調整視頻圖像的分辨率需要視頻縮放技術。如果圖像縮放技術的處理速度達到實時性要求就可以應用于視頻縮放。 傳統圖像縮放技術利用插值核函數對已有像素點進行插值重建還原圖像。本文介紹了圖像插值的理論基礎一采樣定理,并對理想重建函數Sinc函數進行了討論。本文介紹了常用的線性圖像插值技術及像素填充、自適應插值和小波域圖像縮放等技術。然后,本文討論了分級線性插值算法的思想,設計并實現了FPGA上的分級雙三次算法。最后本文對各種算法的縮放效果進行了分析和討論。 本文在分析現有視頻縮放算法基礎之上,提出了分級線性插值算法,并應用在簡化線性插值算法中。分級線性插值算法以犧牲一定的計算精度為代價,用查找表代替乘法計算,降低了算法復雜度。本文設計并實現了分級雙三次插值算法,詳細說明了板上系統的模塊結構。最后本文將分級線性插值算法與原線性插值算法效果圖進行比較,比較結果顯示分級插值算法與原算法誤差較小,在放大比例較小時可以取代原算法。結果證明分級雙三次線性插值算法的FPGA實現能夠滿足額定幀頻,可以進行實時視頻縮放。
上傳時間: 2013-04-24
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數字圖像通信的最廣泛的應用就是數字電視廣播系統,與以往的模擬電視業務相比,數字電視在節省頻譜資源、提高節目質量方面帶來了一場新的革命,而與此對應的DVB(Digital Video Broadcasting)標準的建立更是加速了數字電視廣播系統的大規模應用。DVB標準選定MPEG—2標準作為音頻及視頻的編碼壓縮方式,隨后對MPEG—2碼流進行打包形成TS流(transport stream),進行多個傳輸流復用,最后通過不同媒介進行傳輸。在DVB標準的傳輸系統中,無論是衛星傳輸,電纜傳輸還是地面傳輸,為了保障圖像質量,使數字節目在傳輸過程中避免出現因受到各種信道噪聲干擾而出現失真的現象,都采用了信道編碼的方式來保護傳輸數據。信道編碼是數字通信系統中一個必需的、重要的環節。 信道編碼設計方案的優劣決定了DVB系統的成功與否,本文重點研究了DVB系統中的信道編碼算法及其FPGA實現方案,主要進行了如下幾項工作: 1)介紹了DVB系統信道編碼的基本概念及特點,深入研究了DVB標準中信道編碼部分的關鍵技術,并針對每個信道編碼模塊進行工作原理分析、算法分析。 2)根據DVB信道編碼的特點,重點對信道編碼中四個模塊,包括擾碼、RS編碼、卷積交織編碼和卷積編碼的FPGA硬件實現算法進行了比較詳細的分析,并闡述了每個模塊及QPSK調制的設計方案及實現模塊功能的程序流程。 3)在RS(204,188)編碼過程中,利用有限域常數乘法器的特點,對編碼器進行了優化,在很大程度上提高了編碼效率,卷積交織器部分采用RAM移位法,實現起來更為簡單且節省了FPGA器件內部資源。 4)設計以Altera公司的QuartusⅡ為開發平臺,利用FPGA芯片EP1C6Q240C8完成了信道編碼各模塊及QPSK調制的硬件實現,通過Verilog HDL描述和時序仿真來驗證算法的可行性,并給出系統設計中減少毛刺的方法,使系統更為穩定。最終的系統仿真結果表明該系統工作穩定,達到了DVB系統信道編碼設計的要求。
上傳時間: 2013-06-26
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隨著人們對數字電視和數字視頻信息的需求越來越大,數字電視廣播在中國迅速的發展起來。近幾年,數字電視傳輸系統技術逐漸成熟,數字電視地面廣播(DTTB)傳輸標準也于2006年8月30號正式出臺。此標準技術是由我國多家單位聯合研究的,具有自主知識產權的數字地面電視傳輸標準。DTTB系統標準的研究與仿真,具有巨大的實用價值和廣闊的市場前景。 @@ 本文首先研究了地面數字電視廣播標準中平方根升余弦(SRRC)濾波器(滾降系數為0.05)的結構設計,介紹了一種適合在FPGA中實現的高階高速FIR濾波器的并行流水線結構。在本設計中,以CSD數優化濾波器系數,并運用簡化加法器圖(Reduced Adder Graph,RAG)算法進行改進,最后采用并行處理的轉置型流水線結構實現。 @@ 接著研究數字電視地面傳輸標準采用的傳輸技術-OFDM的基本概念和技術特點,并研究了清華大學提出的DMB-T方案中TDS-OFDM信號幀的組成結構以及相關原理。 @@ 最后,本文針對OFDM調制所需要的3780點FFT處理器進行研究。為了保證OFDM信號的采樣率和時域導頻的采樣率相同,以達到較好的同步性能,采用了3780個正交子載波的設計方案。在實現過程中,分析比較了多種算法的計算復雜性,設計出在硬件實現復雜度上進行優化的3780點FFT處理器的數據流流水線算法。之后,通過定點仿真比較各模塊輸出的動態范圍和概率分布,設計出定點字長的優化方案,并分析計算了這一處理器的輸出信噪比與內部各模塊字長的關系,進一步降低了硬件實現復雜性。 @@關鍵字:數字電視地面廣播傳輸(DTTB);平方根升余弦濾波器(SRRC);正交頻分復用調制(OFDM);快速傅立葉變換(FFT); 3780
上傳時間: 2013-04-24
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人臉自動識別技術是模式識別、圖像處理等學科的一個最熱門研究課題之一。隨著社會的發展,各方面對快速有效的自動身份驗證的要求日益迫切,而人臉識別技術作為各種生物識別技術中最重要的方法之一,已經越來越多的受到重視。對于具有實時,快捷,低誤識率的高性能算法以及對算法硬件加速的研究也逐漸展開。 本文詳細分析了智能人臉識別算法原理,發展概況和前景,包括人臉檢測算法,人眼定位算法,預處理算法,PCA和ICA 算法,詳細分析了項目情況,系統劃分,軟硬件平臺的資源和使用。并在ISE軟件平臺上,用硬件描述語言(verilog HDL)對算法部分嚴格按照FPGA代碼風格進行了RTL 硬件建模,并對C++算法進行了優化處理,通過仿真與軟件算法結果進行比對,評估誤差,最后在VirtexII Pro FPGA 上進行了綜合實現。 主要研究內容如下: 首先,對硬件平臺xilinx的VirtexII Pro FPGA 上的系統資源進行了描述和研究,對存儲器sdram,RS-232 串口,JTAG 進行了研究和調試,對Coreconnect的OPB總線仲裁機理進行了兩種算法的比較,RTL 設計,仿真和綜合。利用ISE和VC++軟件平臺,對verilog和C++算法進行同步比較測試,使每步算法對應正確的結果。對軟硬件平臺的合理使用使得在項目中能盡可能多的充分利用硬件資源,制板時正確選型,以及加快設計和調試進度。其次,對人臉識別算法流程中的人臉檢測,人眼定位,預處理,識別算法分別進行了比較研究,選取其中各自性能最好的一種算法對其原理進行了分析討論。人臉檢測采用adaboost 算法,因其速度和精度的綜合性能表現優異。人眼定位采用小塊合并算法,因為它具有快速,準確,弱時實的特點。預處理算法采用直方圖均衡加平滑的算法,簡單,高效。 識別算法采用PCA 加ICA 算法,它能最大的弱化姿態和光照對人臉識別的影響。 最后,使用Verilog HDL 硬件描述語言進行算法的RTL 建模,在C++算法的基礎上,保證原來效果的前提下,根據FPGA 硬件特點對算法進行了優化。視頻輸入輸出是人臉識別的前提,它提供FPGA 上算法需要處理的數據,預處理算法在C++算法的基礎上進行了優化,最大的減少了運算量,提高了運算速度,16 位計算器模塊使得在算法實現時可以根據系統要求,在FPGA的ip 核和自己設計的模塊之間選擇性能更好的一個來調用,FIFO的設計提供同步和異步時鐘域的數據緩存。設計在ISE和VC++軟件平臺同時進行,隨時對verilog和C++數據進行監測和比對。全部設計模塊通過仿真,達到預定的性能要求,并在FPGA 上綜合實現。
上傳時間: 2013-07-13
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用51單片機設計的時鐘電路,系統由AT89C51、LED 數碼管、按鍵、發光二極管等部分構成,能實現時間的調整、定時時間的設定,輸出等功能。
上傳時間: 2013-04-24
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測量技巧萬用表實用測量技法與故障檢修電子技能基礎
上傳時間: 2013-05-18
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擴頻通信,即擴展頻譜通信技術(Spread Spectrum Communication),它與光纖通信、衛星通信一同被譽為進入信息時代的三大高技術通信傳輸方式。 擴頻通信是將待傳送的信息數據用偽隨機編碼序列,也即擴頻序列(SpreadSequence)調制,實現頻譜擴展后再進行傳輸。接收端則采用相同的編碼進行解調及相關處理,恢復出原始信息數據。 擴頻通信系統與常規的通信系統相比,具有很強的抗人為干擾,抗窄帶干擾,抗多徑干擾的能力,并具有信息隱蔽、多址保密通信等特點。 現場可編輯門陣列FPGA(Field Programmable Gate Array)提供了極強的靈活性,可讓設計者開發出滿足多種標準的產品。FPGA所固有的靈活性和性能也可讓設計者緊跟新標準的變化,并能提供可行的方法來滿足不斷變化的標準要求。 EDA 工具的出現使用戶在對FPGA設計的輸入、綜合、仿真時非常方便。EDA打破了軟硬件之間最后的屏障,使軟硬件工程師們有了真正的共同語言,使目前一切仍處于計算機輔助設計(CAD)和規劃的電子設計活動產生了實在的設計實體論文對擴頻通信系統和FPGA設計方法進行了相關研究,并且用Altera公司的最新的FPGA開發平臺QuartusII實現了一個基帶擴頻通信系統的發送端部分,最后用軟件Protel99SE設計了相應的硬件電路。 該系統的設計主要分為兩個部分。第一部分是用QuartusII軟件設計了系統的VHDL語言描述代碼,并對系統中每個模塊和整個系統進行相應的功能仿真和時序時延仿真;第二部分是設計了以FPGA芯片EP1C3T144C8N為核心的系統硬件電路,并進行了相關測試,完成了預定的功能。
上傳時間: 2013-07-26
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在幾乎所有現代通訊和計算機網絡領域中,安全問題都起著非常重要的作用。隨著網絡應用的迅速發展,對安全的要求也逐漸加強。目前影響最大的三類公鑰密碼是RSA公鑰密碼、EIGamal公鑰密碼和橢圓曲線公鑰密碼。但超橢圓曲線密碼是比橢圓曲線密碼更難攻破的密碼體制,且可以在更小的基域上達到與橢圓曲線密碼相同的安全程度。雖然超橢圓曲線密碼體制在理論上已經基本成熟,但由于它的計算復雜性大,所以在具體實現上還需要進一步研究。實現超橢圓曲線密碼系統,對于增強信息系統的安全性和研究更高強度的加密系統都有著重要的理論意義和較高的應用價值,相信超橢圓曲線密碼系統將會有更好的應用前景。 對于密碼系統,我們希望它占用的空間更少,實現的時間更短,安全性更高。論文研究超橢圓曲線密碼中的加密算法,對主要算法進行實現比較并提出軟硬協調思想實現超橢圓曲線密碼系統就是為了達到這個目標。 論文先介紹了超橢圓曲線密碼系統中有限域上的兩個核心運算——有限域乘法運算和有限域求逆運算。對有限域乘法運算的全串行算法和串并混合算法在FPGA上用VHDL語言進行了實現,并對它們的結果進行對比,重點在于對并行度不同的串并混合算法進行實現比較,找到面積和速度的最佳結合點。通過對算法的實現和比較,發現理論上面積和速度協調性較好的8位串并混合算法在實際中協調性并不是很好,最終得出結論,在所做實驗的四種情況中,面積和速度協調性較好的算法是4位串并混合算法。隨后論文對有限域求逆運算的三種算法在FPGA上用VHDL語言進行實現比較,找到單獨實現有限域求逆運算較好的算法(MIMA域求逆算法)和可以與域乘法運算相結合的算法(使用域乘法求逆的算法),為軟硬協調實現超橢圓曲線系統思想的提出打下基礎。 論文然后提出了軟硬協調的方法實現超橢圓曲線系統的思想,并對整個系統進行了軟硬件部分的劃分。通過分析,將標量乘算法,除子算法和多項式環算法劃分到軟件部分,并對其中的標量乘運算進行了詳細的分析介紹,將有限域算法歸于硬件部分并對其進行了簡單描述。在最后對全文進行總結,提出進一步需要開展的工作。
上傳時間: 2013-04-24
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本項目完成的是基于中國“數字電視地面廣播傳輸系統幀結構、信道編碼和調制”國家標準的發射端系統FPGA設計與實現。在本設計中,系統采用了Stratix系列的EP1S80F1020C5 FPGA為基礎構建的主硬件處理平臺。對于發射端系統,數據處理部分的擾碼器(隨機化)、前向糾錯編碼(FEC)、符號星座映射、符號交織、系統信息復用、頻域交織、幀體數據處理(OFDM調制)、同步PN頭插入、以及信號成形4倍插值滾降濾波器(SRRC)等各模塊都是基于FPGA硬件設計實現的。其中關鍵技術:TDS-OFDM技術及其和絕對時間同步的復幀結構、信號幀的頭和幀體保護技術、低密度校驗糾錯碼(LDPC)等,體現了國標的自主創新特點,為數字電視領域首次采用。其硬件實現,亦尚未有具體產品參考。 本文首先介紹了當今國內外數字電視的發展現狀,中國數字電視地面廣播傳輸國家標準的頒布背景。并對國標系統技術原理框架,發端系統的整體結構以及FPGA設計的相關知識進行了簡要介紹。在此基礎上,第三章重點、詳細地介紹了基于FPGA實現的發射端系統各主要功能模塊的具體結構設計,論述了系統中各功能模塊的FPGA設計和實現,包括設計方案、算法和結構的選取、FPGA實現、仿真分析等。第四章介紹了對整個系統的級連調試過程中,對系統結構進行的優化調整,并對級連后的整個系統的性能進行了仿真、分析和驗證。作者在項目中完成的工作主要有: 1.閱讀相關資料,了解并分析國標系統的技術結構和原理,分解其功能模塊。 2.制定了基于國標的發端系統FPGA實現的框架及各模塊的接口定義。 3.調整和改進了3780點IFFT OFDM調制模塊及滾降濾波器模塊的FPGA設計并驗證。 4.完成了擾碼器、前向糾錯編碼、符號星座映射、符號交織、系統信息復用、頻域交織、幀體數據處理、同步PN頭插入、以及信號成形4倍插值滾降濾波器等功能模塊的FPGA設計和驗證。 5.在系統級連調試中,利用各模塊數據結構特點,優化系統模塊結構。 6.完成了整個發射端系統FPGA部分的調試、分析和驗證。
上傳時間: 2013-04-24
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寬帶無線通信的持續高速的需求增長刺激了新的通信技術的不斷產生,而這些技術的發展,很大程度上都來自于不同技術的互相補充與融合,這也成為新標準的源泉。正交頻分復用(OFDM)技術在提供高效的頻譜利用率以及良好的抗多徑性能的同時,通過多輸入輸出(MIMO)技術來進一步增加信道容量,在不增加信號帶寬的基礎上取得更高的傳輸速率和更好的傳輸質量。因此MIMO-OFDM技術近年來在成為研究熱點的同時,已被認為是下一帶移動通信和網絡接入標準中的核心技術。 本文主要對MIMO-OFDM系統物理層的關鍵技術進行了研究,并主要對系統的同步和信道估計算法進行了深入的分析,并提出了一些改進。最后進行了MIMO-OFDM基帶系統基于FPGA的物理層設計,對其中一些關鍵模塊的設計,比如信道估計和空時譯碼模塊進行了詳細的討論。 第一章緒論部分首先結合寬帶無線通信技術發展的歷史就MIMO-OFDM技術產生發展的背景進行了分析,指出了MIMO-OFDM研究與發展方向,最后總結了本文的工作目標和基本要求。 第二章主要是推導分析了MIMO-OFDM系統的基本原理,先分別從OFDM技術和MIMO技術兩方面概括性的介紹了其理論以及技術特點,最后對MIMO與OFDM結合的關鍵技術進行了討論。 第三章是對MIMO-OFDM同步算法的研究,主要針對基于訓練序列的同步算法進行了深入討論,關注點是訓練序列的設計。針對原有的一些算法進行了總結與比較,并主要對基于頻域設計的訓練序列符號同步算法做出了改進。 第四章首先從基于導頻的信道估計算法推導開始,關注點放在MIMO-OFDM系統下的自適應信道估計算法研究。文章將原有的一些OFDM自適應信道估計算法擴展到MIMO領域,結合基于共軛梯度的自適應算法并做出了一些改進。 第五章節是本文的硬件設計部分,文章基于一個2發2收MIMO-OFDM系統進行了基帶數字處理部分的FPGA設計工作,根據設計要求實現了發送端和接收端數據處理的基本功能,為完善的和更高性能的MIMO-OFDM系統實現奠定了基礎。
上傳時間: 2013-06-26
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