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算法優(yōu)化

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，并將設計的改進算法應用到以FPGA為核心的圖像采集前端。出于對成本和體積的考慮，一般的數字圖像采集系統采用單片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)，經過CFA后每個像素點只能獲得物理三基色(紅、綠、藍)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的值近似地計算出被濾掉的顏色分量，稱這個過程為顏色插值。由于當前對圖像采集系統的實時性要求越來越高，業內已經開始廣泛采用FPGA來進行圖像處理，充分發揮硬件并行運算的速度優勢，以求在處理速度和成像質量兩方面均達到滿意的效果。。主要的工作內容如下: 　　本文首先介紹了彩色濾波陣列、圖像色彩恢復和插值算法的概念，然后分析和研究了當下常用的顏色插值算法，如雙線性插值算法、加權系數法等等，指出了各個算法的特點和不足；接下來針對硬件系統并行運算的特性和實時性處理的要求，結合其中兩種算法的思路設計了適用于硬件的改進算法，該算法主要引入了方向標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關系來判斷邊界方向，通過簡化且適用于硬件的方法計算加權系數，從而選擇合適的方向進行插值。　　在介紹了FPGA用于圖像處理的優勢后，針對FPGA的特點采用模塊化結構設計，詳細闡述了本文算法的軟件實現過程及所使用到的關鍵技術；文章設計了一個以FPGA為核心的前端圖像采集平臺，并將改進插值算法應用到整個系統當中。詳細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設計中的注意事項，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估數據，并選取幾種算法在硬件平臺上運行，得到了實驗圖片。最后結合圖片的視覺效果和仿真數據對幾種不同算法的效果進行了評估和比較，證明改進的算法對圖像質量有所增強，取得了良好的效果。

標簽： CCD 圖像插值算法研究

上傳時間： 2013-06-11

上傳用戶：it男一枚
基于CCSDS算法的星載圖像壓縮系統

CCSDS組織(空間數據系統咨詢委員會)于2005年公布了新的圖像壓縮標準，該標準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，能滿足實際應用中的多種需求。同時該算法具有較低的算法復雜度，易于低功耗硬件實現，并且對航天圖像具有較高的適應性，因此，在航天應用方面具有廣闊的前景。　　本論文主要針對CCSDS圖像壓縮算法的FPGA硬件實現，在有限的硬件資源下，提出高速高效的CCSDS圖像壓縮編碼器設計方案并在已有的FPGA硬件平臺上加以實現。本文首先對CCSDS圖像壓縮算法的編碼原理進行詳細介紹；然后提出DWT、BPE和碼流組織這三大模塊的并行化硬件實現方案，并給出了進行批量仿真測試的仿真平臺設計方案。最后在Xilinx VIRTEX-II FPGA平臺上經過成功驗證，測試結果表明系統各項技術指標可滿足星載圖像壓縮的要求。

標簽： CCSDS 算法星載圖像壓縮系統

上傳時間： 2013-06-13

上傳用戶：wanghui2438
神經網絡PID飛行控制算法的FPGA實現

神經網絡控制算法作為一種比較成熟的智能控制算法，在空空導彈的理論研究中也得到了很多應用，但它的實際應用通常是通過軟件實現的，而軟件實現是串行執行指令，運行速度慢，可靠性低，很難滿足實際導彈制導系統實時性的要求。控制算法硬件實現的最大特點就是可提高控制算法的實時運算速度和可靠性。本課題針對導彈制導系統，以FPGA為硬件平臺研究神經網絡控制算法的硬件實現。本文首先對BP神經網絡算法思想進行了深入分析，并對BP網絡的各個階段進行了理論推導，最后對BP神經網絡PID飛行控制算法進行了研究和總結，為硬件實現提供了理論基礎。基于對上述理論的深入研究和分析，本文提出了一種適合FPGA實現該神經網絡控制算法的硬件實現模型。在該模型中，神經網絡各層之間采用串行執行數據方式，層間則采用并行運行方式，可有效提高系統的運算速度。由于模塊化、層次化的自頂向下的模塊化設計方法可有效減少錯誤的產生，是設計復雜大規模系統的理想設計方法。本文采用了此設計方法，通過把系統模塊化，對各個子模塊分別用VHDL硬件描述語言進行描述，并基于QUARTUS II軟件開發平臺進行綜合和仿真，直到達到研究設計要求。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,應用于某實際導彈控制系統的研究。理論分析和實驗結果表明該神經網絡飛行控制算法的FPGA硬件實現是有效可行的，可滿足系統實時性的要求，為制導系統的實際工程實現提供了基礎。

標簽： FPGA PID 神經網絡飛行控制

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：冇尾飛鉈
基于改進粒子群算法的艦船電力系統網絡重構

艦船電力系統網絡重構可以看作為一個多目標、多約束、多時段、離散化的非線性規劃最優問題。根據艦船電力系統特點，提出了一種改進的粒子群優化算法。在傳統粒子群算法的基礎上，運用混沌優化理論進行初始化粒子的初始種群，提升初始解質量；同時，引進遺傳操作以改進粒子群算法易陷入局部極值的缺點。通過對典型的模型仿真表明，該算法具有更好的尋優性能，并且有效地提高了故障恢復的速度與精度。

標簽： 粒子群算法電力系統艦船網絡

上傳時間： 2014-12-23

上傳用戶：AbuGe
數字圖像處理算法在QR碼識別中的應用

介紹了基于數字圖像處理的QR碼識別算法。該方案綜合運用了圖像灰度化、濾波去噪、二值化、邊緣檢測、圖像旋轉等多種圖像處理方法對條碼圖像進行預處理。理論分析和實驗結果表明：該算法提高了識讀的靈活性和可靠性，為QR碼識別提供了一種新途徑。

標簽： 數字圖像處理 QR碼中的應用算法

上傳時間： 2013-11-13

上傳用戶：cccole0605
基于遺傳算法的組合邏輯電路設計的FPGA實現

基于遺傳算法的組合邏輯電路的自動設計，依據給出的真值表，利用遺傳算法自動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，采用軟件實現的方法在速度上往往受到本質是串行計算的計算機制約，因此采用硬件化設計具有重要的意義。為了證明基于FPGA的遺傳算法的高效性，設計了遺傳算法的各個模塊，實現了基于FPGA的遺傳算法。

標簽： FPGA 算法電路設計組合邏輯

上傳時間： 2014-01-08

上傳用戶：909000580
數字PID控制算法講解

數字PID控制算法是將模擬PID離散化得到，各參數有著明顯的物理意義，調整方便，所以PID控制器很受工程技術人員的喜愛。

標簽： PID 數字控制算法

上傳時間： 2013-10-15

上傳用戶：nairui21
MOTOROLA 8位增強型單片機M68HC11原理與應用

本書分三部分介紹在美國廣泛應用的、高功能的M68HC11系列單片機(8位機，Motorola公司)。內容包括Ｍ６８HC１１的結構與其基本原理、開發工具EVB(性能評估板)以及開發和應用技術。本書在介紹單片機硬、軟件的基礎上，進一步介紹了在美國實驗室內，如何應用PC機及EVB來進行開發工作。通過本書的介紹，讀者可了解這種單片機的原理并學會開發和應用方法。本書可作為大專院校單片機及其實驗的教材(本科、短訓班)。亦可供開發、應用單片機的各專業(計算機、機電、化工、紡織、冶金、自控、航空、航海……)有關技術人員參考。第一部分 M68HC11 結構與原理Motorola單片機 1 Motorla單片機 1.1 概述 1.1.1 Motorola 單片機發展概況(3) 1.1.2 Motorola 單片機結構特點(4) 1.2 M68HC11系列單片機(5) 1.2.1 M68HC11產品系列(５) 1.2.2 MC68HC11E9特性(６) 1.2.3 MC68HC11E9單片機引腳說明(８) 1.3 Motorola 32位單片機(１４) 1.3.1中央處理器(CPU32)(１５) 1.3.2 定時處理器(TPU)(１６) 1.3.3 串行隊列模塊(QSM)(１６) 1.3.4 系統集成模塊 (SIM)(１６) 1.3.5 RAM(１７) 2 系統配置與工作方式 2.1 系統配置(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 普通擴展工作方式(２３) 2.3.3 特殊自舉方式(２７) 2.3.4 特殊測試方式(２８) 3 中央處理器(CPU)與片上存儲器 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 程序計數器PC(３３) 3.1.5 條件碼寄存器CCR(３３) 3.2 片上存儲器(３４) 3.2.1 存儲器分布(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 復位和中斷 4.1 復位(４１) 4.1.1 M68HC11的系統初始化條件(４１) 4.1.2 復位形式(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 中斷優先級與中斷矢量(４９) 4.2.3 非屏蔽中斷(５２) 4.2.4 實時中斷(５３) 4.2.5 中斷處理過程(５６) 5 M68HC11指令系統 5.1 M68HC11尋址方式(５９) 5.1.1 立即尋址(IMM)(５９) 5.1.2 擴展尋址(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 相對尋址(REL)(６２) 5.1.7 前置字節(６３) 5.2 M68HC11指令系統(６３) 5.2.1 累加器和存儲器指令(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 應答I／O子系統(７６) 6?3 串行通信接口SCI(８２) 6.3.1 基本特性(８３) 6.3.2 數據格式(８３) 6.3.3 SCI硬件結構(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(９２) 6.4.3 SPI結構(９３) 6.4.4 SPI寄存器(９５) 6.4.5 SPI系統與外部設備進行串行數據傳輸(９９) 7 定時器系統與脈沖累加器 7.1 概述(１０５) 7.2 循環計數器(１０７) 7.2.1 時鐘分頻器(１０７) 7.2.2 計算機正常工作監視功能(１１０) 7.2.3 定時器標志的清除(１１０) 7.3 輸入捕捉功能(１１１) 7.3.1 概述(１１１) 7.3.2 定時器輸入捕捉鎖存器(TIC1、TIC2、TIC3) 7.3.3 輸入信號沿檢測邏輯(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寄存器(１２１) 8 A／Ｄ轉換系統 8.1 電荷重新分布技術與逐次逼近算法(１２５) 8.1.1 基本電路(１２５) 8.1.2 A／D轉換逐次逼近算法原理(１３０) 8.2 M68HC11中Ａ／Ｄ轉換的實現方法(１３１) 8.2.1 逐次逼近Ａ／Ｄ轉換器(１３１) 8.2.2 控制寄存器(１３２) 8.2.3 系統控制邏輯(１３５)? 9 單片機的內部操作 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系列單片機是當今功能最強、性能／價格比最好的八位單片微計算機之一。在美國，它已被廣泛地應用于教學和各種工業控制系統中。? 　　該單片機有豐富的I／O功能，完善的系統保護功能和軟件控制的節電工作方式。它的指令系統與早期Motorola單片機MC6801等兼容，同時增加了91條新指令。其中包含16位乘法、除法運算指令等。　　為便于用戶開發和應用M68HC11單片機，Motorola公司提供了多種開發工具。M68HC11 EVB (Evaluation Board)性能評估板就是一種M68HC11系列單片機的廉價開發工具。它既可用來調試用戶程序，又可在仿真方式下運行。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上調試程序。? 　　本書分三部分(共15章)介紹了M68HC11的結構和基本原理、開發工具-EVB及開發應用實例等。第一部分（１～９章），介紹M68HC11的結構和基本原理。包括概述，系統配置與工作方式、CPU和存儲器、復位和中斷、指令系統、I／Ｏ、定時器系統和脈沖累加器、Ａ／Ｄ轉換系統、單片機的內部操作等。第二部分(１０～１１章)，介紹M68HC11 EVB的原理和技術特性以及EVB的應用。第三部分(１２～１５章)，介紹M68HC11的開發與應用技術。包括基本的編程練習、應用程序設計、接口實驗、接口設計及應用等。　　讀者通過學習本書，不僅可了解M68HC11的硬件、軟件，而且可了解使用EVB開發和應用M68HC11單片機的方法。在本書的第三部分專門提供了一部分實驗和應用程序。? 　　本書系作者張寧作為高級訪問學者，應邀在美國馬薩諸塞州洛厄爾大學(University of Massachusetts Lowell)工作期間完成的。全書由張寧執筆。在編著過程中，美國洛厄爾大學的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驗數據。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。

標簽： MOTOROLA M68 68 11

上傳時間： 2013-10-27

上傳用戶：rlgl123
基于U盤的單片機低功耗海量存儲系統

本文介紹了一個以嵌入式USB 主機接口芯片SL811HS 為核心，采用U 盤為存儲介質的單片機低功耗海量存儲系統。該系統實現了儀器的便攜化，從而，為便攜儀器或嵌入式系統的外掛式海量存儲的發展開拓了新思路。近幾年，隨著Flash Memory 非易失存儲技術的發展，基于USB 接口的閃存即U 盤現已得到廣泛應用。從理論上講，以U 盤作為便攜式采集存儲系統的存儲載體完全能夠滿足長時間采集海量數據的要求。但目前所面臨的問題是，U 盤主要應用于PC 機系統中。以單片機等微處理器為核心的嵌入式系統的應用中，尚缺少與U 盤的直接接口技術。因此將單片機技術與U 盤存儲技術兩者結合起來，利用單片機直接讀寫U 盤，并通過總線方式與嵌入式系統的其它部分實現命令和數據的通信，從而實現便攜儀器或者嵌入式系統的外掛式海量存儲，具有廣闊的應用前景。而以Cypress 公司的SL811HS 為代表的嵌入式USB 主機接口芯片為這種方案的實現提供了可能。

標簽： U盤單片機低功耗海量存儲

上傳時間： 2013-10-09

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GNSS接收機自主完好性監測算法研究

隨著GPS、GALILEO、GLONASS以及我國北斗導航定位系統的不斷發展，基于多星座下的GNSS接收機自主完好性監測算法也已被國內外學者廣泛研究。本文首先介紹了接收機自主完好性監測（RAIM）算法的原理，然后分別對單星座、多星座組合下的RAIM算法進行了研究和仿真，圖形化和數據化的仿真結果充分證明了多星座組合下的完好性監測性能優于單星座下完好性監測性能。

標簽： GNSS 接收機監測算法研究

上傳時間： 2013-11-11

上傳用戶：止絮那夏