基于FPGA和Qt的图像处理系统设计

针对CIS图像采集与处理系统实时性高、功耗低、体积小、图像处理类型多样的要求,设计了一种以FPGA为主处理器,Qt软件为协处理器的单通道CIS图像采集处理系统。利用FPGA集成度高、速度快的优点,完成图像的前端采集和预处理;Qt软件实时显示图像,并可根据需要调用其丰富的库资源,完成各种复杂的图像处理操作。系统有通用性强易于升级的特点,加载上相应的软硬件程序之后,可实现对图像的采样、预处理、传输、PC端实时显示及后续处理等功能。详细分析了系统的设计思路及实现方式,并在软硬件平台上进行了算法仿真和功能验证。实验结果表明：该系统实时性好,图像处理功能强大,灵活性好,能满足设计要求。     

基于FPGA的多运动目标检测及硬件实现

针对视频流图像的目标检测,基于帧间差分理论提出了一种实时多运动目标检测算法。根据视频图像在实时处理中的应用,基于FPGA硬件平台并行处理快与可编程的特性,在FPGA上实现算法,经过MATLAB环境算法验证,并在设计的FPGA视频图像处理系统进行实现。该系统主要由图像采集模块、图像缓存模块、图像处理模块及图像显示模块4部分组成,通过OV5640采集图像数据,再对数据进行差分、滤波、形态学等一系列算法处理,存入DDR3中,最后通过VGA进行显示。实验结果表明,该系统在一定测距范围内可稳定跟踪运动目标,可实时显示,多目标检测识别率较高,能实时检测视频流图像中的多运动目标。     

基于FPGA与Sobel算法的实时图像处理

如今,图像处理算法的复杂度越来越高,图像处理的数据量越来越大,图像处理的实时性显得十分重要。为了解 决图像预处理、视频流数据实时性存在的问题,给出了一种基于FPGA和OV5640以Sobel算子进行边缘检测的图像采集与处 理系统设计方法,FPGA将OV5640摄像头采集到的视频流数据传送至SDRAM,由Sobel算子模板处理后通过VGA显示视频 图像。该设计基于Intel公司的Cyclone IV系列FPGA芯片EP4CE10F17C8进行了验证。实验结果表明,基于FPGA和Sobel边 缘检测算法,使用流水线设计和乒乓操作,可实现视频流数据处理的实时性。     

基于FPGA的软硬件协同实时纸病图像处理系统

基于现场可编程门阵列(FPGA)硬件实现的纸病图像处理算法结构简单,不能满足复杂图像算法的需求,针对这一问题,提出了一种基于FPGA的软硬件协同实时纸病图像处理系统.采用FPGA芯片作为系统的核心,由CCD相机采集图像,通过DDR2SDRAM作为外部存储器来缓存图像数据,将SOPC作为控制核心,以此协调软硬件共同进行纸病图像处理,将易于硬件实现的图像处理模块用Verilog HDL语言编写,实现相应的图像处理功能;将硬件模块难以实现的功能交由SOPC中的CPU来实现.实验表明:系统实时性强,能满足纸病图像处理的速度要求,且可以进行复杂的图像算法运算,同时具有设计简单,成本低的特点.     

基于嵌入式处理平台的森林火灾检测系统设计

提出了一种基于嵌入式处理平台的森林火灾检测系统,对系统硬件设计和软件设计两个方面做了详细论述.系统核心采用DSP+FPGA设计方案,设计实现火灾检测与报警系统,FPGA采集数字视频图像并对其进行图像预处理,然后在DSP中结合相应智能图像处理和模式识别算法进行处理,处理结果通过微波通信送至主控室,对森林区域进行实时监控.实验结果表明,该系统相比传统感温、感烟等探测技术,能克服周围环境影响,具有准确性高、响应速度快,监控区域广等特点.     

基于ZYNQ的高清图像显示及检测系统设计

针对当前基于ARM和DSP的嵌入式图像处理系统前端采集速度慢和图像处理算法不易加速的缺点,设计了一种基于HDMI接口的全高清(分辨率1920×1080)实时视频采集与图像处理系统;采用500万像素级别CMOS摄像头作为前端数据源,主芯片内部采用ARM+FPGA的异构架构,兼备FPGA的并行处理能力与ARM处理器任务调度功能;基于AXI协议设计了自定义数据存储传输的IP核,实现了处理速度与带宽最大化;利用HLS工具将图像预处理算法快速打包生成IP核,在FPGA中实现图像算法的硬件加速,完成图像处理系统平台原型机的设计;与传统的PC机和相机的机器视觉平台相比,该系统运行平均耗时在10 ms以内,实时检测效果令人满意,有效解决了低功耗与高数据带宽和处理速度之间的矛盾,为后端结果分析和边缘加速提供了良好支持。     

基于FPGA的图像中值滤波器设计

介绍了基于FPGA的图像采集及处理系统的总体结构和模块设计。在图像处理模块中,根据FPGA并行计算的特点,提出了改进的中值滤波算法。通过与原算法进行比较,论证了该算法在提高系统效率方面具有优势。     

Vivado HLS嵌入式实时图像处理系统的构建与实现

传统的基于CPU、GPU和DSP的处理平台难以满足图像实时处理的要求,而FPGA在并行图像处理上有着独一无二的优势,在性能和成本之间提供更加灵活的选择。通过Xilinx最新的Vivado HLS工具,设计实现了可变参数的拉普拉斯算子图像滤波算法,并且在ZYNQ-7000 So C上构建了可视化的实时嵌入式图像处理系统。实验结果表明,系统可以实现不同的图像处理算法,很好地满足了图像处理的实时性、高性能、低成本要求,对未来高性能图像处理系统的设计和实现提供了很好的借鉴。     

基于DSP+FPGA+ASIC的实时红外图像处理系统

设计了一种高性能实时红外图像处理系统。针对红外探测系统,提出了DSP FPGA ASIC的图像处理架构,采用FPGA(EP1S10)实现非均匀性校正等图像预处理,自主研制的ASIC芯片实现图像多级滤波处理,DSP(TMS320C64X)实现红外小目标检测算法,构成处理能力强、接口可靠稳定的图像处理系统。实验测试表明,该实时红外图像处理系统工作稳定、可靠,满足系统性能指标的要求。     

设备监控图像预处理算法改进及其FPGA实现

为实现对现场监控图像的实时预处理,针对灰度化和二值化算法复杂度高、计算量大和不易于硬件实现等问题,对图像预处理方法进行了研究。通过重新设计加权平均灰度算法的权重,使灰度算法由浮点运算简化为定点运算,易于现场可编程门阵列（FPGA）实现;提出一个基于Otsu算法的改进评价函数,证明了其与最大类间方差法、最小类内方差法的等价性。进而提出一种适于硬件实现的图像预处理算法,并通过Verilog编程以及在Matlab和ModelSim上联合仿真,证明了整个预处理功能的可实现性,最终设计出一种可用于实时图像处理系统前端的基于硬件实现的高速图像预处理模块。     

基于FPGA的高速图像采集/处理卡

以高性能FPGA作为核心的高速图像采集处理卡,较好的满足了大多数图像处理系统中数据量大,实时性强的要求.同时,在FPGA中用硬件描述语言实现了图像的预处理算法,相对于软件实现的预处理算法具有极大的速度优势,简化了后续处理软件的工作量,大大提高整个图像处理系统的速度和效率.     

基于FPGA的实时视频处理平台设计

为了能够实时地采集、处理、显示视频,设计并实现了一种基于双PowerPC硬核架构的实时视频处理平台;用硬件实现视频的预处理算法,并以用户IP核的形式添加到硬件系统中,上层的视频处理软件程序则直接从存储器中调用预处理后的图像数据;重点介绍了在FPGA上构建双PowerPC硬核架构的硬件系统;采用乒乓控制算法缓存一行图像数据;用DMA的方式将图像数据保存在存储器中;以边缘检测作为视频预处理算法的一个实例,在平台上实现,实验结果表明,用本平台实现仅需40ms;本平台能够实时处理视频,具有较高的实用价值。     

基于FPGA+DSP的实时图像处理系统设计与实现

针对图像处理系统计算量大、实时性高和体积小的要求,研制了一种以DSP为主处理器FPGA为辅处理器的高性能实时图像处理系统.利用这两种芯片的各自特点,将算法分成两部分分别交由FPGA和DSP处理,大大提高了算法的效率.系统具有结构简单易于实现和运用方便灵活的特点,加载上相应的程序之后能实现对所获取的图像跟踪、识别和匹配等处理方法.详细说明了系统的设计思路和硬件结构,并在硬件系统上进行了算法仿真及实验验证.实验结果表明:该系统实时性高,适应性好,能够满足设计要求.     

基于FPGA的图像处理算法的研究

随着科学技术不断发展,微电子技术取得了进一步发展,实时图像处理逐渐渗透在多媒体、图像等领域中,其中FPGA作为一项硬件图像处理技术,在提高图像处理质量和效率等方面具有十分重要的作用,如何更好地使用FPGA实现对图像的处理受到业内越来越多的重视。本文将对FPGA概念和系统总体设计方案进行分析和研究,并提出基于FPGA图像处理算法,从而为实际图像处理工作提供支持。     

基于FPGA的图像处理硬件加速系统的设计

为解决图像处理算法越来越复杂,普通的计算平台已满足不了当前需求的问题,根据现场可编程门阵列(field programmable gate array, FPGA)的并行计算特点对FAST角点检测算法和Sobel边缘检测算法进行硬件加速,采用HLS(high-level synthesis, HLS)高层次综合技术对两种算法进行设计并进行相应的优化。为提升系统整体性能,在FPGA上实现全部视频输入输出接口和图像算法的完整通路,通过FPGA算法电路与OpenCV算法程序进行对比,前者的图像处理速度快于后者9～11倍,系统功耗也仅为1.9 W,图像检测可达56 fps,满足实时图像处理要求,为以后设计复杂的图像处理系统提供了参考。     

基于FPGA的嵌入式多核处理器及SUSAN算法并行化

给出了四核心嵌入式并行处理器FPEP的结构设计并建立了FPGA验证平台.为了对多核处理器平台性能进行评测,提出了基于OpenMP的3种可行的图像处理领域的经典算法SUSAN算法的并行化方法:直接并行化SUSAN、图像分块处理和多图像并行处理,并对这3种并行算法在Intel四核心平台和FPEP的FPGA验证平台上进行性能测试.实验表明,3种并行算法在两种四核心平台下均可获得接近3.0的加速比,多图像并行处理在FPEP的FPGA验证平台可以获得接近4.0的加速比.     

基于FPGA的视频图像采集及监控系统设计

本文介绍了一种采用FPGA实现视频图像采集与处理的技术.并对视频系统的四个主要组成部分--视频图像采集、存储、监视处理算法和视频显示输出进行了较为详细的讨论.系统采用了IP核模块的设计方法.主要用VHDL语言进行逻辑设计,运用了软硬件协同设计技术.实验结果表明,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.并运用基于聚类的视频图像目标识别算法,较好地实现了动态图像的实时监视、识别和报警.     

基于FPGA硬件实现的图像边缘检测及仿真

图像边缘检测是图像分割,目标提取等数字图像处理领域中关键的步骤,对于性能和处理时间制约着后续图像处理的性能和整体的处理时间。提出一种FPGA的实时图像边缘检测系统。该系统以FPGA为平台,用VHDL硬件描述语言设计并实现了一种自适应的Canny边缘检测算法。在设计过程中,通过改进算法和优化系统结构,在合理利用硬件资源的基础上采用了流水线技术。之后通过ModelSim软件进行仿真,仿真结果表明,在FPGA中实现算法能够有效实时地检测出复杂图像的边缘。     

基于FPGA的自适应阈值边缘检测系统设计

针对传统的Canny边缘检测算法的阈值需要人为外部设定并且实时性差等问题,提出了一种改进的利用中值滤波算法结合加权平均的方法选取阈值。利用现场可编程门阵列(FPGA)高速并行处理数据的特点,设计了基于FPGA实时图像边缘检测系统,包括视频图像采集、图像处理和图像显示三大模块。实验结果验证了自适应阈值边缘检测算法的有效性,同时满足了实时性的要求。     

基于OTSU算法的FPGA实时绕距测量系统

随着FPGA芯片集成度的提高,加之其价格低廉的优势,越来越多的视频图像处理平台采用基于FPGA技术的方案。设计并实现了一个基于OTSU算法的FPGA实时绕距测量系统。首先设计了视频图像灰度化的非浮点运算实现,然后详细讨论了OTSU算法的硬件实现方案,包括其原理、公式简化、流水线处理等。经过OTSU算法处理之后,接着通过统计二值图像中双绞线部分的列宽,计算两个最窄列宽之间的距离即绕距。最后在片上可编程系统上编写软件模块实现功能。