海空背景下红外图像处理系统设计与实现

分析了对海红外成像特征以及图像处理的技术难点。设计了一种海空背景下对舰船目标进行自动识别和跟踪的图像处理系统。首先,介绍了采用目标跟踪和识别算法并行工作的软件设计,该设计充分融合跟踪和识别处理信息。然后介绍了基于双DSP和FPGA构架的硬件设计,以DSP作为核心处理单元,FPGA作为控制单元。最后给出了外场试验实验数据,验证了该红外图像处理系统具有良好的实时性和适应性。     

基于FPGA匹配模板旋转预处理

为了使得跟踪算法中能够抗图像旋转,采用FPGA对模板图像进行任意角度旋转的预处理,产生满足图像匹配所需要的多种旋转模板.在FPGA上实现旋转算法,完成对模板图的任意角度旋转,重点研究了该旋转系统的硬件框架和软件框架,并在Ahera公司的CycloneⅢ系列FPGA硬件平台对该算法进行了功能和时间测试.该设计达到实时性要求,为整个跟踪系统提供了多种旋转模板,实现了跟踪算法抗旋转性.     

NiosⅡ的红外图像实时跟踪系统设计

目前国内多数红外图像实时跟踪系统采用DSP为核心处理器的结构,存在电路复杂、成本高的缺点。开发在FPGA中实现以NiosⅡ为核心的红外图像实时跟踪系统,采用NiosⅡ实现目标跟踪算法,利用硬件实现图像预处理,软硬件协同完成实时跟踪,实验结果表明,系统体积小、功耗低、实时性强,在复杂的天空背景下,能够稳定、精确地跟踪飞行目标。     

基于FPGA的实时图像采集与预处理

设计了一种以FPGA作为核心器件的视频图像的采集和预处理系统,采用Verilog硬件描述语言具体设计并实现了系统中的视频输入和输出模块、图像存储控制模块(SDRAM控制器)、图像中值滤波处理模块等模块,分别介绍了各个模块的工作原理,以及模块之间的数据传输顺序。在此基础上,采用QuartusII 8.1自带的SignalTapII逻辑分析仪对各个模块的运行结果进行观测和分析,经过反复调试,最终实现了各个模块的功能,为在DSP中进一步实现图像拼接、图像目标检测等复杂算法提供了预处理后的图像数据。     

基于FPGA的采集卡的图像增强算法应用研究

首先对图像采集卡系统的组成、整体方案和可行性进行了论证,然后给出了图像采集卡的硬件设计。用VHDL和原理图结合的方法对FPGA进行编程,实现了图像采集系统的各个功能模块。接下来提出一种采用设计的FPGA卡实现带修改参数的灰度变换图像增强算法,给出算法的详细表达式及其实现的定点化子程序,并且给出了图像算法在FPGA中采用VHDL语言的具体实现。最后,对算法的有效性进行了测试,比较了采用该算法及不采用该算法2种情况下的图像增强效果。     

FPGA实现的视频图像缩放显示

对几种常用的图像缩放算法进行了比较,在权衡了算法复杂度、缩放效果和FPGA逻辑资源等3大因素后,选择了双线性插值算法来实现图像缩放。重点介绍了双线性插值算法和该方法的FPGA硬件实现方法,包括图像数据缓冲单元、插值系数生成单元以及插值计算单元等。应用结果表明,双线性插值算法及其硬件实现模块达到了预期的效果。     

一种基于FPGA的双波段实时红外图像融合系统

文章对当前实时图像融合技术和实现方法进行了综述,提出了一种采用FPGA设计的双波段实时红外图像融合系统的设计方法。该系统将核心算法、外设管理等功能单元集成在1片Virtex - II Pro FPGA上实现,并提供了I2C等接口通道,使系统更加紧凑、灵活、可靠和低功耗。对拟采用的拉普拉斯金字塔融合算法的复杂性、实时性、资源占用率等指标进行了评估,并对系统的双通道视频数据流同步、帧缓冲与数据的实时传输等关键功能单元的实现方法进行了介绍。     

基于FPGA和ADV7123的红外图像显示卡的设计与实现

介绍了一种利用FPGA(现场可编程门阵列)和A/D转换芯片ADV7123实现红外图像显示卡的设计方法.该显示卡的主要功能包括像素灰度级转换、图像放大以及PAL(逐行倒相)制视频信号生成.详细讨论了显示卡的设计思想和硬件结构、FPGA各逻辑模块设计、FPGA配置加载、显示卡与主系统互连以及利用ADV7123生成PAL制视频信号的方法.该图像显示卡用于红外图像处理系统的硬件调试和红外图像处理算法的效果观测,实际使用情况表明,该显示卡能够很好地满足红外图像处理系统的图像输出需求.     

基于FPGA的实时红外图像采集与预处理系统

设计了一套基于FPGA的实时红外图像采集与预处理系统。从系统总体设计入手,介绍了系统设计原理和硬件电路的各个组成部分。针对当今靶场设备图像处理在有效去除图像脉冲噪声的同时也会破坏图像细节等缺陷,结合FPGA在并行结构和流水线操作方面的优势,提出了一种基于十字窗口的快速中值滤波算法在FPGA中实时实现的方法。该方法替换了靶场光学设备的高层次算法,节约了宝贵的处理时间。这种系统采用了模块化结构设计、流水线工作方式以及乒乓存储等多项技术。实验结果表明,该方法具有较强的噪声抑制能力,可提高整个系统的实时性,因而具有很高的实用价值。     

基于NIOSⅡ的红外弱小目标检测算法实现

介绍了基于可编程片上系统SOPC技术的图像处理系统的软硬件设计,系统采用FPGA作为视频信号采集控制模块,利用FPGA内建NIOSⅡ软核微控制器作为图像处理单元。针对天空背景下红外弱小目标,提出了一种基于形态学和仿生学相结合的图像预处理算法,该算法在基于数学形态学滤波的基础上利用人眼固视微动辨别信息的原理对图像进行背景抑制和目标增强;采用自适应阈值分割法确定目标。硬件实验结果表明系统实时性好,图像处理效果良好,目标检测率高,验证了预处理算法的有效性和实时性。     

基于FPGA的实时视频增强

在图像制导应用中,针对雾霾等恶劣天气情况下形成的低对比度图像中目标跟踪稳定性不高的问题,需要对输入的低对比度视频图像进行实时增强预处理.限制对比度自适应直方图均衡算法(Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization,CLAHE)是一种增强效果较好、计算简单且易于并行实现的方法,重点研究CLAHE算法架构以及FPGA硬件实现过程,并在Xilinx公司的Virtex-5系列FPGA硬件平台和MODELSIM仿真软件上对算法进行了时序分析、增强效果验证.通过软件仿真和实际平台测试验证,设计正确可行,在实时增强的基础上有效提高目标跟踪精度.     

基于局部纹理特征的实时目标跟踪系统设计

为了有效、稳定、高速地跟踪目标,设计了一套高精度的目标跟踪算法和高性能的目标跟踪硬件系统。为了满足系统高精度跟踪的需要,在深入分析LBP算法优缺点的基础上,提出了一种基于LBP算法与差值匹配算法相结合的改进的纹理特征提取算法;为了满足系统对实时性跟踪的要求,结合算法特点,设计了一套基于高速DSP和FPGA的目标跟踪硬件系统。实验结果表明：改进算法的目标跟踪精度比传统跟踪算法提高很多,而且能够在20 ms内完成目标位置的计算。设计的系统已应用到实际工程中,且能满足目标跟踪系统对实时性、高精度、抗旋转等的要求。     

基于DSP的海上目标跟踪系统

设计了一个以TMS320C6711数字信号处理器为主处理器,以FPGA为协处理器,并辅以采集、输出功能的系统.给出了系统中各部分的原理框图,分析了各部分的工作原理及信号流向.提出了一种基于阈值分割的目标跟踪方法,并应用于该系统当中.实验表明,该系统能够很好的对海上目标进行跟踪,并且实时性好、工作稳定可靠.     

基于DSP和FPGA的红外信息数据处理系统

针对红外制导控制信息数据处理系统的功能分析,提出了采用DSP+FPGA的设计方案,即一种基于TMS320C6414与XC2V2000-FG676的信息数据处理系统设计方案,并从工作原理、硬件以及软件3个方面介绍了该系统的设计和实现方法。由DSP完成图像采集单元的信号采集及处理,由FPGA逻辑设计完成主机控制电路功能部分。本设计具有较高的通用性和可靠性,在红外成像导引系统中具有较高的实用价值和应用前景。     

基于NiosⅡ的等精度频率计设计

采用NiosⅡ作为系统控制单元,辅以适当的软、硬件资源完成以FPGA为核心的等精度频率计设计。利用FP—GA对同步门的控制,使被测信号和标准信号在实际闸门时间内同步测量,实现了等精度频率测量,提高了测量精度。利用NiosⅡ技术开发的频率计具有硬件结构简单、性能稳定可靠的特点．并且可以灵活地实现定制应用。     

CORDIC算法在跟踪环中的应用与FPGA实现

主要介绍了坐标旋转数字计算（CORDIC）算法在跟踪环鉴别器中的应用,包括码跟踪环、锁频环和锁相环鉴别器,并进行了FPGA实现。在设计中,采用统一CORDIC算法优化方法减少硬件开销,用非流水方式在一个CORDIC运算基本单元中实现了码跟踪环、锁频环和锁相环三种鉴别器。同时对CORDIC运算的精度和位宽进行分析,在保证环路功能的情况下尽量减少硬件资源的使用。在Virtex5lx220上测试使用了该鉴别器的GPS跟踪环,取得了满意的跟踪效果。     

基于DSP和FPGA的电视跟踪系统设计

介绍了一种以DSP(数字信号处理器)为核心处理芯片的数字式电视跟踪系统的设计。DSP主要实现视频图像的采集、预处理、二值化、目标识别、跟踪、预估等任务;而FPGA(现场可编程门阵列)主要实现实时的视频信息叠加和一些控制功能。在介绍系统硬件设计的基础上,分析了软件的任务模块和其实现方法,以及FPGA的主要功能。实验证明,本系统的性能高、扩展性强。     

CORDIC算法在跟踪环中的应用与FPGA实现

主要介绍了CORDIC算法在跟踪环鉴别器中的应用,包括码跟踪环、锁频环和锁相环鉴别器,并进行了FPGA实现。在设计中,采用统一CORDIC算法优化方法减少硬件开销,用非流水方式在一个CORDIC运算基本单元中实现了码跟踪环、锁频环和锁相环三种鉴别器。同时对CORDIC运算的精度和位宽进行分析,在保证环路功能的情况下尽量减少硬件资源的使用。在Virtex5 lx220上测试使用了该鉴别器的GPS跟踪环,取得了满意的跟踪效果。     

基于PMSM调速的高精度跟踪系统设计研究

从跟踪系统定位的精确性、跟踪的平稳性需求出发,结合交流伺服电机优良的控制性能,详述了通过采用合理的ARM FPGA芯片组控制策略以及完备的伺服控制芯片IRMCK201完成PMSM调速系统精确控制的方法。该控制策略的使用,提高了系统整体运动性能,实现了硬件资源的最大化利用。同时为交流伺服电机的容量选取方法提供了具有可操作性的参考资料。     

基于TMS320C6202的实时多目标识别跟踪系统处理平台设计

为解决电视捕获跟踪瞄准系统中算法复杂性与系统实时性之间的矛盾。本文设计了以最新ＤＳＰ芯片ＴＭＳ３２０Ｃ６２０２为核心处理器、基于ＦＰＧＡ和ＰＣＩ总线的实时多目标识别跟踪处理平台。通过对Ｃ６２０２和Ｃ６２０１芯片性能的比较，得出Ｃ６２０２适合实时图像处理的特点。重点介绍了该实时处理平台的基本组成、工作原理和系统优化措施。针对复杂背景下目标多、小、弱的特点，初步探讨了一种易于ＦＰＧＡ硬件实现的模糊边缘检测算法的理论基础。