一种面向后向投影成像的高速自适应γ滤波硬件实现方案

摘要

随着公共安全形势的日益复杂化,室内安检对成像精度与实时性的需求持续提升.传统的X射线及毫米波成像系统在安全性、分辨率及抗干扰能力方面存在不足,近场合成孔径雷达凭借高分辨率与非接触优势成为重要发展方向.后向投影算法虽然可实现精确聚焦,但是散斑噪声显著影响图像质量,限制其在工程领域的应用.针对这一问题,本文提出了一种面向后向投影成像的快速滤波策略及硬件化方案.在算法层面,通过积分图像快速计算局部统计量,并结合自适应γ滤波建模,实现高效散斑抑制,同时清晰保留图像的边缘细节信息;在硬件层面,采用图像分块、多单元并行复用及流水线架构,加速滤波运算并降低延时,同时通过邻域扩展解决分块边缘失真问题.实验表明,该方法在300×300孔径数据场景下将滤波时间由600.78 ms缩短至6.67 ms,等效视数由5.19提升至11.47,边缘结构偏差由0.19降至0.13,峰值信噪比达到39.27 dB,显著优于传统的Lee滤波或者Kuan滤波.硬件实现结果表明,该架构在资源利用率和实时性方面均具优势,验证了其在高效、可扩展的室内合成孔径雷达成像滤波中的实用性,为新一代室内安检系统提供了可靠的技术支撑.

关键词

自适应γ滤波 / 积分图像 / 图像分割