一个流水线型三维DCT硬件核的设计

在优化3D-DCT算法的基础上,采用流水线型结构,系数转换、矩阵转置、数据装载和截位的通盘解决方式,构造一个流水线型的三维DCT硬件核,使运动图像的压解中DCT运算的CPU耗时下降十几倍,实现实时压缩。     

二维DCT快速算法及硬件实现

提出了一种二维DCT快速算法的FPGA实现结构,采用快速算法将二维DCT分解成一维DCT的两次运算,其中一维DCT采用并行的流水线结构,提高电路的数据吞吐率和运算速度,通过系数矩阵的简化和蝶形运算结构的等价减少乘法器的消耗。提出了一种高效的矩阵转置实现方法,一个时钟可以完成8个数据读写。实验结果验证了二维DCT核设计功能和时序的正确性,最高可工作在110MHz,可用于基于DCT压缩的实时图像处理。     

实时多波门图像归一化相关算法的设计与实现

大模板、多波门的相关算法在图像信噪比低、重复模式较多的情况下具有稳定性好、解算精度高的优点,因此其在视场运动分析应用中倍受关注。本文针对大模板、多波门相关运算实时性的问题,提出了一种并行流水运算结构。该结构能够完成对ITU656数字视频码流进行32×32的模板实时归一化相关运算,依据当前码流在图像中的位置信息,实时切换模板,实现多波门搜索。实验结果表明,该结构相关运算仅延迟1.04μs,有效地解决了运算实时性问题。     

二维DCT快速算法及FPGA实现

本文提出了一种二维OCT快速算法的FPGA实现结构,采用行列快速算法将二维DCT分解成两个一维DCT实现,其中一维DCT借鉴Loeffler DCT算法,采用并行的流水线结构,提高电路的数据吞吐率和运算速度,通过系数矩阵的简化和蝶形运算结构的等价减少乘法器的消耗,一维DCT核消耗16个乘法器.转置RAM采用8片双口RAM,一个时钟可以完成 8个数据读写.实验结果验证了二维DCT核设计的正确性,该电路结构消耗资源少,布线简单,功耗小,适合图像的实时处理.     

AVC/H.264整数离散余弦变换及反变换的结构设计

根据AVC/H.264标准中提出的整数离散余弦变换(DCT)及其反变换(iDCT)算法,旨在给出一种能够同时实现4×4,8×8 DCT/IdCT和Hadamard变换的设计方法.设计中充分利用DCT和iDCT的相似性和算法对称性,用高度并行结构来加快处理速度.采用一维DCT/iDCT单元复用的方式实现二维DCT/iDCT运算,同时提出实现设计的全定制实现方法,对全定制实现此设计进行初步布局规划.     

并行处理JPEG算法的优化

本文结合指令级并行32位定点处理器的结构特点,对JPEG算法中DCT、量化及Huffman编码等步骤,提出一些适于并行处理算法和数据结构的优化方法,以有效发挥其高速并行的性能.模拟结果表明本文的方法显著提高了JPEG算法并行实现的效率,适于图像压缩的一些实时应用.     

基于FPGA的高速图像跟踪系统设计与实现

常规视觉跟踪系统用于导弹末制导等高速运动中时,图像目标会因出现变形、模糊等现象而影响跟踪精度。针对以上问题,设计实现了基于FPGA的高速图像跟踪系统。该系统通过125fps（frames per second）的高速图像采集目标信息,利用FPGA的并行运算特点,将形心计算嵌入到动态阈值法中来实现高速图像的实时目标检测,并根据形心相对于视场中央的偏移量控制云台跟踪高速运动目标,最后对投影上的目标进行了跟踪仿真实验。结果表明,系统可以实时跟踪高速运动目标,云台的跟踪速度约可达到50．7度/秒,改善了低速图像跟踪系统对高速运动目标跟踪误差大、精度低等问题。     

整型2D-IDCT算法的优化与实现

基于DSP平台,针对2D-IDCT运算复杂的特点,对8×8整型离散余弦变换(DCT)正反变换算法进行优化,在运算精度上提出改进,得到最佳参数参与运算,运算结果符合IEEE Standard 1180-1990标准要求.在此标准基础上利用DSP平台特性,在实现上进行多级优化并采用并行流水线结构,使一次IDCT计算耗时在140个周期内.     

HDTV到SDTV转码的关键技术及软件实现

研究了 DCT域中空间分辨率下采样的关键技术,包括DCT域图像尺寸下采样、DCT域的运动补偿、运动矢量重用等,并以软件方式实现了HDTV到SDTV的转码.     

一种基于频域的视频压缩算法及其实现

提出了一种基于频域的视频编码的方案并描述其如何实现，该算法利用DCT变换和运动图像前后帧在频域的三种状态，对图像快速高效编解码，运算量低，可在PC机上用软件实时实现。     

视频电脑动画

简述视频电脑动画在我国的现状及硬件配置,以简单的基本系统为例,简述三维动画系统的应用与发展方向。电脑动画是以计算机作为绘画工具的一门新兴专业,在国外许多综合性院校都设有该专业,而我国还刚刚起步,需要专业人员的探索和研究。本文旨在普及电脑动画的一般知识,交流经验,为电脑动画在我国视频领域的发展、应用起到积极的促进作用。     

基于OpenGL的三维模型点坐标拾取方法

获得三维模型指定点的空间坐标是针对模型文件操作的基础。针对传统算法的不足提出一种获取所选点原始坐标的方法。在选点的过程中,该算法允许模型进行任意角度的旋转,以选取模型侧面及背面的点,并通过旋转矩阵对该点还原。算法完成从屏幕的二维像素坐标到模型的三维坐标,再到模型文件原始坐标的转换。实验表明,该方法可以准确获取模型的所有可视表面的点坐标,提高了拾取的灵活性。     

立体化教学资源模型构建

提出了立体化教学资源的概念,构建了立体化教学资源的模型,研究立体化教学资源建设的方法,通过实践建立了“数字电路”立体化教学资源体系,为其他学科或课程的立体化教学资源建设提供参考。     

基于压电式新型三维力传感器的设计

从生物压电效应和人体“皮肤效应”原理出发，提出了一种基于压电式的新型三向力检测方法，阐述了三向力传感器的设计思想和基本组成结构，并从理论上对传感器工作原理进行了检测，推导了计算空间三向力大小和方向的公式。该三向力传感器不但可以用于机械空间力的测量，且还可用于机器人表皮的传感，为实现新型的智能机器人触觉力传感器系统提供了一种新的方法。     

大型三维激光切割机的自动控制系统

以8031为核心,扩展检测、键盘、显示和输出等控制电路,采用逐点插 法和滑模变结构控制方法,真正实现了三维激光切割的自动控制。     

复眼三维目标定位精度分析

为提高视觉测量系统的精度,以一种复眼结构为模型, 着重探讨了复眼系统的多子眼在提高目标定位精度中的作用,并进行系统的仿真分析。首先,对复眼结构进行了简要介绍。随后利用Zemax建立了复眼的光学入射模型。接着,设定标定目标平面并逐点设定空间三维坐标并得到标定点与透镜中心之间的入射角度。然后,建立起入射角度与对应像点之间的关系作为标定结果。最后,根据标定结果分别利用复眼中不同子眼数对空间目标点坐标进行求取。分析结果显示:利用复眼多子眼共同定位目标较传统的双目视觉能获得更高的精度,并且精度会随着子眼数目的增加而提高,该方案为复眼的实际制作和应用提供了良好的指导作用。     

三维特殊效果库的研究与实现

粒子系统是在计算机图形学领域解决复杂物体建模、渲染的有效方法。针对构建三维模型库子系统——三维特殊效果库的几个关键环节的研究与实现进行了总结。这其中包括针对典型三维特殊效果进行粒子系统建模，对特殊效果库进行结构设计，以及对三维特殊效果模型的封装、存储和管理等过程。该效果库的建立为特殊效果模型的使用和重用提供了便利，对构建协同建模环境、沟通模型开发和仿真运行环境都具有积极的意义。     

安装技术的课题和未来

概述了关于从二维安装构造到三维安装构造,散热和环境适应性等高密度安装技术的课题和未来。     

线结构光三维测量系统扫描方向的标定

提出一种基于平面标靶的线结构光三维传感器扫描方向的标定方法。利用平面标靶对摄像头进行标定,得到摄像头的内部参数,将棋盘格平面标靶固定在空间某一位置,测量系统沿着扫描方向移动并采集一系列图像。根据这一系列图像求出摄像机的外部参数,并结合已经求出的摄像机内部参数计算出标靶上同一特征点在摄像机坐标系下的坐标值,对这些点进行直线拟合得到一直线方程,直线的方向就是测量系统的扫描方向。实验表明,该方法测量精度高,操作简单,无需辅助的调整设备,降低了标定设备的成本和系统校准的难度,适合现场标定。     

回转窑筒体表面三维热图像生成方法研究

水泥回转窑是新型干法水泥生产流程中的核心设备。窑筒 体的表面温度可以综合反映窑内状况,因此对回转窑筒体的表面温度进行实时监测是保障回 转窑安全运行的重要手段。为了有效表达温度分布状况,对回转 窑筒体表面温度的三维热图像生成方法进行了研究。采用灰度级--伪彩色映射模 型将不同温度映射成了不同颜色,并创新性地通过结合OpenGL技术实现了三维热图 像颇具真实感的实时呈现。现场测试结果表明,基于此方法生成的回转窑筒体表面的三维 热图像具有表达直观、运行稳定可靠等特点。