數(shù)字濾波作為數(shù)字信號處理技術(shù)的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于諸如信號分離、恢復(fù)、整形等多種場合中，本文討論的FIR濾波器因其具有嚴(yán)格的線性相位特性而得到廣泛的應(yīng)用。在工程實踐中，往往要求信號處理具有實時性和靈活性,但目前常用的一些軟件或硬件實現(xiàn)方法則難以同時達到兩方面的要求。 可編程邏輯器件是一種用戶根據(jù)需要而自行構(gòu)造邏輯功能的數(shù)字集成電路。本課題研究FIR的FPGA解決方案體現(xiàn)電子系統(tǒng)的微型化和單片化，主要完成的工作如下: (1)以FIR濾波器的基本理論為依據(jù)，研究適應(yīng)工程實際的數(shù)字濾波器的設(shè)計方法： (2)對分布式算法進行了較為深入的研究。在闡述算法原理的基礎(chǔ)上，分析了利用FPGA特有的查找表結(jié)構(gòu)完成這一運算的方法，從而解決了常系數(shù)乘法運算硬件實現(xiàn)的問題； (3)以—FIR低通濾波器為例說明FIR數(shù)字濾波器的具體實現(xiàn)方法，采用層次化、模塊化、參數(shù)化的設(shè)計思想，完成對整個FIR濾波器的功能模塊的劃分，以及各個功能模塊的具體設(shè)計； (4)設(shè)計參數(shù)可調(diào)的FIR低通濾波器的硬件電路：以EPFlK50TCl44-l為核心，包括A/D轉(zhuǎn)換電路、D/A轉(zhuǎn)換電路以及在系統(tǒng)配置電路等。以話音作為輸入信號，進行了實際濾波效果的測試。 實驗系統(tǒng)的測試結(jié)果表明，和傳統(tǒng)的數(shù)字濾波器相比較具有更好的實時性、準(zhǔn)確性、靈活性和實用性。
標(biāo)簽： FPGA 沖激響應(yīng) 數(shù)字濾波器
上傳時間： 2013-07-13
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網(wǎng)絡(luò)帶寬依然在不斷增長（尤其是在本地網(wǎng)），最后一公里的高速接入日益普及;另一方面的情況是大容量的磁盤、FLASH移動存儲盤和激光盤的容量不斷增大，使得傳送和儲存數(shù)據(jù)的成本不斷地下降。不僅使人發(fā)問：我們孜孜不倦的搞視頻壓縮高級算法還有多少意義？我們可以看到，算法的復(fù)雜性日益增加，但性能的提高卻接近邊緣。 是什么還在要求更高的壓縮速率？還有被我們遺忘的地方嗎？還有什么應(yīng)用讓我們繼續(xù)追求更精妙的壓縮算法？ 在作者看來，這個應(yīng)用領(lǐng)域就是移動視頻服務(wù)。無線頻譜這種稀缺資源的有限性決定了我們必須繼續(xù)對視頻壓縮技術(shù)進行研究。即使伴隨UMTS/IMT2000的到來，移動終端可以獲得的數(shù)據(jù)速率也限制在144Kbit/s，在微蜂窩的時候最高能達到的速率上限也在2Mbit/s。144Kbit/s的速率對于較高質(zhì)量的視頻傳輸來講，仍然是有限的。因此，可以預(yù)見，移動終端的空中接口這個瓶頸使得我們必須繼續(xù)進行視頻壓縮。 另一方面，移動終端領(lǐng)域開發(fā)視頻壓縮算法，在其低功耗和實時性要求下，也是異常困難的。為了減少計算的復(fù)雜性和運動估計的功耗，業(yè)界提出了許多快速算法，例如2-D的對數(shù)搜索，三步搜索，聯(lián)合搜索。盡管這些方法減少了功耗，其結(jié)果是視頻壓縮性能的降低，因為這些算法的本質(zhì)是減少了運動搜索的空間。為了實現(xiàn)運動搜索的低功耗，在電路領(lǐng)域又提出了搜索窗口和時鐘管理的措施。但這些方法都是在犧牲視頻壓縮比性能的基礎(chǔ)進行的折中，并沒有強調(diào)算法映射結(jié)構(gòu)上做出處理。 本論文提出了一種新的解決MPEG-4運動估計運算的低功耗實時處理器架構(gòu)。其基礎(chǔ)是采用了心肌陣列并行處理技術(shù)和低功耗控制電路。運動估計的繁復(fù)運算通過心肌陣列分布式運算得到有效處理。從理論上看，心肌陣列有其簡單易理解性，然后，由于FPGA的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)有限性，設(shè)計這樣一個陣列仍有許多值得注意的問題。論文提出使用保守近似處理在全局運動估計中減少功耗，其本質(zhì)是消除不必要的冗余運算。宏塊的最小誤差匹配是一個典型的串行操作過程。論文新提出的方法是在進行絕對匹配前使用保守計算，如果保守誤差值與最小誤差差別過大，則不進行絕對誤差計算。 總的說來，論文實現(xiàn)了兩個目標(biāo)：通過心肌陣列實現(xiàn)了實時的運動估計編碼，通過在算法層次引入控制電路，降低運動估計電路的功耗。
上傳時間： 2013-06-23
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在信息化發(fā)展的當(dāng)前，音視頻等多媒體作為信息的載體，在社會生活的各個領(lǐng)域，起著越來越重要的作用。數(shù)字視頻的海量性成為阻礙其應(yīng)用的的瓶頸之一。在這種情況下，H．264作為新一代的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，以其高性能的壓縮效率，成為備受關(guān)注的焦點和研究問題。H．264通過運動估計/運動補償（MP/MC）消除視頻時間冗余，對差值圖像進行離散余弦變換（DCT）消除空間冗余，對量化后的系數(shù)進行可變長編碼（VLC）消除統(tǒng)計冗余，獲得了極高的壓縮效率。隨著嵌入式處理器性能的逐漸提升和3G網(wǎng)絡(luò)即將商用的推動，H．264以其優(yōu)秀的壓縮性能，無論是無線信道傳輸方面，還是存儲容量有限的嵌入式設(shè)備都具有廣闊的應(yīng)用前景。 但H．264在提升壓縮性能的同時付出的代價是算法復(fù)雜度的成倍增加，實際應(yīng)用中人們對視頻解碼的實時性要求嚴(yán)格，已出現(xiàn)的對應(yīng)算法代碼多基于PC通用處理器實現(xiàn)，而嵌入式設(shè)備的主頻和處理能力仍然相對有限，存儲容量相對較小，總線速率相對偏低，因此必須對標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)算法進行優(yōu)化移植，才能滿足實際應(yīng)用的需求。 本文在對H．264標(biāo)準(zhǔn)及其新特性進行詳細(xì)介紹后，重點研究了在解碼端如何針對解碼耗時較多的模塊進行改進，然后將算法移植到ARM平臺，并針對平臺特點作出相應(yīng)優(yōu)化，最后完成解碼圖象顯示，并給出了測試結(jié)果。本文主要完成的工作如下： 詳細(xì)分析了H．264的參考軟件JM中解碼流程，并利用測試工具分析了各模塊耗時，針對耗時較多的模塊如插值運算及去塊濾波模塊，提出了對應(yīng)的改進算法并在H．264的參考軟件JM86上進行了實現(xiàn)，PC測試實驗證明了算法改進的優(yōu)越性和運算優(yōu)化的可行性。最后針對ARM平臺，在對程序結(jié)構(gòu)和對應(yīng)代碼進行優(yōu)化之后，將其移植到WINCE系統(tǒng)之下，同時給出了WINCE平臺解碼后圖象加速顯示方法，并對最終測試結(jié)果與性能做出了評價。
標(biāo)簽： 264 ARM 解碼 算法優(yōu)化
上傳時間： 2013-06-04
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磁共振成像（MRI）由于自身獨特的成像特點，使得其處理方法不同于一般圖像.根據(jù)不同的應(yīng)用目的，該文分別提出了MRI圖像去噪和分割兩個算法.首先，該文針對MRI重建后圖像噪聲分布的實際特點，提出了基于小波變換的MRI圖像去噪算法.該算法詳細(xì)闡明了MRI圖像Rician噪聲的特點，首先對與噪聲和邊緣相關(guān)的小波系數(shù)進行建模，然后利用最大似然估計來進行參數(shù)估計，同時利用連續(xù)尺度間的尺度相關(guān)性特點來進行函數(shù)升級，以便獲得最佳萎縮函數(shù)，進一步提高圖像的質(zhì)量，最終取得了一定的效果.與此同時，該文對MRI圖像的進一步的分析與應(yīng)用展開了一定研究，提出了一種改進的快速模糊C均值聚類魯棒分割算法.該算法先用K均值聚類方法得到初始聚類中心點，同時考慮鄰域?qū)Ψ指罱Y(jié)果的影響，對目標(biāo)函數(shù)加以改進，用來克服噪聲和非均勻場對MRI圖像分割的影響，達到魯棒分割的目的，為進一步圖像處理和分析打下基礎(chǔ).通過實驗，我們發(fā)現(xiàn)，無論是針對模擬圖像還是實際圖像，該文所提出的兩個算法都取得了較好的效果，達到了預(yù)期的目的.
上傳時間： 2013-04-24
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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、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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本文以倒立擺控制系統(tǒng)控制為例，介紹Borland C++ Builder 在數(shù)據(jù)采集、處理中的應(yīng)用，并根據(jù)系統(tǒng)控制算法控制電機左右運動，從而保證倒立擺能穩(wěn)定地站立在豎直位置。關(guān)鍵詞： C++
標(biāo)簽： Builder 倒立擺 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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隨著信息化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)和加密技術(shù)成為當(dāng)今熱門的技術(shù)。本文將兩方面的技術(shù)結(jié)合起來，在對ARM嵌入式系統(tǒng)和高級數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)算法Rijndael作全面分析的基礎(chǔ)上，對其應(yīng)用做了研究。 文中首先分析了嵌入式系統(tǒng)和數(shù)據(jù)加密算法的發(fā)展?fàn)顩r，介紹了 ARM微處理器體系結(jié)構(gòu)和 Rijndael 算法原理的相關(guān)知識。然后，結(jié)合課題研究，詳細(xì)介紹了開發(fā)板 SHX-ARM7 的硬件配置和嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境的建立，包括 ADS1.2和超級終端的設(shè)置。 文中深入研究了嵌入式操作系統(tǒng)的移植和 Rijndael 算法在開發(fā)板上的編程實現(xiàn)，給出了仿真實驗結(jié)果。選擇移植的μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)具有良好的實時性、可擴展性和可移植性，為進一步的嵌入式應(yīng)用打下基礎(chǔ)。Rijndael 算法的實現(xiàn)分為三大模塊：密鑰擴展、加密和解密模塊，其結(jié)果可作為API函數(shù)，在嵌入式加密應(yīng)用軟件編程中直接調(diào)用。 本文對基于 ARM 的 Rijndael 算法的應(yīng)用進行了探討，給出了基于ARM微處理器與Rijndael算法的IC卡數(shù)據(jù)加密系統(tǒng)的設(shè)計方案，并提出了三種密鑰安全管理方案，經(jīng)比較重點描述了“一卡一密、一次一密”的密碼管理思想。該方法能夠保證每張 IC 卡每次用來存儲重要數(shù)據(jù)時的初始密鑰都是隨機的，在一定程度上增加了破譯難度，提高了安全性。 在結(jié)論中闡述了尚需進一步解決的問題以及下一步的工作內(nèi)容。
標(biāo)簽： ARM 數(shù)據(jù)加密 應(yīng)用研究 算法
上傳時間： 2013-07-06
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小型無人直升機具有懸停、側(cè)飛、倒飛等獨特的飛行特性，能夠?qū)崿F(xiàn)固定翼飛機所不能完成的飛行動作，在軍事和民用方面都有很大的應(yīng)用需求。飛行控制系統(tǒng)是小型無人直升機系統(tǒng)的重要組成部分，是飛行控制算法的運行平臺，也是實現(xiàn)小型無人直升機自主飛行的關(guān)鍵部分。進行小型無人直升機飛行控制系統(tǒng)的研究具有重要的現(xiàn)實意義。 本文圍繞小型無人直升機飛行控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)展開論述。首先，文章對目前小型無人直升機及其飛行控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢進行了綜述，在此基礎(chǔ)上提出了一種以ARM處理器為控制核心、以CPLD為輔助控制器件的飛行控制系統(tǒng)方案。 其次，文章重點描述了小型無人直升機飛行控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計過程和相關(guān)方案。飛行控制系統(tǒng)的硬件部分由ARM模塊和CPLD模塊兩大部分組成，其中包括數(shù)據(jù)采集電路、串口通訊電路、舵機控制電路、電源電路等硬件功能模塊。軟件部分由基于Linux2.6內(nèi)核的操作系統(tǒng)和相關(guān)的設(shè)備驅(qū)動組成，并設(shè)計了基于SD卡的軟件存儲系統(tǒng)。 最后，文章對小型無人直升機的導(dǎo)航控制系統(tǒng)進行了一些探討。討論了從飛行控制系統(tǒng)到導(dǎo)航控制系統(tǒng)的平臺升級方案和小型無人直升機在未知環(huán)境中的導(dǎo)航控制算法。
標(biāo)簽： ARM 無人直升機 飛行控制 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間： 2013-05-20
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本文以星載圖像數(shù)據(jù)的壓縮與加密為背景，對CCSDS圖像壓縮算法和AES數(shù)據(jù)加密算法做了深入研究。文章的主要工作包括： (1)實現(xiàn)了CCSDS圖像壓縮算法的C程序，并且與SPIHT算法和JPEG2000算法在星載圖像壓縮領(lǐng)域做了簡單的對比； (2)對原始CCSDS圖像壓縮算法進行了改進。實驗結(jié)果表明，改進后的算法在提升算法性能的同時，降低了算法的復(fù)雜度； (3)研究了AES數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)，并實現(xiàn)了該算法的C程序； (4)用VerilogHDL語言實現(xiàn)了CCSDS圖像壓縮算法和AES數(shù)據(jù)加密算法的編碼器； (5)在FPGA硬件平臺上，驗證了這兩種算法編碼器的正確性和有效性。
上傳時間： 2013-04-24
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設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)是計算機科學(xué)、測試技術(shù)、信號分析與數(shù)據(jù)處理技術(shù)等相結(jié)合的一種設(shè)備運行信息分析處理方法。將嵌入式計算機技術(shù)與數(shù)據(jù)采集技術(shù)及數(shù)字信號處理技術(shù)結(jié)合起來,構(gòu)成一種體積小、便于攜帶、易于網(wǎng)絡(luò)化、造價相對較低,集信號采集、處理、存儲和顯示為一體的設(shè)備具有廣泛的應(yīng)用前景。 本文通過對傳統(tǒng)工控監(jiān)測技術(shù)方案以及本項目具體功能和指標(biāo)的分析,提出了ARM+嵌入式Linux架構(gòu)的技術(shù)方案。采用多個嵌入式設(shè)備終端作為監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集終端,然后通過GPRS模塊連入Internet,通過Internet上的多臺主機作為監(jiān)控中心,各自運行相應(yīng)的包括網(wǎng)絡(luò)管理功能的應(yīng)用程序,實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)自動、可靠的采集、存儲、處理、實時顯示及實時數(shù)據(jù)遠程傳輸,進而實現(xiàn)分布式、網(wǎng)絡(luò)化和自動化的設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)新模式。 本文首先介紹了嵌入式技術(shù)的國內(nèi)外研發(fā)現(xiàn)狀。給出了嵌入式監(jiān)測系統(tǒng)總體設(shè)計方案。根據(jù)系統(tǒng)的功能和要求的技術(shù)指標(biāo),在綜合比較現(xiàn)有各種嵌入式操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,分析了使用嵌入式Linux操作系統(tǒng)構(gòu)造嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)點和缺陷,選定了嵌入式Linux操作系統(tǒng)作為本次設(shè)計的操作系統(tǒng)；選擇了samsung公司基于ARM920T內(nèi)核的處理器S3C2410X作為嵌入式處理器；簡單介紹了S3C2410X的工作模式,并設(shè)計了系統(tǒng)的硬件和軟件結(jié)構(gòu)方案。 這種基于嵌入式終端的工控監(jiān)測系統(tǒng)主要由控制中心和嵌入式監(jiān)測終端兩大部分組成。本文所主要涉及的就是該系統(tǒng)中的嵌入式監(jiān)測終端部分,主要進行了嵌入式監(jiān)測終端的硬件設(shè)計,嵌入式操作系統(tǒng)ARM-Linux的移植,建立交叉編譯環(huán)境,制作根文件系統(tǒng),軟件部分主要是對驅(qū)動程序和終端應(yīng)用程序的設(shè)計與實現(xiàn)進行了研究和介紹。重點介紹并了FPGA設(shè)備驅(qū)動程序的實現(xiàn)以及應(yīng)用程序中的液晶顯示部分與實數(shù)EFT算法以及幾種數(shù)字信號的平均算法的C語言實現(xiàn),最后,對本論文進行了總結(jié),并指出了后續(xù)工作中需要注意的問題。 基于ARM-Linux的工控監(jiān)測系統(tǒng)的研制對于監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)化是一個有益的嘗試,它的研制成功將會給工廠帶來更大的經(jīng)濟效益。
標(biāo)簽： ARMLinux 工控 監(jiān)測系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-20
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