图像自适应分段线性拉伸算法的FPGA设计

(2)帧逆程时，要同时对A，B端口进行读操作。对于A端口，依次从高地址读取RAM中的数，将读取的数进行累加，当和大于帧像素个数的5％时，此时对应的地址值即为Xmax；类似地对B端口操作，从0地址开始读RAM，可找到Xmin。将得到的灰度值Xmin和Xmax存入寄存器，作为除法器和下一帧图像拉伸运算的输入。
(3)每帧最后将双端口RAM清零，为下一帧灰度直方图统计做准备。由于双端口RAM没有整体清零功能，设计中采用从“O”地址开始。依次往高地址写零的方式清零。
2．2．2 除法器
除法运算通过调用ISE IP Core Generator生成的15位定点除法器来实现，满足高精度要求，而不采用逼近法。一帧图像的拉伸只需调用一次除法器，提高了运算的效率。在帧逆程计算Q：=16 384／(Xmax-Xm大功率电感贴片电感器in)的值，对于15位输入，除法器有18个时钟周期的延时，而这并不会影响图像处理的实时性。
2．2．3 控制时钟
在1个像素时钟周期内要完成读RAM、加法计算和回写RAM的操作，RAM的控制时钟至少必须是像素时钟的4倍。控制时钟的选取还要考虑帧逆程的时间长度，要在逆程里访问RAM查找到Xmin和Xmax，还要完成RAM清零操作。FPGA系统时钟为96 MHz，分频后产生48 MHz，为像素时钟8倍，用它作为双端口RAM和除法器的控制时钟，可满足要求。
2．2．4 拉伸运算
将式(1)进行简单变换，可以记为：

Q值在上帧结束前已经得到，根据式(2)拉伸运算得到简化，只需1次减法和乘法运算，得到积的小数点左移6位后，截取低8位就得到拉伸后的灰度值。需要注意的是，截取前要判定乘法是否溢出，如果溢出，结果置为最大灰度值255。

3 系统验证
采用飞电感特性机高空采集的地面红外图像作为验证模板，灰度拉伸前的原始一体电感图像如图2所示，整幅图像对比度低，细节极不明显。最大、最小灰度值按5％的比例选取，拉伸后的图像如图3所示，拉伸后可明显看出河流、道路、汽车等地物的轮廓，但图像中较亮和较暗的部分层次不清晰。若减小灰度值压缩比例为2％，图像的主要轮廓变化不明显，较亮和较暗的部分将会显现出一定层次，这表明被压缩的区间相对变小，按比例拉伸的图像范围扩大。分段线性拉伸的结果可好可坏，分段区间的选择是关键，选取时要考虑原始图像的质量。噪声工字电感和盲元数目较少时，被压缩的区间可适当调小。

该设计充分利用Virtex-4 FPGA的逻辑资源，实现了红外图像的自适应分段线性拉伸，对FPGA芯片资源占用情况如表1所示。整个设计完全在FPGA中实现，能最大限度地减少分立元件的使用。降低了系统的整体功耗，设计周期和开发成本也就能随之减少。算法完全采用流水线设计思路，处理后的数据相对输入延时小于一个像素时钟周期，最高系统时钟可达128 MHz。设计的性能和实时性满足预期目标，可用于精确制导武器或导共模电感航系统。

4 结语
这里简要分析了图像自适应分段线性拉伸算法，利用Xilinx Virtex-4 FPGA丰富的片上资源实现了这一算法。通过实验对设计的有效性进行了验证，图像对比度有明显提高，噪声和盲元被抑制。但该算法具有局限性，仅适用于大目标的图像增强。在天文学、计算机视觉、动态景物分析、超声及声纳图像处理等领域中广泛存在着点目标红外图像，由于点目标无形状、尺寸等可利用的信息，处理时须存储多帧图像，数据处理量大。在做图像灰度级拉伸时，目标有可能被作为噪声而抑制掉，从而丢失有用信息，今后需要对点目标红外图像的增强方法做进一步研究。

H.264在ADSP-BF561上的实现与优化目前，音视频技术日新月异，其中，视频实时编码传输极具代表性。在视频压缩算法领域，新一代视频压缩标准H.264以其优异的压缩性能和图像质量使视频实时编码传输技术的实现成为可能。但该标准的计算复杂度高，用

采用软件无线电架构加速无线设备开发和测试随着现在无线电应用数量的增加—从相距数公里的两个朋友之间的视频交谈到PDA控制的库房环境和照明，无线标准的数量也在增加。每个行业都进入无线通信的应用领域，然而每个行业具有其自己的要求和规范，需要根据特

有源电力滤波器主电路研究摘要：随着大功率开关器件的广泛应用，电能质量问题日益严重。就谐波治理中的无源及有源滤波技术进行了对比，介绍了有源滤器的分类、工作原理。提出了由组合相移SPWM变流器构造的电流源型有源滤波器和能在较低开

 2/2   首页 上一页 1 2