光纤实时传输的多核DSP图像处理系统(英文)

为解决光电经纬仪上高速率、高分辨率实时图像传输及处理瓶颈问题。本文提出了基于光纤传输的实时图像处理平台体系架构思想,设计了以FPGA+多核DSP结构的图像处理单元,实现高速实时图像经光纤传输至处理单元。在此基础上,开发了自定义的光纤图像传输协议。利用该协议,使得图像处理系统与各个分系统之间的光纤互联,以及高速实时图像光纤传输至显示子系统,处理子系统和记录子系统。本文阐述了系统总体结构思想,系统硬件原理设计和软件设计,并对其中的图像光纤传输协议设计,多核DSP处理单元设计等进行详细介绍。搭建了实验测试平台,通过实验平台对系统进行测试和分析。实验结果表明,实时图像在光纤上进行3.125Gb/s、在FPGA与多核DSP之间进行3.125Gb/s速率上传输,系统稳定、可靠、误码率低,且具有处理能力强、抗电磁干扰性能强等优点,并已应用到实际工程项目中。     

FPGA软硬件协同处理实时图像处理系统

基于PC机图像处理系统实时性不强,DSP+FPGA图像处理系统的成本高、资源利用率低,单纯使用FPGA硬件实现的图像算法类型较为单一,针对这一系列问题,提出了一种基于FPGA软硬件协同处理的实时图像处理系统.采用一片FPGA芯片作为系统的核心,利用CCD相机等采集图像,通过SSRAM将图像缓存,以SOPC为控制核心,协调软硬件共同进行图像处理.易于使用硬件实现的图像处理模块(如滤波、形态学算法、图像校正、边缘检测等)均使用Verilog HDL语言实现,通过SOPC控制这些图像处理模块,实现相应的图像处理功能;而硬件难于实现的部分(如流程控制、复杂的分支判断)则使用SOPC中的CPU来实现.实验表明,系统卖时性强、图像处理速度快、可进行复杂图像算法的运算,同时具有设计简单、应用灵活、成本低的特点.     

一种高性能低功耗的移动机器人视觉处理系统

针对传统的由图像采集卡和主控计算机构成的移动机器人视觉系统中存在的计算速度和功耗瓶颈问题,设计了一种基于数字信号处理器(DSP)和场可编程逻辑器件(FPGA)的智能图像采集卡和基于该智能图像采集卡的机器人视觉系统.该智能图像采集卡可以在完成图像采集工作的同时,通过FPGA和DSP高速处理图像数据,实时完成多种低层图像处理功能,在很大程度上减轻上位机的计算负担,使得在高性能机器人控制与传感系统中采用较低性能的上位机成为可能.实验结果表明,这种机器人视觉系统能够很好地满足移动机器人对运算速度和功耗的要求.     

基于FPGA+DSP的USB高速数据采集系统设计与实现

为了满足高速数据采集系统的实时性、高速性和结构小型化要求,设计完成了基于FPGA+DSP+USB控制器架构的嵌入式数据采集与处理系统.利用FPGA实现多通道高速数据采集,利用DSP完成对已采集数据的处理.系统采用高速USB2.0控制器完成对数据的高速传输.实验表明,该系统采样速率最高可达10 MSPS,并具有较高的实时性与稳定性.     

智能机器人视觉感知系统的设计研究

针对智能机器人的视觉感知系统,设计基于DSP的视觉系统,完成该视觉系统初步设计.在硬件设计上:采用彩色cM0s图像传感器获取外界图像,通过图像传感器、FIFO存储器和CPLD时序逻辑控制,构建了图像采集系统的前端:采用DSP芯片作为图像处理和中央控制芯片,通过DSP、外扩SDRAM和上电加载FLASH芯片,构建图像处理和中央控制系统.     

基于EDA技术的图像边缘检测协处理器的设计

在嵌入式图形系统处理领域,图像处理的速度问题一直是一个很难突破的设计瓶颈.文章在介绍一种全新的DSP CPLD图像处理系统工作原理的基础上,阐述了一个基于EDA技术的、用FPGA实现的800×600像素的图像边缘检测协处理器的设计,包括边缘检测算法选择、系统的FPGA实现设计和有关仿真结果等.该协处理器的像素处理方式采用全硬件并行及流水线技术,比单独采用单片机和DSP的系统,其处理速度分别提高了400倍和10倍,同时该系统集成在一块集成芯片上,体积小,功耗低,可靠性高,并可现场编程,在线升级.     

基于DSP的高速图像采集处理与传输系统研究

本文介绍了一套功能强、体积小、功耗低的基于DSP的高速图像采集处理与传输系统.该套系统的特点是以高性能的DSP芯片作为系统的CPU完成图像的处理工作,并且采用了符合USB2.0规范的接口传输方式.     

双处理器实时视频拼接系统

当一些视频系统需更大观测范围,同时获得完整场景是一个问题.针对这种情况,提出一套基于FPGA和DSP双处理器协同工作的视频拼接系统,设计了包括双处理器、FLASH程序存储器、SDRAM数据存储器、SRAM数据存储器、视频AD和视频解码器等硬件结构.系统采集两路视频信号输入,对其进行数字视频转换,然后由FPGA做基本图像处理,并将其送入SDRAM进行存储.DSP将初步处理后的图像数据取出,并对其进行图像配准和图像融合.为了保证图像的实时性,系统采用实时高效易实现的改进的PSO算法实现图像配准,采用平均加权法实现图像融合.实验结果表明,此系统可对两幅720×576分辨率、25帧/秒的视频图像进行实时拼接,满足所需大视场视频图像要求.     

基于FPGA的水溶膜生产裂纹图像识别

目的针对水溶膜(PVA)生产中出现的问题,设计一种基于FPGA的水溶膜裂纹图像检测系统,实现生产中产品质量的及时反馈。方法结合FPGA自身的优点构建系统硬件组成,设计与之相匹配的图像采集、数据存储、图像处理、图像显示等功能模块。对灰度变换、图像分割等传统图像处理算法进行优化,利用Xilinx公司的ISE软件在System Generator软件平台上对设计做仿真实验,将采集到的水溶膜裂纹图像进行图像处理,通过识别到的水溶膜质量缺陷来验证设计方案的可行性。结果仿真及实验表明,FPGA可以利用高速的数据并行处理方式来进行图像处理,并应用于水溶膜裂纹图像识别。结论该系统为水溶膜裂纹的自动识别提供了新的途经,具有一定的市场价值。     

基于FPGA的视频图像监控系统的研究

本文介绍了一种采用FPGA实现视频图像采集与处理的系统,该系统充分发挥了FPGA器件的并行特性,显著提高了图像处理速度,较好地实现了视频图像的实时监控、识别和联动报警功能。     

基于VME总线的48路模拟信号实时采集处理系统

介绍了基于VME总线的用SHARC芯片组成的高速DSP实时采集处理系统,及对48路模拟信号进行并行实时采集、处理、显示的实现技术。     

FPGA图像采集系统研究与设计

设计了一种基于FPGA与DDR2SDRAM的图像采集显示系统,该系统采用Xilinx公司Spartan-6系列的FPGA作为主控芯片,利用高带宽数据、大容量的DDR2SDRAM存储器实时地对CMOS数字图像传感器OV7670图像数据进行缓存,最后图像数据通过TFT LCD液晶显示屏实时显示出来.实验结果表明,设计并实现的图像采集系统不仅运行稳定,而且图像显示效果较好.     

基于B样条插值的图像边缘检测的硬件实现

为了能高速、高质量地进行图像边缘检测,提出了一种新的基于B样条插值的边缘检测方法.该方法采用了三次B样条插值原理,对图像的像素点灰度值进行插值运算,提出了基于B样条插值的一阶和二阶微分算子,并引入数字滤波技术加以实现.还利用B样条的可分离特性,实现了2维空间中基于B样条插值的连续图像的重构函数,在此基础上提出了用于边缘检测的基于3次B样条的一阶微分模板和二阶微分模板.设计出一套基于DSP FPGA的实时图像处理和显示系统.     

Tigersharc’s linkport红外图象数据通信的设计与实现

DSP FPGA是一种高端数字信号处理的架构.Tigersharc's linkport是通过DMA方式控制的,不占用DSP的内核计算时间而且能减轻数据总线的负担,并且Linkpert具有高速传数速率,完全满足实时图象处理的要求.基于Altera公司的Stratixii系列的EP2S60型FPGA与ADI公司的Tigershare系列的TS201型DSP的Linkpert进行图象数据通信,设计已经成功地应用于某图象处理器中.     

核爆炸光辐射探测系统分析

从核爆炸光辐射的特点出发,对基于高速CMOS图像采集与处理的核爆炸光辐射探测系统从理论和结构上进行了分析.根据实际需求,采用高速CMOS成像器件作为光电传感器、DSP快速图像处理系统为中心进行系统架构.分析了基于图像处理的核爆炸参数测量原理,并对大气传输造成的光辐射测量误差进行了计算,编写了图像处理的相关算法程序.模拟实验表明,基于图像处理的核爆炸光辐射探测系统能准确探测核爆炸的相关参数如当量、俯仰角和距离,与传统方法相比具有高精度和良好的稳定性和可靠性,具有一定的实用价值.     

基于NIOSII的红外图像实时非均匀性校正

实时红外图像非均匀性校正是红外热成像系统的基础.采用Altera公司的NIOSII嵌入式软核CPU技术,提出了一种基于非线性拟合的实时校正方法以及利用FPGA为核心的硬件实现途径.针对校正中耗时的算法用FPGA中模块完成,采用NIOSII处理器的自定制指令,使FPGA的并行性和DSP的灵活性完美结合在一起,极大的提高了系统的性能.该方法动态范围大,系统仅采用一片FPGA芯片,使得系统小型化成为可能.介绍了硬件电路的原理图以及工作过程并给出实验结果.实验证明了这种方法的优越性,并取得了满意的实验结果.     

采用双DSP的实时傅里叶变换系统设计

系统设计目的是使FFT变换能够实时完成,以便能够在图像处理等方面应用于实际工程中。系统应用两片TI公司的数字信号处理器TMS320C6416为核心,以可编程逻辑阵列CPLD进行逻辑控制,采用两片现场可编程门阵列FPGA分别作为图像预处理和两片DSP之间的通讯,系统在运算1024点FFT与反傅里叶变换iFFT时耗仅为178μs,实现了实时的图像傅里叶处理。     

嵌入式视频采集与处理系统在混凝剂加注控制中的应用

介绍了一种基于普通DSP的嵌入式视频图像采集与处理系统在混凝剂加注自动控制技术中的应用。该系统以TI公司C2000系列中的TMS320LF2812 DSP(数字信号处理器)芯片为核心,来实时采集和定量分析絮凝池中絮体的图像信息,算出絮体沉淀“等效直径”作为控制混凝剂加注率的目标值,并用进水流量和沉淀水浊度信号自动修正目标设定值。从而自动调整加注量,达到稳定沉淀水浊度的目的。     

可扩展通用并行声纳信号处理系统设计

针对水声领域中高速大容量的实时信号处理任务，为了提高处理系统的通用性，设计并实现了一种基于DSP芯片的并行声纳信号处理系统。系统采用TI公司的高性能处理芯片TMS320C6416作为其处理内核，并采用松耦合式的静态结点互连网络结构，能够在保证结点具有一定处理能力的同时进行方便高效的互连。为通用并行信号处理平台的设计提供了一种新的思路。     

人眼微动机制实时红外图像边缘提取

图像边缘特征提取是视频跟踪和目标提取的关键步骤,其性能和处理时间直接影响了后续图像处理的性能及视觉系统的整体响应时间.本文研究了一种基于人眼固视微动的实时图像边缘提取算法,针对算法具有边缘识别能力强,但运算量大的特点.通过采用并行处理结构及流水线技术在FPGA内实现了该算法,试验结果说明该算法在FPGA内实现具有与视频流同步的实时性,并且边缘提取的效果很好.在图像目标实时跟踪系统中应用,极大提高了目标的跟踪精度和稳定性.