红外图像小目标检测与编码算法的硬件实现

发布时间：2022-08-08 11:54

　　红外图像探测具有作用距离远、穿透性强以及可全天候工作等优点,在精确制导武器中得到了广泛应用。红外图像目标检测是精确制导武器探测的关键组成部分,会直接决定武器的精确打击效果。此外,红外图像压缩编码是解决红外目标图像在窄带数据链路上回传的必要手段。因此,研究高效的红外小目标检测与编码算法及其硬件实现具有重要的科学意义和应用价值。为了满足精确制导武器探测对于红外图像实时目标检测与编码的应用需求,本文采用高级综合电路设计方法,设计实现了基于形态学属性滤波和引导滤波的红外图像目标检测硬件电路,以及设计实现了基于背景位平面移位的红外图像序列的感兴趣区域编码硬件电路,并在XC7K325T FPGA硬件平台上实现实时红外图像小目标检测与编码的硬件系统。本文的主要研究成果可概括如下:1.针对形态学属性滤波算法的硬件实现中存在的处理速度较低的问题,通过分析算法原理和速度瓶颈,提出了一种并行的基于一维窗口的行、列方向求最大值或最小值的处理方法,设计实现了一种与片外存储器进行高效数据交换的全局深度流水化电路。实验结果表明,本文设计实现的属性滤波器对分辨率为256*256的图像能够达到3195fps的处理速度,... 

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 红外小目标检测研究现状
        1.2.2 ROI编码研究现状
    1.3 本文主要内容与章节安排
第二章 目标检测与编码算法介绍
    2.1 属性滤波算法
        2.1.1 形态学的基本概念
        2.1.2 属性滤波器算法理论
        2.1.3 属性滤波器实现的瓶颈分析
    2.2 引导滤波算法
        2.2.1 引导滤波算法理论
        2.2.2 引导滤波算法实现的瓶颈分析
    2.3 图像压缩编码算法
        2.3.1 ROI编码算法介绍
        2.3.2 3D-SPIHT编码算法介绍
    2.4 本章小结
第三章 开发工具与实验环境
    3.1 引言
    3.2 开发工具介绍
        3.2.1 高级综合工具HLS介绍
        3.2.2 HLS的开发流程及特点
    3.3 硬件平台介绍
    3.4 本章小结
第四章 目标检测与编码算法的FPGA设计实现
    4.1 硬件系统框架设计
    4.2 目标检测算法的FPGA实现
        4.2.1 属性滤波算法的FPGA实现
        4.2.2 引导滤波算法的FPGA实现
        4.2.3 实验结果分析
    4.3 图像编码算法的FPGA设计实现
        4.3.1 图像编码模块设计
        4.3.2 可靠性设计
        4.3.3 实验结果分析
    4.4 本章小结
第五章 结束语
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3671460