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核心職責
核心紅外圖像處理算法的FPGA實現(xiàn)與優(yōu)化：
非均勻性校正： 設計并實現(xiàn)高性能的NUC算法（兩點、多點校正、基于場景的校正等），處理紅外焦平面陣列的響應非均勻性，是紅外圖像質(zhì)量的基礎(chǔ)。這是最核心、挑戰(zhàn)性的FPGA任務之一。
盲元檢測與補償： 實時檢測并補償探測器中的壞點（盲元）。
時域濾波： 實現(xiàn)幀間累加平均、運動目標檢測等算法，提升圖像信噪比或?qū)崿F(xiàn)特定功能。
空域濾波： 實現(xiàn)實時圖像增強算法（如直方圖均衡化、對比度拉伸、細節(jié)增強、降噪濾波等）。
壞點校正/插值： 對盲元或特定壞點進行像素級修復。
測溫算法支持： 實現(xiàn)輻射定標、發(fā)射率校正等測溫核心步驟的底層計算（可能涉及浮點或定點高精度運算）。
圖像幾何變換： 電子穩(wěn)像、數(shù)字變焦等功能的實現(xiàn)。
圖像處理流水線架構(gòu)設計：
設計高效、低延遲、高吞吐量的圖像處理數(shù)據(jù)流架構(gòu)。
合理劃分處理模塊（預處理、主處理、后處理），優(yōu)化數(shù)據(jù)帶寬和存儲訪問。
利用FPGA的并行性（流水線、多核并行）最大化算法性能。
系統(tǒng)集成與接口處理：
與探測器數(shù)字讀出電路接口，接收原始紅外圖像數(shù)據(jù)（LVDS, SLVS-EC等）。
實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換、緩存、重組。
與后端處理器（如ARM, DSP）或視頻輸出接口（HDMI, SDI, GigE Vision, Camera Link）對接。
可能涉及片上系統(tǒng)設計（如Xilinx Zynq, Intel Cyclone V/10 SoC）中PS-PL交互。
資源優(yōu)化與低功耗設計：
針對FPGA的有限資源（邏輯單元、DSP Slice、BRAM）進行算法精簡化、定點化、資源復用設計。
優(yōu)化功耗，對關(guān)鍵模塊進行門控時鐘、動態(tài)頻率調(diào)整等設計。
時序約束分析與收斂：
定義和滿足關(guān)鍵路徑的時序約束，確保系統(tǒng)在目標頻率下穩(wěn)定運行。
進行時序分析、優(yōu)化和收斂工作。
仿真、驗證與調(diào)試：
使用HDL仿真工具進行模塊級和系統(tǒng)級仿真。
利用FPGA廠商的在線調(diào)試工具進行板級調(diào)試。
配合光學、探測器團隊進行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)和圖像質(zhì)量評估與優(yōu)化。
編寫測試平臺和測試用例。
技術(shù)預研與創(chuàng)新：
跟蹤最新的FPGA技術(shù)、紅外圖像處理算法和行業(yè)趨勢。
探索和評估新算法在FPGA上實現(xiàn)的可行性及性能提升潛力。
必備技能與知識
深厚的FPGA開發(fā)能力：
精通硬件描述語言： VHDL 和/或 Verilog。
熟悉FPGA開發(fā)工具鏈： Xilinx Vivado/Vitis HLS, Intel Quartus Prime。
掌握高級綜合： 熟悉HLS工具（如Vitis HLS）用于算法加速和快速原型開發(fā)是顯著優(yōu)勢。
深刻理解FPGA架構(gòu)： 邏輯單元、DSP Slice、Block RAM、時鐘管理、高速收發(fā)器等。
時序分析與約束： 熟練編寫時序約束文件，理解靜態(tài)時序分析報告。
仿真與調(diào)試： Modelsim/QuestaSim, VCS, ILA/ChipScope等工具。
接口協(xié)議： AXI4（Stream, Lite, Full）, AXI4-Stream是SoC設計核心。
扎實的圖像處理算法基礎(chǔ)：
深刻理解數(shù)字圖像處理核心概念：濾波、變換、增強、特征提取等。
特別精通紅外圖像處理特有算法： NUC (各種方法)、盲元補償、紅外圖像噪聲模型與降噪、紅外測溫原理。
熟悉常見圖像處理算法在硬件實現(xiàn)上的特點（定點化、并行化、流水線化）。
紅外技術(shù)基礎(chǔ)知識：
了解非制冷紅外探測器（微測輻射熱計）的工作原理、特性和主要性能參數(shù)（NETD, 響應率等）。
了解紅外成像系統(tǒng)的基本組成和工作流程。
理解紅外圖像的特點（低對比度、高噪聲、非均勻性等）。
數(shù)學與信號處理基礎(chǔ)：
線性代數(shù)、微積分、概率統(tǒng)計。
數(shù)字信號處理理論（濾波器設計、FFT等）。
嵌入式系統(tǒng)概念：
理解處理器（ARM, DSP）與FPGA的協(xié)同工作方式（SoC架構(gòu)）。
了解常見外設接口和總線協(xié)議。
編程能力：
必備： C/C++ (用于HLS、測試平臺、嵌入式軟件交互)。
重要： Python/Matlab (用于算法原型驗證、數(shù)據(jù)分析、自動化腳本)。
了解： Tcl (用于工具腳本)。
軟技能：
強大的問題分析與解決能力： 解決復雜的算法實現(xiàn)和硬件調(diào)試問題。
優(yōu)秀的溝通能力： 與光學、探測器、軟件、系統(tǒng)工程師有效協(xié)作。
文檔能力： 編寫清晰的設計文檔、接口文檔、測試報告。
項目管理意識： 能管理自己的任務和進度。
持續(xù)學習能力： 技術(shù)更新快，需不斷學習新工具、新算法、新器件。