基于FPGA的频域幸运成像算法

作者：黄学明; 李彬华^*; 王锦良

来源：天文研究与技术, 2022, 19(03): 253-263.

DOI：10.14005/j.cnki.issn1672-7673.20210730.002

• 幸运成像
• 大气湍流
• 2D-FFT
• 频域
• 现场可编程门阵列

幸运成像技术是一种事后图像恢复技术，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的效果优于空域算法，主要由图像预处理、数据选择和数据叠加3部分组成。提出了一种基于现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array, FPGA)的频域幸运成像算法，并在现场可编程门阵列上构建了频域幸运成像的实验系统。本系统通过将二维转换为两个一维的处理方式对天文图像数据进行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，得到的高分辨率图像与基于中央处理器(Central Processing Unit, CPU)算法处理的结果基本相同。本实验系统能对2 000帧128×128像素的图像进行频域幸运成像处理，比传统的基于中央处理器频域幸运成像算法速度快13倍多，实现了对传统频域幸运成像算法的加速，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。

• 单位
  昆明理工大学; 自动化学院