面对新冠肺炎，FPGA能做什么？
发布时间2020-02-13
2020年伊始，新型冠状病毒肺炎突然爆发并迅速蔓延，严格的防控措施成了这场战“疫”的关键。而随着春节后大流量的返程，工厂也陆续开工，车站、机场、工业园区、厂区、社区的出入口人多复杂，防控难度进一步加大。传统的一对一测温防控，效率很低，还容易导致人群聚集。通过红外热成像仪，提高测温的准确性的同时又能极大提高人群通行量，是急需补充的关键设备。
安路科技是中国本土的FPGA供应商，本文给出了一种基于FPGA的实时红外图像测温系统的设计方案。
系统工作原理：红外传感器探测热量的辐射，并转换为电信号，该信号由高速ADC转换为数字信号，FPGA采集数字信号并合成为图像，可通过DAC将处理后的图像接到显示器上监视。MCU完成管理、告警处理等。
这里选用FPGA，主要是因为红外图像需要做实时处理，一般用到主要算法有非均匀校正、盲点插值、中值滤波、直方图均衡、伪色彩变换等。红外传感器的动态扫描范围比较大，需要把采集到的灰度量化，把温度变化范围转换为n阶的灰度范围，来提高人体测温范围的图像分辨度，这里需要对原始灰度进行拉伸和压缩，算法处理后可以有效地平衡图像的灰度分布，使视觉特征更真实，图像细节更详细。伪色彩变换也是一种增强技术，其实质就是把人眼难以分辨的灰度转换为伪色彩图像，这个变换过程需要一个映射函数，这个函数可以是线性或非线性的，一对三映射到R、G、B三种颜色数值。最后输出的伪色彩图像将大大提高检视人员的工作效率。
FPGA拥有强大的并行处理能力以及丰富的逻辑资源，可以逐点读入并处理图像，天然适用于各类图像处理应用。这里选用安路科技的FPGA型号为EG4S20，它具备20K逻辑单元，并合封了64Mbits的SDRAM，此SDRAM可以用来保存校正参数、图像数据等，大大简化电路的复杂度，缩短系统开发的周期，而且性价比高，有着广泛的应用前景。
EG4S20系列FPGA选型表：
