基于DSP与FPGA的红外与可见光实时图像融合系统硬件设计

红外图像与可见光图像融合系统在目标识别、监控等方面有着广泛的应用.采用高速器件TMS320DM642和高性能FPGA、集成视频采集和视频合成芯片、以及乒乓的数据流方式,设计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.     

引导滤波和三维块匹配结合的红外图像去噪

针对红外图像存在噪声较大的问题,提出了一种引导滤波和三维块匹配结合的红外图像去噪方法.该方法通过将引导滤波与三维块匹配方法相结合,采用二次联合滤波的策略减轻了三维块匹配去噪方法在平滑区产生明显的“抓痕”现象.通过BM3D (block method of 3-dimension)去噪方法得到初始滤波图像;对噪声图像在低尺度进行BM3D去噪得到比较平滑的引导图像,用引导图像指导初始滤波图像进行二次滤波.仿真结果表明,提出的算法既保持了BM3D去噪算法的优秀性能,且具有更好的视觉效果和更高的峰值信噪比及结构相似度.     

基于引导滤波的红外图像预处理算法

针对红外图像固有噪声和灰度分布非均匀性影响图像质量的问题,提出一种基于引导滤波的红外图像预处理方法。根据引导图的局部信息,在红外图像的不同位置动态生成滤波核函数,从而可以在平滑场景的同时保持甚至增强边缘细节。实验表明,本文方法可以有效滤除噪声,保持场景强边缘,改善灰度分布非均匀性;且由于引导滤波算法复杂度与滤波半径无关,处理速度快。此外,应用实验表明该方法可以提高融合图像视觉效果,增强目标跟踪的定位精度,在图像增强中能够有效避免伪边缘的产生。     

实时实现语音谱减算法过程中的DMA中断处理机制

本文介绍了TMS320VC5416DSP的存储器直接存储控制DMA的特点,给出了一种用C及汇编语言实现DMA中断的设计方案,使其适用于语音谱减算法的实现;该设计具有实时性、CPU执行效率高的特点,使数据能准确的传送和处理。     

数字声场处理器的分频法设计

声场处理器的冲激响应具有较长的长度,使用目前滤波器的设计方法很难在TMS320C5402 DSP芯片上实时实现.本文提出一种将高中低频段分别处理的方法.首先对冲激响应的低频段进行抽取;再将冲激响应的高频部分予以截断.中频段的处理结合了上述两种方法,即对冲激响应的中频段先进行抽取再适当截断.这一方法减少了声场处理器的存储量和计算量,对于芯片能够在使误差、存储量较小的条件下达到实时处理,无需片外存储器.     

实时图像采集与处理系统中DSP的软件优化技术研究

研究了基于TMS320C6713DSP的图像采集与处理系统中的DSP软件优化技术,提供了几种有效的针对TMS320C6713DSP的软件优化技术,利用这些方法对系统的软件进行优化,解决了视觉引导的切割机器人系统中对图像的采集与处理实时性差的问题,增强了整个系统的稳定性。     

基于自适应引导滤波的全景图像增强算法研究

虚拟实景漫游系统中的全景图像细节比较多,因天气、拍摄技术等原因导致图像场景不清晰而需要增强,增强的目的是为了突出全景图像的美景细节信息,提高场景视觉效果。为了增强全景图像的场景细节,本文提出了自适应引导滤波算法AGIF（Adaptive Guided Image Filter）。该算法利用具有较强细节提取能力的加权最小二乘滤波器WLS （the Weighted Least Squares）构建引导图像,对已有的引导滤波GIF（Guided Image Filter）进行改进,通过引入梯度值偏移量进行像素值自适应,突出全景图的图像边缘,使得全景图像的细节进一步增强。实践表明,增强后的全景图用于虚拟漫游系统,提高了旅游场景的用户体验。     

基于引导滤波的单幅图像去雾算法研究

基于暗原色先验的单幅图像去雾算法较好地解决了估算雾天场景透射率的问题,算法复原的图像清晰颜色自然。但原始算法计算复杂度高、耗时长、无法满足实时性需求。介绍了引导图像滤波的原理,并将其与暗原色先验结合以改进原始算法;同时分析了滤波参数对去雾结果的影响。实验证明改进的算法在保证原算法去雾效果的同时能使算法复杂度大大降低。     

Ti-Davinci DM6446平台DSP的程序自引导

文中详细分析了TI公司TMS320C6446 DSP的引导加载过程及原理，在此基础上设计并实现了主机（PC机）利用仿真器通过JTAG口实现对DSP外部配置的FLASH存储器的在线编程。并以TI公司的DsP（TMS320C6446）结合AMD公司的FLASH存储器（AM29LV256M）为例，主要对FLASH的功能配置，引导程序的实现方法以及部分程序编写做了阐述。     

基于双线性插值的CLAHE算法研究与实现

针对现有的低能见度图像增强的AHE算法(自适应直方图均衡)和CLAHE算法(限制对比度的自适应直方图均衡化)存在复杂度高及效率低的问题,提出了基于双线性插值的CLAHE算法.利用双线性插值方法降低CLAHE算法的时间复杂度,并在TMS320C6748开发板上对其进行优化.实验结果表明,该算法无论是增强效果还是处理速率都明显优于原CLAHE算法.     

基于改进的引导图像滤波和深度去噪自编码器的微弱目标跟踪算法

微弱目标易被周围环境中强烈的噪声干扰,为解决现有目标跟踪算法由于低信噪比导致跟踪准确度低的问题,提出一种将引导图像滤波器和深度去噪自编码器集成到粒子滤波器框架中的跟踪算法。通过引导图像滤波(guided image filter, GIF)算法对目标图像进行滤波处理,保留有价值的模板信息并使不准确的背景模板模糊,有效增强目标图像;通过改进的深度学习算法对深度去噪自编码器训练和微调,更好地适应目标外观变化;构造粒子分类器框架根据粒子重要性权重定位目标。实验结果表明,该算法在微弱目标跟踪准确度和抗干扰能力上优于多种现有主流跟踪算法。     

基于改进的HDCS的图像去噪方法

针对数字图像主要含有高斯噪声和椒盐噪声的特点,提出了一种基于改进的各向异性的混合扩散模型。传统的基于边缘增强和相干增强的模型,虽然能够有效地去除噪声;但也会存在减弱相干结构和背景的对比度等问题,同时在保持图像细节纹理方面可能会出现失真。通过在扩散方程中引入一个源项;并充分考虑它对模型中各项产生的影响,使得改进后的模型既能有效去除噪声,也能有效地保持相干结构和背景的对比度;同时在模型中引入一个偏微分方程用以获取保真项,使得图像的细节保护效果更明显。实验结果表明,该方法能达到较理想的去噪和恢复图像纹理信息的结果,而且明显改善了图像的视觉效果。     

基于Gabor滤波器的图像去噪研究

Gabor滤波器具有良好的尺度特征和方向特征,与人类视觉系统的特性相吻合.实验结果表明Gabor滤波器能够对图像进行去噪,并能很好地保护图像的细节,具有更好的视觉效果.     

引导滤波的红外图像预处理算法

针对红外图像固有噪声和灰度分布非均匀性影响图像质量的问题,提出一种基于引导滤波的红外图像预处理方法。根据引导图的局部信息,在红外图像的不同位置动态生成滤波核函数,从而可以在平滑场景的同时保持甚至增强边缘细节。实验表明,该方法可以有效滤除噪声,保持场景强边缘,改善灰度分布非均匀性;且由于引导滤波算法复杂度与滤波半径无关,处理速度快。此外,应用实验表明该方法可以提高融合图像视觉效果,增强目标跟踪的定位精度,在图像增强中能够有效避免伪边缘的产生。     

一种基于中值滤波和小波变换的图像去噪算法研究

针对同时含有脉冲噪声和高斯噪声的混合含噪图像特点,结合自适应中值滤波和小波变换的阈值滤波的各自优点,提出了一种基于中值滤波和小波变换阈值去噪相结合的图像去噪方法,即先对图像进行自适应中值滤波去除脉冲噪声,然后利用小波变换去除剩余的高斯噪声.实验表明:该方法能在有效去除混合噪声的同时,较好地保持边缘和细节信息.     

一种基于改进分形编码的图像去噪方法

提出了一种针对加性白高斯噪声(AWGN)的改进分形图像去噪方法.该方法在改进的分形编码过程中采用二次函数灰度预测,使得对无噪图像的编码效果优于传统分形编码.在改进分形编码的基础上,改进的分形图像去噪方法通过带噪图像估计原始无噪图像的分形编码参数,从而在分形解码过程中达到去除噪声的目的.实验结果比较表明,改进的分形去噪方法具有很好的去噪效果.     

基于改进U-Net神经网络的图像去噪算法

针对目前常见的U-Net网络结构以及现有的图像去噪算法在去除图像噪声时,处理后得到的图像较为模糊且图像的边缘纹理过于光滑缺乏真实性的问题,提出了一种改进的U-Net网络结构去噪算法。它由去噪模块以及边缘信息提取模块组成,首先,利用U-Net++中的跳跃连接应用到原始的U型去噪子网中,密集连接的U型去噪网络可以减少编码器与解码器特征映射之间的语义差距,还原出更清晰的图像。其次,基于VGG-16网络结构的边缘信息提取模块对去噪网络处理后的图像进行特征提取,同时反向优化U型去噪模块,还原出更真实的图像。实验表明,在常见的Set5、Set12、Kodak24和CBSD68数据集测试所提出的算法,在图像的客观评价指标上均优于目前具有代表性的去噪算法,同时图像的边缘细节和纹理特征更清晰真实,视觉效果上更好。     

基于区域分割和引导滤波的多聚焦图像融合

针对多聚焦图像可能出现局部配准不理想的情况,提出了一种基于区域分割和图像引导滤波的失配准鲁棒多聚焦图像融合算法. 首先通过构造基于结构张量的聚焦评价函数,对每幅输入图像进行聚焦度评价;然后建立包含图像聚焦度的全局能量函数,并通过Graph Cut算法分割出每幅图像的聚焦区域;最后利用图像引导滤波对每个聚焦区域进行细化得到每幅图像的融合权重,在梯度域上进行图像复原得到融合图像. 实验结果表明,该方法不仅可以在多聚焦图像失配准的情况下进行图像融合,而且有效地保持了图像的边缘,在主客观评价指标上均有较大的提升.      

基于PCI总线的IRFPA数据采集系统

在红外图像采集系统中，需要提高系统数据传输速率来满足高速实时的特点。针对红外图像采集系统的特点，将新近发展的PCI（Peripheral Component Interconnect）局部总线引入到图像采集中并对PCI总线接口技术进行了全面的介绍。详细论述了PCI总线规范，作为专用PCI总线协议控制芯片PCI9050的功能特点，采用PCI总线作为数据传输接口的高速红外焦平面阵列（Infrared Focal Plane Array）数据采集系统的实现过程，系统采有了帧缓存，使得慢速的外围电路和高速的PCI接口能更好的连接，该系统还采用了复杂可编辑逻辑器件（Complicated Programmable Logic Device）作为逻辑控制。     

基于改进的粒子滤波的红外视频行人跟踪

提出了一种基于改进的粒子滤波的红外视频行人跟踪算法,实现了在传统粒子滤波算法的框架下,使用有向梯度直方图(histograms of oriented gradients,HOG)来描述跟踪目标的特征.算法在粒子权值和相似度计算中使用HOG,替代现有的颜色空间欧式距离测度,克服了红外视频中颜色信息缺失的困难.试验表明,与传统的粒子滤波算法相比,本文算法更能准确有效地跟踪复杂场景中的行人,提高了跟踪的鲁棒性.