原文传递
基于FPGA的内河红外图像采集系统设计
| 论文题名： | 基于FPGA的内河红外图像采集系统设计 |
| 关键词： | FPGA芯片;红外图像采集系统;船舶目标;视频解码;图像处理;硬件设计 |
| 摘要： | 随着我国内河航运业的不断发展，水上交通事故发生的几率也同样增加。特别是在能见度比较低的状况下，船舶相撞事故更容易发生。因此，采取有效措施防止船舶碰撞是航运安全所面临的一个重要问题。避免船舶碰撞的一个核心问题是如何准确地获取其他船舶的位置信息。红外成像设备以其抗干扰能力强、气候环境适应性强、昼夜连续被动探测等优点被广泛应用于图像采集系统中。本课题的主要任务是设计一个基于FPGA的内河红外图像采集系统，通过在船舶上安装红外热像仪，采集红外视频数据，为操船人员提供前视图像信息，同时将预处理后的图像数据传给后续图像处理单元进行船舶目标检测，以辅助船员正确地进行决策和操作，减少水上交通事故的发生，保障生命和财产安全并最终确保内河航运安全。 本文首先分析了目前主要的视频图像采集系统方案，通过对核心处理器芯片的比较设计了以FPGA作为核心处理器的红外图像采集系统。利用FPGA实现了系统控制和低层信号预处理工作。在视频解码模块中采用Philips SAA7113H进行视频解码，以SDRAM作为输入输出数据的缓存，利用FPGA芯片内部的RAM资源，采用流水线机制进行中值滤波和天数线检测等预处理，再将预处理之后的数据送到DSP中供后续图像处理。最后通过VGA显示红外图像。 本文主要研究了红外图像采集系统的硬件实现，并研究了通过硬件描述语言VerilogHDL在FPGA中控制实现红外图像实时采集的方法。通过分析红外图像的特点，选择了中值滤波进行图像增强，并编程实现了快速中值滤波算法。内河红外图像中的船舶目标一般处于天水线附近区域。本文在比较分析目前的天水线检测算法的基础上，提出了基于直线拟合的天水线检测算法。通过天水线检测并把天水线上下一定范围内的区域作为船舶目标检测区域，不仅提高了后续图像处理的速度，还可以避免大部分背景的干扰，提高目标检测算法的正确率。 |
| 作者： | 马轶男 |
| 专业： | 导航、制导与控制 |
| 导师： | 黄席樾 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
