提供的开发工具和IP核，实现具体的应用功能和整体解决方案的设计，是现代电子系统设计的最佳解决方案。

目前国内研发的制冷型红外成像产品多以320×256和640×512碲镉汞红外探测器为光电传感器，其中640×512高分辨率红外成像系统已经在各型光电探测产品中得到广泛的应用。随着红外探测器制作工艺的进步，机载光电产品的发展已经对红外成像技术提出了更高的要求，其中分辨率的提高是重要的衡量指标，1280×1024超高分辨率红外成像系统具有广阔的应用前景。

面对分辨率1280×1024帧率60Hz的大量红外图像处理数据，FPGA+DSP系统架构已无法完成对其实时处理。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种高分辨率红外成像系统预处理方法，利用MicroBlaze软核能够自行定制和PLB总线协议简单的特点，有效和方便地完成对红外图像处理系统数据流的协调和控制，并且贯彻流水线处理的思想。MicroBlaze软核和硬件逻辑软件协同实现非均匀校正处理。该方法不仅完成了对大数据量的高速处理，而且表现出很好的非均匀校正效果和高探测灵敏度。

技术方案

一种高分辨率红外成像系统预处理方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：以黑体作为辐射源，分别获取高温和低温两种状态下红外探测器的响应，在软核MicroBlaze中计算校正参数G_i,j和O_i,j存储flash中；

计算第(i,j)个响应单元的校正增益参数G_i,j和校正偏移量参数O_i,j的校正系数公式如下：