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数字<b>图像处理系统</b>

  • 基于ARM9无线图像采集系统的研究与开发.rar

    上海交通大学工程硕士学位论文 本文首先对视频监控系统的现状做了简单分析, 并介绍了本系统 中主要涉及到的相关技术,包括嵌入式技术、图像压缩技术、视频压 缩技术和移动数据通信技术。具备了一定的理论基础后,提出本系统 的总体设计方案,明确需要实现的目标功能。然后,围绕目标方案详 细介绍了具体实现方法,包括硬件总体结构、嵌入式 Linux的移植、 USB 摄像头驱动移植、Video4Linux 编程方法、网络传输模块的开发、 流媒体系统建立、WAP 程序的开发等。最后给出了在现网测试环境中 调测结果。 本系统通过嵌入式芯片实现静态图像及视频的采集、编码,并将 采集压缩编码后的数据传送到视频中心服务器, 在2G/3G 移动终端中 以 WAP 或流媒体客户端方式直接查看远程图像。 系统最大的特点是采 用了分布式架构的 C/S(采集端至视频中心服务器)和 B/S(WAP 服 务器至移动终端)结构便于系统的动态扩展;同时也借助了 WAP 技术 实现了传统视频监控的无线化。

    标签: ARM9 无线图像 采集系统

    上传时间: 2013-07-05

    上传用户:cuibaigao

  • 基于FPGA的多路数字视频光纤传输系统的研究与设计.rar

    随着通信技术的发展,视频传输系统因具有方便、实时、准确等特点已成为现代工业管理、安全防范、城市交通中必不可少的重要部分。而光纤传输以大容量、保密性能好、抗干扰能力强、传输距离等优点越来越受人们的关注。本论文以FPGA为核心芯片,结合数字化技术和时分复用技术,提出了一种无压缩多路数字视频光纤传输系统设计方案,并详细分析方案的设计过程。 系统分A/D转换、D/A转换和FPGA数据处理三大模块化进行设计,FPGA数据处理模块实现了程序的配置下载、IO口的控制功能、各时钟分频、锁相功能和多路数字信号的复接解复接仿真,同时完成了视频信号的A/D转换和数字视频信号的D/A转换功能,最终实现了八路视频信号在一根光纤上实时传输的功能。接收视频图像轮廓清晰、没有不规则的闪烁、没有波浪状等条纹或横条出现,基本满足视频监控系统的图像质量指标要求。各路视频信号的输入输出电接口、阻抗和收发光接口均符合国家标准,系统具高集成度、灵活性等特点,能广泛应用于各场合的视频监控系统和安全防范系统中。 关键词:FPGA,光纤传输,视频信号

    标签: FPGA 多路 光纤传输系统

    上传时间: 2013-06-05

    上传用户:zxh1986123

  • 基于FPGA的通用实时信号处理系统的硬件设计与实现.rar

    近年来,以FPGA为代表的数字系统现场集成技术取得了快速的发展,FPGA不但解决了信号处理系统小型化、低功耗、高可靠性等问题,而且基于大规模FPGA单片系统的片上可编程系统(SOPC)的灵活设计方式使其越来越多的取代ASIC的市场。传统的通用信号处理系统使用DSP作为处理核心,系统的可重构型不强,FPGA解决了这一问题,并且现有的FPGA中,多数已集成DSP模块,结合FPGA较强的信号并行处理特性使其与DSP信号处理能力差距很小。因此,FPGA作为处理核心的通用信号处理系统具有很强的可实施性。 @@ 基于上述要求,作者设计和完成了一个基于多FPGA的通用实时信号处理系统。该系统采用4片XC3SD1800A作为处理核心,使用DDR2 SDRAM高速存储实时数据。作者通过全面的分析,设计了核心板、底板和应用板分离系统架构。该平台能够根据实际需求进行灵活的搭配,核心板之间的数据传输采用了LVDS(低电压差分信号)技术,从而使得数据能够稳定的以非常高的速率进行传输。 @@ 本系统属于高速数字电路的设计范畴,因此必须重视信号完整性的设计与分析问题,作者根据高速电路的设计惯例和软件辅助设计的方法,在分析和论证了阻抗控制、PCB堆叠、PCB布局布线等约束的基础上,顺利地完成了PCB绘制与调试工作。 @@ 作为系统设计的重要环节,作者还在文中研究了在系统设计过程中出现的电源完整性问题,并给出了解决办法。 @@ LVDS高速数据通道接口和DDR2存储器接口设计决定本系统的使用性能,本文基于所选的FPGA芯片进行了详细的阐述和验证。并结合系统的核心板和底板,完成了应用板,视频图像采集、USB、音频、LCD和LED矩阵模块显示等接口的设计工作,对其中的部分接口进行了逻辑验证。 @@ 经过测试,该通用的信号处理平台具有实时性好、通用性强、可扩展和可重构等特点,能够满足当前一些信号处理系统对高速、实时处理的要求,可以广泛应用于实时信号处理领域。通过本平台的研究和开发工作,为进一步研究和设计通用、实时信号处理系统打下了坚实的基础。 @@关键词:通用实时信号处理;FPGA;信号完整性;DDR2;LVDS

    标签: FPGA 实时信号 处理系统

    上传时间: 2013-05-27

    上传用户:qiaoyue

  • 基于FPGA的大场景图像融合可视化系统的研究与设计计.rar

    随着图像处理技术和投影技术的不断发展,人们对高沉浸感的虚拟现实场景提出了更高的要求,这种虚拟显示的场景往往由多通道的投影仪器同时在屏幕上投影出多幅高清晰的图像,再把这些单独的图像拼接在一起组成一幅大场景的图像。而为了给人以逼真的效果,投影的屏幕往往被设计为柱面屏幕,甚至是球面屏幕。当图像投影在柱面屏幕的时候就会发生几何形状的变化,而避免这种几何变形的就是图像拼接过程中的几何校正和边缘融合技术。 一个大场景可视化系统由投影机、投影屏幕、图像融合机等主要模块组成。在虚拟现实应用系统中,要实现高临感的多屏幕无缝拼接以及曲面组合显示,显示系统还需要运用几何数字变形及边缘融合等图像处理技术,实现诸如在平面、柱面、球面等投影显示面上显示图像。而关键设备在于图像融合机,它实时采集图形服务器,或者PC的图像信号,通过图像处理模块对图像信息进行几何校正和边缘融合,在处理完成后再送到显示设备。 本课题提出了一种基于FPGA技术的图像处理系统。该系统实现图像数据的AiD采集、图像数据在SRAM以及SDRAM中的存取、图像在FPGA内部的DSP运算以及图像数据的D/A输出。系统设计的核心部分在于系统的控制以及数字信号的处理。本课题采用XilinxVirtex4系列FPGA作为主处理芯片,并利用VerilogHDL硬件描述语言在FPGA内部设计了A/D模块、D/A模块、SRAM、SDRAM以及ARM处理器的控制器逻辑。 本课题在FPGA图像处理系统中设计了一个ARM处理器模块,用于上电时对系统在图像变化处理时所需参数进行传递,并能实时从上位机更新参数。该设计在提高了系统性能的同时也便于系统扩展。 本文首先介绍了图像处理过程中的几何变化和图像融合的算法,接着提出了系统的设计方案及模块划分,然后围绕FPGA的设计介绍了SDRAM控制器的设计方法,最后介绍了ARM处理器的接口及外围电路的设计。

    标签: FPGA 图像融合 可视化

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:ynsnjs

  • 视频图像采集和预处理系统的FPGA实现.rar

    本文研究的视频处理系统是上海市科委技术攻关基金项目“计算机视觉及其芯片化实现”的一部分,主要完成计算机视觉系统的一些基本工作,即视频图像的采集、预处理和显示等。 视频图像采集和预处理系统以Xilinx公司Virtex-ⅡPro系列的FPGA为核心控制器件,结合视频模数转换芯片和VGA显示器,完成视频图像的实时采集、预处理和显示。采集和显示部分作为同外界交流信息的渠道,是构成计算机视觉系统必不可少的一部分;图像预处理则是计算机视觉系统进行高层处理的基础,优秀的预处理算法能有效改善图像质量,提高系统分析判断的准确性。 本文在介绍基于FPGA的视频采集、预处理系统整体架构的基础上,围绕以下四个方面展开了工作: 1.研究并给出了两种基于FPGA的设计方案用于实现YCrCb色度空间到RGB色度空间的转换; 2.针对采集的视频图像,根据VGA显示的要求,给出了一种实现图像去隔行的方案; 3.分析了一系列图像滤波的预处理算法,如均值滤波、中值滤波和自适应滤波等,在比较和总结各算法特点的基础上,提出了一种新的适用于处理混合噪声的滤波算法:混合自适应滤波法; 4.根据算法特点设计了多种采用FPGA实现的图像滤波算法,并对硬件算法进行RTL级的功能仿真和验证,还给出了各种滤波算法的实验结果,在此基础上对各种算法的效果进行直观的比较。 文中,预处理算法的实现充分利用了FPGA的片内资源,体现了FPGA在图像处理方面的特点及优势。同时,视频采集和显示的控制模块也由同一FPGA芯片实现,从而简化了系统整体结构。视频采集和预处理系统在FPGA上的成功实现为“计算机视觉及其芯片化实现”奠定了必要的基础、提供了一定理论依据。

    标签: FPGA 视频图像

    上传时间: 2013-07-26

    上传用户:alia

  • 基于FPGA的数字视频光纤传输系统的设计.rar

    随着计算机技术和通信技术的迅速发展,数字视频在信息社会中发挥着越来越重要的作用,视频传输系统已经被广泛应用于交通管理、工业监控、广播电视、银行、商场等多个领域。同时,FPGA单片规模的不断扩大,在FPGA芯片内部实现复杂的数字信号处理系统也成为现实,因此采用FPGA实现视频压缩和传输已成为一种最佳选择。 本文将视频压缩技术和光纤传输技术相结合,设计了一种基于无损压缩算法的多路数字视频光纤传输系统,系统利用时分复用和无损压缩技术,采用串行数字视频传输的方式,可在一根光纤中同时传输8路以上视频信号。系统在总体设计时,确定了基于FPGA的设计方案,采用ADI公司的AD9280和AD9708芯片实现A/D转换和D/A转换,在FPGA里实现系统的时分复用/解复用、视频数据压缩/解压缩和线路码编解码,利用光收发一体模块实现电光转换和光电转换。视频压缩采用LZW无损压缩算法,用Verilog语言设计了压缩模块和解压缩模块,利用Xilinx公司的IP核生成工具Core Generator生成FIFO来缓存压缩/解压缩单元的输入输出数据,光纤线路码采用CIMT码,设计了编解码模块,解码过程中,利用数字锁相环来实现发射与接收的帧同步,在ISE8.2和Modelsim仿真环境下对FPGA模块进行了功能仿真和时序仿真,并在Spartan-3E开发板和视频扩展板上完成了系统的硬件调试与验证工作,实验证明,系统工作稳定,图像清晰,实时传输效果好,可用于交通、安防、工业监控等多个领域。 本文将视频压缩和线路码编解码在FPGA里实现,利用FPGA的并行处理优势,大大提高了系统的处理速度,使系统具有集成度高、灵活性强、调试方便、抗干扰能力强、易于升级等特点。

    标签: FPGA 数字视频 光纤传输系统

    上传时间: 2013-06-27

    上传用户:几何公差

  • 基于FPGA的图像压缩系统的设计与实现.rar

    随着信息技术和计算机技术的飞速发展,数字信号处理已经逐渐发展成一门关键的技术科学。图像处理作为一种重要的现代技术,己经在通信、航空航天、遥感遥测、生物医学、军事、信息安全等领域得到广泛的应用。图像处理特别是高分辨率图像实时处理的实现技术对相关领域的发展具有深远意义。另外,现场可编程门阵列FPGA和高效率硬件描述语言Verilog HDL的结合,大大变革了电子系统的设计方法,加速了系统的设计进程,为图像压缩系统的实现提供了硬件支持和软件保障。 本文主要包括以下几个方面的内容: (1)结合某工程的具体需求,设计了一种基于FPGA的图像压缩系统,核心硬件选用XILINX公司的Virtex-Ⅱ Pro系列FPGA芯片,存储器件选用MICRON公司的MT48LC4M16A2SDRAM,图像压缩的核心算法选用近无损压缩算法JPEG-LS。 (2)用Verilog硬件描述语言实现了JPEG-LS标准中的基本算法,为课题组成员进行算法改进提供了有力支持。 (3)用Verilog硬件描述语言设计并实现了SDRAM控制器模块,使核心压缩模块能够方便灵活地访问片外存储器。 (4)构建了图像压缩系统的测试平台,对实现的SDRAM控制器模块和JPEG-LS基本算法模块进行了软件仿真测试和硬件测试,验证了其功能的正确性。

    标签: FPGA 图像压缩系统

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:a3318966

  • 基于DSPFPGA的图像识别系统设计与实现.rar

    近年来,图像处理与识别技术得到了迅速的发展。人们已经充分认识到图像处理和识别技术是认识世界、改造世界的重要手段。目前,图像识别技术已应用到很多领域,渗入到各行各业,在医学、公安、交通、工业等领域具有广阔的应用前景。 这篇论文介绍了一种基于DSP+FPGA构架的实时图像识别系统。DSP作为图像识别模块的核心,负责图像识别算法的实现;FPGA作为图像采集模块的核心,负责图像的采集,并且完成预处理工作。图像识别算法的运算量大,并且控制复杂,对系统的性能要求很高。DSP的特殊结构和优良性能很好地满足了系统的需要,而FPGA的高速性和灵活性也保证了系统实时性,并且简化了外围电路,减少了系统设计难度。 系统使用模板匹配和神经网络算法对数字0~9进行识别。模板匹配一般适用于识别规范化的数字、字符等小型字符集(特别是同一字体的字符集)。由于结构比较简单,系统处理能力强,模板匹配的识别速度快并且识别率高,取得很好的效果。神经网络所具有的分布式存储、高容错性、自组织和自学习功能,使其对图像识别问题显示出极大的优越性。 研究表明,在DSP+FPGA的构架上实现的图像识别系统,具有结构灵活、通用性强的特点,适用于模块化设计,有利于提高算法的效率。系统可以充分发挥和结合DSP和FPGA的优势,准确快速地实现图像识别。通过软、硬件的灵活组合,系统可以实现图像处理大部分的相关功能,使之能够运用到工业视觉检测、汽车牌照识别等系统中。

    标签: DSPFPGA 图像识别 系统设计

    上传时间: 2013-06-18

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  • 面向特种LCD图像处理方法与FPGA实现研究

    本文研究特种LCD的图像处理方法和FPGA实现方案,并研制出基于FPGA的若干实际应用系统,有效地解决目前存在的问题。本文主要研究内容为:  (1)给出一种基于彩色空间变换的色彩调整方法,在YCrCb空间内实现亮度和色度分离,避免了RGB空间两者同时变化造成偏色和失真的现象,并在FPGA内采用流水线结构改进3阶矩阵运算的逻辑结构,节省出2/3的逻辑资源,提高了模块的最高运行速度。  (2)研究利用FPGA实现图像实时缩放处理的方法,选择能够满足特种LCD要求的双线性插值法作为研究对象,实时计算插值系数dx和dy,并采用流水线结构进行插值计算,仅使用FPGA中的3个双端口RAM来缓冲图像数据,没有外扩大容量帧存储器,降低了成本,提高特种LCD的系统兼容性。  (3)设计一种针对特种LCD更为简捷、有效的隔行转逐行扫描的实现方案,即利用图像实时缩放的方法,把一场图像缩放到LCD的分辨率,实现复合视频图像在LCD的“满屏”显示,改善现有特种LCD在显示隔行扫描的复合视频信号时,遇到图像信息丢失或显示效果不佳的问题。  (4)设计出一种基于字符和位图的数字OSD控制核,合理使用分布式RAM和块RAM两种逻辑资源来存储字符和位图信息,OSD图像由数字逻辑自动合成,编程简单灵活,使特种LCD的参数调整更加方便。  (5)研制成功基于FPGA的特种LCD显示控制板,能显示三种分辨率640×480,800×600,1024×768的图像信号;支持宽范围的亮度、对比度、显示位置等参数的实时调整,并提供全功能的透明OSD菜单进行指示。  (6)研制成功基于FPGA的特种LCD图像调节板,用于对某型号机载特种LCD进行改造,增加宽范围的亮度、对比度、图像显示位置的实时调整功能,提供无信号输入检测与OSD指示功能,提高图像显示的性能,通过了环境温度试验与性能测试,并已装机。  (7)研制成功基于DSP和FPGA的图像采集显示板,实现了对全分辨率复合视频信号进行25帧/秒的实时采集和显示,在DSP内使用“三帧”轮换的图像数据缓冲方法提高了系统的实时处理能力,使之能够完成一定复杂度的实时图像处理。

    标签: FPGA LCD 图像 处理方法

    上传时间: 2013-06-12

    上传用户:ivan-mtk

  • 基于FPGA和DSP的红外图像预处理算法研究

    随着微电子技术的发展,可编程逻辑器件取得了迅速的发展,其功能日益强大,FPGA内部可用逻辑资源飞速增长,近来推出的FPGA都针对数字信号处理的特点做了特定设计,集成了存储器、锁相环(PLL)、硬件乘法器、DSP模块等,通过使用各个公司提供的FPGA开发软件使用硬件描述语言,可以实现特定的信号处理算法,如FFT、FIR等算法,为电子设计工程师提供了新的选择。实时图像处理系统采用FPGA+DSP的结构来完成整个复杂的图像处理算法。将图像处理算法进行分类,FPGA和DSP份协作发挥各自的长处,对于算法实现简单、运算量大、实时性高的这类处理过程由大容量高性能的FPGA实现,DSP则用来处理经过预处理后的图像数据,来运行算法结构复杂,乘加运算多的算法。整个系统主要包括FPGA处理单元、DSP处理单元以及PCI接口通讯三个部分。主要取得的了以下的研究成果:(1)研究了FPGA的工作原理及应用,完成了Stratix芯片的选型。设计了数字图像处理板的电路原理图和PCB设计图。并对电路板进行调试,工作正常。(2)完成了FPGA程序下载电缆的PCB电路设计,并调试成功,应用到FPGA的调试下载配置中,取得了良好的实验与经济效果。(3)充分利用FPGA的设计开发软件与工具,完成了中值滤波、形态学滤波和自适应阈值的FPGA实现,并给出了详细的实现过程。将算法下载到FPGA芯片,经过试验调试,达到要求。(4)研究了PCI接口通讯的实现方式,选用PCI9054芯片实现通讯,完成PCI接口电路设计,经过调试,实现了中断、DMA等方式,满足了数据传输的要求。(5)学习了C6701DSP芯片的工作特性以及内部功能结构,完成了DSP外围存储器的扩展、时钟信号发生以及电源模块等外围电路的设计。

    标签: FPGA DSP 红外 图像预处理

    上传时间: 2013-07-16

    上传用户:xiaowei314