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基于FPGA的红外成像信号处理系统设计的开题报告
1.研究背景和意义
红外成像技术具备渗透力强、无需可见光和不易受环境干扰等优点，在军事领域、医学、环保等领域具有广泛的应用前景。随着FPGA技术的发展，利用FPGA实现红外成像信号处理系统已成为可能。因此，开发一种基于FPGA的红外成像信号处理系统，加速红外成像图像的处理和分析，将具有重要的应用价值。
2.研究内容
本研究将设计一种基于FPGA的红外成像信号处理系统，实现对红外成像图像的预处理、分割和特征提取等功能，具体包括以下内容：
（1）红外成像图像采集电路的设计，通过板载AD采集器实现红外图像的采集和传输；
（2）基于Vivado软件，编写VHDL程序，实现对红外成像图像的预处理功能，包括图像补偿、自适应直方图均衡化和高通滤波等，以消除图像中的噪声和增强图像的对比度；
（3）基于OpenCV库，编写C语言程序，实现对红外成像图像的分割和特征提取功能，包括阈值分割、自适应分割和Canny算子等，以提取图像中的目标信息，包括目标的轮廓、面积、质心等特征；
（4）利用HDMI接口，将处理后的红外成像图像传输到显示器上，实现图像显示和进一步分析。
3.研究方法和步骤
（1）确定红外成像图像采集电路的设计方案，包括AD采集器的选用、接口电路的设计等；
（2）利用Vivado软件，编写VHDL程序，实现图像预处理功能，包括图像补偿、自适应直方图均衡化和高通滤波等；
（3）利用OpenCV库，编写C语言程序，实现对红外成像图像的分割和特征提取功能；
（4）设计FPGA电路连接显示器并配置HDMI参数；
（5）测试系统性能，包括图像处理速度、图像质量等指标。
4.预期成果
本研究将设计一种基于FPGA的红外成像信号处理系统，实现对红外成像图像的预处理、分割和特征提取等功能，并测试系统的性能指标。预计的成果包括：
（1）基于FPGA的红外成像信号处理系统的设计实现；
（2）对红外成像图像的预处理、分割和特征提取等功能实现；
（3）基于系统的性能测试，分析系统性能并进行优化改进。
5.计划进度安排
本研究计划于2022年6月开始，共计18个月，进度安排如下：
第1-3个月：文献调研、系统设计方案确定和硬件采购；
第4-6个月：红外成像图像采集电路的设计和测试；
第7-12个月：基于Vivado软件，编写VHDL程序，实现图像预处理功能；
第13-15个月：基于OpenCV库，编写C语言程序，实现对红外成像图像的分割和特征提取功能；
第16-17个月：设计FPGA电路连接显示器并测试系统性能；
第18个月：论文撰写和总结。
6.参考文献
[1]DengY,ChenM,ZhengX,etal.DevelopmentofanInfraredImagingSystemforPreventingInsulinHypoglycemia[J].Journalofmedicalsystems,2016,40(4):80.
[2]BuF,WenY,FangJ,etal.FPGA-basedsmartimageprocessingplatformforcollaborativevideosurveillance[J].JournalofReal-TimeImageProcessing,2019,16(2):389-401.
[3]张卫军,田昌斌.红外图像信息处理技术及其在噪声分析中的应用[J].电光与控制,2020,27(1):185-189.