基于FPGA的频域幸运成像算法

摘要: 幸运成像技术是一种事后图像恢复技术，它能够有效减小大气湍流对图像质量的影响。传统的频域幸运成像算法在效果上优于传统的空域算法，它主要由图像预处理、数据选择和数据叠加三部分组成。本文提出了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的频域幸运成像算法，并在FPGA平台上构建了频域幸运成像的实验系统。本系统通过二维转换为两个一维实现的处理方式对天文图像数据进行了二维快速傅里叶变换（2D-FFT），采用频域数据的实部平方与虚部平方之和代替幅值进行数据选择，所得到的高分辨率图像与基于中央处理器（CPU）算法处理的结果基本相同。本实验系统能对2000帧128128像素的图像进行频域幸运成像处理，比传统的基于CPU频域幸运成像算法速度快13倍多，实现了对传统的频域幸运成像算法进行加速，同时也为将来频域幸运成像的实时化提供了一种可行的技术方案。