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聲納圖像動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展與FPGA實(shí)現(xiàn)

作者:董琎琎 竇法旺 夏偉杰 崔海英 時(shí)間:2015-05-14 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏
編者按:本文針對(duì)成像聲納擴(kuò)展圖像動(dòng)態(tài)范圍和增強(qiáng)圖像細(xì)節(jié)的需求,提出了一種基于開方運(yùn)算的動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展方法。基于課題組研制的多波束成像聲納原理樣機(jī)的研制,分析了數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)范圍壓縮導(dǎo)致圖像細(xì)節(jié)丟失的原因及其對(duì)成像質(zhì)量的影響,采用JPL快速平方根近似算法改善了開方運(yùn)算FPGA實(shí)現(xiàn)過程的資源占用和系統(tǒng)延時(shí)。最后,對(duì)改進(jìn)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,通過多波束成像聲納系統(tǒng)的消聲水池實(shí)驗(yàn)證明了本文動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展方法的有效性和可行性,系統(tǒng)成像質(zhì)量改善明顯,達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的預(yù)期目標(biāo)。

3 實(shí)驗(yàn)分析

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/273268.htm

  采用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源測(cè)試方法來檢測(cè)開方運(yùn)算對(duì)波束形成方向圖性能的影響,圖9所示為切比雪夫加權(quán)下截取方法和開方運(yùn)算方法的幀數(shù)據(jù)方向圖對(duì)比,可以明顯地看到采用開方運(yùn)算方法得到的波束方向圖與理論仿真基本一致,主旁瓣都能夠被完整的表現(xiàn)出來。

  圖10所示為開方處理前后在水池中對(duì)圓環(huán)測(cè)試的結(jié)果,畫面顯示的穩(wěn)定性提高了不少,無需反復(fù)調(diào)整截取位就可以得到圓環(huán)的聲學(xué)畫面,細(xì)節(jié)刻畫也很豐富,懸掛圓環(huán)的兩根細(xì)繩也能夠被清晰的顯示出來,效果改善非常明顯。

4 結(jié)論

  本文基于課題組多波束系統(tǒng)樣機(jī)的課題研究,對(duì)系統(tǒng)存在的顯示畫面不足的問題產(chǎn)生原因進(jìn)行了分析,采用基于運(yùn)算的數(shù)據(jù)壓縮方法實(shí)現(xiàn)了聲納的成像細(xì)節(jié)增強(qiáng),并通過引入一種快速近似算法提高了算法的實(shí)時(shí)性。最后,通過圓環(huán)的水池成像實(shí)驗(yàn)證明了本文設(shè)計(jì)方法的有效性,系統(tǒng)成像質(zhì)量改善明顯,達(dá)到了設(shè)計(jì)的預(yù)期目標(biāo)。

參考文獻(xiàn):

  [1]金偉其, 劉斌, 范永杰, 等. 紅外圖像細(xì)節(jié)增強(qiáng)技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 紅外與激光工程, 2012, 40(12): 2521-2527

  [2]謝德紅, 萬曉霞. 基于顏色視覺過程的高圖像映射方法[J]. 北京理工大學(xué)學(xué)報(bào), 2011, 31(10): 1217-1222

  [3 ]孫銘. 基于 的安防監(jiān)控圖像視覺動(dòng)態(tài)范圍展寬的研究[D]. 哈爾濱工業(yè)大學(xué), 2012

  [4]賀明, 王亞弟, 王新賽, 等. 場(chǎng)景自適應(yīng)的紅外焦平面成像動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整技術(shù)[J]. 強(qiáng)激光與粒子束, 26(03): 26031002

  [5]黃慧. 多波束信號(hào)處理機(jī)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 南京航空航天大學(xué), 2014

  [6]董琎琎. 基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的多波束系統(tǒng)優(yōu)化與實(shí)現(xiàn)[D]. 南京航空航天大學(xué), 2015

  [7]夏宏, 王攻本. 浮點(diǎn)開方運(yùn)算單元的電路設(shè)計(jì)[J]. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用, 2001, 37(11): 39-41

  [8]謝德紅, 萬曉霞. 基于顏色視覺過程的高動(dòng)態(tài)范圍圖像映射方法[J]. 北京理工大學(xué)學(xué)報(bào), 2011, 31(10): 1217-1222

  [9]Metze G. Minimal square rooting[J]. Electronic Computers, IEEE Transactions on, 1965(2): 181-185

  [10]Majerski S. Square-rooting algorithms for high-speed digital circuits[J]. Computers, IEEE Transactions on, 1985, 100(8): 724-733

  [11]Fandrianto J. Algorithm for high speed shared radix 4 division and radix 4 square-root [C] //Computer Arithmetic (ARITH), 1987 IEEE 8th Symposium on. IEEE, 1987: 73-79

  [12]Understanding GPS: principles and applications. Artech house, 2005

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