基于FPGA与DSP的实时视频图像偏色校正系统

提出一种基于FPGA与DSP的实时视频图像偏色校正系统,包括数字视频解码芯片、FPGA、DSP以及数字视频编码芯片。该系统能以一种格式接收视频图像信号并以相同的格式输出,输出偏色校正后的视频信号相比输入的视频信号而言,延迟非常小,实时性强,是一种较为实用的视频图像偏色校正系统。     

行间转移型面阵CCD成像系统设计

采用行间转移型面阵CCD KAI-1020作为图像传感器,以现场可编程门阵列（FPGA）为核心控制器,设计并实现了一个完整的成像系统。FPGA产生驱动时序、控制CCD上电顺序、调节曝光时间,并实现数据缓存。CCD模拟视频信号经过预处理,通过同轴电缆传输到CCD专用视频处理器进行相关双采样和模数转换,以10位像素深度输出到FPGA,数字视频信号经过差分芯片驱动以低压差分信号（LVDS）格式输出到数据采集卡。集成化视频处理电路提高了系统的信噪比,改善了成像质量。实验表明,CCD成像系统工作稳定可靠,像素读出时钟为10 MHz时,帧频为10帧/s。设计的CCD成像系统性能好、可靠性高、实现周期短,具有很强的可扩展性。     

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的视频图像画面分割器设计

为了解决在一个屏幕上收看多个信号源的问题,对基于FPGA技术的视频图像画面分割器进行了研究。研究的主要特色在于构建了以FPGA为核心器件的视频画面分割的硬件平台,首先,将DVI视频信号,经视频解码芯片转换为数字视频图像信号后送入异步FIFO缓冲。然后,根据画面分割需要进行视频图像数据抽取,并将抽取的视频图像数据按照一定的规则存储到图像存储器。最后,按照数字视频图像的数据格式,将四路视频图像合成一路编码输出,实现了四路视频图像分割的功能,提高了系统集成度,并可根据系统需要修改设计和进一步扩展功能,增加了系统的灵活性,适用于多种不同领域。     

基于FPGA的嵌入式真彩色数字视频采集系统

针对目前嵌入式压缩视频采集系统的局限性,设计了一套基于FPGA的嵌入式真彩色数字视频采集系统.首先,使用AD9883A芯片对CCD相机的视频输出信号进行模数转换;然后,对行同步信号分频,以得到像素时钟信号;最后,通过FPGA设计的片内FIFO,把转换后的数字信号和同步信号输出到外围SDRAM中,进而完成视频数据的采集.相比于大部分使用bt656视频数据流格式的采集系统,设计的系统解决了24位真彩色RGB数据输入与输出之间的位宽和速率匹配问题,能完成更高质量的视频数据采集工作.实验结果表明,该系统满足设计工业需要,可以采集到更高质量的相机视频数据.     

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。     

机载光电平台实时图像消旋

为消除机载光电平台视轴横滚运动导致的视频图像旋转,提出一种基于FPGA处理平台的实时图像消旋方法。针对每一帧视频图像,先锁定光电平台惯导系统当前输出横滚角,利用快速图像消旋算法对视频图像进行反向旋转,完成机载光电平台视频图像消旋。整个消旋处理系统仅采用单片FPGA实现,能够实现分辨率为1 024×1 024任意角度旋转的机载光电平台视频图像30frame/s的实时消旋处理,消旋角度分辨率为0.1°,消旋位置误差小于1个像素。     

基于页结构的视频数据交织读写控制器设计

提出一种基于页结构的专用读写控制器解决方案,将DVI接口的数字视频信号在SDRAM上进行连续或跳跃式快速页读写,并在FPGA上实现,解决了高速视频重组效率低的问题,实现了超大画幅图像的帧缓存和数据任意组包,可运用于LED全彩屏、组合液晶屏的控制系统中.     

基于FPGA的红外视频实时采集与显示系统

目前市场上的红外视频输出设备大多数输出模拟视频信号,该信号的产生是由设备中的数字信号经D/A芯片转换的,但转换过程中必然会带来信号缺损或细节信息丢失,针对此情况,本文提出了基于FPGA的直接显示数字视频的方法.该系统采用FPGA编程技术,实现将红外探测设备采集到的非标准数字视频信号转换为标准的数字视频信号,并通过DVI转换芯片TFP410实现可直接在具有DVI接口的数字显示器上显示的视频图像,保证了实时观测监控目标位置和轨迹的需求,在红外视频实时监控系统中有很好的应用前景.     

基于TMS320C6455+FPGA+SDRAM的快速视频跟踪系统设计

图像跟踪是图像处理领域研究较多也比较关键的技术之一。随着微电子技术不断发展,在光电经纬仪、机载光电平台等图像跟踪应用领域对视频跟踪器系统的要求越来越高,当前视频图像帧频偏低已对伺服系统传输带宽形成不小制约,而高帧频图像又有视频传输的瓶颈。为了解决这一问题,本文设计了一款基于TMS320C6455+FPGA+SDRAM的图像跟踪系统。本系统通过FPGA控制SDRAM对视频图像进行缓存后输出,达到视频降频输出的要求,以解决高帧频图像数据量大难以实时传输显示的问题,同时通过对相关跟踪算法做进一步优化使其满足100frame/s视频的实时跟踪要求。实验证明该系统工作有效稳定,能满足工程实际需求。     

嵌入式车牌识别系统的硬件电路设计

基于数字信号处理器(DSP)TMS320VC5416和复杂可编程逻辑器件(CPLD)的嵌入式车牌识别系统的硬件设计,利用视频处理芯片SAA7111作为视频A/D,在CPLD的控制下将采集到的图像数据写入帧存储器中,DSP对图像数据进行实时分析处理。采用"乒乓"存储结构,实现了图像数据的采集和处理的并行运行。识别结果通过串口传到上位机或者保存在E2PROM中,实现了车牌识别系统脱机、联机工作,在实时高速图像处理系统中有广泛的工程技术应用前景。     

X光安检机控制信号时钟提取的设计与实现

针对X光安检机系统控制信号传输中采用传统串行通信方式所存在的问题,提出一种利用数字锁相环技术实现串行数据时钟提取的硬件解决方案。该设计基于FPGA进行开发,并针对安检机中串行控制数据传输的数字锁相环进行研究,设计了适用于FPGA的串行时钟提取系统,最终采用Verilog语言实现。该设计经过安检机系统的硬件平台实际测试,最终经过Signal TapⅡ读取实时数据进行验证,可以论证该方案的时钟捕捉周期短,捕捉精度也满足安检机系统要求,从而实现了安检机系统数字控制信号的单线路传输,有效地提高传输的可靠性。     

基于FPGA的数字视频异步帧频转换器设计

利用DVI接口的同步控制信号生成内存写入地址,帧频触发信号控制内存读取地址的设计思想,在FPGA中实现了从任意帧频的数字视频源转换到50 Hz或60 Hz帧频.给出了帧频转换器的基本硬件结构,和实用的设计方法,并讨论了数据缓冲区设置深度与内存操作带宽的关系.     

基于FPGA的高速通信系统研究

介绍了以FPGA为核心基于LVDS接口的高速通信系统。系统通过FPGA将并行输入的信号组成特定的串行帧格式,并用LVDS接口发送。电缆驱动器及接收均衡器芯片用于加强系统远距离数据传送的能力,以保证200m同轴电缆的数据传输。系统使用串行同步方式传输,接收端首先通过时钟恢复芯片从串行数据帧中提取同步时钟,然后接收串行数据帧并恢复原信号。系统灵活性强、稳定性高,单路传输逮度高达120Mb／s。     

基于DSP平台的数字视频源的系统设计

提出了一种基于TI DSK6711平台的将模拟视频进行数字化处理的系统设计方案,其中视频解码模块完成复合视频信号数字化,音频A／D模块完成语音信号数字化,同时采用大容量的SDRAM存储器作为帧缓存,用FPGA完成其控制接口,整个系统以DSK6711为核心构成数据处理单元,此系统可以完成电视图像信号的去隔行扫描转换、低分辨率向高分辨率转换等视频信号处理,也可以进行实时视频和音频数据压缩处理。     

基于谐振式光学陀螺的RS422传输系统设计

为实现谐振式光学陀螺中现场可编程门阵列（FPGA）主控芯片与上位机之间的数据传输需求,便于实时调整陀螺的各项参数、优化陀螺的工作状态。该文采用全双工通信RS422串口与USB接口实现了基于FPGA的谐振式光学陀螺数字检测系统与MATLAB上位机的连接。在分析了陀螺的工作原理的基础上,重点开展了RS422串口在陀螺系统中的软硬件和上位机通信功能设计。实验结果表明,该数据传输系统工作稳定,灵活可靠,能较好地实现谐振式光学陀螺与MATLAB上位机间的数据传输。     

基于LVDS技术的雷达视频信号传输系统设计

针对目前舰载雷达中多路模拟视频信号长距离传输过程中出现的信号衰减、相互干扰等问题,设计了一种基于低压差分信号(LVDS)技术的视频信号传输系统,将多路数字视频信号编码后通过一路串行LVDS信号线进行传输,并通过在发送端增加驱动、接收端自适应均衡来对信号进行恢复。测试结果表明:在通过6类网线传输100m距离的情况下,系统能稳定工作,误码率小于0.1%,满足雷达视频信号传输的要求。     

光电跟踪设备中光纤通信系统设计

为实现高数据传输率、强抗干扰性和超低误码率的目标,采用光纤通信技术传输高帧频、高分辨力的数字图像数据。本设计针对Cameralink接口红外图像数据源,设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)控制的自适应分辨率和帧频的光纤收发系统,采用了低成本SPARTAN6器件XC6SLX45、串并转换芯片组DS90UB903/904、小型化单模小封装可插拔(SFP)单纤双向收发光模块,实现了双路图像光纤收发功能。其中FPGA接收Cameralink接口图像数据,进行图像转换处理,再通过内部集成电路(I2C)总线控制串并转芯片组实现自适应图像串行化和解串功能,并驱动光模块实现光电转换。本设计实现了分辨率640×512、帧频100 Hz红外图像数据的发送和接收功能,并通过了各项环境试验,已应用于实际型号项目中。     

基亏NIOSII的多串口数据通信的实现

串口传输常用于基于FPGA和DSP结构的信号处理板和外部设备之间的数据交换。以GPSRTK定位应用为基础．针对单个串口全双工传输不足以应对多种数据类型同时输入输出的情形,设计并实现了一种面向多串口不同类型数据的传输方案。该方案通过增加串口控制寄存器实现单个中断信号即可控制所有串口,采用乒乓交替读写实现数据持续高速输入。测试表明该方案可独立对各串口进行配置,可同时实现GPS定位结果、差分GPS修正数据与外界的交换以及用户控制命令的输入,并且可减少硬件调试时间,节约硬件资源。     

基于FPGA的高速数据采集系统设计

设计了一种以FPGA为主要控制芯片并通过串口与PC机进行数据通信的高速数据采集系统。FPGA内各个逻辑模块利用Verilog HDL语言进行设计,通过各功能模块分别实现高速模数转换芯片控制、数据采集处理以及与PC机之间的数据通信。系统发挥FPGA的并行数据处理能力,较传统以DSP和单片机为主要处理芯片的数据采集系统更能满足高速度、高稳定性、高实时性等要求。