基于红外全景搜索系统的关键技术研究

发布时间：2019-10-30 12:12

【摘要】：本文针对红外搜索和跟踪系统的发展需求,进行红外全景搜索系统关键技术的研究。完成数字信号处理系统的搭建和硬件平台实现;基于图像特点和应用场景,提出运动目标检测算法;移植目标检测算法在多核DSP上并行实现;根据系统全景实时显示的需求,完善了图像配准融合方法;编写主机端软件功能和界面。课题研究内容主要包含以下几部分:1.搭建了FPGA进行逻辑控制、多核DSP实现运算的硬件处理平台。根据系统指标要求对FPGA和多核DSP完成选型,进而实现FPGA对光纤、以太网口模块的逻辑功能设计,以及多核DSP交叉中断、EMIF接口和硬件BOOT存储器等模块设计。2.针对该系统典型的应用场景下的环境因素,以及输出图像部分重叠的特点,提出高实时和鲁棒性的运动目标检测算法。首先对比多类图像预处理方法,经验证高帽变换效果最显著;然后分析了静态背景下的运动目标特征,采用帧差法,结合基于灰度等级的自适应阈值区域生长,最终实现目标的完整检测。深入研究多核DSP并行处理机制,充分考虑硬件资源和制约算法性能的因素,移植实现满足实时性要求的运动目标检测算法。3.分析现有图像配准融合方法不足之处,联系系统显示效果和实时性要求,提出了一套完整的图像配准融合方案。本文算法由自适应阈值的Harris角点检测实现特征集的构建,之后实现图像配准,再实现像素级图像融合,最终完成图像的无缝拼接。经主机端显示界面应用,本算法确实可行有效。
【图文】：

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基于红外全景搜索系统的关键技术研究表 1-1 多核求全局总和实例0 1 2 3 4 5 6 8 19 7 15 7 13 12 然，还存在改进的办法，如图 1-2 所示，各部分完成求和操作后，第一次的求和操作，由核 0、核 2、核 4、核 6 接收求和的结果，，两求和，由核 0，核 4 接收加和结果，重复以上过程，最终核 0 实

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图 1-3 流水线操作示意图并行程序设计要求设计者从串行编程思维转换到并行编程，将任务合理分不同的处理器上，合理利用多处理器中的共享资源，减少闲置，提高多核的度。多核并行程序设计主要需解决的问题有：（1）数据竞争和等待。即在一个处理器使用共享数据时，其他处理器于等待状态，导致处理器的闲置；（2）任务的分配和调度。当各处理器上运行的任务量不均匀时，其运时间不同，仍会导致处理器处于闲置状态。因此，在多核处理器的并行程序设计中，合理分配任务和数据，减少处理闲置是多核处理器性能发挥的关键。.3.4 运动目标检测红外图像的目标检测起始于二十世纪 50、60 年代，先后在美国，俄罗斯国，法国，意大利等国家开展了研究。随着该项技术的成功应用和普及，在
【学位授予单位】：中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP391.41

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