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红外图像盲元检测与补偿系统是红外焦平面阵列探测器必备的后续处理电路,对图像的成像质量有着非常重要的影响。本文基于DSP+FPGA结构,设计了一个红外焦平面图像盲元检测与补偿系统方案,并对整个系统的结构、功能、工作过程进行了详细的分析和验证。
本论文主要完成了以下四个方面的研究工作:
①根据红外图像的特征,选用了多种适用于红外图像盲元检测与补偿(阈值+相邻像元自动检测、加窗中值盲元补偿算法等)的新型简化算法,并且利用算法,在上位机上实现了对红外图像的盲元检测与补偿。
②设计了红外图像盲元检测与补偿的整体硬件方案,包括图像采集和传输,FPGA控制,DSP处理和图像输出四个主体模块的设计。
③在PCB电路板的制作中,根据抗干扰原则,对高速印刷电路板进行合理的布局和布线,提高了系统的可靠性和稳定性,进一步减小了电路板的面积、噪声和功耗,最后完成了电路板的制作。
④对FPGA模块进行了软件设计,包括串并转换程序设计;FIFO程序设计;SDRAM控制程序设计和FPGA主控制程序设计,并且在QuartusⅡ环境中完成了各功能模块的时序和仿真。
该系统在测试实验中可对数据宽度为14位,像素分辨率为320*240的PAL制式图像信号进行采集和传输,图像速率可达到25帧/秒。实验表明该系统具有结构简单、性能稳定可靠、实时性强等优点。