Nghiên cứu trộn ảnh bằng cách sử dụng FPGA trong hệ thống quang điện tử đa cảm biến
5 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.104.2025.130-136Từ khóa:
Hệ thống quang điện tử đa kênh; FPGA; Trộn ảnh.Tóm tắt
Nghiên cứu là cơ sở để phát triển hệ thống xử lý hình ảnh thời gian thực cho các hệ thống quang điện tử đa kênh ứng dụng trong quốc phòng và an ninh, nhằm tăng cường khả năng phát hiện mục tiêu bằng cách kết hợp hình ảnh từ 2 kênh: ánh sáng yếu và ảnh nhiệt. Bo mạch VIP Board Big V3.8, dựa trên FPGA Cyclone IV, tích hợp các thiết bị ngoại vi chính như SDRAM, VGA, HDMI và cảm biến hình ảnh, được sử dụng. Các mô-đun phần cứng chính đã được thiết kế, bao gồm: quản lý xung nhịp toàn cục (PLL), giao tiếp UART, bộ đệm FIFO, mô-đun trộn ảnh, mô-đun điều khiển hiển thị LCD. Mô-đun trộn ảnh sử dụng thuật toán phân tích hình ảnh thành hai lớp: lớp cơ sở và lớp chi tiết, cho phép trộn dữ liệu từ hai hình ảnh đầu vào để tạo ra hình ảnh đầu ra chất lượng tốt hơn. Kết quả thử nghiệm chứng minh rằng hệ thống hoạt động ổn định, đáp ứng các yêu cầu về tốc độ và độ trễ thấp, mở đường cho các nghiên cứu trong tương lai trên các nền tảng FPGA mạnh mẽ hơn.
Tài liệu tham khảo
[1]. Sicong Zheng, “Pixel-level Image Fusion Algorithms for Multi-camera Imaging System”, Masters Theses, University of Tennessee, Knoxville, (2010).
[2]. Lei Yan, Qun Hao, Jie Cao , Rizvi Saad, Kun Li, Zhengang Yan & Zhimin Wu, “Infrared and visible fusion via octave Gaussian Pyramid framework”, Nature Research, (2021). DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-020-80189-1
[3]. Ling Zhang, Xuefei Yang, Zhenlong Wan, Dingxin Cao, and Yingcheng Lin, “A Real-Time FPGA Implementation of Infrared and Visible Image Fusion Using Guided Filter and Saliency Detection” Sensors, 22, 8487, (2022). https://doi.org/10.3390/s22218487. DOI: https://doi.org/10.3390/s22218487
[4]. A. Boutros and V. Betz, "FPGA architecture: Principles and progression," IEEE Circuits and Systems Magazine, vol. 21, no. 2, pp. 4-29, (2021). DOI: 10.1109/MCAS.2021.3071607 DOI: https://doi.org/10.1109/MCAS.2021.3071607
[5]. T. Saegusa, T. Maruyama, and Y. Yamaguchi, "How fast is an FPGA in image processing?," in 2008 International Conference on Field Programmable Logic and Applications, (2008): IEEE, pp. 77-82. DOI: 10.1109/FPL.2008.4629911 DOI: https://doi.org/10.1109/FPL.2008.4629911
[6]. Li, S.; Kang, X.; Hu, J “Image fusion with guided filtering”, IEEE Trans. Image Process. 22, 2864–2875, (2013). DOI: 10.1109/TIP.2013.2244222 DOI: https://doi.org/10.1109/TIP.2013.2244222
[7]. Li, H.; Wu, X.J. “DenseFuse: A Fusion Approach to Infrared and Visible Images”, IEEE Trans. Image Process. 28, 2614–2623, (2019). DOI: 10.1109/TIP.2018.2887342 DOI: https://doi.org/10.1109/TIP.2018.2887342
[8]. Li, Q.; Han, G.; Liu, P.; Yang, H.; Wu, J.; Liu, D. “An Infrared and Visible Image Fusion Method Guid-ed by Saliency and Gradient Information”, IEEE Access, 9, 108942–108958, (2021). DOI: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3101639
[9]. A. F. Djomo, A. Tiedeu, and J. Fotsing, "Design and implementation in an Altera's cyclone IV EP4CE6E22C8 FPGA board of a fast and robust cipher using combined 1D maps," IET Image Pro-cessing, vol. 18, no. 7, pp. 1823-1843, (2024). doi.org/10.1049/ipr2.13066 DOI: https://doi.org/10.1049/ipr2.13066
