基于DSP和FPGA芯片的红外信息数据处理系统设计详解
基于DSP+FPGA的红外移动目标识别跟踪系统设计
基于DSP+FPGA的红外移动目标识别跟踪系统设计与通用集成电路相比，ASIC芯片具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性高等几个方面的优势，而且在大批量应用时，可降低成本。
现场可编程门阵列(FPGA)是在专用ASIC的基础上发展出来的，它克服了专用ASIC不够灵活的缺点。
与其他中小规模集成电路相比，其优点主要在于它有很强的灵活性，即其内部的具体逻辑功能可以根据需要配置，对电路的修改和维护很方便。
DSP+FPGA结构最大的特点是结构灵活，有较强的通用性，适于模块化设计，从而能够提高算法效率;同时其开发周期较短，系统易于维护和扩展，适合于实时数字信号处理。
本文介绍的就是一种可以应用于军事侦察的红外动目标识别跟踪系统的设计。
设计任务及要求红外动目标跟踪与识别系统的输入信号是红外摄像机提供的模拟或数字视频信号。
该系统通过基于C6X系列高速DSP的数字视频处理卡，实时的处理红外数字视频序列，完成对运动目标的搜索、捕获、跟踪、记忆;并且在PC上实时显示红外视频图像，实时给出运动目标的空间坐标，产生运动目标区域的特征数据，完成运动目标区域图像的实时存储或远程传输。
硬件模块需要为系统功能的实现提供硬件支持，即提供与系统功能相适应的底层物理支持，包括运算处理速度、存储容量等。
模拟视频数字化精度要求：AD精度为8bit;数字视频通道的要求：按RS422 传输协议接收数据，像素精度14bit;每场图像处理时间40ms;搜索到捕获时间：0.2～1s;捕获到跟踪时间120ms;25帧/s实时识别、跟踪运动目标(即当前场数据必须在下一场数据到来之前处理完毕，并由计算机输出处理结果，显示视频图像)，并给出目标位置及领域图像;与计算机的接口为PCI接口。
系统总体设计根据设计任务和系统要求，本系统大致可分为四个模块(见图1)。
基于FPGA的红外图像实时采集系统设计与实现
基于FPGA的红外图像实时采集系统设计与实现基于FPGA的红外图像实时采集系统设计与实现摘要：随着红外技术的发展，红外图像的实时采集与处理成为了很多领域的研究热点。
本文基于FPGA实现了一个红外图像实时采集系统。
通过对系统的设计与实现，提高了红外图像的采集速度和准确性。
1. 引言红外图像具有热成像、弱光成像等特点，在军事、安防、医疗等领域有着广泛应用。
红外图像实时采集与处理对于实现智能化、自动化具有重要意义。
FPGA作为一种可编程逻辑器件，具有高并行性和低延迟的特点，能够满足红外图像实时采集的需求。
2. 系统设计2.1 红外图像采集模块设计红外图像采集模块负责从红外传感器中采集图像数据。
首先，需要对传感器进行初始化设置，并启动数据传输模式。
然后，利用FPGA的高速IO接口，通过并行或串行方式将数据传输到FPGA中。
采集到的图像数据会经过预处理模块进行去噪和增强操作。
2.2 系统控制模块设计系统控制模块负责对整个系统进行控制和协调。
它接收用户的指令，并根据指令对红外图像采集模块进行操作。
同时，系统控制模块还负责与其他外设的连接和数据传输。
2.3 图像处理模块设计图像处理模块负责对采集到的红外图像进行处理和分析。
首先，需要对图像进行去噪处理，去除噪声干扰。
然后，进行图像增强，以提高图像质量和细节清晰度。
最后，通过算法实现目标检测、跟踪等功能。
3. 系统实现本系统使用Xilinx的FPGA芯片作为硬件平台，开发环境为Vivado。
首先，搭建红外图像采集模块，包括传感器接口电路和数据传输接口电路。
然后，设计系统控制模块，并与红外图像采集模块进行连接。
最后，实现图像处理算法，并将结果显示在屏幕上。
4. 实验结果与分析经过实验测试，本系统能够实时采集红外图像，并进行处理和分析。
通过对图像的增强处理，可以清晰地显示目标物体的热分布情况。
系统具有较高的采样速度和准确性，满足了实时采集红外图像的需求。
5. 总结与展望本文设计与实现了一个基于FPGA的红外图像实时采集系统。
基于DSP处理器的红外电视调焦控制器设计
基于DSP处理器的红外电视调焦控制器设计
摘要：本文以DSP为核心处理器，配合FPGA和外围电路，设计了一套光电跟踪测量系统红外电视调焦控制器，实现了根据目标距离和环境温度等参数对电视焦距进行自动调整。
通过数据分析与实践检验，该系统能够满足红外电视的调焦控制要求。
1.引言
随着红外成像技术的快速发展，红外测量电视成为光电跟踪系统的重要组成部分。
红外相机的自动和连续调焦，是保证红外电视成像质量，实现光电跟踪系统高精度稳定跟踪的关键技术。
一般来说，影响红外电视成像的因素有很多，而目标的距离和环境温度等参数对成像质量影响较大，如何根据目标距离和环境温度等影响目标成像质量的信息，实时调整相机的位置，从而获得清晰的目标图像，需要进行广泛深入的研究，对实现红外跟踪测量系统稳定高精度跟踪测量功能具有重要意义。
2.调焦控制器的硬件设计。
基于FPGA和DSP架构的红外图像实时处理系统设计
基于FPGA和DSP架构的红外图像实时处理系统设计
姚琴芬;顾国华
【期刊名称】《红外》
【年(卷),期】2012(33)10
【摘要】针对图像处理过程中数据传输量大和算法运算量大的要求,提出了一种基于FPGA和DSP架构的红外图像实时处理系统.该系统以DSP为图像处理核心,利用FPGA实施数据采集和传输的逻辑控制.详细讨论了在DSP/BIOS多任务机制下实现数据采集、数据处理和数据传输的并行化.实验结果表明,该方案设计合理、可行,具有较高的工程实用价值.
【总页数】5页(P25-29)
【作者】姚琴芬;顾国华
【作者单位】江苏广播电视大学,江苏南京210036;南京理工大学,江苏南京210094
【正文语种】中文
【中图分类】TN911.73
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1.基于DSP和FPGA的视频采集实时处理系统设计 [J], 常奇峰;王开福
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4.基于FPGA+DSP的高速视频实时处理系统设计 [J], 张小永
5.基于FPGA+DSP的高速视频实时处理系统设计 [J], 张小永
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基于FPGA+DSP红外目标跟踪设计与实现
２硬件 系统搭建
为 了满足对 图像处理 的实时性的要求，系 统采 用 ＤＳ Ｐ和 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ 组 合 形 式，其 中 Ｆ Ｐ ＧＡ 采用Ａ ｌ ｔ ｅ ｒ ａ公 司 的 Ｅ Ｐ ２ Ｃ ３ ５ Ｆ ４ ８ ４ Ｃ ６ Ｎ， 它 有 ３ 万逻 辑 门 。ＤＳ Ｐ采 用 Ｔ ＭＳ ３ ２ ０ ＤＭ６ ４ ２处 理 器 ， 其主频 ７ ２ ０ ＭＨ ｚ ，数据 处理速度约 ５ ７ ６ ０ ＭＩ Ｐ Ｓ 。 用两 片型号为 ４ ８ Ｌ Ｃ ４ Ｍ３ ２ Ｂ２的 Ｓ ＤＲ ＡＭ，搭成 ６ ４ 位 的缓存 。 由于系统的实时性要求相对较高， 我们将通过 Ｆ Ｐ ＧＡ对图像做预处理，通过隔点 和隔行取样方式，将图像大小降到适合处理并 且不 影 响处 理 效 果 的 最 小 值 。 ＤＳ Ｐ的 Ｅ ＭＩ Ｆ总 线 可 以实 现 与 外 设 存 储 器 之间的无缝连接 ，Ｆ Ｐ ＧＡ也可 以认为是一种外 设，所 以它们之 间通过 Ｅ ＭＩ Ｆ总线连接 。除 了 Ｅ ＭＩ Ｆ总线外 ，把 ＤＳ Ｐ的 ＶＰ ０也接在 了 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ 上。 图像 的大小会 影 响到 ＤＳ Ｐ的处理 能力 ， 而对于像素低的图像， 不需要减小它们 的尺寸 ， 直接 传给 ＤＳ Ｐ会 更好 ，所 以这 里做 出了这样 个接 口。Ｅ ＭＩ Ｆ总线上接 ６ ４位的数据 总线 ， ２ Ｏ位的地址总线 ，时钟设置为 ５ ０ ＭＨｚ 。 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ 里开辟 有两 块 Ｒ ＡＭ，用来 存储 图
系统 融 合 结 构 。
的实 时性 ，将 分辨 率 为 ７ ２ ０ ｘ ５ ７ ６的 图像 隔点 两个模型越相似 。在 当前帧 ，通过计算不 同候 取 样和 隔行 取样 ，把 图像大 小缩 到分 辨率 为 选 区域 计算得到 的候选 模型，使得 （ ｙ ） 最大 ３ ６ ０ ｘ ２ ８ ８ 。当数据 在一 个 Ｒ Ａ Ｍ 里写满 后， 的候选 区域 即是当前帧 中目标的位置 。 Ｆ Ｐ ＧＡ会去 中断 ＤＳ Ｐ，让其取数 ，同时，数据 ４ ． ４ 目标 定 位 会继续 向另一个 Ｒ Ａ Ｍ 里写。ＤＳ Ｐ对数 据处理
基于DSP+FPGA的红外成像系统设计
基于DSP+FPGA的红外成像系统设计
刘涛;贺彪;赵登超;张重雄
【期刊名称】《江西理工大学学报》
【年(卷),期】2008(29)4
【摘要】介绍了一种带有跟踪功能的红外成像系统的原理、结构及特点.系统采用FPGA+DSP结构,DSP进行目标跟踪、图像放大等算法,FPGA完成系统的时序逻辑设计.实验证明本系统能够满足实时红外成像系统的要求,具有结构可重构、模块化、可扩展、工作稳定可靠等特点.
【总页数】4页(P27-30)
【作者】刘涛;贺彪;赵登超;张重雄
【作者单位】南京理工大学电子工程与光电技术学院,南京,210094;中国兵器工业214研究所,安徽,蚌埠,233060;华中科技大学图像识别与人工智能研究所,武
汉,430074;南京理工大学电子工程与光电技术学院,南京,210094
【正文语种】中文
【中图分类】TN216
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基于DSP与FPGA的红外与可见光实时图像融合系统硬件设计
件 为 美 国 德 州 公 司 的 新 一 代 数 字 信 号 处 理 器
收稿 日期 ：２０ —０ ０ ８ ９—１ ７
作者简介 ：邢素霞（９ ５ ）女， １７ 一 ， 山东单县人， 讲师 ， 博士， 主要从 事光 电信息处理方面的研究
第２ ６卷 第 ６期
邢 素 霞 ： 于 Ｄ Ｐ与 Ｆ Ｇ 的 红 外 与 可 见 光 实 时 图像 融 合 系统 硬 件设 计 基 Ｓ ＰＡ
了实 时图像融 合硬件 系统 ．该 系统具 有速度 快 、 体积 小、 功耗 低 等优点 ．
关键 词 ：图像融 合 ； ＭＳ ２ ＤＭ６ ２ Ｔ ３０ ４ ；实时 处理 ； Ｐ系统 ；红外 图像 ＤＳ 中图分类号 ：Ｔ ３ １４ Ｐ ９ ．１ 文献 标识码 ： Ａ ＴＭＳ ０ Ｍ６ ２和 Ａ ｔ ａ的 Ｃ ｃ ｎ ２Ｄ ４ ｌｒ ｅ ｙｌ ｅ系 列 的 Ｆ Ｇ － ｏ Ｐ Ａ Ｅ Ｉ６ Ｐ Ｃ ．另外 ， 系统设 有大 容量存 储 器 Ｓ ＡＭ（ｔｔ Ｒ ｓ ｉ ａｃ
Ｖ １２ ｏ ６ ｏ．６Ｎ ．
Ｎｏ ． ０ ８ ｖ ２０
文章编号 ：６ １１ １ （ ０８ ０ —０４０ １７ ５ ３ ２ ０ ） ６０ ４ —４
基 于 Ｄ Ｐ与 Ｆ Ｇ Ｓ Ｐ Ａ的红 外 与 可见 光 实时 图像融 合 系统 硬 件设 计
邢 素 霞
（ 京工商 大 学 信 息工程 学院 ，北 京 １ ０ ４ ） 北 ０ ０ ８
ＶＲ Ｍ２ 然 后在 Ｆ Ｇ Ａ ， Ｐ Ａ中 进行 图像 预 处理 ， 图像 预
１ 实 时 图像 融 合 系 统 硬 件设 计原 理
实时 图像融 合 系统原 理 框 图 见 图 １ ．其 核 心部
处理 包括 图像 的去 噪和 配 准 ， 准后 的 数 据送 入 视 配
基于FPGA和DSP架构的红外图像实时处理系统设计
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ： ＦＰＧ Ａ； ｄｓ ＤＳ Ｐ； ｍａ ｅ ｐ ｏ ｅ ห้องสมุดไป่ตู้ｎ ；ｉ ｆ ａ ｅ ｉ ｇ ｒ ｃ ｓ ｉｇ ｎ ｒ ｒ ｄ
处理 的各 个领 域 ，相 关 的 图像处 理 算法 复杂 灵
活 、数 据 处 理 量大 。因 此 ，图像 处 理 硬 件 系 统 要
求具 有运 行复 杂灵 活算 法 的能 力 ，以保 证 实现
系统 的 实时性 。半导 体 制造 工 艺 的快速 发 展 以
收 稿 日期 ：２ １— ８２ ０２ ０ ３
０ 引 言
图 像 处 理 技 术 已 经 被 广 泛 应 用 于 视 频 图 像
及 计算 机体 系结构 的进一 步 改进 ，使得 数 字信 号 处理器 （ｉ ｔｌ ｉ ａ Ｐ ｏｅ ｏｓＤ Ｐ ） Ｄｇ ａ Ｓ ｎ ｌ ｒｃｓ ｒ， Ｓ ｓ 芯片 的 ｉ ｇ ｓ
功能变得越来越 强大；同时， 其数 字器件特有 的 稳定性、可重复性 以及可 大规模集成 的特点 ， 也 使得信号 处理 的手 段变得更 加灵 活 ［ 。 自从 ２ ０ 世纪 ８ ０年代 初 Ｄ Ｐ 投入市 场 以来 ，实时 Ｄ Ｐ Ｓｓ Ｓ
数据采 集、数据处理和 数据传输 的并行化 。实验结果表 明，该方 案设计合理 、可行 ，具
有 较高 的工程 实用价值 。
关 键 词 ：Ｆ ＧＡ ； Ｄ Ｐ； 图像 处 理 ；红 外 Ｐ Ｓ 中 图分 类 号 ： Ｔ １ ． 文 献 标 识 码 ： Ａ ＤＯＩ １． ６／．ｓ．６２８８ ． １．１． ６ Ｎ９１７ ３ ： ０３ ９ｊｓｎ１７—７５２ ２ ００ ９ ｉ ０ ０ ０
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基于DSP和FPGA芯片的红外信息数据处理系统设计详解
现代空战中，光电对抗装备在战争中扮演着重要的角色，而红外侦测与跟踪系统由于采用的无源探测技术，因此与雷达等主动探测系统相比具有隐身性强、抗干扰能力好和小型化程度高等优点，受到业内的关注。
新一代红外成像导引系统须具备高精度、处理速度快、实时性强且反应时间短等特点，这便要求图像处理计算机能满足图像处理中大数据量、复杂运算、实时性强、高传输率和稳定可靠等要求。
文中从工作原理、硬件及软件3个方面介绍了基于DSP和FPGA芯片的红外信息数据处理系统设计方法。
1 红外制导控制系统硬件总体设计红外信息数据处理系统按照功能划分为两大板块，由图像信息处理板和控制信息处理板组成数据处理系统。
其红外制导控制信息数据处理系统如图1所示。
图像信息处理板主要承担大量的实时图像信号预处理、图像信号处理与控制任务；控制信息处理板控制接口信号的采集，跟踪回路的解算，控制输出及与飞控计算机等的通讯，同时控制管理模块也是系统的管理模块，完成对系统的输入/输出操作、同步控制、系统状态管理等功能。
2 图像处理模块的硬件设计图像处理模块的硬件由复位电路、时钟电路、图像采集及预处理电路、DSP图像处理电路、电源转换电路和外部接口等电路组成。
组成框图如图2所示。
2.1 图像采集单元
图像采集单元包括扫描同步接口电路、探测器接口电路、前端调整电路、A/D转换电路、采样控制与数据整合电路及数据缓存（同步双口）电路等组成。
电路组成框图如图2所示。
扫描同步信号是来自系统中扫描模块，该信号提供系统时序基准，其信号同步于帧同步信号。
扫描同步信号从底板连接器接入。
探测器接口电路包括：参考电源、温度信号、采样控制信号及2路视频模拟信号等，以上信号在FPGA内部采集电路的控制下，保证每帧图像数据的同步采集。
调整电路将探测器输出的视频信号调整至高速A/D输入的范围，差分视频信号经差分驱动器放大驱动，其共模输入电压为视频A/D片内参考信号（2.5 V）。
模。