多核图像处理平台及其在夜视图像融合中的应用

【摘要】：随着图像处理技术的发展,更多先进的数学理论被引入其中。同时,高帧频、高分辨率成像器件的成熟应用,也带来了海量的图像数据。而长期以来,算法的数据量和复杂度与实时性之间的矛盾一直是图像处理领域所面临的挑战。本文课题针对近年来兴起的多核DSP处理器,开展基于多核结构的高性能图像处理系统的研究。FMC6678板卡是一款集成了TMS320C6678八核DSP处理器的图像处理系统。本文课题以此为基础,研究实现了一种基于FPGA与双8核DSP处理器相结合的图像处理平台。首先,搭建了整个系统的结构框架,重点研究了前端FPGA图像采集板卡中多通道图像采集、显示、高速存储、高速传输等模块的硬件设计方案以及相应FPGA驱动程序的实现原理,并在板卡中实现了中值滤波、直方图均衡化、图像锐化三种图像预处理算法。其次,研究了FPGA与DSP之间的千兆以太网接口和串行Rapid IO (SRIO)接口的通信原理,以此为基础构建了FPGA与DSP之间的高速图像传输机制,并对两种高速接口的传输速率进行了测试分析。然后,分析了TMS320C6678八核DSP处理器的核间通信方式以及多核DSP图像处理程序框架,对其各自的适用场合进行了研究。最后,研究了红外与微光图像的拉普拉斯金字塔融合算法和小波变换融合算法,分别通过并行处理框架和流水线处理框架将两种算法在多核系统中予以实现,通过实验分析证明了多核图像处理平台可以有效提高融合算法的实时处理能力。