基于SOPC的红外视频网络传输系统

　　FPGA模块中的数据流程分析如下：Microblaze软核CPU与前端采集模块(CPLD、A/D、CCD)交互把数据经双口RAM0(缓存)采集到DDR中，Microblaze通过控制PLB总线加载采集的图像送算法处理模块进行处理，算法处理模块首先进行边界扩展(此步骤也可省略)，边界扩展是仅对一帧图像边界数据进行镜面反射来完成，即边界数据的扩展存储实现，不需要进行数据运算即可完成，扩展后数据缓存到RAM0，即可进行均值滤波，均值滤波对每一个像素的消噪处理需要8次加法和1次乘法。384×288个像素可并行处理，处理完的数据送到RAM1进行下一步非均匀校正。在非均匀校正中，校正增益和校正偏移量是在测温前由高低温定标产生，两个校正因子可并行进行运算获得，获得后的因子存入RAM1中，以便非均匀校正时直接加载。在非均匀校正中，384×288个像素可并行进行，每个像素需1次乘法和1一次加法运算。处理完成后的数据送到RAM2进行下一步的温度标定和灰度拉伸。温度标定和灰度拉伸两者可并行进行。由于温度标定和灰度拉伸需对整帧图像处理，所以若要减少RAM2的容量，可考虑把图像存入DDR中，需要时再读出。在灰度拉伸中，首先进行直方图统计，统计图像各灰度值的像元个数，找出图像有效灰度范围，并求出最小值min和最大值max。把最大值和最小值代入三段的斜率计算公式，计算出斜率后即可进行灰度拉伸，灰度拉伸每个像素需要做2次比较、1次减法、1次乘法和1次加法，384×288个像素可以并行处理。灰度拉伸完成后的数据送RAM3进行下一步的伪彩处理，伪彩是把每个像素点的灰度值转换R、G、B对应的三分量，因此可对384×288个像素并行处理。而每个像素点R、G、B的转换也可以并行运算。转换后的数据送双口RAM1，然后由RAM模块进行读出存入SD卡中，进行控制显示。在前期开发FPGA模块时也可直接送LCD显示。

　　在进行图形处理过程中，由于FPGA可以最大化的进行并行运算，所以不仅可考虑算法模块内部多个像素之间的并行处理，也要考虑算法模块之间的并行性，如在进行一帧图像的滤波时，可同时进行上一帧图像的校正。

　　各个算法模块实现如下

　　图2校正系数

　　图3校正偏移

　　图4非均匀性校正

　　图5 灰度拉伸

　　图6均值滤波