红外夜视技术的优势
红外夜视系统可在没有任何光源的条件下(尤其是在风、雾、雨、雪天气),能够辨识路面横沟和路旁沟渠、水坑、土坑、车辆前方地形起伏情况、车辆前方人员等物体;能够有效的增强人在黑暗中的视觉能力,可广泛的应用在车辆驾驶辅助、战场态势感知等军民两用领域。
无光条件下人眼观察与红外夜视图像
红外夜视系统工作原理
红外夜视系统分为夜视仪(光电处理前端)与显示控制单元(光电处理后端)两部分。
夜视仪完成对目标物体的感知,目标物体的红外辐射经红外光学系统聚焦到红外焦平面探测器的光敏面,探测器的红外光电转换阵列将光信号转换成电信号,处理器模块(机芯)将该电信号经AD采样得到数字视频信号,再经图像算法处理后输出红外热图像(以PAL、RS422、SDI、等视频制式输出)。
显示控制单元接收夜视仪传输过来的热图像根据各应用场景增加相应的功能(如增加行车辅助线,叠加十字丝、图像融合等)再辅以图像增强、伽马校正等处理完成图像的显示。显示控制单元的串口总线或其它控制单元总线,完成对夜视仪进行自动对焦、云台控制等交互操作指令的传输。
红外夜视系统组成
现阶段,红外夜视系统光电处理主流方案主要包括三种平台架构,ARM平台、FPGA平台、GPU平台。
光电处理前端后端相关技术
三种平台架构的优缺点
ARM优点:主频高、管理控制能力强,擅长管理与调度、数据处理、文件管理、人机交互能力优,高端ARM内带GPU硬核可做简单的实时性要求不高的图像算法。
ARM缺点:成本高、资源贵、开发久且难、图像处理实时性低。
ARM平台实现功能
IMX6系列处理器是NXP 公司基于ARM® ™-A9架构的单核、双核和四核系列产品,是一个功能和性能可扩展的多核平台。i.MX 6系列处理器将ARM -A9节能高效的处理能力与先进的3D和2D图形处理能力、高清晰度视频结合,提供了更高水平的多媒体性能,该系列处理器在视频处理应用上具有较高的优势。
IMx6 ARM平台视频处理板
格物集的IMx6 ARM平台视频处理板
IMx6 ARM平台视频处理板
格物集的IMx6 ARM平台视频处理板
FPGA优点:并行执行、灵活度高,实时性强、功耗低;特别适合图像的点操作运算,可作为大复杂图像处理与显示的中间协处理器。
FPGA缺点:成本高、资源贵、开发久且难。
FPGA平台
FPGA视频管理办,支持pal+hdmi+vga转功能
视频管理模块
FPGA多制式视频输入板
多制式视频输入板
优势:显示效果好、格式支持丰富、功能定制灵活、软件可扩展性高,平台化产品可靠稳定。
适用产品:10bit高灰阶监视器/OLED监视器
高灰阶监视器
产品适用于医疗、广电领域
高灰阶监视器
可支持sdi、hdmi、pal、、rs422视频输入
GPU优点:核处理数多、擅长浮点运算和并行计算(尤其是大量数据的复杂运算),能实现高端复杂机器视觉算法,图像分析、图像加速等。
GPU缺点:功耗高、成本高
VPX/CPCI架构车载图形工作站,配置Tesla T4 GPU,双路至强处理器。
车载图形工作站
随着低功耗嵌入式GPU的快速发展,未来、光电子系统后端处理的平台发展趋势为基于嵌入式GPU+FPGA协处理平台。向小型化、便携化、轻量化、集成化、模块化、通用化发展。
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