嵌入式图像采集、处理与传输系统具有体积小、稳定性高等优点,在智能交通、电力、通讯、计算机视觉等领域应用广泛。随着DSP技术的发展,在DSP上用软件实现实时视频压缩成为数字视频压缩标准应用的亮点,这种应用比起专门的压缩芯片更具有灵活性和升级潜力。 本文主要研究一种基于DSP TMS320VC5402脱机视频采集、压缩编码和视频数据通信的方法和DSP外围硬件系统设计。 在本设计中,图像采集部分利用SAA7111视频采集芯片完成视频信号的精确采集;利用FPGA完成复杂且高速的逻辑控制及时序设计,完成DSP外扩RAM,Flash等高速硬件电路设计,同时完成DSP的地址译码电路,将采集的数字视频信号存储在DSP外扩存储空间中;用FPGA基于N1OSⅡ来虚拟设计了I
上传时间: 2013-07-02
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随着数字图像处理的应用领域不断扩大,实时处理技术成为研究的热点。VLSI技术的迅猛发展为数字图像实时处理技术提供了硬件基础。其中FPGA(现场可编程门阵列)的特点使其在图像采集和处理方面的应用显得更加经济、灵活、方便。 本文设计了一种以FPGA为工作核心,并实现了PCI接口的图像采集压缩系统。整个系统采用了自顶向下的设计方案,先把系统分成了三大块,即图像采集、PCI接口和图像压缩,然后分别设计各个大模块中的子模块。 首先,利用FPGA对专用视频转换器SAA7111A进行控制,因为SAA7111A是采用IC总线模块,从而完成了对SAA7111A的控制,并通过设计图像采集模块、读/写数据模块、总线管理模块等,实现把标准的模拟视频信号转换成数字视频信号并采集的功能。 其次,在了解PCI规范的前提下,深入地分析了PCI时序和地址配置空间等,设计了简化逻辑的状态机,并用VHDL硬件描述语言设计了程序,完成了简化逻辑的PCI接口设计在FPGA芯片内部的实现,达到了一33MHz、32位数据宽度、支持猝发传输的PCI从设备模块的接口功能,与传统的使用PCI专用接口芯片来实现的PCI接口比较来看,更加节约了系统的逻辑资源,降低了成本,增加了设计的灵活性。 再次,设计了WINDOWS下对PCI接口的驱动程序。驱动程序可以选择不同的方法来完成,当然每个方法都有自己的特点,对几种主要设计驱动程序的方法作以比较之后,本文选择了使用DRIVER WORKS工具来完成。通过对配置空间的设计、系统端口和内存映射的设计、中断服务的设计等,用VC++语言编写了驱动程序。 最后,考虑到增加系统的实用性和完备性,还填加设计了图像的压缩部分。这部分需要完成的工作是在上述系统完成后,再额外地把采集来的视频数据通过另一路数据通道按照一定的格式压缩后存储到硬盘中。本系统中,这部分设计是利用Altera公司提供的IP核来完成压缩的,同时还用VHDL语言在FPGA上设计了IDE硬盘接口,使压缩后的数据存储到硬盘中。
上传时间: 2013-06-01
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随着多媒体编码技术的发展,视频压缩标准在很多领域都得到了成功应用,如视频会议(H.263)、DVD(MPEG-2)、机顶盒(MPEG-2)等等,而网络带宽的不断提升和高效视频压缩技术的发展使人们逐渐把关注的焦点转移到了宽带网络数字电视(IPTV)、流媒体等基于传输的业务上来。带宽的增加为流式媒体的发展铺平了道路,而高效的视频压缩标准的出台则是流媒体技术发展的关键。H.264/AVC是由国际电信联合会和国际标准化组织共同发展的下一代视频压缩标准之一。新标准中采用了新的视频压缩技术,如多模式帧间预测、1/4像素精度预测、整数DCT变换、变块尺寸运动补偿、基于上下文的二元算术编码(CABAC)、基于上下文的变长编码(CAVLC)等等,这些技术的采用大大提高了视频压缩的效率,更有利于宽带网络数字电视(IPTV)、流媒体等基于传输的业务的实现。 本文主要根据视频会议应用的需要对JM8.6代码进行优化,目标是实现基于Baseline的低复杂度的CIF编码器,并对部分功能模块进行电路设计。在设计方法上采用自顶向下的设计方法,首先对H.264编码器的C代码和算法进行优化,并对优化后的结果进行测试比较,结果显示在图像质量没有明显降低的情况下,H.264编码器编码CIF格式视频每秒达到15帧以上,满足了视频会议应用的实时性要求。然后,以C模型为参考对H.264编码器的部分功能模块电路进行设计。采用Verilog HDL实现了这些模块,并在Quartus Ⅱ中进行了综合、仿真、验证。主要完成了Zig-zag扫描和CAVLC模块的设计,详细说明模块的工作原理和过程,然后进行多组的仿真测试,结果与C模型相应部分的结果一致,证明了设计的正确性。
上传时间: 2013-06-11
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PADS基础入门视频教程 1、PADS Layout的目标嵌入.avi 2、创建PCB封装.avi 3、创建管脚封装.avi 4、导线的连接.avi 5、绘制图形.avi 6、基本元器件的放置.avi 7、建立覆铜的外边框.avi 8、手动布线.avi 9、手工布局.avi 10、缩放操作.avi 11、颜色参数设置.avi 12、在多板向导中建立多板项目的方法.avi
上传时间: 2013-06-29
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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。
上传时间: 2013-04-24
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图像处理技术是信息科学中近几十年来发展最为迅速的学科之一。目前,数字图像处理技术被广泛应用于航空航体、通信、医学及工业生产领域中。图像处理系统的硬件实现一般来讲有三种方式:专用的图像处理器件主要有专用集成芯片(Application SpecificIntegrated Circuit)、数字信号处理器(Digital Signal Process)和现场可编程门阵列(FieldProgrammable GateArray)以及相关电路组成。它们可以实时高速完成各种图像处理算法。图像处理中,低层的图像预处理的数据量很大,要求处理速度快,但运算结果相对比较简单。相对于其他两种系统,基于FPGA的图像处理系统非常合适用于图像的预处理。 本文设计了一种基于FPGA的图像处理系统。它的主要功能有:对摄像头送来的视频数据进行采集,并把它数字化;实现中值滤波和边缘检测这两种图像增强算法;将数字视频信号转换为模拟信号。 图像处理系统由主处理器单元、图像编码单元和图像解码单元三部分组成。FPGA作为整个系统的核心器件,不仅要模拟出12C总线协议,完成视频解码芯片和编码芯片的初始化;还要对视频流同步信号提取,实现图像采集控制,并将图像信号存储在SRAM中;图像增强算法也是在FPGA中实现。采用PHILIPS公司的专用视频解码芯片SAA7111A将模拟视频转化数字视频;视频编码芯片SAA7121完成数字视频到模拟视频的转化。
上传时间: 2013-07-19
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雷达信号模拟技术和现代雷达技术的发展息息相关。雷达信号模拟设备可以仿真出各种符合实验要求的目标信号来,直接注入雷达来对雷达进行试验,极大的方便了雷达的设计与调试。 本课题主要研究利用FPGA实现线性调频脉冲压缩雷达目标信号的模拟。全文的内容如下: 首先详细阐述了线性调频(LFM)脉冲压缩雷达脉冲压缩原理,分析了线性调频脉冲信号的特点,讨论和比较了匹配滤波数字实现的两种算法:时域实现和频域实现。 其次在对常用雷达信号模拟方法探讨的基础上,提出基于FPGA的线性调频脉冲压缩雷达目标视频信号模拟器的系统设计,对点目标、多目标和延展目标等情况下的目标信号进行建模,针对设定目标参数完成了目标信号的波形仿真,并完成基于频域实现方法的线性调频脉冲压缩雷达数字匹配滤波算法的设计及仿真。 最后,在Quartus Ⅱ 6.0平台上,完成模拟器中脉冲压缩等信号处理部分基于Verilog HDL 语言的软件设计及功能、时序仿真,并完成了相关硬件的设计。
上传时间: 2013-07-13
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人体血液成份的无创检测是生物医学领域尚未攻克的前沿课题之一,动态光谱法在理论上克服了其它检测方法难以逾越的障碍——个体差异和测量条件对检测结果的影响。实现动态光谱检测,其关键在于采集多波长的光电容积脉搏波信号,并对其进行处理。针对动态光谱检测中信号微弱、信噪比低、处理数据量大的特点,本文设计了基于FPGA和面阵CCD摄像头的动态光谱数据采集与预处理系统,提高检测精度,采集出满足动态光谱信号提取要求的光电脉搏波;并对动态光谱频域提取法的核心算法FFT的FPGA实现进行研究。 课题提出用高灵敏度的面阵CCD摄像头替代常规光栅光谱仪中的光电接收器,实现对多波长的光电容积脉搏波的检测。结合面阵CCD的二维图像特点,采用信号累加法去除噪声,提高信号的信噪比。 创新性的提出一种不同于以往的信号累加方法——将处于同一行的视频信号在采样过程中直接累加,然后再进行传输和存储。不同于帧累加和异行累加,这种同行累加方式不但大大的提高了信号的信噪比,同时减小了数据的传输速度和传输量,降低了对存储器容量的要求,改善了动态光谱信号检测系统的性能。 针对面阵CCD摄像头输出的复合视频信号的特点,设计视频信号解调电路,得到高速、高精度的数字视频信号和准确的视频同步信号,用于后续的视频信号采集与处理。 根据动态光谱信号检测和视频信号采集的要求,选择可编程逻辑器件FPGA作为硬件平台,设计并实现了基于FPGA和面阵CCD摄像头的光电脉搏波采集与预处理系统。该系统实现了视频信号的精确定位,通过光谱信号的高速同行累加,实现了光电脉搏波信号的高精度检测。系统采用基于FPGA的Nios II嵌入式处理器系统,通过对其应用程序的开发,可靠的实现了数据的采集、传输和存储,提高了系统的集成度,降低了开发成本。 为实现动态光谱信号的频域提取,研究了基于FPGA的FFT实现方案,对各关键模块进行设计,为动态光谱信号的进一步处理打下良好的基础。 最后,通过实验证明了系统数据采集的正确性和信号预处理的可行性,得到了符合动态光谱信号提取要求的脉搏波信号。
上传时间: 2013-04-24
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FPGA 技术是图像处理领域的一个重要的研究课题,近年来倍受人们的关注。本文研究了视频信号的采集、显示以及通过网络进行传输的方法。并提出了一套基于FPGA 的实现方案。 系统可以分为采集控制模块、显示控制模块和网络传输控制模块3 部分。视频信号的采集用到了视频处理芯片SAA7113,通过FPGA 对其初始化,可以得到经过A/D 转换的YUV 格式视频信号,利用采集控制模块可以将这些视频信号保存到SRAM 中去。显示控制模块读出SRAM 中的视频信号,进行YUV 格式到RGB 格式的转换以及帧频变换等操作,再利用VGA 显示芯片THS8134 就可以将采集到的视频信号在LCD 上显示出来。基于IEEE802.3 协议的网络传输控制模块将YUV 格式的视频信号进行添加报头、CRC 校验码等操作后,将其变成一个MAC 帧,可以在以太网络中传输。 设计选用硬件描述语言Verilog HDL,在开发工具QuartusII 中完成软核的综合、布局布线、汇编,并最终在QuartusII 和Active-HDL 中进行时序仿真验证。 对设计的验证采取的是由里及外的方式,先对系统主模块的功能进行验证,再模拟外部器件对设计的接口进行验证。验证流程是功能仿真、时序仿真、板级调试,最终通过了系统测试,验证了该设计的功能。
上传时间: 2013-07-21
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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。
上传时间: 2013-04-24
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