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數(shù)字<b>成像</b>

圖像預(yù)處理及DSPCPCI橋接設(shè)計(jì)

實(shí)時(shí)紅外圖像處理是紅外成像制導(dǎo)的關(guān)鍵技術(shù)。本課題來源于兵器工業(yè)部第209研究所承擔(dān)研制的紅外成像制導(dǎo)技術(shù)背景下的紅外圖像信息處理機(jī)項(xiàng)目。本文在總結(jié)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，做了大量紅外圖像信息處理系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計(jì)工作。主要有以下幾點(diǎn)： 1．系統(tǒng)方案和總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在分析比較目前幾種主流系統(tǒng)方案后，將紅外圖像處理機(jī)設(shè)計(jì)成“雙FPGA+雙DSP+CPCI”結(jié)構(gòu)。選用ADI公司TigerSHARK系列的DSP芯片ADSP-TS201作為系統(tǒng)高層算法處理的核心處理器，選用Altera公司的FPGA芯片StratixⅡ EP2S60F67214作為底層算法處理和接口控制的核心，選用高速CPCI總線作為紅外圖像信息處理機(jī)與主機(jī)的通訊橋梁。 2．FPGA部分的設(shè)計(jì)是本課題的核心，對FPGA部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)和調(diào)試 (1)圖像預(yù)處理模塊：FPGA負(fù)責(zé)系統(tǒng)的底層預(yù)處理算法和相應(yīng)控制。首先對采集來的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行中值濾波和直方圖統(tǒng)計(jì)，然后按照鏈路口(Linkport)的通信協(xié)議，將預(yù)處理后的圖像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地從FPGA傳給DSP。 (2)DSP-CPCI橋接模塊：FPGA負(fù)責(zé)DSP與CPCI的接口，將DSP處理后的結(jié)果通過DSP-CPCI橋接模塊傳給主機(jī)。聯(lián)調(diào)實(shí)驗(yàn)測試表明，實(shí)時(shí)紅外圖像信息處理成功實(shí)現(xiàn)了對典型紅外目標(biāo)的檢測、識(shí)別和跟蹤，從而驗(yàn)證系統(tǒng)核心FPGA部分的設(shè)計(jì)是成功的。

標(biāo)簽： DSPCPCI 圖像預(yù)處理橋接設(shè)計(jì)

上傳時(shí)間： 2013-07-13

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基于FPGA的視頻圖像處理系統(tǒng)

隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，視頻圖像處理技術(shù)近年來得到極大的重視和長足的發(fā)展，其應(yīng)用范圍主要包括數(shù)字廣播、消費(fèi)類電子、視頻監(jiān)控、醫(yī)學(xué)成像及文檔影像處理等領(lǐng)域。當(dāng)前視頻圖像處理主要問題是當(dāng)處理的數(shù)據(jù)量很大時(shí)，處理速度慢，執(zhí)行效率低。而且視頻算法的軟件和硬件仿真和驗(yàn)證的靈活性低。本論文首先根據(jù)視頻信號(hào)的處理過程和典型視頻圖像處理系統(tǒng)的構(gòu)成提出了基于FPGA的視頻圖像處理系統(tǒng)總體框圖；其次選擇視頻轉(zhuǎn)換芯片SAA7113，完成視頻圖像采集模塊的設(shè)計(jì)，主要分三步完成：1)配置視頻轉(zhuǎn)換芯片的工作模式，完成視頻轉(zhuǎn)化芯片SAA7113的初始化：2)通過分析輸出數(shù)據(jù)流的格式標(biāo)準(zhǔn)，來識(shí)別奇偶場信號(hào)、場消隱信號(hào)和有效行數(shù)據(jù)的開始和結(jié)束信號(hào)三種控制信號(hào)，并根據(jù)控制信號(hào)，用Verilog硬件描述語言編程實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的采集；3)分析SRAM的讀寫控制時(shí)序，采用兩塊SRAM完成圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。然后編寫軟件測試文件，在ISE Simulator仿真環(huán)境進(jìn)行程序測試與運(yùn)行，并分析仿真結(jié)果，驗(yàn)證了數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)的正確性；最后，對常用視頻圖像算法的MATLAB仿真，選擇適當(dāng)?shù)乃阕樱捎霉ぞ進(jìn)ATLAB、System Generator for DSP和ISE，利用模塊構(gòu)建方式，搭建視頻算法平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)圖像平滑濾波、銳化濾波算法，在Simulink中仿真并自動(dòng)生成硬件描述語言和網(wǎng)表，對資源的消耗做簡要分析。本論文的創(chuàng)新點(diǎn)是采用新的開發(fā)環(huán)境System Generator for DSP實(shí)現(xiàn)視頻圖像算法。這種開發(fā)視頻圖像算法的方式靈活性強(qiáng)、設(shè)計(jì)周期短、驗(yàn)證方便、是視頻圖像處理發(fā)展的必然趨勢。

標(biāo)簽： FPGA 視頻圖像處理系統(tǒng)

上傳時(shí)間： 2013-07-28

上傳用戶：lingzhichao
真實(shí)感圖形繪制中明暗效果的FPGA實(shí)現(xiàn)

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中真實(shí)感成像包括兩部分內(nèi)容：物體的精確圖形表示；場景中光照效果的適當(dāng)?shù)拿枋觥９庹招Чü獾姆瓷洹⑼该餍浴⒈砻婕y理和陰影。對物體進(jìn)行投影，然后再可見面上產(chǎn)生自然光照效果，可以實(shí)現(xiàn)場景的真實(shí)感顯示。光照明模型主要用于物體表面某點(diǎn)處的光強(qiáng)度計(jì)算。面繪制算法是通過光照模型中的光強(qiáng)度計(jì)算，以確定場景中物體表面的所有投影像素點(diǎn)的光強(qiáng)度。Phong明暗處理算法是生成真實(shí)感3D圖像最佳算法之一。但是由于其大量的像素級(jí)運(yùn)算和硬件難度而在實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)真實(shí)感圖形繪制中被Gotuaud明暗處理算法所取代。VLSI技術(shù)的發(fā)展以及對于高真實(shí)感實(shí)時(shí)圖形的需求使得Phong明暗處理算法的實(shí)現(xiàn)成為可能。利用泰勒級(jí)數(shù)近似的Fast Phong明暗處理算法適合硬件實(shí)現(xiàn)。此算法需要存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)的ROM。這增加了實(shí)現(xiàn)的難度。本文完成了以下工作： 1、本文簡述了實(shí)時(shí)真實(shí)感圖形繪制管線，詳細(xì)敘述了所用到的光照明模型和明暗處理方法，并對幾種明暗處理方法的效果作了比較，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Fast Phong明暗處理算法適用于實(shí)時(shí)真實(shí)感圖形繪制。 2、在熟悉Xilinx公司FPGA芯片結(jié)構(gòu)及其開發(fā)流程的基礎(chǔ)上，結(jié)合Xilinx公司提供的FPGA開發(fā)工具ISE 7.1i，仿真工具為ISE simulator，綜合工具為XST；完成了Fast Phong明暗處理模塊的FPGA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。綜合得到的電路的最高頻率為54.058MHz。本文的Fast Phong明暗處理硬件模塊適用于實(shí)時(shí)真實(shí)感圖形繪制。 3、本文通過誤差分析，提出了優(yōu)化的查找表結(jié)構(gòu)。通過在FPGA上對本文所提結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明，本方案在提高速度、精度的同時(shí)將ROM的數(shù)據(jù)量從64K*8bit減少至13K*8bit。

標(biāo)簽： FPGA 圖形繪制

上傳時(shí)間： 2013-06-21

上傳用戶：ghostparker
圖像跟蹤系統(tǒng)中的FPGA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

隨著成像技術(shù)的飛速發(fā)展和圖像處理技術(shù)的不斷更新，圖像跟蹤技術(shù)目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于偵察、制導(dǎo)等軍事領(lǐng)域，同時(shí)在導(dǎo)航、智能交通等民用領(lǐng)域也開辟了廣闊的應(yīng)用前景。與其他傳統(tǒng)的跟蹤方式相比，圖像跟蹤具有直觀、實(shí)時(shí)、精度高...

標(biāo)簽： FPGA 圖像跟蹤系統(tǒng)

上傳時(shí)間： 2013-06-22

上傳用戶：shinesyh
CCD圖像的顏色插值算法研究

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，以求在處理速度和成像質(zhì)量兩方面均達(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)勢后，針對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)的算法對圖像質(zhì)量有所增強(qiáng)，取得了良好的效果。

標(biāo)簽： CCD 圖像插值算法研究

上傳時(shí)間： 2013-06-11

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基于FPGA的面陣CCD驅(qū)動(dòng)傳輸電路設(shè)計(jì)

圖像處理技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，特別是工業(yè)檢測領(lǐng)域。然而，圖像處理技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)是圖像的獲取，為了更加靈活地設(shè)計(jì)各種應(yīng)用產(chǎn)品，本課題研究基于FPGA的面陣 CCD驅(qū)動(dòng)傳輸電路設(shè)計(jì)，利用該電路能夠獲取高質(zhì)量、高分辨率的圖像，為后續(xù)的圖像處理技術(shù)應(yīng)用打下基礎(chǔ)。本文首先介紹了研究意義、CCD圖像傳感器的發(fā)展以及FPGA的產(chǎn)生與發(fā)展，接著提出了面陣CCD成像系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案，然后針對關(guān)鍵電路的設(shè)計(jì)進(jìn)行詳盡的分析和說明，這些電路包括時(shí)序發(fā)生電路、存儲(chǔ)器控制電路、USB接口電路以及電源調(diào)理電路。其中時(shí)序發(fā)生電路主要用于產(chǎn)生CCD正常工作所需的各種時(shí)序信號(hào)以及A/D變換芯片AD9824 所需的工作時(shí)序，這些時(shí)序都是由FPGA產(chǎn)生的，文中給出了FPGA邏輯設(shè)計(jì)的基本過程以及仿真波形。本系統(tǒng)采用SDRAM緩存圖像信號(hào)，為了完成SDRAM的寫入、讀出以及定時(shí)刷新，利用FPGA生成存儲(chǔ)器控制電路。系統(tǒng)采用USB接口與計(jì)算機(jī)通信，因此FPGA 中設(shè)計(jì)了相應(yīng)邏輯電路與CY7C68013A USB接口芯片實(shí)現(xiàn)信號(hào)握手及數(shù)據(jù)通信，進(jìn)而與 PC機(jī)通信。為了保證各個(gè)芯片正常工作，設(shè)計(jì)電源調(diào)理電路實(shí)現(xiàn)將輸入5V電源轉(zhuǎn)換成多種電壓向各個(gè)芯片供電。經(jīng)過初步調(diào)試，并根據(jù)仿真結(jié)果判斷驅(qū)動(dòng)傳輸電路基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵詞：FPGA，CCD，A/D變換，SDRAM，USB，驅(qū)動(dòng)時(shí)序

標(biāo)簽： FPGA CCD 面陣傳輸

上傳時(shí)間： 2013-04-24

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觸摸屏基礎(chǔ)知識(shí)大全

觸摸屏主要有八種不同的技術(shù)－電阻式、表面電容式、投射電容式、表面聲波式、紅外式、彎曲波式、有源數(shù)字轉(zhuǎn)換器式和光學(xué)成像式。

標(biāo)簽： 觸摸屏基礎(chǔ)知識(shí)

上傳時(shí)間： 2013-05-25

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哈達(dá)瑪變換光譜儀壓縮系統(tǒng)研究

基于數(shù)字微鏡器件（Digital Micro-mirror Device，DMD）的哈達(dá)瑪變換光譜技術(shù)是一種新型的光譜成像技術(shù)，在國內(nèi)很少有專門的文獻(xiàn)介紹[1-3]。文中先介紹了本實(shí)驗(yàn)采用的哈達(dá)瑪光譜儀樣機(jī)的原理以及哈達(dá)瑪成像光譜儀優(yōu)于傳統(tǒng)模板的獨(dú)特之處，即獲得多通道高能量高信噪比的光譜數(shù)據(jù)，然后描述對采集到的數(shù)據(jù)做高信噪比，高分辨率壓縮處理，最后說明此方法實(shí)時(shí)性強(qiáng)、圖像失真小、實(shí)用價(jià)值高、應(yīng)用范圍廣。

標(biāo)簽： 哈達(dá) 變換光譜儀壓縮系統(tǒng)

上傳時(shí)間： 2013-11-25

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基于SPRITE探測器的低噪聲前置放大器的設(shè)計(jì)

為拓展熱成像技術(shù)的應(yīng)用,使其可以應(yīng)用到除軍事領(lǐng)域外的其它商業(yè)范圍,本文就其中的微弱信號(hào)處理技術(shù)進(jìn)行了研究. 采用國內(nèi)市場可購得的AD797 作核心芯片,對SPRITE 探測器輸出的微弱信號(hào)進(jìn)行了放大、緩沖,并給出了有關(guān)參數(shù)及設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問題.

標(biāo)簽： SPRITE 探測器低噪聲前置放大器

上傳時(shí)間： 2013-10-11

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CTP知識(shí)全解

　　1.什么是CTP? 　　CTP包括幾種含義: 　　脫機(jī)直接制版(Computer-to-plate) 　　在機(jī)直接制版(Computer-to-press) 　　直接印刷(Computer-to-paper/print) 　　數(shù)字打樣(Computer-to-proof) 　　普通PS版直接制版技術(shù),即CTcP(Computer-to-conventional plate) 　　這里所論述的CTP系統(tǒng)是脫機(jī)直接制版(Computer-to-plate)。CTP就是計(jì)算機(jī)直接到印版，是一種數(shù)字化印版成像過程。CTP直接制版機(jī)與照排機(jī)結(jié)構(gòu)原理相仿。起制版設(shè)備均是用計(jì)算機(jī)直接控制，用激光掃描成像，再通過顯影、定影生成直接可上機(jī)印刷的印版。計(jì)算機(jī)直接制版是采用數(shù)字化工作流程，直接將文字、圖象轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字，直接生成印版，省去了膠片這一材料、人工拼版的過程、半自動(dòng)或全自動(dòng)曬版工序。

標(biāo)簽： CTP

上傳時(shí)間： 2013-10-27

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