基于FPGA的Camera Link转HD-SDI接口转换系统

由于Camera Link相机具有接口复杂、传输距离近等局限性,设计并实现了一种基于FPGA的Camera Link转HD-SDI接口转换系统。该系统采用Altera公司的EP2S60F1020高性能FPGA完成图像数据的采集并按SMPTE274M标准编码;为解决Camera Link相机输出数据同HD-SDI输出图像行、场时间不同的问题,采用3片SDRAM作为帧缓存模块,延迟1帧输出;编码完成的数据输出到并串转换芯片LMH0030,从而得到HD-SDI格式的视频输出。由于Camera Link相机输出数据同HD-SDI输出图像的帧频并不绝对相同,每隔708帧必须丢去一帧数据,从而导致输出时固定丢帧,但FPGA对图像的处理并不会丢帧。实验结果表明,本系统能够将Camera Link相机输出的图像数据转换成HD-SDI输出,并用采集卡采集到图像数据。     

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.     

Camera Link Full至HD-SDI接口的高清传输显示系统

为实现远距离、高可靠性传输,并减小复杂度,对Camera Link Full接口数据的HD-SDI传输显示进行了深入研究。采用FPGA作为核心处理器,考虑相机输出具有多种帧频,采取帧频检测及充分降频策略,并通过3个SRAM进行缓存以实现帧频转换,以满足HD-SDI帧频25Hz的要求。考虑到SRAM数据宽度,采取FIFO行缓存策略将Camera Link Full80输出的10tap、80bits图像数据转换成单通道的8bits图像数据。最后,完成系统设计并进行实验验证。实验结果表明:系统实现了图像数据从50Hz、100Hz、500 Hz等多种帧频的Camera Link Full80到25帧HD-SDI接口1080i的格式转换及实时显示,且图像层次丰富,无失真。     

基于RTX和反射内存的红外景象投射系统实时性设计

红外景象投射是红外成像半实物仿真的关键技术,实时性是其重要性能指标。提出了一种红外景象投射系统设计方案,系统由红外图像生成和红外图像转换两部分组成。图像生成系统基于通用GPU实现,图像转换基于电阻阵列实现。根据仿真应用对像元规模和帧频的需求,采用反射内存网络实现图像数据传输和帧同步。通过红外图像帧周期测试,评估系统的实时性。测试结果表明,在Windows系统下红外图像生成帧周期不稳定,会出现随机性大幅度偏差。提出采用RTX的扩展的实时性设计,给出详细实现方案。试验结果表明:Windows系统中断响应的不确定性是影响图像帧频稳定的主要原因,基于RTX的实时性设计可以保证图像生成在帧同步控制下稳定地以200 Hz帧频运行。     

基于FPGA的大面阵CCD高帧频驱动电路设计

介绍了Dalsa公司的33M像素大面阵CCD的内部结构,着重分析了该款CCD的驱动时序.针对大面阵CCD图像传感器帧频较低的缺点,设计了基于现场可编程逻辑门阵列的驱动电路.改进了CCD芯片的偏置电压电路,提出了4 路同时输出以提高帧频的电路设计方法,最高帧频可达2.7帧/s ,相比单端输出时的0.7帧/s提高了约4倍.选用FPGA作为核心器件,使用VHDL语言设计驱动时序,在ISE和Modelsim环境下对所设计的驱动时序发生器进行仿真实验.实验结果表明,所设计的驱动电路能够满足大面阵CCD高帧频应用.     

建立标准模型

LSI电路的电源系统模型是一种仿真模型,可以表达裸芯片上向输入/输出电路和逻辑电路提供电源的系统,其中往往包含封装内电源线的有关信息。为了向仿真器输入LSI电路的“行为”,在模型中将实际电路及其工作状态转换为等效电路和特性等。 当电源噪声抑制问题变得更加严重时,整机设计人员将需要一种可以自由利用电源系统模型的环境,而且,模型必须能够精确表达电源系统的“行为”。因为随着电源噪声影响的增大,需要更加准确的仿真分析(见图7)。 标准化促进信息的沟通 应商提供的仿真器输入接口也会存 要让整机设计人员在…     

基于FPGA的视频转换系统设计

摘要：为解决不同视频系统之间显示时序、色彩空间、帧频、分辨率等不一致的问题,设计了一种以FPGA为控制核心,DDR2 SDRAM为高速缓存的视频转换系统,该系统从图形工作站采集到DVI视频,先进入高速缓存模块,然后通过视频转换算法在FPGA内部完成色彩空间及帧频转换,最后控制硬件实现PAL视频输出,完成了由DVI视频向PAL视频的转换。经长期测试证明：该系统稳定可靠,达到设计要求。     

光电跟踪伺服系统的输入多采样率满意控制

针对成像跟踪器低采样率帧频特性对光电跟踪伺服系统控制性能的影响,提出了一种基于输入多采样率控制原理的满意PID控制器.应用输入多采样率控制原理,提高了控制系统的稳定度,减小了跟踪器的低采样率帧频特性对系统跟踪性能的影响.将输入多采样率PID控制器的参数求解转换为满足极点约束和方差约束的多目标满意优化问题,从而使伺服系统的跟踪性能满足指定的快速性和精度指标要求.对所提出方法的有效性进行了实验验证,结果表明:在成像跟踪器的输出帧频为25Hz的条件下,所提出的输入多采样率满意PID控制器能够减小光电跟踪伺服系统工作模式切换带来的超调和振荡,对0.5Hz正弦信号的动态跟踪精度能够提高2个像素点;能够有效降低成像跟踪器的低采样率帧频特性对伺服系统控制性能的影响,提高了系统跟踪目标的稳定性、动态性和跟踪精度.     

基于FPGA的高分辨率VGA显示控制器的设计

基于Xilinx公司的Spartan-IIE系列FPGAXC2S300E-6-PQ208C完成了一种高分辨率VGA显示控制器的设计,该控制器以两个SDRAM作为帧缓存,并通过色空间转换,将输入帧频为7.5HZ、分辨率为1024768的YCbCr(4:2:2)图像信号转换成帧频为60HZ的标准XGA格式信号。整个设计采用VHDL语言描述,经过逻辑优化,该显示控制器有着比同类控制器占用资源少、时钟延迟小等优点。     

基于相对比率的高帧频图像采集器设计与实现

为了在机器视觉应用中是实现高动态范围（high dynamic range,HDR）图像采集,提出了一种基于检测像素相对比率的新型图像采集系统。提出的图像采集器使用全差分电路检测信号比,由基于数字计数器的紧凑列并行读出电路捕捉像素的脉冲宽度调制输出。并设计了相应的光电流比检测像素方法,能独立地捕捉局部场景特征。实验结果显示提出的COMS图像传感器性能较好,当标称帧频为9600帧/秒时,提出的32×32像素阵列原型CMOS图像传感器消耗了4 mW的功率;当最大帧频为24000帧/秒时,此图像传感器消耗了6.8 mW的功率。     

一种基于DSP和FPGA的图像处理系统

设计了一种以FPGA为数据采集逻辑控制单元,以DSP为高端图像处理单元的数字图像处理系统。介绍了该系统的硬件组成、工作原理。从视频编码单元、图像处理单元和视频输出单元对整个系统的构成和设计进行了描述,分析了系统设计时的各个关键技术环节。     

基于FPGA局部视频图像任意比例缩放系统

提出了一种基于FPGA局部视频图像实时缩放系统的架构,能够在水平和垂直方向上独立缩放操作,并保证截取的视频局部图像在水平和垂直方向可缩放到目标大小。在需要缩放和显示局部视频图像的定位、监视领域或者车牌字符识别系统中,此架构能够实时高质量地完成局部视频图像的任意比例缩放处理,并在VGA显示器的任意指定区域显示。最后通过FPGA验证,该架构能够将视频局部图像准确地归一化到规定的大小,并且很好地保留图像的重要信息。     

基于灰度投影法的电子稳像平台设计与实现

研制了基于FPGA+ DSP架构的嵌入式实时电子稳像平台.DSP作为主处理器完成灰度投影稳像算法的运动估计和运动滤波,FPGA作为协处理器完成灰度投影数据累加及运动补偿.同时FPGA与内部Nios Ⅱ处理器还共同完成系统时序控制、视频编码器配置、视频解码器配置、图像采集显示控制、EMIF总线接口控制、图像帧存储等功能....     

基于FPGA+SoPC的视频图像处理系统设计

随着信息科技技术的深入研究与应用,在很多行业领域都应用到视频图像。该文对视频图像处理系统设计分析与研究关键通过SoPC及FPGA两大处理技术。系统采用视频转换芯片SAA7113完成视频图像采集模块的设计,采用CY7C1049 SRAM完成图像数据的存储,设计VGA显示输出控制关联模块,同时重新修改了显示芯片具体运作形式的配置信息,相结合产生VGA具有控制能力的信号;参考VGA显示器的运行原则,实现了VGA帧一致性信号与接口水平的提升。     

New real-time image processing system for IRFPA

Infraredfocal plane array(IRFPA) is a kind of infra-red detector array whichis sensitive toinfraredradiationandintegrated with signal processing circuits .The IRF-PAi maging systemhas advantages of si mple configura-tion,high reliability,high sensitivity …     

基于FPGA的实时视频图像几何校正系统设计

基于后向映射查找表结构的几何校正算法的研究,针对双线性插值算法的特殊性,提出了四邻域像素的图像存储和插值方法,实现了图像插值时对静态存储器SRAM的快速随机读写。根据该方法设计的基于FPGA的实时视频图像几何校正系统的视频延时小于一帧,只需要改变视频图像的后向映射查找表,就可实现不同映射的视频图像几何校正。     

嵌入式车牌识别系统的硬件电路设计

基于数字信号处理器(DSP)TMS320VC5416和复杂可编程逻辑器件(CPLD)的嵌入式车牌识别系统的硬件设计,利用视频处理芯片SAA7111作为视频A/D,在CPLD的控制下将采集到的图像数据写入帧存储器中,DSP对图像数据进行实时分析处理。采用"乒乓"存储结构,实现了图像数据的采集和处理的并行运行。识别结果通过串口传到上位机或者保存在E2PROM中,实现了车牌识别系统脱机、联机工作,在实时高速图像处理系统中有广泛的工程技术应用前景。     

基于FPGA的视频与通讯数据融合设计

为实现将时间值、方位值等串口通讯信息叠加进数字视频图像信号的某一固定行中,设计了基于FPGA的通讯数据与数字视频数据的融合系统。采用FPGA程序设计实现串行数据接收与内置FIFO处理,并提取视频数据的某一固定行,进行数据融合,使得通讯数据和视频数据在场信号有效下组合输出。基于FPGA的通讯数据与数字视频数据的融合系统实现了通讯数据与视频数据的融合,试验中通讯数据波特率为230.4kbit/s,视频信号帧频50 Hz,视频数据与通讯数据帧频相同,图像像素为1 024×1 024,通讯数据正确的融合入一场图像的最后一行中,系统工作稳定,工作状态良好。基于FPGA的通讯数据与数字视频数据的融合系统以最简硬件系统实现了通讯数据与数字视频数据的组合输出,满足图像处理及显示系统的要求,具有广泛的工程意义。     

基于FPGA+DSP架构视频处理系统设计

实时图像处理技术在工业、医学、军事和商业等领域有广泛的应用。基于FPGA+DSP架构的视频处理系统充分发挥了各自器件的长处,不仅设计周期短,开发费用低,而且设计灵活,更改方便,功耗较低,便于实现系统的小型化。因此对基与FPGA+DSP架构的视频处理系统进行研究和设计具有重要的意义[1]。     

基于CPCI总线的FPGA+DSP架构通用视频图像处理系统的设计

为了应对实时视频图像处理复杂的现场环境条件,设计了一种通用视频图像处理系统。该系统便于扩展,可同时应用于多种不同现场环境。FPGA+DSP架构由于同时吸取了具有优秀运算性能的DSP芯片以及具有高实时性的FPGA芯片的优点而在实时图像处理领域中得到了广泛的应用,而Compact-PCI总线由于其与工业控制计算机有标准的接口而具有良好的可扩展性,通过对二者的有机结合设计了基于Compact-PCI总线的FPGA+DSP架构的通用视频图像处理系统。硬件实验表明,系统可对320×256~1 024×1 024分辨率,8~14bits,最高帧频100 Hz的视频图像进行实时采集与处理,并通过cPCI总线实现实时控制,取得了良好的效果,表明系统可以应用于红外及可见等复杂环境中,实时性很高,处理效果好,提高了系统的应用范围。为视频信号采集处理提供了一种新的可靠解决方案。