隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字圖像處理已經(jīng)成為眾多應(yīng)用系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)。它的發(fā)展主要依賴于兩個(gè)性質(zhì)不同、自成體系但又緊密相關(guān)的研究領(lǐng)域：圖像處理算法及其相應(yīng)的電路實(shí)現(xiàn)。圖像處理系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)—般有三種方式：專用的圖像處理器件集成芯片(Application Specific Integrated Circuit)、數(shù)字信號(hào)處理器(Digital Signal Process)和現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(Field Programmable Gate Array)以及相關(guān)電路組成。它們可以實(shí)時(shí)高速完成各種圖像處理算法。圖像處理中，低層的圖像預(yù)處理的數(shù)據(jù)量很大，要求處理速度快，但運(yùn)算結(jié)果相對(duì)比較簡(jiǎn)單。相對(duì)于其他兩種方式，基于FPGA的圖像處理方式的系統(tǒng)更適合于圖像的預(yù)處理。本文設(shè)計(jì)了—種基于FPGA的小波域圖像去噪系統(tǒng)。首先，闡述了基于小波變換的圖像去噪算法原理，重點(diǎn)討論了小波鄰域閾值(NeighShrink)去噪算法，并給出了該算法相應(yīng)的Matlab 仿真；然后，為了改進(jìn)鄰域閾值去噪算法中對(duì)每個(gè)分解子帶都采用相同鄰域和閾值的缺點(diǎn)，本文提出了基于最小二乘支持向量機(jī)(LS-SVM)分類的鄰域閾值去噪算法和以斯坦無偏估計(jì) (SURE)為準(zhǔn)則同時(shí)結(jié)合小波系數(shù)尺度間關(guān)系的鄰域閾值去噪算法。經(jīng)Matlab實(shí)驗(yàn)表明，相比于其他幾種經(jīng)典算法，本文提出的兩種改進(jìn)算法在濾除噪聲的同時(shí)能更好地保護(hù)圖像細(xì)節(jié)，并在較高噪聲情況下能獲得更高的峰值信噪比。在此基礎(chǔ)上本文將提出的改進(jìn)小波鄰域閾值去噪算法進(jìn)行了相應(yīng)的簡(jiǎn)化，以滿足低噪聲處理要求且易于在FPGA上實(shí)現(xiàn)；最后，給出了基于 FPGA的小波鄰域閾值去噪系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和FPGA內(nèi)部各功能模塊的具體實(shí)現(xiàn)方案，包括二維離散小波變換模塊、二維離散小波逆變換模塊、SDRAM存儲(chǔ)器控制模塊、去噪計(jì)算模塊和系統(tǒng)核心控制模塊，并對(duì)各個(gè)系統(tǒng)模塊和整體進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，結(jié)果表明本文設(shè)計(jì)的基于FPGA 的小波鄰域閾值去噪系統(tǒng)能滿足實(shí)際的圖像處理要求，具有一定的理論和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：圖像處理系統(tǒng)，F(xiàn)PGA，圖像去噪算法，小波變換
上傳時(shí)間： 2013-05-16
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數(shù)字超聲診斷設(shè)備在臨床診斷中應(yīng)用十分廣泛，研制全數(shù)字化的醫(yī)療儀器已成為趨勢(shì)。盡管很多超聲成像儀器設(shè)計(jì)制造中使用了數(shù)字化技術(shù)，但是我們可以說現(xiàn)代VLSI 和EDA 技術(shù)在其中并沒有得到充分有效的應(yīng)用。隨著現(xiàn)代電子信息技術(shù)的發(fā)展，PLD 在很多與B 型超聲成像或多普勒超聲成像有關(guān)的領(lǐng)域都得到了較好的應(yīng)用，例如數(shù)字通信和相控雷達(dá)領(lǐng)域。 在研究現(xiàn)代超聲成像原理的基礎(chǔ)上，我們首先介紹了常見的數(shù)字超聲成像儀器的基本結(jié)構(gòu)和模塊功能，同時(shí)也介紹了現(xiàn)代FPGA 和EDA 技術(shù)。隨后我們?cè)敿?xì)分析討論了B 超中，全數(shù)字化波束合成器的關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)現(xiàn)手段。我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了片內(nèi)高速異步FIFO 以降低采樣率，仿真結(jié)果表明資源使用合理且訪問時(shí)間很小。正交檢波方法既能給出灰度超聲成像所需要的回波的幅值信息，也能給出多普勒超聲成像所需要的回波的相移信息。我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于直接數(shù)字頻率合成原理的數(shù)控振蕩器，能夠給出一對(duì)幅值和相位較平衡的正交信號(hào)，且在FPGA 片內(nèi)實(shí)現(xiàn)方案簡(jiǎn)單廉價(jià)。數(shù)控振蕩器輸出波形的頻率可動(dòng)態(tài)控制且精度較高，對(duì)于隨著超聲在人體組織深度上的穿透衰減，導(dǎo)致回波中心頻率下移的聲學(xué)物理現(xiàn)象，可視作將回波接收機(jī)的中心頻率同步動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行補(bǔ)償。 還設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了B 型數(shù)字超聲診斷儀前端發(fā)射波束聚焦和掃描控制子系統(tǒng)。在單片F(xiàn)PGA 芯片內(nèi)部設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了聚焦延時(shí)、脈寬和重復(fù)頻率可動(dòng)態(tài)控制的發(fā)射驅(qū)動(dòng)脈沖產(chǎn)生器、線掃控制、探頭激勵(lì)控制、功能碼存儲(chǔ)等功能模塊，功能仿真和時(shí)序分析結(jié)果表明該子系統(tǒng)為設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)高速度、高精度、高集成度的全數(shù)字化超聲診斷設(shè)備打下了良好的基礎(chǔ)，將加快其研發(fā)和制造進(jìn)程，為生物醫(yī)學(xué)電子、醫(yī)療設(shè)備和超聲診斷等方面帶來新思路。
標(biāo)簽： 全數(shù)字 中的應(yīng)用 超聲診斷儀
上傳時(shí)間： 2013-05-30
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論文研究了基于Bayer格式的CCD原始圖像的顏色插值算法，并將設(shè)計(jì)的改進(jìn)算法應(yīng)用到以FPGA為核心的圖像采集前端。出于對(duì)成本和體積的考慮，一般的數(shù)字圖像采集系統(tǒng)采用單片CCD或CMOS圖像傳感器，然后在感光表面覆蓋一層顏色濾波陣列(CFA)，經(jīng)過CFA后每個(gè)像素點(diǎn)只能獲得物理三基色(紅、綠、藍(lán))其中一種分量，形成馬賽克圖像。為了獲得全彩色圖像，就要利用周圍像素點(diǎn)的值近似地計(jì)算出被濾掉的顏色分量，稱這個(gè)過程為顏色插值。由于當(dāng)前對(duì)圖像采集系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求越來越高，業(yè)內(nèi)已經(jīng)開始廣泛采用FPGA來進(jìn)行圖像處理，充分發(fā)揮硬件并行運(yùn)算的速度優(yōu)勢(shì)，以求在處理速度和成像質(zhì)量?jī)煞矫婢_(dá)到滿意的效果。。主要的工作內(nèi)容如下: 本文首先介紹了彩色濾波陣列、圖像色彩恢復(fù)和插值算法的概念，然后分析和研究了當(dāng)下常用的顏色插值算法，如雙線性插值算法、加權(quán)系數(shù)法等等，指出了各個(gè)算法的特點(diǎn)和不足；接下來針對(duì)硬件系統(tǒng)并行運(yùn)算的特性和實(shí)時(shí)性處理的要求，結(jié)合其中兩種算法的思路設(shè)計(jì)了適用于硬件的改進(jìn)算法，該算法主要引入了方向標(biāo)志位的概念以及平滑的邊界仲裁法則來檢測(cè)邊界，借鑒利用梯度的三角函數(shù)關(guān)系來判斷邊界方向，通過簡(jiǎn)化且適用于硬件的方法計(jì)算加權(quán)系數(shù)，從而選擇合適的方向進(jìn)行插值。 在介紹了FPGA用于圖像處理的優(yōu)勢(shì)后，針對(duì)FPGA的特點(diǎn)采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，詳細(xì)闡述了本文算法的軟件實(shí)現(xiàn)過程及所使用到的關(guān)鍵技術(shù)；文章設(shè)計(jì)了一個(gè)以FPGA為核心的前端圖像采集平臺(tái)，并將改進(jìn)插值算法應(yīng)用到整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中。詳細(xì)分析了采集前端的硬件需求，討論了核心芯片的選型和硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)，完成了印制電路板的制作。 文章通過MATLAB仿真得到了量化的性能評(píng)估數(shù)據(jù)，并選取幾種算法在硬件平臺(tái)上運(yùn)行，得到了實(shí)驗(yàn)圖片。最后結(jié)合圖片的視覺效果和仿真數(shù)據(jù)對(duì)幾種不同算法的效果進(jìn)行了評(píng)估和比較，證明改進(jìn)的算法對(duì)圖像質(zhì)量有所增強(qiáng)，取得了良好的效果。
上傳時(shí)間： 2013-06-11
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近幾年來，OFDM技術(shù)引起了人們的廣泛注意，根據(jù)這項(xiàng)新技術(shù)，很多相關(guān)協(xié)議被提出來。其中WiMax代表空中接口滿足IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)的寬帶無線通信系統(tǒng)，IEEE標(biāo)準(zhǔn)在2004年定義了空中接口的物理層(PHY)，即802.16d協(xié)議。該協(xié)議規(guī)定數(shù)據(jù)傳輸采用突發(fā)模式，調(diào)制方式采用OFDM技術(shù)，傳輸速率較高且實(shí)現(xiàn)方便、成本低廉，已經(jīng)成為首先推廣應(yīng)用的商業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)。本文對(duì)IEEE802.16d OFDM系統(tǒng)物理層進(jìn)行了研究，并在XILINX公司的Virtexpro II芯片上實(shí)現(xiàn)了基帶算法。 ⑴探討了OFDM基本原理及其關(guān)鍵技術(shù)。根據(jù)IEEE802.16d OFDM系統(tǒng)的物理層發(fā)送端流程搭建了基帶仿真鏈路，利用MATLAB/SIMULINK仿真了OFDM系統(tǒng)在有無循環(huán)前綴(CP)、多徑數(shù)目不同等情況下的性能變化。由于同步算法和信道估計(jì)算法計(jì)算量都很大，為了找到適合采用FPGA實(shí)現(xiàn)的算法，分析了同步誤差和不同信道估計(jì)算法對(duì)接收信號(hào)的影響，并結(jié)合計(jì)算量的大小提出了一種新的聯(lián)合同步算法，以及得出了LS信道估計(jì)算法最適合802.16d系統(tǒng)的結(jié)論。 ⑵完成了基帶發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的FPGA硬件電路實(shí)現(xiàn)。為了使系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率更高，采用了流水線的結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)中采用編寫Verilog程序和使用IP核相結(jié)合的辦法，實(shí)現(xiàn)了新的聯(lián)合同步算法，并且通過簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，避免了信道估計(jì)算法中的繁瑣除法。利用ISE9.2i和Modelsim6.Oc軟件平臺(tái)對(duì)程序進(jìn)行設(shè)計(jì)、綜合和仿真，并將仿真結(jié)果和MATLAB軟件計(jì)算結(jié)果相對(duì)比。結(jié)果表明，采用16位數(shù)據(jù)總線可達(dá)到理想的精度。 ⑶采用串口通信的方式對(duì)基帶系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)證。通過串口通信從功能上表明該系統(tǒng)確實(shí)可行。
標(biāo)簽： FPGA OFDM 基帶 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著社會(huì)、科技、經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，視頻監(jiān)控技術(shù)因其具有直觀、方便、信息內(nèi)容豐富等特點(diǎn)以及廣闊的應(yīng)用范圍，一直受到業(yè)界的廣泛關(guān)注。而隨著光纖通信技術(shù)的迅速發(fā)展，利用光纖通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已成為視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)展的一個(gè)潮流。 本課題探究的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)支持八路視頻信號(hào)和反向數(shù)據(jù)信號(hào)的實(shí)時(shí)傳輸，系統(tǒng)主要分為視頻發(fā)送端和視頻接收端兩部分。系統(tǒng)視頻發(fā)送端主要包括視頻處理模塊、反向數(shù)據(jù)處理模塊、FPGA主控處理模塊、光收發(fā)一體模塊，其中FPGA主控處理模塊實(shí)現(xiàn)的主要功能是系統(tǒng)視頻信號(hào)傳輸中視頻一次復(fù)接處理以及反向數(shù)據(jù)傳輸中數(shù)據(jù)接收和線路解碼處理等。系統(tǒng)視頻接收端與視頻發(fā)送端的結(jié)構(gòu)是對(duì)應(yīng)的，主要功能模塊同樣包括視頻處理模塊、反向數(shù)據(jù)處理模塊、FPGA主控處理模塊、光收發(fā)一體模塊，其中FPGA主控處理模塊實(shí)現(xiàn)的主要功能是系統(tǒng)視頻信號(hào)傳輸中視頻二次分接處理以及反向數(shù)據(jù)傳輸中數(shù)據(jù)線路編碼和發(fā)送處理等。 本論文的研究重點(diǎn)是八路視頻信號(hào)傳輸中數(shù)字復(fù)分接的設(shè)計(jì)和反向數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸中線路碼的編解碼設(shè)計(jì)。論文首先對(duì)課題研究的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，給出了各個(gè)功能模塊電路的具體實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案；其次認(rèn)真分析了視頻監(jiān)控系統(tǒng)八路視頻信號(hào)傳輸中數(shù)字復(fù)分接的基本原理和實(shí)現(xiàn)方式，討論了系統(tǒng)視頻信號(hào)傳輸中數(shù)字復(fù)分接的設(shè)計(jì)思想及實(shí)現(xiàn)方案，給出了視頻信號(hào)復(fù)分接的程序設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證；最后詳細(xì)闡述了視頻監(jiān)控系統(tǒng)反向數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸中線路碼的選擇及實(shí)現(xiàn)方式，結(jié)合數(shù)據(jù)光纖傳輸?shù)男阅芴攸c(diǎn)，選用CMI碼作為反向數(shù)據(jù)傳輸?shù)木€路碼型，討論了系統(tǒng)反向數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸中CMI編解碼的設(shè)計(jì)思路及實(shí)現(xiàn)方案，給出了數(shù)據(jù)信號(hào)CMI編解碼的程序設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證。 論文的關(guān)鍵部分主要是FPGA主控處理模塊的程序設(shè)計(jì)，利用VHDL硬件描述語(yǔ)言完成視頻數(shù)字復(fù)分接和反向數(shù)據(jù)CMI編解碼的程序設(shè)計(jì)，并在QuanusII軟件開發(fā)平臺(tái)下完成了系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證。
標(biāo)簽： FPGA 數(shù)字視頻 監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-05-31
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·摘 要:本文研究了小波閩值圖像的去噪方法，并與其它圖像去噪方法進(jìn)行了比較。對(duì)lena圖像進(jìn)行MATLAB仿真實(shí)驗(yàn)，得到了主觀效果圖和客觀效果的PSNR。研究發(fā)現(xiàn)，小波閾值圖像去噪無論主觀效果還是客觀效果都優(yōu)于其他圖像去噪方法。[著者文摘]
標(biāo)簽： MATLAB 小波閾值 圖像去噪算法 仿真實(shí)驗(yàn)
上傳時(shí)間： 2013-06-04
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摘要：介紹并分析研究了幾種較簡(jiǎn)單實(shí)用的驅(qū)動(dòng)電路,給出了電路圖,部分仿真波形或?qū)嶒?yàn)波。 關(guān)鍵詞：高頻驅(qū)動(dòng)電路
標(biāo)簽： MOSFET 驅(qū)動(dòng)電路
上傳時(shí)間： 2013-06-04
上傳用戶：dave520l
摘 要：由于在某些場(chǎng)合，LED照明燈具的亮度達(dá)不到要求，因此，如何來提高LED照明亮度迫在眉睫。該文通過對(duì)LED照明燈具的研究，根據(jù)燈具自身的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出了提高亮度的方案。通過仿真實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證對(duì)LED照明燈具亮度優(yōu)化的效果，仿真系統(tǒng)能夠使得用戶對(duì)照明系統(tǒng)中的燈具進(jìn)行亮度效果的編輯、存儲(chǔ)、修改并將方案數(shù)據(jù)分配給下一層處理單元。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，改進(jìn)后的LED照明燈具，亮度提高明顯從而更有效，更合理地利用有限的光能。
上傳時(shí)間： 2013-05-29
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EDA工程建模及其管理方法研究2 1 隨著微電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益成熟，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)技術(shù)在電子產(chǎn)品與集成電路 (IC)芯片特別是單片集成(SoC)芯片的設(shè)計(jì)應(yīng)用中顯得越來越重要。EDA技術(shù)采用“自上至下”的設(shè)計(jì)思想，允許設(shè)計(jì)人員能夠從系統(tǒng)功能級(jí)或電路功能級(jí)進(jìn)行產(chǎn)品或芯片的設(shè)計(jì)，有利于產(chǎn)品在系統(tǒng)功能上的綜合優(yōu)化，從而提高了電子設(shè)計(jì)項(xiàng)目的協(xié)作開發(fā)效率，降低新產(chǎn)品的研發(fā)成本。 近十年來，EDA電路設(shè)計(jì)技術(shù)和工程管理方面的發(fā)展主要呈現(xiàn)出兩個(gè)趨勢(shì)： (1) 電路的集成水平已經(jīng)進(jìn)入了深亞微米的階段，其復(fù)雜程度以每年58％的幅度迅速增加，芯片設(shè)計(jì)的抽象層次越來越高，而產(chǎn)品的研發(fā)時(shí)限卻不斷縮短。 (2) IC芯片的開發(fā)過程也日趨復(fù)雜。從前期的整體設(shè)計(jì)、功能分，到具體的邏輯綜合、仿真測(cè)試，直至后期的電路封裝、排版布線，都需要反復(fù)的驗(yàn)證和修改，單靠個(gè)人力量無法完成。IC芯片的開發(fā)已經(jīng)實(shí)行多人分組協(xié)作。由此可見，如何提高設(shè)計(jì)的抽象層次，在較短時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)出較高性能的芯片，如何改進(jìn)EDA工程管理，保證芯片在多組協(xié)作設(shè)計(jì)下的兼容性和穩(wěn)定性，已經(jīng)成為當(dāng)前EDA工程中最受關(guān)注的問題。
上傳時(shí)間： 2013-11-10
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在QPSK調(diào)制方式下，分別研究推導(dǎo)了基于輔助數(shù)據(jù)的極大似然比信噪比估計(jì)算法研究、基于矩的信噪比估計(jì)算法研究以及基于高階累積量的信噪比估計(jì)算法。通過仿真比較了信噪比估計(jì)算法的性能，著重分析比較了采用的迭代次數(shù)及數(shù)據(jù)長(zhǎng)度等參數(shù)對(duì)算法性能的影響，最終根據(jù)算法各自的特點(diǎn)給出了相應(yīng)的適用范圍。
上傳時(shí)間： 2013-10-20
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