近年來，圖像處理與識(shí)別技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。人們已經(jīng)充分認(rèn)識(shí)到圖像處理和識(shí)別技術(shù)是認(rèn)識(shí)世界、改造世界的重要手段。目前，圖像識(shí)別技術(shù)已應(yīng)用到很多領(lǐng)域，滲入到各行各業(yè)，在醫(yī)學(xué)、公安、交通、工業(yè)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。 這篇論文介紹了一種基于DSP＋FPGA構(gòu)架的實(shí)時(shí)圖像識(shí)別系統(tǒng)。DSP作為圖像識(shí)別模塊的核心，負(fù)責(zé)圖像識(shí)別算法的實(shí)現(xiàn)；FPGA作為圖像采集模塊的核心，負(fù)責(zé)圖像的采集，并且完成預(yù)處理工作。圖像識(shí)別算法的運(yùn)算量大，并且控制復(fù)雜，對(duì)系統(tǒng)的性能要求很高。DSP的特殊結(jié)構(gòu)和優(yōu)良性能很好地滿足了系統(tǒng)的需要，而FPGA的高速性和靈活性也保證了系統(tǒng)實(shí)時(shí)性，并且簡(jiǎn)化了外圍電路，減少了系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度。 系統(tǒng)使用模板匹配和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對(duì)數(shù)字0～9進(jìn)行識(shí)別。模板匹配一般適用于識(shí)別規(guī)范化的數(shù)字、字符等小型字符集（特別是同一字體的字符集）。由于結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，系統(tǒng)處理能力強(qiáng)，模板匹配的識(shí)別速度快并且識(shí)別率高，取得很好的效果。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所具有的分布式存儲(chǔ)、高容錯(cuò)性、自組織和自學(xué)習(xí)功能，使其對(duì)圖像識(shí)別問題顯示出極大的優(yōu)越性。 研究表明，在DSP+FPGA的構(gòu)架上實(shí)現(xiàn)的圖像識(shí)別系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)靈活、通用性強(qiáng)的特點(diǎn)，適用于模塊化設(shè)計(jì)，有利于提高算法的效率。系統(tǒng)可以充分發(fā)揮和結(jié)合DSP和FPGA的優(yōu)勢(shì)，準(zhǔn)確快速地實(shí)現(xiàn)圖像識(shí)別。通過軟、硬件的靈活組合，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)圖像處理大部分的相關(guān)功能，使之能夠運(yùn)用到工業(yè)視覺檢測(cè)、汽車牌照識(shí)別等系統(tǒng)中。
標(biāo)簽： DSPFPGA 圖像識(shí)別 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-06-18
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軟件無線電作為一種新的無線通信概念和體制，近年來隨著3G標(biāo)準(zhǔn)的提出，日益受到國內(nèi)外相關(guān)通信廠商的重視。尤其是基于軟件無線電和智能天線技術(shù)的TD-SCDMA作為通信史上第一個(gè)“中國標(biāo)準(zhǔn)”，有望扭轉(zhuǎn)多年來我國移動(dòng)通信制造業(yè)的被動(dòng)局面，是實(shí)現(xiàn)信息產(chǎn)業(yè)騰飛的一個(gè)絕好機(jī)會(huì)。軟件無線電使得通信體制具有很好的通用性、靈活性和可配置性，并使系統(tǒng)互聯(lián)和升級(jí)變得容易。本文以軟件無線電中的FIR濾波器為線索，貫穿了信號(hào)重構(gòu)、多抽樣率信號(hào)處理、積分梳狀濾波器等理論分析，重點(diǎn)闡釋了FIR濾波器的設(shè)計(jì)方法及濾波器的FPGA實(shí)現(xiàn)等技術(shù)問題。 本文首先針對(duì)軟件無線電中的多抽樣率信號(hào)處理理論進(jìn)行了討論和分析。討論了軟件無線電中如何實(shí)現(xiàn)整數(shù)倍抽取、整數(shù)倍內(nèi)插、分?jǐn)?shù)倍抽樣率變換，并分析了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的等效變換、多相濾波及積分梳狀濾波器的設(shè)計(jì)理論。 緊接著重點(diǎn)闡述了軟件無線電中FIR濾波器的設(shè)計(jì)理論，包括窗函數(shù)法、頻率抽樣法及等紋波法。分析了各種設(shè)計(jì)方法所能達(dá)到的性能指標(biāo)及優(yōu)缺點(diǎn)，并結(jié)合工程實(shí)例給出了相關(guān)的Matlab程序。并對(duì)FIR濾波器結(jié)構(gòu)的選擇及系數(shù)字長的確定等問題進(jìn)行了分析。此外，也介紹了在Matlab進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)時(shí)一些常用函數(shù)和命令的用法。 本文選用FPGA來實(shí)現(xiàn)中頻軟件無線電，F(xiàn)PGA與參數(shù)化ASIC、DSP比較有很多優(yōu)勢(shì)，它不但在功耗、體積、成本方面優(yōu)于參數(shù)化ASIC、DSP，而且處理效率高、現(xiàn)場(chǎng)可編程性能良好。不同于DSP的單流處理方式，F(xiàn)PGA是多流并行處理，這種處理方式使FPGA能完成DSP難以實(shí)現(xiàn)的許多功能。在簡(jiǎn)單介紹了FPGA的一般原理，以及FPGA設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)和在信號(hào)處理中的設(shè)計(jì)原則以后，重點(diǎn)介紹了FIR濾波器的FPGA實(shí)現(xiàn)方法。提出了分布式算法、加法器網(wǎng)絡(luò)法以及分段FIFO等實(shí)現(xiàn)方法。最后，提出了一種QuartusII與MATLAB聯(lián)合仿真的方法。此方法能夠直觀的檢驗(yàn)濾波器的濾波效果，提高設(shè)計(jì)效率。并結(jié)合工程實(shí)例詳盡的介紹了FIR濾波器的設(shè)計(jì)開發(fā)流程。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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40kHZ 超聲波發(fā)射電路之一，由F1~F3 三門振蕩器在F3 的輸出為40kHZ 方波，工作頻率主要由C1、R1 和RP 決定，用RP 可調(diào)電阻來調(diào)節(jié)頻率。 F3 的輸出激勵(lì)換能器T40-1
上傳時(shí)間： 2013-07-28
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針對(duì)目前光照補(bǔ)償后人臉圖像的識(shí)別率仍不夠理想這一問題，提出了一種基于模糊增強(qiáng)和小波包變換相結(jié)合的非均勻光照下人臉識(shí)別方法。將人臉圖像在對(duì)數(shù)域中計(jì)算二維小波包變換，通過舍棄部分子帶圖像中的系數(shù)來實(shí)現(xiàn)人臉
標(biāo)簽： 模糊 變換 人臉識(shí)別方法
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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現(xiàn)代通信系統(tǒng)對(duì)帶寬和數(shù)據(jù)速率的要求越來越高，超寬帶(ultra-wideband，UWB)通信以其傳輸速率高、空間容量大、成本低、功耗低的優(yōu)點(diǎn)，成為解決企業(yè)、家庭、公共場(chǎng)所等高速因特網(wǎng)接入的需求與越來越擁擠的頻率資源分配之間的矛盾的技術(shù)手段。 論文主要圍繞兩方面展開分析：一是介紹用于UWB無載波脈沖調(diào)制及直接序列碼分多址調(diào)制(DS-CDMA)的新型脈沖，即Hermite正交脈沖，并且分析了這種構(gòu)建UWB多元通信和多用戶通信的系統(tǒng)性能。二是分析了UWB的多帶頻分復(fù)用物理層提案(MBOA)的調(diào)制技術(shù)，并在FPGA上實(shí)現(xiàn)了調(diào)制模塊。正交Hermite脈沖集被提出用于UWB的M元雙正交調(diào)制系統(tǒng)，獲得高數(shù)據(jù)速率。調(diào)整脈沖的脈寬因子和中心頻率能使脈沖滿足FCC的頻譜要求。M元雙正交調(diào)制的接收機(jī)需要M/2個(gè)相關(guān)器，遠(yuǎn)比M元正交調(diào)制所需的相關(guān)器數(shù)量少。誤碼率一定時(shí)，維數(shù)M的增加可獲得高的比特率和低的信噪比。雖然高階的Hermite脈沖易受抖動(dòng)時(shí)延的影響，但當(dāng)抖動(dòng)時(shí)延范圍小于0.02ns時(shí)，其影響較為不明顯。本文認(rèn)為1～8階的Hermite脈沖皆可用，可構(gòu)成16元雙正交系統(tǒng)。 正交Hermite脈沖集也可以構(gòu)造UWB多用戶系統(tǒng)。各用戶的信息用不同的Hermite脈沖同時(shí)傳輸，其多用戶的誤比特率上限低于高斯單脈沖構(gòu)成的PPM多用戶系統(tǒng)的誤比特率，所以其系統(tǒng)性能更優(yōu)。正交Hermite脈沖還可以用于UWB的DS-CDMA調(diào)制，在8個(gè)脈沖可用的情況下，最多可容64個(gè)用戶同時(shí)通信。 基于MBOA提出的UWB物理層協(xié)議，本文用Verilog硬件語言實(shí)現(xiàn)了調(diào)制與解調(diào)結(jié)構(gòu)，并用Modelsim做了時(shí)序驗(yàn)證。用Verilog編程實(shí)現(xiàn)的輸出數(shù)據(jù)與Matlab生成的UWB建模的輸出結(jié)果一致。為了達(dá)到UWBMB-OFDM系統(tǒng)的FFT處理器的要求，一個(gè)混和基多通道流水線的FFT算法結(jié)構(gòu)被提出。其有效的實(shí)現(xiàn)方法也被提出。這種結(jié)構(gòu)采用多通道以獲得高的數(shù)據(jù)吞吐量。此外，它用于存儲(chǔ)和復(fù)數(shù)乘法器的硬件損耗相比其他的FFT處理器是最少的。高基的FFT蝶算減少了復(fù)數(shù)乘法器的數(shù)量。在132MHz的工作頻率下，整個(gè)128點(diǎn)FFT變換在此結(jié)構(gòu)模式下只需要242.4ns,滿足了MBOA的要求。
上傳時(shí)間： 2013-07-29
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伴隨高速DSP技術(shù)的廣泛應(yīng)用，實(shí)時(shí)快速可靠地進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理成為用戶追求的目標(biāo)。同時(shí)，由于可編程器件在速度和集成度方面的飛速提高，使得利用硬件實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)實(shí)時(shí)快速可靠處理有了新的途徑。 FIR濾波器是數(shù)字信號(hào)處理中常用部件，它的最大優(yōu)點(diǎn)在于：設(shè)計(jì)任何幅頻特性時(shí)，可以具有嚴(yán)格的線性相位，這一點(diǎn)對(duì)數(shù)字信號(hào)的實(shí)時(shí)處理非常關(guān)鍵。 FPGA是常用的可編程器件，它所具有的查找表結(jié)構(gòu)非常適用于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)快速可靠的FIR濾波器，在加上VHDL語言靈活的描述方法以及與硬件無關(guān)的特點(diǎn)，使得使用VHDL語言基于FPGA芯片實(shí)現(xiàn)FIR濾波器成為研究的方向。 本文對(duì)基于FPGA的FIR數(shù)字濾波器實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究，并設(shè)計(jì)了一個(gè)16階的FIR低通濾波器。所做的主要工作為： 1.以FIR數(shù)字濾波器的基本理論為依據(jù)，使用分布式算法作為濾波器的硬件實(shí)現(xiàn)算法，并對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的討論。針對(duì)分布式算法中查找表規(guī)模過大的缺點(diǎn)，采用多塊查找表的方式減小硬件規(guī)模。 2.在設(shè)計(jì)中采用了自頂向下的層次化、模塊化的設(shè)計(jì)思想，將整個(gè)濾波器劃分為多個(gè)模塊，利用VHDL語言的描述方法進(jìn)行了各個(gè)功能模塊的設(shè)計(jì)，最終完成了FIR數(shù)字濾波器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 3.采用FLEX10K系列器件實(shí)現(xiàn)一個(gè)16階的FIR低通濾波器的設(shè)計(jì)實(shí)例，用MAX+PLUSII軟件進(jìn)行了仿真，并用MATLAB對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了分析，證明所設(shè)計(jì)的FIR數(shù)字濾波器功能正確。 仿真結(jié)果表明，本論文所設(shè)計(jì)的FIR濾波器硬件規(guī)模較小，采樣率達(dá)到了17.73MHz。同時(shí)只要將查找表進(jìn)行相應(yīng)的改動(dòng)，就能分別實(shí)現(xiàn)低通、高通、帶通FIR濾波器，體現(xiàn)了設(shè)計(jì)的靈活性。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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建立在數(shù)據(jù)率轉(zhuǎn)換技術(shù)之上的寬帶數(shù)字偵察接收機(jī)要求能夠?qū)崿F(xiàn)高截獲概率、高靈敏度、近乎實(shí)時(shí)的信號(hào)處理能力。雙信號(hào)數(shù)據(jù)率轉(zhuǎn)換技術(shù)是寬帶數(shù)字偵察接收機(jī)關(guān)鍵技術(shù)之一，是解決寬帶數(shù)字接收機(jī)中前端高速ADC采樣的高速數(shù)據(jù)流與后端DSP處理速度之間瓶頸問題的可行方案。測(cè)頻技術(shù)以及帶通濾波，即寬帶數(shù)字下變頻技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。本文首先介紹了寬帶數(shù)字偵察接收關(guān)鍵技術(shù)之一的數(shù)據(jù)率轉(zhuǎn)換技術(shù)，著重研究了快速、高精度雙信號(hào)測(cè)頻算法以及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)。論文主要工作如下： (1)分析了現(xiàn)代電子偵察環(huán)境下的信號(hào)特征，指出寬帶數(shù)字接收機(jī)必須滿足寬監(jiān)視帶寬、流水作業(yè)以及近實(shí)時(shí)的響應(yīng)時(shí)間。給出了一種頻率引導(dǎo)式的數(shù)字接收機(jī)方案，簡(jiǎn)要介紹這種接收機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)——快速、高精度頻率估計(jì)以及高效的數(shù)據(jù)率轉(zhuǎn)換。 (2)介紹了FFT技術(shù)在測(cè)頻算法中的應(yīng)用，比較了FFT專用芯片及其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，指出為了滿足實(shí)時(shí)處理要求，必須選用FPGA設(shè)計(jì)FFT模塊。 (3)在分析常規(guī)的插值算法基礎(chǔ)上，提出了一種單信號(hào)的快速插值頻率估計(jì)方法，只需三個(gè)FFT變換系數(shù)的實(shí)部構(gòu)造頻率修正項(xiàng)，計(jì)算量低。該方法具有精度高、測(cè)頻速率快的特點(diǎn)。 (4)基于DFT理論和自相關(guān)理論，提出了結(jié)合FFT和自相關(guān)的雙信號(hào)頻率估計(jì)算法。該方法先用DFT估計(jì)其中一個(gè)信號(hào)的頻率和幅度，以此頻率對(duì)信號(hào)解調(diào)并對(duì)消該頻率成分，最后利用自相關(guān)理論估計(jì)出另一個(gè)信號(hào)的頻率。 (5)基于DFT理論和FFT技術(shù)，研究了信號(hào)平方與FFT結(jié)合的雙信號(hào)頻率估計(jì)算法。根據(jù)信號(hào)中兩頻率分量的幅度比，只需一次一維平方信號(hào)譜峰搜索，就可以得到雙信號(hào)的和頻與差頻分量的估計(jì)值，并利用插值技術(shù)提高測(cè)頻精度。該算法能夠精確地估計(jì)頻率間隔小的雙信號(hào)頻率，且容易地?cái)U(kuò)展到復(fù)信號(hào)，F(xiàn)PGA硬件實(shí)現(xiàn)容易。 (6)基于現(xiàn)代譜分析理論，研究了基于AR(2)模型的雙信號(hào)頻率估計(jì)算法。方法在利用AR(2)模型系數(shù)估計(jì)雙正弦信號(hào)頻率之和的同時(shí)，利用FFT快速測(cè)頻算法估計(jì)其中強(qiáng)信號(hào)分量的頻率值。算法仿真驗(yàn)證和性能分析表明了提出的算法能快速高精度地估計(jì)雙信號(hào)頻率。 (7)給出了基于頻譜重心算法的雷達(dá)雙信號(hào)頻率估計(jì)的FPGA硬件實(shí)現(xiàn)架構(gòu)，并進(jìn)行了時(shí)序仿真。 (8)討論了雙信號(hào)帶寬匹配接收系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方案，給出了快速測(cè)頻及帶寬估計(jì)模塊設(shè)計(jì)。
上傳時(shí)間： 2013-06-02
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本文將電路接口技術(shù)與硬件可編程技術(shù)相結(jié)合，提出了用可編程芯片來控制IDE硬盤進(jìn)行高速數(shù)據(jù)記錄，能夠滿足機(jī)載數(shù)據(jù)記錄設(shè)備重量輕、容量大、速度快的要求。 論文對(duì)硬盤ATA接口標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了研究，對(duì)VHDL語言、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列器件(FPGA)實(shí)現(xiàn)硬件電路的原理和方法進(jìn)行了深入分析，在此基礎(chǔ)上完成了基于FPGA的數(shù)據(jù)記錄控制器的設(shè)計(jì)。文中選擇了具有低功耗、低成本、高性能的FPGA芯片(型號(hào)為CycloneEP1C3T144C8)，將各功能模塊級(jí)聯(lián)成系統(tǒng)在該芯片上完成了控制器系統(tǒng)級(jí)的設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果表明了用FPGA實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)記錄控制器的可行性。所設(shè)計(jì)的VHDL代碼經(jīng)QuartusⅡ綜合、布局布線、管腳分配后，在FPGA內(nèi)部可以達(dá)到104.46Mhz的電路工作速度，F(xiàn)PGA與硬盤之間采用ATA接口的UltraDMA模式2傳輸方式，可以達(dá)到33.3MByte/s的突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸率。文中對(duì)所用到的FPGA設(shè)計(jì)技術(shù)給予了詳細(xì)說明，對(duì)各功能模塊的設(shè)計(jì)給予了詳細(xì)闡述，對(duì)關(guān)鍵設(shè)計(jì)給出了VHDL源代碼，還討論了FPGA設(shè)計(jì)中時(shí)序約束的作用，給出了本文所做時(shí)序約束的方法。 本文中所論述的工作對(duì)以后機(jī)載數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有重要的鋪墊作用。文中在總結(jié)所做工作的同時(shí)，還對(duì)下一步工作提出了有益的建議。
標(biāo)簽： FPGA 機(jī)載 高速數(shù)據(jù) 記錄系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-08-05
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本文對(duì)于全并行Viterbi譯碼器的設(shè)計(jì)及其FPGA實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行了研究，并最終將用FPGA實(shí)現(xiàn)的譯碼器嵌入到某數(shù)字通信系統(tǒng)之中。 首先介紹了卷積碼及Viterbi譯碼算法的基本原理，并對(duì)卷積碼的糾錯(cuò)性能進(jìn)行了理論分析。接著介紹了Viterbi譯碼器各個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)的一些經(jīng)典算法，對(duì)這些算法的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化并利用FPGA實(shí)現(xiàn)，而后在QuartusⅡ平臺(tái)上對(duì)各模塊的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行仿真以及在Matlab平臺(tái)上對(duì)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。最后給出Viterbi譯碼模塊應(yīng)用在實(shí)際系統(tǒng)上的誤碼率測(cè)試性能結(jié)果。 測(cè)試結(jié)果表明，系統(tǒng)的誤碼率達(dá)到了工程標(biāo)準(zhǔn)的要求，從而驗(yàn)證了譯碼器設(shè)計(jì)的可靠性，同時(shí)所設(shè)計(jì)的基于FPGA實(shí)現(xiàn)的全并行Viterbi譯碼器適用于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用場(chǎng)合。
上傳時(shí)間： 2013-07-30
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本文首先對(duì)目前使用比較多的幾種擴(kuò)頻調(diào)制方式：BPSK調(diào)制方式、QPSK調(diào)制方式、CCK調(diào)制方式、MBOK調(diào)制方式進(jìn)行了介紹，并從誤碼率、處理增益、頻帶利用率等方面對(duì)它們進(jìn)行了比較，重點(diǎn)討論了MBOK調(diào)制方式的優(yōu)越性能。然后研究了MBOK調(diào)制方式的擴(kuò)頻和解擴(kuò)方案，包括高速數(shù)據(jù)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換、擴(kuò)頻、偽碼同步、解擴(kuò)等。最后，以Altera公司的MAXPLUSⅡ開發(fā)系統(tǒng)為平臺(tái)，對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)部分進(jìn)行了模塊化設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了軟件仿真，仿真結(jié)果表明，設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)定的要求。
標(biāo)簽： MBOK FPGA 擴(kuò)頻 實(shí)現(xiàn)研究
上傳時(shí)間： 2013-05-15
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