二值图像的多值DPCM／MHC快速压缩

本文将二值图像按256灰度图像压缩。采用跳过空白行的行间DPCM,并对用补码表示的预测误差进行改进的Huffman编码,使得压缩比降低不多,但软件运行时间降低为MHC/MRC方法的八分之一。     

基于嵌入式系统的图像采集与压缩

首先简要介绍了嵌入式监控系统开发平台,接着阐述了在该平台上如何实现图像的采集与压缩,重点讲述了CMOS图像传感器的驱动和Video4Linux编程,在嵌入式Linux系统下实现了对视频图像的采集,并将其以文件的形式保存,然后对JPEG压缩算法进行了分析和实验,使得在保证图像质量的情况下,尽可能提高压缩比,以利于进行远程传输,达到远程监控的目的.最后讲解了如何在Linux系统下实现JPEG压缩,实验结果令人满意.     

基于JPEG压缩图像的数字图像胶囊系统研究

本文研究了基于JPEG压缩图像的数字图像胶囊系统,该数字图像胶囊实现消化道图像采集与无线传送,为消化道疾病诊疗胶囊提供消化道图像信息,实现消化道疾病的诊断,并为体外磁控制提供图像导航信息。该数字图像胶囊系统采用图像压缩芯片CX93510,该芯片能够对通用CMOS图像传感器输出的图像数据进行压缩,其压缩比可配置。本系统选用低功耗CMOS图像传感器OV7740,压缩比为30,极大的减小后端无线传输的数据,降低对无线传输带宽的要求。本文完成数字图像胶囊系统原型样机设计和体外接收系统设计,为消化道诊疗胶囊提供了优异的解决方案。     

基于FPGA的数字图像采集存储系统的设计

本系统主要利用FPGA实现了对CMOS图像传感器的配置及图像采集,将采集到的数字图像实时存储到Flash存储器(K9NBG08U5A)中.同时对CMOS图像传感器捕获的图像进行实时传输、存储、显示.通过采集存储实验,验证了该系统的可行性和实时性.     

多传感器同步图像采集系统的设计

提出了一种宽带宽、灵活的和可伸缩的多传感器同步图像采集系统的结构.设计了二进制树型拓扑结构传播统一的系统时钟和触发信号,采用CPLD提供传感器间的精确时序和同步.结构中的所有摄像机采用CMOS图像传感器采集图像.可以控制图像的尺寸、帧率以及摄像机之间的曝光顺序.为了适应不同应用对传输带宽和图像质量的不同要求,采用DSP加多种压缩算法对图像进行处理和压缩.来自所有摄像机的图像数据通过USB2.0总线采用同步传输模式传送到PC进行存储.给出了部分实现.     

基于同步自适应匹配的模拟前端暗电流补偿方法研究

为抑制像素阵列在曝光阶段的暗电流对图像传感器动态范围和输出图像质量的影响,基于同步自适应的暗电流跟踪机制,提出一种电路与系统级暗电流积分补偿方法。通过采样输出有效光电信号,在无源处理阶段同步进行暗电流消除。该方法不仅可以补偿不同区域暗电流对有效光电信号的影响,而且可解决传统暗电流消除方法对读出电路动态范围会造成衰减的问题。基于该方法,在55 nm CMOS工艺下设计了一种752×512阵列规模的CMOS图像传感器,实现了完整的电路设计、版图设计与后端物理验证。结果显示,采用集成暗电流补偿技术的采样放大电路对暗电流最小补偿精度可以达到12 bit,补偿范围最大可以达到500 mV,单列功耗仅有15.84 μW,同时可实现1~4倍的增益,最小增益步进6.25%。实现了从模拟前端根除暗电流对CMOS图像传感器图像质量和动态范围的影响,为高端、高性能的CMOS图像传感器设计提供了一定的理论支撑。     

一种实时CIS暗电流校正方法及系统实现

为了减弱暗电流对互补型金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器(简称CIS)图像质量的影响,本文基于图像处理的方式提出了一种实时校正CMOS图像传感器暗电流的方法,并在一个最高帧频(50f/s)的4晶体管像素结构CMOS图像传感器内集成了该方法的电路。测试结果表明,该方法获得了准确的暗电平,并且实时消除了75%以上暗电流引入的固定模式噪声(FPN,fixed pat-tern noise),大大改善了图像质量。     

基于小波变换和分段DPCM混合编码的多光谱遥感图像压缩算法

多光谱遥感图像的压缩要利用图像谱内及谱间的相关特性。该文在分析多光谱图像谱内和谱间相关特性的基础上,提出了对多光谱遥感图像进行压缩的分段 DPCM和 SPIHT相结合的混合压缩算法,即首先利用分段 DPCM算法去除谱间冗余,再利用高效的 SPIHT小波压缩算法对预测误差图像进行编码。实验取得了令人满意的效果,证明了该算法的有效性。     

全高清视频实时压缩编码与存储系统设计与实现

为了解决现有视频采集系统采集分辨率低、压缩算法质量低、记录载体落后等问题,设计了一种全高清视频实时压缩编码与存储系统。本系统采用H.264压缩算法实现全高清视频（分辨率为1920*1080P@60fps）的压缩编码,并采用FPGA+FLASH的存储方案实现视频大容量的本地固态存储。具体介绍了视频接口转换模块、视频实时压缩编码模块和视频存储模块的设计和实现,经系统功能测试和系统性能测试,压缩输出码率为4096kbps左右,压缩比为150左右,压缩解码后视频图像PSNR值达36dB,视频压缩性能良好,存储容量为36GB,存储时长为36h左右,能广泛应用于相关工程领域。     

文本类型气象雷达原始回波数据的无损压缩

本文对气象雷达原始回波文本类型数据进行无损压缩算法研究,根据文本类型数据的特点,设计了位图压缩 半字节压缩 双Huffman压缩的混合压缩算法。采用设计的混合压缩算法对实测数据在C环境下进行压缩和解压实验,结果表明:混合压缩算法的压缩性能优于通用压缩软件WinRar、WinZip的压缩性能。     

指纹图像无损压缩方法的探讨

指纹图像的无损压缩解决方法,是从指纹数据压缩的基础开始分析,对已经采集的指纹数据进行DPCM线性预测,随后采取霍夫曼编码处理,通过信道后,进行霍夫曼解码和DPCM预测解码。在完成整个编解码的过程中,突破了传统的DPCM线性预测方法,针对指纹图像的纹理特征,构出指纹图像特有的方向图,借助于各个象素的方向向量进行线性预测。实验结果表明引入了方向向量,将增强预测的效果,大幅度的提高压缩比。数据和图像证明了这一方法的实用性和合理性。     

Memory efficient and high-speed search Huffman coding

Code compression is a key element in high-speed digital data transport. A major compression is performed by converting the fixed-length codes to variable-length codes through a (semi-)entropy coding scheme. Huffman coding is shown to be a very efficient coding scheme. To speed up the process of search for a symbol in a Huffman tree and to reduce the memory size we have proposed a tree clustering algorithm to avoid high sparsity of the tree. The method is shown to be extremely efficient in memory requirement, and fast in searching for the symbol. For an experimental video data with Huffman codes extended up to 13 bits in length, the entire memory space is shown to be 122 words, compared to 2¹³=8192 words in a normal situation     

Diagnostic Data Compression Techniques for Embedded Memories with Built-In Self-Test

A system-on-chip (SOC) usually consists of many memory cores with different sizes and functionality, and they typically represent a significant portion of the SOC and therefore dominate its yield. Diagnostics for yield enhancement of the memory cores thus is a very important issue. In this paper we present two data compression techniques that can be used to speed up the transmission of diagnostic data from the embedded RAM built-in self-test (BIST) circuit that has diagnostic support to the external tester. The proposed syndrome-accumulation approach compresses the faulty-cell address and March syndrome to about 28% of the original size on average under the March-17N diagnostic test algorithm. The key component of the compressor is a novel syndrome-accumulation circuit, which can be realized by a content-addressable memory. Experimental results show that the area overhead is about 0.9% for a 1Mb SRAM with 164 faults. A tree-based compression technique for word-oriented memories is also presented. By using a simplified Huffman coding scheme and partitioning each 256-bit Hamming syndrome into fixed-size symbols, the average compression ratio (size of original data to that of compressed data) is about 10, assuming 16-bit symbols. Also, the additional hardware to implement the tree-based compressor is very small. The proposed compression techniques effectively reduce the memory diagnosis time as well as the tester storage requirement.     

多光谱图像的信息分析及数据压缩

首先利用条件熵对成像光谱仪多光谱图像在空间维和光谱维方向的信息冗余度进行了分析，结果表明成像光谱图像在空间维具有很强的相关性，而在光谱维方向，图像信息不平稳，相关性略小。然后对标准的基于JPEG量化表进行改进，提出了一种既能有效保真图像边缘信息，又能提高压缩倍数的改进JPEG压缩算法-I-JPEG。随后又提出了I-JPEG／DPCM压缩算法。这种方法在I-JPEG基础上，利用局部化特性较好的无损DPCM方法去除图像在光谱维的相关性，使压缩性能得到进一步提高。     

基于FPGA的Bayer到RGB图像格式转换设计

利用FPGA处理数据量大、处理速度快,结合CMOS图像传感器MT9M001和BayerCFA格式图像的特点,设计一种基于FPGA的图像数据转换处理系统,提出用硬件实现Bayer格式到RGB格式转换的设计方案,研究CFA图像插值算法,实现基于FPGA的实时线性插值算法,对Bayer图像格式进行插值恢复全彩色图像,实现从黑白图像还原高清彩色图像。整个设计模块能够满足高帧率和高清晰的实时图像处理,占用系统资源很少,用较少的时间完成了图像数据的转换,提高了效率。     

水声通信数据无损压缩方法的对比研究

为了选择适合水声通信数据无损压缩的算法,对哈夫曼压缩算法和LZ77压缩算法进行了对比研究。通过C语言编程实现两种算法的压缩,并利用水声通信数据获得压缩结果。对两种算法的压缩率和压缩效率对比分析之后,得出结论：对于水声信号,使用哈夫曼算法将获得更好的压缩率和压缩速率。尤其是哈夫曼算法的压缩速率远远优于LZ77算法。     

基于位平面的嵌入式超光谱图像压缩系统

针对超光谱图像压缩系统实时性差的缺点,提出一种基于位平面的嵌入式超光谱图像压缩系统。对高位位平面首先采用DPCM去相关,然后再进行游程编码,对低位位平面首先采用四叉数分割,然后再进行LZW编码,最后混合码流进行数据输出。结合实际应用,以高性能DSP芯片TMS320C6455作为中央处理器,结合现场可编程门阵列FPGA构成外围电路逻辑控制,搭建了嵌入式高速图像压缩处理平台。基于该平台用真实图像验证了文中提出的算法,实验结果表明,该系统在保持较高重建精度的同时,有效降低了算法运行量,减少了算法运行时间,能够满足工程项目的要求。     

基于整数小波变换的无人机侦查图像的压缩

基于传统小波变换过程复杂的特点和SPIHT编码算法过程重复运算、存储量大,并且侦查图像的目标像素小且目标数量大,相关性低,提出了一种基于差分脉冲编码调制和整数小波变换相结合的改进混合编码算法。首先以压缩效果为准则,以侦查图像为标准训练图像,以压缩比、峰值信噪比为参数来确定最优的小波基。然后以（9,7）整数提升小波对图像进行分解,对低频子带的重要系数先进行DPCM编码。最后对整个变换后的子带进行SPIHT编码。实验结果表明该算法在相同的比特率下得到的重构图像的PSNR值高于原算法,而且侦查图像的低频近似效果得到了改善。     

包含交流耦合CTIA与数字CDS的CMOS图像传感器设计

设计了一种带隔直电容的交流耦合CTIA像元电路与数字相关双采样（DCDS）结构的CMOS图像传感器系统。在传统的CTIA像元电路中增加隔直电容,通过控制光电二极管的偏压,达到减小光电二极管暗电流的目的;同时采用片外数字CDS结构,通过在片外实现复位信号与像元积分信号的量化结果在数字域的减法,可以减小图像传感器像元的复位噪声和固定图案噪声（FPN）。基于0.35 m标准CMOS工艺对此CMOS图像传感器进行流片,像元阵列为256256,像元尺寸为16 m16 m。测试结果表明交流耦合CTIA像元电路可以将光电二极管的偏压控制在零偏点附近,此时其暗电流最小;采用了数字CDS结构后,图像传感器像元的时域噪声及固定图案噪声均有不同程度降低。     

An ultra-low dark current CMOS image sensor cell using n/sup +/ ring reset

We present in this letter for the first time a new CMOS image sensor cell using n/sup +/-ring-reset structure, which can isolate the photon-sensing area from the defective field oxide edge. The experimental results demonstrate that the severe dark current degradation of the conventional CMOS active pixel image sensor fabricated by a standard CMOS logic process is significantly alleviated. Through optimizing the layout arrangement, as high as 45% fill factor can be obtained. The dynamic range of this new cell can thus be improved by more than 10/spl times/ compared to a conventional cell.