基于RF5框架的多小波图像融合系统的设计与开发

摘要

为了应对目前市场上产品开发种类繁多和开发周期较短的矛盾，并行工程成为必然的趋势。因而，对电子产品功能的扩展性和开发过程的规范化成为了衡量系统性能优劣的标准。
　　图像融合，是为了应对新型传感器的发展所带来的巨大信息量，提出的一种解决使用者工作量与图像信息量之间矛盾的技术，其使用相应图像处理技术把不同图像的有效信息融合，从而达到对相同处理图像对象进行更加精确和可靠的描述为最终目的。像素级图像融合方法具有适用性强、获得信息量多、适用范围广等特点，但其在融合算法实现过程中会产生大量的数据，与此同时，当前被广泛使用的数据融合平台不能充分地满足图像融合过程中图像显示的需求。多小波具备正交性、较大消失矩、短支撑和对称性等优良特性，填补了小波在复杂应用中的空白。由于其具有精确分离图像高低频信息的特点，在数字图像处理领域中被广泛使用。与ARM、FPGA等嵌入式工具相比较，DSP由于采用哈佛结构，集成专门的硬件乘法器，能够轻松实现大数据运算，实现快速的实时数据处理。
　　综上所述，本文提出采用TI公司的TMS320DM642芯片作为开发平台，基于其提出的RF5框架，实现对已完成配准并经过多小波变换处理的数字图像的加载、融合及显示的算法操作，实现系统结构开发的规范化。为了解决传统DSP编程难度大和消耗时间长等缺点带来的低效和复杂问题，本设计采用了综合运用Matlab/simulink软件、CCS4.0（内嵌工具、连接软件），通过自动代码形成的方式来实现DSP多小波图像融合的工作。算法实现阶段，结合TMS320DSP算法标准和算法RF5参考框架来实现算法和软件接口的标准化，达到减轻系统集成任务、缩短开发周期和大数据显示的目的。

目录

声明

摘要

第一章 引言

1．1 课题背景

1．2 课题任务

1．3 论文结构

1．4 本章小结

第二章 系统功能实现相关技术介绍

2．1 TI-RF(reference framework)介绍

2．1．1 RF5框架

2．1．2 RF5数据处理

2．1．3 RF5中数据通信

2．2 TMS320DM642 DSP开发平台的介绍

2．2．1 器件的兼容性及功能介绍

2．2．2 DM642 CPU的组成部分

2．3 CCS开发环境的介绍

2．3．1 CCS(Code Composer Studio)简介

2．3．2 CCS的基本结构

2．3．3 CCS的硬件仿真及实时数据交换

2．3．4 使用CCSv4开发应用程序的基本过程

2．4 Matlab／simulink仿真环境的介绍

2．5 本章小结

第三章 多小波域图像融合的基本原理

3．1 小波变换分析

3．1．1 小波理论

3．1．2 第一代小波分析(以一维小波变换为例)

3．1．3 第二代小波分析(以一维Harra小波的提升算法为例)

3．1．4 多小波算法分析(多小波图像分解过程)

3．2 图像融合理论

3．2．1 图像融合理论介绍

3．2．2 加权平均算法

3．2．3 区域能量融合规则

3．2．4 图像融合过程

3．3 本章总结

第四章 基于RF5框架的多小波图像融合系统的设计与实现

4．1 系统功能模块的划分

4．1．1 硬件核心模块

4．1．2 多小波图像处理模块

4．1．3 图像显示模块

4．1．4 电源模块

4．2 系统功能设计规范化

4．2．1 系统开发结构规范化设计(matlab／simulink-DSP代码自动生成方法)

4．2．1 系统任务执行规范化(Rf5参考框架)

4．3 系统功能的实现

4．3．1 多小波图像处理算法的实现

4．3．2 Matlab／simulink功能模块仿真的实现

4．3．3 RF5框架功能的规划

4．4 本章小结

第五章 融合图像质量测评

5．1 基于灰度直方图的主观测评方法

5．2 客观测评

5．2．1 基于统计特征的图像质量评价

5．2．2 基于信息量的图像质量评价

5．2．3 基于人眼视觉特性为基础的图像质量测评方法

5．3 本章小结

第六章 结束语

6．1 论文工作总结

6．2 问题与展望

参考文献

致谢

读研期间发表的论文