光纤实时传输的多核DSP图像处理系统(英文)

为解决光电经纬仪上高速率、高分辨率实时图像传输及处理瓶颈问题。本文提出了基于光纤传输的实时图像处理平台体系架构思想,设计了以FPGA+多核DSP结构的图像处理单元,实现高速实时图像经光纤传输至处理单元。在此基础上,开发了自定义的光纤图像传输协议。利用该协议,使得图像处理系统与各个分系统之间的光纤互联,以及高速实时图像光纤传输至显示子系统,处理子系统和记录子系统。本文阐述了系统总体结构思想,系统硬件原理设计和软件设计,并对其中的图像光纤传输协议设计,多核DSP处理单元设计等进行详细介绍。搭建了实验测试平台,通过实验平台对系统进行测试和分析。实验结果表明,实时图像在光纤上进行3.125Gb/s、在FPGA与多核DSP之间进行3.125Gb/s速率上传输,系统稳定、可靠、误码率低,且具有处理能力强、抗电磁干扰性能强等优点,并已应用到实际工程项目中。     

一种改进的实时压缩跟踪算法

压缩跟踪算法作为一种新的算法,具有简单、高效、实时的优点,但该算法依然存在缺陷。首先,在复杂背景或有遮挡等情况下,容易较快的引进误差;其次,跟踪窗口保持不变,使得不能正确跟踪目标位置且不能准确更新正负样本;最后,搜索样本数目大,导致跟踪速度不理想。针对这些问题,利用前后帧跟踪点的直方图对比来判断遮挡的发生,并自适应的改变更新系数;采用在原算法最优匹配点周围小范围多尺度搜索更优位置的方法,来适应目标尺寸的变化;引入粗精跟踪策略,在不同阶段使用不同数量的子特征集进行匹配,以筛选样本、减少计算量。这些改进避免了算法缺陷导致的跟踪失败,提高了跟踪效率。实验证明,改进后的算法比原算法具有更好的鲁棒性且跟踪速度更快。     

基于小波变换的双波段红外图像融合方法

针对红外探测器长波图像和中波图像的特征,采用基于小波变换的方法实现双波段红外图像的融合。在对不同波段红外图像小波分解的基础上,对低频子带图像采用加权平均,对高频子带图像采用区域能量最大的融合规则得到融合图像的多分辨率结构,再利用小波逆变换重构融合图像。仿真结果表明,和普通基于空域加权平均的方法相比无论从主观视觉还是通过客观评价指标的计算结果来看,基于小波变换的双波段红外图像融合方法均具有更为理想的图像融合效果。     

基于自适应最优聚类的目标匹配跟踪算法

提出了一种基于新的自适应最优聚类的模板匹配跟踪方法。利用模式分类准则计算最优聚类数,然后根据最优聚类数采用k-均值方法进行多次聚类。根据聚类结果计算熵矢量和距离矢量,组合得到特征矢量,利用特征矢量进行匹配跟踪。匹配采用简单的相似性准则,实时模板更新算法为多模更新。测试结果表明,该算法针对不同的目标能自适应地选择聚类参数,在目标发生几何变化时,能实现精确稳定的跟踪。     

低码率下实时高清视频压缩方案

在低码率的条件下,H.264视频压缩很容易产生失真并且基于这一标准的高清实时编码具有较高复杂度,在硬件中很难实现。提出一种解决方案,在低码率的条件下,可以在TI TMS320C6455 DSP上实现720p@25 f/s高清格式视频的实时编码。该方案通过在整数变换和量化前采取全零块预测方法,同时使用视频抽样、DSP优化和插值处理来降低编码复杂度,达到高速实时压缩的目的。实验结果表明,该方案在低码率下,编码速度能满足实时视频的要求,在客观峰值信噪比指标(PSNR)及人眼视觉特性上都远优于原标准。     

基于EMIF的高速图像传输系统设计

CCD图像具有分辨率高,数据量大等特点,因此实时采集和传输图像成为难点。在传统采集与传输系统中,首先将采集的图像数据存储到存储介质中,然后再将数据从存储介质中读出进行分析,这种事后的分析不利于现场分析与调试。针对这个缺点,提出一种新的平台,可实时完成数据采集,并将采集的数据通过EMIF接口以约320 MB/s的速度进行传输与显示,这种新的平台具有可靠性高,可移植性强,升级简单,易于工程实现的优点。可作为高速采集与传输系统的参考设计。     

电子倍增器件CCD60噪声特性分析

介绍EMCCD的增益原理,分析了EMCCD各种噪声的产生机理及相应的抑制方法,并推导出总信比噪模型,从该信噪比模型得出EMCCD相机的电子倍增过程大大削弱了读出噪声对探测灵敏度的影响;同时为保护电子倍增结构,在满足应用要求的前提下应尽量降低倍增增益;最后通过计算不同工作模式下CCD60的暗电流噪声和CIC噪声总和并以此...     

基于自适应最优聚类的目标匹配跟踪算法

提出了一种基于新的自适应最优聚类的模板匹配跟踪方法。利用模式分类准则计算最优聚类数, 然后根据最优聚类数采用k-均值方法进行多次聚类。根据聚类结果计算熵矢量和距离矢量, 组合得到特征矢量, 利用特征矢量进行匹配跟踪。匹配采用简单的相似性准则, 实时模板更新算法为多模更新。测试结果表明, 该算法针对不同的目标能自适应地选择聚类参数, 在目标发生几何变化时, 能实现精确稳定的跟踪。     

实时动态场景生成

利用三维建模软件对目标和光电跟踪测量系统等实物建立三维模型,把捕获系统实时获取的目标状态信息和光电跟踪测量系统运行信息通过网络实时传送给场景生成计算机,场景生成计算机利用这些数据信息驱动三维模型,从而实时模拟目标与光电跟踪测量系统的运行状态。该系统可为指挥控制人员的决策提供更直观、简便的帮助。     

一种新数字锁相环

设计了一种用于通信系统载波同步的新数字锁相环.新锁相环在传统的锁相环基础上添加了一条由快速付立叶变换、频率估计、频率电压转换构成的支路,在必要时这条支路会强制调节压控振荡器的振荡频率.试验结果表明,与传统的锁相环相比,新锁相环的揣获时间缩短了,同步带也增宽了.新数字锁相环适合于有微处理器的数字电路实现.