基于FPGA的高清视频采集与显示系统设计

介绍了一种基于FPGA的视频采集与显示系统的设计.系统以FPGA为核心,配合高分辨率CCD图像传感器、ADC模数转换、视频编码器等,实现了高清视频实时采集与显示.详细阐述了色彩插值与色彩空间转换算法和BURST传输的FPGA硬件实现.测试表明,该系统运行良好,能够满足高清视频实时监控要求.     

基于感兴趣区域的可变频CCD实时处理系统

为满足航空摄影测量需求,设计了基于感兴趣区域的可变频CCD实时处理系统。该系统主要由CCD控制模块、数据实时处理模块和显示模块组成。系统充分利用FPGA内部资源,改变了传统FPGA配合微处理器的实现方式,相关算法和时序逻辑控制均在一片FPGA内实现并通过验证,可广泛适用于任何分辨率CCD的智能实时处理。     

自定义FPGA测试系统的设计与应用

根据CCD成像软件测试需要,提出了以virtex5系列FPGA器件为核心的软件测试系统,描述了系统软硬件结构,分析了软件测试功能和测试用例;对时序、功能、故障模式、可靠性等进行测试并讨论;采用FPGA测试充分发挥了并行运算处理的优势,并能够实现快速在线实时重构,实现实时测量;通过系统仿真和实际测量,验证了软件的各项性能指标满足设计要求,表明FPGA测试系统在实际的CCD成像软件系统测试中能够很好的模拟时序和故障状态,完成测试任务,可广泛用于航天、探测等领域.     

图像采集系统的面阵CCD驱动电路设计

详细介绍了基于面阵CCD器件的图像采集系统的构成,通过对CCD图像传感器ICX424AQ的驱动时序及数模转换芯片AD9943转换时序的分析,设计了用于图像采集的CCD驱动电路,并采用FPGA进行了实现。采用双线性插值算法,从表面覆盖Bayer彩色滤波阵列的CCD图像传感器获得全彩图像,图像数据以DVI格式实时发送到LCD屏上显示。     

面向颗粒状农产品的分选方法

为提高颗粒状农产品分选精度,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的k最近邻(k-NN)方法.该方法分两步:第一步对基于FPGA的彩色线阵CCD成像系统得到的图像在PC上进行保存,并对得到的图像进行特征提取,然后用k-NN方法对提取的特征进行特征筛选得到最优特征集.第二步将训练好的最优特征集放在FPGA的ROM上,FPGA对线阵CCD得到的图像数据实时提取特征与ROM上最优特征集做距离计算实现k-NN分选算法.对花生和开心果两种颗粒状农产品用该方法进行实验,以RGB颜色空间为主要特征,结果表明:在选择合理特征个数和k值情况下对花生和开心果的分选正确率都达到了95％以上.     

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.     

AD9847的原理及其在CCD成像系统中的应用

一种以AD9847+FPGA为核心架构的CCD成像系统。分析了AD9847及其在系统中所发挥的重要作用。针对目前模拟前端一般采用专用CCD视频信号处理器来实现的方案,给出视频图像预处理和白平衡算法的硬件实现流程。最后对AD9847的PCB布局布线进行了分析和设计。实践结果表明,像素速率37.125MHz时,系统性能较好。     

基于FPGA与DSP的一体化激光三角位移传感器系统

从激光三角传感器的原理出发,设计了一种基于FPGA与DSP的一体化智能激光位移传感器系统,能够在保证位移测量精度的同时简化系统结构、减小系统体积;主要由FPGA控制CCD与激光器的驱动及实现与上位机的通讯,由DSP负责数据的处理从而得到优化的激光强度值及光斑定位信息;重点介绍了FPGA的设计及DSP的算法;最后对系统进行标定,并进行精度实验;实验结果表明,该一体化系统能够在100mm的工作范围内达到10μm的测量精度。     

基于PCI总线的高速CCD图像存储系统设计

对高速相机接口进行分析,提出了一种基于PCI总线的高速CCD图像采集存储方案.这种方案首先利用FPGA预处理CCD图像数据,以保证数据同步和数据位数匹配;然后通过PCI9054采集数据;最后,教据通过流水线方式存储于SCSI硬盘阵列.系统测试结果表明,该方案构建了一个实时性强、操控方便的高速图像采集系统.     

基于ARM和FPGA的线阵CCD测径系统的设计

设计了一种基于ARM微处理器LPC2214与线阵CCD的在线动态测径仪,该测径仪采用FPGA实现对线阵CCD时序脉冲的驱动;以ARM微处理器为测径仪的核心,实现图像信息的处理和对整个系统的控制,保证动态、实时、准确的测量线缆直径.介绍了该仪器的基本原理,详细给出了系统硬件方案和软件流程.     

采用FPGA的高速CCD相机的时钟发生器

采用IL－E2 TDI CCD做为传感器，与计算机构成了成像系统，并在计算机CRT上显示出图像。主要介绍高速CCD相机的工作时钟产生电路的设计，采用大规模集成电路FPGA实现了该工作时钟驱动电路，采用AHDL语言对工作时钟驱动电路进行了硬件描述，并利用Max Plus2软件对所设计的工作时钟驱动电路进行了仿真，最后对FPGA器件进行了编程和硬件电路调试，进而实现了整个CCD相机的控制。     

边缘模式比对高精度测长技术研究

边缘在图像检测中有着重要的作用。本文利用参考标尺作为检测基准,采用边缘模式比对的方法,基于亚像素技术设计高精度的边缘检测算法,获得被测物的亚像素级边缘位置。算法精度高,具有抗噪声,抗抖动,抗倾斜等优点,并且对图像传感器件分辨率要求较低,特别适用于复杂生产环境下高精度的视觉测量。     

基于SoC FPGA异构平台的魔方快速还原系统设计与实现

本设计基于SoC FPGA异构平台,充分利用FPGA和HPS各自的优势,实现了一套高性能的魔方快速还原系统。系统由开发板,魔方还原机械结构,CCD摄像头以及VGA显示器组成。FPGA端实现摄像头图像采集和魔方色块RGB值的获取；HPS端完成颜色识别,运用二阶段算法还原魔方,然后将还原步骤编码之后回传给FPGA,由FPGA中的并行舵机控制模块实现对魔方还原机械结构精准快速的控制,从而完成实体魔方的还原。测试结果表明,对于任意随机打乱的三阶魔方,整个识别以及还原过程在一分钟内完成。     

基于DSP+FPGA的元器件焊接垂直度识别方法

为实现电路板上柱状元器件焊接垂直度的精准检测,设计了一款基于DSP+FPGA的垂直度识别系统。DSP承担核心算法任务,FPGA作为数据预处理单元,完成接口的逻辑、系统的互连以及数据通道。在硬件平台上嵌入了基于元器件形心配准的垂直度识别算法。首先对预处理的图像利用改进的Canny算法提取元器件的像素级边缘,并采用边缘跟踪算法去除噪点和干扰边缘并对元器件进行编号,在粗提取的边缘上用Zernike矩算法来精确定位元器件亚像素级边缘。在此基础上,提取元器件轮廓的最小外接矩形来修正边缘并得到每个元器件的形心坐标,最后根据形心的偏移距离来完成每个元器件垂直度的识别。实验结果表明,该垂直度识别系统的设计方案识别结果精度高,检测速度快,满足实时性要求,具有重要的实际工程意义。     

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。     

基于千兆以太网的高清电子警察取证系统设计

利用高清CCD图像传感器,结合FPGA并行处理、灵活性高等特点,设计一种基于千兆以太网的电子警察取证系统。系统采用200万像素高清CCD采集图像数据,并使用FPGA对图像数据进行格式转换、校正以及千兆以太网数据打包以实现高清真彩图像的快速处理与高速传输。有效地解决了传统取证系统由于画面质量差而造成违章证据不充分所带来的执法纠纷。     

高精度双线阵CCD非接触直径测量系统

设计引入一字线状激光作为目标检测光源,搭建了光学直径测量系统。为了突出目标检测工件特征,设计通过实时改变光积分时间以增强边缘信号特征。采用现场可编程门阵列(FPGA)作为CCD的驱动设备和信号处理器,采用亚像元边缘检测算法对一维图像数据进行处理,最后将结果实时显示出来。实验表明:系统能够完成目标检测任务,检测精度可以达到微米级。     

基于改进Sobel算法的实时边缘检测系统

针对传统的Sobel边缘检测算存在对噪声敏感和缺乏自适应能力等缺点,提出了一种结合中值滤波与自适应阈值的改进So-bel边缘检测算法。并使用Verilog HDL语言在FPGA上实现了基于该算法的实时边缘检测系统。实验结果表明,该系统对环境有很强的适应能力,能够实时有效地提取出图像边缘。     

基于SoPC的实时边缘检测系统研究

一种基于SoPC嵌入式单片解决方案的实时边缘检测系统,利用FPGA片上逻辑资源实现了对640×512大小的动态8 bit灰度图像的实时边缘检测运算,并利用片内NiosⅡ处理器对系统进行控制。分析了系统组成、工作原理、性能数据处理算法及实现过程。