權(quán)利要求書： 1.紅外熱像儀圖像預(yù)處理系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)圖像的預(yù)處理、自動(dòng)聚焦控制和視頻輸出，其特征在于：包括ZynqSOC、焦溫與環(huán)境溫度傳感器、TEC控制器、DDR3、網(wǎng)絡(luò)控制器、QSPIFLASH、編碼器及電機(jī)、RS232、PAL驅(qū)動(dòng)器、擋片、非制冷紅外探測(cè)器，其中ZyngSOC分別與所述環(huán)境溫度傳感器、TEC控制器、DDR3、網(wǎng)絡(luò)控制器、QSPIFLASH、編碼器及電機(jī)、RS232、PAL驅(qū)動(dòng)器、擋片、非制冷紅外探測(cè)器相通訊連接，所述非制冷紅外探測(cè)器分別與所述焦溫與環(huán)境溫度傳感器及TEC控制器相通訊連接，所述ZyngSOC包括PL端和PS端，

所述PL端包括探測(cè)器驅(qū)動(dòng)與采樣單元、探測(cè)器偏壓調(diào)節(jié)單元、探測(cè)器片上非均勻性校準(zhǔn)單元、兩點(diǎn)校準(zhǔn)單元、中值濾波單元、自適應(yīng)直方圖均衡化單元、LOGO存儲(chǔ)單元、極性切換單元、十字靶標(biāo)單元、PAL輸出單元、視頻壓縮單元、網(wǎng)絡(luò)控制單元、清晰度計(jì)算單元、電機(jī)控制單元，所述探測(cè)器驅(qū)動(dòng)與采樣單元，用于輸出片上非均勻性校準(zhǔn)數(shù)據(jù)并產(chǎn)生非制冷紅外探測(cè)器的視頻信號(hào)讀出時(shí)序并采集探測(cè)器的視頻信號(hào)，所述探測(cè)器偏壓調(diào)節(jié)單元，用于在線調(diào)整探測(cè)器的輸出視頻信號(hào)的電壓偏置，所述探測(cè)器片上非均勻性校準(zhǔn)單元，用于檢測(cè)探測(cè)器的每一個(gè)像元點(diǎn)的非均勻性，并通過計(jì)算得出對(duì)應(yīng)像元點(diǎn)的非均勻性校準(zhǔn)值，所述兩點(diǎn)校準(zhǔn)單元，用于采集的每個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行兩點(diǎn)校準(zhǔn)，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)來源于DDR3，所述中值濾波單元，用于消除紅外畫面中出現(xiàn)的盲元，所述自適應(yīng)直方圖均衡化單元，用于拉伸圖像的對(duì)比度，

所述LOGO存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)紅外探測(cè)器的開機(jī)logo，所述極性切換單元，用于實(shí)現(xiàn)紅外圖像的極性切換控制，

所述十字靶標(biāo)單元，用于在紅外圖像畫面中心疊加十字靶標(biāo)，所述PAL輸出單元，用于實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)的逐行轉(zhuǎn)隔行的PAL制視頻信號(hào)輸出，所述視頻壓縮單元，用于實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)的視頻壓縮，所述網(wǎng)絡(luò)控制單元，用于實(shí)現(xiàn)壓縮視頻信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)輸出，

所述清晰度計(jì)算單元，用于計(jì)算當(dāng)前紅外圖像的清晰度，

所述電機(jī)控制單元，用于產(chǎn)生自動(dòng)聚焦電機(jī)的控制PWM波；

所述PS端包括熱像儀工作狀態(tài)控制、PL端的數(shù)據(jù)交互控制、自動(dòng)聚焦計(jì)算、兩點(diǎn)參數(shù)計(jì)算。

2.基于權(quán)利要求1所述紅外熱像儀圖像預(yù)處理系統(tǒng)的預(yù)處理方法，其特征在于包括：ZynqSOC產(chǎn)生非制冷紅外探測(cè)器的驅(qū)動(dòng)時(shí)序，非制冷紅外探測(cè)器根據(jù)產(chǎn)生的時(shí)序產(chǎn)生數(shù)據(jù)有效信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)，ZynqSOC根據(jù)數(shù)據(jù)有效信號(hào)采集視頻信號(hào)，經(jīng)過圖像處理后通過PAL輸出單元輸出視頻圖像，視頻緩存輸入IP，采用FIFO實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻信號(hào)的視頻輸入緩存，探測(cè)器偏壓調(diào)節(jié)模塊通過實(shí)時(shí)采樣一幀視頻信號(hào)，通過計(jì)算一幀視頻圖像的幀均值，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)探測(cè)器的信號(hào)參考電壓值，非均勻性校準(zhǔn)模塊在視頻流數(shù)據(jù)內(nèi)，依次對(duì)每一個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行片上非均勻性校準(zhǔn)，使每個(gè)像素點(diǎn)的大小在控制范圍內(nèi)，將形成的NUC數(shù)據(jù)通過DMAIP核轉(zhuǎn)存到DDR3內(nèi)，片上校準(zhǔn)輸出模塊將DDR3中的NUC校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，通過DMAIP核輸出給探測(cè)器，兩點(diǎn)校準(zhǔn)模塊通過DMA讀取DDR3中的兩點(diǎn)校準(zhǔn)參數(shù)，并配合實(shí)時(shí)探測(cè)的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)的兩點(diǎn)校準(zhǔn)，其中兩點(diǎn)校準(zhǔn)參數(shù)的獲取，通過DMA分別采集溫度為T1和T2的均勻輻射的黑體圖像，并存在于DDR3中，再通過公式(1)計(jì)算每一個(gè)像素點(diǎn)的32位兩點(diǎn)校準(zhǔn)參數(shù)并存于QFLASH中，中 ，

每個(gè)探測(cè)器像素點(diǎn)的輸出響應(yīng)為 陣列的大小為MN，

Gij為增益系數(shù)，Oij為偏置系數(shù)，組成32位兩點(diǎn)校準(zhǔn)參數(shù)，盲元消除模塊采用中值濾波的方式消除探測(cè)器上的圖像盲元，自適應(yīng)直方圖均衡化模塊將圖像的原灰度信息通過分段圖像直方圖拉伸實(shí)現(xiàn)灰度的線性變化，其中ROM模塊通過片上的ROM的開機(jī)LOGO圖像例化實(shí)現(xiàn)圖像的儲(chǔ)存，極性切換模塊對(duì)圖像的灰度進(jìn)行反向，

十字靶標(biāo)及字符疊加模塊對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行字符和十字靶標(biāo)的疊加，PAL輸出單元將輸入的逐行視頻信號(hào)通過奇偶行分離分別由兩個(gè)DMA模塊緩存進(jìn)DDR3內(nèi)存中，再由一個(gè)DMA分別讀取奇場信號(hào)和偶場信號(hào)，進(jìn)行PAL視頻的逐行到隔行的轉(zhuǎn)化，視頻壓縮模塊對(duì)所采集的視頻圖像進(jìn)行無損壓縮。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述紅外熱像儀圖像預(yù)處理系統(tǒng)的預(yù)處理方法，其特征在于兩點(diǎn)校準(zhǔn)流程步驟包括：劃分DDR的內(nèi)存空間，地址1用于PAL視頻的奇場信號(hào)緩存，地址2用于PAL視頻的偶場信號(hào)緩存，地址3用于NUC的數(shù)據(jù)緩存，地址4用于兩點(diǎn)數(shù)據(jù)的緩存，地址5用于緩存圖像數(shù)據(jù)，關(guān)閉擋片，獲取一個(gè)均勻的校準(zhǔn)平面，配置PAL視頻的2個(gè)輸入DMA，2個(gè)輸出DMA，配置NUC校準(zhǔn)的兩個(gè)DMA，

讀取環(huán)境溫度和焦平面溫度信息，設(shè)置TEC的溫度值，穩(wěn)定焦平面的溫度，選擇NU計(jì)算模式，判斷NUC是否結(jié)束，

啟動(dòng)DMA讀取NUC操作，用于實(shí)時(shí)校準(zhǔn)焦平面的片上校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，開啟擋片，計(jì)算兩點(diǎn)校準(zhǔn)參數(shù)，上位機(jī)控制分別采集黑體平面的高溫圖像數(shù)據(jù)和低溫圖像數(shù)據(jù)，計(jì)算兩點(diǎn)校準(zhǔn)參數(shù)，將兩點(diǎn)數(shù)據(jù)保存在QFLASH中，輸出啟動(dòng)DMA讀取兩點(diǎn)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

說明書： 紅外熱像儀圖像預(yù)處理系統(tǒng)及其預(yù)處理方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及紅外熱像儀圖像預(yù)處理系統(tǒng)及其預(yù)處理方法，屬于探測(cè)器圖像采集及在線處理顯示的技術(shù)領(lǐng)域。背景技術(shù)[0002] 我國地域廣大，領(lǐng)土眾多，陸地國界線長度2萬多公里，大陸海岸線長度1.8萬多公里，在如此眾多的大陸及海岸邊界線上，邊海防建設(shè)成為維護(hù)我國領(lǐng)土完整的重要目標(biāo)。雙軸光電轉(zhuǎn)臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)是現(xiàn)代邊海防建設(shè)上一個(gè)重要設(shè)施，可以實(shí)現(xiàn)邊界的高效率監(jiān)控。[0003] 紅外熱成像系統(tǒng)是光電轉(zhuǎn)臺(tái)的一個(gè)重要組成部分，用于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的夜間、霧霾天氣等復(fù)雜場景的熱成像。傳統(tǒng)的應(yīng)用在邊海防的紅外熱像儀只實(shí)現(xiàn)一般的圖像處理、自動(dòng)聚焦功能，而對(duì)于邊海防光電轉(zhuǎn)臺(tái)中的網(wǎng)絡(luò)視頻等功能分開，功耗大，集成度較低。發(fā)明內(nèi)容[0004] 本發(fā)明的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，針對(duì)的問題，提出紅外熱像儀圖像預(yù)處理系統(tǒng)及其預(yù)處理方法。[0005] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：[0006] 紅外熱像儀圖像預(yù)處理系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)圖像的預(yù)處理、自動(dòng)聚焦控制和視頻輸出，包括ZynqSOC、焦溫與環(huán)境溫度傳感器、TEC控制器、DDR3、網(wǎng)絡(luò)控制器、QSPIFLASH、編碼器及電機(jī)、RS232、PAL驅(qū)動(dòng)器、擋片、非制冷紅外探測(cè)器，[0007] 其中ZyngSOC分別與所述環(huán)境溫度傳感器、TEC控制器、DDR3、網(wǎng)絡(luò)控制器、QSPIFLASH、編碼器及電機(jī)、RS232、PAL驅(qū)動(dòng)器、擋片、非制冷紅外探測(cè)器相通訊連接，所述非制冷紅外探測(cè)器分別與所述焦溫與環(huán)境溫度傳感器及TEC控制器相通訊連接。[0008] 優(yōu)選地，所述ZyngSOC包括PL端和PS端，[0009] 所述PL端包括探測(cè)器驅(qū)動(dòng)與采樣單元、探測(cè)器偏壓調(diào)節(jié)單元、探測(cè)器片上非均勻性校準(zhǔn)單元、兩點(diǎn)校準(zhǔn)單元、中值濾波單元、自適應(yīng)直方圖均衡化單元、LOGO存儲(chǔ)單元、極性切換單元、十字靶標(biāo)單元、PAL輸出單元、視頻壓縮單元、網(wǎng)絡(luò)控制單元、清晰度計(jì)算單元、電機(jī)控制單元，[0010] 所述探測(cè)器驅(qū)動(dòng)與采樣單元，用于輸出片上非均勻性校準(zhǔn)數(shù)據(jù)并產(chǎn)生非制冷紅外探測(cè)器的視頻信號(hào)讀出時(shí)序并采集探測(cè)器的視頻信號(hào)，[0011] 所述探測(cè)器偏壓調(diào)節(jié)單元，用于在線調(diào)整探測(cè)器的輸出視頻信號(hào)的電壓偏置，[0012] 所述探測(cè)器片上非均勻性校準(zhǔn)單元，用于檢測(cè)探測(cè)器的每一個(gè)像元點(diǎn)的非均勻性，并通過計(jì)算得出對(duì)應(yīng)像元點(diǎn)的非均勻性校準(zhǔn)值，[0013] 所述兩點(diǎn)校準(zhǔn)單元，用于采集的每個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行兩點(diǎn)校準(zhǔn)，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)來源于DDR3，[0014] 所述中值濾波單元，用于消除紅外畫面中出現(xiàn)的盲元，[0015] 所述自適應(yīng)直方圖均衡化單元，用于拉伸圖像的對(duì)比度，[0016] 所述LOGO存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)紅外探測(cè)器的開機(jī)logo，[0017] 所述極性切換單元，用于實(shí)現(xiàn)紅外圖像的極性切換控制，[0018] 所述十字靶標(biāo)單元，用于在紅外圖像畫面中心疊加十字靶標(biāo)，[0019] 所述PAL輸出單元，用于實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)的逐行轉(zhuǎn)隔行的PAL制視頻信號(hào)輸出，[0020] 所述視頻壓縮單元，用于實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)的視頻壓縮，[0021] 所述網(wǎng)絡(luò)控制單元，用于實(shí)現(xiàn)壓縮視頻信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)輸出，[0022] 所述清晰度計(jì)算單元，用于計(jì)算當(dāng)前紅外圖像的清晰度，[0023] 所述電機(jī)控制單元，用于產(chǎn)生自動(dòng)聚焦電機(jī)的控制PWM波；[0024] 所述PS端包括熱像儀工作狀態(tài)控制、PL端的數(shù)據(jù)交互控制、自動(dòng)聚焦計(jì)算、兩點(diǎn)參數(shù)計(jì)算。[0025] 本發(fā)明還提出了紅外熱像儀圖像預(yù)處理系統(tǒng)的預(yù)處理方法，包括：[0026] ZynqSOC產(chǎn)生非制冷紅外探測(cè)器的驅(qū)動(dòng)時(shí)序，非制冷紅外探測(cè)器根據(jù)產(chǎn)生的時(shí)序產(chǎn)生數(shù)據(jù)有效信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)，ZynqSOC根據(jù)數(shù)據(jù)有效信號(hào)采集視頻信號(hào)，經(jīng)過圖像處理后通過PAL輸出單元輸出視頻圖像，[0027] 視頻緩存輸入IP，采用FIFO實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻信號(hào)的視頻輸入緩存，[0028] 探測(cè)器偏壓調(diào)節(jié)模塊通過實(shí)時(shí)采樣一幀視頻信號(hào)，通過計(jì)算一幀視頻圖像的幀均值，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)探測(cè)器的信號(hào)參考電壓值，[0029] 非均勻性校準(zhǔn)模塊在視頻流數(shù)據(jù)內(nèi)，依次對(duì)每一個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行片上非均勻性校準(zhǔn)，使每個(gè)像素點(diǎn)的大小在控制范圍內(nèi)，將形成的NUC數(shù)據(jù)通過DMAIP核轉(zhuǎn)存到DDR3內(nèi)，[0030] 片上校準(zhǔn)輸出模塊將DDR3中的NUC校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，通過DMAIP核輸出給探測(cè)器，[0031] 兩點(diǎn)校準(zhǔn)模塊通過DMA讀取DDR3中的兩點(diǎn)校準(zhǔn)參數(shù)，并配合實(shí)時(shí)探測(cè)的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)的兩點(diǎn)校準(zhǔn)，其中兩點(diǎn)校準(zhǔn)參數(shù)的獲取，通過DMA分別采集溫度為T1和T2的均勻輻射的黑體圖像，并存在于DDR3中，再通過公式(1)計(jì)算每一個(gè)像素點(diǎn)的32位兩點(diǎn)校準(zhǔn)參數(shù)并存于QFLASH中，[0032][0033] 中，每個(gè)探測(cè)器像素點(diǎn)的輸出響應(yīng)為 陣列的大小為MN，

Gij為增益系數(shù)，Oij為偏置系數(shù)，組成32位兩點(diǎn)校準(zhǔn)參數(shù)，

[0034] 盲元消除模塊采用中值濾波的方式消除探測(cè)器上的圖像盲元，[0035] 自適應(yīng)直方圖均衡化模塊將圖像的原灰度信息通過分段圖像直方圖拉伸實(shí)現(xiàn)灰度的線性變化，其中[0036] ROM模塊通過片上的ROM的開機(jī)LOGO圖像例化實(shí)現(xiàn)圖像的儲(chǔ)存，[0037] 極性切換模塊對(duì)圖像的灰度進(jìn)行反向，[0038] 十字靶標(biāo)及字符疊加模塊對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行字符和十字靶標(biāo)的疊加，[0039] PAL輸出單元將輸入的逐行視頻信號(hào)通過奇偶行分離分別由兩個(gè)DMA模塊緩存進(jìn)DDR3內(nèi)存中，再由一個(gè)DMA分別讀取奇場信號(hào)和偶場信號(hào)，進(jìn)行PAL視頻的逐行到隔行的轉(zhuǎn)化，視頻壓縮模塊對(duì)所采集的視頻圖像進(jìn)行無損壓縮。[0040] 優(yōu)選地，兩點(diǎn)校準(zhǔn)流程步驟包括：[0041] 劃分DDR的內(nèi)存空間，地址1用于PAL視頻的奇場信號(hào)緩存，地址2用于PAL視頻的偶場信號(hào)緩存，地址3用于NUC的數(shù)據(jù)緩存，地址4用于兩點(diǎn)數(shù)據(jù)的緩存，地址5用于緩存圖像數(shù)據(jù)，[0042] 關(guān)閉擋片，獲取一個(gè)均勻的校準(zhǔn)平面，[0043] 配置PAL視頻的2個(gè)輸入DMA，2個(gè)輸出DMA，[0044] 配置NUC校準(zhǔn)的兩個(gè)DMA，[0045] 讀取環(huán)境溫度和焦平面溫度信息，設(shè)置TEC的溫度值，穩(wěn)定焦平面的溫度，[0046] 選擇NU計(jì)算模式，[0047] 判斷NUC是否結(jié)束，[0048] 啟動(dòng)DMA讀取NUC操作，用于實(shí)時(shí)校準(zhǔn)焦平面的片上校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，[0049] 開啟擋片，計(jì)算兩點(diǎn)校準(zhǔn)參數(shù)，上位機(jī)控制分別采集黑體平面的高溫圖像數(shù)據(jù)和低溫圖像數(shù)據(jù)，計(jì)算兩點(diǎn)校準(zhǔn)參數(shù)，將兩點(diǎn)數(shù)據(jù)保存在QFLASH中，[0050] 輸出啟動(dòng)DMA讀取兩點(diǎn)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。[0051] 本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在：[0052] 1.滿足紅外探測(cè)器的驅(qū)動(dòng)采集、片上非均勻性校準(zhǔn)、兩點(diǎn)校準(zhǔn)、圖像濾波、直方圖均衡等功能，還滿足自動(dòng)聚焦與網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸功能，集成度較高，功能豐富。[0053] 2.能實(shí)現(xiàn)探測(cè)器圖像采集、視頻在線處理與顯示，確保實(shí)時(shí)畫面清晰，滿足邊海防紅外監(jiān)控需求，適用夜間、霧霾等復(fù)雜場景的熱成像。附圖說明[0054] 圖1是本發(fā)明紅外熱像儀圖像預(yù)處理系統(tǒng)的框架示意圖；[0055] 圖2是本發(fā)明紅外熱像儀圖像預(yù)處理系統(tǒng)中ZynqSOC系統(tǒng)的框架示意圖；[0056] 圖3是本發(fā)明中值濾波模板的示意圖；[0057] 圖4是本發(fā)明中兩點(diǎn)校準(zhǔn)分段曲線圖；[0058] 圖5是本發(fā)明中兩點(diǎn)校準(zhǔn)流程框圖。具體實(shí)施方式[0059] 本發(fā)明提供紅外熱像儀圖像預(yù)處理系統(tǒng)及其預(yù)處理方法。以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述，以使其更易于理解和掌握。[0060] 參照?qǐng)D1至圖5對(duì)紅外熱像儀圖像預(yù)處理系統(tǒng)及其預(yù)處理方法進(jìn)行細(xì)化描述。[0061] (1)海防紅外熱像儀的硬件設(shè)計(jì)[0062] 圖1為邊海防紅外熱像儀的硬件包括ZynqSOC、焦溫與環(huán)境溫度傳感器、TEC控制器、DDR3、網(wǎng)絡(luò)控制器、QSPIFLASH、編碼器及電機(jī)、RS232、PAL驅(qū)動(dòng)器、擋片、非制冷紅外探測(cè)器等。其中ZyngSOC采用XilinxZynq7000系列SOC,內(nèi)置雙硬核Cortex?ARMMPCore,最大主頻達(dá)1GHz,具有L1,L2雙緩存機(jī)制，內(nèi)置多種硬核外設(shè)包括UART、CAN、IIC、SPI、GPIO、網(wǎng)絡(luò)控制器等。此外，其SOC內(nèi)部的還包括眾多的FPGA邏輯資源用于自定義IP核。[0063] (2)邊海防紅外熱像儀圖像預(yù)處理與控制SOC系統(tǒng)設(shè)計(jì)[0064] 邊海防紅外熱像儀圖像預(yù)處理與控制SOC系統(tǒng)示意圖如圖2所示。[0065] 所設(shè)計(jì)的SOC系統(tǒng)產(chǎn)生紅外探測(cè)器的驅(qū)動(dòng)時(shí)序，非制冷紅外探測(cè)器根據(jù)SOC產(chǎn)生的時(shí)序產(chǎn)生數(shù)據(jù)有效信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)，SOC系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)有效信號(hào)采集視頻信號(hào)，之后再內(nèi)部做相應(yīng)的圖像處理，最后通過網(wǎng)絡(luò)和PAL視頻輸出紅外探測(cè)器的視頻圖像。[0066] 所設(shè)計(jì)SOC系統(tǒng)包括PS端和PL端兩部分，PS端以ARM內(nèi)核為主控，其中一個(gè)內(nèi)核ARM1主要用于探測(cè)器驅(qū)動(dòng)，采樣控制，圖像處理等，另外一個(gè)內(nèi)核用于通訊，自動(dòng)聚焦的控制等。[0067] 所設(shè)計(jì)的視頻緩存輸入IP,采用FIFO實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻信號(hào)的視頻輸入緩存；[0068] 所設(shè)計(jì)的探測(cè)器偏壓調(diào)節(jié)模塊，通過實(shí)時(shí)采樣一幀視頻信號(hào)，通過計(jì)算一幀視頻圖像的幀均值，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)探測(cè)器的信號(hào)參考電壓值，使得探測(cè)器的輸出視頻信號(hào)大小在[7800,8300]的范圍內(nèi)。[0069] 所設(shè)計(jì)的非均勻性校準(zhǔn)模塊，在16幀的視頻流數(shù)據(jù)內(nèi)，依次對(duì)每一個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行片上非均勻性校準(zhǔn)，使每個(gè)像素點(diǎn)的大小在[7800,8300]的范圍內(nèi)最后將形成的NUC數(shù)據(jù)通過DMAIP核轉(zhuǎn)存到DDR3內(nèi)存里面，之后的片上校準(zhǔn)數(shù)據(jù)NUC數(shù)據(jù)。[0070] 所設(shè)計(jì)的片上校準(zhǔn)輸出模塊，將DDR3中的NUC校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，通過DMAIP核輸出給探測(cè)器。[0071] 所設(shè)計(jì)的兩點(diǎn)校準(zhǔn)模塊通過DMA讀取DDR3中的兩點(diǎn)校準(zhǔn)參數(shù)，并配合實(shí)時(shí)探測(cè)的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)的兩點(diǎn)校準(zhǔn)。其中兩點(diǎn)校準(zhǔn)參數(shù)的獲取，通過DMA分別采集溫度為T1和T2的均勻輻射的黑體圖像，并存在于DDR3中，再通過公式(1)計(jì)算每一個(gè)像素點(diǎn)的32位兩點(diǎn)校準(zhǔn)參數(shù)并存于QFLASH中。[0072] 參數(shù)并存于QFLASH中，[0073][0074] 中，每個(gè)探測(cè)器像素點(diǎn)的輸出響應(yīng)為 陣列的大小為MN，

Gij為增益系數(shù)，Oij為偏置系數(shù)，兩則組成的32位兩點(diǎn)校準(zhǔn)參數(shù)。

[0075] 所設(shè)計(jì)的盲元消除模塊，由于探測(cè)器的工藝的差異，在探測(cè)器采集的圖像上會(huì)有類似圖像椒鹽噪聲的盲元，通過采用中值濾波的方式消除探測(cè)器上的圖像盲元。中值濾波采用3*3的模板，如圖3所示，模板實(shí)現(xiàn)3*3數(shù)據(jù)的對(duì)角線中值排列，排列的結(jié)果取數(shù)據(jù)B22作為該像素點(diǎn)的值，由此來消除由探測(cè)器工藝造成的盲元。[0076] 所設(shè)計(jì)的自適應(yīng)直方圖均衡化模塊，將圖像的原灰度信息，通過如圖4所示的分段圖像直方圖拉伸實(shí)現(xiàn)灰度的線性變化，其中[0077] 所設(shè)計(jì)的ROM模塊，通過片上的ROM的開機(jī)LOGO圖像例化實(shí)現(xiàn)圖像的儲(chǔ)存；[0078] 所設(shè)計(jì)的極性切換模塊對(duì)圖像的灰度進(jìn)行反向，所設(shè)計(jì)的十字靶標(biāo)及字符疊加模塊對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行字符和十字靶標(biāo)的疊加。[0079] 所設(shè)計(jì)的PAL輸出單元，將輸入的逐行視頻信號(hào)通過奇偶行分離分別由兩個(gè)DMA模塊緩存進(jìn)DDR3內(nèi)存中，再由一個(gè)DMA分別讀取奇場信號(hào)和偶場信號(hào)，由此實(shí)現(xiàn)PAL視頻的逐行到隔行的轉(zhuǎn)化。[0080] 所設(shè)計(jì)的視頻壓縮模塊，對(duì)所采集的視頻圖像進(jìn)行無損壓縮。[0081] 所設(shè)計(jì)的自動(dòng)聚焦判斷單元，通過圖像數(shù)據(jù)的梯度計(jì)算得到一個(gè)視頻信號(hào)的清晰度值。[0082] 所設(shè)計(jì)的電機(jī)控制單元，由兩個(gè)自定義的PWM波發(fā)生器實(shí)現(xiàn)。[0083] (3)熱像儀軟件控制流程框圖[0084] 本發(fā)明所設(shè)計(jì)的軟件控制流程的框圖如圖5所示。[0085] 步驟1:劃分DDR的內(nèi)存空間，地址1用于PAL視頻的奇場信號(hào)緩存，地址2用于PAL視頻的偶場信號(hào)緩存，地址3用于NUC的數(shù)據(jù)緩存，地址4用于兩點(diǎn)數(shù)據(jù)的緩存，地址5用于緩存圖像數(shù)據(jù)。[0086] 步驟2:關(guān)閉擋片，目的為了獲取一個(gè)均勻的校準(zhǔn)平面，為NUC校準(zhǔn)和兩點(diǎn)校準(zhǔn)做準(zhǔn)備。[0087] 步驟3:配置PAL視頻的2個(gè)輸入DMA,2個(gè)輸出DMA；[0088] 步驟4:配置NUC校準(zhǔn)的兩個(gè)DMA；[0089] 步驟5:讀取環(huán)境溫度和焦平面溫度信息，設(shè)置TEC的溫度值，穩(wěn)定焦平面[0090] 的溫度；[0091] 步驟6:選擇NU計(jì)算模式步驟7:判斷NUC是否結(jié)束；[0092] 步驟8:啟動(dòng)DMA讀取NUC操作，用于實(shí)時(shí)校準(zhǔn)焦平面的片上校準(zhǔn)數(shù)據(jù)；[0093] 步驟9:開啟擋片，計(jì)算兩點(diǎn)校準(zhǔn)參數(shù)，上位機(jī)控制分別采集黑體平面的高溫圖像數(shù)據(jù)，和低溫圖像數(shù)據(jù)，計(jì)算兩點(diǎn)校準(zhǔn)參數(shù)，之后將兩點(diǎn)數(shù)據(jù)保存在QFLASH中，以后的兩點(diǎn)數(shù)據(jù)直接由QFLASH中讀取；[0094] 步驟10:輸出啟動(dòng)DMA讀取兩點(diǎn)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)；[0095] 步驟11:擋片開啟，系統(tǒng)正常工作。[0096] 通過以上描述可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明紅外熱像儀圖像預(yù)處理系統(tǒng)及其預(yù)處理方法，滿足紅外探測(cè)器的驅(qū)動(dòng)采集、片上非均勻性校準(zhǔn)、兩點(diǎn)校準(zhǔn)、圖像濾波、直方圖均衡等功能，還滿足自動(dòng)聚焦與網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸功能，集成度較高，功能豐富。能實(shí)現(xiàn)探測(cè)器圖像采集、視頻在線處理與顯示，確保實(shí)時(shí)畫面清晰，滿足邊海防紅外監(jiān)控需求，適用夜間、霧霾等復(fù)雜場景的熱成像。[0097] 以上對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行了充分描述，需要說明的是，本發(fā)明的具體實(shí)施方式并不受上述描述的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依據(jù)本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)在結(jié)構(gòu)、方法或功能等方面采用等同變換或者等效變換而形成的所有技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。