[发明专利]具有ASIP核心的图像融合红外热像仪

摘要

具有ASIP核心的图像融合红外热像仪采用SoC技术的ASIP核心获得了系统性能与副作用成本间的满意平衡，并通过图像融合信息处理拓展了传统光电设备的应用空间。本发明设计的硬联逻辑“同步接口状态机”、“数据缓存与处理”和“伪彩色显示”实现了热像流数据的流水操作，并且保证了整个过程的硬实时性。热像处理核心ASIP的行为结构模型及其CI用户逻辑提供了针对细粒度节点加速的专用引擎。通过剖析图像融合算法运行时指令频度，获取关键路径ISA，进而设计ASIP CI及其数据通道，加速核心算法，解决关键路径瓶颈。其关键技术流程“算法→ISA→CI→HDL→SoC”也是本发明的主要技术特征。

主权项

1.基于ASIP芯片的图像融合红外热像仪，其特征在于：将采集的红外光源图像和可见光源图像，进行图像融合，并将相应算法经过设计优化和处理后定制到ASIP中，最终形成一种以ASIP芯片为处理核心的红外与可见光图像融合的红外热像仪；具体步骤如下：S1.将采集的可见光源图像和红外光源图像，进行残差加权融合、局部能量融合、残差加权+局部能量融合经典算法融合后，选择综合性能指标最优的算法；S2.将S1所选定的图像融合算法进行整理和优化，以适应硬联逻辑实现；S3.使用CPU测试工具运行图像融合算法程序以及红外热像仪主程序，剖析指令运行时频度，挑选出使用频率高的指令，将它们划分为关键路径指令集；S4.将S3中得到的关键路径指令集定制为ASIP CI，并设计相关用户数据通道；S5.对红外热像仪的主要SoC功能单元进行设计；具体包括：(1)编解码状态机，根据解码芯片输出的ITU656格式编码，数据通道状态机通过数字接口接收其中的样点值和同步信息SAV及EAV，实现分量编解码；(2)行场同步状态机，根据同步信号与像素时钟获取二维热像信息数据并计数产生定位地址；(3)数据缓存构架,多端口RAM共享方式中一个端口将传感器数据同步采集到RAM中，ASIP从另一端口存取数据进行图像处理，显示控制器再从另一端口提取融合信息显示，实现多主并行操作；(4)总线胶合逻辑,ASIP通过总线存取缓存中的数据，因此要设计胶合逻辑以适配不同的总线协议；(5)特征数据处理,热像仪的特征数据指十字温度和最大值测温，十字光标及锁存脉冲逻辑都是基于视频二维定位信息，即行、场同步脉冲,根据水平、垂直地址产生十字光标和锁存脉冲，再送入锁存模块对热像数据进行同步锁存；(6)伪彩色图像增强,为了直观表示红外测量的热像数据，通常采用伪彩色表示方法；S6.对结果进行仿真验证、调试与测试，生成ASIP比特流文件，完成红外热像仪ASIP核心设计。