江泽安，张凯临

（中国海洋大学 信息科学与工程学院，山东 青岛 266100）

基于FPGA图像处理的天空云量采集显示系统

江泽安，张凯临

（中国海洋大学 信息科学与工程学院，山东 青岛 266100）

云量对气候研究具有十分重要的意义，常规的观测主要以目测来实现，而复杂高精测量则通过精密的全天空成像仪实现。为了实现方便快捷的云量测量的目的，我们提出设计实现一个基于FPGA图像处理的天空云量采集显示系统。系统通过结合对CMOS面阵传感器的数据进行FPGA片内设计和NiosⅡ软核设计进行实验，得出可以实现天空云量图像的显示和测量功能的结果。经实验测量表明，该系统操作简单，运行稳定，达到设计要求。

云量；FPGA；图像处理；采集显示

在气象观测领域，一般云量测量都是通过目测来完成的人为主观因素很大。而目前基于不同技术的器测方法正在发展，由于星载设备的时空分辨率低、动态范围大、不能实时测量等缺点，气象观测对地基设备的需求越来越迫切。有一些地基遥感测云仪器已应用到估测低云云量的业务中。经查阅文献资料[1]，地基遥感云量观测技术大致可分为3种：红外辐射技术、可见光成像技术、多波段辐射技术[2]。都是通过对天空云量进行采集，在经过系统运算得出数据指标。文中介绍简单的基于FPGA的云量图像采集显示和处理的系统。

1 硬件设计

系统使用FPGA芯片为核心。根据需要选择了Altera公司研发的CycloneIV系列的EP4CE55F23I7[3]。所有Cyclone IV FPGA只需要两路电源供电即可，因此设计有专门的供电模块以保证FPGA高速数据处理时的稳定性，相对构成简单，降低了电路板成本。……