1、隨著數字成像技術在衛(wèi)星遙感、生物醫(yī)療、公共安全等領域的廣泛應用，人們對數字圖像質量的要求也越來越高，現(xiàn)有成像設備的分辨率往往不能滿足實際需求。圖像超分辨率技術能夠在不改變現(xiàn)有成像設備的前提下，只采用合適的數字信號處理方法，即可提升圖像的分辨率，在成本上具有很大的優(yōu)勢，因此近年來受到了廣泛的關注。然而，大部分的超分辨率技術都需要借助計算機來完成，無法實現(xiàn)實時處理，極大地限制了該技術的應用范圍。因此，將超分辨率技術與嵌入式系統(tǒng)結合，研發(fā)小型

2、化、便攜式的圖像處理產品，具有重要的實用意義。
　　本文的研究目標是設計超分辨率重建系統(tǒng)，實現(xiàn)對圖像的脫機超分辨率處理。主要研究內容包括圖像超分辨率處理系統(tǒng)的硬件平臺設計、超分辨率算法的選取與改進、算法的硬件實現(xiàn)及系統(tǒng)優(yōu)化等。具體工作如下：
　　（1）設計了一種以ARM+FPGA為框架的嵌入式圖像處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)以ARM為控制中心，以FPGA為數據處理中心，具有良好的系統(tǒng)管理能力和出色的數據并行處理能力，能滿足大部分圖像處理

3、算法對硬件的要求。
　?。?）分析了現(xiàn)有圖像超分辨率算法的優(yōu)缺點。在考慮硬件移植的基礎上，針對嵌入式系統(tǒng)的特點，選取了基于稀疏表示的超分辨率算法作為本系統(tǒng)的重建算法。
　?。?）研究嵌入式Linux移植的方法，介紹如何建立交叉編譯環(huán)境，并給出u-boot和Linux內核裁剪與移植過程。
　?。?）深入探析基于稀疏表示的超分辨率算法的原理，對現(xiàn)有算法進行了部分改進，并采用聯(lián)合字典訓練方式來訓練高低分辨率字典對，提出了基于

4、分類的多字典重建算法、優(yōu)化了圖像特征的提取算子。實驗結果表明，這些改進能夠提高圖像的重建質量、降低算法的運行時間。
　?。?）根據系統(tǒng)軟硬件的特點，給出了算法的移植方案和移植過程，將能夠并行處理且運算量較大的OMP算法移植到FPGA中，其余部分由ARM處理完成，在此基礎上，給出了系統(tǒng)的優(yōu)化方案，包括算法的優(yōu)化，編譯的優(yōu)化和硬件系統(tǒng)的優(yōu)化。
　?。?）完成系統(tǒng)的整體調試，并利用該系統(tǒng)實現(xiàn)圖像的超分辨率重建，驗證了系統(tǒng)的有效性。