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红外图像预处理算法研究及硬件实现的开题报告

一、选题背景和意义

随着红外技术在工业、军事、安防等领域的广泛应用，红外图像处

理技术成为红外成像技术研究的重要组成部分。红外图像预处理作为红

外图像处理的前置处理，对于提高红外图像的质量和信息的提取具有重

要的意义。

目前，红外图像预处理算法研究已经日趋成熟。但是，随着红外采

集设备的不断更新和红外图像应用的不断拓展，红外图像预处理算法依

然需要不断地完善和优化，以更好地满足实际应用需求。

本文选题旨在对红外图像预处理算法进行深入研究和优化，探讨在

红外成像应用中的实际效果，并且着重研究如何将这些算法应用到硬件

中去实现。

二、论文的研究内容和主要技术路线

本文研究内容主要为红外图像预处理算法的研究和硬件实现。具体

研究内容包括：

1.针对红外图像的特点，研究基于灰度拉伸、空间滤波、直方图均

衡化等的预处理算法，分析其优缺点及应用场景。

2.将研究的预处理算法应用到硬件平台上，使用FPGA实现算法逻辑，

加速算法的实现和预处理效果，实现基于FPGA的高速红外图像预处理系

统。

3.针对预处理算法的应用需求，设计一个基于Android系统的红外图

像采集设备，实现采集、处理和显示一体化的红外图像采集系统，为红

外成像技术的实际应用提供便利。

本文的主要技术路线如下：

1.针对红外图像预处理算法的特点，研究其理论基础，分析算法的

优缺点。

2.实现研究的预处理算法，进行算法实验，并分析实验结果，验证

算法的优良性。

3.将研究的预处理算法应用到FPGA硬件上进行加速优化，实现高

速红外图像预处理系统。

4.设计基于Android系统的红外图像采集设备，结合预处理算法和

FPGA加速设计的高速预处理系统，实现对红外图像的采集、处理和显示，

验证系统的性能和实用价值。

三、论文的创新点和难点

创新点：

1.本文设计了基于FPGA硬件平台的高速红外图像预处理系统。通过

FPGA的高速计算和并行处理能力，实现红外图像预处理的加速。

2.本文设计了基于Android系统的红外图像采集设备，结合高速红外

图像预处理系统，实现对红外图像的采集、处理和显示，提高了红外成

像技术的实际应用价值。

难点：

1.红外图像预处理算法研究的复杂性：研究红外图像预处理算法需

要考虑其特殊性和复杂性，需要深入探索红外图像的特点和加强对算法

的优化和实验分析。

2.硬件实现的技术难度：硬件实现需要考虑到算法的实时性和计算

复杂度，以及硬件资源的和分配问题，需要对硬件设计有一定的掌握。

四、论文的研究意义

本文研究的高速红外图像处理系统，可以为红外成像技术的实际应

用提供一个实时、高效、低成本的硬件平台，为红外成像技术的应用提

供了一个新的思路和方法。

同时，本文的红外图像预处理算法研究和优化，对其他图像处理领

域具有一定的参考借鉴意义，可以为相关领域的算法研究提供一些启示

和借鉴。此外，基于Android的红外图像采集设备的设计也可以为物联网

等相关领域的设备设计提供一些借鉴和思路。