單通道紅外與可見(jiàn)光圖像采集系統(tǒng)電路設(shè)計(jì).pdf

1、隨著光電成像技術(shù)的發(fā)展，可見(jiàn)光成像和紅外成像得到了廣泛的應(yīng)用。可見(jiàn)光圖像富含目標(biāo)的色彩和紋理信息，符合人眼的視覺(jué)習(xí)慣，紅外成像則反映了目標(biāo)的溫度分布信息。隨著光電成像技術(shù)應(yīng)用研究的不斷深入，在許多場(chǎng)合需要在直接識(shí)別目標(biāo)的同時(shí)又能得到目標(biāo)的溫度信息，這就需要將可見(jiàn)光圖像和紅外圖像同時(shí)采集后融合顯示。目前大量使用的可見(jiàn)光與紅外圖像融合系統(tǒng)均采用雙通道圖像輸入，即兩個(gè)獨(dú)立的相機(jī)從不同的角度對(duì)同一目標(biāo)成像，配準(zhǔn)時(shí)只有目標(biāo)不動(dòng)時(shí)才能實(shí)現(xiàn)兩幅圖像的

2、準(zhǔn)確融合，無(wú)法實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的實(shí)時(shí)圖像融合，大大限制了儀器的適用范圍。
　　本課題旨在為無(wú)人機(jī)電力巡線設(shè)計(jì)了一套單通道長(zhǎng)波紅外與可見(jiàn)光圖像實(shí)時(shí)同步采集、拼接、傳輸與融合系統(tǒng)，本文主要對(duì)該系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)作了詳細(xì)的說(shuō)明。該系統(tǒng)硬件電路以可編程器件FPGA作為主控器件，首先通過(guò)FPGA對(duì)可見(jiàn)光CMOS圖像傳感器的控制，構(gòu)建了一個(gè)分辨率為1280×1024，幀率為25幀的可見(jiàn)光成像電路模塊，并設(shè)計(jì)了自動(dòng)曝光算法，該算法以“中間灰度”為依

3、據(jù)，結(jié)合自適應(yīng)步長(zhǎng)和固定步長(zhǎng)曝光參數(shù)調(diào)整方法，實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確地獲取曝光參數(shù)。
　　其次，在 FPGA控制下，采用異步時(shí)鐘域同步和靜態(tài)相位調(diào)整等方法準(zhǔn)確采集紅外與可見(jiàn)光圖像數(shù)據(jù)，并巧妙利它們的數(shù)據(jù)輸出特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了紅外圖像和可見(jiàn)光圖像數(shù)據(jù)的同步采集，以滿足圖像融合系統(tǒng)對(duì)圖像源的時(shí)間相關(guān)要求。同時(shí)，本文研究了一種通過(guò)HDMI接口同時(shí)傳送紅外與可見(jiàn)光兩路視頻的方案，通過(guò)SRAM將緩存的一幀可見(jiàn)光圖像和一幀紅外圖像合并為一幀新的圖像，實(shí)現(xiàn)將兩