基于virtex5的快速目標(biāo)捕獲與實(shí)時穩(wěn)像(編輯修改稿)
2025-07-24 19:11 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 現(xiàn)；濾波模塊，sobel算法邊緣提取模塊，圖像二值化模塊，目標(biāo)模板提取模塊盡可能的使用DSP48E Slices結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，以提高圖像處理速度；：通過XUPV5LX110T作為硬件開發(fā)平臺的DVI口輸出處理后的數(shù)字視頻，DVI視頻可以直接連接到計(jì)算機(jī)監(jiān)視器上，無需采集卡，便于調(diào)試。通過RS232 port接收上位機(jī)指令 我項(xiàng)目組已經(jīng)具備的軟硬件： 應(yīng)用于上海世博會中的高清安保系統(tǒng)已經(jīng)由我部研制成功，見中科院網(wǎng)頁鏈接 1 我項(xiàng)目組擁有成熟的基于DSP的電子穩(wěn)像算法， 所以用Verilog改寫耗時的C語言算法相對容易，準(zhǔn)備用SystemGenerator和AccelDSP實(shí)現(xiàn)2 camerlink轉(zhuǎn)光纖板3 Toshiba高清數(shù)字?jǐn)z像機(jī) 4 Netlink 的camerlink轉(zhuǎn)千兆網(wǎng)采集卡 5 高速是示波器，邏輯分析儀2． 方案基本功能框圖及描述圖1 FPGA電子穩(wěn)像系統(tǒng)整體框圖 幀內(nèi)電子穩(wěn)像——消除運(yùn)動模糊幀內(nèi)電子穩(wěn)像消除運(yùn)動模糊根據(jù)圖像復(fù)原理論,在目標(biāo)和攝像機(jī)之間存在相對運(yùn)動情況下,單個物點(diǎn)在若干圖像像素上擴(kuò)散時就會產(chǎn)生運(yùn)動模糊,可以通過建立空間運(yùn)動模糊模型進(jìn)行處理[，對于線性平移不變運(yùn)動模糊,模糊圖像g ( x ,y) 為原始清晰圖像f ( x , y) 和點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)( PointSpread Function , PSF) h( x , y) 的卷積,即（1）式中, n( x , y) 表示加性噪聲。式(1) 兩邊取傅里葉( Fourier) 變換,有（2）其中F( u , v) 、G( u , v) 、H( u , v) 和N ( u , v) 分別表示f ( x , y) 、g ( x , y) 、h ( x , y) 和n ( x , y) 傅里葉變換, H( u , v) 稱為濾波函數(shù)根據(jù)式(2) ,濾波函數(shù)H ( u , v) 是解決問題的關(guān)鍵,文獻(xiàn)[ 11 ] 介紹了一種通過實(shí)驗(yàn)方法獲得H( u , v) 的方法。Lim 等人歸納了5 種典型的一維點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)[12 ] 。其中方波點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)可以表示為（3）式中M 表示像移量, 可以通過飛行高度、飛行速度等運(yùn)動數(shù)據(jù)計(jì)算[13 ] 。設(shè)系統(tǒng)像移量為M , 積分時間為T , 運(yùn)動方向與CCD 靶面水平方向夾角為θ,則二維運(yùn)動點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)為（4）式(4) 的h( x , y) 進(jìn)行Fourier 變換,得到的濾波數(shù)H( u , v) 為 維納濾波在噪聲未知情況下, 可近似取^F ( u , v) 的逆Fourier 變換作為恢復(fù)圖像f ( x , y) ,即這就是逆濾波恢復(fù)方法。在一般情況下, 濾波函數(shù)H ( u , v) 隨著u , v的增大而迅速衰減, 而N ( u , v) 卻接近常數(shù)。逆濾波計(jì)算誤差為當(dāng)u , v 較大時,式(6) 表示的誤差也很大。為解決H ( u , v) 在零點(diǎn)的誤差問題, 通常采用維納(Wiener) 濾波方法計(jì)算F( u , v) :式中H＊ ( u , v) 表示H ( u , v) 的復(fù)共軛,γ是噪聲對信號的功率密度比,取值范圍一般在0. 000 1～0. 01 。對式(7) 的F( u , v) 進(jìn)行Fourier 逆變換, 得到清晰圖像f ( x , y) 為 幀間電子穩(wěn)像. 1 電子穩(wěn)像原理幀間電子穩(wěn)像是一種對視頻圖像序列進(jìn)行補(bǔ)償?shù)募夹g(shù),其目的是解決序列圖像中幀間不穩(wěn)定問題,從而保證經(jīng)過補(bǔ)償后的視頻圖像是平滑、穩(wěn)定的。電
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