數(shù)字信號(hào)處理是信息科學(xué)中近幾十年來(lái)發(fā)展最為迅速的學(xué)科之一。常用的實(shí)現(xiàn)高速數(shù)字信號(hào)處理的器件有DSP和FPGA。FPGA具有集成度高、邏輯實(shí)現(xiàn)能力強(qiáng)、速度快、設(shè)計(jì)靈活性好等眾多優(yōu)點(diǎn)，尤其在并行信號(hào)處理能力方面比DSP更具優(yōu)勢(shì)。在信號(hào)處理領(lǐng)域，經(jīng)常需要對(duì)多路信號(hào)進(jìn)行采集和實(shí)時(shí)處理，為解決這一問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了基于FPGA的數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)。 本文首先介紹數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的組成和數(shù)字信號(hào)處理的優(yōu)點(diǎn)，然后通過(guò)FFT算法的比較選擇和硬件實(shí)現(xiàn)方案的比較選擇，進(jìn)行總體方案的設(shè)計(jì)。在硬件方面，特別討論了信號(hào)調(diào)理模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、FPGA芯片配置等功能模塊的設(shè)計(jì)方案和硬件電路實(shí)現(xiàn)方法。信號(hào)處理單元的設(shè)計(jì)以Xilinx ISE為軟件平臺(tái)，采用VHDL和IP核的方法，設(shè)計(jì)了時(shí)鐘產(chǎn)生模塊、數(shù)據(jù)滑動(dòng)模塊、FFT運(yùn)算模塊、求模運(yùn)算模塊、信號(hào)控制模塊，完成信號(hào)處理單元的設(shè)計(jì)，并采用ModelSim仿真工具進(jìn)行相關(guān)的時(shí)序仿真。最后利用MATLAB對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證，達(dá)到技術(shù)指標(biāo)要求。
標(biāo)簽： 同步數(shù)據(jù)采集 處理系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-07-07
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人體血液成份的無(wú)創(chuàng)檢測(cè)是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域尚未攻克的前沿課題之一，動(dòng)態(tài)光譜法在理論上克服了其它檢測(cè)方法難以逾越的障礙——個(gè)體差異和測(cè)量條件對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)光譜檢測(cè)，其關(guān)鍵在于采集多波長(zhǎng)的光電容積脈搏波信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行處理。針對(duì)動(dòng)態(tài)光譜檢測(cè)中信號(hào)微弱、信噪比低、處理數(shù)據(jù)量大的特點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)了基于FPGA和面陣CCD攝像頭的動(dòng)態(tài)光譜數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理系統(tǒng)，提高檢測(cè)精度，采集出滿足動(dòng)態(tài)光譜信號(hào)提取要求的光電脈搏波；并對(duì)動(dòng)態(tài)光譜頻域提取法的核心算法FFT的FPGA實(shí)現(xiàn)進(jìn)行研究。 課題提出用高靈敏度的面陣CCD攝像頭替代常規(guī)光柵光譜儀中的光電接收器，實(shí)現(xiàn)對(duì)多波長(zhǎng)的光電容積脈搏波的檢測(cè)。結(jié)合面陣CCD的二維圖像特點(diǎn)，采用信號(hào)累加法去除噪聲，提高信號(hào)的信噪比。 創(chuàng)新性的提出一種不同于以往的信號(hào)累加方法——將處于同一行的視頻信號(hào)在采樣過(guò)程中直接累加，然后再進(jìn)行傳輸和存儲(chǔ)。不同于幀累加和異行累加，這種同行累加方式不但大大的提高了信號(hào)的信噪比，同時(shí)減小了數(shù)據(jù)的傳輸速度和傳輸量，降低了對(duì)存儲(chǔ)器容量的要求，改善了動(dòng)態(tài)光譜信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的性能。 針對(duì)面陣CCD攝像頭輸出的復(fù)合視頻信號(hào)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)視頻信號(hào)解調(diào)電路，得到高速、高精度的數(shù)字視頻信號(hào)和準(zhǔn)確的視頻同步信號(hào)，用于后續(xù)的視頻信號(hào)采集與處理。 根據(jù)動(dòng)態(tài)光譜信號(hào)檢測(cè)和視頻信號(hào)采集的要求，選擇可編程邏輯器件FPGA作為硬件平臺(tái)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于FPGA和面陣CCD攝像頭的光電脈搏波采集與預(yù)處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了視頻信號(hào)的精確定位，通過(guò)光譜信號(hào)的高速同行累加，實(shí)現(xiàn)了光電脈搏波信號(hào)的高精度檢測(cè)。系統(tǒng)采用基于FPGA的Nios II嵌入式處理器系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)其應(yīng)用程序的開發(fā)，可靠的實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集、傳輸和存儲(chǔ)，提高了系統(tǒng)的集成度，降低了開發(fā)成本。 為實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)光譜信號(hào)的頻域提取，研究了基于FPGA的FFT實(shí)現(xiàn)方案，對(duì)各關(guān)鍵模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，為動(dòng)態(tài)光譜信號(hào)的進(jìn)一步處理打下良好的基礎(chǔ)。 最后，通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的正確性和信號(hào)預(yù)處理的可行性，得到了符合動(dòng)態(tài)光譜信號(hào)提取要求的脈搏波信號(hào)。
標(biāo)簽： 動(dòng)態(tài) 光譜數(shù)據(jù)采集 預(yù)處理
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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本文研究的視頻處理系統(tǒng)是上海市科委技術(shù)攻關(guān)基金項(xiàng)目“計(jì)算機(jī)視覺及其芯片化實(shí)現(xiàn)”的一部分，主要完成計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)的一些基本工作，即視頻圖像的采集、預(yù)處理和顯示等。 視頻圖像采集和預(yù)處理系統(tǒng)以Xilinx公司Virtex-ⅡPro系列的FPGA為核心控制器件，結(jié)合視頻模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片和VGA顯示器，完成視頻圖像的實(shí)時(shí)采集、預(yù)處理和顯示。采集和顯示部分作為同外界交流信息的渠道，是構(gòu)成計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)必不可少的一部分；圖像預(yù)處理則是計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)進(jìn)行高層處理的基礎(chǔ)，優(yōu)秀的預(yù)處理算法能有效改善圖像質(zhì)量，提高系統(tǒng)分析判斷的準(zhǔn)確性。 本文在介紹基于FPGA的視頻采集、預(yù)處理系統(tǒng)整體架構(gòu)的基礎(chǔ)上，圍繞以下四個(gè)方面展開了工作： 1.研究并給出了兩種基于FPGA的設(shè)計(jì)方案用于實(shí)現(xiàn)YCrCb色度空間到RGB色度空間的轉(zhuǎn)換； 2.針對(duì)采集的視頻圖像，根據(jù)VGA顯示的要求，給出了一種實(shí)現(xiàn)圖像去隔行的方案； 3.分析了一系列圖像濾波的預(yù)處理算法，如均值濾波、中值濾波和自適應(yīng)濾波等，在比較和總結(jié)各算法特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了一種新的適用于處理混合噪聲的濾波算法：混合自適應(yīng)濾波法； 4.根據(jù)算法特點(diǎn)設(shè)計(jì)了多種采用FPGA實(shí)現(xiàn)的圖像濾波算法，并對(duì)硬件算法進(jìn)行RTL級(jí)的功能仿真和驗(yàn)證，還給出了各種濾波算法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在此基礎(chǔ)上對(duì)各種算法的效果進(jìn)行直觀的比較。 文中，預(yù)處理算法的實(shí)現(xiàn)充分利用了FPGA的片內(nèi)資源，體現(xiàn)了FPGA在圖像處理方面的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，視頻采集和顯示的控制模塊也由同一FPGA芯片實(shí)現(xiàn)，從而簡(jiǎn)化了系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)。視頻采集和預(yù)處理系統(tǒng)在FPGA上的成功實(shí)現(xiàn)為“計(jì)算機(jī)視覺及其芯片化實(shí)現(xiàn)”奠定了必要的基礎(chǔ)、提供了一定理論依據(jù)。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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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...
上傳時(shí)間： 2013-08-04
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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(guò)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(guò)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(lái)越高，業(yè)內(nèi)已經(jīng)開始廣泛采用FPGA來(lái)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(lái)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(lái)檢測(cè)邊界，借鑒利用梯度的三角函數(shù)關(guān)系來(lái)判斷邊界方向，通過(guò)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(guò)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(guò)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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無(wú)線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)（WMSNs）中傳感器節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)量非常大，在傳輸前需對(duì)大數(shù)據(jù)量的多媒體信息進(jìn)行壓縮處理，但是單節(jié)點(diǎn)能源受限，存儲(chǔ)、處理能力相對(duì)較弱。針對(duì)無(wú)線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的高效、低耗能的需求這些問(wèn)題，在圖像壓縮雙正交重疊變換（LBT）的基礎(chǔ)上，文中提出了一種基于此變換的分布式無(wú)線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)圖像壓縮算法。即基于簇結(jié)構(gòu)，把壓縮任務(wù)分配給其他節(jié)點(diǎn)，通過(guò)多個(gè)節(jié)點(diǎn)相互協(xié)作，共同完成圖像的壓縮編碼和傳輸。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在傳感器節(jié)點(diǎn)散布不均且較為密集的情況下，該算法在高質(zhì)量、低復(fù)雜度和低功耗等方面都有了很大的性能提高。
上傳時(shí)間： 2014-12-23
上傳用戶：langliuer
摘要：根據(jù)紅光和紅外光透過(guò)手指后光吸收量變化的特點(diǎn)．本文研究了基于單片機(jī)AT89C52的血流信號(hào)采集系統(tǒng)。該文設(shè)計(jì)了血流信號(hào)檢測(cè)電路，研究了四點(diǎn)累加平均濾波和五點(diǎn)滑動(dòng)平均濾波算法，有效的濾除了信號(hào)的高頻噪聲．克服了因個(gè)人生理差異引起的信號(hào)基線漂移、易飽和等問(wèn)題。通過(guò)VB編程，實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)和PC機(jī)之間的串行通信。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；血流信號(hào)；信號(hào)采集；串行通信
上傳時(shí)間： 2013-11-04
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隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)采集技術(shù)已成為重要的現(xiàn)代化的工具，并且其應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，在通信、雷達(dá)、醫(yī)療、遙測(cè)遙感等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本文為了汽車防撞報(bào)警設(shè)備高速信號(hào)處理的目的，采用了DSP和FPGA處理器加上相關(guān)算法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)激光雷達(dá)回波信號(hào)能夠高速的采集和處理。
標(biāo)簽： FPGA DSP 汽車防撞 高速數(shù)據(jù)
上傳時(shí)間： 2013-11-20
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針對(duì)城市道路交叉口的常發(fā)性交通擁堵現(xiàn)象，依據(jù)RFID檢測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)，提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)前端信息采集技術(shù)的交通流檢測(cè)方法。并且對(duì)城市道路交叉口采集到的交通流量相對(duì)增量、車輛的時(shí)間占有率相對(duì)增量以及地點(diǎn)平均車速等信息進(jìn)行了對(duì)比性分析和統(tǒng)計(jì)推導(dǎo)，從理論上論證了交通擁擠產(chǎn)生時(shí)的交通流特點(diǎn)，然后以此為基礎(chǔ)給出了交通擁擠事件出現(xiàn)時(shí)的判別準(zhǔn)則，構(gòu)造出相應(yīng)的擁擠檢測(cè)指標(biāo)及判別算法。最后利用Matlab編程再結(jié)合實(shí)際交通測(cè)量數(shù)據(jù)驗(yàn)證了算法的正確性。
標(biāo)簽： 物聯(lián)網(wǎng) 智能交通 判別 法的研究
上傳時(shí)間： 2014-12-28
上傳用戶：GavinNeko
為提高農(nóng)產(chǎn)品追溯效率、降低農(nóng)產(chǎn)品跟蹤、監(jiān)控成本，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、定位、跟蹤、監(jiān)控、銷售等全過(guò)程進(jìn)行了分析，給出了一種基于RFID農(nóng)產(chǎn)品可追溯系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)方案。重點(diǎn)分析了標(biāo)簽的唯一編碼方案、RFID防碰撞算法和RFID數(shù)據(jù)采集過(guò)濾算法，最后對(duì)RFID數(shù)據(jù)采集進(jìn)行了仿真與實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用結(jié)果表明對(duì)提高農(nóng)產(chǎn)品追溯效率、降低農(nóng)產(chǎn)品跟蹤、監(jiān)控成本有較明顯的效果。
標(biāo)簽： 物聯(lián)網(wǎng) 農(nóng)產(chǎn)品 關(guān)鍵算法
上傳時(shí)間： 2013-10-23
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