本發(fā)明屬于fpga及圖像處理，具體涉及一種基于fpga的紅外相機(jī)圖像數(shù)據(jù)異常處理方法。
背景技術(shù)：
1、當(dāng)前紅外相機(jī)圖像數(shù)據(jù)異常的處理方法主要包括傳統(tǒng)圖像處理（如濾波、插值）、深度學(xué)習(xí)（如gan、自編碼器）、多模態(tài)融合（如可見(jiàn)光-紅外對(duì)齊）、物理模型校正（如非均勻性校準(zhǔn)）以及時(shí)序分析（如光流法）。但傳統(tǒng)方法依賴人工調(diào)參且易丟失細(xì)節(jié)；深度學(xué)習(xí)需大量標(biāo)注數(shù)據(jù)且計(jì)算成本高；多模態(tài)融合硬件復(fù)雜且配準(zhǔn)困難；物理模型難以應(yīng)對(duì)動(dòng)態(tài)噪聲；時(shí)序分析在動(dòng)態(tài)場(chǎng)景中誤檢率高?？傮w而言，現(xiàn)有技術(shù)普遍面臨適應(yīng)性差、實(shí)時(shí)性不足、小樣本泛化能力弱等問(wèn)題，尤其在復(fù)雜環(huán)境或高精度場(chǎng)景中表現(xiàn)受限。
2、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(field?programmable?gate?arrays，fpga)是一種可編程使用的信號(hào)處理器件，具有豐富的邏輯資源，可重復(fù)編程，用戶可以根據(jù)設(shè)計(jì)需求自主改變配置信息以定義功能。
3、圖像處理是對(duì)圖像進(jìn)行分析和操作的技術(shù)，旨在提高圖像的質(zhì)量或提取有用信息。它廣泛應(yīng)用于醫(yī)療影像、自動(dòng)駕駛、監(jiān)控系統(tǒng)、工業(yè)檢測(cè)和人臉識(shí)別等領(lǐng)域。在這些應(yīng)用中，實(shí)時(shí)處理和高效計(jì)算是至關(guān)重要的，這正是fpga（現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）的優(yōu)勢(shì)所在。
4、fpga具備高度的并行處理能力和可定制性，能夠在硬件層面上實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的圖像處理算法，如邊緣檢測(cè)、圖像濾波和特征提取等。這使得fpga在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)時(shí)表現(xiàn)出色，能顯著減少處理延遲并提高數(shù)據(jù)吞吐量。同時(shí)，fpga的并行架構(gòu)允許多個(gè)處理單元同時(shí)工作，適應(yīng)多種圖像處理任務(wù)，從而提高系統(tǒng)的整體效率。此外，fpga可根據(jù)具體需求進(jìn)行編程和配置，允許開(kāi)發(fā)者在不同的應(yīng)用場(chǎng)景中優(yōu)化性能，而不需要重新設(shè)計(jì)硬件。
5、相比于傳統(tǒng)的處理器，fpga在功耗和成本方面也具有一定的優(yōu)勢(shì)，尤其在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行且對(duì)實(shí)時(shí)性要求高的應(yīng)用中，fpga能夠提供更高的性價(jià)比。綜上所述，fpga為圖像處理應(yīng)用提供了靈活、高效和經(jīng)濟(jì)的解決方案，使其成為圖像處理算法實(shí)現(xiàn)的理想選擇。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于fpga的紅外相機(jī)圖像數(shù)據(jù)異常處理方法，充分發(fā)揮了fpga邏輯資源豐富，高速高性能的特點(diǎn)，保障了圖像數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性與可靠性，并為后續(xù)圖像處理提供了更大的空間。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：
3、一種基于fpga的紅外相機(jī)圖像數(shù)據(jù)異常處理方法，包括：
4、步驟1、通過(guò)fpga接收紅外相機(jī)采集的原始圖像數(shù)據(jù)并進(jìn)行預(yù)處理；
5、步驟2、根據(jù)上位機(jī)發(fā)送的控制指令判斷是否進(jìn)行圖像異常處理，若需要?jiǎng)t執(zhí)行步驟3；
6、步驟3、對(duì)第n幀圖像中的像素灰度值進(jìn)行判斷，當(dāng)灰度值為負(fù)數(shù)的像素?cái)?shù)量超過(guò)預(yù)設(shè)閾值時(shí)，計(jì)算第n幀圖像的負(fù)數(shù)灰度值均值；
7、步驟4、將第n-7幀至第n幀的負(fù)數(shù)灰度值均值再次求平均得到8幀負(fù)灰度值的均值，并將所述8幀負(fù)灰度值的均值疊加至第n+1幀的每個(gè)像素灰度值上，輸出最終圖像數(shù)據(jù)。
8、第二方面，本發(fā)明提供一種電子設(shè)備，包括：一個(gè)或多個(gè)處理器；存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)程序；其中，當(dāng)一個(gè)或多個(gè)程序被所述一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述一個(gè)或多個(gè)處理器實(shí)現(xiàn)前述的一種基于fpga的紅外相機(jī)圖像數(shù)據(jù)異常處理方法。
9、第三方面，本發(fā)明提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有可執(zhí)行指令，該指令被處理器執(zhí)行時(shí)能夠使處理器實(shí)現(xiàn)前述的一種基于fpga的紅外相機(jī)圖像數(shù)據(jù)異常處理方法。
10、本發(fā)明的有益效果在于：
11、本發(fā)明是圖像處理算法中不可或缺的重要一環(huán)，能夠較好的彌補(bǔ)在暗場(chǎng)矯正后微弱光線下圖像數(shù)據(jù)的異常現(xiàn)象；對(duì)同一幅圖像的不同像素點(diǎn)進(jìn)行處理，較好的保留了圖像的原始信息，為圖像的后續(xù)處理與現(xiàn)實(shí)提供了較好的數(shù)據(jù)源。
12、本發(fā)明在圖像出現(xiàn)三個(gè)及以上的像素灰度值錯(cuò)誤時(shí)，由上位機(jī)發(fā)送指令操控fpga是否進(jìn)行像素處理，該方法能有效避免因偶發(fā)性的圖像數(shù)據(jù)錯(cuò)誤以及暗背景亮目標(biāo)的條件下算法對(duì)整幀圖像進(jìn)行過(guò)度處理。
13、本發(fā)明針對(duì)每一幀數(shù)據(jù)中異?；叶戎档木挡罹嘞鄬?duì)較大的問(wèn)題，使用了第n-7至第n幀的負(fù)灰度值均值疊加在第n+1幀每個(gè)像素的灰度值上，顯著降低了相鄰幾幀之間整體灰度值差值，增強(qiáng)了算法的可使用性，為后續(xù)的圖像處理提供了便利。
14、本發(fā)明不依賴于人工調(diào)參，有較強(qiáng)的自主性，所使用的參數(shù)均源于相機(jī)參數(shù)及相機(jī)采集數(shù)據(jù)，這意味一旦系統(tǒng)確定，參數(shù)就無(wú)需進(jìn)行調(diào)整。
15、本發(fā)明使用fpga在圖像輸入端進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，具有實(shí)時(shí)性好的特點(diǎn)，為后續(xù)圖像處理與應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。
1.一種基于fpga的紅外相機(jī)圖像數(shù)據(jù)異常處理方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于fpga的紅外相機(jī)圖像數(shù)據(jù)異常處理方法，其特征在于，所述步驟1中，預(yù)處理包括，fpga將原始圖像數(shù)據(jù)按照4tap、16位的圖像格式進(jìn)行排列整理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于fpga的紅外相機(jī)圖像數(shù)據(jù)異常處理方法，其特征在于，所述步驟2中，fpga通過(guò)光纖接收上位機(jī)發(fā)來(lái)的控制命令，根據(jù)預(yù)設(shè)協(xié)議判斷是否需要進(jìn)行圖像異常數(shù)據(jù)處理，當(dāng)需要進(jìn)行異常數(shù)據(jù)處理時(shí)，執(zhí)行下一步，當(dāng)不需要時(shí)直接輸出原始圖像數(shù)據(jù)至上位機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于fpga的紅外相機(jī)圖像數(shù)據(jù)異常處理方法，其特征在于，所述步驟3包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于fpga的紅外相機(jī)圖像數(shù)據(jù)異常處理方法，其特征在于，所述步驟3.3包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于fpga的紅外相機(jī)圖像數(shù)據(jù)異常處理方法，其特征在于，所述步驟4包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于fpga的紅外相機(jī)圖像數(shù)據(jù)異常處理方法，其特征在于，所述步驟4.3中，對(duì)疊加后的圖像灰度值進(jìn)行判斷包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于fpga的紅外相機(jī)圖像數(shù)據(jù)異常處理方法，其特征在于，所述步驟4.3.1中，將疊加后的像素點(diǎn)的灰度值置0。
9.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：
10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，其上存儲(chǔ)有可執(zhí)行指令，該指令被處理器執(zhí)行時(shí)能夠使處理器實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的一種基于fpga的紅外相機(jī)圖像數(shù)據(jù)異常處理方法。