电子稳像技术作为图像处理的一个重要发展方向,在稳像平台的实时性、准确性和可靠性方面具有显著作用。电子稳像系统在军工和民用领域得到广泛应用,推动了目标跟踪技术和视频增强技术的快速发展。同时随着硬件和软件的快速发展,电子设备小型化进程日新月异,原有的串行图像匹配检测工作方式阻碍了视频处理系统实时稳像的进一步发展。因此,探索并行处理稳像数据的新方法,对提高电子稳像系统的性能,具有重要工程应用价值。论文针对传统电子稳像技术的缺陷,构建了基于灰度投影的FPGA实时电子稳像平台,主要研究工作和贡献如下:1.分析了经典的运动估计算法,并总结出算法的适用场景和优缺点。基于两种运动补偿算法的适用场景和优缺点,提出了有效的帧补偿方法和稳像评价标准。2.进行了电子稳像技术的理论分析、算法选择和仿真分析。通过理论分析,解释了选择灰度投影运动估计的原因。选择灰度投影稳像算法,按照图像预处理、灰度投影、投影滤波、互相关计算、运动补偿的流程,奠定了硬件实现的基础。3.提出了基于FPGA的电子稳像硬件设计方案。从图像采集模块和算法硬件移植两方面阐述了稳像系统的工作方式,灰度投影模块通过图像裁切保证了运动估计需要的时间和系统的补偿精度;基于FPGA的并行特性,引入快速中值滤波算法和行场变换图像补偿技术,减小了视频序列的存储延迟,提高了系统响应速度。本文采用XILINX公司的FPGA开发板,配合VIVADO软件对图像采集、图像预处理、灰度投影估计、运动补偿及图像显示进行在线仿真和测试。实验结果表明基于FPGA平台的灰度投影稳像系统可以实现10×10的稳像范围补偿,设备保真度高,处理速度可以达到每秒30帧的民用标准,对抖动序列有较好的稳像效果。