千兆以太网络摄像机的设计与实现

提出了一种千兆以太网络摄像机的设计,摄像机前端采用SONYCCDICX285及时序发生器CXDl607和视频ADCAD9945,数字图像处理及千兆以太网接口技术的实现采用TIDSPDM648。时序发生器CXDl607产生时序驱动脉冲,ICX285输出原始的模拟视频信号,模拟视频信号经过视频ADCAD9945处理后,将数字视频信号输出到TIDSPDM648,DM648将接收到的数字视频信号经过处理后通过千兆以太网接口传输给上位机。传输协议采用TCP／IP协议,同时在摄像机上集成了HTTP服务和TELNET服务。     

基于国产 ＦＰＧＡ 的智能监测报警系统设计

为了解决传统监控在升级换代、智能功能上的问题,本文设计了一种基于国产FPGA的智能监测报警系统。本系统由FPGA硬件、嵌入SOC内核、配套上位机软件三大部分组成,SoC内核采用移植Cortex-M1软核方案,在自主优化外设驱动后实现TF卡读写加速、800Mbps存储带宽和990Mbps网络带宽,可支持1024*768p@60Hz视频格式下的视频采集、视频处理、视频上传。应用系统功能包括,通过SOC控制硬件终端采集、存储、处理实时视频,采用UDP协议连网上传视频数据,并接收上位机通过网络发出的指令,执行语音报警、视频监控等任务,具有良好的实用价值。     

基于Camera Link的红外图像显示研究

为红外相机设计了一套基于Camera Link的红外图像实时显示系统.红外探测器产生的模拟信号经模数转换后,由作为控制核心的FPGA进行处理,然后通过光纤实现远距离传输.接收端的FPGA将信号转换成Camera Link协议数据,再将它们传送给上位机的图像采集板卡进行采集和转换,最终通过上位机软件将其实时显示出来.     

基于Ethernet的线阵CCD数据采集系统

设计了一种基于Ethernet的线阵CCD数据采集系统,通过FPGA对线阵CCD输出的数据进行采集,并通过在FPGA生成的nios2软核中移植μClinux构建具有网络功能的嵌入式系统,然后通过Ethernet将线阵CCD数据传输到上位机.详细介绍了整个数据采集系统的硬件系统和软件,系统的设计和上位机接收软件的设计.实现了基于Ethernet线阵CCD图像采集,传输以及图像的接收.     

一种基于FPGA的等效焦平面电路的设计

为实现对某型号卫星红外遥感器内部信号处理电路的测试,提出一种基于FPGA的等效焦平面电路的设计,系统以FPGA为控制核心,通过USB3.0接口接收上位机发送的模拟红外图像数据并对其进行存储,根据上位机指令以及探测驱动信号产生指定图像的8路探测器拟合信号给信号处理电路,同时将指定图像数据通过Cameralink接口上传并显示,对比源图像和处理后的图像。结果表明所设计的等效焦平面电路能够模拟红外探测器的输出信号,为信号处理电路提供可靠信号源,对保证红外遥感器的性能具有重要意义。     

基于远红外视频技术的自动报靶系统设计

基于日益成熟的远红外视频成像技术，提出了一种自动报靶系统的设计和硬件实现方案。在此系统中，下住机将远红外摄像头捕获的图像经过二值处理、坐标提取后，仅传输弹着点信息给上位机，上位机根据接收到的信息恢复出原弹着点，实现自动报靶。通过二值处理压缩了视频信号的数据量，简化了图像处理和识别算法，从而降低了对硬件设备的要求。通过试验验证了系统的精度、实时性以及自动校准功能。     

基于多核DSP的以太网通信接口设计

针对8核DSP TMS320C6678与外部设备进行数据通信的需求,以片上集成千兆以太网交换子系统为核心,选取芯片88E1111作为PHY设备,设计了千兆以太网通信接口的硬件电路。在嵌入式操作系统SYS/BIOS和网络开发环境NDK上,完成了以太网底层驱动和TCP/IP协议的程序设计。通过DSP与上位机进行以太网通信测试,证明了以太网接口电路硬件及软件的正确性和实用性。     

128?128元双色红外探测器成像电路设计

介绍了针对128×128元双色碲镉汞红外焦平面探测器而设计的一种探测成像系统。该探测成像系统包括探测器适配、视频模拟信号调理、模数转换、非均匀校正以及数字图像输出模块等功能模块。结合光学系统和上位机图像记录软件,对该探测成像系统进行了相关成像试验及性能测试。目前,该探测成像系统已成功应用于红外导引系统。     

基于全可编程SOC的高速红外成像系统设计研究

针对传统嵌入式系统难以处理和显示高速大数据量的红外图像的问题,介绍了基于Xilinx公司集成了双核ARM和FPGA的全可编程Zynq SOC的高速红外成像系统,其FPGA实现探测器图像采集、非均匀校正、VDMA视频流传输等功能,ARM处理器运行Linux系统,完成通过USB WiFi或千兆以太网的网络视频传输。实验结果显示该系统能够实现高速率、高分辨率的红外成像,功耗低,结构简单,通用性强。     

基于FPGA的短波红外探测器配置方法研究

针对InGaAs短波红外探测器的配置需求,提出并设计了基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的短波红外探测器配置方法。以FPGA作为核心处理器,利用VHDL语言实现了短波红外探测器的配置功能。通过RS-232接口,可与上位机进行通信和在线发送及调整探测器输出数据的顺序等参数,并通过指令切换探测器的积分之后读出(Integrate Then Read,ITR)工作模式和积分同时读出(Integrate While Read,IWR)工作模式。实际应用表明,本文的配置方法能够使短波红外探测器正常工作,能够灵活调整工作模式和配置参数,满足短波红外探测器的实际应用需要。     

红外无损检测图像处理算法的研究

红外无损检测的原始热图像通常存在信噪比低、温度对比度差的问题.为了排除噪声的不良影响,增强缺陷的对比度,需要对原始热图像进行处理和重构.而算法的选择决定了图像处理的效果.本文通过机械加工模拟腐蚀件的实验,对红外热图像处理中的四种典型算法进行了研究.对处理结果做出了比较,得出了各种算法的适用性和性能对比结论.该结论可作为实际应用中算法选择的依据和参考.     

基于双DSP的红外图像信息处理硬件平台的实现及软件优化

介绍了一种通过实时处理来自红外探测器的高帧频红外图像序列,对空中红外目标进行自动检测与跟踪的系统.主要讨论了此系统硬件平台的设计与实现,以及算法DSP软件的设计流程.其中基于RapidIO互连的双DSP并行处理系统设计以及DSP软件优化,是算法高效实时实现的关键.因此,本文对其进行了重点论述,并提出了相应解决方法.     

基于智能型红外焦平面电路液氮成像系统的研究与算法实现北大核心CSCD

提出了一种智能型红外焦平面电路液氮成像系统,系统采用UART转SPI数据传输,上位机VB软件开发SPI配置界面,可提高SPI寄存器批量配置效率和准确率,减少外界干扰产生误码和乱码情况,并结合FPGA、自研的IRCamExpert-CETC图像处理软件和图像采集卡搭建软硬件成像系统,本系统具有红外视频图像在线监测和多芯测试能力。本文进一步提出了基于单片像元级ADC的背景减除、盲元补偿、非均匀性校正、开窗、像素合并、空间滤波、图像均衡变换、时间延迟积分多种图像算法和总体算法结构,并通过对一款640×512阵列的智能型红外焦平面电路进行测试,验证了单片红外焦平面多功能图像算法,并实现了系统对智能型红外焦平面全参数的性能评估。采用像元级进行图像处理的方式,降低了采用算法级进行后续图像处理的难度,减少了图像处理算法消耗的资源。多功能图像算法为智能型红外焦平面的工程化应用提供了新技术途径。     

Multitier Wireless Communications

Next-generation computing systems will be highly integrated using wireless networking. The Rice Everywhere NEtwork (RENÉ) project is exploring the integration of WCDMA cellular systems, high speed wireless LANs, and home wireless networks to produce a seamless multitier network interface. We are currently developing a simulation acceleration testbed and a multitier network interface card (mNIC) consisting of DSP processors, custom VLSI ASICs, and FPGAs for baseband signal processing to interact with the various RF units and the host processor. This testbed will also allow us to explore high performance algorithm alternatives through computer aided design tools for rapid prototyping and hardware/software co-design of embedded systems.     

红外图像阈值分割算法的研究

目标分割是图像处理、计算机视觉及人工智能领域中的一项基本而关键的技术,其目的是为后续的识别、分类、跟踪和检索提供依据.由于红外图像具有对比度低、噪音大,图像模糊等特点,故将遗传算法应用到红外图像阚值分割中.本文对红外图像阈值分割算法进行了综述,对遗传算法在红外图像分割中应用的研究方法,研究现状及其新技术进行了介绍.该算法被用在红外图像处理中,并取得较好效果.     

基于改进的BSP模型的红外图像并行处理研究

针对导弹末制导红外图像处理实时性要求,分析了红外图像并行实时处理算法及其集群计算机的实现,建立了适应于实时处理的BSP改进模型和集群并行处理软件系统,并给出了红外图像并行处理算法的实现方法.研究了应用提升小波实现图像并行处理算法及实现,进而分析了算法性能,推导出了加速比模型.实验验证了其有效性.     

一种改进的自适应分段线性变换算法

红外成像设备获取到的原始图像经过转化可成为适合人类观看以及计算机处理的灰度图像,但转化后的图像会存在对比度低的问题。针对这一问题,本文提出一种改进的自适应分段线性变换算法,通过比较灰度直方图簇的个数的方式在候选集中自动选取适合于当前原始图像的参数取值,随后经过灰度线性变换即可得到增强后的图像。在实际红外原始数据上的实验表明,该算法增强效果较好,且计算时间相对较低,能够实现完全自适应。因此,该算法有望应用于红外成像设备的实时处理过程。     

降低误报的三鉴智能探测器的硬件和软件设计

针对红外探测误报的问题,引入微波探测技术和单片机构成三鉴智能探测器。首先介绍三鉴智能探测器的基本原理结构,紧接着又给出被动红外信号调理电路和微波信号调理电路,然后介绍使用单片机实现探测器智能化的流程图。通过硬件电路设计和软件流程的实现并实施实验,验证了利用单片机实现智能化的可行性,并进一步降低了探测器的误报。     

Parallel Programmable Ethernet Controllers: Performance and Security

Programmable network interfaces can provide network servers with a flexible interface to high-bandwidth Ethernet links, but they face critical software and architectural challenges. This article explores architectural and software support for an efficient programmable 10 Gigabit Ethernet controller. The design is then extended to support a self-securing Gigabit Ethernet controller that performs intrusion detection on all network data frames. Both raw performance and security require high- bitrate frame data transfer, low-latency metadata access, and intensive computational capacity while still operating under the area, cost, and power budget of a peripheral device. These goals are achieved using a combination of parallel lightweight processing cores, an explicitly-partitioned memory system, and dedicated hardware assists. The firmware on the network interface is designed to utilize these resources efficiently by exploiting frame-level, flow-level, and task-level concurrency.     

用COTS多处理机实现红外成像跟踪系统

研究了一种基于COTS多处理器的实时红外多目标成像跟踪处理系统，详细描述了在COTS多处理器上实现的跟踪处理算法，同时给出了整个系统的软硬件框架，这种基于编程的图像处理系统具有高效，灵活的特点，修改起来非常方便，该系统自研制成功以来已进行了多次试验，取得了良好的结果。