基于Nios Ⅱ软核的实时红外图像自动跟踪系统设计

针对目前国内外大多数红外图像自动跟踪系统采用DSP FPGA结构,系统存在设计电路复杂、成本高、实时性较差等缺点,开发出在单片现场可编程门阵列(FPGA)中实现以Nios Ⅱ软核处理器为核心的实时红外图像自动跟踪系统,采用自定义指令的Nios□处理器实现结构复杂的自递归Otsu的聚类分割和目标运动预测算法,利用硬件实现目标的快速相关匹配,软硬件协同完成系统对目标的实时跟踪,实验结果表明,系统不但体积小、功耗低、实时性强,而且在复杂的地物背景下,能够稳定、精确地跟踪目标.     

基于NiosⅡ的红外图像预处理系统

针对目前国内外红外图像处理系统采用DSP＋FPGA结构,系统存在设计电路复杂、成本高、实时性差等缺点,文中提出了基于NiosⅡ的实时红外图像预系统。采用流水线结构实现改进S曲线的非均匀校正和NiosⅡ自定义指令实现复杂的平台直方图均衡增强算法。软硬件协同完成红外图像预处理系统。实验结果表明,系统体积小、功耗低、实时性强。     

基于NiosⅡ高速红外图像采集系统设计

文章设计了一种基于Nios Ⅱ红外高速图像采集系统。该系统通过Nios II软核处理器实现了基于Sobel算子的图像边缘检测算法,加上外围的红外探测器、 SDRAM、 高速 DAC等器件,完成了高速红外图像采集和显示。其设计方法是基于一种系统级电路,通过QuartusⅡ和SOPC Builder实现对此系统的定制。测试结果表明,此高速红外图像采集系统性能稳定可靠,可以完成红外图像的实时采集、存储和显示。系统可以用在高帧频、数据量大的红外图像实时采集。     

基于NiosⅡ的红外图像处理系统设计

介绍了基于FPGA内嵌NiosⅡ处理器的红外图像处理系统的实现方法；具体阐述了该红外图像处理系统的总体结构、基于NiosⅡ的多CPU工作原理、红外图像处理算法的处理流程和实现方法。通过与传统DSP系统的比较分析，指出该系统的优点与缺点。     

基于SOPC的图像采集及传输系统设计

基于SOPC技术设计了一种软硬件结合的图像采集及传输系统,针对以往缓存在SDRAM中的图像数据对NiosⅡ的不可见性,提出在FPGA上采用SOPC技术实现图像采集、格式转换、图像缓存,通过设计基于DMA的高速缓存IP核,实现NiosⅡ对图像数据的实时、准确读取及传输。实验结果表明,该系统克服了以往缓存在SDRAM中的图像数据对NiosⅡ的不可见性,实现了对任意位置的图像数据准确、高效地读取,有利于扩充各种软件算法。     

红外图像处理中平台实时直方图均衡器的SOC实现

平台直方图均衡算法是红外图像处理中一种很有效的图像增强方法。鉴于以往实时红外图像处理系统中,该算法的硬件实现过于复杂,性价比不高,软件操作极不灵活等缺陷,在巧妙地引入FPGA(现场可编程门阵列)技术的最新成果NiosⅡ软核微处理器后,经过合理的软硬件规划,将该算法以SOC(片上系统)的方式实现,弥补了以往算法的不足,具有很大的工程应用价值。     

基于Stratix Ⅱ EP2S60的改进中值滤波器的设计及实现

在红外搜索跟踪系统中,为了有效可靠地对目标进行探测、跟踪,必须对红外图像进行滤波预处理,从而提高图像信号的信噪比.为满足实时红外图像预处理时对速度的高要求,采用了一种利于硬件实现的中值滤波改进算法,以Altera公司的Stratix Ⅱ系列EP2S60型FPGA为平台,成功实现了对256×320×16 bit图像的中值滤波,整个电路去噪效果明显,速度满足要求.     

基于NiosⅡ的图像数据采集转发系统的设计

为实现高速图像数据的实时接收存储和有效转发,设计了一种基于NiosⅡ嵌入式处理器的图像数据采集转发系统.系统采用模块化设计思想,按功能分为3个模块:数据接收模块负责接收LVDS数据;嵌入式处理器NiosⅡ完成整个系统的数据处理和控制;数据转发模块负责PCM数据转发.经实际应用,该系统可成功地完成图像数据的接收、存储和转发功能.     

基于Nios Ⅱ的机器人视觉伺服控制器的研究与设计

本文介绍了Nios Ⅱ的结构特点及开发流程,利用Nios Ⅱ软核设计一个机器人实时目标跟踪控制器.控制器由Nios Ⅱ作为处理器,采用线性卡尔曼滤波器算法来快速完成运动估计及进一步分析和校正,实现快速而准确的跟踪.从而改善多关节机器人跟踪运动目标过程中存在的彩色图像数据量大、处理时间长的问题,提高了实时性.     

基于VPX架构的目标跟踪系统设计

设计了一种目标跟踪系统,该系统利用立体沙盘模拟复杂地面环境,通过红外和可见光传感器采集图像数据,利用红外图像传感器来检测目标,在检测到目标的基础上,利用可见光传感器来跟踪目标。目标跟踪采用粒子滤波算法实现,为了实现对目标的稳定跟踪,结合红外传感器的检测结果和可见光图像的跟踪结果对目标模板的更新。该图像处理算法在以VPX为设计架构、FPGA＋DSP为核心的高速嵌入式图像处理平台实现,最终生成目标坐标偏差来控制伺服云台的转动,使其保持在视场的中心,并输出目标跟踪图像,实现对目标的跟踪。     

基于FPGA的远程图像与温度采集监控系统

为了能够对电厂或电站的关键设备进行定时或实时的图像和温度采集监控,本文以FP—GA（现场可编程门阵列）为核心,设计了一种基于FPGA的嵌入式图像与温度采集监控系统。该系统利用图像传感器和红外测温模块采集图像和温度,采用FPGA技术进行参数采集模块设计,以高性能软核嵌入式处理器NiosⅡ和嵌入式μClinux操作系统为核心进行软件设计,并通过总线将图像和温度数据发送到上位机供工作人员观察分析。同传统的基于PC机的图像采集系统相比,该系统不仅功能完善,而且具有体积小、成本低的优势。     

基于PCI总线设计电视红外跟踪仿真系统

本系统使用微型计算机仿真电视红外跟踪系统，采用PCI总线实现视频图像信息的实时采集，并使用高级语言实现复杂数字图像处理算法的实时处理，并实时输出数据处理结果和控制电压信号。     

基才Stratix Ⅱ EP2S60的改进中值滤波器的设计及实现

在红外搜索跟踪系统中,为了有效可靠地对目标进行探测、跟踪,必须对红外图像进行滤波预处理,从而提高图像信号的信噪比.为满足实时红外图像预处理时对速度的高要求,采用了一种利于硬件实现的中值滤波改进算法,以Altera公司的Stratix Ⅱ系列EP2S60型FPGA为平台,成功实现了对256×320×16 bit图像的中值滤波,整个电路去噪效果明显,速度满足要求.     

红外视频实时网络采集系统的设计与实现

针对红外搜索跟踪系统中图像传输的特殊要求,提出了一种基于FPGA的网络视频采集系统的设计方案与实现过程.系统以FPGA作为核心处理器与STM32等外围控制芯片协同工作,实现红外搜索跟踪系统中的红外图像的实时采集.相对于现有的视频采集系统,该系统具有稳定性高、传输距离远,数据量大、传输延时小等特点.     

基于SOPC的红外热成像系统设计与实现

为了满足边海防监控领域对高分辨率非制冷红外热成像技术的需求,本文提出了一种基于GST817 VM1 E国产非制冷红外探测器的成像与增强显示技术方案.该方案以SOPC为核心搭建硬件平台,采用DDR3 SDRAM作为红外图像缓存器,使用SOPC内部集成NiosⅡ软核作为系统控制器,配合SOPC可编程单元实现探测器焦平面非均...     

多波段红外目标跟踪与辐射特性测量系统

介绍了一种对动态目标进行红外成像跟踪与辐射特性测量的系统。该系统采用大口径红外成像镜头,图像信号经放大、A／D转换和图像非均匀性校正,输出与目标辐射量成正比关系的数字图像信号。红外成像跟踪采用FPGA结合软件处理方法实现对目标的实时自动识别,进行形心、边缘与相关跟踪的计算。红外辐射特性测量采用基于PCI总线的高速图像采集板进行实时图像采集与显示。红外定标建立输出信号和标准黑体绝对辐射量的关系曲线,将原始的图像灰度数据换算为辐射通量密度。经外场试验证明该系统稳定可靠。     

扫描型红外焦平面探测器图像实时传输系统

探讨了一种扫描型红外焦平面探测器(IRFPA)图像实时传输系统的原理、结构及其实现。根据系统指标要求,提出了一种基于FPGA的红外图像实时传输系统,并利用光纤传输技术与USB协议来实现。该方案不仅实现了扫描型IRFPA图像的实时传输,而且实现了双模式显示,为之后图像融合、目标跟踪奠定了基础。     

高速红外视频处理系统的设计研究

由于红外地面弱小目标的检测与跟踪技术中,处理的数据量大,运算算法复杂,因此红外视频处理系统要求对数据信息有足够高的吞吐量和处理速度。DSP在数据的复杂算法运算处理方面有明显的优势,而FPGA更利于实现时序逻辑算法,所介绍的红外视频处理系统就将DSP模块作为核心处理器来完成红外地面弱小目标图像的检测与跟踪算法,FPGA模块则作为协处理器完成图像接收、预处理、时序控制等功能,FPGA控制ARM模块显示图像处理结果,形成高效处理图像数据的系统,该系统通过实践取得了较好的检测跟踪效果。     

高分辨率多传感器融合图像跟踪系统的设计与实现

为了提高图像处理器目标跟踪的准确度和对复杂环境的适应能力,设计了一种CPCI架构的多传感器融合图像跟踪系统。针对高分辨率高帧频图像的采集、目标搜索与跟踪,设计并实现了以FPGA+DSP为核心的嵌入式图像处理平台,采用CPCI标准总线作为数据共享通道,由嵌入式图像处理平台完成实时计算,数据中心完成跟踪结果的数据融合和系统综合控制。实验结果表明：系统可以实现多路不同分辨率CameraLink图像或HD-SDI图像的采集和融合跟踪处理,该架构处理能力强,可扩展性高,结构紧凑,为图像融合跟踪系统提供了一种可靠的解决方案。     

基于Wishbone-PCI核的红外探测器注入式仿真系统

介绍了一种基于Wishbone-PCI桥核和Spartan6系列FPGA的红外探测器注入式仿真系统。重点讨论了基于PCI总线的红外图像注入接口卡的设计与实现以及Wishbone-PCI桥核技术。该系统可以代替红外侦察告警设备的头部探测器将红外仿真图像数据注入到红外告警、红外搜索跟踪等设备的实时信息处理箱,用来实现对红外侦察告警设备目标探测与目标跟踪功能的验证与仿真。该注入式仿真系统通过将前期红外侦察告警设备采集的红外图像数据与自定义的目标图像相叠加,注入到实时信息处理箱,因此该注入式仿真系统具有图像数据真实连续的特点,能更加真实地模拟现实的场景,为实时信号处理箱提供真实可靠的数据来源,有利于加快红外侦察告警设备的研发进程,缩短系统开发周期。