心音信號(hào)是人體最重要的生理信號(hào)之一，包含心臟各個(gè)部分如心房、心室、大血管、心血管及各個(gè)瓣膜功能狀態(tài)的大量生理病理信息。心音信號(hào)分析與識(shí)別是了解心臟和血管狀態(tài)的一種不可缺少的手段。本文針對目前該研究領(lǐng)域中存在的分析方法問題和分類識(shí)別技術(shù)難點(diǎn)展開了深入的研究，內(nèi)容涉及心音構(gòu)成的分析、心音信號(hào)特征向量的提取、正常心音信號(hào)（NM）和房顫（AF）、主動(dòng)脈回流（AR）、主動(dòng)脈狹窄（AS）、二尖瓣回流（MR）4種心臟雜音信號(hào)的分類識(shí)別。本文的工作內(nèi)容包括以下5個(gè)方面： a）心音信號(hào)采集與預(yù)處理。本文采用自行研制的帶有錄音機(jī)功能的聽診器實(shí)現(xiàn)對心音信號(hào)的采集。通過對心音信號(hào)噪聲分析，選用小波降噪作為心音信號(hào)的濾波方法。根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析，選擇Donoho閾值函數(shù)結(jié)合多級(jí)閾值的方法作為心音信號(hào)預(yù)處理方案。 b）心音信號(hào)時(shí)頻分析方法。文中采用5種時(shí)頻分析方法分別對心音信號(hào)進(jìn)行了時(shí)頻譜特性分析，結(jié)果表明：不同的時(shí)頻分析方法與待分析心音信號(hào)的特性有密切關(guān)系，即需要在小的交叉項(xiàng)干擾與高的時(shí)頻分辨率之間作綜合的考慮。鑒于此，本文提出了一種自適應(yīng)錐形核時(shí)頻（ATF）分析方法，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該分布能較好地反映心音信號(hào)的時(shí)頻結(jié)構(gòu)，其性能優(yōu)于一般錐形核分布（CKD）以及Choi-Williams分布（CWD）、譜圖（SPEC）等固定核時(shí)頻分析方法，從而選擇自應(yīng)錐形核時(shí)頻分析方法進(jìn)行心音信號(hào)分析。 c）心音信號(hào)特征向量提取。根據(jù)對3M Littmann（） Stethoscopes[31]數(shù)據(jù)庫中標(biāo)準(zhǔn)心音信號(hào)的時(shí)頻分析結(jié)果，提取8組特征數(shù)據(jù)，通過Fihser降維處理方法提取出了實(shí)現(xiàn)分類可視化，且最易于分類的心音信號(hào)的2維特征向量，作為心音信號(hào)分類的特征向量。 d）心音信號(hào)分類方法。根據(jù)心音信號(hào)特征向量組成的散點(diǎn)圖，研究了支持向量機(jī)核函數(shù)、多分類支持向量機(jī)的選取方法，同時(shí)，基于分類的目的 性和可信性，本文提出以分類精度最大為判斷準(zhǔn)則的核函數(shù)參數(shù)與松弛變量的優(yōu)化方法，建立了心音信號(hào)分類的支持向量機(jī)模型，選取標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫中NM、AF、AR、AS、MR每類心音信號(hào)的80組2維特征向量中每類60組數(shù)據(jù)作為支持向量機(jī)的學(xué)習(xí)樣本，對余下的每類20組數(shù)據(jù)進(jìn)行測試，得到每類的分類精度（Ar）均為100％，同時(shí)對臨床上采集的與上述4種同類心臟雜音信號(hào)和正常心音信號(hào)中每類24個(gè)心動(dòng)周期進(jìn)行分類實(shí)測，分類精度分別為：NM、AF、MR的分類精度均為100％，而AR、AS均為95．83％，驗(yàn)證了該方法的分類有效性。 e）心音信號(hào)分析與識(shí)別的軟件系統(tǒng)。本文以MATLAB語言的可視化功能實(shí)現(xiàn)了心音信號(hào)分析與識(shí)別的軟件運(yùn)行平臺(tái)構(gòu)建，可完成對心音信號(hào)的讀取、預(yù)處理，繪制時(shí)-頻、能量特性的三維圖及兩維等高線圖；同時(shí)，利用MATLAB與EXCEL的動(dòng)態(tài)鏈接，實(shí)現(xiàn)對心音信號(hào)分析數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)以及統(tǒng)計(jì)功能；最后，通過對心音信號(hào)2維特征向量的分析，實(shí)現(xiàn)心音信號(hào)的自動(dòng)識(shí)別功能。 本文的研究特色主要體現(xiàn)在心音信號(hào)特征向量提取的方法以及多分類支持向量機(jī)模型的建立兩方面。 綜上所述，本文從理論與實(shí)踐兩方面對心音信號(hào)進(jìn)行了深入的研究，主要是采用自適應(yīng)錐形核時(shí)頻分析方法提取心音信號(hào)特征向量，根據(jù)心音信號(hào)特征向量組成的散點(diǎn)圖，建立心音信號(hào)分類的支持向量機(jī)模型，并對正常心音信號(hào)和4種心臟雜音信號(hào)進(jìn)行了分類研究，取得了較為滿意的分類結(jié)果，但由于用于分類的心臟雜音信號(hào)種類及數(shù)據(jù)量尚不足，因此，今后的工作重點(diǎn)是采集更多種類的心臟雜音信號(hào)，進(jìn)一步提高心音信號(hào)分類精度，使本文研究成果能最終應(yīng)用于臨床心臟量化聽診。 關(guān)鍵詞：心音信號(hào)，小波降噪，非平穩(wěn)信號(hào)，心臟雜音，信號(hào)處理，時(shí)頻分析，自適應(yīng)，支持向量機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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當(dāng)前我國正處在從模擬電視系統(tǒng)向數(shù)字電視系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型期，數(shù)字電視用戶數(shù)量激增，其趨勢是在未來的幾年內(nèi)數(shù)字電視將迅速普及。在應(yīng)用逐漸廣泛的數(shù)字電視系統(tǒng)中，監(jiān)控?cái)?shù)字電視服務(wù)正成為一種越來越迫切的需要。然而，目前對于數(shù)字電視并沒有合適的監(jiān)測儀器，因此無法及時(shí)方便地診斷出現(xiàn)問題的信號(hào)以及隔離需要維修的數(shù)字化設(shè)備。通常只有當(dāng)電視屏幕上的圖像消失時(shí)我們才知道數(shù)字信號(hào)系統(tǒng)出了問題。幾乎沒有任何線索可以用來找到問題的所在或原因，碼流分析儀器在這種情況下應(yīng)運(yùn)而生。目前在數(shù)字電視系統(tǒng)的前端，通過監(jiān)控了解數(shù)字視頻廣播(DVB)信號(hào)和服務(wù)的狀況從而采取措施比通過觀眾的反映而采取措施要主動(dòng)和及時(shí)得多。傳輸流(TS)的測試設(shè)備可使技術(shù)人員分析碼流的內(nèi)部情況，它們在決定未來服務(wù)質(zhì)量和客戶滿意度方面將扮演更重要的角色。 本文著重研究了在DVB廣播電視系統(tǒng)中，DVB-ASI信號(hào)的解碼、MPEG-2TS的實(shí)時(shí)檢錯(cuò)原理和基于現(xiàn)場可編輯門陣列(FPGA)的實(shí)現(xiàn)方法。文章首先闡述了數(shù)字電視系統(tǒng)的一些基本概念，介紹了MPEG-2/DVB標(biāo)準(zhǔn)、ETR101 290標(biāo)準(zhǔn)、異步串行接口(ASI)。然后介紹了FPGA的基本概念與開發(fā)FPGA所使用的軟件工具。最后根據(jù)DVB-ASI接收系統(tǒng)的解碼規(guī)則與MPEG-2TS碼流的結(jié)構(gòu)提出了一套基于FPGA的MPEG-2TS碼流實(shí)時(shí)分析與檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案并予以了實(shí)現(xiàn)。 在本系統(tǒng)中，F(xiàn)PGA起著核心的作用，主要完成DVB-ASI的解碼、MPEG-2TS碼流檢錯(cuò)、以及數(shù)字電視節(jié)目專有信息(PSI)提取等功能。本文實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)與傳統(tǒng)的碼流分析儀相比具有集成度較高、易擴(kuò)展、便于攜帶、穩(wěn)定性好、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。
上傳時(shí)間： 2013-06-04
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本文針對國家煙草局關(guān)于以信息化帶動(dòng)煙草行業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的要求，密切結(jié)合“煙草銷售業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)”科研項(xiàng)目進(jìn)行研究開發(fā)，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于ARM-Linux的煙草零售信息終端。零售商戶可以在此終端上完成商品零售的整個(gè)過程，并可通過終端完成訂貨預(yù)測和訂貨確認(rèn)的操作，同時(shí)可以下載和瀏覽各種煙草商品信息、訂貨、查看歷史營銷記錄、瀏覽各種通知廣告，并與煙草公司互動(dòng)操作。 本文首先分析了課題的研究背景及煙草零售信息終端的國內(nèi)外現(xiàn)狀，給出了一個(gè)基于ARM-Linux、GPRS無線網(wǎng)絡(luò)的煙草銷售業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)；然后根據(jù)煙草零售信息終端的功能需求構(gòu)建了基于ARM9的硬件平臺(tái)的整體設(shè)計(jì)方案；介紹了基于ARM9內(nèi)核的微處理器S3C2440A及關(guān)鍵外圍模塊，設(shè)計(jì)了各模塊的硬件接口電路；并在硬件平臺(tái)上成功移植實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基本的嵌入式Linux系統(tǒng)的軟件平臺(tái)；隨后深入研究了Linux2.6引入的platform driver機(jī)制下的字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)方法，在全面分析了漢王手寫芯片HW006的通信協(xié)議的基礎(chǔ)上，開發(fā)了漢王手寫芯片的觸摸屏驅(qū)動(dòng)程序，實(shí)現(xiàn)了在觸摸屏上的點(diǎn)擊與漢字手寫識(shí)別；最后研究了Linux中的串口操作編程，完成了基于華為GTM900B GPRS模塊的數(shù)據(jù)通信程序設(shè)計(jì)和條形碼掃描程序模塊的開發(fā)，并研究了多線程編程技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收發(fā)中的應(yīng)用方法，設(shè)計(jì)了煙草零售信息終端所需的數(shù)據(jù)庫和圖形界面。 所研制的煙草零售信息終端已成功應(yīng)用于山西省某市的各個(gè)煙草零售點(diǎn)，運(yùn)行結(jié)果表明，該終端運(yùn)行穩(wěn)定可靠，與用戶的交互方便快捷，采集到的各類數(shù)據(jù)能夠及時(shí)、有效、準(zhǔn)確地傳輸?shù)綉?yīng)用管理系統(tǒng)，各方面性能都達(dá)到了課題的要求，為煙草銷售市場預(yù)測、貨物配送和營銷推廣提供了一種有效的手段。
上傳時(shí)間： 2013-05-23
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隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生活節(jié)奏的加快以及信息技術(shù)的進(jìn)步，人們越來越多的借助高性能的移動(dòng)手持設(shè)備來完成日常工作，目前手持設(shè)備處理性能有了很大的提高，其所能處理的數(shù)據(jù)量也越來越大，傳統(tǒng)的文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)方式已經(jīng)越來越滿足不了需求，嵌入式數(shù)據(jù)庫就隨之誕生，為手持設(shè)備提供專業(yè)的數(shù)據(jù)管理。嵌入式數(shù)據(jù)庫的輕量級(jí)、被軟件產(chǎn)品包含、無需人工數(shù)據(jù)庫管理等特點(diǎn)使其適合被應(yīng)用于各類嵌入式系統(tǒng)及手持設(shè)備中。使用嵌入式數(shù)據(jù)庫與使用文件系統(tǒng)進(jìn)行客戶端數(shù)據(jù)管理相比更加靈活方便、可以高效地實(shí)時(shí)更新客戶端本地?cái)?shù)據(jù)。使用數(shù)據(jù)庫完成大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理，同圖形界面軟件結(jié)合構(gòu)成嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)的支撐系統(tǒng)。 SQLite數(shù)據(jù)庫作為一種開源的嵌入式數(shù)據(jù)庫，具有體積小，速度快，存儲(chǔ)量大，API使用方便等諸多的優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)成為被廣泛應(yīng)用的嵌入式數(shù)據(jù)庫之一。同樣的，嵌入式圖形界面MINIGUI的開源版本也具有體積小，控件比較豐富，編程難度不高等優(yōu)點(diǎn)，受到廣大嵌入式開發(fā)者的喜愛。 本文的主要任務(wù)是將MINIGUI和SQLite進(jìn)行有針對的裁剪或添加部分功能后移植到開發(fā)板上，然后將圖形界面和數(shù)據(jù)庫相結(jié)合在arm—linux平臺(tái)上建立一個(gè)具有基本功能的嵌入式信息管理系統(tǒng)。首先分析了系統(tǒng)所使用的硬件平臺(tái)并研究了軟件環(huán)境的搭建過程，包括移植Bootloader、移植linux內(nèi)核、建立NFS網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)進(jìn)行程序調(diào)試，然后分別給出了嵌入式圖形界面MINIGUI和嵌入式數(shù)據(jù)庫SQLite移植到開發(fā)板的過程和它們各自的開發(fā)技術(shù)，最后詳細(xì)研究了如何在MINIGUI中連接SQLite數(shù)據(jù)庫，從而將二者結(jié)合起來編程以實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)并給出了系統(tǒng)在開發(fā)過程中所遇到的關(guān)鍵問題的解決方案，包括屏幕旋轉(zhuǎn)及校正、設(shè)計(jì)軟鍵盤進(jìn)行屏幕輸入、利用SQLite存儲(chǔ)圖片文件。從而證明了當(dāng)前條件下在嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)一個(gè)比較簡單的信息管理系統(tǒng)是完全可行的。最后討論了該領(lǐng)域存在的一些問題和今后需要進(jìn)一步研究的課題。
標(biāo)簽： ARMLinux 嵌入式 信息管理系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-07-10
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汽車行駛記錄儀(文中也簡稱為記錄儀)，亦稱“汽車黑匣子”，是安裝在車輛上，對車輛行駛速度、時(shí)間、里程以及有關(guān)車輛行駛的其它狀態(tài)信息進(jìn)行監(jiān)控、記錄、存儲(chǔ)并可通過接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸出的數(shù)字式電子記錄裝置。為分析和判斷汽車駕駛狀態(tài)和處理交通事故提供了可靠準(zhǔn)確的科學(xué)依據(jù)。本課題的來源是國家信息產(chǎn)業(yè)部下達(dá)的電子發(fā)展基金項(xiàng)目，與同類產(chǎn)品相比，增加了音/視頻功能，目前已通過信產(chǎn)部驗(yàn)收。 本文主要分析和設(shè)計(jì)了一種具有低成本高擴(kuò)展性的基于ARM與ARMLinux的汽車行駛記錄儀方案，該系統(tǒng)作為信產(chǎn)部項(xiàng)目中的主控模塊實(shí)現(xiàn)了記錄儀的標(biāo)準(zhǔn)功能。硬件方面分析了汽車行駛記錄儀的標(biāo)準(zhǔn)功能對應(yīng)ARM片內(nèi)外圍電路與外部器件的設(shè)計(jì)。軟件方面分析了基于YAFFS文件系統(tǒng)與Linux 2.6的軟件平臺(tái)在嵌入式應(yīng)用方面的高可用性，主要描述YAFFS的特點(diǎn)與基本原理，Linux中線程的實(shí)現(xiàn)機(jī)制與Linux Kernel 2.6在響應(yīng)時(shí)間上的改進(jìn)。并給出了該記錄儀基于Liinux的多線程結(jié)構(gòu)應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)要點(diǎn)、流程圖和主要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 作為擴(kuò)展，為記錄儀增加了采集和處理音/視頻信號(hào)的DSP模塊。DSP采用TI公司的專用于數(shù)字媒體應(yīng)用的高性能DSP DM642。DSP模塊同時(shí)采集3路視頻并進(jìn)行壓縮，壓縮算法可以采用MPEG-2、MPEG-4、H．263、H．264等。論述了實(shí)現(xiàn)音/視頻功能的基本原理、DSP模塊的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)、ARM與DSP的通信及一些實(shí)用性的考慮。
上傳時(shí)間： 2013-07-02
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本書首版于1962年，目前已是第六版。得益于作者長期教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的積累，本書已被國外許多著名大學(xué)選為電子、電力工程領(lǐng)域入門課程的教材。作者從3個(gè)最基本的科學(xué)定律(歐姆定律、基爾霍夫電壓定律和基爾霍夫電流定律)推導(dǎo)出了電路分析中常用的分析方法及分析工具。書中首先介紹電路的基本參量以及電路的基本概念，然后結(jié)合基爾霍夫電壓和電流定律，介紹節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)孔分析法以及疊加定理、電源變換等常用電路分析方法，并將運(yùn)算放大器作為電路元件加以介紹；交流電路的分析開始于電容、電感的時(shí)域電路特性，然后分析RLC電路的正弦穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，并介紹交流電路的功率分析方法，接著還對多相電路、磁耦合電路的性能分析進(jìn)行了介紹；為了使讀者更深入了解電路的頻域特性，本書還介紹了復(fù)頻率、拉普拉斯變換和s域分析、頻率響應(yīng)、傅里葉分析、二端口網(wǎng)絡(luò)等內(nèi)容。作者注重將理論和實(shí)踐相結(jié)合，很多例題、練習(xí)、章后習(xí)題還是正文中的應(yīng)用實(shí)例都取自于業(yè)界的典型應(yīng)用，這也是本書的一大特色。 本書可作為信息電子類、電氣工程類、計(jì)算機(jī)類和應(yīng)用物理類本科生的雙語教學(xué)用書，也可作為從事電子技術(shù)、電氣工程、通信工程領(lǐng)域工作的工程技術(shù)人員的參考書
上傳時(shí)間： 2013-05-27
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隨著計(jì)算機(jī)軟硬水平的不斷提高，嵌入式領(lǐng)域的發(fā)展也取得了長足的進(jìn)步。目前，嵌入式與Linux技術(shù)的結(jié)合正在推動(dòng)著嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的研究和應(yīng)用產(chǎn)生了顯著的變化。 硬件上，嵌入式平臺(tái)由51系列內(nèi)核的8位機(jī)系統(tǒng)逐步上升到以ARM內(nèi)核為主流的32位系統(tǒng)；軟件上Linux作為操作系統(tǒng)的發(fā)展史上一個(gè)重要的里程碑，以高安全性和穩(wěn)定性、開源免費(fèi)等的優(yōu)勢使得其在政府、國防、教育、工業(yè)等領(lǐng)域獲得了廣泛的運(yùn)用。 2n偽隨機(jī)多頻道激電理論(簡稱偽隨機(jī)理論)，是由何繼善院士率先提出并命名的，其實(shí)質(zhì)是將含有3，5，7…等多個(gè)奇數(shù)主頻率的復(fù)合波同時(shí)向大地發(fā)送，接收機(jī)同時(shí)接收經(jīng)大地介質(zhì)傳導(dǎo)的復(fù)合波中各主頻率電流響應(yīng)。在地球物理勘探領(lǐng)域，基于偽隨機(jī)理論的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有抗干擾能力強(qiáng)、測量精度高、觀測速度快、裝置輕便等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。 本文在分析偽隨機(jī)理論基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)前嵌入式軟硬件發(fā)展的最新成果，開展對ARM Linux嵌入式數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)。 首先，通過需求分析，對各種采集方案比較后，設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體方案。通過數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)總體分析，選用嵌入式板載的音頻芯片實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)A/D轉(zhuǎn)換，完成Linux下采集設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)。 其次，在ARM9內(nèi)核的S3C2410嵌入式處理器硬件平臺(tái)，按照嵌入式軟件開發(fā)流程，搭建嵌入式Linux交叉開發(fā)平臺(tái)；裁剪并移植Linux內(nèi)核，構(gòu)建嵌入式文件系統(tǒng)。 再次，利用當(dāng)前流行的嵌入式圖形開發(fā)庫Qtopia Core，結(jié)合Sqlite數(shù)據(jù)庫與Linux多線程技術(shù)，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集應(yīng)用程序，建立數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)的應(yīng)用軟件模型，此基礎(chǔ)上對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行測試，與理論值進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)。 最后，就課題的不足做出總結(jié)，并且提出系統(tǒng)后期的改進(jìn)建議。
標(biāo)簽： ARMLinux 偽隨機(jī) 信息系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-07-11
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汽車儀表總成是汽車和駕駛員進(jìn)行信息交互的窗口。傳統(tǒng)的汽車儀表總成采用了大量機(jī)械器件、模擬電路和少量簡單數(shù)字電路的方式設(shè)計(jì)。它體積大，精確和穩(wěn)定性低，顯示信息少，控制按鈕繁復(fù)。本項(xiàng)目以當(dāng)前主流的嵌入式技術(shù)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了一種以大尺寸LCD觸摸屏為主要顯示控制界面，以CAN總線和其他接口為信息采集渠道，以高速嵌入式ARM9微控制器為處理單元的車載信息顯控終端。 作者在該項(xiàng)目中負(fù)責(zé)車載信息顯控終端的樣機(jī)設(shè)計(jì)，用Prote199完成原理圖和PCB圖的設(shè)計(jì)，編寫測試程序?qū)χ饕布M(jìn)行測試。軟件上移植Linux操作系統(tǒng)并編寫LCD驅(qū)動(dòng)程序。 論文設(shè)計(jì)的車載信息顯控終端以SAMSUNG公司S3C2410ARM9微控制器為核心，以Microchip公司的MCP2515芯片為CAN總線控制器，以Sharp公司LQ080V3DG01型號(hào)的8英寸LCD屏為顯控接口。存儲(chǔ)器方面外擴(kuò)了NOR FLASH、NAND FLASH、SDRAM。接口方面設(shè)計(jì)了CAN、USB、RS232、以太網(wǎng)等標(biāo)準(zhǔn)接口，和GPIO、AD等接口。軟件上本車載信息顯控終端采用自行剪裁移植的Linux操作系統(tǒng)，并移植了相應(yīng)的LCD驅(qū)動(dòng)程序。 論文主要闡述了車載信息顯控終端的硬件設(shè)計(jì)，詳細(xì)分析了Linux在S3C2410微控制器系統(tǒng)上的移植，并將在軟硬件調(diào)試過程中總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)與大家分享。 本車載信息顯控終端是對汽車儀表總成數(shù)字化和虛擬化顯示控制的一個(gè)有益嘗試，離最后的實(shí)用化和產(chǎn)品化還待進(jìn)一步研究。
上傳時(shí)間： 2013-05-30
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三維彩色信息獲取系統(tǒng)目的是獲取對象的三維空間坐標(biāo)和顏色信息。它是計(jì)算機(jī)視覺研究的重要內(nèi)容，也是當(dāng)前信息科學(xué)研究中的一個(gè)重要熱點(diǎn)。 本文首先介紹了三維信息獲取技術(shù)的意義和實(shí)時(shí)可重構(gòu)三維激光彩色信息獲取系統(tǒng)總體方案。該方案合理劃分了系統(tǒng)的圖像處理任務(wù)，充分地利用了擁有的硬、軟件資源。闡述了基于FPGA處理器的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其工作原理和系統(tǒng)工作時(shí)序。 本文還研究了圖像處理系統(tǒng)中的數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)，總結(jié)出了較完整、規(guī)范化的設(shè)計(jì)流程和方法，介紹了從圖像處理算法到可編程邏輯器件的規(guī)范化映射方法，總結(jié)了在視頻系統(tǒng)中的高級(jí)設(shè)計(jì)技巧，包括并行流水線技術(shù)和循環(huán)結(jié)構(gòu)的硬件實(shí)現(xiàn)方式等。 為了說明提出的設(shè)計(jì)方法，本文分析了基于自適應(yīng)閾值的結(jié)構(gòu)光條紋中心的方向模板快速檢測算法的硬件實(shí)現(xiàn)。該算法是把自適應(yīng)閾值法與可變方向模板法相結(jié)合，具有穩(wěn)定性好、精度高、計(jì)算簡單、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量小、實(shí)現(xiàn)速度快的特點(diǎn)，此外，該方法有利于硬件快速實(shí)現(xiàn)。實(shí)踐證明這種方法是實(shí)用的、有效的。 本文的重點(diǎn)在于研制了具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的實(shí)時(shí)可重構(gòu)三維激光彩色信息獲取系統(tǒng)中視頻圖像處理專用集成電路。該集成電路是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)快速算法的核心，使用現(xiàn)場可編程器FPGA器件EPlK50實(shí)現(xiàn)提取激光線、提取人頭輪廓線和提取中心顏色線算法；該集成電路還要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所需的控制邏輯。控制部分包括將視頻采集輸出端口信號(hào)轉(zhuǎn)化為RGB真彩色信號(hào)的數(shù)據(jù)鎖存模塊、各FIFO緩存器的輸入輸出控制模塊和系統(tǒng)需要的其它信號(hào)控制模塊。提出提取輪廓線快速算法，即由FPGA處理器與主機(jī)交互式共同快速完成提取人頭正側(cè)影輪廓線算法。該專用集成電路研制是整個(gè)實(shí)時(shí)可重構(gòu)三維激光彩色信息獲取系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。
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上傳時(shí)間： 2013-07-23
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隨著GPS(Global Positioning System)技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，其全球性、全天候、低成本等特點(diǎn)使得GPS接收機(jī)的用戶數(shù)量大幅度增加，應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣。但由于定位過程中各種誤差源的存在，單機(jī)定位精度受到影響。目前常從兩個(gè)方面考慮減小誤差提高精度：①用高精度相位天線、差分技術(shù)等通過提高硬件成本獲取高精度；②針對誤差源用濾波算法從軟件方面實(shí)現(xiàn)精度提高。兩種方法中，后者相對于前者在滿足精度要求的前提下節(jié)約成本，而且便于系統(tǒng)融合，是應(yīng)用于GPS定位的系統(tǒng)中更有前景的方法。但由于在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)定位濾波算法需要時(shí)間，傳統(tǒng)CPU往往不能滿足實(shí)時(shí)性的要求，而FPGA以其快速并行計(jì)算越來越受到青睞。 本文在FPGA平臺(tái)上，根據(jù)“先時(shí)序后電路”的設(shè)計(jì)思想，由同步?jīng)]計(jì)方法以及自頂向下和自下而上的混合設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。從GPS-OEM板輸出的定位信息的接收到定位結(jié)果的坐標(biāo)變換，最終到kalman濾波遞推計(jì)算減小定位誤差，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、快速、高精度的GPS定位信息采集處理系統(tǒng)，為GPS定位數(shù)據(jù)的處理方法做了新的嘗試，為基于FPGA的GPS嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。具體工作如下： 基于FPGA設(shè)計(jì)了GPS定位數(shù)據(jù)的正確接收和顯示，以及經(jīng)緯度到平面坐標(biāo)的投影變換。根掘GPS輸出信息標(biāo)準(zhǔn)和格式，通過串口接收模塊實(shí)現(xiàn)串口數(shù)掘的接收和經(jīng)緯度信息提取，并通過LCD實(shí)時(shí)顯示。在提取信息的同時(shí)將數(shù)據(jù)格式由ASCⅡ碼轉(zhuǎn)變?yōu)槭M(jìn)制整數(shù)型，實(shí)現(xiàn)利用移位和加法運(yùn)算達(dá)到代替乘法運(yùn)算的效果，從而減少資源的利用率。在坐標(biāo)轉(zhuǎn)換過程中，利用查找表的方法查找轉(zhuǎn)化時(shí)需要的各個(gè)參數(shù)值，并將該參數(shù)先轉(zhuǎn)為雙精度浮點(diǎn)小數(shù)，再進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。根據(jù)高斯轉(zhuǎn)化公式的規(guī)律將公式簡化成只涉及加法和乘法運(yùn)算，以此簡化公式運(yùn)算量，達(dá)到節(jié)省資源的目的。 卡爾曼濾波器的實(shí)現(xiàn)。首先分析了影響定位精度的各種誤差因素，將各種誤差因素視為一階馬爾科夫過程的總誤差，建立了系統(tǒng)狀態(tài)方程、觀測方程和濾波方程，并基于分散濾波的思想進(jìn)行卡爾曼濾波設(shè)計(jì)，并通過Matlab進(jìn)行仿真。結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的卡爾曼濾波器收斂性好，定位精度高、估計(jì)誤差小。在仿真基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)基于FPGA的卡爾曼濾波計(jì)算。在滿足實(shí)時(shí)性的基礎(chǔ)上，通過IP核、模塊的分時(shí)復(fù)用和樹狀結(jié)構(gòu)節(jié)省資源，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)卡爾曼濾波，達(dá)到提高數(shù)據(jù)精度的效果。 設(shè)計(jì)中以Xilinx公司的Virtex-5系列的XC5VLX110-FF676為硬件平臺(tái)，采用Verilog HDL硬件描述語言實(shí)現(xiàn)，利用Xilinx公司的ISE10.1工具布局布線，一共使用44438個(gè)邏輯資源，時(shí)鐘頻率達(dá)到100MHZ以上，滿足實(shí)時(shí)性信號(hào)處理要求，在保證精度的前提下達(dá)到資源最優(yōu)。Modelsim仿真驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)的正確性。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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