一种固定选图数的实时幸运成像算法

分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2020-06-30 合作期刊: 《天文研究与技术》

王锦良 李彬华

摘要： 幸运成像技术是一种基于大量短曝光图像中选取少量幸运好图进行配准、叠加的高分辨率图像恢复技术，能够有效减小大气湍流对图像质量的影响，但传统的基于中央处理器（CPU）的幸运成像算法难以实现实时化。本文利用现场可编程逻辑阵列（FPGA）的并行性和灵活性优势，提出了一种新的基于FPGA的幸运成像算法并构建了一个FPGA实验系统。该算法采用一种固定选图数且无需排序的图像选择策略和一种以行列坐标为基准的图像配准策略，能够有效地节省算法处理时间和硬件资源，达到实时幸运成像的目的。这个新的实时幸运成像算法能够以简洁的方式在中小规模的FPGA上实现，所得高分辨率图像与基于传统CPU算法处理的结果完全相同。实验表明，对于2000帧128128像素的输入图像进行幸运成像处理，本算法的运行速度比本实验室之前提出的算法快27倍，比传统的基于CPU+MATLAB幸运成像算法速度快150多倍，处理帧率可达197帧/秒。该算法及其FPGA实现技术可以用于构建真正实时的幸运成像系统。

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