随着微电子技术的高速发展,实时图像处理在多媒体、图像通信等领域有着越来越广泛的应用。FPGA就是硬件处理实时图像数据的理想选择,基于FPGA的图像处理专用系统的研究将成为信息产业的新热点。 本文详细介绍了一种实时监控图像处理系统的设计方案,实现了具有前端视频采集系统、图像预处理功能系统、图像显示系统。该系统采用Altera公司的FPGA芯片作为中央处理器,由视频采集模块、异步FIFO模块、视频解码模块、I
上传时间: 2013-06-20
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论文研究了基于Bayer格式的CCD原始图像的颜色插值算法,并将设计的改进算法应用到以FPGA为核心的图像采集前端。出于对成本和体积的考虑,一般的数字图像采集系统采用单片CCD或CMOS图像传感器,然后在感光表面覆盖一层颜色滤波阵列(CFA),经过CFA后每个像素点只能获得物理三基色(红、绿、蓝)其中一种分量,形成马赛克图像。为了获得全彩色图像,就要利用周围像素点的值近似地计算出被滤掉的颜色分量,称这个过程为颜色插值。由于当前对图像采集系统的实时性要求越来越高,业内已经开始广泛采用FPGA来进行图像处理,充分发挥硬件并行运算的速度优势,以求在处理速度和成像质量两方面均达到满意的效果。。主要的工作内容如下: 本文首先介绍了彩色滤波阵列、图像色彩恢复和插值算法的概念,然后分析和研究了当下常用的颜色插值算法,如双线性插值算法、加权系数法等等,指出了各个算法的特点和不足;接下来针对硬件系统并行运算的特性和实时性处理的要求,结合其中两种算法的思路设计了适用于硬件的改进算法,该算法主要引入了方向标志位的概念以及平滑的边界仲裁法则来检测边界,借鉴利用梯度的三角函数关系来判断边界方向,通过简化且适用于硬件的方法计算加权系数,从而选择合适的方向进行插值。 在介绍了FPGA用于图像处理的优势后,针对FPGA的特点采用模块化结构设计,详细阐述了本文算法的软件实现过程及所使用到的关键技术;文章设计了一个以FPGA为核心的前端图像采集平台,并将改进插值算法应用到整个系统当中。详细分析了采集前端的硬件需求,讨论了核心芯片的选型和硬件平台设计中的注意事项,完成了印制电路板的制作。 文章通过MATLAB仿真得到了量化的性能评估数据,并选取几种算法在硬件平台上运行,得到了实验图片。最后结合图片的视觉效果和仿真数据对几种不同算法的效果进行了评估和比较,证明改进的算法对图像质量有所增强,取得了良好的效果。
上传时间: 2013-06-11
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无线多媒体传感器网络(WMSNs)中传感器节点采集的数据量非常大,在传输前需对大数据量的多媒体信息进行压缩处理,但是单节点能源受限,存储、处理能力相对较弱。针对无线多媒体传感器网络应用的高效、低耗能的需求这些问题,在图像压缩双正交重叠变换(LBT)的基础上,文中提出了一种基于此变换的分布式无线多媒体传感器网络图像压缩算法。即基于簇结构,把压缩任务分配给其他节点,通过多个节点相互协作,共同完成图像的压缩编码和传输。实验结果表明,在传感器节点散布不均且较为密集的情况下,该算法在高质量、低复杂度和低功耗等方面都有了很大的性能提高。
上传时间: 2014-12-23
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提出一种基于USB的彩色CCD高清图像采集系统设计方案。图像数据的来源采用的是SONY公司的 ICX205AK芯片,结合USB2.0接口,复杂可编程逻辑器件CPLD设计了一个高速的彩色CCD图像采集系统。文中详细阐述了系统内不同模块的硬件电路设计思路和软件运行流程。整个系统由电源系统、CCD传感器、A/D模数转换器、CPLD控制器、USB2.0高速接口、上位机控制程序等各个部分组成。本系统的硬件电路可以协调正常工作完成分辨率为140万的高清图像采集,最高采集帧率达7.5 frame/s。
上传时间: 2013-10-24
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一、传感器的定义信息处理技术取得的进展以及微处理器和计算机技术的高速发展,都需要在传感器的开发方面有相应的进展。微处理器现在已经在测量和控制系统中得到了广泛的应用。随着这些系统能力的增强,作为信息采集系统的前端单元,传感器的作用越来越重要。传感器已成为自动化系统和机器人技术中的关键部件,作为系统中的一个结构组成,其重要性变得越来越明显。最广义地来说,传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。国际电工委员会(IEC:International Electrotechnical Committee)的定义为:“传感器是测量系统中的一种前置部件,它将输入变量转换成可供测量的信号”。按照Gopel等的说法是:“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”,而“传感器系统则是组合有某种信息处理(模拟或数字)能力的传感器”。传感器是传感器系统的一个组成部分,它是被测量信号输入的第一道关口。传感器系统的原则框图示于图1-1,进入传感器的信号幅度是很小的,而且混杂有干扰信号和噪声。为了方便随后的处理过程,首先要将信号整形成具有最佳特性的波形,有时还需要将信号线性化,该工作是由放大器、滤波器以及其他一些模拟电路完成的。在某些情况下,这些电路的一部分是和传感器部件直接相邻的。成形后的信号随后转换成数字信号,并输入到微处理器。德国和俄罗斯学者认为传感器应是由二部分组成的,即直接感知被测量信号的敏感元件部分和初始处理信号的电路部分。按这种理解,传感器还包含了信号成形器的电路部分。传感器系统的性能主要取决于传感器,传感器把某种形式的能量转换成另一种形式的能量。有两类传感器:有源的和无源的。有源传感器能将一种能量形式直接转变成另一种,不需要外接的能源或激励源(参阅图1-2(a))。有源(a)和无源(b)传感器的信号流程无源传感器不能直接转换能量形式,但它能控制从另一输入端输入的能量或激励能传感器承担将某个对象或过程的特定特性转换成数量的工作。其“对象”可以是固体、液体或气体,而它们的状态可以是静态的,也可以是动态(即过程)的。对象特性被转换量化后可以通过多种方式检测。对象的特性可以是物理性质的,也可以是化学性质的。按照其工作原理,传感器将对象特性或状态参数转换成可测定的电学量,然后将此电信号分离出来,送入传感器系统加以评测或标示。各种物理效应和工作机理被用于制作不同功能的传感器。传感器可以直接接触被测量对象,也可以不接触。用于传感器的工作机制和效应类型不断增加,其包含的处理过程日益完善。常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟: 光敏传感器——视觉;声敏传感器——听觉;气敏传感器——嗅觉;化学传感器——味觉;压敏、温敏、流体传感器——触觉。与当代的传感器相比,人类的感觉能力好得多,但也有一些传感器比人的感觉功能优越,例如人类没有能力感知紫外或红外线辐射,感觉不到电磁场、无色无味的气体等。对传感器设定了许多技术要求,有一些是对所有类型传感器都适用的,也有只对特定类型传感器适用的特殊要求。针对传感器的工作原理和结构在不同场合均需要的基本要求是: 高灵敏度,抗干扰的稳定性(对噪声不敏感),线性,容易调节(校准简易),高精度,高可靠性,无迟滞性,工作寿命长(耐用性) ,可重复性,抗老化,高响应速率,抗环境影响(热、振动、酸、碱、空气、水、尘埃)的能力 ,选择性,安全性(传感器应是无污染的),互换性 低成本 ,宽测量范围,小尺寸、重量轻和高强度,宽工作温度范围 。二、传感器的分类可以用不同的观点对传感器进行分类:它们的转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应);它们的用途;它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等。根据传感器工作原理,可分为物理传感器和化学传感器二大类:传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应,诸如压电效应,磁致伸缩现象,离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器,被测信号量的微小变化也将转换成电信号。有些传感器既不能划分到物理类,也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多,例如可靠性问题,规模生产的可能性,价格问题等,解决了这类难题,化学传感器的应用将会有巨大增长。常见传感器的应用领域和工作原理列于表1.1。按照其用途,传感器可分类为: 压力敏和力敏传感器 ,位置传感器 , 液面传感器 能耗传感器 ,速度传感器 ,热敏传感器,加速度传感器,射线辐射传感器 ,振动传感器,湿敏传感器 ,磁敏传感器,气敏传感器,真空度传感器,生物传感器等。以其输出信号为标准可将传感器分为: 模拟传感器——将被测量的非电学量转换成模拟电信号。数字传感器——将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。膺数字传感器——将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的输出(包括直接或间接转换)。开关传感器——当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时,传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。
上传时间: 2013-10-11
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绪论第一章 光纤传感器第二章 固态图像传感器第三章 红外传感器第四章 生物传感器第五章 机器人传感器第六章 气体传感器第七章 湿度传感器第八章 非晶态合金传感器第九章 智能式传感器第十章 微波传感器第十一章 其他新型传感器参考文献.全书共分十一章,分别介绍了光纤传感器、固态图像传感器、红外传感器、生物传感器、机器人传感器、气体传感器、湿度传感器、非晶态合金传感器、智能传感器、微波传感器及其他新型传感器的基本原理、基本特性和应用实例。本书取材新颖,内容丰富,反映了当代传感器技术的新发展与新成就。 全书可作为测试计量技术、仪器仪表、自动控制专业研究生教材,也可供有关专业本科生、大专生选用,还可供有关工程技术人员参考。
标签: 传感器原理
上传时间: 2013-11-02
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图像识别技术目前在人们的生活中,应用越来越普遍,如我们较熟悉的数码相机、摄像头、具有摄像功能的手机、以及我们看见的一些智能玩具上都具有图像识别的功能。在此为大家介绍的此款图像识别模组主要是应用于交互式智能玩具、图像处理产品、教学中。此模组接口简单,应用方便,容易与MCU结合使用,若与凌阳公司的SPCE061A结合,使其声貌并具,更能体现产品的特效功能。 2 功能简介 该模组可以实现如下功能: 识别颜色、形状 识别位置 3 模组结构 光学镜头CMOS传感器SPCA561A图象处理芯片SPCA563A微控制器SPCE061AEagle模组 图3.1 图像识别模组结构框图 图像识别模组由光学镜头、CMOS传感器(SPCA561A)、图像处理芯片(SPCA563A)组成。 SPCA563A分析和处理SPCA561A传过来的图像信号,并得出相应的信息(颜色、形状等等)。此模组接口简单,应用方便,容易与MCU结合使用,我们下面将要介绍的Demo就是其与SPCE061A结合的例子。 图像识别模组和外界的接口共有6针,依次接在SPCA563A的:VCC、SCK、SD、RDY、图像识别3_RESET和GND。
标签: 图像识别
上传时间: 2013-12-13
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DSP图像处理程序源码,处理传感器图像!
上传时间: 2016-06-16
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1. 编写M程序,利用图像点运算的线性函数:G = aF + b, 给出a、b的不同值,改变图像的对比度、亮度以及图像反相的效果。 2. 利用“二值图像与原图像做点乘,得到子图像”的原理.,编写M程序,构造特殊的二值图像,最终得到需要的子图像。 3. 编写M程序,实现两个大小不同图像的叠加。 4,(提高题)编写M程序,实现图像的动态平移。
上传时间: 2017-05-10
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1. 在MATLAB中,分别对灰度图、真彩色图、索引彩色图,实现图像的读入、显示等功能。 2. 将真彩色图、索引彩色图转为灰度图,并保存到硬盘自己的文件夹下。 3. 如果按下面的操作读入索引彩色图像,请说明X、MAP两个矩阵中是如何保留图像中RGB彩色信息的。 [X,MAP]=imread(‘文件名’,‘格式’); 答:代码中X为读出的图像数据,MAP为颜色表数据(或称调色板,亦即颜色索引矩阵,对灰度图像和RGB彩色图像,该MAP为空矩阵)。一幅像素为m*n的RGB彩色图像(m,n为正整数,分别表示图像的高度和宽度),可以用m*n*3的矩阵来形容,3层矩阵中的每一个元素对应红、绿、蓝的数值,红绿蓝是三原色,可以组合出所有的颜色。 4,(提高题)实现真彩色图像的读入,请分R、G、B三个通道分别显示该图像的红、绿、蓝色图像。
上传时间: 2017-05-10
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