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SOPC的高帧频数字图像采集显示系统

为了代替PC机对高帧频数字图像进行实时采集显示,使用片上系统(SOC)和可编程片上系统(SOPC)的设计方法,设计了基于NiosⅡ软核的嵌入式图像采集显示系统。依据系统功能需求设计出系统架构,给出了系统各个功能模块的设计方法,对系统中接口模块的信号时序和图像数据缓存处理架构进行了软件编写及仿真。描述了应用该系统所进行的高帧频图像采集显示实验,并分析了系统性能。实验结果表明:对于帧频高达1 230帧/s、分辨率为128×128的图像源,该系统可以对其进行实时的采集显示。满足了降低成本、节约空间、提高系统稳定性和工作带宽的要求。     

高帧频大面阵CCD相机大容量存储与高清显示系统

为了解决高帧频大面阵CCD相机图像数据量较大、存储实时性较低、高清图像显示中灰度级损失等问题,设计了一种大容量存储与高清显示系统.首先,结合高帧频大面阵CCD相机的特点,详细介绍了大容量存储与高清显示系统的组成;其次,为了满足面阵CCD相机高数据率的存储需求,对SATA硬盘Ultra DMA模式的读写方式进行了针对性的设计;然后,详细阐述了12 bit高清显示器DVI接口的设计;最后,对系统的存储速率进行了测试,并且对普通显示器和高清显示器显示的图像进行了比较.实验结果表明:系统在Ultra DMA模式下实际传输速率最高可以达到85Mb/s,12 bit高清显示器显示图像的对比度更强、层次更分明,提高了面阵CCD相机图像数据存储的实时性,同时保证了高灰度级图像的无损失显示.     

基于千兆网的高帧频视频采集系统

高帧频视频图像采集是测试技术领域的重要组成部分,系统根据B码时统的高精度信号,由控制计算机通过软件修正摄像机曝光信号时间,实现了高帧频视频图像和测控数据的同步采集,设计了一种无信息损失的高帧频(1 000 F/s)、高分辨率视频图像和测控数据同步采集系统。利用千兆以太网把图像数据从相机的FLASH内无失真转储到计算机硬盘内,并在转储过程中把同步测量数据合成到对应的图像帧频上。     

图像验证系统设计及FPGA实现

用于JPEG2000静止图像压缩编码FPGA实现的图像验证系统。整个系统平台是由一个并VICMOS电脑眼、两个FPGA芯片、UART接口以及外部缓存组成。为了对搭建的平台进行验证,将并口电脑眼采集的图像数据存储在外部SRAM中,然后通过UART接口传送到PC机中,并通过PC机端的串口接收程序把采集的图像显示出来。完成了图像采集模块和UART接口模块的verilog HDL模型描述,通过了仿真和逻辑综合,并下载到FPGA芯片中,编写了串口接收程序,成功地实现了系统的联机调试。     

眼科数字裂隙灯图像处理系统

北京工业大学信号与信息处理研究室与北京市同仁医院合作开发的眼科数字裂隙灯图像处理系统目前已在同仁医院投入使用 ,并在临床应用中得到了专家及用户的好评 .其中部分关键技术已申请国家专利 .该系统由图像采集、图像处理、图像分析、信息数据库等子系统组成 .图像采集系统主要通过改造国产裂隙灯上的普通相机摄像光路 ,设计光电接口 ,利用高分辨率的数码相机拍摄眼科图像 ,采集到的高清晰度图像通过ＵＳＢ接口传送到计算机 ;由ＰＣ机完成图像处理、分析、存储、以及有关信息的管理 ;处理分析的结果可以在监视器上输出 ,也可以直接显示或…     

移动便携图像存储系统的设计

为满足Camera Link相机图像存储系统小型化、可移动、易携带的要求,设计了基于Xilinx公司V4系列现场可编程门阵列(FPGA)和TI公司6000系列数字信号处理器(DSP)相结合的硬件电路方案。首先,在FPGA的控制下图像数据缓存到一片SDRAM中,同时读出另外一片SDRAM中缓存的图像,经乒乓操作存储到两块固态硬盘中。其次,DSP与上位机用百兆网连接,在上位机的控制下,DSP从外部存储器接口(EMIF)中获取图像数据后,发送给上位机完成实时显示或者存储图像回放的功能。实验表明:在相机分辨率为640×480、帧频为100f/s且像素为10位时,该系统可以不丢帧地完成图像存储任务。在不需要实时显示的应用场合,系统可以单独完成脱机存储任务,满足Base型Camera Link相机的便携存储要求。     

基于USB 2.0的红外数字图像注入式仿真器设计

介绍了一种基于USB 2.0的红外数字图像注入式仿真器设计方案。该设计通过USB总线从PC机获得仿真图像数据,以FPGA作为接口和状态机控制。设计中引入多线程技术保证数据传输的高速性和实时性,通过向USB控制端点发送专用请求实现设备的绑定。测试时利用Camera Link图像采集卡采集仿真器输出并显示,结果表明,该仿真器具有输出图像连续无间断、稳定性高、实时性好等特点,达到了100 f/s的帧频指标,能够为红外光电成像探测系统提供实时视频图像仿真。     

一种遥控式可存储的图像采集系统的设计与实现

在FPGA图像采集系统的基础上,设计了一种遥控式且带存储功能的图像采集系统。设计采用MT9T001作为图像传感器,以FPGA芯片EP2C8Q208和AVR单片机ATmega8L的组合为主,以高速视频数模转换芯片ADV7125和USB接口芯片VNC1L-1A为辅助,完成了图像的采集、实时显示、图像以灰度位图格式的存储及对已存图片的重新显示、存储控制、遥控器解码及用遥控器调节图像参数等功能。此设计应用到工业相机领域,操作简单且方便灵活,对130万像素的图像数据实时显示的速度可以达25 f/s,写入存储设备和从存储设备中读出并显示的时间分别可达6 s和5 s。对图像存储功能的设计与实现进行了详细介绍,并对遥控功能进行了描述。     

高帧频数字摄像机显示系统设计

以Camera Link接口的高帧频数字摄像机具有输出帧频高、数据量大的特点,常规的监视器无法直接显示,限制了其在实时监测方面的应用,因此,高帧频数字摄像机的实时全分辨率显示具有重要意义。本文分析了高帧频摄像机数字口输出工作时序,针对其数据量大的特点,提出利用FPGA外部扩展SDRAM的方式存储缓冲图像数据的解决方案。该方案可灵活抽取SDRAM存储的部分数据帧来显示,实现高速图像数据流的帧频变换和时钟域变换,在相应的显示时序控制下,通过DAC转换成VGA视频格式以满足显示设备的需要,实现视频图像的稳定显示。     

Virtex-5 GTP在红外动态场景仿真中的应用

在基于数字微镜器件(DMD)的高帧频高分辨率的红外动态场景仿真系统中,从计算机到仿真板间的图像数据量大,传输实时性要求很高.我们利用FPGA芯片设计了PCI Express和光纤接口,解决了计算机和红外仿真器间的高速红外图像传输.     

微光探测成像系统电路设计与实现

为满足微光遥感卫星领域对微光探测的需求,本文提出了一种基于微光CMOS图像传感器GSENSE2020的成像电路设计。该成像电路通过FPGA实现了对图像传感器的驱动控制以及高速图像数据的接收和传输,通过DC/DC和LDO(low dropout regulator)为图像传感器提供了低噪声供电电源,采用PMIC(power management IC)解决了FPGA上电时序问题,利用DDR3实现高速图像缓存与处理,采用eMMC达到图像数据存储速率与容量的需求,应用FPGA的IP核及原语代替CameraLink接口转换芯片实现CameraLink通信协议,从而完成图像数据直接在CameraLink接口的高速传输。实验结果表明,成像系统电路功能及性能都达到了预期设计目标,系统的输出数据率可达2.4 Gbps,帧频高达25 fps,信噪比达到45.5 d B。     

高速红外图像数据采集系统的设计

在红外空空导弹中,红外成像系统在图像处理中所涉及的数据量大, 难以实现实时处理。针对这一问题,介绍了一种基于RapidIO和PCI--Express的高速红外图像数据采集系统,重点讨论了以高速串行总线的XMC底板和XMC接口板为框架结构的关键模块图像采集板卡的设计。该系统不仅具有双通道数据采集功能,还具有双通道数据播发功能。每通道的采集速率达到1.2 Gbps,码速率为0～400 M。该系统可实现高帧频红外图像的实时采集和显示。     

基于CPCI架构的大数据量红外图像实时处理系统

针对大规模、高帧频的红外探测器所具有的红外图像数据量大,对图像的传输速度和处理能力要求高的特点,提出了一种高性能的红外图像实时处理系统。该系统依托CPCI体系架构具有的传输速度快、扩展能力强、可靠、稳定等特点,通过利用FPGA+DSP的高速信号处理平台,实现大数据量红外图像的高速传输、实时处理、信息融合、目标检测和目标跟踪功能。该系统架构设计简单,使用灵活,扩展性好,充分结合了不同处理器件的优点,具有图像处理能力强、数据传输速度快、接口可靠方便和编程灵活等特点。该系统已经在具体项目中得以应用,能够满足大数据量红外图像实时处理的要求。     

基于CMOS图像传感器的高速小型化成像系统设计

基于LUPA1300-2型CMOS图像传感器设计了一套高速、高分辨率、小型化,低功耗的成像系统。以FPGA作为系统的时序控制程序开发平台,采用Verilog硬件描述语言设计了传感器驱动、数据处理、通信和数据传输等模块程序,并对各模块的功能与结构进行了分析和说明。基于本文提出的成像系统框架开发了硬件电路,然后对整个系统进行了成像实验。结果表明,该成像系统驱动时序合理,与计算机通信正常,数据传输准确,图像质量高,系统运行稳定。     

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USB的高清彩色CCD图像采集系统

提出一种基于USB的彩色CCD高清图像采集系统设计方案。图像数据的来源采用的是SONY公司的ICX205AK芯片,结合USB2.0接口,复杂可编程逻辑器件CPLD设计了一个高速的彩色CCD图像采集系统。文中详细阐述了系统内不同模块的硬件电路设计思路和软件运行流程。整个系统由电源系统、CCD传感器、A/D模数转换器、CPLD控制器、USB2.0高速接口、上位机控制程序等各个部分组成。本系统的硬件电路可以协调正常工作完成分辨率为140万的高清图像采集,最高采集帧率达7.5 frame/s。     

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。