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基于FPGA的红外图像处理技术研究的开题报告

一、研究背景和意义

随着红外技术在军事、安防、医疗等领域的应用越来越广泛，对红外图像的处理和分析需求也日益增加。传统的红外图像处理方法主要借助于计算机软件来实现，但随着计算机硬件的限制，这种方法的处理速度越来越慢。因此，基于FPGA的红外图像处理技术逐渐受到学术界和工业界的关注。

FPGA（FieldProgrammableGateArray）是一种可编程逻辑器件，可以定制硬件电路，实现电路的并行处理，大大提高了处理速度。因此，基于FPGA的红外图像处理技术可以实现高速、高效的图像处理，显著提高图像处理的性能和效率。

二、研究内容和关键问题

本项目主要研究基于FPGA的红外图像处理技术，包括以下内容：

1.FPGA的基础知识和工具的学习和应用。

2.红外图像处理的基础算法研究：包括图像增强、滤波、边缘检测、目标检测等。

3.基于FPGA的红外图像处理算法的实现。

4.算法的性能测试和分析。

其中，关键问题包括：

1.如何将红外图像处理算法转换成FPGA可实现的逻辑电路。

2.如何将电路实现的算法优化，以达到更快的处理速度和更好的性能。

3.如何进行硬件设计和软件调试，以实现高效、稳定的红外图像处理。

三、研究方法和实验计划

本项目主要采用文献调研、仿真实验和硬件实现的方法。具体步骤如下：

1.调研红外图像处理算法，分析算法特点和优缺点。

2.学习FPGA的基础知识，掌握FPGA开发工具，了解FPGA开发流程。

3.利用MATLAB等软件仿真红外图像处理算法，确认算法设计。

4.设计硬件电路，并进行功能仿真和性能测试。

5.根据实验结果对算法和硬件电路进行优化。

6.实现基于FPGA的红外图像处理系统，进行实际测试。

四、预期成果和创新点

本项目预期实现基于FPGA的红外图像处理系统，实现高效、快速、稳定的红外图像处理功能。具体成果包括：

1.实现红外图像处理的基础算法，并在FPGA上进行优化、实现。

2.实现基于FPGA的高速、高效红外图像处理算法，可实现实时处理。

3.确定适合红外图像处理的算法和FPGA系统参数，提供适用于大规模红外图像处理的技术方案。

本项目的创新点在于：

1.采用基于FPGA的处理方式，提高红外图像处理的速度和效率，满足大规模红外图像处理的需求。

2.采用基础算法和红外图像处理结合的方式，提高算法的稳定性和可靠性。

3.分析硬件电路和软件实现的优化效果，为FPGA硬件设计提供科学依据。

五、参考文献

1.王玮,李红,张振锋.基于FPGA的数字直方图均衡技术在红外图像处理中的研究[J].红外与激光工程,2015,44(8):2239-2245.

2.刘梁,薛彬彬,马小蛟.基于改进的gamma变换算法的红外图像增强及其FPGA实现[J].光电子.激光,2018,29(8):953-958.

3.陈越,李仁梅,王仲基.基于FPGA的实时红外图像目标跟踪技术设计与实现[J].计算机系统应用,2019,28(4):137-142.

4.乔建林,张莉,张超.基于Harris算子的红外图像边缘检测的FPGA实现研究[J].红外与激光工程,2016,45(10):3123-3129.