基于DSP的实时红外图像处理系统.pdf

### 基于DSP的实时红外图像处理系统 #### 系统概述与核心组件 本文介绍了一种基于数字信号处理器（DSP）的实时红外图像处理系统，旨在改善红外图像的质量，提升其在电力、医疗、军事和交通领域的应用效果。系统以德州仪器（TI）的高性能数字信号处理器TMS320C6201为核心，配合现场可编程门阵列（FPGA）作为逻辑控制模块，构建了一个高效的红外图像处理平台。红外探测器选用的是AMBER公司生产的320X240非致冷型器件。 #### 系统工作流程 系统的运行机制涉及模拟红外图像的采集、预处理、数字化以及图像处理等多个环节。模拟红外图像经过放大和滤波预处理，随后通过12位高速模数转换器（A/D）转换成数字信号。数字图像数据在FPGA的控制下被传输至DSP进行实时处理，包括非均匀校正与图像增强。处理后的图像存储于静态随机存取内存（SRAM）中，再通过USB2.0接口，由SRAM将数据传输至个人计算机（PC），最终在PC端完成图像的伪色彩处理与显示。USB接口功能则由ISP1581芯片实现，单片机负责USB固件的运行。整体系统采用主从式架构，PC作为主控端，通过USB接口向DSP发送控制指令和进行数据交换。 #### 图像处理算法 图像处理算法主要包括非均匀校正与图像增强两个关键步骤。非均匀校正采用两点法，通过计算每个阵列单元的校正增益和偏移量，来补偿不同红外探测器单元间的响应差异，提高图像的一致性和质量。图像增强则引入了基于Curvelet变换的方法，这是一种先进的多尺度分析工具，特别适用于图像处理。Curvelet变换以其优异的方向性和多尺度特性，能够有效捕捉图像中的边缘和纹理细节，从而实现更为精细的图像增强效果。相较于传统的图像增强方法，如小波变换，Curvelet变换在处理红外图像时展现出更高的性能优势，能够显著提升目标与背景的对比度，减少噪声，增强边缘清晰度。 #### 结论 基于DSP的实时红外图像处理系统通过采用高性能DSP、非致冷红外探测器和Curvelet变换等关键技术，成功实现了红外图像的实时处理与优化。该系统不仅提升了红外图像的质量，还保证了系统的实时性、稳定性和可靠性，对于推动红外成像技术在多个行业的应用具有重要意义。通过USB2.0接口与PC机的高效通信，使得系统的扩展性和灵活性得到了进一步增强，为红外图像处理领域带来了新的解决方案。