基于dsp的微光夜視視頻圖像處理技術(shù)研究課件

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1、基于DSP的微光夜視視頻圖像實(shí)時(shí)處理技術(shù)研究項(xiàng)目申請人：陳洪錦指導(dǎo)教師：王世杰推薦單位：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告課題研究方向介紹本文選用TI公司推出的TMS320DM642型號的芯片以減少微光圖像噪聲、增強(qiáng)圖像亮度和對比度為主要研究方向，重點(diǎn)對微光夜視視頻圖像實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)中的DSP軟件開發(fā)進(jìn)行研究。首先介紹目前對微光夜視圖像最重要的各種去噪和圖像增強(qiáng)算法，在分析微光夜視圖像特點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，并針對中值濾波算法，3×3中的超快速中值濾波算法，5×5中的超快速中值濾波算法和直方圖均衡算法，利用灰度拉伸原理對數(shù)字幀積分算法。本課題還對動(dòng)態(tài)

2、微光圖像的增強(qiáng)進(jìn)行深入研究，為了解決在快速運(yùn)動(dòng)條件下由幀積分引起的拖尾模糊的問題，借鑒H.264中幀間預(yù)測的處理方法，進(jìn)行改進(jìn)基于塊匹配的區(qū)域補(bǔ)償算法。最后，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)對進(jìn)一步的應(yīng)用研究工作具有很重要的意義和價(jià)值所以本文還利用硬件測試平臺(tái)和CCS軟件平臺(tái)，在微光環(huán)境下進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)。一，課題的研究背景微光夜視系統(tǒng)在軍事和民用方面都有重要用途，將高速數(shù)字信號處理技術(shù)用于微光視頻圖像的實(shí)時(shí)處理，是當(dāng)前國內(nèi)外非常關(guān)注的夜視技術(shù)領(lǐng)域中的重要課題。夜視設(shè)備是研究在夜間或低亮度條件下，用于擴(kuò)展觀察者視力范圍以實(shí)現(xiàn)隱蔽觀察的一種不可缺少的重要裝備二，課題的研究意義開展基于D

3、SP的微光夜視視頻圖像處理技術(shù)研究，在當(dāng)代軍用和民用鄰域都具有很大的理論意義和使用價(jià)值，特別是在軍用領(lǐng)域更具有特殊的重要意義，這是提高軍隊(duì)夜戰(zhàn)能力的強(qiáng)有力保證。在軍用微光夜視視頻觀察系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)圖像處理技術(shù)需要提供圖像增強(qiáng)，灰度級改造，濾波，段彩色處理以及目標(biāo)提取等多種處理功能，從而提高了對目標(biāo)的識(shí)別和瞄準(zhǔn)能力。TMS320DM642是TI公司推出的新一代高速DSP將其用于微光也是視頻圖像的實(shí)時(shí)處理對提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和采集更加復(fù)雜的算法無疑具有重要的意義.由于實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)能提高微光圖像質(zhì)量，增強(qiáng)微光成像系統(tǒng)的作用距離，因此開展“基于DSP的微光夜視視頻圖像實(shí)

4、時(shí)處理技術(shù)研究”對提高我軍夜視裝備的技術(shù)水平和夜戰(zhàn)能力十分重要。目前我國在這方面的工作剛剛起步，距歐美一些發(fā)達(dá)國家的技術(shù)水平差距還非常大。因此開展：“基于DSP的微光夜視視頻圖像實(shí)時(shí)處理技術(shù)研究”的研究工作，具有極大的迫切和重要的現(xiàn)實(shí)意義。三，國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀四，存在的問題五，課題的研究內(nèi)容開展基于DSP的微光夜視視頻圖像處理技術(shù)研究，在當(dāng)代軍用和民用鄰域都具有很大的理論意義和使用價(jià)值。TMS320DM642是TI公司推出的新一代高速DSP將其用于微光也是視頻圖像的實(shí)時(shí)處理對提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和采集更加復(fù)雜的算法無疑具有重要的意義。本文對基TMS320DM642系

5、列DSP的微光夜視視頻圖像實(shí)時(shí)處理進(jìn)行研究。首先將介紹目前比較成熟的各種去噪和圖像增強(qiáng)算法，在分析微光夜視圖像特點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，并針對中值濾波算法，結(jié)合TMS320DM642系列DSP的特點(diǎn)以提高處理速度為目標(biāo)，將提出一種新型的3×3超快速中值濾波算法，5×5中的超快速中值濾波算法，直方圖均衡算法，數(shù)字幀積分算法。本課題還對動(dòng)態(tài)(快速運(yùn)動(dòng))微光圖像的增強(qiáng)進(jìn)行深入研究，為了解決在快速運(yùn)動(dòng)條件下由幀積分引起的拖尾模糊的問題，借鑒H.264中幀間預(yù)測的處理方法，提出一種新型的基于塊匹配的區(qū)域補(bǔ)償算法。最后，利用硬件測試平臺(tái)和CCS軟件平臺(tái)，在微光環(huán)境下進(jìn)行大

6、量的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果對進(jìn)一步的應(yīng)用研究工作具有重要的意義。第一、介紹微光視頻圖像顯示的硬件平臺(tái)搭建：包括攝像頭CCD視頻數(shù)據(jù)的采集，DSP單板的數(shù)據(jù)圖像處理，顯示終端的實(shí)時(shí)圖像顯示以及各部分的連接和調(diào)試，同時(shí)還包括DSP集成開發(fā)環(huán)境CCS的搭建。第二、靜態(tài)(含緩慢運(yùn)動(dòng))微光視頻圖像算法設(shè)計(jì)：分析微光圖像的特征,包括在低速情況下的微光視頻圖像的去噪和增強(qiáng)算法。本文基于前人提出的超高速3×3中值濾波算法進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化，并提出一種易于DSP實(shí)現(xiàn)的超高速3×3中值濾波改進(jìn)算法。本文基于傳統(tǒng)的數(shù)字幀積分法，結(jié)合灰度拉伸原理，提出一種改進(jìn)型的數(shù)字幀積分法，這種算法能在提高圖

7、像亮度和對比度的同時(shí)解決圖像飽和失真的問題。本文在圖像增強(qiáng)方面采用比較成熟的灰度拉伸和灰度均衡技術(shù)。最后在微光條件下，通過實(shí)驗(yàn)證明上述算法的可行性。論文主要工作包括以下幾個(gè)方面第三、動(dòng)態(tài)(快速運(yùn)動(dòng))微光視頻圖像的算法設(shè)計(jì)：在靜態(tài)微光視頻圖像算法的基礎(chǔ)上，借鑒視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)H.264中的塊估算運(yùn)動(dòng)區(qū)域補(bǔ)償算法，提出一種由運(yùn)動(dòng)點(diǎn)確定運(yùn)動(dòng)區(qū)域再進(jìn)行運(yùn)動(dòng)物體區(qū)域補(bǔ)償?shù)男滦退惴?，并通過僅進(jìn)行偶掃描的方式實(shí)現(xiàn)算法優(yōu)化。最后本文也通過實(shí)驗(yàn)證明：該算法確實(shí)能夠消除由普通幀積分引起的圖像拖尾模糊的問題。第四、基于DSP/BIOS操作系統(tǒng),在以TMS320DM642芯片為核心的硬件平

8、臺(tái)上設(shè)計(jì)系統(tǒng)部分軟件,在