近年來，紅外探測系統(tǒng)因其具有隱蔽性，抗干擾性，全天候工作等特點，在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中具有重要的作用，而紅外圖像中小目標(biāo)的檢測將直接影響制導(dǎo)系統(tǒng)的有效作用距離及設(shè)備的復(fù)雜程度，在紅外成像制導(dǎo)和預(yù)警系統(tǒng)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。
　　一般說來，由于小目標(biāo)距離較遠，因而在成像系統(tǒng)中表現(xiàn)為微弱特性，并且沒有形狀和結(jié)構(gòu)特征或特征不明顯。同時，由于高于絕對零度的物體均有紅外輻射能力，所以自然界中的干擾源很多，很難準確地檢測出真正的目標(biāo)。
　　本文在數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)Top-hat算子對于目標(biāo)檢測的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種基于DSP+FPGA的圖像實時處理系統(tǒng)，使其能夠滿足高速采樣數(shù)據(jù)流快速存取，快速運算的要求。
　　1 算法基礎(chǔ)
　　1．1 形態(tài)學(xué)算法
　　數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法是一種非線性濾波方法，它最先被用來處理二值圖像，后來被引用到灰度圖像處理?；舅枷胧牵河靡欢ǖ慕Y(jié)構(gòu)元素去度量和提取圖像中的對應(yīng)形狀，去除不相干的結(jié)構(gòu)，以達到圖像分析和目標(biāo)識別的目的。
　　灰度形態(tài)學(xué)的基本運算有膨脹、腐蝕、開運算和閉運算。基于這些運算，可以推導(dǎo)和組合各種數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)使用算法。
　　設(shè)f（x，y）為輸入圖像，b（x，y）為結(jié)構(gòu)元素，其中（x，y）為圖像平面空間的坐標(biāo)點，f為（x，y）點的灰度值，b為（x，y）點的結(jié)構(gòu)函數(shù)值，Df和Db分別是f和b的定義域，上述4種基本運算的表達式為：
　　
　　其中，開運算有些像非線性低通濾波器，但是又與低通濾波器不同，開運算可以允許高頻部分中大于結(jié)構(gòu)元素的部分通過。Top-hat算子就是利用了開運算的上述性質(zhì)來進行目標(biāo)檢測的。Top-hat算子的定義為：
　　
　　經(jīng)過Top-hat處理后的圖像，目標(biāo)和背景在能量上差別較大，大部分像素都集中在低灰度區(qū)，只有目標(biāo)和小部分噪聲分布在高亮度區(qū)，如圖1所示，圖1（a）為原始圖像，圖1（b）為經(jīng)過Top-hat處理的圖像及其直方圖統(tǒng)計結(jié)果。