[實用新型]一種紅外圖像處理芯片

有效

• 申請號: 201520207449.5
• 申請日: 2015-04-08
• 公開（公告）號: CN204498223U
• 公開（公告）日: 2015-07-22
• 發明（設計）人: 李建偉;王毅;孔慶凱;趙顯西
• 申請（專利權）人: 北京伽略電子系統技術有限公司
• 主分類號: H04N5/14
• 分類號: H04N5/14;H04N5/21
• 代理公司: 北京君智知識產權代理事務所 11305
• 代理人: 劉秀娟

【技術領域】

本實用新型涉及紅外波段成像技術，特別是一種紅外圖像處理芯片。

【背景技術】

紅外波段成像技術是指通過檢測物體熱輻射的紅外波段信號并轉換為可供人類視覺分辨的圖像和圖形的技術，主要包括紅外成像傳感器技術以及后續的紅外圖像處理技術。由于受紅外探測器固有特性的影響，紅外探測器需要在特定溫度下工作才可以獲得穩定響應圖像，且應用紅外成像傳感器技術得到的紅外圖像存在像元陣列響應非均勻性、圖像對比度模糊、邊緣分辨率模糊等問題，還存在隨機干擾和豎條紋干擾等一系列特有缺陷。這些問題均需要通過紅外圖像處理技術解決。因此，紅外圖像處理工作比可見光波段圖像處理更復雜，且對紅外圖像處理系統的實時處理性能和可靠性要求更為苛刻。

現有技術通常采用紅外焦平面陣列(IRFPA)實現紅外圖像處理。現有的IRFPA處理電路均采用FPGA(Field-Programmable?Gate?Array,現場可編程門陣列)或DSP(Digital?Signal?Processor，數字信號處理器)結合FPGA加以實現，溫控部分采用專用模擬控制芯片實現。

采用FPGA、或DSP結合FPGA實現IRFPA處理電路，其處理性能受器件與應用水平限制，且系統構成需要大量外圍元器件，如FPGA的配置芯片、DA等，導致IRFPA處理電路功耗較大。溫控采用專用模擬控制芯片，體積大、精度低、不可定制和升級。為了減低功耗或減少體積，只能以犧牲紅外圖像處理的系統性能或功能為代價。隨著紅外探測器的像元尺寸越來越大(向高分辨率發展)、應用要求越來越高(向高幀率處理發展)，使用傳統的FPGA、或DSP結合FPGA實現的IRFPA處理電路將越來越難以滿足日益增長的系統小型化要求。

【實用新型內容】

本實用新型的目的在于克服現有技術缺陷，提供一種體積小、功耗小、性能高的基于SoC架構的紅外圖像處理芯片。

為了實現上述目的，本實用新型提供一種紅外圖像處理芯片，所述紅外圖像處理芯片為系統級芯片，其中，所述紅外圖像處理芯片包括圖像處理引擎模塊、與圖像處理引擎模塊相連用于向所述圖像處理引擎模塊提供所需參數的主控處理模塊，所述圖像處理引擎模塊對紅外焦平面陣列和主動前端進行時序控制，接收所述主動前端輸出的紅外數字圖像信號，處理并轉換為模擬信號輸出，所述紅外圖像處理芯片還包括外設接口模塊和對所述紅外焦平面陣列進行溫度控制的溫控處理器模塊；

所述圖像處理引擎模塊包括用于對紅外焦平面陣列和主動前端進行時序控制的可編程時序控制器子模塊，和分別與所述可編程時序控制器子模塊相連的像元采集子模塊、非均勻性校正處理子模塊、盲元處理子模塊、灰度統計子模塊、灰度變換子模塊、模板濾波器子模塊、視頻編碼器子模塊、遠程數字視頻輸出子模塊、行緩存子模塊和圖像數據直接存取模塊。

在本實用新型中，可編程時序控制器子模塊用于對紅外焦平面陣列和主動前端進行時序控制。

像元采集子模塊用于接收所述主動前端輸出的紅外數字圖像信號。

非均勻性校正處理子模塊用于對所述紅外數字圖像信號進行非均勻性校正。

盲元處理子模塊用于對經過非均勻性校正的紅外數字圖像信號進行盲元檢測和盲元替換處理。

灰度統計子模塊用于對像元采集子模塊接收到紅外數字圖像信號進行灰度統計。

灰度處理子模塊可根據灰度統計子模塊的統計結果，對經過盲元處理的紅外數字圖像信號進行灰度替換與灰度增強處理。

模板濾波器子模塊可對經過灰度處理的紅外數字圖像信號進行降低隨機干擾和豎條紋干擾的處理。

視頻編碼器子模塊用于將模板濾波器子模塊處理后的數字圖像信號轉換成復合視頻信號并輸出。

遠程數字視頻輸出子模塊用于將像元采集子模塊接收至灰度處理子模塊處理后任意處理階段的紅外數字圖像信號進行遠程輸出。

行緩存子模塊用于緩存圖像處理所需要的參數。

外設接口模塊用于提供與外部設備的接口。

圖像數據直接存取模塊用于在內部行緩存與外部SDRAM和FLASH直接進行直接圖像儲存，可將處理好的存儲在行緩存內的圖像直接存入外部SDRAM和FLASH形成整幅圖像，不需主處理器的干預，提高了存儲的速度和效率，節省處理器資源。

優選地，所述外設接口模塊包括外部存儲器接口子模塊和輸入輸出設備接口子模塊。

根據一種優選的實施方式所述輸入輸出設備接口子模塊包括分別與外部存儲器接口子模塊相連的通用異步接收/發送裝置、鍵盤控制器、安全數碼卡控制器和總線擴展器。