实时SAR成像系统矩阵原位转置的实现

在合成孔径雷达成像处理系统中,矩阵转置已成为影响系统实时性的重要因素.为提高矩阵转置效率,提出一种用于快速矩阵原位转置的方案,基于现场可编程门阵列和同步动态随机存储器(SDRAM)实现该方案.系统测试结果表明,读写平均效率达到SDRAM峰值带宽的64％,验证了该方法可有效提高矩阵转置的总体效率.     

基于ZYNQ的机载SAR实时回波仿真研究

机载合成孔径雷达硬件架构和成像算法的不断发展对复杂大尺度目标的实时回波仿真提出了更高要求.为了实现雷达仿真器实时和多模式性能的提升,基于Xilinx可编程逻辑SoC平台ZYNQ设计了机载合成孔径雷达实时回波仿真器,将改进二维快速傅里叶变换的回波仿真算法与具体硬件实现流程结合,提出了基于AXI总线PS-PL互联的脚本式CORDIC回波仿真方法,实现了复杂面目标回波的实时仿真.对于雷达目标模型高精度仿真算法研究,高性能便携式实验室回波仿真器研制,以及多模式回波仿真方法与高性能硬件平台的结合具有重要的实践参考意义.通过对比计算机仿真结果与仿真器实验室测试结果,证明了基于上述方法的机载合成孔径雷达回波仿真器的高效性和完整性.     

星载SAR二维AGC的FPGA实现

阐述了一种适合于合成孔径雷达（SAR）接收机自动增益控制（AGC）的方法。该方法通过对AGC起控点设定上下两个门限,用采样数据的幅度统计均值与这两个门限比较,并通过逐次步进的方法得到接收机的增益控制量,从而使AGC环路收敛,不产生振荡。同时设计采用了二维AGC,既保留SAR图像中的对比度,又提高了接收机的动态范围。最后分析了由二维AGC所引起的视频信号毛刺对SAR图像的影响并给出了二维AGC的FPGA实现方案。实验证明,本文基于FPGA的二维数字AGC技术具有调节方便、反馈快捷和精度高的优点。     

机载SAR实时成像系统中的数据可视化研究

SAR实时成像系统在国防等很多领域都有着重要的应用,系统对数据可视化方面的要求也越来越高,但目前国内对SAR实时成像系统的数据可视化方面的研究还不多,提出了一种针对SAR实时成像系统的新的数据可视化方案,并已在实际的飞行成像中得到了检验,新方案实时提供的信息更全面、更直观、可分析性更强,具有较强的信息表现能力和双向实时交互能力,能够较好地辅助对图像的在线分析,还对方案的重要组成部分－缩略图的原理和实现算法做了概括介绍。     

机载SAR实时成像系统自聚焦方法研究

发展我国自主产权的机载SAR（合成孔径雷达）实时成像系统，对于军事国防、资源探测、灾害预报等领域均具有重要的意义，在SAR成像算法中，自聚焦的好坏是影响图像分辨率的关键因素，但是因为自聚焦算法的复杂性，国内目前尚未有效地解决它在实时环境中的实现问题，从而使得实时成像的质量比较差，提出了一种利用GPS（全球定位系统）数据改善机载SAR实时成像系统自聚焦性能的实现方法，并在自主研制的机载SAR实时成像系统上实现，使该系统的成像分辨率得到明显改善。     

基于FPGA的星载SAR方位压缩处理器设计与实现

介绍了基于FPGA芯片的星载合成孔径雷达实时成像处理器中方位压缩处理器的设计与实现。该处理器可根据参数实时生成匹配滤波参考函数,用频域方法实现雷达回波的方位向压缩,并输出实图像。处理器与主控间采用ISA总线接口。介绍了方位压缩的原理和功能,详细描述了处理器硬件开发和FPGA设计。测试结果表明,该处理器可以实现星载条件下雷达数据的方位压缩。     

星载SAR成像处理器中转置存储器的FPGA实现

论述了合成孔径雷达(Synthetic aperture radar,SAR)成像处理器转置存储器(Corner turning memory,CTM)的功能和原理,提出了一种基于FPGA的星载SAR成像处理器CTM设计方案,分析了系统的参数及输入输出接口时序,给出了详细的硬件实现,并进行了功能和时序仿真。方案主要部分由一片XC2V500 FPGA和三片K6F3216T6M SRAM组成,采用三页式结构和输入输出并行处理方法,考虑了星上环境条件对器件的限制,可以实现星上SAR实时成像处理器的CTM系统。实验结果表明该CTM系统可行。     

基于RTLinux构建机载SAR实时成像处理器嵌入式控制系统

面向地学处理的机载SAR实时成像处理器由一组连接在工业总线上的数据处理板和一个嵌入式主控子系统构成，成像处理器的总体设计对主控系统的实时性，稳定性及可扩展性提出了严格的要求，比较了传统的嵌入式工业控制系统的设计方法，设计并实现一个基于廉价的PC与RTLinux的主控系统，分析了主控系统的两个重点；DSP宿主环境和RTLinux下的混合任务集，并通过给出一个RTLinux与Linux调度精度和误差的对比试验及其结果，证明了基于RTLinux的主控系统对支持细粒度调度方面的优越性。     

机载SAR 实时成像处理系统设计

介绍了机载SAR 实时信号处理器的体系结构和实时信号处理的算法流程, 通过对载机平台实测数据进行成像处理, 给出了高分辨率的SAR 图像, 验证了该系统的可靠性。
     

机载SAR实时成像处理器方位向处理及DSP实现

介绍了基于距离-多普勒算法的成像处理器方位向处理,并针对机载合成孔径雷达(SAR)实时成像探讨了采用DSP并行计算技术实现方位压缩的原理和结果.     

基于尺度傅利叶变换的SAR运动补偿算法

本文对机载合成孔径雷达的运动误差进行定性分析,将载机的运动误差划分为非空变和空变部分分别进行补偿.针对空变的运动误差,利用尺度傅立叶变换(scaled Fourier Transform)进行距离徒动校正后进行二阶的运动补偿.计算机仿真结果证明了算法的有效性.     

应用于机载SAR运动补偿的SINS/GPS组合导航系统设计

针对机载SAR运动补偿的需求,以DSP为处理器设计了一套SINS/GPS组合导航系统。使用强跟踪卡尔曼滤波算法估计系统误差,利用闭环校正法进行修正,实现了SINS/GPS的数据融合。通过Matlab仿真和跑车实验验证了系统设计的可行性和有效性。该系统具有低成本、实时性和同步于SAR雷达PRF信号的优点。     

基于FPGA的实时图像中值滤波设计

在嵌入式图像处理系统中,图像处理的实时性问题一直是一个很难突破的设计瓶颈,特别是数据处理量大,实时性要求较为苛刻的场合,传统的MCU根本无法适应;利用现场可编程门阵列(FPGA)并行处理的优势,开发了一种适于硬件并行处理的图像中值滤波算法,并用VHDL硬件开发语言在ALTERA的Stratix中现场可编程门阵列(FPGA)上实现,给出了整个硬件系统的构造方法;仿真结果说明该算法可以满足实时性要求,取得了良好的滤波效果,适用于图像采集与预处理系统中.     

机载视频空中目标实时优化稳像算法

针对机载飞机视频摄取与监视中,由于背景稀疏和前景的大幅度快速运动,造成实时稳像算法存在的画面不稳定的问题,提出了自适应Shi-Tomasi机载视频空中目标实时优化稳像算法。根据提取特征点分布自适应地改变Shi-Tomasi角点检测阈值,解决单一阈值不能适应空中复杂稀疏背景特征点提取的问题。构建带约束的实时优化算法,计算平滑的视频路径,解决基于滤波的算法缺少约束导致画面偏移过大的问题。比对实验结果表明,自适应Shi-Tomasi优化稳像算法能够应对各类机载稀疏背景视频的稳像,解决了快速运动目标稳像后画面大幅偏移的问题,稳定性提高,速度达到20?frame/s以上,满足实时处理需求。     

基于FPGA和双DSP的实时图像处理器设计

为满足高速实时图像处理的要求,提出一种基于FPGA互联的.以两片TMS320C6416为核心图像数据处理单元的并行系统结构.其中DSP负责图像处理,FPGA负责实现整个系统的数字逻辑及12C总线的配置,实现以FPGA作为主DSP协处理器的方式增加了该系统的灵活性及实时性.结果表明,在基于PCI总线的高速图像数据通道下,该系统可用来进行视频图像的高速采集工作,能够实现快速傅里叶变换、边缘检测等图像处理算法,满足实时图像处理的要求.     

基于图像的多接收元合成孔径声纳运动补偿方法

多接收元合成孔径声纳成像是当前研究的热点问题,偏航和侧摆是影响多接收元合成孔径声纳成像质量的关键因素。建立了多接收元合成孔径声纳偏航和侧摆运动误差的几何模型,提出了一种基于图像估计偏航和侧摆的新方法。该方法允许声纳系统以满足空间采样理论的最大速度运行,利用强点目标的每个脉冲回波数据的成像结果估计偏航和侧摆。计算机仿真结果表明新算法有效地估计出了偏航和侧摆,提高了成像质量,明确地确定出了目标的位置。     

An FPGA Design for Real-Time Image Denoising

The increasing use of images in miscellaneous applications such as medical image analysis and visual quality inspection has led to growing interest in image processing. However, images are often contaminated with noise which may corrupt any of the following image processing steps. Therefore, noise filtering is often a necessary preprocessing step for the most image processing applications. Thus, in this paper an optimized field-programmable gate array (FPGA) design is proposed to implement the adaptive vector directional distance filter (AVDDF) in hardware/software (HW/SW) codesign context for removing noise from the images in real-time. For that, the high-level synthesis (HLS) flow is used through the Xilinx Vivado HLS tool to reduce the design complexity of the HW part. The SW part is developed based on C/C++ programming language and executed on an advanced reduced instruction set computer (RISC) machines (ARM) Cortex-A53 processor. The communication between the SW and HW parts is achieved using the advanced extensible Interface stream (AXI-stream) interface to increase the data bandwidth. The experiment results on the Xilinx ZCU102 FPGA board show an improvement in processing time of the AVDDF filter by 98% for the HW/SW implementation relative to the SW implementation. This result is given for the same quality of image between the HW/SW and SW implementations in terms of the normalized color difference (NCD) and the peak signal to noise ratio (PSNR).     

基于FPGA+DSP的实时图像消旋系统

针对两轴电视经纬仪动基座跟踪目标时,视轴无法隔离载体扰动造成图像旋转现象,提出一种基于数学平台的电子消旋方法,采用捷联式惯导+DSP+FPGA的硬件系统通过反向旋转和双线性插值对图像进行消旋和填充,完成视频恢复,该系统已成功应用于小型舰载经纬仪上,可完成720×576×24大小彩色视频图像的恢复,图像质量良好,输出帧频25f/s,系统自身的输出误差在1个象元内。