Real-time FPGA firmware for VGA resolution infrared camera
VGA çözünürlüklü kızılötesi kamera için gerçek zamanlı FPGA yazılımı
- Tez No: 595834
- Danışmanlar: PROF. DR. TAYFUN AKIN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 100
Özet
Kızılötesi kameralar genellikle çıkış görüntüsünün kalitesini arttırmak amacıyla ham görüntü verisi üzerinde ön işleme gereksinimine ihtiyaç duymaktadır. Kızılötesi kameraların ham çıkışı mevcut dinamik aralığın dar bir kısmını kapsar. Kontrast iyileştirme, düşük kontrastlı görüntülerin dinamik aralıklarını geliştirmek için kullanılan ön işleme yöntemlerinden biridir. Bu tez, 640×480 çözünürlüğe sahip uzun dalga boylu kızılötesi kamera çıkışının kontrastını iyileştirmek için adaptif bir histogram eşitleme yöntemi ve bu yöntem için gerçek zamanlı çalışan bir FPGA uygulaması mimarisi önermektedir. Önerilen yöntem, arka plan ve ön plan ayrıntılarının kontrastını, aşırı iyileştirme etkilerinden kaçınarak ve karedeki termal karakteristiği koruyarak iyileştirmeyi amaçlamaktadır. Önerilen kontrast iyileştirme tasarımı, kızılötesi ve gri seviyeli görüntülerin kontrastlarını iyileştirmede yaygın olarak kullanılan yöntemler olan Adaptif Çift Platolu Histogram Eşitleme ve Ağırlıklı Ortalama ile Ayrılmış Alt-Histogram Eşitleme algoritmalarının birleştirilmesine dayanmaktadır. Eşik değeri hesaplaması aşırı iyileştime etkilerini önlemek amacıyla yeniden düzenlenmiştir. Önerilen yöntem, bu iki yöntemin değiştirilmiş bir versiyonu olduğundan, Ağırlıklı Ortalama ile Ayrılmış Çift Platolu Histogram Eşitleme olarak adlandırılmıştır. Çeşitli farklı kontrast eşitleme algoritmaları önerilen yöntemin performansını değerlendirmek için MATLAB üzerinde uygulanmış ve nicel olarak karşılaştırılmıştır. Önerilen yöntemin FPGA uygulamasının çıktıları, uygulama işleminin test edilmesi için MATLAB çıktıları ile ayrıca karşılaştırılmıştır. Gerçek zamanlı görüntü işleme hattı, uygulanan tasarımın hedeflenen kızılötesi görüntüleme sistemine entegrasyonu için, bu sistemle uyumlu olarak tasarlanmıştır. Test sonuçları, geliştirilen yöntemin, aşırı iyileştirme etkilerini azaltarak arka plan ve ön plan gri seviye yoğunluk değerlerini iyileştirdiğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Infrared cameras generally require pre-processing on raw image data in order to improve the output image quality. Raw output of the infrared cameras occupies a narrow part of the available dynamic range. Contrast enhancement is one of the pre-processing operations and used for improving dynamic range of the low contrast images. This thesis proposes an adaptive histogram equalization method for enhancing the contrast of long wavelength infrared camera output with 640×480 resolution and provides a FPGA implementation architecture of this method that operates in real-time. Proposed method aims to improve the contrast of the background and foreground details while avoiding from over-enhancement effects and preserving thermal characteristics of the frame. Design of the proposed contrast enhancement algorithm based on integration of Adaptive Double Plateaus Histogram Equalization and Weighting Mean-Separated Sub-Histogram Equalization algorithms which are two widely used contrast enhancement methods for infrared and grayscale images. Threshold calculation is rearranged in order to prevent the excessive enhancement effects. Since the proposed method is a modified version of these two methods, it named as Weighting Mean-Separated Double Plateaus Histogram Equalization. Various contrast enhancement algorithms are implemented and compared quantitatively in MATLAB for evaluating the performance of the proposed method. FPGA implementation output is also compared with MATLAB output for testing the implementation process. Real-time image processing pipeline is designed as compatible for integration of the implemented design with targeted infrared imaging system. Test results show that the developed method improves background and foreground gray level intensity values with reducing excessive enhancement effects.
Benzer Tezler
- An improved device identifier composition engine architecture to enhance internet of things security
Nesnelerin interneti güvenliğini artırmak için geliştirilmiş bir cihaz tanımlayıcı bileşim motoru mimarisi
YUSUF YAMAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolHacettepe ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT AYDOS
- Real time FPGA implementation of a training based content adaptive video resolution up-conversion algorithm
Eğitim tabanlı, içerik uyarlamalı bir video çözünürlüğü dönüştürme algoritmasının gerçek zamanlı olarak, sahada programlanabilir kapı dizileri (SPKD(FPGA)) ile gerçeklenmesi
MUZAFFER BARIŞ UYAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BÜLENT ÖRENCİK
- Fpga implementation of graph cut method for real time stereo matching
Gerçek zamanlı stereo eşleme için çizge kesme yönteminin fpga uygulaması
HAVVA SAĞLIK ÖZSARAÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. ZAFER ÜNVER
YRD. DOÇ. DR. İLKAY ULUSOY
- Gezgin sistemlerin/robotların navigasyonu için gerçek zamanlı bütünleşik algılayıcı
Integrated real-time sensor for mobile systems/robots navigation
HİKMET KOCA
Doktora
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜSLÜM CENGİZ TAPLAMACIOĞLU
DOÇ. DR. MUSTAFA DOĞAN
- FPGA üzerinde Euler algoritması kullanarak Van der Pol osilatörünün 32-bit IEEE 754-1985 ve IQ-Math sayı standartlarına göre tasarımı ve gerçeklenmesi
Using Euler algorithm on FPGA Van der Pol oscillator of 32-bit IEEE 754-1985 and IQ-Math number standard design and realization
ELİF KAŞİFOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiDüzce ÜniversitesiElektrik Eğitimi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA DURSUN