导航标尺边缘检测的FPGA实现

边缘检测是一种高度并行的算法，计算量通常比较大。采用软件难以满足实时、快速要求。因而复杂背景下导航标尺的快速鲁棒检测就更加困难或计算更加复杂。FPGA芯片处理速度高．是实时应用的最佳选择。文中研究了导航标尺边缘检测算法的FPGA实现。设计了检测算法的FPGA架构．并进行仿真分析。得出的结果较为理想．实现了基于FPGA的导航标尺的快速边缘检测，基本上解决了软件实现方法难以满足实时、快速要求的局限性，为实现导航标尺的快速检测提供了硬件支持。     

基于FPGA 的实时视频边缘检测系统

为解决Canny算法计算量大、耗时长以及在视频边缘检测系统应用中实时性较差的问题,提出一种基于FPGA的Canny算法硬件加速设计.以模板代替卷积运算,以流水线形式对系统结构进行改进和优化,给出实时视频边缘检测系统,并对相机原图、Sobel与Canny处理图进行实验分析.结果表明:该系统能实时高效处理复杂图像的边缘,既能节约硬件资源又能大幅提升处理速度.     

高速目标高分辨雷达信号处理的FPGA设计及实现

为了满足高速目标高分辨雷达探测系统的大数据量、高精度、复杂算法的实时信号处理要求,提出了一种基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的多通道中频回波信号处理系统,可实现高速目标的速度、角度、距离搜索和跟踪。其中采用系统生成器(System Generator,SysGen)进行了数字下变频模块的设计、实现,简化了设计开发流程,利用高层次综合(High Level Synthesis,HLS)设计方法进行了方位角、俯仰角等模块的开发。测试结果表明:角度搜索、距离搜索、距离跟踪等模块性能均满足设计要求,系统能够实现目标的高精度实时跟踪。     

基于DSP的煤与矸石图像识别系统

介绍了一种采用图像处理方法识别煤与矸石的实时检测系统．系统根据模块化设计思想，以TMS320C6711DSP作为图像处理核心，辅以必要的外围硬件完成系统设计，并通过USB与上位机完成数据通讯．系统处理算法依据了煤与矸石各自的图像特征，尤其是灰度分布显著不同这一特点，采用光源照射、图像采集及图像处理等步骤予以实现．图像处理主要包括图像平滑增强、边缘检测、区域分割、灰度分析、模式识别等算法操作，并最终完成矸石量的估算．测试表明，该实时检测系统功能和性能基本达到了预期要求．     

FPGA的弱小信号处理关键技术研究

算法的计算精度要求和算法实现所需的FPGA资源是FPGA选型的关键因素。本文从工程应用角度出发,详细地论述了基于FPGA的弱小信号处理关键技术研究及实现,结合噪声成形算法给出FPGA实现信号处理时滤波器输出截断位数确定原则,依此原则既确保计算精度又可节省FPGA硬件消耗。最后分析影响弱小信号检测的直流问题,阐述其产生的原因并给出有效的直流抑制方法。     

TDICCD亚像元图像融合的实时实现系统

介绍了 TDI CCD 亚像元图像融合实时实现系统的设计方案,该硬件系统采用高性能,大容量FPGA Stratix II EP2S60672-5 ,并采用多种适于高速数字图像处理的结构,较好地解决了图像融合算法大运算量和数据存储空间与硬件系统实时处理之间的矛盾, 实现了基于复杂图像融合算法的实时融合处理.     

一种基于CameraLink的数字图像处理系统

针对高帧频相机输出的图像数据量大的特点,设计并实现了一种基于CameraLink的高速实时数字图像处理系统。文中介绍了系统的设计思路、工作原理和硬件结构,并详细描述了该系统的CameraLink标准图像输入及控制接口模块、FPGA图像采集和控制模块、DSP图像处理模块和CameraLink标准图像输出及控制接口模块的硬件构成。该系统能够实现对CameraLink协议输出信号的快速图像处理和视频显示的功能。     

基于多核6678的雷达成像信号处理机设计

为了满足雷达成像信号处理系统大数据处理、快速实时性和高集成度的需求,设计和实现了基于TMS320C6678芯片的雷达信号处理机;TMS320C6678内部集成了8个C66x内核,主频最高为1.25 GHz,能提供高达160GFLOPS的浮点运算性能;本系统采用了FPGA搭配DSP的实施方案,实现了基于一片Kintex7 FPGA和一片TMS320C6678高性能实时信号处理平台,可满足雷达成像系统的算法需求,具有较强的实用价值.     

FPGA+DSP在空中背景下运动目标实时跟踪系统中的应用

针对电视跟踪系统对飞行目标的检测与跟踪受到速度瓶颈的限制,设计出在TMs320c6416DSP的配合下,以Altera公司的EP2C70F672C6FPGA为核心处理器的实时电视跟踪系统。该系统利用FPGA强大的并行流水处理能力,实现视频图像的采集、预处理、运动目标检测、波门叠加功能,并利用具有快速运算能力的DSP实现模板匹配算法,以确认跟踪目标。结果表明,该系统能实时高效地完成目标检测与跟踪任务。     

基于图像平稳小波非线性增强的边缘检测方法

分析了基于平稳小波变换的图像对比度非线性增强算法和传统的Canny边缘检测算法，将两者相结合，提出了一种适用于低对比度图像的边缘检测方法，首先用平稳小波变换对图像进行非线性增强处理，提高它的对比度，然后利用Canny算子进行边缘提取。实验结果表明，该方法能准确地检测出图像的边缘，而且边缘清晰，连通性较好。     

一种基于FPGA的实时去雾系统建模与设计

雾霾会导致视频图像质量下降,对比度降低,使其显得模糊不清,这为视频图像的观看以及特征提取增加了困难.针对这一问题,使用现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)芯片,利用基于模型的设计方法搭建了一套实时去雾系统.首先针对FPGA芯片性能特性,对暗通道先验原理公式进行研究及优化,然后根据优化后的公式,在Simulink环境下利用Vision HDL Toolbox工具,搭建了基于像素流处理的去雾算法模型,之后通过Matlab自动代码生成的功能自动生成Verilog代码,烧录到FPGA芯片中,最后对设计的实时去雾系统进行实验.实验结果表明,该系统可对480p、60帧/秒的视频图像进行去雾处理,且具有良好的实时性,以及较低的功耗.     

基于图像处理的火焰监视控制系统

基于图像处理的火焰监视控制系统,由摄像头、A/D卡、计算机、火焰控制设备构成.用DS-400xM D/A卡采集图像,通过Lapalace算子检测边缘.摄像头将摄取的火焰图像信号送入图像监控系统,经D/A处理后实时显示并将压缩视频数据存储.图像监控系统按时间间隔从连续数字视频流中提取单帧数据,转存为BMP文件.系统对实单帧图像数据阈值分割处理后,由DCS再根据输入信号做出判断,当达到最大输出值尚不能控制火焰时进行报警.     

宽带数字信道化接收机算法研究与硬件实现

对宽带数字信道化接收机进行了理论研究与硬件实现。该系统模型采用多相滤波结构,使用IFFT算法简化信道化多相滤波器结构与参数,并对各个信道进行下变频产生基带信号以便后续信号识别分析处理,信道化频带划分采用均匀且相邻信道50%交叠的方式。该系统硬件采用A/D转换芯片和FPGA芯片实现,A/D转换芯片完成宽带信号采集,FPGA芯片完成相关算法软件实现。该接收机结构具有设计灵活、实现简单、计算效率高、实时处理能力强、计算量低、FPGA硬件资源少等优点。     

图像灰度级拉伸算法的FPGA实现

为了调整图像数据灰度,介绍了一种图像灰度级拉伸算法的FPGA实现方法,并针对FPGA的特点对算法的实现方法进行了研究,从而解决了其在导引系统应用中的实时性问题。仿真验证结果表明:基于FPGA的图像拉伸算法具有运算速度快、可靠性高、功耗低等特点,非常适合成像系统使用。     

图像制导的目标匹配算法与系统设计

根据航拍地形图像和目标图像的特点,提出Zoser图像匹配算法用于图像导航与制导.Zoser算法主要由高斯Zoser图像金字塔、24邻域极值点和SIFTl28描述符等组成.Zoser算法使用整型数据,结构简单,二级算法独立性好,易于模块化设计;根据这些特点提出了基于FPGA和多DSP的系统设计方案,系统具有较好的实时性和图像匹配目标识别性能.Zoser算法对图像位移、旋转、仿射变换、尺度变化、噪声影响、轻微形变和照度变化有较好的鲁棒性,识别和匹配的准确性较好,速度比SIFT算法提高3倍左右,更适合实时系统.     

基于Nios II 的红外焦平面图像处理系统

针对数字信号处理（Digital Signal Processing,DSP）＋现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）硬件架构存在硬件电路设计复杂、成本高等缺点,设计一套基于FPGA内嵌Nios Ⅱ软核的红外图像处理系统。系统包含Nios Ⅱ主控模块、A/D转换模块和红外图像预处理模块,实现了盲元补偿、两点多段校正、中值滤波和灰度变换等功能。验证结果表明,该系统具有体积小、成本低、开发周期短、实时性强等优点。     

基于图像识别的水下机器人自主避障系统

随着人类海洋活动的发展,水下自主机器人成为海洋勘察和科学研究的重要装备。设计一种基于图像识别的水下机器人自主避障系统,在无人干预的条件下实现机器人水下自主巡航、规避障碍、上浮下潜和实时数据传输。该系统采用CMOS模拟摄像头结合LM1881视频分离芯片提取视频模拟信号,MC9S12XS128单片机外部中断功能和内部AD转换器转换成数字信号,被转换出来的数据直接使用边缘检测算法实现障碍物的识别。数字信号和视频流也会经nRF24L01无线数据模块传到上位机,上位机将数据接收后进行相应显示,并可直接显示视频流,对水下环境进行实时监控。同时无线视频采集卡的影像模块采用OpenCV库进行的二次开发,完成上位机更加复杂的图像识别算法。并通过实例进行实验验证。实验结果表明,该系统能通过图像识别实现自主的水底探测和避障,具有较高的性价比和实用价值。     

实时加权递推最小二乘估计及其初步应用

将最小二乘估计的加权递推算和加遗忘因子的实时算法相结合,推导出实时加权递推最小二乘估计算法,并以实际跟踪系统的数据处理问题,说明这种算法我信息源理测数据处理系统中的应用。