计算机图形学中真实感成像包括两部分内容:物体的精确图形表示;场景中光照效果的适当的描述。光照效果包括光的反射、透明性、表面纹理和阴影。对物体进行投影,然后再可见面上产生自然光照效果,可以实现场景的真实感显示。光照明模型主要用于物体表面某点处的光强度计算。面绘制算法是通过光照模型中的光强度计算,以确定场景中物体表面的所有投影像素点的光强度。Phong明暗处理算法是生成真实感3D图像最佳算法之一。但是由于其大量的像素级运算和硬件难度而在实现实时真实感图形绘制中被Gotuaud明暗处理算法所取代。VLSI技术的发展以及对于高真实感实时图形的需求使得Phong明暗处理算法的实现成为可能。利用泰勒级数近似的Fast Phong明暗处理算法适合硬件实现。此算法需要存储大量数据的ROM。这增加了实现的难度。 本文完成了以下工作: 1、本文简述了实时真实感图形绘制管线,详细叙述了所用到的光照明模型和明暗处理方法,并对几种明暗处理方法的效果作了比较,实验结果表明Fast Phong明暗处理算法适用于实时真实感图形绘制。 2、在熟悉Xilinx公司FPGA芯片结构及其开发流程的基础上,结合Xilinx公司提供的FPGA开发工具ISE 7.1i,仿真工具为ISE simulator,综合工具为XST;完成了Fast Phong明暗处理模块的FPGA设计与实现。综合得到的电路的最高频率为54.058MHz。本文的Fast Phong明暗处理硬件模块适用于实时真实感图形绘制。 3、本文通过误差分析,提出了优化的查找表结构。通过在FPGA上对本文所提结构进行验证。结果表明,本方案在提高速度、精度的同时将ROM的数据量从64K*8bit减少至13K*8bit。
上传时间: 2013-06-21
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数字超声诊断设备在临床诊断中应用十分广泛,研制全数字化的医疗仪器已成为趋势。尽管很多超声成像仪器设计制造中使用了数字化技术,但是我们可以说现代VLSI 和EDA 技术在其中并没有得到充分有效的应用。随着现代电子信息技术的发展,PLD 在很多与B 型超声成像或多普勒超声成像有关的领域都得到了较好的应用,例如数字通信和相控雷达领域。 在研究现代超声成像原理的基础上,我们首先介绍了常见的数字超声成像仪器的基本结构和模块功能,同时也介绍了现代FPGA 和EDA 技术。随后我们详细分析讨论了B 超中,全数字化波束合成器的关键技术和实现手段。我们设计实现了片内高速异步FIFO 以降低采样率,仿真结果表明资源使用合理且访问时间很小。正交检波方法既能给出灰度超声成像所需要的回波的幅值信息,也能给出多普勒超声成像所需要的回波的相移信息。我们设计实现了基于直接数字频率合成原理的数控振荡器,能够给出一对幅值和相位较平衡的正交信号,且在FPGA 片内实现方案简单廉价。数控振荡器输出波形的频率可动态控制且精度较高,对于随着超声在人体组织深度上的穿透衰减,导致回波中心频率下移的声学物理现象,可视作将回波接收机的中心频率同步动态变化进行补偿。 还设计实现了B 型数字超声诊断仪前端发射波束聚焦和扫描控制子系统。在单片FPGA 芯片内部设计实现了聚焦延时、脉宽和重复频率可动态控制的发射驱动脉冲产生器、线扫控制、探头激励控制、功能码存储等功能模块,功能仿真和时序分析结果表明该子系统为设计实现高速度、高精度、高集成度的全数字化超声诊断设备打下了良好的基础,将加快其研发和制造进程,为生物医学电子、医疗设备和超声诊断等方面带来新思路。
上传时间: 2013-05-30
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随着成像技术的飞速发展和图像处理技术的不断更新,图像跟踪技术目前已经广泛应用于侦察、制导等军事领域,同时在导航、智能交通等民用领域也开辟了广阔的应用前景。与其他传统的跟踪方式相比,图像跟踪具有直观、实时、精度高...
上传时间: 2013-06-22
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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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图像处理技术应用越来越广泛,特别是工业检测领域。然而,图像处理技术应用的基础是图像的获取,为了更加灵活地设计各种应用产品,本课题研究基于FPGA的面阵 CCD驱动传输电路设计,利用该电路能够获取高质量、高分辨率的图像,为后续的图像处理技术应用打下基础。本文首先介绍了研究意义、CCD图像传感器的发展以及FPGA的产生与发展,接着提出了面阵CCD成像系统总体设计方案,然后针对关键电路的设计进行详尽的分析和说明,这些电路包括时序发生电路、存储器控制电路、USB接口电路以及电源调理电路。其中时序发生电路主要用于产生CCD正常工作所需的各种时序信号以及A/D变换芯片AD9824 所需的工作时序,这些时序都是由FPGA产生的,文中给出了FPGA逻辑设计的基本过程以及仿真波形。本系统采用SDRAM缓存图像信号,为了完成SDRAM的写入、读出以及定时刷新,利用FPGA生成存储器控制电路。系统采用USB接口与计算机通信,因此FPGA 中设计了相应逻辑电路与CY7C68013A USB接口芯片实现信号握手及数据通信,进而与 PC机通信。为了保证各个芯片正常工作,设计电源调理电路实现将输入5V电源转换成多种电压向各个芯片供电。经过初步调试,并根据仿真结果判断驱动传输电路基本达到设计要求。关键词:FPGA,CCD,A/D变换,SDRAM,USB,驱动时序
上传时间: 2013-04-24
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触摸屏主要有八种不同的技术-电阻式、表面电容式、投射电容式、表面声波式、红外式、弯曲波式、有源数字转换器式和光学成像式。
上传时间: 2013-05-25
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基于数字微镜器件(Digital Micro-mirror Device,DMD)的哈达玛变换光谱技术是一种新型的光谱成像技术,在国内很少有专门的文献介绍[1-3]。文中先介绍了本实验采用的哈达玛光谱仪样机的原理以及哈达玛成像光谱仪优于传统模板的独特之处,即获得多通道高能量高信噪比的光谱数据,然后描述对采集到的数据做高信噪比,高分辨率压缩处理,最后说明此方法实时性强、图像失真小、实用价值高、应用范围广。
上传时间: 2013-11-25
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为拓展热成像技术的应用,使其可以应用到除军事领域外的其它商业范围,本文就其中的微弱信号处理技术进行了研究. 采用国内市场可购得的AD797 作核心芯片,对SPRITE 探测器输出的微弱信号进行了放大、缓冲,并给出了有关参数及设计时应注意的几个问题.
上传时间: 2013-10-11
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1.什么是CTP? CTP包括几种含义: 脱机直接制版(Computer-to-plate) 在机直接制版(Computer-to-press) 直接印刷(Computer-to-paper/print) 数字打样(Computer-to-proof) 普通PS版直接制版技术,即CTcP(Computer-to-conventional plate) 这里所论述的CTP系统是脱机直接制版(Computer-to-plate)。CTP就是计算机直接到印版,是一种数字化印版成像过程。CTP直接制版机与照排机结构原理相仿。起制版设备均是用计算机直接控制,用激光扫描成像,再通过显影、定影生成直接可上机印刷的印版。计算机直接制版是采用数字化工作流程,直接将文字、图象转变为数字,直接生成印版,省去了胶片这一材料、人工拼版的过程、半自动或全自动晒版工序。
标签: CTP
上传时间: 2013-10-27
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产品说明 PaxScan3030 是通常被称为平板探测器(FPD)的实时数字 X 射线成像设备。主要系统部件包括 30x30cm、194μm 像素的非晶硅FPD,全球通用的双输出电源。通过采用 Va r i an 公司独有的高灵敏度碘化铯闪烁体,具有优秀的电子吸收能力使其在低剂量范围仍有优秀的表现力。基于 windows2000 的应用程序和通信命令库(DLL)可以帮助 OEM 客户尝试开发自身系统接口。该探测器为 X射线系统制造商进行系统整合而设计。
标签: AMORPHOUS PaxScan SILICON 3030
上传时间: 2013-11-25
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