基于FPGA的视频图像处理算法的研究与实现

为有效提高视频监控应用领域中多屏幕画面显示的清晰度、分辨度等问题,提出了一种基于FPGA的实时视频图像处理算法。文中介绍了系统的整体结构,然后针对FPGA模块介绍了视频图像的缓存及图像分割,并针对视频的输出显示要求,重点介绍了基于双线性插值算法的实现。ModelSim的仿真结果表明,该算法符合多屏幕显示系统的要求。     

基于FPGA的LCoS显示驱动系统的设计与实现

研究了硅基液晶(LCoS)场序彩色显示驱动系统的设计与实现。该系统以FPGA作为主控芯片,用两片高速DDR2SDRAM作为帧图像存储器。通过对图像数据以帧为单位进行处理,系统将并行输入的红、绿、蓝数据转换成串行输出的红、绿、蓝单色子帧。将该驱动系统与投影光机配合,实现了分辨率为800×600的LCoS场序彩色显示。     

A scanning conversion system to realize unified field ofimage-display

For a progressive scanning image source, a new scanning conversion system has been studied to attain a high picture-quality with higher vertical and horizontal resolution just as a high-definition image source. It has already been clarified by Kataoka et al. (1996) and by Furuhata et al. (1997) that in a cathode-ray tube (CRT) display the traditional progressive scanning system which employs a high-density scanning method with a narrow scanning-line interval has to bring a degradation of the vertical response because of the physical characteristics of the display. It has also been confirmed in the papers that a new 1000-scanning-line conversion system with a wobbling scanning method enables one to obtain a higher vertical response than that of the high-density progressive scanning system especially under a large-area display with higher brightness and contrast. By applying a similar concept, in this paper, a new image enhancement system has been introduced to increase a number of pixels of the progressive scanning image source fourfold. It has also been mentioned that the system leads to a single-scanning display system having compatibility and harmonization with new-generation display systems for multimedia image sources such as a conventional TV image source with 525/30 (480i) interlaced scanning, a personal computer image source with 525/60 (480p) progressive scanning and a high-definition image source with 1125/30 (1080i) interlaced scanning. From this view point, the new concept of the scanning technology has been proposed to realize an unified field of image-display for the next generation digital-multimedia TV systems     

数字全息再现像的细节显示和视觉畸变矫正

在分析数字全息系统的最小分辨距离和再现像平面上的采样间隔的基础上，提出了一种在用菲涅耳变换法再现数字全息图时，能清楚显示再现像细节的简单方法，这种方法能有效地提高再现场的显示分辨率。通过给由CCD记录的数字全息图补零，可使再现像平面上采样间隔减小，使再现像具有更多的像素，得到保留了更多记录信息的高质量再现像。用同样的方法，也可以矫正由于CCD靶面尺寸在水平和竖直方向上的不一致造成再现像的视觉畸变。实验结果表明此方法有很好的效果。     

ARM+FPGA控制的LED脱机屏系统设计

采用基于ARM核的新一代32位嵌入式RISC微处理器S3C2410和FPGA组成控制中心,与上位机通过以太网进行通信。该系统可支持256灰度级全彩LED屏的文字、图片和动画显示,同时可以根据需要存储更多的显示内容,并能较快地传输图片数据。ARM控制数据的下载、存储和发送,FPGA实现数据的接受、缓存和扫描显示。ARM和FPGA之间数据通信采用了ARM内置的LCD接口,实现了数据的并行传输,使传输速率达到客观的效果,且最大可显示1024×1024分辨率大小的图片。目前系统可显示256×256分辨率大小的图像,为了提高系统灵活性,提高应用性,在FPGA部分图片被分成了128×64大小的8个图像小块,可通过外部跳针选择,整个系统具有较强稳定性和通用性。     

基于自适应牛顿算法的LED视频显示系统的研制

LED显示屏已被广泛应用于各种场合,通常情况下,需要对视频图像进行缩放处理,从而符合LED显示屏的物理分辨率.针对传统LED插值缩放算法在插值后导致图像边缘模糊的现象,提出了一种自适应牛顿播值算法,通过在插值之前进行像素相关度的自适应判断,可以较好地保留图像的高频信息,消除图像边缘模糊的问题.同时,给出了基于自适应牛顿算法的LED视频显示系统的FPGA实现,系统最终可以实现较好的显示效果.     

VGA级大屏幕印刷型FED视频显示系统的研制

论述印刷型场致发射显示器驱动系统的工作原理,介绍了采用DVI、VGA视频接口技术、专用集成图像灰度调制和集成扫描电路接口技术以及FPGA控制等技术研制出了能驱动显示VGA分辨率的印刷型FED视频显示系统。该系统能显示各种彩色视频图像,图像亮度已达400cd/m2、对比度达1 000:1,电路灰度等级达256级,有效显示对角线尺寸为635 mm(25 in)。     

高分辨率AM Micro-LED显示器设计及其驱动实现

设计了一种基于蓝宝石衬底氮化镓基蓝色/绿色多量子阱LED外延片,利用成熟的LED芯片工艺制备了高像素Micro-LED芯片阵列;在Micro-LED芯片和CMOS驱动芯片表面设计并制备了金属凸点,采用高精度倒装焊接工艺实现LED显示芯片和CMOS驱动芯片的良好键合,成功制备了分辨率为640×360的Micro-LED显示器。同时,以FPGA为控制器,设计了Micro-LED显示器的驱动系统,该驱动系统对输入的图像数据进行缓存并将其处理为显示器所能接收的单色图像数据,最后将处理后的图像数据写入驱动芯片并实现图像显示。     

基于OLED微显示器的原子扫描控制器设计

头戴式虚拟现实(Virtual Reality,VR)显示的持续升温推动微显示器不断向高分辨率、高刷新率的方向发展,然而微显示器有限的带宽难以承载虚拟世界下的海量图像数据,为了减少微显示器系统扫描成像过程中的时间冗余,提高数据传输效率和图像线性度,建立了一种伪随机扫描顺序的原子扫描模型。传统的微显示器是从第一个像素到最后一个像素连续顺序扫描的,原子扫描采用分子空间按位的扫描方法,将整个显示屏幕分成若干子空间,扫描时可以任意切换子空间。根据原子扫描模型设计了微显示器的原子扫描控制器,通过分辨率为1.6k×3×1.6k硅基OLED微显示器的验证,扫描达到了100%的传输效率和93.8%的线性度,相比于传统的十二子场扫描,时钟频率降低了约3.3倍。证明了原子扫描控制器的可行性,适用于超高清、高分辨率、海量数据的图像显示。     

DirectDraw技术在快视显示系统中的应用

针对卫星宽幅图像实时快速显示的需求,分析了(DirectDraw)技术在快视图像数据显示方面的优势,充分利用硬件加速特性,采用条带显示方式、双缓冲技术和离屏图面换页技术,实现了快视图像数据的平滑显示,对DirectDraw对象的创建、协作级别的设置、显示模式的设置、主图面和离屏图面的创建以及图像条带显示的方法和过程进行了阐述。同时在仿真环境下对快视显示系统性能进行了测试,并明确了系统对运行环境的要求。     

基于裸眼3D嵌入式设备智能显示的设计与实现

嵌入式便携式裸眼3D设备有不同尺寸规格的屏幕,在Android平台下基于裸眼3D的实现原理研究了智能显示的设计和实现过程。应用Android SDK软件开发工具包及提供丰富功能的API(Application Programming Interface)应用程序编程接口和类库,在Eclipse 集成开发环境下实现了立体图像的合成及自动识别屏幕分辨率,并根据屏幕分辨率使立体图像分辨率与屏幕分辨率相匹配,实现了立体图像的智能显示,在多款嵌入式手持设备得到了验证。     

The Implementation of an Experimental Teleteaching System with Enhanced Document Image Display

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＷｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｃｏｍｐｕｔｅｒ,ｃｏｍ ｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ,ａｎｄｍｕｌｔｉｍｅｄｉａｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ,ｄｉｓｔａｎｃｅｅ ｄｕｃａｔｉｏｎｈａｓｂｅｅｎｐｌａｙｉｎｇｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｍｏｄｅｒｎｓｏｃｉｅｔｙ[1～ 5] .Ｎｏｒｍａｌｌｙ ,ｃｏｌｌｅｇｅｓａｎｄｕｎｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓｉｎｓｔａｌｌｔｈｅｉｒｄｉｓｔａｎｃｅｅｄｕｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓｉｎｆｉｘｅｄｃｌａｓｓｒｏｏｍｓａｔｄｉ…     

基于AD9883A与USB的VGA图像采集与显示系统

提出一种高分辨率高、刷新率图像采集及显示系统。采集系统选用高采样率低功耗的A／D转换器,把以VGA接口方式给出的图像信号转换成数字信号．系统采用FPGA控制电路。通过USB传输模块把图像数据传送到PC机显示。该系统设备已成功应用于VGA图像采集与显示实验,可支持多达3路8bit位宽,最高采样率达110MHz的数据通道或1路VGA图像信号。实验表明,该系统采样精度高,性能稳定可靠,具有通用性和实时性。     

采用双目立体相机的实时集成成像拍摄系统

提出了一种基于双目立体相机的实时集成成像拍摄系统。不同于采用传统的摄像机阵列,该系统采用双目相机对三维场景进行拍摄,有效地简化了集成成像拍摄系统的结构。该系统首先利用双目相机获取三维场景的左右视差图,然后上传到图形处理器生成三维场景的高分辨率深度图,之后利用深度图和彩色纹理图在图形处理器中并行生成新视点视差图像,并利用像素映射算法生成高分辨率微图像阵列,实现实时的集成成像显示。实验中系统获取的深度图像素数目是微软Kinect2获取深度图像素数目的4.25倍,当系统运行在1 920 pixel1 080 pixel、99视点数的环境下,可实现三维场景的实时拍摄与显示,实验结果证明了所提系统的可行性。     

Static Volumetric Three-Dimensional Display

We present here the development of a volumetric display based on the two-frequency, two-step upconversion technique using novel techniques for addressing the imaging volume. Two 1024 times 768 digital micromirror displays, driven by 30-W lasers at 1532 and 850 nm are utilized to generate fast scanning of the image volume in a 17 mm times 17 mm times 60 mm 2% erbium-doped lithium yttrium fluoride (YLF) crystal. Experimentally, images at 532 nm were created at 30 (frames) times 1024 times 768 resolution, resulting in almost 23 million voxels, at 500 frames/s, significantly higher than that obtained with three-dimensional (3D) raster scanning (frame is 2D cross-sectional plane of the 3D image). Imaging optics modified from projector systems and fiber-optically coupled to the source, combined with custom designed software for converting two-dimensional (2D) rendering of volumetric images into control signals for the digital micromirror displays allow single-color image generation with no flicker and natural depth cues. Improvements in optical power efficiency and the speed of digital micromirror display controller boards are needed for the system to reach its full potential. The resulting system has the potential to increase resolution to nearly 800 million voxels without viewpoint obstruction and expand to three-color imagery.     

基于SOPC的MPEG4视频解码器的设计方案

随着图像采集、显示分辨率、高级压缩以及视频智能技术的进展,视频应用的处理带宽也在不断增加。多变的标准和分辨率要求也使得设计人员无法采用现有的技术。因此,FPGA模块化、可编程及高带宽的优势在视频及图像处理领域越来越明显。本文介绍了一种新的基于FPGA的MPEG4视频解码系统的解决方案———SOPC。整个设计集中在一片芯片内,具有较高性能及灵活性。     

STV7610在场致发射显示驱动电路系统中的应用

论述场致发射显示(FED)驱动系统的工作原理,介绍了STV7610的性能以及作为列图像驱动器的接口电路及其现场可编程门阵列(FPGA)的控制技术等。采用STW610芯片和位帧显示技术研制出了FED显示器驱动电路。图像亮度达 160 cd／m2、对比度达300:1,显示分辨率为320×240,电路灰度等级达256级,有效显示对角线尺寸为25英寸。     

高分辨率光栅扫描雷达显示系统的发展方向

指出高分辨率光栅扫描雷达显示系统的发展方向,并叙述了实现雷达图像与计算机图形叠加显示方案。     

TMS34010图形系统处理器在高分辨率光栅扫描雷达显示系统中的应用

介绍了高分辨率光栅扫描雷达显示系统的硬件结构和实现雷达工作画面与雷达地图叠加显示的方案 ,重点介绍了 TMS34 0 10控制的图象采集电路     

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。