题目：红外高速图像采集系统的软件设计与研究

本文研究的基于PXI总线的图像采集系统是针对空空导弹研究院的一个工程项目来实现的。基于红外图像高速、连续、实时、数据量大的特性，高速图像采集处理中容易出现丢帧、显示速率达不到要求、存储压力过大、系统运行可靠性低等问题。因此，解决这一系列难点对提高测试性能具有重大意义。通过对任务要求的具体分析，考虑到功能实现的完备性，调试的便利性以及内存管理的高效性，该系统应用了模块化独立设计方式。将系统功能分解成三个主要功能模块来实现图像采集、模拟信号采集发送、串口通讯任务要求。论文简要介绍了三个功能采集板卡的应用，重点对自行开发的图像调理板卡做了详细说明，尤其对由FPGA和SRAM构成的双缓冲设计思想做了详细讲解。软件设计方面，为了解决高速采集与图像处理速度不匹配的技术难题，采用了多缓冲采集技术，使采集速率高达40MB/s，丢帧率不足1%；为了解决实时显示速率达不到要求以及图像控制受限的问题，开拓性的采用了OpenGL图形加速技术，使显示速率高达80f/s，无闪烁现象发生，并解决了图像区域固定等问题；为了突破最大4GB文件存储的局限，大胆应用了内存映射机制，将数据存储量提升到16EB的空间，并完成了实时存储10GB文件的任务；此外，在挖掘Windows系统资源的基础上，设计中应用了多线程技术，极大提高了CPU的利用率和系统运行效率，保证了图像采集显示的同步性；监听线程的设计提高了串口事件的响应速度，保证了通讯的实时性；对线程同步的处理也进一步保证了系统运行的安全可靠性。最后，论文提出了系统的扩展方向，对图像数据的压缩提出了展望。目前，该系统已成功应用于某重点型号导弹的性能测试中，运行状态良好，为该型号导弹的设计改进提供了强有力的技术支撑。此外，该系统不仅具有项目的专用性，同时某些完善的功能模块也具有一定的通用性，它的研制成功为国防领域中高速图像采集硬件和软件的设计提供了可行的探索和基础研究。