隨著電子技術(shù)和計算機技術(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，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證的靈活性低。 本論文首先根據(jù)視頻信號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，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)流的格式標準，來識別奇偶場信號、場消隱信號和有效行數(shù)據(jù)的開始和結(jié)束信號三種控制信號，并根據(jù)控制信號，用Verilog硬件描述語言編程實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的采集；3)分析SRAM的讀寫控制時序，采用兩塊SRAM完成圖像數(shù)據(jù)的存儲。然后編寫軟件測試文件，在ISE Simulator仿真環(huán)境進行程序測試與運行，并分析仿真結(jié)果，驗證了數(shù)據(jù)采集和存儲的正確性；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ATLAB、System Generator for DSP和ISE，利用模塊構(gòu)建方式，搭建視頻算法平臺，實現(xiàn)圖像平滑濾波、銳化濾波算法，在Simulink中仿真并自動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)新點是采用新的開發(fā)環(huán)境System Generator for DSP實現(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、設(shè)計周期短、驗證方便、是視頻圖像處理發(fā)展的必然趨勢。
標簽： FPGA 視頻圖像 處理系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-20
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當(dāng)前，隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，智能化系統(tǒng)中需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量日益增大，要求數(shù)據(jù)傳送的速度也越來越快，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方式已無法滿足目前的要求。在此前提下，采用高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)成為必然，DMA(直接存儲器訪問)技術(shù)就是較理想的解決方案之一，能夠滿足信息處理實時性和準確性的要求。 本文以EDA工具、硬件描述語言和可編程邏輯器件(FPGA)為技術(shù)支撐，設(shè)計DMA控制器的總體結(jié)構(gòu)。在通道檢測模塊中，解決了信號抗干擾和請求信號撤銷問題，并提出并行通道檢測算法；在優(yōu)先級管理模塊中提出了動態(tài)優(yōu)先級端口響應(yīng)機制；在傳輸模塊中采用狀態(tài)機的設(shè)計思想設(shè)計多個通道的數(shù)據(jù)傳輸。通過各模塊問題的解決及新方法的采用，最終設(shè)計出基于FPGA的多通道DMA控制器的IP軟核。實驗仿真結(jié)果表明，本控制器傳輸速度較快，主頻達100MHz以上，且工作穩(wěn)定。
上傳時間： 2013-05-16
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用C寫的PID模塊，以簡潔的代碼量完成了PID算法，提高了速度。
上傳時間： 2013-06-07
上傳用戶：快樂的小糗糗
本課題完成了基于FPGA的數(shù)據(jù)采集器以及IIC總線的模數(shù)轉(zhuǎn)換器部分、通訊部分的電路設(shè)計。其中FPGA采用Xilinx公司Spartan-Ⅱ系列的XC2S100芯片，在芯片中嵌入32位軟處理器MicroBlaze;ⅡC總線的模數(shù)轉(zhuǎn)換采用Microchip公司的MCP3221芯片，通訊部分則在FPGA片內(nèi)用VHDL語言實現(xiàn)。通過上述設(shè)計實現(xiàn)了“準單片化”的模擬量和數(shù)字量的數(shù)據(jù)采集和處理。 所設(shè)計的數(shù)據(jù)采集器可以和結(jié)構(gòu)類似的上位機通訊，本課題完成了在上位機中用VHDL語言實現(xiàn)的通信電路模塊。通過上述兩部分工作，將微處理器、數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器等數(shù)字邏輯電路均集成在同一個FPGA內(nèi)部，形成一個可編程的片上系統(tǒng)。FPGA片外僅為模擬器件和開關(guān)量驅(qū)動芯片。FPGA內(nèi)部的硬件電路采用VHDL語言編寫；MCU軟核工作所需要的程序采用C語言編寫。多臺數(shù)據(jù)采集器與服務(wù)器構(gòu)成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。服務(wù)器端軟件用VB開發(fā)，既可以將實時采集的數(shù)據(jù)以數(shù)字方式顯示，也可以用更加直觀的曲線方式顯示。 由于數(shù)據(jù)采集器是所有自控類系統(tǒng)所必需的電路模塊，所以一個通用的片上系統(tǒng)設(shè)計可以解決各類系統(tǒng)的應(yīng)用問題，達到“設(shè)計復(fù)用”(DesignReuse)的目的。采用基于FPGA的SOPC設(shè)計的更加突出的優(yōu)點是不必更換芯片就可以實現(xiàn)設(shè)計的改進和升級，同時也可以降低成本和提高可靠性。
標簽： FPGA SOPC 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-12
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本課題設(shè)計和完成了一套基于DSP+FPGA結(jié)構(gòu)的小波變換實時圖像處理系統(tǒng)。采用小波算法對圖像進行邊緣提取、圖像增強、圖像融合等處理，并在ADSP-BF535上實現(xiàn)了小波算法，分析了其運行小波算法的性能。圖像處理的數(shù)據(jù)量比較大，而且運算比較復(fù)雜，DSP的特殊結(jié)構(gòu)和性能很好地滿足了系統(tǒng)實現(xiàn)的需要，而FPGA的高速性和靈活性也滿足了系統(tǒng)實時性和穩(wěn)定性的需要，所以采用DSP+FPGA來實現(xiàn)圖像處理系統(tǒng)是可靠的，也是可行的。系統(tǒng)的硬件設(shè)計以DSP和FPGA為平臺，DSP實現(xiàn)算法、管理系統(tǒng)運行、并實現(xiàn)了系統(tǒng)的自啟動；FPGA實現(xiàn)一些接口、時序控制等，簡化了外圍電路，提高了系統(tǒng)的可靠性。結(jié)果表明，在ADSP-BF535上實現(xiàn)小波算法，效果良好，而且滿足系統(tǒng)實時性的要求。最后，總結(jié)了系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)試經(jīng)驗，對調(diào)試時遇到的一些問題進行了分析。
上傳時間： 2013-04-24
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本文提出了一種基于FPGA的細胞圖像識別系統(tǒng)方案，該系統(tǒng)中FPGA處于核心地位，F(xiàn)PGA采用Altera公司的EP1K100QC208-1芯片，構(gòu)造專用處理功能，實現(xiàn)彩色圖像灰度化、灰度變換、中值濾波、低通濾波、灰度圖像二值化等算法。這部分處理的數(shù)據(jù)量非常大，由于采用FPGA處理，產(chǎn)生的時延變得很小；最后系統(tǒng)機進行識別處理的是二值圖像，數(shù)據(jù)量也很小。所進行的仿真實驗取得了良好的效果，給出了部分源代碼和實驗結(jié)果。設(shè)計采用VHDL語言描述，并使用電子設(shè)計自動化(EDA)工具進行了模擬和驗證。
上傳時間： 2013-04-24
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微處理器技術(shù)、傳感器技術(shù)和無線通信技術(shù)的進步，推動了無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展。數(shù)據(jù)采集技術(shù)廣泛應(yīng)用于雷達、通信、遙感遙測等領(lǐng)域。在各種信息的獲取中，對高速數(shù)據(jù)采集的需求非常廣泛。隨著測控技術(shù)的發(fā)展，對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的智能化和網(wǎng)絡(luò)化水平也提出了更高的要求。并且由于通訊網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，移動通信與實際應(yīng)用的結(jié)合使得各種基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)成為當(dāng)前遠距離無線通訊領(lǐng)域最為廣泛的應(yīng)用。本課題將廣泛應(yīng)用的嵌入式控制器引入到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計中，并結(jié)合GPRS優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)特性，實現(xiàn)了一個低功耗、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、軟硬件可根據(jù)具體測量任務(wù)適當(dāng)裁減的無線高速數(shù)據(jù)采集平臺。 本設(shè)計采用32位ARM處理器S3C2410為核心器件，配以FPGA+DDRSDRAM高速數(shù)據(jù)采集模塊，GPRS數(shù)據(jù)通信模塊，在Linux嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的支持下，實現(xiàn)了數(shù)字化高速采集，數(shù)字化無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)默F(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該平臺采集的現(xiàn)場數(shù)據(jù)主要為各種傳感器輸出的電壓模擬量。前端數(shù)據(jù)采集模塊的FPGA控制高速AD轉(zhuǎn)換器將輸入的模擬量信號采集后，存儲在由DDRSDRAM構(gòu)成的大容量緩存中，再經(jīng)過嵌入式系統(tǒng)中的微控制器進行各種處理，然后將處理結(jié)果保存在ARM系統(tǒng)的SDRAM內(nèi)存，最后通過在ARM系統(tǒng)模塊擴展的GPRS模塊，將采集到的數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去。 IAnux由于其代碼開放性以及強大的網(wǎng)絡(luò)功能等特點，在許多的嵌入式網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中有著廣泛應(yīng)用，與其他的嵌入式操作系統(tǒng)相比，具有著更多的優(yōu)勢。因此本課題將其作為硬件平臺的操作系統(tǒng)。基于ARM的嵌入式數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰、通用性好、可擴展性強，可為各種嵌入式應(yīng)用提供一套完整的硬、軟件解決方案，在工業(yè)測量與控制領(lǐng)域具有較為廣闊的應(yīng)用前景。
標簽： ARM_Linux 無線數(shù)據(jù) 采集系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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隨著經(jīng)濟的發(fā)展，生活節(jié)奏的加快以及信息技術(shù)的進步，人們越來越多的借助高性能的移動手持設(shè)備來完成日常工作，目前手持設(shè)備處理性能有了很大的提高，其所能處理的數(shù)據(jù)量也越來越大，傳統(tǒng)的文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)方式已經(jīng)越來越滿足不了需求，嵌入式數(shù)據(jù)庫就隨之誕生，為手持設(shè)備提供專業(yè)的數(shù)據(jù)管理。嵌入式數(shù)據(jù)庫的輕量級、被軟件產(chǎn)品包含、無需人工數(shù)據(jù)庫管理等特點使其適合被應(yīng)用于各類嵌入式系統(tǒng)及手持設(shè)備中。使用嵌入式數(shù)據(jù)庫與使用文件系統(tǒng)進行客戶端數(shù)據(jù)管理相比更加靈活方便、可以高效地實時更新客戶端本地數(shù)據(jù)。使用數(shù)據(jù)庫完成大量數(shù)據(jù)的存儲和管理，同圖形界面軟件結(jié)合構(gòu)成嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)的支撐系統(tǒng)。 SQLite數(shù)據(jù)庫作為一種開源的嵌入式數(shù)據(jù)庫，具有體積小，速度快，存儲量大，API使用方便等諸多的優(yōu)點，目前已經(jīng)成為被廣泛應(yīng)用的嵌入式數(shù)據(jù)庫之一。同樣的，嵌入式圖形界面MINIGUI的開源版本也具有體積小，控件比較豐富，編程難度不高等優(yōu)點，受到廣大嵌入式開發(fā)者的喜愛。 本文的主要任務(wù)是將MINIGUI和SQLite進行有針對的裁剪或添加部分功能后移植到開發(fā)板上，然后將圖形界面和數(shù)據(jù)庫相結(jié)合在arm—linux平臺上建立一個具有基本功能的嵌入式信息管理系統(tǒng)。首先分析了系統(tǒng)所使用的硬件平臺并研究了軟件環(huán)境的搭建過程，包括移植Bootloader、移植linux內(nèi)核、建立NFS網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)進行程序調(diào)試，然后分別給出了嵌入式圖形界面MINIGUI和嵌入式數(shù)據(jù)庫SQLite移植到開發(fā)板的過程和它們各自的開發(fā)技術(shù)，最后詳細研究了如何在MINIGUI中連接SQLite數(shù)據(jù)庫，從而將二者結(jié)合起來編程以實現(xiàn)本系統(tǒng)并給出了系統(tǒng)在開發(fā)過程中所遇到的關(guān)鍵問題的解決方案，包括屏幕旋轉(zhuǎn)及校正、設(shè)計軟鍵盤進行屏幕輸入、利用SQLite存儲圖片文件。從而證明了當(dāng)前條件下在嵌入式系統(tǒng)中實現(xiàn)一個比較簡單的信息管理系統(tǒng)是完全可行的。最后討論了該領(lǐng)域存在的一些問題和今后需要進一步研究的課題。
標簽： ARMLinux 嵌入式 信息管理系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-10
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視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一個集計算機的交互性、多媒體信息的綜合性、通信的分布性和監(jiān)控的實時性等技術(shù)于一體的綜合系統(tǒng)。隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬，計算機處理能力和存儲容量的快速提高，以及各種實用視頻處理技術(shù)的出現(xiàn)，視頻監(jiān)控進入了全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)時代。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心功能主要包括兩大部分，一是視頻圖像采集和壓縮處理，一是圖像數(shù)據(jù)的傳輸。系統(tǒng)的主要硬件模塊分為監(jiān)控終端和監(jiān)控控制終端兩個部分。 本文設(shè)計并實現(xiàn)了一種基于ARM和嵌入式Linux的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要實現(xiàn)了視頻圖像的采集壓縮和圖像數(shù)據(jù)流基于RTP協(xié)議的傳輸。本系統(tǒng)的核心硬件平臺采用韓國SamSung公司的S3C2410微處理器，ARM端作為視頻監(jiān)控終端，PC機作為監(jiān)控控制終端。ARM端主要承載了圖像采集、編碼和對圖像數(shù)據(jù)進行RTP打包并傳輸?shù)墓δ埽琍C端主要承載的功能是圖像數(shù)據(jù)的接收、顯示和對監(jiān)控終端的控制、訪問。 在視頻圖像采集和壓縮處理部分，利用Video for Linux提供的接口函數(shù)，實現(xiàn)了利用攝像頭采集圖像的過程，并設(shè)計實現(xiàn)了V4L視頻采集及壓縮模塊，設(shè)計了系統(tǒng)JEPG圖像采集和壓縮模塊和MPEG-4圖像采集和壓縮模塊的具體編程流程和實現(xiàn)過程，并實現(xiàn)了基于這兩種編碼方式的視頻壓縮。用Visual C++實現(xiàn)了用戶控制終端，可對應(yīng)JPEG和MPEG-4兩種編碼方式進行解碼并顯示。 在圖像數(shù)據(jù)的傳輸部分，系統(tǒng)采用了RTP協(xié)議作為視頻數(shù)據(jù)流傳輸協(xié)議，并實現(xiàn)了視頻數(shù)據(jù)在局域網(wǎng)內(nèi)的實時性傳輸。移植了現(xiàn)在比較常用的JRTPLIB源碼庫，為RTP的實現(xiàn)提供了可調(diào)用的庫函數(shù)，按照MPEG-4數(shù)據(jù)流的RTP封裝格式和流程，設(shè)計實現(xiàn)了RTP編程。 最后對系統(tǒng)的功能和性能進行了測試。測試結(jié)果顯示MPEG-4在保證與JPEG相當(dāng)?shù)膱D像質(zhì)量時，大大減少了傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。同時，使用RTP協(xié)議進行傳輸，保證了系統(tǒng)的實時性，也保證了圖像的傳輸質(zhì)量。
標簽： ARMLinuz 視頻監(jiān)控 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間： 2013-07-12
上傳用戶：wzr0701
大多數(shù)現(xiàn)在的PCL打印機驅(qū)動程序都是將需要打印的文件(包括圖形或者文本)處理成JPEG文件發(fā)送到打印機進行打印，因為這樣一方面可以減少發(fā)送給打印機的數(shù)據(jù)量，一方面可以極大的簡化驅(qū)動程序的開發(fā)。而在打印機內(nèi)部，這些JPEG文件又被解碼成BMP文件進行進一步的處理。采用這種方式工作的打印機JPEG解碼的工作占據(jù)了其CPU時間的一半以上，所以JPEG文件解碼引擎是打印機的核心之一，提高JPEG的解碼速度對于提高打印機的處理能力至關(guān)重要。 同時，JPEG文件解碼工作是一個計算密集型的作業(yè)，主要有兩個辦法提高它的速度：一個是設(shè)計更高效的算法，一個是采用性能更加強勁的CPU設(shè)備。在單核CPU的嵌入式環(huán)境中，JPEG編解碼速度已經(jīng)幾乎到了極限，難有提升的空間，然而近兩年多核嵌入式芯片的出現(xiàn)，為大幅度提升它的性能提供了可能。 本文基于嵌入式的Linux平臺，采用ARM11 MPCore4核處理器，針對PCL，XL打印機控制語言的JPEG文件解碼設(shè)計和實現(xiàn)了一個高速引擎，主要內(nèi)容為： 分析和解碼PCL，XL文件，提取出其中的JPEG文件。 對JPEG文件實現(xiàn)并行化解碼，在多個處理器核上并行處理，并針對多核處理器構(gòu)架進行內(nèi)存讀取等方面的優(yōu)化。 針對多核處理器的特點和優(yōu)勢，設(shè)計和實現(xiàn)多線程調(diào)度算法。 總結(jié)和提取數(shù)據(jù)，分析多核處理器相對于單核處理器的性能提升。 另外，為便于讀者理解，文中簡要介紹了ARM(SIMD)指令集，嵌入式匯編以及與硬件相關(guān)的一些概念。
上傳時間： 2013-06-16
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