在衛(wèi)星遙感設(shè)備中,隨著遙感技術(shù)的發(fā)展和對(duì)傳輸式觀測(cè)衛(wèi)星遙感圖像質(zhì)量要求的不斷提高,航天遙感圖像的分辨率和采樣率也越來(lái)越高,由此引起高分辨率遙感圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量和傳輸數(shù)據(jù)量的急劇增長(zhǎng),然而衛(wèi)星信道帶寬有限。為了盡量保持高分辨率遙感圖像所具有的信息,必須解決輸入數(shù)據(jù)碼率和傳輸信道帶寬之間的矛盾。所以星載高分辨率遙感圖像數(shù)據(jù)的高保真、實(shí)時(shí)、大壓縮比壓縮技術(shù)就成了解決這一矛盾的關(guān)鍵技術(shù)。FPGA器件為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮提供了一種壓縮算法的硬件實(shí)現(xiàn)的一個(gè)理想的平臺(tái)。FPGA器件集成度高,體積小,通過(guò)用戶編程實(shí)現(xiàn)專門(mén)應(yīng)用的功能。它允許電路設(shè)計(jì)者利用基于計(jì)算機(jī)的開(kāi)發(fā)平臺(tái),經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)輸入,仿真,測(cè)試和校驗(yàn),直到達(dá)到預(yù)期的結(jié)果,減少了開(kāi)發(fā)周期。小波變換能夠適應(yīng)現(xiàn)代圖像壓縮所需要的如多分辨率、多層質(zhì)量控制等要求,在較大壓縮比下,小波圖像壓縮質(zhì)量明顯好于DCT變換,因此小波變換成為新一代壓縮標(biāo)準(zhǔn)JPEG2000的核心算法。同時(shí),小波變換的提升算法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,能夠?qū)崿F(xiàn)快速算法,有利于硬件實(shí)現(xiàn),因此提升小波變換對(duì)于采用FPGA或ASIC來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像變換來(lái)說(shuō)是很好的選擇。本文針對(duì)衛(wèi)星遙感圖像的數(shù)據(jù)流,主要研究可以對(duì)衛(wèi)星圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)二維小波變換的方案。針對(duì)提升小波變換的VLSI結(jié)構(gòu)和FPGA設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù),從邊界延拓、濾波器結(jié)構(gòu)、整數(shù)小波、定點(diǎn)運(yùn)算、原位運(yùn)算等方面進(jìn)行了研究和討論,并且完成了針對(duì)衛(wèi)星遙感圖像的分塊二維9/7提升小波變換的FPGA實(shí)現(xiàn)。采用VerIlog語(yǔ)言對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,并將仿真結(jié)果同matlab仿真結(jié)果進(jìn)行了比較,比較結(jié)果表明該方案能實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)星遙感圖像數(shù)據(jù)流的二維提升小波變換的功能。同時(shí)QuartusII綜合結(jié)果也表明,系統(tǒng)時(shí)鐘能夠工作在很高的頻率,可以滿足高速實(shí)時(shí)對(duì)衛(wèi)星圖像的小波變換處理。
標(biāo)簽: FPGA 提升機(jī) 二維 離散小波
上傳時(shí)間: 2013-06-15
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填補(bǔ)了制絨工藝數(shù)據(jù)的空白,為今后設(shè)計(jì)研發(fā)出更有利于大規(guī)模生產(chǎn)線上應(yīng)用的清洗設(shè)備奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
標(biāo)簽: 工藝
上傳時(shí)間: 2013-07-03
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條碼技術(shù)是隨通信技術(shù),計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的一種。根據(jù)二進(jìn)制編碼規(guī)則對(duì)應(yīng)形成的由對(duì)光反映率不同的條、空組成的圖形,經(jīng)光電掃描識(shí)讀器掃描,將采集的信息經(jīng)處理器進(jìn)行處理,從而達(dá)到自動(dòng)識(shí)別的目的。條碼技術(shù)自出現(xiàn)以來(lái),得到了人們的普遍關(guān)注,發(fā)展十分迅速,已廣泛用于交通運(yùn)輸、商業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、制造業(yè)、倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)、郵電業(yè)等領(lǐng)域,極大的提高了數(shù)據(jù)采集和信息處理的速度,提高了工作效率,并為管理的科學(xué)化、信息化和現(xiàn)代化作出了貢獻(xiàn)。目前常用的是一維條碼,但一維條碼最大的弱點(diǎn)就是表征的信息量是有限的,需要依賴外部數(shù)據(jù)庫(kù)支持,離開(kāi)這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)條碼本身就沒(méi)有意義了。二維條碼克服了這一弱點(diǎn),它是在一維條碼基礎(chǔ)上形成的高密度、高信息量的條碼,可以將大量信息在小區(qū)域內(nèi)編碼,它本身就是一個(gè)完整的數(shù)據(jù)文件,是實(shí)現(xiàn)證件、卡片等信息存儲(chǔ)、攜帶并可以通過(guò)機(jī)器自動(dòng)識(shí)讀的理想方法。 本課題采用流行的嵌入式技術(shù),采用S3C44BOX作為二維條碼PDF417識(shí)別器的數(shù)據(jù)采集終端,該終端內(nèi)嵌μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng),將應(yīng)用分解成多任務(wù),簡(jiǎn)化了應(yīng)用系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì);使控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性得到了保證,提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性;同時(shí)也增強(qiáng)了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的可延續(xù)性。 本課題的主要任務(wù)是PDF417(Portable Data File)二維條碼圖像的識(shí)別。先由掃描儀或照相機(jī)獲取二維條碼的原始圖像,再由PC(Personal Computer)計(jì)算機(jī)中的圖象處理程序?qū)D象數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,然后在條碼中定位單個(gè)碼字符號(hào)的圖像,利用算法識(shí)別出單個(gè)碼字符號(hào)。本文在條碼圖像的預(yù)處理方面進(jìn)行了算法改進(jìn),取得了較好的成果,能夠有效的去掉干擾噪聲和圖像定位。通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:本課題研究的二維條碼識(shí)別系統(tǒng)是比較令人滿意的。
上傳時(shí)間: 2013-08-01
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三相spwm信號(hào)是由高頻載波和三相調(diào) 制波比較而得的,三相svpwm信號(hào)也可理解為由高頻載波和三相調(diào)制波比較而得,區(qū)別是前者的三相調(diào)制波是三相對(duì)稱的正弦波,后者的三相調(diào)制波是三相對(duì)稱的馬鞍形波,馬鞍形波由正弦波和一定幅值的三次諧波復(fù)合而成。但令人回味的是,svpwm的最初出現(xiàn)和發(fā)展卻和以上思路大相徑庭,其完全從空間矢量的角度出發(fā),后來(lái)人們才發(fā)現(xiàn)svpwm和spwm的以上淵源[1]。至今svpwm已在三相或多相逆變器中得以廣泛應(yīng)用,其原因有兩個(gè),一是采用svpwm的逆變器輸出相電壓中的基波含量高于采用spwm的逆變器[2][3],二是dsp的快速運(yùn)算能力可以實(shí)時(shí)計(jì)算開(kāi)關(guān)時(shí)間。但在實(shí)際應(yīng)用svpwm時(shí),往往對(duì)以下問(wèn)題感到疑惑:svpwm算法的推導(dǎo)、開(kāi)關(guān)向量的選擇、dsp的實(shí)現(xiàn)、逆變器輸出相電壓有效值的大小。本文的內(nèi)容將有助這些疑惑的解決,更靈活地應(yīng)用svpwm算法。
上傳時(shí)間: 2013-06-05
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較高性能的永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)更新電機(jī)參數(shù),文章中采用一種在線辨識(shí)永磁同步電機(jī)參數(shù)的方法。這種基于最小二乘法參數(shù)辨識(shí)方法是在轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下進(jìn)行的,通過(guò)MATLAB/SIMULINK對(duì)基于最小二乘法的永磁同步電機(jī)參數(shù)辨識(shí)進(jìn)行了仿真,仿真結(jié)果表明這種電機(jī)參數(shù)辨識(shí)方法能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地更新電機(jī)控制參數(shù)。 關(guān)鍵詞:永磁同步電機(jī);參數(shù)辨識(shí);最小二乘法
標(biāo)簽: 最小二乘法 參數(shù)辨識(shí) 仿真研究
上傳時(shí)間: 2013-06-06
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二次雷達(dá)(Secondary Surveillance Radar)是民航空中管制(Air Traffic Control)和軍事敵我識(shí)別(Identification Friend or Foe)系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分,由于這兩個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域都要求很高的可靠性和穩(wěn)定性,因此,二次雷達(dá)一直是國(guó)內(nèi)外雷達(dá)信號(hào)處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn).傳統(tǒng)的機(jī)載二次雷達(dá)應(yīng)答器普遍采用中小規(guī)模集成電路和分立元件設(shè)計(jì),其穩(wěn)定性和可靠性差,實(shí)時(shí)處理能力也很有限,無(wú)法完成高密度、大容量的應(yīng)答.針對(duì)這些缺陷,本論文提出一種全新的應(yīng)答數(shù)字信號(hào)處理器硬件結(jié)構(gòu),即FPGA+DSP的混合結(jié)構(gòu).這種硬件體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是可靠性高,集成度高,通用性強(qiáng),適于模塊化設(shè)計(jì),處理速度快,能實(shí)時(shí)處理多個(gè)應(yīng)答信號(hào),以及進(jìn)行置信度分析和生成報(bào)表.此項(xiàng)目中,本文作者主要負(fù)責(zé)FPGA部分硬件設(shè)計(jì).FPGA主要完成雙通道數(shù)據(jù)采集、產(chǎn)生視頻信號(hào)和旁瓣抑制信號(hào)、計(jì)算當(dāng)前飛機(jī)相對(duì)本地接收天線的方位和距離、與DSP實(shí)時(shí)交換數(shù)據(jù)、上傳報(bào)表等功能.論文詳細(xì)分析了接收機(jī)信號(hào)處理算法在FPGA中的硬件實(shí)現(xiàn)方案,在提高系統(tǒng)可靠性、堅(jiān)固性以及FPGA資源的合理利用方面做了深入的探討.同時(shí)給出不同層次關(guān)鍵模塊的HDL實(shí)現(xiàn)及其時(shí)序仿真結(jié)果.
標(biāo)簽: FPGA 機(jī)載 二次雷達(dá) 硬件系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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該論文介紹二次雷達(dá)的基本概念、發(fā)展歷史、工作流程和運(yùn)作機(jī)理以及單脈沖二次雷達(dá)的系統(tǒng)原理,并且對(duì)傳統(tǒng)的單脈沖二次雷達(dá)應(yīng)答信號(hào)處理器的硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),提出一種全新的應(yīng)答處理器硬件結(jié)構(gòu),即FPGA+DSP的混合結(jié)構(gòu).這種硬件結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)靈活,有較強(qiáng)的通用性.該論文圍繞FPGA+DSP這種數(shù)字信號(hào)處理的硬件結(jié)構(gòu),闡述了它在單脈沖二次雷達(dá)應(yīng)答數(shù)字信號(hào)處理器中的應(yīng)用,使用VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)FPGA程序,并且給出主要模塊的仿真結(jié)果.FPGA主要完成距離計(jì)數(shù)、方位計(jì)數(shù)、脈沖分解、產(chǎn)生應(yīng)答數(shù)據(jù)送給DSP、與PC104交換報(bào)表等功能.長(zhǎng)時(shí)間的成功試驗(yàn)表明,基于FPGA和DSP技術(shù)的二次雷達(dá)應(yīng)答信號(hào)處理器在3毫秒內(nèi)可以同時(shí)處理四個(gè)重疊應(yīng)答,計(jì)算所接收的每一個(gè)脈沖的到達(dá)方向,得到真實(shí)脈沖并且給出脈沖置信度.系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期的目的.該課題的另外一個(gè)重要意義是對(duì)傳統(tǒng)的二次監(jiān)視雷達(dá)應(yīng)答信號(hào)處理器進(jìn)行了改進(jìn),使單脈沖二次雷達(dá)系統(tǒng)的應(yīng)答處理能力在可靠性、穩(wěn)定性和系統(tǒng)精度三個(gè)方面有質(zhì)的飛躍.
標(biāo)簽: FPGA DSP 二次雷達(dá) 處理器
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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小波變換是一種新興的理論,是數(shù)學(xué)發(fā)展史上的重要成果。它無(wú)論對(duì)數(shù)學(xué)還是對(duì)工程應(yīng)用都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。最新的靜態(tài)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)JPEG2000就以離散小波變換(DWT)作為核心變換算法。 本文首先較為詳細(xì)地分析了小波變換的理論基礎(chǔ),對(duì)多分辨率分析、Mallat算法和提升算法做了介紹。然后分析了JPEG2000所采用的小波濾波器,并引入了一個(gè)新的LS97小波。該小波系數(shù)簡(jiǎn)單、易于硬件實(shí)現(xiàn),并且與CDF97小波有很好的兼容性,可作為CDF97小波的替代者。使用Matlab對(duì)CDF97小波和LS97小波的兼容性做仿真測(cè)試,結(jié)果表明這兩個(gè)小波具有幾乎相同的性能。在確定所用的小波后,本文設(shè)計(jì)了二維離散小波變換的硬件結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)標(biāo)準(zhǔn)二維小波變換做了優(yōu)化,即將行變換和列變換的歸一化步驟合并計(jì)算,這樣可以減少兩次乘法操作。另外還使用移位加代替乘法,提取移位加中的公共算子等方式來(lái)優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)于邊界數(shù)據(jù)的處理,本文采用了嵌入式對(duì)稱延拓技術(shù),不需要額外的緩存,節(jié)約了硬件資源。為提高硬件利用率,本文將LeGall53小波變換和LS97小波變換統(tǒng)一起來(lái),只要一個(gè)控制信號(hào)就可實(shí)現(xiàn)兩者之間的轉(zhuǎn)換。本文所提出的結(jié)構(gòu)采用基于行的變換方式,只需要六行中間數(shù)據(jù)即可完成全部行數(shù)據(jù)的小波變換。采用流水線技術(shù)提高了整個(gè)設(shè)計(jì)的運(yùn)行速度。最后也給出了二維離散小波反變換的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)。 在完成硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,使用Verilog硬件描述語(yǔ)言對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行了完全可綜合的RTL級(jí)描述,采用同步設(shè)計(jì),提高了可靠性。在Xilinx公司的FPGA開(kāi)發(fā)軟件ISE6.3i中對(duì)正反小波變換做了仿真和實(shí)現(xiàn),結(jié)果表明,本設(shè)計(jì)能高速高精度地完成正反可逆和不可逆小波變換,可以滿足各種實(shí)時(shí)性要求。
上傳時(shí)間: 2013-07-25
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對(duì)弓網(wǎng)故障的檢測(cè)在列車(chē)提速的今天顯得尤其重要,原始故障圖像數(shù)據(jù)量的巨大使實(shí)時(shí)存儲(chǔ)和傳輸故障圖像極其困難。JPEG作為一種低復(fù)雜度、高壓縮比的圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)在多媒體、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)阮I(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。和相同圖像質(zhì)量的其它常用文件格式(如GIF,TIFF,PCX)相比,JPEG是目前靜態(tài)圖像中壓縮比最高的。 FPGA以其設(shè)計(jì)靈活、高速的卓越特性,逐漸成為許多應(yīng)用中首先器件,尤其是與Verilog和VHDL等語(yǔ)言的結(jié)合,大大變革了電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,加速了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)程。 本文旨在研究并實(shí)現(xiàn)一種實(shí)時(shí)采集并對(duì)特定幀進(jìn)行壓縮傳輸?shù)姆椒āMㄟ^(guò)采用可編程邏輯器件FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)采集、顯示、壓縮和傳輸,使系統(tǒng)具有可定制、高速度等優(yōu)點(diǎn)。 本文首先介紹了開(kāi)發(fā)硬件可編程邏輯門(mén)陣列FPGA及其開(kāi)發(fā)語(yǔ)言Veridlog,并介紹了FPGA的設(shè)計(jì)方法及開(kāi)發(fā)流程;接著介紹了PAL制視頻采集的相關(guān)知識(shí)及設(shè)計(jì),其中主要包括基于I2C總線的模擬視頻解碼控制、視頻的數(shù)字化ITU-R BT.601標(biāo)準(zhǔn)介紹及視頻同步信號(hào)的獲取、基于SDRAM的視頻幀存儲(chǔ)、VGA顯示控制設(shè)計(jì);隨后介紹了JPEG標(biāo)準(zhǔn),并根據(jù)故障檢測(cè)的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了針對(duì)灰度圖像壓縮的JPEG編碼器,設(shè)計(jì)中先分別對(duì)組成JPEG編碼器的二維DCT變換模塊、量化模塊、Z字掃描模塊、變換直流系數(shù)的差分脈沖編碼模塊、交流系數(shù)的游程編碼模塊、哈夫曼編碼模塊及打包模塊進(jìn)行了仿真測(cè)試,然后再對(duì)整個(gè)JPEG編碼器進(jìn)行了測(cè)試;最后設(shè)計(jì)了單幀視頻的SRAM緩存,并將緩存的源圖像采用本文設(shè)計(jì)的JPEG編碼器進(jìn)行壓縮,再設(shè)計(jì)一個(gè)僅包含發(fā)送功能的UART 將壓縮后的碼流傳輸?shù)絇C機(jī),在PC機(jī)上通過(guò)將接收的碼流以ASCⅡ碼的形式還原為采集圖片。 本文實(shí)現(xiàn)了整個(gè)采集壓縮系統(tǒng),同時(shí)也進(jìn)一步驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)的灰度圖像JPEG編碼器的正確性。相信本文無(wú)論是對(duì)弓網(wǎng)故障的圖像檢測(cè),還是對(duì)于JPEG編碼器的芯片設(shè)計(jì)都有一定的參考價(jià)值。
標(biāo)簽: FPGA JPEG 壓縮系統(tǒng)
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·書(shū) 名 電路設(shè)計(jì)與制板——Protel DXP入門(mén)與提高 作 者 老虎工作室 出 版 社 人民郵電出版社 書(shū) 號(hào) 115-10745-9 系 列 書(shū) 圖形圖像處理類圖書(shū) 責(zé)任編輯 李永濤 開(kāi)本 16 出版時(shí)間 2003年2月 字?jǐn)?shù)
標(biāo)簽: Protel nbsp DXP 電路設(shè)計(jì)
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