高速多光谱TDICCD图像数据传输系统

为了解决高速多通道CCD应用时数据传输路数多、数据率高的问题,研制了高速多光谱TDICCD的图像数据传输系统,并在实际工程应用中取得良好效果.阐述了系统总体设计思想和FPGA实现方案,并对FPGA功能划分、时分复用存储及LVDS接口等设计要点进行详细分析,最终系统实现了5片TDICCD共60通道并行图像数据转7路串行图...     

基于SRIO 的高速图像串行传输系统设计

针对CCD 图像具有分辨率高、数据量大的特点,本文提出一种新的平台,可实时完成数据采集,并将采集的数据通过SRIO 接口以3.125 Gb/s 的速度进行传输与显示.该方法根据SRIO 接口协议,采用FPGA+DSP 的方式,利用FPGA 内的高速串行通信接口MGT,实现SRIO 通信协议,与DSP 之间的SRIO 接口模块进行高速传输,再通过DSP 的网络接口将接收到的数据实时传输到PC 机,进行显示.实验结果表明,这种新的平台能够实时传输所采集的CCD 相机数据,并具有可靠性高,可移植性强,升级简单,易于工程实现的优点.     

多通道噪声和振动测试分析系统

设计了一个利用DSP系统、USB接口和笔记本电脑,实现对机械噪声和振动进行多通道数据采集与分析处理的系统,克服了常用的单一信号分析的不足.通过设计DSP信号测试分析软件,实现了实时机械状态监测与故障诊断,使用十分方便.     

仿生复眼测量系统中全景图生成的研究

模仿昆虫复眼结构形状,设计了一种仿生复眼测量系统.该系统由七个CCD摄像机按照复眼最小单元排列组成,利用多个DSP处理板对七路视频信号进行同步处理,模拟实现了复眼的功能.与传统的视觉测量系统相比,该系统具有更宽的视场和更高的运动灵敏度.本文利用改进的相关性方法实现视频图像的拼接,生成全景图,并提出了新的方法,较好地消除了因图像局部不齐和图像灰度不一致带来的人为拼接痕迹.     

天文图像序列中弱目标的实时检测算法

针对天文图像中运动弱小目标的检测问题,在分析天文CCD图像特点的基础上,根据待检测目标运动状态的不同,提出:1)在检测动目标时,对基于图像对称差分运算方法进行了改进,改进后的方法性能优于图像差分法,且硬件实现容易。该方法以连续三帧序列图像为一组处理对象,在进行绝对差运算之前,对图像进行对比度增强及均值滤波;2)使用形态学滤波的方法实现单帧静止多目标的检测,该方法采用top-hat算子完成背景的估计与目标的检测。为了实时实现所提出的动目标及静止目标的检测算法,设计了DSP FPGA硬件架构方案,并进行了外场实验。实验的结果表明,检测算法在硬件加速的情况下可以实时有效地检测到SNR≈2的弱小目标,并可以同时实时保存原始图像数据。     

基于FPGA的卫星图像模拟源系统设计

作为星上的有效载荷, 星载图像压缩设备必须经过严格的测试后方能投入使用. 如果在每一次的测试过程中, 压缩设备均与其前端体积庞大的 CCD 相机系统对接, 势必会造成时间和物力的浪费. 为了保证星载图像压缩设备研发和测试的顺利进行, 本文设计了一套卫星图像模拟源系统, 以模拟多路 CCD 相机数据. 系统基于 FPGA 和 LAN91C111 搭建, 可以在联网和自动两种工作模式下工作. 为了满足 17 路图像数据同时发送的要求, 采用了 MicroBlaze 和 VHDL 联合编程实现 SDRAM 的高速读写控制. 测试表明, 该图像模拟源能满足各项设计指标.     

嵌入式CCD视频图像采集系统

在嵌入式设备中,利用CCD采集高分辨率、高质量的图像是实际工程应用的需要.为此,提出了一种CCD视频图像采集系统.它由CCD图像传感器、视频输入信号处理器SAA7111A、MC9328MXL、帧/场存储体(SDRAM)以及LCD等组成,并采用双帧轮换存储方式.通过比较SOF(Start Of Frame)中断和DMA(Direct Memory Access)传送结束中断,有效地解决了图像数据丢失的问题.嵌入式CCD视频图像采集系统具有体积小、灵活性高、可以实时(25帧/s)有效地采集图像等特点.     

高性能双波段图像融合处理机

报道了自主研制成功的以TMS320C6201数字信号处理器（DSP）为核心的高速数字图像融合系统。由于采用了最新高性能DSP及多种硬件、软件方面的优化结构设计，因此该系统可以灵活地应用多种融合算法实现可见光－－长波红外双通道数字图像的实时或准实时融合处理，同时具备手动的像素平移配准功能，为实用化多通道实时图像融合处理机的研制工作奠定了良好的技术基础。     

高速高灵敏光纤传输EMCCD相机设计

针对高帧频摄像机灵敏度较低与无法远程实时传输的难题,本文采用EMCCD器件提高其灵敏度,并利用光纤通信与USB技术实现高帧频图像的远程实时传输与记录.文章详细介绍了基于EMCCD器件CCD60建立相机的一种方法.利用CPLD器件产生EMCCD控制时序及视频同步处理控制时序,采用集成器件与分立器件相结合的方式建立EMCCD垂直驱动电路,建立EMCCD工作环境;然后,采用具有CDS功能的集成器件对CCD视频信号进行数字化,获得高帧频数字图像数据;再使用CPLD器件与光传输编解码芯片结合的方式实现高速图像数据的远程实时传输,最后采用USB2.0技术实现高速数据的实时采集.系统像素分辨率128×128,最高帧频可达1 000 fps,能应用于低照度高速图像荻取场合.     

基于FPGA+DSP的USB高速数据采集系统设计与实现

为了满足高速数据采集系统的实时性、高速性和结构小型化要求,设计完成了基于FPGA+DSP+USB控制器架构的嵌入式数据采集与处理系统.利用FPGA实现多通道高速数据采集,利用DSP完成对已采集数据的处理.系统采用高速USB2.0控制器完成对数据的高速传输.实验表明,该系统采样速率最高可达10 MSPS,并具有较高的实时性与稳定性.     

基于DSP技术的钢管内直径及内表面检测

提出了一种新的检测钢管内直径及内表面质量的方法。该方法采用高分辨力面阵CCD成像, 通过数字信号处理(DSP)系统进行图像采集,图像处理及计算。该方法速度快,精度高,实时性好,可以有效地检测钢管内表面的各种缺陷及钢管内直径。采用像素细分技术,测量精度可达0.05mm。     

Three-dimensional measurement of distant objects based on laser-projected CCD images

A novel measuring system based on a single CCD camera and two laser projectors to record images and perform three-dimensional measurement of a distant object is proposed here. Because of the alignment of the laser beams which form in parallel with the optical axis of the CCD camera, projected spots will appear on the same scan line in a CCD image. As a result processing of a single scan line rather than the whole image is only required to identify the projected spots in the CCD image. Complex computation of video signals of the whole image via either pattern recognition or image analysis methods is therefore circumvented. On the basic of an established relationship between the distance and pixel counts between the projected spots in the CCD image, the proposed system not only measures the distance from a distant object but also the length of two arbitrarily designated points on the object. To provide better accuracy, intrinsic parameters of the CCD camera are taken into consideration in the measurement. Furthermore, the effect of laser diffusion is also proved to be irrelevant to the measuring accuracy here. Experimental results have demonstrated that the proposed measuring method is capable of yielding accurate results of three-dimensional measurement for a distant object in a very responsive way.     

Joint transform correlator subtracting a modified Fourier spectrum

The optically generated joint Fourier transform (JFT) of a test image and a reference image is processed using a new method: the JFT is recorded twice. In the second recording the reference image is phase shifted by π with respect to the first recording. The two JFT's are subtracted and binarized with a threshold of zero. Strong correlation peaks are obtained, and correlations within the test image are suppressed. Some results of optical implementation are presented, using a ferroelectric liquid crystal display with 128 × 128 pixels for data input. The phase shift of the reference was implemented by the contrast-inverted reference input on the binary light-modulating device. Processing of the JFT is done by a CCD camera, a frame grabber, and a personal computer.     

直升机光电助降系统的双摄影测量算法及实验研究

基于信标的摄影测量定位技术,提出了一种用于光电助降系统的双摄影测量算法.利用两台CCD 摄像机探测直升机两侧各四个信标,建立目标坐标系、摄像机坐标系和图像坐标系,根据信标、镜头中心和信标像点的共线性得到关于旋转矩阵和平移矢量的线性方程组,由此计算出直升机相对于着降点的位姿.设计了一套直升机光电助降实验系统,使用高性能DSP 系统进行实时图像处理,运用双摄影测量算法实时计算直升机着降引导信息.模拟实验结果表明,在两摄像机距离着降点8～13 m 范围内,光电助降实验系统的距离测量精度达到±5 cm,而角度测量精度达到±3°.     

单探测器复合轴伺服系统解耦技术的研究与实现

本文分析了单探测型复合轴系统探测器大视场与高帧频之间的矛盾以及主轴与子轴单元控制输入耦合的问题。采用智能相机控制技术,在线调整CCD探测器的工作参数,实现了探测器在捕获/粗跟踪阶段大视场与精跟踪阶段高探测帧频状态之间的切换;将PZT位置输出与脱靶量进行位置信息的合成并将该信息作为主轴控制输入以保证子轴正常工作。并对系统控制方法进行了仿真,提出根据跟踪精度作为判断系统是否解耦的方法。实验结果表明该方法消除了系统的耦合,取得了较好的控制效果。     

电视制导序列图像快速分割及目标特征提取

针对电视制导系统需从包含多个干扰目标的序列图像中快速识别和跟踪导弹目标的要求,提出了一种基于二值图像索引图的序列图像快速分割及目标特征提取算法,在序列图像二值化后,只需由FPGA对其遍历一次就可得到一张含有目标信息的索引图表,再由DSP对该索引图表边遍历边计算就可得到图像所含目标的数量.面积,质心坐标,二阶矩不变量等特征.实验结果表明,该算法并行处理效率高,实时性好,完全可满足电视制导系统的要求.     

Experimental systems implementation of a hybrid optical-digital correlator

A high-speed hybrid optical-digital correlator system was designed, constructed, modeled, and demonstrated experimentally. This correlator is capable of operation at approximately 3000 correlations/s. The input scene is digitized at a resolution of 512 x 512 pixels and the phase information of the two-dimensional fast Fourier transform calculated and displayed in the correlator filter plane at normal video frame rates. High-fidelity reference template images are stored in a phase-conjugating optical memory placed at the nominal input plane of the correlator and reconstructed with a high-speed acousto-optic scanner; this allows for cross correlation of the entire reference data set with the input scene within one frame period. A high-speed CCD camera is used to capture the correlation-plane image, and rapid correlation-plane processing is achieved with a parallel processing architecture.     

基于EDA技术的图像边缘检测协处理器的设计

在嵌入式图形系统处理领域,图像处理的速度问题一直是一个很难突破的设计瓶颈.文章在介绍一种全新的DSP CPLD图像处理系统工作原理的基础上,阐述了一个基于EDA技术的、用FPGA实现的800×600像素的图像边缘检测协处理器的设计,包括边缘检测算法选择、系统的FPGA实现设计和有关仿真结果等.该协处理器的像素处理方式采用全硬件并行及流水线技术,比单独采用单片机和DSP的系统,其处理速度分别提高了400倍和10倍,同时该系统集成在一块集成芯片上,体积小,功耗低,可靠性高,并可现场编程,在线升级.