640×480的红外焦平面机芯设计实现

摘要

非制冷红外热成像系统以其可靠性高、功耗低、体积小、价格低、适用范围广等优势成为当前热成像的研究热点之一,在军事及民用方面都有广泛应用，特别适合于对性价比要求较高的中低端军事领域和厂矿企业。
　　本文旨在实现基于FPGA的640×480的红外焦平面机芯设计，建立集图像采集、图像矫正、图像增强为一体的高性能红外焦平面机芯设备，完成了集软、硬件于一体的红外机芯设计与实现。
　　在硬件设计中，采用低噪芯片、差分电路及过地孔等多种方式降低采集到的图像噪声，并利用FPGA芯片完成图像的后续处理工作。
　　在FPGA开发中，使用Verilog HDL语言，以基本的盲元补偿、两点矫正为基础，建立了基于总线设计的图像处理方案，并引入了细节增强算法，进一步提高成像质量，除此之外，基于视频掩码的实时直方图显示等功能设计，使系统不仅在图像处理方面，而且在人机交互及可视化效果等方面同样具有出众的特性。
　　在基于上位机的软件开发中，不仅完成了基于串口通信的系统控制方案，而且，在原有系统资源的基础上进行二次开发，实现了十字光标、滚动字幕等特殊功能。
　　本文的最终实现结果是在上位机软件的控制下，能够在具有NTSC接口的监视器上显示经640×480红外机芯探测到的红外图像。

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第一章 绪 论

1.1 研究工作的背景与意义

1.2 非制冷红外探测技术的国内外研究历史与现状

1.3 本文的主要贡献与创新

1.4 本论文的结构安排

第二章 系统的总体框架设计与分析

2.1 系统的总体框架设计

2.2 硬件电路设计

2.3 基于FPGA的图像处理软件开发

2.4 基于VC++的上位机软件开发

2.5 本章小结

第三章 硬件电路设计

3.1 硬件电路框架结构

3.2 硬件电路设计AD板

3.3 硬件电路设计FPGA板

3.4 本章小结

第四章 基于FPGA的图像处理软件开发

4.1 基于FPGA的图像处理软件需求分析

4.2 基于FPGA的图像处理软件工作流程分析

4.3 基于FPGA的图像处理软件开发

4.4 本章小结

第五章 基于VC++的上位机软件开发

5.1 基于VC++的上位机软件开发需求分析

5.2 基于VC++的上位机软件开发模块框架

5.3 基于VC++的上位机软件开发实现

5.4 本章小结

第六章 全文总结与展望

6.1 全文总结

6.2 后续工作展望

致谢

参考文献