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DSP在电气工程中应用

基于DSP红外图像解决算法研究与实现

班级：电气0803
姓名：安华
学号：

基于DSP红外图像解决算法研究与实现
摘 要
红外测温具备非接触式、迅速精确等特点，其广泛运用于高温高压、迅速移 动场合中图像温度测量，随着DSP技术应用，红外测温成为当前国内外测温领域研究热点。本文重要工作是对基于DSP红外图像解决算法进行了 研究，并实当前TMS320VC33硬件环境下，运用C语言和汇编语言对红外图像 解决算法进行混合编程。 本论文充分研究了红外测温与图像解决基本理论及DSP有关技术，完毕了如下研究工作：
1、在分析红外图像直方图特性基本上，研究了一种用于非均匀性校_j_：F时域高通滤波改进算法，改进了图像视觉效果，并提高了测温精准度；
2、针对红外图像辨别率低、图像对比度不高重要缺陷，研究了红外图像直方图均衡算法和新编伪彩色编码算法。均衡后图像背景信息增强，图像显示信息更加全面。新编伪彩色编码算法使RGB三色搭配更加合理，并解决了狄度范畴集中时图像难以辨别问题；
3、研究了BP神经网络算法，建立了目的温度与图像灰度之间关系数学 模型，可以对目的温度进行迅速测量和高精度标定；
4、对基于DSP红外图像解决系统基本构成进行研究，并在TM$320VC33 环境下，完毕对时域高通滤波改进算法和新编伪彩色编码等算法混合编程，可以对图像进行实时解决，运算速度快，解决了DSP系统中存储资源分派等核心性问题。 通过实验表白，基于DSP对红外图像解决算法对图像解决效果明显，温度标定精确；在TMS320VC33硬件环境下算法工作稳定，运营良好。
核心词：红外图像；非均匀校正；图像增强；DSP；温度测量

1、概 论
把目的产生不可见红外辐射转换成可见光图像进行显示技术称作热成 像技术。热成像技术在光电子技术、红外系统仿真、光电成像制导等领域中有着 重要作用，红外热像系统以其工作光谱波段较长、对成像辐射大气透射比良好 等特点成为当代军事不可缺少一种高科技侦察与作战手段。国内外军方都以为 能全天候工作红外热像仪是进行夜战最佳工具。红外热成像系统具备一定 穿透烟、雾、雪等限制以及辨认伪装能力，不受战场上强光、闪光干扰而致盲， 从而使得人眼可以在白天、黑夜以及恶劣气候条件下进行观测。由于红外热成 像技术这一特点，使得其在军事上得到广泛应用。同步，该技术在工业监控、控制等民用方面也起着很大作用。由于运用红外热成像技术实现温度监控和检测有着非接触、使用以便、实时迅速、测温范畴宽、形象直观等长处，因而在建筑、电力工业、石油化工、航天航空、质量检测及冶金等许多工业部门有着越来越广泛作用。
红外探测器是决定红外成像质量决定性条件。红外探测器重要涉及基于光电效应光电探测器和基于热电效应热电探测器。基于HgCdTe，InSb和PtSi 材料光电探测器曾经使热成像技术得到迅速发展，此类探测器有着较高敏捷 度和响应速度，但为提高信噪比，此类探测器需在远低于环境温度条件下才干高效工作，即需要制冷，故在工业等民用领域始终难于广泛应用。以往热电探测器有低功耗、低成本、长寿命、小型化和可靠性强特点，可受到敏捷度和响应速度限制，应用也不是很广。非致冷红外焦平面技术属于热电探测器类热成像技术，其焦平面阵列有热探测器(如测辐射热计、热释电探测器、热电堆等)与硅多路传播器(如CCD、MOSFEF、CMOS读出电路等)。随着近年来非致冷红外焦平面技术突破和实用化，使其与致冷红外热像技术相比所具备优势得到较好发挥，使得非制冷红外焦平面探测器在红外热成像领域中有着越来越重要地位…。 红外图像表征景物红外辐射分布，它决定于景物发射率和温度空Il自J分布，并受到噪声干扰。由于景物温度按照梯度规律传播，以及红外辐射衍射效应比可见光较强烈，从而导致红外图像具备较高有关性，其对比度往往比可见光图像弱，红外图像视觉效果较为模糊，加上由于焦平面阵列元响应率不一致、电荷传播效率、1／f噪声以及环境温度变化等诸多因素导致图像非均匀性进一步损害了图像质量，因此必要采用非均匀性校正、滤波去噪、伪彩色变换等解决来改进图像质量。热探测器将接受到视场内所有物体热辐射能量转换为电信号输出，普通 来说某点温度越高，辐射能就越大，相应热探测器单元输出电压信号就越大，故 而电压信号输入到显示屏所相应热图像相应像素点亮度就越高。这阐明在条件不变状况下，一定温度范畴内，像素灰度值与物体温度之间存在着某种固定相应关系，这就使得运用红外图像进行温度测量成为也许。
2、红外测温原理
自然界一切物体，只要其温度高于绝对零度，就会不断地发射辐射能。因而，从理论上讲，只要能收集并探测这些辐射能，就可以通过重新排列来自探测 器信号，形成与景物辐射分布相相应热图像。 红外辐射是物质分子在其振动状态发生变化时辐射出电磁波，波长在0．76 p．m．1000p．m之间，辐射体在K如下热辐射重要体现为红外辐射。普通把红外光谱区别成近红外区(O．75ttm-3．0p．m)，中红外区(3．0p．m一6．0p．m)，远红外区 (6．01am．1 59m)和极远红外区(15um．1000rtm)。红外辐射有几种特定波长范畴对 大气有一较好穿透性，称为“大气窗口”。红外热成像技术就是在红外波段3／am．6p．m和8um一14ttm两个大气窗口，运用场景中物体自身热辐射，将热目的红外图像转换为可见光图像。红外测温就是依照这个原理。
3、红外研究现状
红外测温技术作为一门非接触性测温技术在温度测量领域内已有一定历史，特别是在军事工业领域和军事用途产品中获得了一定限度上开发应用。由于非制冷红外焦平面红外探测器有着重量轻、功耗低等长处，本文设计系统采用了非制冷红外焦平面探测器作为成像工具。当前非致冷红外焦平面热成像重要有4种技术途径，即电阻测辐射热计焦平面技术、热释电焦平面技本、热电堆焦平面技术和常规集成电路技术。这4种途径分别通过如下办法检测温度变化：电阻测辐射热计是通过热敏电阻材料温度变化而变化吸取层温度来检测：热释电探测器是通过检测与吸取材料温度变化率关于电压输出来检测温度变化；热电堆探测器则是检测吸取层与参照热层(普通是探测器底)间温差；常规集成电路技术是依照测量正向电压变化来检测温度变化。由于辐射测温自身特点所限制，电压～温度眭线只能在较小范畴内近似看为直线，因此，老式模仿式测温仪难以做到宽量程、高精度、多功能。微解决机发展对红外测温起了很大
增进作用，使测量仪表功能扩大，并简化了控制系统。使用微机技术红外测温仪灵活性好，仪器测温范畴变化和扩大都十分以便，容易实现温度自动控制。采用高位A／D转换，仪器辨别率和精度可以进一步改进，稳定性和可靠性进一步提高。随着红外材料及传感器类型不断开发研究，新型测温仪器正逐渐代替老式测试手段。当前美、英等国正致力于加强前视红外系统信息解决能力(如自动人工目的分类)，便携式整机配个人计算机可产生实时、高辨别力图像来解决研究领域和工业领域中问题。世界上除了某些大军工公司公司(如美国Honeuwe儿公司、休斯飞机公司)之外，许多大商业公司(如三菱电气、日本横河电机(株)、瑞典AGA公司、法国Pyro公司、Sofradier公司、HGH红外系统工程公司等)也正在积极从事红外测温、热成像技术研究及产品开发。在国内，近年来随着国内工业迅速发展和产品更新换代加速，对测温仪器需求量越来越大，尽管热电偶(热电阻)一类接触性测温传感器件依然具备很大优势，但非接触性红外测温仪器正日益受到各行业关注。
4、红外图像产生机理和特性
红外图像反映了目的和背景不可见红外辐射空间分布，其辐射亮度分布重要由被观测景物温度和发射率决定，因而红外图像近似反映了景物温度差和辐射差。但是，通过图2．I可以看出，从目的和背景红外辐射需通过大气传播、光学成像、光电转换和电子解决等过程，才被转换成为红外图像，因此红外图像特点要从它产生过程来分析。

4.1红外图像直方图特性
直方图是用来表达一帧图像灰度级分布状况记录图表。直方图横坐标是 灰度，普通用r表达。对数字图像，纵坐标是灰度值为r。像素个数或浮现这个灰度值概率p(r，)。
对于数字图像f(x，y)，设图像灰度值为ro，rl，…，rk．1，则概率密度函数a．像素数一灰度级坐标形式；b．像素数相对于最频值比例一灰度级坐标形式。
直方图性质：
(1) 直方图是图像阈值面积函数导数负值，即

对于离散函数，AD=l，等式变为

(2)表达图像中每一灰度级浮现频数而失去了具备该灰度级像素位置信；
(3)图像与直方图之间是多对一映射关系；
(4)一幅图像各子区直方图之和等于该图像全图直方图。
一幅图像直方图可以提供下列信息：
(1)每个灰度级上像素浮现频数；
(2)图像像素值动态范畴；
(3)整幅图像平均明暗；
(4)图像整体对比度状况。因而，在图像解决中直方图是很有用决策和评价工具。直方图记录在对比度拉伸、灰度级修正、动态范畴调籀、图像亮度调节、模型化等图像解决办法中发挥了很大作用，从背面讨论可以看到直方图意义。

4.2红外图像直方图特点
由于红外图像在成像方面与可见光迥然不同特点，其直方图也有自己特点，这里把灰度图像与红外图像及其直方图作如下比较。如图2．2和2．3。
依照理论分析、实验成果以及与灰度图像直方图比较，可以得出红外图像直方图具备如下特点：
(1)像素灰度值动态范畴不大，很少布满整个灰度级空间。灰度图像像素则分布于几乎整个灰度级空间。
(2)绝大某些像素集中于某些相邻灰度级范畴，这些范畴以外灰度级上则没有或只有很少像素。灰度图像像素分布则比较均匀。
(3)直方图中有明显峰存在，多数状况下为单峰或双峰(分为主、次峰1扶度图像直方图峰不如红外图像明显，普通各种峰同步存在。
对于自然景物，在一种局部小范畴内，由于总存在热平衡趋势，不同景物之间互相影响，加上系统信号传播与光电转换等环节导致衰减和误差，使得输出红外图像中具有温差，但这种温差不也许很大。因而依照上述理论，决定了红外图像热细节对比度很低、有关性强等特性，红外图像特性详细如下：
(1)红外热图像表征景物温度分布，是灰度图像，没有彩色或阴影(立体感)故对人眼而言，辨别率低、辨别潜力差；
(2)由于景物热平衡、光波波长长、传播距离远、大气衰减等因素，导致红外图像空间有关性强、对比度低、视觉效果模糊；
(3)热成像系统探测能力和空间辨别率低于可见光CCD阵列，使得红外图像清晰度低于可见光图像；
(4)外界环境随机干扰和热成像系统不完善，给红外图像带来各种各样噪声，例如热噪声、散粒噪声、1／f噪声、光子电子涨落噪声等等。这些分布复杂噪声使得红外图像信噪比比普通电视图像低。
(5)由于红外探测器各探测单元响应特性不一致、光机扫描系统缺陷等因素，导致红外图像非均匀性，体现为图像固定图案噪声、串扰、畸变等。

5、基于DSP红外图像解决算法实现
5．1红外测温系统基本构成及原理
在本系统方案硬件实现中，以DSPTMS320VC33—150作为硬件平台核心器件，与FPGA／CPLD相结合实现图像实时解决。系统重要由三某些构成：图像采集模块；图像解决模块；图像显示模块。各某些作用如下：
图像采集模块作用：完毕图像数据采集和预解决。将红外CCD输出视频信号通过集成视频解决A／D之后，输出8位数字信号和有关视频时序信号(通过锁相像素时钟、行同步、场同步以及奇偶信号等)，采集图像数据送交FPGA／CPLD进行预解决，并将解决好数据存储在双端口存储器中，随时供DSP读取。图像解决模块作用：读取通过预解决后图像数据，运用软件算法对每场图像进行增强解决、伪彩色编码以及温度测量，达到温度标定图像解决效果；图像显示模块作用：通过D／A及视频合成实现由数字信号向模仿信号转变，并将模仿信号与同步信号进行生成全电视信号。
系统总体框架如图5．I。
本系统硬件实现采用了模块化设计方略。FPCA电路设计很容易实现硬件调试和修改，i50MHZDSP芯片便于算法有效实现，硬件系统与Pc机接1：3很容易实现系统测试，软件调试和系统仿真。该硬件系统方案实现为红外测温系统提供了可靠硬件平台，为算法实现和温度测量打下了坚实基本。
5．2基于TMS320VC33为核心硬件平台
5.2.1TMS320VC33构造及特点
由于图像算法中有乘法和除法运算，而在FPGA内实现乘法和除法运算占用资源较多、实时性不强，因而咱们选用DSP芯片完毕乘除运算。为了提高精度，本文选用了TI公司TMS320C3X系列TMS320VC33—150浮点芯片。TMS320VC33是TI公司推出TMS320C3X系列一代浮点DSP，它是在本来TMS324C3l浮点DSP基本上开发一种价格更低版本，该产品以高速、低功耗、低成本、易于开发为明显特点。由于它采用了内部1．8V、外部3．3V供电，因而功耗比原有型号减少了大概一种数量级，并且能支持高达150M／FLOPS运营速度。
a TMS320VC33硬件构造
TMS320VC33采用144脚LQFP四边形封装。图6．2是其硬件功能构造图，它重要性能如下：
(1)具备高速浮点运算能力，其中TMS320VC33一150型在13ns单周期指令执行时间时为150MFLOPS和75MIPS；而TMS320VC33—120型在17ns单周期指令执行时间时为l 20MFLOPS和60MIPS；
(2)带有34kx 32位片内双静态RAM，分为2个16k×32位块和2个l k×
32位块；
(3)内含5倍频锁相环(PLL)时钟发生器：
(4)低功耗，在1 50MFLOPS下运营时，功耗低于200mW；
(5)带有32位高性能CPU；
(6)可进行16／32位整数和32／40位浮点操作；
(7)具备四个内部译码页选、大大简化与I／O及存储器接口：
(8)带有启动程序装载功能；
(9)具备32位指令字、24位地址线；
(10)内含8个扩展精度寄存器；
(11)片内存储器可映射外设，其中涉及一种串行口、2个32位定期器和一
个DMA；
(12)采TI公司0．18 u mTlmeline制造技术；
(13)采用144管脚LQFP封装；
(1 4)带有2个地址发生器、8个辅助寄存器和2个辅助寄存器算术单元：
(1 5)具备两种低功耗模式：
(16)支持2个或3个操作数指令；
(17)在一种单指令周期内可并行进行算术／单元(ALU)和乘法器运算；
(18)具备块重复功能：
(1 9)可零开销循环和单周期分支；
(20)具备条件调用和条件返回指令；
(21)有互锁指令，可支持多解决器操作；
(22)总线控制寄存器配备选通控制等待状态数；
(23)采用1．8V内核，3．3V I／O供电；
(24)具备符合IEEE 1149原则片内扫描仿真接El(JTAG)。
b TMS320VC33软件构造
(1)具备丰富指令系统，它支持数据传送类、二操作数算术／逻辑类、三操作数算术／逻辑类、程序控制类、互锁操作类及并行操作类指令；
(2)灵活程序控制，它提供了重复、跳转、调用、陷阱及返回等类型
程序控制；
(3)高效流水线操作；
(4)寻址方式各种各样，可采用6种寻址类型，并支持5种寻址方式。
5.2.2 A/D变换设计
将输入图像信号数字化，是图像解决系统重要环节。计算机视觉、图像
跟踪系统、数字图像传播系统中普通以全电视信号作为输入信号。因而视频信号数字化好坏，对于整个图像解决系统是非常重要。选取模仿到数字化转化，必要要注意两个问题：转换精度与转换速度。为保证采集数据是完整传感器输出图像数据，最佳选用专用视频解码芯片。本文采用是14位辨别率MAXl25。
模仿输入幅值：±5V，可承受最高电压为±1 7V。
速率：单通路采样最高可达250ksps，每一路转换时间是3us，当采用四路同步采样时，最高采样速率可为76kspS。
输出编码：为2进制补码，抱负A／D输入输出传播特性如下图所示。A／D采用MAXl 25：14位、8通道、高速A／D。其中输入共分两组，每一组四个输入为同步采样。MAXl 25每组最多有4个输入通道，可由软件选取。用4片MAXl25构成最多32路模仿量输入系统。
A／D构造：模仿输入某些共有四片MAXl25构成，每次转换完毕后，由中断INTO告知VC33转换完毕，取走数据。
A／D触发：有二个触发源：软件触发(A／D触发口ObOO004H写操作)，定期触发。触发方式可由软件设立(ADCLK)。当选取软件触发时，往A／D触发口(ObOO004H)写入任意一种数据，即发出～次触发信号。当选取定期触发时，VC33定期器0输出TCLKO作为A／D采样定期触发信号，依照转换时钟需要TCLKO引脚应设立成定期输出引脚，定期器0时钟输入设立成内部时钟即CLKSRC为l；FUNC为1；定期输出波形设立为时钟信号即C／P为1。时钟周期依照采样通路不同分别为不同值，75MHz主频满足A／D触发信号。触发信号规定h／D定期采样率为：定期器计数值=75MHz÷4÷f(采样)；定期器0只用于给出外部定期触发信号无需内部响应中断，因此在中断容许寄存器IE中关定期器0中断。
A／D采样：一种触发信号，同步启动4片MAXl25采样，软件触发或定期触发每次只启动一遍A／o采样。
A／D通道设立：每片A／D最多有8个通道，可由软件设立通道数。即通过写AD寄存器，来设立每组有几路A／D进行工作。
h／O数据获取：通过读取AD寄存器，即可获得转换后数据，其顺序为1路至4路。
5.2.3模仿信号输出
D／A采用DAC7724：12位、4通道、同步输出、高速D／A。AD7724输出电压建立时间为10ils。4路D／A数据由各通道锁存器分别锁存，再由统一D／A输出命令，同步输出。DAC7724带输出复位功能，上电或对D／A复位口操作，对D／A复位口进行读操作，使4路D／A输出所有置为Ov。复位操作只影响D／A输出寄存器，不影响D／A锁存器。输出电压计算办法为：
VoUt—Vrefl+(Vrefh—Vrefl)×N(输入数据)÷4096
所用Vrefl为一lOV，Vrefh为+10V故上式可为：
VoUt=20XN(输入数据)÷4096—10
其中N为二进制数。
D／A输出编程：对DAC7724复位后，DAC7724编程如下：
STRB寄存器为5个等待；把你要转换数据写入到D／A通道1锁存器
(OAOOOOOH～OAOOOOFH)中；使能D／A输出寄存器，输出所要转换数据；等
待lOils使输出稳定。
5.3算法设计与实现
5.3.1 DSP算法设计
在基于DSP红外图像测温系统上，实现图像解决算法困难重要有两个，其一是图像解决计算量很大，对解决器频率有一定规定；其二是图像解决所需要存储空间很大，红外CCD所采集图像大小为120×160，也就是说存储一幅图像需要占用空间大小为19 K字。本文中进行红外图像解决时， 普通
存储需要一至两幅中间图像，以便背面解决使用。也就是说空间大小应为
3×19K字，如前面简介数据空间，它寻址范畴大小为58k，主线无法存储
所有红外图像，因而将所有解决成果和中间图片所有存储在数据空间是无法实
现。并且在一种实际DSP应用系统中，成本和功耗都是至关重要。因而，在本文DSP系统中，采用是TITMS320VC33系列解决器。
依照前几章讨论红外图像解决知识，设计了几种适合红外图像分析图
像均匀性校『F、增强和温度标定算法。但要在DSP中实现这些算法，必要通过对DSP进行软件编程生成可执行文献，再通过软件仿真程序或硬件在线仿真器调试，对调试成果满意后，将程序加载到应用系统中后才‘能在DSP中实现这些功能。在DSP下开发算法必要运用TI公司CCS软件， CCS是集成开发环境基本代码生成工具，它作用是将C语言，汇编语言或两者混合语言编
DSP源代码程序编译，汇编并链接成可执行DSP代码。代码生成工具工作流程如图5．5。
5.3.2混合编程与优化算法
用C语言开发DSP程序不但使DSP开发速度大大加快，并且开发出来
DSP程序可读性和可移植性都大大增长，程序修改也极为以便。采用c编译器
优化功能可以增长C代码效率，在某些状况下C代码效率甚至接近手上代
码效率。用C语占开发DSP程序在DSP芯片运算能力不是十分紧张时是非常
适当。但是某些状况下，c代码效率还是无法和手上编写汇编代码效率
相比，如FFT程序。由于虽然是最佳C编译器，也无法在所有状况下都可以
最佳合理地运用DSP芯片所提供各种资源，如用于FFT比特反转寻址。再则，
用c语言编写中断程序，虽然可读性较好，但由于在进入中断程序后有时不论
程序中与否用到，中断程序也将寄存器进行保护，从而大大减少中断程序效率。
如果中断程序频繁被调用，那么虽然是一条指令也是至关重要，恰恰基于DSP
图像解决算法中用到中断非常多。此外，用C语言实现DSP芯片某些硬件
控制不如汇编程序以便，有些甚至无法用C语言实现。TI公司为自己DSP芯
片提供了集成开发环境CCS，该集成环境同步提供了C编译环境和汇编语言编译
环境。综上所述，在本文红外图像解决算法移植过程中，采用了用c语言‘和汇编语言混合编程办法来实现，以达到最佳地运用DSP芯片软硬件资源。
普通而言，用c语言和汇编语言混合编程办法重要有如下三种：
(1)独立编写c程序和汇编程序，分开编译或汇编形成各自目的代码模块，
然后用链接器将c模块和汇编模块链接起来；
(2)直接在c语言程序相应位置嵌入汇编语句；
(3)对c程序进行编译生成相应汇编程序，然后对汇编程序进行优化。
本文中重要是用C语言来搭整个程序框架，其中对那些复杂度不高，算法
相对简朴解决程序就用c语言来编写，而对速度规定高、带硬件操作比较多
解决则用汇编语言编写。在实验表白某些算法虽然采用汇编语言重新编写，算法
效率提高也相称小，有时候甚至不如使用C语言效率高。选取混合编程既保证
了算法性能，也同步减少了算法移植难度，是一种比较好折中选取。
5.3.3系统运营详细流程
系统运营详细流程如下：
一方面，系统上电复位。程序从FLASH自举，完毕图像解决程序导入以及些初始化工作，然后等待信号触发：2、触发信号产生DSP中断，DSP运用总线对MAXI 25采集芯片寄存器写入有关参数，促使其进行图像采集；3、FPGA完毕采集芯片MAXl25帧控制、时序逻辑和产生必要地址信号，FPGA还对图像采集模块和图像解决模块接口FIFO进行必要逻辑控制；4、图像通过FIFO通过DSPDMA通道，重要是存入SDRAM，以便DSP进行图像解决：5、FLASH存入图像解决算法，涉及图像增强、非均性校正、伪彩色编码和温度测量等，通过DSPEMIF导入DSP进行图像解决操作；6、图像解决成果通过PAL制式形式输7在以MAXl25为核心一幅图像采集过程中，DSP可以同步进行前一幅图像解决运算，这样并行解决模式提高了系统实时性。
5.4算法移植
在算法向DSP进行移植时，需要注意流水冲突、系统堆栈、函数调用、软
件编程和上电时序等问题解决。
5.4.1流水冲突
在TI公司TMS320VC33 DSP中采用深度为6级流水线操作，因而流水线冲突将是不可避免。普通状况下，发生流水线冲突时，由DSP自动插入延时以解决冲突问题。但在某些状况下DSP无法自动解决冲突问题，这就需要通过调节程序顺序或人为变化时序，即在适本地方加入一种或数个空操作指令。在某些状况下，程序也看不出任何问题，但运营就是不对的状况，就要考虑与否存在流水线冲突问题。
5.4.2系统堆栈
在混合编程中，汇编程序对堆栈依赖很小，但在C程序中必要运用TMS320VC33内置堆栈机制来实现：分派局部变量、保护函数返回地址、保护暂时成果和传递函数变量。特别地，在TMS320VC33中，有专门SP寄存器，辅助寄存器ARO．AR7可接用作指针或用于表达式中，在需要时AR7可用作帧指针。C环境在调用C函数时自动管理这些寄存器。但汇编与C接口时，注意必要采用与c同样方式使用这些寄存器。
5.4.3函数调用
C编译器规定了一组严格函数调用规则。除了特殊运营支持函数外，任
何调用C函数或被C函数所调用函数都必要遵循这些规则，否则将会破坏C环境，导致不可预测后果。一方面，将参数传递给一种c函数时，必要遵循下列规则：函数调用前，将参数压入运营堆栈；以逆序传递参数f最后一种参数最先压栈，而第一种参数最后压栈)；若参数是浮点数或长整型数，则低位字先压栈，高位字后压栈；特别地，对于TMS320VC33，调用函数时，第一种参数放入累加器A中进行传递；传递构造时，采用多字方式，对于TMS320VC33，若参数中以构造形式，则调用函数给构造分派空间，其地址通过累加器A传递给被调用函数。
5.4.4软件编程
(1)合理使用存储器。TMS320VC33 DSP系统芯片内部集成了不同容量RAM，内部RAM在运营时候不需要插入等待周期，便于程序全速运营。在诸多场合，为了节约成本而选用片内RAM较小CPU或程序太大，除了片内RAM外，还需要片外RAM，在这种状况下就要合理地分派片内RAM使用。如果某些程序需要大量运算，如卷积运算和其她滤波运算时候，留一某些片内单元给这某些程序，这样，可以提高系统运算速度和效率。而对于普通对RAM操作较少程序就不要分派固定片内RAM。此外，可以留出一某些公用片内RAM，程序用过之后及时清除，以便于其她程序重新使用这某些RAM空间，固然在使用时候要注意不要重复使用，特别在中断使用公用RAM时往往容易出错，需要特别注意。
(2)程序模块化设计。在编写程序时往往会用到某些相似程序，或者程序大体相似，仅需修改个别参数，这种状况在编程序时候尽量使用公用程序，在调用前给出相应参数即可。模块化设计可以减少程序量，减少编程错误。如惯用延时程序，DMA中断服务程序等，这些程序普通都具备固定格式，有成熟程序段直接可以运用，这样可以节约大量编程时间。
5.4.5上电时序
系统上电时要注意问题。在一种DSP系统中不可避免地存在时序问题，在系统中各种速度不同样电路对时序会有不同规定，在某些状况下，程序自身并没有问题，但运营成果就是不对。
5．5 TMS320VC33环境下算法实现
5．5．1 TMS320VC33存储空问分派
对于在PC上执行算法，普通是不用考虑存储空间分派问题。这是由于系统有足够存储空阃供使用，并且存储空间分派是由操作系统来完毕。但在DSP系统中，虽然也有很小操作系统可用，然而对于红外图像解决算法这种需要解决大量图像数据并且存储空间不多场合，操作系统很难完毕存储空问自由分派。因此存储空间分派都必要手动解决a在VC33中只有34K×32片内空间，对于解决红外图像是无法满足，因而需要增长相应片外存储空间，图6．6 DSP、FPGA、FLASH和SRAM关系图，表白了DSP与片外存储空间关系。
普通而言，编译器在存储分派时候是这样解决。使用mall oc等c内存分派函数分派空间普通是在全局堆上生成：对于函数内部局部变量，存储空间普通在堆栈上生成。在红外图像解决算法中，为了可以自己控制存储空间分派，普通应避免使用malloc函数或少用。对于原先算法中占用空间较大局部数组变量，应当手动为它们分派空间，而不是在堆栈上生成，这样可以保证空唰分派灵活性。表6．1是实际片内存储空间简朴分派示意图。
PROG程序段是那些必要放在片内程序某些，重要是涉及硬件接口和c函数某些初始化代码。红外图像解决算法代码实际是放在片外，但是执行是在片内，这时候要用到数据互换段。
5.6实验成果
本算法通过在TMS320VC33DSP硬件实验平台下编程调试，获得了良好效果。采集红外图像清晰，当前调试辨别率可达到120×160。此外大某些图像解决算法可以迅速实现。在TMS320VC33DSP硬件实验平台下，实现了红外图像非均匀性校正、灰度重组直方图均衡算法和新编伪彩色编码算法等各种算法。这里咱们举两个算法实验观测成果，如图6．7为红外图像非均匀性校正实验成果。
6结论
红外测温是红外技术应用一种重要方面，它具备无损伤、非接触、迅速实时、远距离等长处，因此发展非常迅速，特别是在高速运动、高温、高电压等场合下，该技术更具备常规无损检测技术所无法相比长处。而非致冷红外焦平面
技术突破和实用化，使其与致冷红外热像技术相比所具备低成本，低功耗，
长寿命，小型化和可靠性等优势得到较好发挥，成为当前红外热成像技术中最引
人注目突破之一，更是加快了红外检测技术飞速发展。此外，电子技术进
步，使得对传感器接受到薄弱红外信号解决变得相称快捷，红外测温技术
获得了巨大进步。红外热成像测温将图像解决技术引入到红外测温技术当中，进
一步提高了测温精度、量程，更加以便直观，并且扩展了系统功能，便于对
图像进行进一步分析，在当代工程技术、科学研究和军事领域中，红外热成像
测温技术正在得到越来越广泛应用。
本文对红外热成像技术进行了较为进一步研究，由红外热成像原理出发，研究了红外图像特性和影响红外图像质量因素及克服办法、红外图像与目的温度之间关系。对红外图像解决做了算法研究，并最后将算法在DSP硬件环境下进行了实现。
本论文完毕重要工作涉及：
l、分析了红外图像产生及特性
通过度析红外图像直方图特性，得出了红外图像具备动态范畴窄、辨别率低、信噪比低等缺陷，因而为了便于观测分析及其他后续解决，有必要在输出显示前对其进行各种解决。为了改进图像动态范畴窄、灰度分布集中档缺陷，需要对图像进行增强解决；而对于红外图像非均匀性，也需要通过算法校正办法进行图像解决。
2、实现了基于DSP红外图像解决程序设计
详细分析了基于DSP红外图像解决系统基本构成及原理，并拟定系统
设计方案，完毕了各个硬件模块设计与实现，重要涉及DSP特性分析与应用、系统存储模块、采集模块、图像解决模块DSP工作方式、系统复位解决方案等等。另一方面，本章还研究了系统运营详细流程，并在实验平台下采集图像数据。此外完毕了时域高通滤波改进算法和新编伪彩色编码等算法混合编程，可以对图像进行实时解决，运算速度快，并解决了DSP系统中存储资源分派等核心性问题。
6.2此后努力方向
本文关于红外图像解决技术研究以达到了预期技术规定，但依然有许多问题有待进一步研究：
l、红外图像非均匀性校正算法进一步研究。非均匀性是影响红外热图像质量重要因素，也是影响红外测温成果精确性一种重要因素，本文采用校正办法对系统非均匀性带来图像噪声校正效果良好，但是实时效果不明显，因此，研究更好非均匀性校正算法是很有必要。
2、温度标定工作进一步改进，运用查表法与曲线拟合法相结合办法，或对BP神经网络办法进行改进，从而更好地提高温度标定精确性。

参照文献
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（4）任丽香，马淑芬．TMS324C6000系列I)SPs原理与应用[M]，北京：北京航空航天大学出版杜，
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