FPGA上的硬件Video Port设计

提出一种适合FPGA实现的视频输入输出系统结构.该系统包括视频图像采集、视频图像存储和视频图像显示三个部分.视频采集部分能够接收符合ITU-R BT.656标准的PAL格式YUV视频流数据;视频图像显示部分能够输出标准VGA格式的视频图像.该系统结构在Xilinx FPGA上实现并取得了较好的效果.     

红外图像实时显示技术研究

在红外成像系统中,为改善红外图像实时显示的稳定性和连续性,提出采用双缓存机制存储数据,采用多线程技术显示图像.以PC机和高速数字信号处理板构成的主从式系统为例,简单介绍了系统的组成,详细阐述了双缓存机制和多线程技术的实现过程,最后给出了实时显示的图像效果.实验结果表明:采用双缓存机制和多线程技术后,图像显示连续稳定,响应用户操作迅速及时.     

VC下实现WAAS机数据实时采集与解析

针对两台WAAS接收机共8个串口的实时数据传输问题,详细分析了数据在缓冲区中实时存储和线程同步的实现方法;利用多线程技术,在VC＋＋6．0环境下编制了相关软件,实现了8个串口秒级的数据实时采集;介绍了NovAtel公司的专有数据格式,并根据该格式实现了数据的实时解析与显示,为“广域实时精密定位技术与示范系统”项目提供了有力的基础数据保障。     

基于USB3.0的相机实时图像采集和实时显示实现

针对传统相机采用USB2.0或者图像采集卡(CameraLink卡)等接口技术传输图像数据,存在的传输速度慢、应用不方便及应用局限性大等问题,提出一种基于USB3.0的接口技术,实现相机实时图像采集和实时显示.该方法对USB3.0内核的GPIF接口状态机进行编程设计,实现GPIF接口识别帧同步和行同步信号,采用两个Socket Ping-Pong切换来搬运图像数据,再经过DMA通道将数据传送到USB3.0端口,上位机通过多线程和并行排队等候数据包的方法快速取出端口数据,实现图像实时采集和显示.实际证明,该方法可以对不同帧频、不同图像大小的相机实时图像进行采集和显示,且不丢帧和数据,最高数据传输速度可达300 MB/s.     

基于PCI7300A的红外扫描仪高速图像采集系统

文中介绍了基于ADLINK公司的PCI7300A超高速数字采集卡的图像采集系统的解决方案.基于多线程技术和双缓冲机制进行数据采集和处理,并使用多缓冲存储图像,分区域显示超大面积图像,最后基本实现了图像数据的连续、稳定、实时显示和存储,满足系统所需的要求,并成功用于红外扫描仪成像实验.     

多线程的光陀螺信号采集系统设计

为满足导弹对光陀螺信号实时性的要求,设计并实现了光纤陀螺的信号实时采集,并进行实时数据的动态显示与处理。采用C Builder5.0平台来设计光纤陀螺信号采集部分。陀螺信号的采集通过计算机的串口传输。该光纤陀螺的输出为RS232格式,通过调用Windows API函数实现RS232串口通信程序,并采用了多线程的技术来增强实时性和自动接收信号的能力。通讯速率38.4 kB,通讯期间可以完成数据处理,并且基本没有丢数现象;完成了数据包的解算;实现了线程间的数据共享与数据的实时处理。基于C Builder5.0和Windows系统的多线程串行通信可以实现实时数据的采集,同时可以在另一个线程中进行数据的实时处理。数据接收稳定可靠,取得了良好的效果。     

基于RTX的实时数据库系统关键技术研究

针对半实物仿真实时数据管理需求和传统实时数据库的不足,基于windows+RTX构架设计了一种新型实时数据库系统。实时数据库系统由RTX下的内存数据库和Windows下的外存数据库组成,结合了RTX实时系统的高精度实时性能与关系型数据库SQL Server数据存储安全性能。采用RTX内存锁定技术,避免了因内存块被windows置换所引起的数据丢帧。采用高精度定时采集技术,克服了因windows定时不准所导致的数据误码。采用IPC数据传递技术,实现了将高速度大容量实时数据刷新到windows下的外存数据库的存储任务。测试结果表明,普通数据采集频率可达2 000 Hz,图像数据采集速率可达60 MB/s,并且没有丢帧现象发生。     

基于千兆网接口的星敏感器图像显示与存储

为了提高星敏感器地检设备中图像采集的便携型,设计了基于千兆网接口的星敏感器图像显示与存储系统。系统硬件平台包括输入图像解码与输出图像编码两部分,以AX88180和M88E1111为关键器件,在FPGA的控制下完成CameraLink图像到千兆网图像的协议转换,上位机软件通过Socket和多线程技术采集实时原始图像。通过实际应用证明,该系统满足图像数据的传输速度要求,能够方便地实现星敏感器图像的显示与存储。     

高速CCD图像采集存储系统的硬件设计

针对某高速CCD相机图像数据量大的特点,设计采用LVDS格式信号输出,转换成Camlink格式后实现海量数据的高速、稳定传输,提出了一种新型的高速数据采集存储系统的设计方案,该方案采用Fibre Channel接口硬盘实现对图像数据的高速存储,最高存储速度可达850 Mbyte/s,现已在CCD相机系统图像采集实验中得到应用.     

基于IMX53的视频编码的研究与应用

视频信号数字化后的海量数据,对信息存储和网络通信提出了更高的要求,因此需要对视频数据进行压缩编码。对VPU的硬件结构和内部工作流程、VPU的接口控制、API软件控制以及基于API函数对视频编码的应用程序设计进行了详细介绍,通过基于API函数的应用程序调用VPU模块,对像素分别为1 280×720和352×288的YUV格式原始视频序列进行H.264标准硬件编码实验,得出VPU的编码性能参数。实验结果表明,VPU模块能够对多种分辨率的YUV格式视频序列进行高效的H.264标准的压缩编码,并且编码的速率也很高,最高可对帧频为30 fps的1 280x720像素高清视频进行实时的压缩编码。     

YUV到RGB颜色空间转换算法研究

图像的显示质量在计算机视觉系统中起着关键性的作用。在此根据YuV到RGB颜色空间的转换理论、图像数据格式以及转换公式,并在精简的图像采集平台上,获取图像的YUV数据,并分别基于VC＋＋和Matlab提出了一种颜色空间转换算法。通过实验验证表明该算法可以有效地提高图像的显示质量。     

超分辨率成像系统的FPGA控制研究

介绍了一种基于异型结构传像光纤束,以DSP（DM642）和FPGA（xilinx XC3S1500）为核心处理器的超分辨率实时彩色成像系统,着重讨论了FPGA在系统中的功能实现,包括Bayer图像的双线性插值,RGB和YUV图像格式之间的转换,以及与USB控制器的通信等。系统中FPGA直接与DM642特有的Vport口...     

基于JPEG图像文件格式的研究

针对最常见的JPEG图像格式的压缩数据进行分析,介绍了JPEG图像格式中的大部分典型且必要的标记;接着详细给出JPEG数据RGB与YUV之间转化的算法;最后,阐述了JPEG图像数据块内的编码方法。     

针对高清视频压缩的自适应预处理系统设计与实现

受限于达芬奇数字信号处理器DM6467只能接收固定的视频格式,设计并完成了一种基于FPGA结合DM6467的视频压缩自适应预处理系统.该系统可根据输入的视频图像自适应地完成输入视频分辨率的检测与采集,并将RGB格式视频转换为芯片可直接使用的YUV色度空间,完成对色度空间下采样.然后利用分帧传输技术将图像分成各个子帧,并对各子帧进行RAW格式组帧.最后将重组数据传输至DM6467中编码.实验结果表明该系统可对任意格式、分辨率的视频进行采集与编码,且采用的分帧传输方式极大地降低了图像采集延时.     

基于SPCE3200的图像信息采集系统设计

介绍一种新的图像采集系统。该系统以凌阳公司最近推出的嵌入式32位多媒体微处理器SPCE3200为主控制器,OmniVision公司生产的型号为OV7620的CMOS图像传感器为图像采集芯片。OV7620将图像信息采集后以RGB原始数据格式传给SPCE3200,该处理器将数据转化为YUV格式后经内置MPEG 4/JPEG硬件编解码模块压缩编码,然后存储在FLASH中,实现图像信息的采集和保存。主要对相关的软硬件技术做了介绍,并给出电路图与程序流程。采用凌阳公司最近推出的嵌入式32位多媒体微处理器SPCE3200为主控制器,该芯片内置CMOS传感器接口单元,可直接与CMOS传感器相连接,使得硬件电路格外简单。     

基于多核DSP 的微光与红外图像彩色融合系统

针对微光与红外图像彩色融合实时性强、数据量大的特点,提出了一种基于多核DSP 的微光与红外双波段图像实时融合系统。选用Altera 公司带串行收发器的FPGA Cyclone IV 完成图像的采集、预处理和外围设备的控制,采用TI 公司最新的8 核高性能DSP TMS320C6678 完成图像融合。通过SRIO(Serial RapidIO)接口实现两者之间的数据传输,完成双波段图像融合和色彩传递,将彩色图像的颜色信息传递给融合图像。该系统可以实现有效的图像融合和色彩传递,适合双波段视频自然感彩色融合系统应用。     

基于TMS320DM642白平衡图像处理系统

针对CMOS图像传感器输出的Bayer格式的图像数据,利用TI公司的TMS320DM642数字信号处理器的专用视频端口,可以实现图像捕获、数据传输的无缝连接的特点,构建了以DM642为核心的图像实时处理系统。在DM642中采用插值滤波的方法,将从Micron公司的MT9V403 CMOs图像传感器所捕获的10位Bayer格式图像数据,转换为24位RGB格式彩色图像数据,再根据当前背景计算出对图像R、G、B三个分量的调整系数,用这三个系数对整个图像红、绿、蓝三色的强度进行调整即白平衡图像处理,以修正外部光线所造成的误差。并且在一定显示分辨率范围内达到实时传输图像的要求。     

基于BF561便携式系统显示终端的实现

构建了基于BF561的便携式通用图像处理平台,实现视频信号的实时接收与显示,能够接收标准BT.656数字视频信号,并对实时视频信号进行YUV到RGB格式转换,通过配置PPI接口和DMA通道在TFT-LCD真彩液晶屏上实时显示。并阐述了静态视频显示及动态视频显示的实现流程。