基于FPGA的改进四帧差分的运动目标检测算法

针对运输系统中运动目标在运动垂直方向上边缘信息缺失的问题及运动目标检测实时性差的缺点，提出了一种改进的融合边缘检测算法的四帧差分法，结合现场可编程门阵列(FPGA)芯片的并行工作特性，满足了运动目标检测的实时性要求。改进的四帧差分算法是采用间隔帧间差分的方式，将运动目标区域提取出来与边缘检测相融合，同时利用FPGA中多端口SDRAM图像缓存技术对实时图像进行缓存和输出。系统实现了对运输带上运动目标的检测，结果表明，该算法能够较好地解决在传统帧间差分法中运动目标在运动垂直方向上边缘缺失的问题，同时也能准确且实时地检测出待测运动目标。     

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。     

基于FPGA的红外图像采集与传输系统设计

结合FPGA的特点,以FPGA作为整个设计方案的核心,设计了一套红外图像采集以及远程传输系统。通过FPGA对红外图像采集前端、SDRAM以及网卡控制芯片RTL8019AS等实现逻辑控制,将采集的数字图像信号进行增强算法处理之后存储到SDRAM中,然后将数据从SDRAM中读出并封装成帧,通过以太网传输到远端PC机并显示。整个系统具有电路简单、功耗低、数据传输方便等优点,实验结果表明,系统性能稳定,能够达到预期目的。     

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。     

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。     

采用FPGA的图像采集卡的设计

FPGA的前端图像采集卡的系统,主要包括视频A/D转化芯片SAA7113H、采样控制器、存储芯片SDRAM。由该系统得到分辨率720×576、25帧/秒的图像。这种图像采集卡系统由于集成度高,设计灵活,系统可靠性高,可以满足高性能的图像采集系统。     

动态金字塔模型的红外图像SR重建

无人机在复杂飞行过程中,因大气气流及光学设备成像等影响造成采集到的红外图像分辨率过低;另外,因各帧图像分辨率不同,基于固定层数分解的金字塔模型在同一区域下的显著图提取结果存在差异,无法借助视觉技术实现无人机目标定位及自主导航。提出一种改进Itti模型下的红外图像感兴趣区域提取及SR重建算法。算法首先引入多特征对红外图像序列进行金字塔动态分层模型构建;然后,针对不同分辨率下的多帧红外图像进行感兴趣区域的动态提取来克服传统Itti算法的不足;最后,提出基于共轭梯度法的目标函数最小化红外图像超分辨率重建算法,对感兴趣区域进行空间SR重建,提高感兴趣区域目标的空间分辨率。实验验证了提出算法的有效性及准确性。     

基于FPGA的图像光点中心坐标提取

设计了两轴转台的一部分,主要实现图像的采集、处理和光点中心坐标提取的功能。系统利用FPGA作为核心控制器,通过Verilog硬件描述语言设计出视频采集模块、PLL锁相环时钟管理模块、I2C总线模块、SDRAM存储模块和LCD显示驱动控制模块;光点中心坐标提取时,先对图像进行4邻域平均法滤波,然后求取光点图像块的中心位置作为光点的中心坐标,实现十字光标的跟踪;最后通过实验调试,验证了系统功能。     

CMOS图像传感器非均匀性实时校正算法研究

讨论了两点校正法的原理和算法,并针对高速CMOS图像传感器LUPA300,以FPGA作为系统硬件载体设计了非均匀性校正系统,进行实时非均匀性校正.实验结果表明,该系统能够有效地实时校正图像传感器的非均匀性,输出图像质量较高.     

基于FPGA的图像采集卡的设计

介绍了一种基于FPGA的前端图像采集卡的系统设计。该系统主要包括视频A/D转化芯片SAA7113H、采样控制器下、存储芯片SDRAM。由该系统得到分辨率720×576,25帧/s的图像。SAA7113H的初始化设置通过I2C总线来实现。这种图像采集卡系统由于集成度高、设计灵活、系统可靠性高,可以满足高性能的图像采集系统。     

基于LUPA4000图像传感器扩展动态范围方法研究

基于CMOS图像传感器LUPA4000,对双斜率光积分进行研究。选用Altera公司的EP3C25Q240C8N作为硬件设计载体,使用VHDL语言对LUPA4000像素内部驱动信号进行描述,并采用QutartusⅡ软件对所做的设计进行功能仿真,最后采用基于LUPA4000的相机系统,实现了同步快门模式下的双斜率光积分操作。实验结果表明,双斜率光积分有效扩展了普通线性转移成像器的光学动态范围,提升了成像质量。     

面阵CMOS图像传感器性能测试及图像处理

CMOS图像传感器具有驱动简单、单电源供电、集成度高、功耗低、抗辐射能力强等优点。但是在航天光学遥感领域,CMOS图像传感器应用还不普遍。在该领域亟需大规模、高读出速度、大动态范围的图像传感器,CMOS图像传感器LUPA4000正是这样一款高性能面阵图像传感器,因此,选择LUPA4000作为研究对象,对其缺陷像元、光响应非均匀性、信噪比等性能指标进行测试。测试结果表明存在缺陷像元数量多、光响应非均匀性较大、信噪比较低等问题。根据测试结果采用暗背景扣除、缺陷像元替换、非均匀校正三种方法进行图像处理。对每种方法单独处理和各种方法组合处理的处理效果从图像信噪比和成像图像质量两方面进行分析评估,结果表明:非均匀校正联合缺陷像元替换的处理方法处理效果最佳。     

高速图像存储系统中SDRAM控制器的实现

SDRAM作为大容量存储器在高速图像处理中具有很大的应用价值。但由于SDRAM的结构和SRAM不同,其控制比较复杂。文章详细介绍了SDRAM存储器的结构、接口信号和操作方法,以及SDRAM控制器的设计方法。结合实际系统,设计给出了使用FPGA实现SDRAM控制器的硬件接口,在Altera公司的主流FPGA芯片EP1C6Q240C8上,通过增加流水级数和将输出触发器布置在IO单元中,该控制器可达到185MHz的频率。     

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。     

SDRAM在头盔显示器系统中的应用研究

头盔显示器在很多领域正得到广泛的应用,它在微型显示器上显示高清晰度图像,应用一定的光学系统,在人眼前方形成类似于电脑显示屏的虚像,人们可以通过他来观看高清晰度视频图像。利用FPGA设计头盔显示器与HY57V643220 SDRAM之间的接口,主要研究将SDRAM应用于显示系统中作为图像数据存储器,采用FPGA实现其读写控制功能,并产生驱动LCoS成像所需的完整图像视频信号。     

基于FPGA的实时图像采集与预处理

设计了一种以FPGA作为核心器件的视频图像的采集和预处理系统,采用Verilog硬件描述语言具体设计并实现了系统中的视频输入和输出模块、图像存储控制模块(SDRAM控制器)、图像中值滤波处理模块等模块,分别介绍了各个模块的工作原理,以及模块之间的数据传输顺序。在此基础上,采用QuartusII 8.1自带的SignalTapII逻辑分析仪对各个模块的运行结果进行观测和分析,经过反复调试,最终实现了各个模块的功能,为在DSP中进一步实现图像拼接、图像目标检测等复杂算法提供了预处理后的图像数据。     

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。