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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CCSDS組織(空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會(huì))于2005年公布了新的圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)算法采用基于小波變換的比特平面編碼方法，支持無損有損壓縮編碼和精確碼率控制并具有較好的抗誤碼能力和非常高的圖像壓縮性能，能滿足實(shí)際應(yīng)用中的多種需求。同時(shí)該算法具有較低的算法復(fù)雜度，易于低功耗硬件實(shí)現(xiàn)，并且對(duì)航天圖像具有較高的適應(yīng)性，因此，在航天應(yīng)用方面具有廣闊的前景。 本論文主要針對(duì)CCSDS圖像壓縮算法的FPGA硬件實(shí)現(xiàn)，在有限的硬件資源下，提出高速高效的CCSDS圖像壓縮編碼器設(shè)計(jì)方案并在已有的FPGA硬件平臺(tái)上加以實(shí)現(xiàn)。本文首先對(duì)CCSDS圖像壓縮算法的編碼原理進(jìn)行詳細(xì)介紹；然后提出DWT、BPE和碼流組織這三大模塊的并行化硬件實(shí)現(xiàn)方案，并給出了進(jìn)行批量仿真測(cè)試的仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)方案。最后在Xilinx VIRTEX-II FPGA平臺(tái)上經(jīng)過成功驗(yàn)證，測(cè)試結(jié)果表明系統(tǒng)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)可滿足星載圖像壓縮的要求。
標(biāo)簽： CCSDS 算法 星載 圖像壓縮系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-13
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神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法作為一種比較成熟的智能控制算法，在空空導(dǎo)彈的理論研究中也得到了很多應(yīng)用，但它的實(shí)際應(yīng)用通常是通過軟件實(shí)現(xiàn)的，而軟件實(shí)現(xiàn)是串行執(zhí)行指令，運(yùn)行速度慢，可靠性低，很難滿足實(shí)際導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求。控制算法硬件實(shí)現(xiàn)的最大特點(diǎn)就是可提高控制算法的實(shí)時(shí)運(yùn)算速度和可靠性。本課題針對(duì)導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)，以FPGA為硬件平臺(tái)研究神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法的硬件實(shí)現(xiàn)。本文首先對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法思想進(jìn)行了深入分析，并對(duì)BP網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)階段進(jìn)行了理論推導(dǎo)，最后對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID飛行控制算法進(jìn)行了研究和總結(jié)，為硬件實(shí)現(xiàn)提供了理論基礎(chǔ)。基于對(duì)上述理論的深入研究和分析，本文提出了一種適合FPGA實(shí)現(xiàn)該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法的硬件實(shí)現(xiàn)模型。在該模型中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)各層之間采用串行執(zhí)行數(shù)據(jù)方式，層間則采用并行運(yùn)行方式，可有效提高系統(tǒng)的運(yùn)算速度。由于模塊化、層次化的自頂向下的模塊化設(shè)計(jì)方法可有效減少錯(cuò)誤的產(chǎn)生，是設(shè)計(jì)復(fù)雜大規(guī)模系統(tǒng)的理想設(shè)計(jì)方法。本文采用了此設(shè)計(jì)方法，通過把系統(tǒng)模塊化，對(duì)各個(gè)子模塊分別用VHDL硬件描述語言進(jìn)行描述，并基于QUARTUS II軟件開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行綜合和仿真，直到達(dá)到研究設(shè)計(jì)要求。最后將仿真程序源代碼下載配置到具體的Cyclone II系列EP2C70 FPGA芯片中,應(yīng)用于某實(shí)際導(dǎo)彈控制系統(tǒng)的研究。理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)飛行控制算法的FPGA硬件實(shí)現(xiàn)是有效可行的，可滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求，為制導(dǎo)系統(tǒng)的實(shí)際工程實(shí)現(xiàn)提供了基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： FPGA PID 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 飛行控制
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：冇尾飛鉈
艦船電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)可以看作為一個(gè)多目標(biāo)、多約束、多時(shí)段、離散化的非線性規(guī)劃最優(yōu)問題。根據(jù)艦船電力系統(tǒng)特點(diǎn)，提出了一種改進(jìn)的粒子群優(yōu)化算法。在傳統(tǒng)粒子群算法的基礎(chǔ)上，運(yùn)用混沌優(yōu)化理論進(jìn)行初始化粒子的初始種群，提升初始解質(zhì)量；同時(shí)，引進(jìn)遺傳操作以改進(jìn)粒子群算法易陷入局部極值的缺點(diǎn)。通過對(duì)典型的模型仿真表明，該算法具有更好的尋優(yōu)性能，并且有效地提高了故障恢復(fù)的速度與精度。
標(biāo)簽： 粒子群算法 電力系統(tǒng) 艦船 網(wǎng)絡(luò)
上傳時(shí)間： 2014-12-23
上傳用戶：AbuGe
介紹了基于數(shù)字圖像處理的QR碼識(shí)別算法。該方案綜合運(yùn)用了圖像灰度化、濾波去噪、二值化、邊緣檢測(cè)、圖像旋轉(zhuǎn)等多種圖像處理方法對(duì)條碼圖像進(jìn)行預(yù)處理。理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該算法提高了識(shí)讀的靈活性和可靠性，為QR碼識(shí)別提供了一種新途徑。
標(biāo)簽： 數(shù)字圖像處理 QR碼 中的應(yīng)用 算法
上傳時(shí)間： 2013-11-13
上傳用戶：cccole0605
基于遺傳算法的組合邏輯電路的自動(dòng)設(shè)計(jì)，依據(jù)給出的真值表，利用遺傳算法自動(dòng)生成符合要求的組合邏輯電路。由于遺傳算法本身固有的并行性，采用軟件實(shí)現(xiàn)的方法在速度上往往受到本質(zhì)是串行計(jì)算的計(jì)算機(jī)制約，因此采用硬件化設(shè)計(jì)具有重要的意義。為了證明基于FPGA的遺傳算法的高效性，設(shè)計(jì)了遺傳算法的各個(gè)模塊，實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的遺傳算法。
標(biāo)簽： FPGA 算法 電路設(shè)計(jì) 組合邏輯
上傳時(shí)間： 2014-01-08
上傳用戶：909000580
數(shù)字PID控制算法是將模擬PID離散化得到，各參數(shù)有著明顯的物理意義，調(diào)整方便，所以PID控制器很受工程技術(shù)人員的喜愛。
上傳時(shí)間： 2013-10-15
上傳用戶：nairui21
本書分三部分介紹在美國廣泛應(yīng)用的、高功能的M68HC11系列單片機(jī)(8位機(jī) ，Motorola公司)。內(nèi)容包括Ｍ６８HC１１的結(jié)構(gòu)與其基本原理、開發(fā)工具EVB(性能評(píng)估板)以及開發(fā)和應(yīng)用技術(shù)。本書在介紹單片機(jī)硬、軟件的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步介紹了在美國實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，如何應(yīng)用PC機(jī)及EVB來進(jìn)行開發(fā)工作。通過本書的介紹，讀者可了解這種單片機(jī)的原理并學(xué)會(huì)開發(fā)和應(yīng)用方法。本書可作為大專院校單片機(jī)及其實(shí)驗(yàn)的教材(本科、短訓(xùn)班)。亦可供開發(fā)、應(yīng)用單片機(jī)的各專業(yè)(計(jì)算機(jī)、機(jī)電、化工、紡織、冶金、自控、航空、航海……)有關(guān)技術(shù)人員參考。 第一部分 M68HC11 結(jié)構(gòu)與原理Motorola單片機(jī) 1 Motorla單片機(jī) 1.1 概述 1.1.1 Motorola 單片機(jī)發(fā)展概況(3) 1.1.2 Motorola 單片機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(4) 1.2 M68HC11系列單片機(jī)(5) 1.2.1 M68HC11產(chǎn)品系列(５) 1.2.2 MC68HC11E9特性(６) 1.2.3 MC68HC11E9單片機(jī)引腳說明(８) 1.3 Motorola 32位單片機(jī)(１４) 1.3.1中央處理器(CPU32)(１５) 1.3.2 定時(shí)處理器(TPU)(１６) 1.3.3 串行隊(duì)列模塊(QSM)(１６) 1.3.4 系統(tǒng)集成模塊 (SIM)(１６) 1.3.5 RAM(１７) 2 系統(tǒng)配置與工作方式 2.1 系統(tǒng)配置(１９) 2.1.1 配置寄存器CONFIG(１９) 2.1.2 CONFIG寄存器的編程與擦除(２０) 2?2 工作方式選擇(２１) 2.3 M68HC11的工作方式(２３) 2.3.1 普通單片工作方式(２３) 2.3.2 普通擴(kuò)展工作方式(２３) 2.3.3 特殊自舉方式(２７) 2.3.4 特殊測(cè)試方式(２８) 3 中央處理器(CPU)與片上存儲(chǔ)器 3.1 CPU寄存器(３１) 3?1?1 累加器A、B和雙累加器D(３２) 3.1.2 變址寄存器X、Y(３２) 3.1.3 棧指針SP(３２) 3.1.4 程序計(jì)數(shù)器PC(３３) 3.1.5 條件碼寄存器CCR(３３) 3.2 片上存儲(chǔ)器(３４) 3.2.1 存儲(chǔ)器分布(３４) 3.2.2 RAM和INIT寄存器(３５) 3.2.3 ROM(３７) 3.2.4 EEPROM(３７) 3.3 M68HC11 CPU的低功耗方式(３９) 3.3.1 WAIT方式(３９) 3.3.2 ＳＴＯP方式(４０) 4 復(fù)位和中斷 4.1 復(fù)位(４１) 4.1.1 M68HC11的系統(tǒng)初始化條件(４１) 4.1.2 復(fù)位形式(４３) 4.2 中斷(４８) 4.2.1 條件碼寄存器CCR中的中斷屏蔽位(４８) 4.2.2 中斷優(yōu)先級(jí)與中斷矢量(４９) 4.2.3 非屏蔽中斷(５２) 4.2.4 實(shí)時(shí)中斷(５３) 4.2.5 中斷處理過程(５６) 5 M68HC11指令系統(tǒng) 5.1 M68HC11尋址方式(５９) 5.1.1 立即尋址(IMM)(５９) 5.1.2 擴(kuò)展尋址(EXT)(６０) 5.1.3 直接尋址(DIR)(６０) 5.1.4 變址尋址(INDX、INDY)(６１) 5.1.5 固有尋址(INH)(６２) 5.1.6 相對(duì)尋址(REL)(６２) 5.1.7 前置字節(jié)(６３) 5.2 M68HC11指令系統(tǒng)(６３) 5.2.1 累加器和存儲(chǔ)器指令(６３) 5.2.2 棧和變址寄存器指令(６８) 5.2.3 條件碼寄存器指令(６９) 5.2.4 程序控制指令(７０) 6 輸入與輸出 6.1 概述(７３) 6.2 并行I／O口(７４) 6.2.1 并行I／O寄存器(７４) 6.2.2 應(yīng)答I／O子系統(tǒng)(７６) 6?3 串行通信接口SCI(８２) 6.3.1 基本特性(８３) 6.3.2 數(shù)據(jù)格式(８３) 6.3.3 SCI硬件結(jié)構(gòu)(８４) 6.3.4 SCI寄存器(８６) 6.4 串行外圍接口SPI(９２) 6.4.1 SPI特性(９２) 6.4.2 SPI引腳信號(hào)(９２) 6.4.3 SPI結(jié)構(gòu)(９３) 6.4.4 SPI寄存器(９５) 6.4.5 SPI系統(tǒng)與外部設(shè)備進(jìn)行串行數(shù)據(jù)傳輸(９９) 7 定時(shí)器系統(tǒng)與脈沖累加器 7.1 概述(１０５) 7.2 循環(huán)計(jì)數(shù)器(１０７) 7.2.1 時(shí)鐘分頻器(１０７) 7.2.2 計(jì)算機(jī)正常工作監(jiān)視功能(１１０) 7.2.3 定時(shí)器標(biāo)志的清除(１１０) 7.3 輸入捕捉功能(１１１) 7.3.1 概述(１１１) 7.3.2 定時(shí)器輸入捕捉鎖存器(TIC1、TIC2、TIC3) 7.3.3 輸入信號(hào)沿檢測(cè)邏輯(１１３) 7.3.4 輸入捕捉中斷(１１３) 7.4 輸出比較功能(１１４) 7.4.1 概述(１１４) 7.4.2 輸出比較功能使用的寄存器(１１６) 7.4.3 輸出比較示例(１１８) 7.5 脈沖累加器(１１９) 7.5.1 概述(１１９) 7.5.2 脈沖累加器控制和狀態(tài)寄存器(１２１) 8 A／Ｄ轉(zhuǎn)換系統(tǒng) 8.1 電荷重新分布技術(shù)與逐次逼近算法(１２５) 8.1.1 基本電路(１２５) 8.1.2 A／D轉(zhuǎn)換逐次逼近算法原理(１３０) 8.2 M68HC11中Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)方法(１３１) 8.2.1 逐次逼近Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換器(１３１) 8.2.2 控制寄存器(１３２) 8.2.3 系統(tǒng)控制邏輯(１３５)? 9 單片機(jī)的內(nèi)部操作 9.1 用立即> 圖書前言 美國Motorola公司從80年代中期開始推出的M68HC11系列單片機(jī)是當(dāng)今功能最強(qiáng)、性能／價(jià)格比最好的八位單片微計(jì)算機(jī)之一。在美國，它已被廣泛地應(yīng)用于教學(xué)和各種工業(yè)控制系統(tǒng)中。? 該單片機(jī)有豐富的I／O功能，完善的系統(tǒng)保護(hù)功能和軟件控制的節(jié)電工作方式 。它的指令系統(tǒng)與早期Motorola單片機(jī)MC6801等兼容，同時(shí)增加了91條新指令。其中包含16位乘法、除法運(yùn)算指令等。 為便于用戶開發(fā)和應(yīng)用M68HC11單片機(jī)，Motorola公司提供了多種開發(fā)工具。M68HC11 EVB (Evaluation Board)性能評(píng)估板就是一種M68HC11系列單片機(jī)的廉價(jià)開發(fā)工具。它既可用來 調(diào)試用戶程序，又可在仿真方式下運(yùn)行。為方便用戶，M68HC11 EVB可與IBM?PC連接 ，借助于交叉匯編、通信程序等軟件，在IBM?PC上調(diào)試程序。? 本書分三部分(共15章)介紹了M68HC11的結(jié)構(gòu)和基本原理、開發(fā)工具-EVB及開發(fā)應(yīng)用實(shí)例等。第一部分（１～９章），介紹M68HC11的結(jié)構(gòu)和基本原理。包括概述，系統(tǒng)配置與工作方式、CPU和存儲(chǔ)器、復(fù)位和中斷、指令系統(tǒng)、I／Ｏ、定時(shí)器系統(tǒng)和脈沖累加器、Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、單片機(jī)的內(nèi)部操作等。第二部分(１０～１１章)，介紹M68HC11 EVB的原理和技術(shù)特性以及EVB的應(yīng)用。第三部分(１２～１５章)，介紹M68HC11的開發(fā)與應(yīng)用技術(shù)。包括基本的編程練習(xí)、應(yīng)用程序設(shè)計(jì)、接口實(shí)驗(yàn)、接口設(shè)計(jì)及應(yīng)用等。 讀者通過學(xué)習(xí)本書，不僅可了解M68HC11的硬件、軟件，而且可了解使用EVB開發(fā)和應(yīng)用M68HC11單片機(jī)的方法。在本書的第三部分專門提供了一部分實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用程序。? 本書系作者張寧作為高級(jí)訪問學(xué)者，應(yīng)邀在美國馬薩諸塞州洛厄爾大學(xué)(University of Massachusetts Lowell)工作期間完成的。全書由張寧執(zhí)筆。在編著過程中，美國洛厄爾大學(xué)的R·代克曼教授?(Professor Robert J. Dirkman)多次與張寧一起討論、研究，并提供部分資料及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。參加編寫和審校等工作的還有王云霞、孫曉芳、劉安魯、張籍、來安德、張楊等同志。? 為將M68HC11系列單片機(jī)盡快介紹給我國，美國Motorola公司的Terrence M.S.Heng先生曾大力支持本書的編著和出版。在此表示衷心感謝。
上傳時(shí)間： 2013-10-27
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本文介紹了一個(gè)以嵌入式USB 主機(jī)接口芯片SL811HS 為核心，采用U 盤為存儲(chǔ)介質(zhì)的單片機(jī)低功耗海量存儲(chǔ)系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了儀器的便攜化，從而，為便攜儀器或嵌入式系統(tǒng)的外掛式海量存儲(chǔ)的發(fā)展開拓了新思路。近幾年，隨著Flash Memory 非易失存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展，基于USB 接口的閃存即U 盤現(xiàn)已得到廣泛應(yīng)用。從理論上講，以U 盤作為便攜式采集存儲(chǔ)系統(tǒng)的存儲(chǔ)載體完全能夠滿足長時(shí)間采集海量數(shù)據(jù)的要求。但目前所面臨的問題是，U 盤主要應(yīng)用于PC 機(jī)系統(tǒng)中。以單片機(jī)等微處理器為核心的嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用中，尚缺少與U 盤的直接接口技術(shù)。因此將單片機(jī)技術(shù)與U 盤存儲(chǔ)技術(shù)兩者結(jié)合起來，利用單片機(jī)直接讀寫U 盤，并通過總線方式與嵌入式系統(tǒng)的其它部分實(shí)現(xiàn)命令和數(shù)據(jù)的通信，從而實(shí)現(xiàn)便攜儀器或者嵌入式系統(tǒng)的外掛式海量存儲(chǔ)，具有廣闊的應(yīng)用前景。而以Cypress 公司的SL811HS 為代表的嵌入式USB 主機(jī)接口芯片為這種方案的實(shí)現(xiàn)提供了可能。
標(biāo)簽： U盤 單片機(jī) 低功耗 海量存儲(chǔ)
上傳時(shí)間： 2013-10-09
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隨著GPS、GALILEO、GLONASS以及我國北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)的不斷發(fā)展，基于多星座下的GNSS接收機(jī)自主完好性監(jiān)測(cè)算法也已被國內(nèi)外學(xué)者廣泛研究。本文首先介紹了接收機(jī)自主完好性監(jiān)測(cè)（RAIM）算法的原理，然后分別對(duì)單星座、多星座組合下的RAIM算法進(jìn)行了研究和仿真，圖形化和數(shù)據(jù)化的仿真結(jié)果充分證明了多星座組合下的完好性監(jiān)測(cè)性能優(yōu)于單星座下完好性監(jiān)測(cè)性能。
標(biāo)簽： GNSS 接收機(jī) 監(jiān)測(cè) 算法研究
上傳時(shí)間： 2013-11-11
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