一种高帧频数字相机实时显示系统的研制

针对高帧频数字摄像机没有模拟输出,不能在普通的视频监视器上显示的问题,研究设计了一种用于高帧频数字摄像机的实时显示系统.利用FPGA实现相应的转换控制,实现方法是将数字摄像机输出的图像数据,首先进行Camera Link标准到TTL标准的转换,转换后的数据存储在FPGA中的双端口存储器中.然后对存储器中的图像数据按一定标准进行读取,并经过数/模转换产生模拟信号,叠加符合国家标准的视频同步信号,最后转换成为标准视频信号,可在普通监视器上显示图像.另外变换后的信号有利于远距离传输,并且可使系统调光时采用普通视频信号检测.采用此种小型系统能使非标准摄像机应用得到进一步扩展.     

基于TMS320C6455+FPGA+SDRAM的快速视频跟踪系统设计

图像跟踪是图像处理领域研究较多也比较关键的技术之一。随着微电子技术不断发展,在光电经纬仪、机载光电平台等图像跟踪应用领域对视频跟踪器系统的要求越来越高,当前视频图像帧频偏低已对伺服系统传输带宽形成不小制约,而高帧频图像又有视频传输的瓶颈。为了解决这一问题,本文设计了一款基于TMS320C6455+FPGA+SDRAM的图像跟踪系统。本系统通过FPGA控制SDRAM对视频图像进行缓存后输出,达到视频降频输出的要求,以解决高帧频图像数据量大难以实时传输显示的问题,同时通过对相关跟踪算法做进一步优化使其满足100frame/s视频的实时跟踪要求。实验证明该系统工作有效稳定,能满足工程实际需求。     

基于NiosⅡ高速红外图像采集系统设计

文章设计了一种基于Nios Ⅱ红外高速图像采集系统。该系统通过Nios II软核处理器实现了基于Sobel算子的图像边缘检测算法,加上外围的红外探测器、 SDRAM、 高速 DAC等器件,完成了高速红外图像采集和显示。其设计方法是基于一种系统级电路,通过QuartusⅡ和SOPC Builder实现对此系统的定制。测试结果表明,此高速红外图像采集系统性能稳定可靠,可以完成红外图像的实时采集、存储和显示。系统可以用在高帧频、数据量大的红外图像实时采集。     

多线程存储YUV数据在安防系统中的应用

安防监控系统中常要处理YUV格式的图像数据。实时存储的单位时间内数据量大,容易丢帧。为满足实时存储的需求,设计并实现了一种基于多线程的YUV格式的图像存储软件。采用定量的缓冲区进行缓存大量实时的YUV数据,再利用多线程实现该数据的实时存储。实验结果显示以多线程实现的摄像机实时数据采集和实时数据存储是可行的,而且能够确保记录的图像数据丢帧率低、可用性高。     

基于FPGA的高速图像存储系统的设计

针对遥测试验中产生的高帧频、高分辨率的图像数据实时存储等问题,设计了一种高速图像存储系统。该系统以Spartan 6系列FPGA作为核心处理器,采集高速工业相机以base模式输出的像素数据,并对DDR3缓存时序进行优化,最后通过SATA2.0接口存入固态硬盘中。试验完成后,通过千兆以太网接口回读数据至上位机并进行显示。测试结果表明,该系统能够对71 f/s帧频、2048×1088像素的高速图像数据进行长时间可靠存储与显示,该设计有较高的移植性和应用价值。     

基于SATA的高速CCD存储方案设计

航测图像具有分辨率高、数据量大等特点,为了将高帧频、高分辨率CCD相机的航测图像数据实时存储下来,当前的多PC机并行存储方法,已无法满足实时存储的要求,根据串行硬盘接口SATA协议,在可编程逻辑门阵列FPGA内实现了一种CCD图像数据的高速实时存储方案.此方案可以将数据采集、存储集成在单片FPGA内实现.利用V5FX70系列FPGA中的高速收发器GTX实现了SATA2.6协议,单盘速度可达到94.6 MB/S,若将多个盘组成硬盘阵列RAID,可以将CCD数据并行存储到SATA硬盘上.此方案单片FPGA最多可实现16个SATA硬盘接口,具有可高速、实时、稳定、便携等优点.     

高分辨率视频图像处理中SDRAM控制器的设计

本文介绍了一种基于FPGA的用于高分辨率视频图像处理的SDRAM控制器的设计方法。通过设置SDRAM的工作状态,使其工作在猝发模式。在视频时序信号控制下,用多行连续的SDRAM存储空间,存取视频数据。并在数据接口部分增加FIFO,缓存一行视频,在像素时钟控制下,实现视频数据实时的存储和读取。通过改变相关参数,能对所有VESA分辨率视频流进行操作。具有通用性强、系统复杂度低、可靠性高、可扩展等特点。在某型号的机载大屏显示器系统中,用该SDRAM控制器实现了图像的翻转等功能,也验证了该控制器的实用性。     

基于FPGA和MV-D1024E相机的图像采集系统

分析了MV-D1024E系列高帧频CMOS相机的工作时序和参数,阐述了CAMERA-LINK接口协议,并对高速数据流的存储与处理机制进行分析,利用FPGA实现了相机的数据接口和控制,并设计灵活的USB接口,利用PC机作为参数输入和显示界面,完成一个从图像采集到存储、显示的高帧频图像采集系统的设计.该系统可靠性好、集成度高、功耗低,且满足不依赖于PC机的图像采集系统的应用要求.     

基于大面阵摄像机的多处理器跟踪系统的设计

为了解决高帧频大面阵数字摄像机数据量大,跟踪器实时性很难满足的问题,设计了基于双数字信号处理器TMS320C6203B的电视跟踪平台,合理组织双数字信号处理器的图像数据,即其中一个数字信号处理器用于全视场捕获目标,使运算量减少了数倍;另一个数字信号处理器根据捕获到目标大小和位置确定跟踪区域,在跟踪区域内进行全分辨率跟踪,既实现了快速目标捕获,同时又保证了跟踪精度.此系统在保证实时性的前提下,实现了对帧频为74 Hz,面阵为1280x1024的数字摄像机多达5个目标的跟踪.     

高帧频CCD相机的抽帧显示技术

针对高帧频CCD相机的输出在普通监视器上不能显示的问题,研究了一种抽帧显示技术,以实现高速实时显示.采用现场可编程阵列(FPGA),将高帧频的图像数据进行行场标准制式的转换.转换后的数据经数模转换器转换成模拟信号,该模拟信号再与符合标准PAL电视制式的复合同步信号相混合,直接输出到普通监视器上显示CCD采集的图像.该显示技术不仅成本相对低廉,而且系统整体轻便,便于非办公室的场合应用.     

基于FPGA的工业数字摄像机系统的设计

针对传统工业数字摄像机的灵活性差、实时性差等缺点,设计了一种基于FPGA的工业数字摄像机系统。将工业数字摄像机与FPGA结合起来,利用FPGA通过I2 C总线接口控制器控制图像传感器采集图像数据,然后将Bayer格式图像转化为RGB格式图像,通过调用Altera IP核DDRII SDRAM controller with ALTMEMPHY和FIFO存储器设计了DDR2SDRAM的接口,将图像数据缓存到DDR2存储器中,最后通过SPI总线接口在液晶屏上显示图像,可达到53帧/s图像的速度。系统代码共需约5 000个逻辑单元,3 704个寄存器,117个引脚。将设计代码下载到系统芯片中后,系统可以清晰显示所拍到的画面。设计结果表明,基于FPGA的工业数字摄像机设计灵活,易于移植,可实现高速图像采集和传输。     

基于GL0816传感器的高速线阵CMOS相机系统设计

为了满足印刷等高端工业检测中物体快速运动,需要大幅面、高行频、高分辨率图像采集等要求,研发了一款微米级高分辨率、高速线阵工业相机。首先,介绍了高行频、高分辨率国产CMOS图像传感器GL0816的功能与特点。然后,基于该芯片设计了一套高速大幅面高分辨率线阵工业相机系统,该系统采用FPGA作为整个系统的控制核心,以DDR3LSDRAM作为图像缓存器,以GigE vision2.0协议为输出标准,以SFP+作为高速图像输出接口。最后,搭建相机系统测试环境,对所设计的相机进行系统测试。结果表明:该相机系统行分辨率为8 192,可连续采集2 000行作为一帧图像输出,行频为50kHz,动态范围为57.32dB,信噪比为40.95dB,具有实时图像采集功能。该相机系统具有大幅面、高帧频、高分辨率、高信噪比、宽动态范围等优点,适用于印刷检测行业快速运动目标捕获成像及图像实时显示。     

基于FPGA的数字相机自动曝光技术研究

针对传统的自动曝光算法不能满足特殊光照条件的场合,在研究数字相机的工作原理及特点的基础上,实现一种以现场可编程逻辑器件(FPGA)为控制核心的数字相机自动曝光系统,提出了基于图像熵的一种新的自动曝光算法.工作在外触发下的数字相机通过CameraLink接口作为图像数据的输入,利用FPGA的高速并行性完成了数字图像数据的采集、数据流的缓存控制,并且综合分析了基于图像熵的图像分区自动曝光算法的原理和过程,给出了该算法具体的实现方法,最后将得出的曝光参数输出给相机以达到合适的曝光.经实验验证:该算法的曝光效果不但适用于普通光照,而且在特殊光照条件下同样能很好的曝光,不受光照条件的影响,提高了相机系统输出图像的动态范围.     

基于CPLD的ADSP21060与SDRAM接口设计

ADSP21060是广泛应用于实时信号处理系统中的数字信号处理器。对于图像信号的处理,数字信号处理系统要求具有大容量的存储器。SDRAM具有高速和大容量的特点,但是ADSP21060其接口与SDRAM不兼容。在ADSP21060的外存储器扩展中,本文基下CPLD设计力法,给出了所实现的ADSP21060与SDRAM之间的接口电路设计。     

基于AD9884A的高分辨率图像采集卡的实现

介绍了一种高分辨率图像采集卡的系统实现,该系统主要由AD9884A,FPGA,SDRAM,PCI总线控制器等构成,其中由FPGA实现器件的接口控制电路和图像数据压缩等功能,在FPGA的控制下,图像经采集压缩处理后通过PCI总线传送给PC机,达到实时存储的目的.     

基于 FPGA 的图像目标提取系统设计

为了获取感兴趣区域的图像并减小图像传输压力,设计了一套基于FPGA结合SDRAM的图像目标提取系统。首先由FPGA驱动LUPA4000图像探测器工作输出图像,然后将整帧图像乒乓存入SDRAM中,同时将图像送入FPGA,应用目标提取算法获取感兴趣区域的坐标,最后结合坐标信息读取SDRAM中的目标图像进行存储与显示。实验结果表明,LUPA4000以15 f/s(帧/秒)输出图像时,系统能够完成对目标图像的提取。整个系统性能稳定可靠、实时性强,具有较好的通用性。     

基于FPGA的视频采集显示系统

设计实现一种基于FPGA的视频采集显示系统,包括视频图像的采集、处理与显示3个部分。视频图像部分采用CCD摄像头OV7670作为视频数据的采集,利用在FPGA中构建FIFO并配合SDRAM高速读写实现视频图像数据的高速缓存处理,使用FPGA中构建的Nios II嵌入式内核,实现对SDRAM的控制以及视频数据的TFT液晶实时显示。整个系统获得了较好图像采集、显示效果。     

基于DDR3-SDRAM的图像采集与显示系统

为了改善运动目标拖影现象和满足高分辨率实时图像显示的要求,设计了一种基于DDR3-SDRAM的图像采集系统。系统以FPGA为控制核心,前端采用500万级摄像头OV5640完成图像采集,利用单颗粒DDR3-SDRAM通过分区缓存以及乒乓操作实现数据高效缓存。实验结果表明单颗粒DDR3-SDRAM通过合理分区以及乒乓操作可以有效提高缓存效率,极大程度上改善了缓存速率不足导致的运动目标拖影现象,实现了高分辨率实时图像显示的要求。     

A 1.25-inch 60-frames/s 8.3-M-pixel digital-output CMOS image sensor

The ultrahigh-definition television (UDTV) camera system requires an image sensor having four times higher resolution and two times higher frame rate than the conventional HDTV systems. Also, an image sensor with a small optical format and low power consumption is required for practical UDTV camera systems. To respond to these requirements, we have developed an 8.3-M-pixel digital-output CMOS active pixel sensor (APS) for the UDTV application. It features an optical format of 1.25inch, low power consumption of less than 600 mW at dark, while reproducing a low-noise, 60-frames/s progressive scan image. The image sensor is equipped with 1920 on-chip 10-bit analog-to-digital converters and outputs digital data stream through 16 parallel output ports. Design considerations to reproduce a low-noise, high-resolution image at high frame rate of 60 fps are described. Implementation and experimental results of the 8.3-M-pixel CMOS APS are presented.     

基于ADSP-BF533光纤熔接监控设计

介绍了在光纤熔接监控系统中基于ADIADSP-BF533的设计方法,用于实时地、高图像精度地远程监控光纤熔接过程.其中视频解码模块ADV7183B完成模拟视频信号数字化,视频编码模块ADV7171完成数字视频信号模拟化,同时采用外部SDRAM存储器作为数字视频帧缓存,整个系统以ADSP-BF533为核心模块进行视频编解码的控制和数字视频数据的处理.此系统可以进行实时的视频压缩处理,完成多个视频源的模拟视频同时显示在一台模拟监控器上,分辨率高,达到了远程实时监控光纤熔接过程的目的.