隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與公共安全保障需求的提高，視頻監(jiān)控系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)、日常生活、警備與軍事方面的應(yīng)用越來越廣泛。采用基于 FPGA 的SOPC技術(shù)、H．264壓縮編碼技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)傳輸控制技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在穩(wěn)定性、功能、成本與擴(kuò)展性等方面都有著突出的優(yōu)勢，具有重要的學(xué)術(shù)意義與實用意義， 本課題所設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)由以Nios Ⅱ為核心的嵌入式圖像服務(wù)器、相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與若干PC機(jī)客戶端組成。嵌入式圖像服務(wù)器實時采集圖像，采用H．264 編碼算法進(jìn)行壓縮，并持續(xù)監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)。PC機(jī)客戶端可通過網(wǎng)絡(luò)對服務(wù)器進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問，接收編碼數(shù)據(jù)，使用H．264解碼算法重建圖像并實時顯示，使監(jiān)控人員有效地掌握現(xiàn)場情況， 在嵌入式圖像服務(wù)器設(shè)計階段，本文首先進(jìn)行了芯片選型與開發(fā)平臺選擇。然后構(gòu)建圖像采集子系統(tǒng)，采用雙緩存乒乓交換的方法設(shè)計圖像采集用戶自定義模塊。接著設(shè)計雙Nios Ⅱ架構(gòu)的SOPC系統(tǒng)，闡述了雙軟核設(shè)計中定制連接、內(nèi)存芯片共享、數(shù)據(jù)搬移、通信與互斥的解決方法。同時完成了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的設(shè)計，采用μC/OS-Ⅱ進(jìn)行多任務(wù)的管理與調(diào)度， H．264視頻壓縮編解碼算法設(shè)計與實現(xiàn)是本文的重點。文中首先分析H．264．標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)劃編解碼器結(jié)構(gòu)。接著設(shè)計了16×16幀內(nèi)預(yù)測算法，并設(shè)計宏塊掃描方式，采用兩次判決策略進(jìn)行預(yù)測模式選擇。然后設(shè)計4×4子塊掃描方式，編寫整數(shù)變換與量化算法程序。熵編碼采用Exp-Golomb編碼與CAVLC相結(jié)合的方案，針對除拖尾系數(shù)之外的非零系數(shù)值編碼子算法，實現(xiàn)了一種基于表示范圍判別的編碼方法。最后設(shè)計了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)拇a流組成格式，并針對編碼算法設(shè)計相應(yīng)解碼算法。使用VC++完成算法驗證，并進(jìn)行測試，觀察不同參數(shù)下壓縮率與失真度的變化。 算法驗證完成后，本文進(jìn)行了PC機(jī)客戶端設(shè)計，使其具有遠(yuǎn)程訪問、H．264解碼與實時顯示的功能。同時將H．264 編碼算法程序移植到NiosⅡ中，并將嵌入式圖像服務(wù)器與若干客戶端接入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試，構(gòu)建完整的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)， 實驗結(jié)果表明，本系統(tǒng)視頻壓縮率高，監(jiān)控圖像質(zhì)量良好，充分證明了系統(tǒng)軟硬件與圖像編解碼算法設(shè)計成功。本系統(tǒng)具有成本低、擴(kuò)展性好及適用范圍廣等優(yōu)點，發(fā)展前景十分廣闊。
標(biāo)簽： H264 FPGA 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控
上傳時間： 2013-04-24
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JPEG 2000是為適應(yīng)不斷發(fā)展的圖像壓縮應(yīng)用而出現(xiàn)的新的靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，小波變換是JEPG 2000核心算法之一。小波變換是一種可達(dá)到時(空)域或頻率域局部化的時頻域或空頻域分析方法，其多尺度分解特性符合人類的視覺機(jī)制，更加適用于圖像信息的處理。提升小波變換是一類不采用傅立葉變換做為主要分析工具的小波變換新方法，提升小波變換的提出大大簡化了小波變換的計算，使其在實時信號處理領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。通過提升的方法很容易構(gòu)造一般的整數(shù)小波變換，由于圖像一般用位數(shù)較低的整數(shù)表示，整數(shù)小波變換可以將為整數(shù)序列的圖像矩陣映射成整數(shù)小波系數(shù)矩陣，這就大大簡化了小波變換的硬件電路設(shè)計。在當(dāng)今數(shù)字化和信息化時代背景下，研究具有高速硬件處理功能的可變程邏輯器件在圖像壓縮算法領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)成為當(dāng)今研究的熱點。 本文旨在探討和研制基于FPGA的小波變換模塊的可能性和方法。本文采用Xilinx公司的Spartan-Ⅲ系列芯片，根據(jù)JPEG 2000推薦無損提升小波算法和有損提升小波算法，設(shè)計圖像壓縮系統(tǒng)的小波變換模塊。主要工作如下： 第一部分介紹了傳統(tǒng)小波分析理論和提升小波分析理論。包括連續(xù)小波時頻局域性的特征，離散小波變換系數(shù)的意義，多分辨分析引出的構(gòu)造小波基的系統(tǒng)方法和計算離散小波的快速算法等。重點放在介紹正交小波和雙正交小波的構(gòu)造方法，并介紹了數(shù)字圖像在小波域的特點。討論了提升小波變換的基本思想，討論了用提升方法構(gòu)造小波基以及傳統(tǒng)小波變換的提升實現(xiàn)，討論了整數(shù)小波變換。 第二部分介紹了FPGA結(jié)構(gòu)及其設(shè)計流程。介紹了FPGA/CPLD器件的特征、發(fā)展趨勢及FPGA/CPLD基本結(jié)構(gòu)，然后重點介紹了本文用到的Xilinx公司Spartan-Ⅲ系列芯片的結(jié)構(gòu)特點，以及Xilinx的FPGA開發(fā)軟件ISE，最后介紹了硬件描述語言VHDL語言的特點。 最后一部分是本論文研究的主要內(nèi)容，即JPEG 2000中最核心的算法-提升格式小波變換的一維變換模塊設(shè)計和二維變換模塊設(shè)計。一維提升小波變換模塊采用兩種不同的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計-低速低功耗的串行流水線結(jié)構(gòu)和高速高功耗的并行陣列結(jié)構(gòu)。同樣，二維小波變換模塊也采用了兩種不同的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計-低速低功耗的折疊結(jié)構(gòu)和高速高功耗的串行結(jié)構(gòu)。 文章對提升小波變換的FPGA實現(xiàn)中的大量細(xì)節(jié)問題進(jìn)行了討論，給出了每種結(jié)構(gòu)提升小波變換模塊的電路原理圖，并對原理圖進(jìn)行了仿真測試，仿真測試結(jié)果不僅表明了模塊功能的正確性，而且表明不同小波模塊可以滿足相應(yīng)領(lǐng)域的實際要求。
上傳時間： 2013-06-08
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電氣與自動化工程學(xué)院為本科生和研究生開設(shè)了DSP原理及應(yīng)用課程、DSP技術(shù)及其應(yīng)用綜合實驗。根據(jù)我們學(xué)院所設(shè)置專業(yè)的特點，選擇TI公司C2000系列DSP芯片作為主要學(xué)習(xí)內(nèi)容，該課程的實踐性很強，即實驗是該課程的主要內(nèi)容。我們針對TI公司C2000系列DSP芯片的工作原理、體系結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)和應(yīng)用開發(fā)了一套實驗平臺――TMS320LF2407A實驗箱，該實驗箱內(nèi)容豐富，易于擴(kuò)展，可以做綜合性的提高實驗。為了方便實驗教學(xué)，我們編寫了實驗箱的實驗指導(dǎo)書。 該實驗指導(dǎo)書共分為五章。第一章是概述，簡單介紹TMS320LF2407A芯片的特點，DSP應(yīng)用軟件的開發(fā)流程和如何編寫源程序和cmd文件。第二章介紹DSP的集成開發(fā)環(huán)境－CCS，即介紹CCS的安裝、配置和使用。第三章介紹DSP的并口仿真器。第四章介紹我們開發(fā)的實驗平臺――TMS320LF2407A實驗箱。第五章介紹在TMS320LF2407A的實驗箱平臺上進(jìn)行的20個實驗。 在電氣與自動化工程學(xué)院DSP實驗室的建設(shè)中，得到了美國TI公司大學(xué)計劃的捐贈；得到合肥工業(yè)大學(xué)實驗裝置改造與研制基金和本科評建實驗室建設(shè)項目的資助；學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)給予了很大的重視和支持，院實驗中心的老師們也做了大量的工作。在此一并表示感謝。 該實驗指導(dǎo)書是第3版。第1版是李巧利、吳婷和徐科軍針對TMS320LF2407A EVM板編寫的，由徐科軍審閱。在實驗中，張瀚、陳智淵、余向陽、周楊、梅楠楠和曾憲俊等提出了修訂意見。第2版是在第1版的基礎(chǔ)上，針對張瀚和陳智淵研制的實驗箱（由合肥工業(yè)大學(xué)實驗基金資助），由陳智淵和張瀚編寫，由徐科軍審閱。第3版是在第2版的基礎(chǔ)上，針對陳智淵、張瀚和周楊研制的實驗箱（由合肥工業(yè)大學(xué)本科評建項目資助），由陳智淵完成初稿，由黃云志、張瀚、周楊和曾憲俊修訂，由徐科軍審閱。在實驗指導(dǎo)書的編寫過程中，參考了一些公司的資料和專家的書籍。由于編者水平有限，書中肯定存在不妥之處，敬請批評指正。
上傳時間： 2013-06-26
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本文分析了數(shù)字音頻處理技術(shù)中數(shù)字濾波器的各種傳統(tǒng)實現(xiàn)算法,尤其是研究了FIR數(shù)字濾波器的實現(xiàn)算法,在分析了數(shù)字濾波器的傳統(tǒng)算法的基礎(chǔ)上,針對家用和便攜式音頻處理系統(tǒng),提供一種基于FPGA的音頻處理器的實現(xiàn)方案,以適應(yīng)便攜式和家用設(shè)備對處理器體積和功耗小的發(fā)展要求.該方案對實現(xiàn)N階FIR數(shù)字濾波器的傳統(tǒng)算法進(jìn)行了改良,將濾波器的系數(shù)用浮點數(shù)表示法來表示,使得原本至少需要一個乘法器和一個加法器來實現(xiàn)濾波功能,現(xiàn)在僅需要若干次加法和移位運算就可以實現(xiàn),很大程度降低了設(shè)計的復(fù)雜度和系統(tǒng)功耗,也減少了芯片的面積.同時采用硬件描述語言VHDL實現(xiàn)了音頻處理器各個模塊的設(shè)計.
上傳時間： 2013-06-02
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人臉識別技術(shù)作為生物識別技術(shù)之一，是模式識別在圖像領(lǐng)域中的具體運用，其應(yīng)用前景非常廣闊，可以應(yīng)用到身份證件的鑒別、自動門禁控制系統(tǒng)、銀行取款機(jī)、家庭安全，圖片檢索等領(lǐng)域。 人臉識別系統(tǒng)主要分為人臉檢測定位，特征提取和人臉分類三部分。人臉的檢測和定位，即從輸入的圖像中找到人臉及人臉存在的位置，并將人臉從背景中分離出來。在特征提取部分，先對原始人臉數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，之后原始數(shù)據(jù)由維數(shù)較少的有效特征數(shù)據(jù)表示并存儲在數(shù)據(jù)庫中，接下來進(jìn)行人臉分類，在識別待測人臉圖像時，將待測圖像的特征數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫中存儲數(shù)據(jù)相比對，判斷是否為庫中的某一人，從而實現(xiàn)自動識別人臉的目的。 在過去的十年里，人臉識別技術(shù)一直是圖像處理領(lǐng)域里具有挑戰(zhàn)性的課題，隨著研究的深入，許多人臉檢測及識別算法被提出來。其中基于主成分分析的Eigenface的算法及其變形已經(jīng)成為測試人臉識別系統(tǒng)性能的基準(zhǔn)算法；同時Adaboost人臉檢測算法，在PC上基本可以達(dá)到實時，在嵌入式產(chǎn)品廣泛應(yīng)用的今天，只有讓人臉識別算法在嵌入式平臺上實現(xiàn)，才能獲得更廣闊的應(yīng)用，本文研究了在嵌入式平臺上Adaboost人臉檢測算法的性能。 嵌入式是后PC時代的一個亮點，目前已經(jīng)應(yīng)用在社會生活的方方面面。嵌入式產(chǎn)品的開發(fā)平臺分為包括很多，如：DSP，ARM，PowerPC等等。本文采用的ARM9作為嵌入式開發(fā)平臺，研究人臉識別在ARM平臺的性能，為實用的嵌入式人臉識別系統(tǒng)的設(shè)計提供參考。 本文從PC平臺的軟件實現(xiàn)入手，分別實現(xiàn)了PC平臺下的AdaBoost人臉檢測算法和PCA人臉識別算法,分析了現(xiàn)象及結(jié)果，接下來搭建了基于ARM嵌入式系統(tǒng)的硬件平臺，對AdaBoost人臉檢測算法進(jìn)行了硬件平臺的移植，并得出相應(yīng)實驗效果。
標(biāo)簽： ARM 人臉識別 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間： 2013-05-31
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復(fù)位開關(guān)： 兩腳的。主板上對應(yīng)位置的插針附近的英文縮寫一般為RESET、RST、RS或RE等。不分正負(fù)，插反了也一樣有效。 電源燈： 連線也是兩腳插頭，其中一根連線一般用綠色表示，另一根連線為
上傳時間： 2013-04-24
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模糊控制是近代控制理論中一種基于模糊數(shù)學(xué)理論、采用語言規(guī)則與模糊推理等新穎技術(shù)的高級控制策略，它是當(dāng)前研究熱點——智能控制中的一個重要分支，發(fā)展迅速、應(yīng)用廣泛、實效顯著、引人關(guān)注。 本書主要內(nèi)容有模糊數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、模糊邏輯理論、模糊控制系統(tǒng)與模糊控制器、模糊控制器的設(shè)計與分析、模糊控制理論研究、基于多值邏輯的硬件模糊控制器、模糊集成控制器與系統(tǒng)、模糊控制用的通用芯片和模糊控制應(yīng)用實例等。這次修訂著重增加了多值邏輯理論與應(yīng)用技術(shù)、模糊Petri網(wǎng)和模糊H網(wǎng)理論及嵌入式模糊Petri網(wǎng)知識表示與推理算法，以及基于多值邏輯的模糊控制器硬件實現(xiàn)機(jī)理、設(shè)計與性能分析等內(nèi)容。原理與理論部分的論述條理清楚，通俗易懂；應(yīng)用技術(shù)與實例面廣量多，說明翔實；全書圖文并茂，由淺入深；開卷有益，宜于自學(xué)入門。 本書可作為各高等院校相關(guān)專業(yè)的教師、研究生和高年級學(xué)生的教學(xué)與研究的參考用書；也可以作為信息學(xué)科相關(guān)領(lǐng)域，特別是自動化領(lǐng)域的高科技研究和開發(fā)部門與公司的工程技術(shù)人員、科研工作者的主要參考書。
上傳時間： 2013-06-24
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在通信系統(tǒng)中，人們一直致力于信息傳輸?shù)挠行院涂煽啃缘难芯浚诺兰m錯編碼技術(shù)一直是人們研究的重點。1993年，Turbo碼的提出，以其接近Shannon極限的優(yōu)異的譯碼性能在編碼界引起了轟動，并成為研究糾錯編碼的熱點課題。經(jīng)過十幾年的研究和發(fā)展，目前，Turbo碼已經(jīng)走向了實用化的道路，如何用硬件實現(xiàn)有效的Turbo碼編譯碼器成為了人們研究的重點。 論文以基于FPGA實現(xiàn)Turbo碼譯碼器為研究目標(biāo)，首先分析了Turbo碼的基本編譯碼原理和3GPP標(biāo)準(zhǔn)的Turbo碼編碼結(jié)構(gòu)和交織算法。然后重點分析了MAP譯碼算法，Log-MAP譯碼算法和：Max-Log-MAP譯碼算法，并對三種譯碼算法進(jìn)行了詳細(xì)的理論推導(dǎo)和計算復(fù)雜度的定量分析比較，對影響Turbo碼譯碼性能的主要因素進(jìn)行了MATLB仿真分析。 論文在深入分析比較上述三種譯碼算法的基礎(chǔ)之上，選擇Max-Log-MAP譯碼算法進(jìn)行了Turbo碼譯碼器的FPGA設(shè)計實現(xiàn)。主要針對FPGA實現(xiàn)的數(shù)據(jù)量化、定點數(shù)據(jù)表示方式、Max-Log-MAP算法子譯碼器關(guān)鍵運算單元的FPGA設(shè)計和基于3GPP標(biāo)準(zhǔn)的Turbo碼譯碼器的內(nèi)交織的FPGA設(shè)計進(jìn)行了深入研究，完成了固定譯碼長度的Turbo碼譯碼器的FPGA設(shè)計實現(xiàn)，并利用ModelSim和MATLAB分別對譯碼器進(jìn)行了功能時序驗證和FPGA定點仿真測試。
上傳時間： 2013-07-09
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隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與公共安全保障需求的提高，視頻監(jiān)控系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)、日常生活、警備與軍事方面的應(yīng)用越來越廣泛。采用基于 FPGA 的SOPC技術(shù)、H．264壓縮編碼技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)傳輸控制技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在穩(wěn)定性、功能、成本與擴(kuò)展性等方面都有著突出的優(yōu)勢，具有重要的學(xué)術(shù)意義與實用意義， 本課題所設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)由以Nios Ⅱ為核心的嵌入式圖像服務(wù)器、相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與若干PC機(jī)客戶端組成。嵌入式圖像服務(wù)器實時采集圖像，采用H．264 編碼算法進(jìn)行壓縮，并持續(xù)監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)。PC機(jī)客戶端可通過網(wǎng)絡(luò)對服務(wù)器進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問，接收編碼數(shù)據(jù)，使用H．264解碼算法重建圖像并實時顯示，使監(jiān)控人員有效地掌握現(xiàn)場情況， 在嵌入式圖像服務(wù)器設(shè)計階段，本文首先進(jìn)行了芯片選型與開發(fā)平臺選擇。然后構(gòu)建圖像采集子系統(tǒng)，采用雙緩存乒乓交換的方法設(shè)計圖像采集用戶自定義模塊。接著設(shè)計雙Nios Ⅱ架構(gòu)的SOPC系統(tǒng)，闡述了雙軟核設(shè)計中定制連接、內(nèi)存芯片共享、數(shù)據(jù)搬移、通信與互斥的解決方法。同時完成了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的設(shè)計，采用μC/OS-Ⅱ進(jìn)行多任務(wù)的管理與調(diào)度， H．264視頻壓縮編解碼算法設(shè)計與實現(xiàn)是本文的重點。文中首先分析H．264．標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)劃編解碼器結(jié)構(gòu)。接著設(shè)計了16×16幀內(nèi)預(yù)測算法，并設(shè)計宏塊掃描方式，采用兩次判決策略進(jìn)行預(yù)測模式選擇。然后設(shè)計4×4子塊掃描方式，編寫整數(shù)變換與量化算法程序。熵編碼采用Exp-Golomb編碼與CAVLC相結(jié)合的方案，針對除拖尾系數(shù)之外的非零系數(shù)值編碼子算法，實現(xiàn)了一種基于表示范圍判別的編碼方法。最后設(shè)計了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)拇a流組成格式，并針對編碼算法設(shè)計相應(yīng)解碼算法。使用VC++完成算法驗證，并進(jìn)行測試，觀察不同參數(shù)下壓縮率與失真度的變化。 算法驗證完成后，本文進(jìn)行了PC機(jī)客戶端設(shè)計，使其具有遠(yuǎn)程訪問、H．264解碼與實時顯示的功能。同時將H．264 編碼算法程序移植到NiosⅡ中，并將嵌入式圖像服務(wù)器與若干客戶端接入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試，構(gòu)建完整的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)， 實驗結(jié)果表明，本系統(tǒng)視頻壓縮率高，監(jiān)控圖像質(zhì)量良好，充分證明了系統(tǒng)軟硬件與圖像編解碼算法設(shè)計成功。本系統(tǒng)具有成本低、擴(kuò)展性好及適用范圍廣等優(yōu)點，發(fā)展前景十分廣闊。
標(biāo)簽： FPGA 264 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控 實現(xiàn)研究
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Verilog HDL是一種硬件描述語言（HDL:Hardware Discription Language），是一種以文本形式來描述數(shù)字系統(tǒng)硬件的結(jié)構(gòu)和行為的語言，用它可以表示邏輯電路圖、邏輯表達(dá)式，還可以表示數(shù)字邏輯系統(tǒng)所完成的邏輯功能。 Verilog HDL和VHDL是目前世界上最流行的兩種硬件描述語言，都是在20世紀(jì)80年代中期開發(fā)出來的。前者由Gateway Design Automation公司（該公司于1989年被Cadence公司收購）開發(fā)。該書本由淺入深的介紹了該技術(shù)的相關(guān)知識。推薦閱讀。
標(biāo)簽： VerilogHDL 數(shù)字設(shè)計
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