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数字图像稳定是图像序列处理中得一项重要的前处理步骤。早期的方法是对摄像机本身的机械和光路进行稳定,随着数字技术的发展,可以对采集到的图像进行处理,使图像在显示器上能够稳定地显示,同时也为了更好地为后续处理提供稳定的图像序列,如图像拼接、图像增强、信息融合、目标追踪、目标识别等各种图像处理技术的综合运用。
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基于基于CPLD+DSP的实时数字图像稳定系统的实时数字图像稳定系统
数字图像稳定是图像序列处理中得一项重要的前处理步骤。早期的方法是对摄像机本身的机械和光路进行稳
定,随着数字技术的发展,可以对采集到的图像进行处理,使图像在显示器上能够稳定地显示,同时也为了更
好地为后续处理提供稳定的图像序列,如图像拼接、图像增强、信息融合、目标追踪、目标识别等各种图像处
理技术的综合运用。
数字图像稳定是图像序列处理中得一项重要的前处理步骤。早期的方法是对摄像机本身的机械和光路进行稳定,随着数字
技术的发展,可以对采集到的图像进行处理,使图像在显示器上能够稳定地显示,同时也为了更好地为后续处理提供稳定的图
像序列,如图像拼接、图像增强、信息融合、目标追踪、目标识别等各种图像处理技术的综合运用。在实现实时图像稳定系统
方面,由于图像计算量大,必须选用高性能数字信号处理器。目前实现实时图像处理的主要方式有4种:1)基于通用PC机;2)
基于通用
1 稳像方法和步骤稳像方法和步骤
数字图像稳定处理过程主要由3部分组成:运动矢量估计模块(ME),运动矢量补偿模块(MC)和图像序列合成模块(IC)。
通过ME模块找到帧间运动偏移,由MC模块进行图像拼接完成运动补偿,最后经IC模块进行图像剪裁输出。
运动矢量估计模块中,通过比较当前图像和参考图像中相同的部分,找到两帧图像问的偏移量,即运动矢量,广泛应用
于视频处理与编码,如图1所示。
图1中用实线所画的方框表示匹配块,虚线所画的方框表示搜索窗。假定第k帧为当前帧,为了计算第k帧相对于第k-n帧
的运动偏移量。在第k-n帧的中心位置选择一个N×N像素大小的匹配块,同时在第k帧上选择一个M×M(M>N)大小的搜索窗,搜
索窗的中心位置与第k帧的匹配块中心位置重合,通过用式(1)比较两幅图像间所有相应像素间绝对差的累和VSAD(Sum of
Absolute Difference),在搜索窗内找出和匹配块图像最匹配的位置,即VSAD最小值的位置。该匹配位置坐标和搜索窗中心点
坐标的相对位置(△x,△y),即为两帧图像的偏移运动矢量。
式中 ,分别为参考图像和当前图像(i,j)位置的像素强度。
获得的图像序列之间的运动矢量参数后,纠正当前图像,使其恢复到正确的位置,获得相对稳定的图像序列,然后送到
相应的显示装置或存储介质。
2 稳像系统的方案设计稳像系统的方案设计
TMS320C6416是TI公司最新推出的高性能DSP,该器件拥有8个并行处理单元,工作频率为600 Hz,最高处理速度可达
4800M/s(MFLOPS)。采用类似RISC的超常指令字(VLIW)结构,在最好的情况下,TMS320 C64X系列的DSP在一个指令周
期可同时执行8条32位有效指令,因此可以达到极高的处理性能。
2..1 系统组成系统组成
为适合高速图像采集与处理,采用CPLD+DSP的应用方案,由于DSP只专注数据处、理,但缺乏控制能力,利用高速逻
辑器件CPLD配合DSP完成实时任务控制与处理,是系统的最佳组合。经过比较,选用XC95144XL作为CPLD控制器,主处理
DSP TMS320C6416系列器件进行图像处理计算。该系统结构如图2所示。
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weixin_38522029
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