红外与微光图像融合实时处理系统硬件设计

主动红外夜视摄像系统的结构设计主动红外夜视摄像系统是现代监控系统中的一种重要组成部分。

该系统采用先进的红外夜视技术和主动照明技术，在完全黑暗的环境下进行拍摄和监控。

该系统在夜间或低亮度环境下，能够提供高质量的视频图像和监控功能，能够应用于军事、安防、交通、工业等领域。

主动红外夜视摄像系统的结构设计主要包括摄像机、红外照明设备、图像处理系统和显示设备四个部分。

首先是摄像机，摄像机是主动红外夜视摄像系统的基础部分。

摄像机的主要作用是将被拍摄的视频图像转化为电信号，传输到后面的图像处理系统进行处理。

摄像机的选择要根据不同的应用场景进行选择，比如需要防水、防尘、抗振、耐磨损等。

其次是红外照明设备，该设备是主动红外夜视技术中最重要的部分。

主动红外夜视摄像系统是通过发射红外光进行夜视的，所以红外照明设备的作用是为摄像机提供红外光源，以达到夜视的效果。

红外照明设备的选择要根据被拍摄的场景而定，要考虑到照度、照射距离、功率等因素。

接下来是图像处理系统，图像处理系统是主动红外夜视摄像系统中的重要部分，也是整个系统的核心部分。

主要用于对摄像机拍摄的视频图像进行处理、分析、解码等操作，以获得更高质量的视频图像。

图像处理系统一般包括视频处理模块、图像处理模块、数字信号处理模块等。

最后是显示设备，显示设备是用于显示处理后的视频图像的部分。

主要有液晶显示器、投影仪等，这些设备可以直接接收图像处理系统的输出信号，并将其转化为人眼可以识别的图像。

同时，还可以根据实际需要选择多屏显示或多视角布局等方式来满足不同的应用场景。

总之，主动红外夜视摄像系统是一种先进的监控技术，其结构设计包括四个部分：摄像机、红外照明设备、图像处理系统和显示设备。

只有这些部分协同工作，才能够实现夜间高质量的视频图像采集和监控功能。

主动红外夜视摄像系统因其在暗光和黑暗环境下功能强大受到了广泛的应用和青睐。

数据分析是在大量的数据中寻找有意义的信息并对其进行整理和解释的过程。

第一章绪论1.1课题研究的背景随着人类知识的积累和工业生产技术的发展，人类对自然的控制与加工能力越来越强。

在人类社会的各个领域，从工业、农业、商业、国防、通信、交通运输、科学技术直到文化娱乐、教育、医疗乃至家庭生活的每一个角落，自动化设备、智能仪器仪表正延展着人们的感官，精确地执行人的命令，实现着人们过去可望而不可及的愿望。

由于微处理器生产成本的下降，目前各种自动化设备和智能仪器仪表的核心部件通常是由专用的微处理器构成。

这些专用的微处理器在我国一般称为单片机，国外称为微控制器。

单片机广泛用于自动化控制设备、消费电子产品、智能仪器仪表等领域，尤其是在新型智能化小产品开发方面，几乎是单片机一统天下。

单片机是一类特殊的微处理器，它内部的硬件结构与一般为微处理器相同的是都有控制器、运算器和各种专用寄存器。

控制器将时钟振荡器产生的方波脉冲按固定的时间顺序分配给芯片内的各个部件，即产生节拍。

在节拍的作用下控制器按程序计数器中的地址从程序存储器中取回指令进行译码，运算器和各种专用寄存器则根据译码在控制器的控制下有条不紊地进行数据的传递和运算处理。

单片机的应用，打破了人们的传统设计思想。

原来需要使用模拟电路、脉冲数字电路等部件来实现的功能，在应用了单片机以后，无需使用诸多的硬件，可以通过软件来解决问题。

目前单片机已经成为科技、自控等领域的先进控制手段，在人类日常生活中的应用也非常广泛。

(1)工业过程控制中的应用。

单片机的I/O口线多，操作指令丰富，逻辑操作功能强大，特别适用于工业过程控制。

单片机可作主机控制，也可作分布或控制系统的前端机。

单片机具有丰富的逻辑判断和位操作指令，因此广泛应用于开关量控制、顺序控制以及逻辑控制。

(2)家用、民用电器中的应用单片机价格低廉、体积小巧、使用方便，广泛应用在人类生活中的诸多场合，如洗衣机、电冰箱、空调器等。

(3)智能化仪器、仪表中的应用单片机可应用于各类仪器、仪表和设备中，大大地提高了测试的自动化程度与精度，如智能化的示波器、计价器、电表、水表等。

嵌入式实时图像处理系统设计与实现嵌入式实时图像处理系统是指能够在嵌入式系统中对实时采集的图像进行处理和分析的系统。

这种系统广泛应用于工业、医疗、军事等领域，能够实现自动检测、识别和监控等功能。

本文将探讨嵌入式实时图像处理系统的设计和实现。

一、系统设计嵌入式实时图像处理系统的设计包括硬件设计和软件算法设计两个方面。

硬件设计：1. 选择合适的图像采集模块：根据应用需求选择适合的图像传感器，考虑分辨率、灵敏度、动态范围等因素。

2. 硬件接口设计：根据嵌入式系统的平台选择合适的图像接口标准，如MIPI CSI、USB等，并完成接口电路的设计。

3. 处理器选择：根据图像处理的复杂度选择合适的处理器，如ARM、DSP等，并考虑其运算能力和功耗等因素。

4. 存储设计：选择适合的存储设备，如SD卡、DDR存储器等，并设计存储接口电路。

5. 系统电源设计：设计合适的电源模块，满足整个系统的功耗需求。

软件算法设计：1. 图像采集：使用驱动程序获取图像数据，根据图像传感器的特性进行参数设置，如曝光时间、增益等。

2. 图像预处理：对采集到的图像进行预处理，如去噪、调整对比度和亮度等。

3. 特征提取：根据应用需求提取图像中的特征信息，如边缘检测、色彩提取等。

4. 目标识别与跟踪：基于已提取的特征信息，利用机器学习算法或计算机视觉算法进行目标的识别和跟踪。

5. 结果输出：将处理后的图像结果输出到显示器、存储设备或其他外围设备。

二、系统实现嵌入式实时图像处理系统的实现分为硬件搭建和软件开发两个步骤。

硬件搭建：1. 选择合适的开发平台：根据项目需求选择适合的硬件开发平台，如FPGA、单片机等。

2. 搭建硬件电路：根据设计方案进行电路连接和焊接。

3. 烧录程序：将软件算法编译生成的可执行文件烧录到目标硬件上，确保系统能够正确运行。

软件开发：1. 驱动程序的开发：根据硬件接口标准编写驱动程序，实现图像采集、存储等功能。

2. 系统初始化：进行系统的初始化设置，包括硬件资源的申请、参数初始化等。

毕业设计无线红外多路遥控发射接收系统设计与实现软件设计1 绪论1.3本课题的主要任务本课题的核心是设计出一个无线红外多路遥控发射/接收系统的软件。

本设计要求掌握无线红外多路遥控发射/接收系统的工作原理，本红外多路遥控发射接收是以红外线为传递信息媒体的短距离无线控制系统，可对8个受控对象的工作状态进行遥控,适用于工业,医疗,家用电器等设备的开启或关闭控制,也可以对一种设备八种工作状态进行控制或2种设备的4种工作状态进行控制。

具体要求如下：(1) 遥控距离不小于3m,即红外遥控发射机与红外接收机之间的距离不小于3m; (2) 遥控路数8路,即可对8个受控设备进行开关控制; (3) 工作频率40kHz,即红外发射和接收的载频为40kHz; (4) 发射端可显示控制路数,接收端可显示受控状态。

2 红外遥控系统简介红外遥控是目前家用电器中用得较多的遥控方式，在讲红外线遥控之前，首先讲一讲什么是红外线。

我们知道，人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。

其中红光的波长范围为0.62～0.76μm；紫光的波长范围为0.38～0.46μm。

比紫光波长还短的光叫紫外线，比红光波长还长的光叫红外线。

红外线遥控就是利用波长为0.76～1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的。

2.1系统组成框图通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作，如图1所示。

发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。

图1 红外遥控系统框图发射部分的主要元件为红外发光二极管。

它实际上是一只特殊的发光二极管，由于其内部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时，它便发出的是红外线而不是可见光。

目前大量使用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，外形与普通发光二极管相同（见图2），只是颜色不同。

红外发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种颜色。

第一章夜视技术概论1.1 引言在我们生活的世界中，光不只是生命赖以繁衍生息的主要能源，也是人类认识客观世界的重要信息源。

人类通过自身的眼、耳、鼻、舌、身（触觉）去认识自然界，其中，通过人眼视觉给出的图像信息所占的比例最大。

曾有人做过统计，在人类获得的信息中由视觉获取的信息占60%，由听觉获取的信息占20%，触觉占15%，味觉占3%，嗅觉占2%。

而在当今飞速发展的信息时代，利用电视、互联网、卫星通信等光电技术手段，使得视觉信息在人类认识世界的过程中所起的作用早已超过90%。

可以想像，如果没有光，没有各种先进的光电技术手段，人类就不会有今天这种绚烂多彩、盛况空前的文明。

但应该注意到，现今光电技术中所论述的光，就其物理本质而言，包括了从高能粒子（α、β、γ射线）、X射线、紫外线、可见光、红外线，以至短波、中波和长波的无线电波等所构成的整个波谱的电磁辐射。

产生或反射这些电磁波以供人眼观察的景物信息的光谱、强度、速度以及时空分布会千差万别，很显然，单靠人的裸眼，无法直接感知上述全部光信息。

这是因为尽管人眼结构精巧、功能齐全是任何其他单一光学或光电仪器所无法比拟的，然而就整体而言，人眼却天生地具有有限的空间、时间、光谱和能量的分辨能力。

为了克服人眼的上述缺陷，人类先后发明了各种光学和光电仪器。

例如，我国古代天文学家利用简单的“窥管”，斩除四周杂散光，改善了观察星体的视觉分辨率；望远镜、显微镜的发明，又把人眼的视野扩展到了遥远的星空和物质的微观世界。

科学技术的飞速发展创造了近代的高度文明，给人类提供了更为有效、动态范围更宽和光谱适应性更强的各类光电观察、瞄准、显示仪器，如各种激光、微光、红外仪器。

各类成像技术的发展离不开社会需求，尤其是军事需求的牵引和相关基础技术进步的推动。

作为光电子技术重要组成部分的光电子成像技术发展的强大推动力是军用夜视、夜瞄装备的迫切需求。

出其不意、攻其不备是军事上出奇制胜的策略之一，而夜间或其他能见度不良的天候条件是实现上述作战方针的最佳时机，因此，作为指战员耳目的各类夜视器材的发展自然会受到各国高度重视。

本科生毕业设计（论文）论文题目：基于单片机的红外遥控系统设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：本设计是基于单片机的红外遥控系统设计，设计内容包括了红外接收，红外解码和步进电机控制三大块。

如今红外遥控技术已经得到了广泛的应用；其利用红外线来传输数据，这种情况下不需要实体连线，体积小，成本低，功能强。

我们日常生活中的电视机，洗衣机，空调，航天飞机，工业现场设备等都运用了红外遥控的技术。

本设计中发射端采用专用的发射芯片来实现红外遥控码的发射，且遥控码格式是NEC标准。

接收端采用市面上流行的1838一体化红外接收头，接收到的红外信号经由1838接收头完成光/电转化和解调的工作，然后把33位的完整码发送到解码芯片中去完成解码工作。

本设计中的主芯片是STC89C52单片机，主芯片和解码芯片之间进行串行通讯。

系统启动后，解码芯片将解码后得到的8位数据码串行发送到主芯片中，然后通过主芯片来控制步进电机的正转，反转，加速，减速。

本设计中的被控对象是步进电机，步进电机最适合做数字控制。

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。

ISAR实时成像处理实验系统的设计与实现ISAR（Inverse Synthetic Aperture Radar）技术是一种通过倒时域合成孔径雷达图像的方法，可以获取被测目标的高分辨率、全景、全方位的雷达图像。

ISAR实时成像处理实验系统是一种用于实时处理ISAR数据并实时显示成像结果的系统。

本文将对ISAR实时成像处理实验系统的设计与实现进行详细介绍。

一、系统设计ISAR实时成像处理实验系统的主要功能是实时处理ISAR数据，包括数据预处理、信号处理、成像处理和结果显示等。

系统硬件主要包括雷达天线、采集设备和计算机等部分。

系统软件主要包括ISAR数据处理算法和图像显示算法。

1.雷达天线：选择合适的雷达天线是系统设计的重要环节。

雷达天线的选择应具备较宽的角度覆盖范围、较高的增益和较低的杂散波，以保证对被测目标的较好信号接收能力。

2.采集设备：采集设备主要用于采集雷达接收到的信号并对其进行初步处理。

采集设备应具备高速、高精度的数据采集能力，以满足实时处理的需求。

3.计算机：计算机是整个系统的核心部分，负责对采集到的数据进行实时处理和成像处理。

计算机应具备较高的计算性能和较大的存储容量，以满足实时处理和存储大量数据的需求。

4.系统软件：系统软件主要包括ISAR数据处理算法和图像显示算法。

ISAR数据处理算法用于对采集到的数据进行预处理、信号处理和成像处理等。

图像显示算法用于将处理后的数据以图像的形式显示出来，以便用户进行观察和分析。

二、系统实现1.硬件搭建首先需要根据系统设计的要求选择合适的硬件设备，包括雷达天线、采集设备和计算机等。

根据设备的技术规格和接口要求进行连接和设置，以确保硬件设备正常工作。

其中，雷达天线需要安装在适当的位置，并调整好姿态和方向，以保证对目标的信号接收能力。

2.软件开发首先需要编写数据采集和预处理的软件模块，用于采集和处理雷达接收到的信号。

数据采集模块应具备高速、高精度的数据采集能力，预处理模块应包括滤波、去除杂散波等处理步骤。

2019年第18期信息与电脑China Computer & Communication软件开发与应用基于MFC的红外图像处理软件设计任婷婷1 张泽奎1 易 超2（1.武汉软件工程职业学院 电子工程学院，湖北 武汉 430205；2.烽火通信科技股份有限公司，湖北 武汉 430205）摘 要：红外技术作为一种探测、发现和识别目标的手段而广泛应用于军事、民事领域。

该红外图像处理软件是在VC++平台上建立的基于MFC的单文档程序，利用面向对象的方法设计了红外图像处理软件。

由于红外图像一般具有对比度低、噪声大、边缘模糊等特点，笔者提出了灰度拉伸变换、直方图均衡化、伪彩色变换等增强算法对图像进行处理，首先从红外图像处理技术的发展出发，介绍了软件框架的实现，着重阐述了该软件应用的红外图像处理算法，处理效果较好。

关键词：MFC；灰度变换；直方图均衡化；伪彩色变换中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1003-9767（2019）18-089-03Design of Infrared Image Processing Software Based on MFCRen Tingting1, Zhang Zekui1, Yi Chao2(1. School of Electronic Engineering, Wuhan Vocational College of Software and Engineering, Wuhan Hubei 430205, China;2.FiberHome Telecommunication Technologies Co., Ltd., Wuhan Hubei 430205, China)Abstract: Infrared technology is widely used in military and civil fields as a means of detecting, discovering and identifying targets. The infrared image processing software is a single document program based on MFC on the platform of VC++. The infrared image processing software is designed by using object-oriented method. Because infrared image generally has the characteristics of low contrast, high noise and blurred edge, the author puts forward gray stretch transformation, histogram equalization, pseudo-color transformation and other enhancement algorithms to process the image. Firstly, starting from the development of infrared image processing technology, the realization of software framework is introduced, and the software is emphatically expounded. The infrared image processing algorithm applied in the part has a good processing effect.Key words: MFC; gradation transformation; histogram equalization; pseudo color transformation0 引言红外成像具有距离远、抗干扰性强、穿透灰尘和烟雾的能力强、可全天候工作等特点，已广泛应用于军事和民用领域。

第35卷，增刊红外与激光工程2006年10月1Vr01．35Suppl enl e nt I n n翟I e d and Las e r Engi nee r i ng O ct．2()06一种彩色夜视实时图像融合系统史世明，王岭雪，王霞，金伟其，赵源萌(北京理工大学光电工程系，北京100081)摘要：在彩色夜视图像融合基础上，针对线性组合算法和直接映射算法实时性高的特点，提出了一种基于C PLD的双通道彩色夜视的实时图像融合系统，并阐述了其设计原理，系统的结构、特点和功能。

用vem og H D L硬件描述语言实现了相关的算法和设计。

实验结果表明，融合图像接近自然色彩，同时能够反映两个波段的图像的特点。

该系统可以实现实时的线性组合算法和直接映射算法，将红外与微光或者微光与微光等不同波段组合，是一种简单、高效彩色夜视系统。

关键词：彩色夜视；图像融合；红外图像；微光图像．中圈分类号：T N219文献标识码：A文章编号；1007。

2276(2006)增D一0360一06R eal-t i m e f us i on s yst em f or col or ni ght访si onSm St l i—I I l i ng，W A N G“ng-xue，W A N G)【i a，J科W西一qi，劢璩O Y uan-m engm岫n咖of掣cal Engi nccr i ng，Bei j啦Inst i眦of低hnol o阱B ci j啦，10008l，C hi m)A bs t r a c t：A m ong也e m em ods of i I l l age m si on i n t11e fi el d of c ol of I l i ght V i s i on，m e H ne ar coIn_bi nat i on锄d d心ec t m appi ng m et hods a r e s i m pl e锄d cal l be r e m i ze d i n r ea l dm e．I n con s i der at i on of t he adV ant ages of nl e se m et l l ods，a dual ch咖el re al—t i m e f usi on sys t em f or col or ni g ht V i s i on is pr es ent．T he pr i nci pl es，m e s仇l ct ur e，char act er s锄d m e f un ct i o ns ofⅡl e syst em a r e i n昀duced．TI l e al gor i m m aI l d t t le proj ect is deV eI op ed by ver i l og H D L．A s s how n iI l t l le re sul t s of t ll e expe洳t，fusion i m age s a r e c l ose t o m e r eal i吼aI l d m ey f Lls o r epr es e nt m e c ha ra c t e rs of di行e re nt w ave baI l ds．nl i s sys t em caI l re al i z e r eal—t i I ne l i ne a r com b i nat i on and dm比t m appi ng f us i on of i I I l a gesf两m di虢r ent w a V e b觚d，such as l ow h曲t-l evel C C Dand unc001ed承im age巧，t、)l，o10w l i ght1eV el vi deos，锄d e t c．It’s a s i m pl e al l d I l i gh ef!f i ci ent re al—t i m e col or I l i g ht V i si on syst e m．K ey w or ds：C ol or ni g ht V i si on；I m ge f us i on；InmⅡed；Low H ghtO引育图像融合是将同一目标、不同波段的图像经过一定的处理结合成为一幅合成图像，以便观察和进一步处理。