基于紅外圖像特征匹配的圖像處理系統(tǒng)*

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(浙江清華長(zhǎng)三角研究院 先進(jìn)制造技術(shù)研究所，嘉興 314000)

引 言

圖像匹配算法是目標(biāo)識(shí)別和人工智能的關(guān)鍵技術(shù)之一。近年來，隨著此技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用需求不斷增加，其已成為眾多學(xué)者的重點(diǎn)研究對(duì)象。

根據(jù)匹配基本原理[1]，圖像匹配可分為三類[2]：基于灰度相關(guān)的圖像匹配[3]、基于特征的圖像匹配[4-6]和基于解釋的圖像匹配。基于灰度相關(guān)的匹配方法需要選取一定大小的窗口灰度陣列，一旦進(jìn)入信息貧乏區(qū)域，匹配失敗在所難免。基于解釋的圖像匹配需要建立圖片自動(dòng)判讀的專家系統(tǒng)，不僅要有非常大的數(shù)據(jù)庫(kù)支持，而且計(jì)算量龐大，相關(guān)的研究至今也尚未取得突破性的進(jìn)展。而基于特征的匹配通過提取圖片的一些特征后，再采用算法進(jìn)行匹配。這樣既避免了采用死板的固定灰度陣列，也降低了計(jì)算量，具有靈活性強(qiáng)、準(zhǔn)確性高等優(yōu)點(diǎn)。

本文以TI公司的TMS320C6000系列DSP(Digital Signal Processor)為核心，組建紅外圖像匹配系統(tǒng)。利用DSP計(jì)算速度快的特點(diǎn)，系統(tǒng)在匹配算法運(yùn)行前加入圖像預(yù)處理過程，減少了干擾影響，優(yōu)化了匹配效果。

1 系統(tǒng)構(gòu)成

1.1 系統(tǒng)描述

紅外圖像匹配系統(tǒng)前端配備的是國(guó)內(nèi)公司自主研發(fā)的波長(zhǎng)范圍為8～14 μm的中紅外波段熱源檢測(cè)器，輸出14位有效數(shù)據(jù)。核心處理器采用TMS320DM648型號(hào)DSP，該款DSP許多特性可為在處理圖像信號(hào)時(shí)提供很大的便捷性。最后，紅外灰度圖片經(jīng)偽彩色算法著色后在液晶屏顯示，并輸出匹配結(jié)果。

1.2 系統(tǒng)硬件構(gòu)成

紅外圖像匹配系統(tǒng)的硬件主要由三部分組成，分別是電源模塊、DSP模塊和FPGA模塊?！?br>