基于FPGA实现的自适应卡尔曼滤波器的设计

在视频图像获取过程中,由于噪声对图像序列的降质,需要设计实时噪声滤波器。讨论了视频图像的卡尔曼滤波问题及自适应卡尔曼滤波算法,并讨论了自适应卡尔曼滤波算法的简化,以利于硬件实现自适应卡尔曼滤波器,并进行了简化算法仿真,完成基于FPGA实现的实时自适应卡尔曼滤波器的设计。     

基于FPGA器件的Sobel算法实现

简要介绍了图像边缘检测技术中Sobel算法,给出了基于FPGA件Sobel算法实现方案,分析了VHDL行为建模在电子设计中的优点,同时给出了关键部分的设计代码。     

基于FPGA的红外弱小目标检测算法

传统的红外弱小目标检测算法一般采用DSP(digital signal processing)处理器实现,算法复杂且实时性差,本文提出了一种基于FPGA(field programmable gate array)的自适应阈值的FAST(features from accelerated segment test)算法对红外弱小目标进行检测,利用FPGA并行处理的特点,采用流水线设计实现了算法的硬件加速.改进的自适应阈值方法可以根据不同的环境生成合适的阈值,避免了由于阈值选择不当造成的红外弱小目标的丢失或冗余.最后采用4组不同的实测红外图像进行实验,结果表明:该算法能实时地检测出红外图像中的弱小目标,并且能够取得较高的检测率和较低的虚警率,满足实时性和有效性的要求.     

基于FPGA的红外目标自动检测系统

红外成像在军民监控领域广泛应用,红外自动目标检测能减少人工参与,有效提高效率.本文实现了基于FPGA的红外目标检测系统,首先对系统的硬件资源需求进行评估,并设计了以FPGA为核心处理器的系统硬件平台.其次,开发了基于FPGA的红外目标自动检测处理流程,经过两点校正与盲元补偿等预处理后的红外图像信号,通过混合高斯背景建模的方法建立背景模型,自动检测前景目标,再将目标区域周围高亮标识出来.实测结果表明,该系统可有效检测出高亮背景下的红外目标.     

功率倒置阵列自适应算法的FPGA实现

自适应阵列是一种有效的抗干扰措施.功率倒置(power inversion)阵列不需要预先知道有用信号的特性和入射方向等先验信息,实现简单,在雷达、扩频通信等强干扰、弱信号的环境中得到了广泛应用.文章提出了功率倒置阵列自适应算法的 FPGA 实现方法,测试表明该方法能有效抑制强干扰,显著提高通信质量.     

基于FPGA的自适应夜景增强系统设计与实现

为了在夜间环境下对相机拍摄画面进行图像增强,以FPGA结合模拟电路设计了一种自适应夜景增强系统.首先,模拟摄像头采集视频;接着,AD603芯片对采集到的模拟视频信号进行放大,TVP5150芯片对放大后的模拟视频信号进行解码,输出ITU-R BT.656格式数据;然后,FPGA进行有效数据提取、分辨率修改和视频插针等预处...     

基于统计的灰度视频自适应背景建模算法

针对灰度视频的目标检测依赖先验知识、召回率低以及单一算法无法同时兼顾静态与动态背景等问题,提出一种基于统计的背景建模算法。该算法无需先验知识,根据统计信息可以准确区分静态背景和动态背景,并采取不同的检测策略提取目标。对于静态背景,采用改进的三帧差分法自适应设置阈值,可以保证较高的召回率。对于动态背景,采用改进的概率密度估计法可以有效降低虚警率。采用所提算法对光照变化以及阴影进行处理,可以进一步提升算法的性能。在公开数据集与实际采集红外数据进行验证实验。实验结果表明,所提算法在多种场景中处理灰度视频的结果比其他传统算法好,在保证准确率的同时可以极大地提升召回率,并且有效提高目标的完整性。     

FPGA实现基于施密特正交化的自适应算法

在自适应波束形成算法理论基础上,将修正施密特正交化算法运用在基于三角分解的样本矩阵求逆算法中,提出了基于修正施密特正交化算法的三角分解矩阵求逆算法,并给出了具体的可编程门阵列硬件实现结构。该硬件结构的实现采用了坐标旋转数字计算机代替该算法中的除法运算,有效地节约了硬件资源消耗和结构时延。通过硬件仿真对计算结果进行分析研究,实验证明该硬件结构不仅有良好的数值稳定性,能对干扰有效抑制,且硬件资源消耗少,高度模块化。     

基于像素与子块的背景建模级联算法

针对子块级背景建模方法无法保证所提取前景形状的精确性及像素级背景建模方法无法有效处理非平稳场景的问题,提出了一种背景建模分层模型,首先采用文中子块级建模算法得到较为粗糙的背景区域和前景区域,然后利用混合高斯模型对特定图像区域执行像素级的前景提纯或背景模型更新操作,2种不同层次的算法通过非对称前向反馈机制进行级联。实验结果表明,所提分层模型在能够有效处理非平稳场景的同时保证了所提取前景形状的精确性,且对光照突变不敏感,建模效果优于级联算法中任一独立算法,而处理时间小于2种独立算法处理时间之和,满足了实时处理要求。     

基于DES的无刷交流电机控制系统FPGA设计与实现

本文介绍了一种基于离散事件系统（DES）的无刷交流（BLAC）电机的电流控制系统,提出系统的控制器带有图形用户界面(GUI),能够直接显示出有限状态机（FSM）的状态。通过应用FPGA对原有DES控制系统进行改进,将这五个选定的矢量视为的DES离散状态,合理设置FSM选择矢量规则,实现了限定所有可能的方向。在Xilinx Spartan 3E FPGA平台进行的硬件测试结果显示,本文提出的方法减少了60%以上的开关变化数量和开关损耗,证明了提出的DES改进方法对负载变化具有健壮性。     

一种改进的Sobel自适应边缘检测的FPGA实现

针对经典Sobel边缘检测算法对噪声比较敏感而且需要人为指定阈值等问题,提出了一种Sobel自适应边缘检测方法。首先,对经典Sobel算法改进,增加了检测方向,根据待测像素背景灰度值和人眼视觉特性自适应地生成阈值,从而检测出与人的主观视觉更为一致的图像边缘,然后对边缘图像进行形态学处理,增强了算法的抗噪性。将改进的边缘检测算法在单片FPGA上实现,利用FPGA高速并行处理的优势,系统能够实时采集、检测图像边缘并显示高帧频高分辨率图像。     

基于定点LMS算法的自适应天线阵技术及其FPGA实现

如何在满足实时性及精度的前提下实现LMS算法一直是工程上的难点。根据SINR（信干噪比）对天线阵元的输入信号进行了建模,提出一种适合于FPGA（现场可编程门阵列）实现的定点数制,并在满足算法实时性的前提下在FPGA上实现了LMS（最小均方）算法。测试结果表明采用这种定点数制的算法所形成的天线阵方向图具有较好的性能。     

基于神经网络的图像分割算法在FPGA上的实现

脉冲耦合神经网络(Pulse Coupled Neural Network,PCNN)是一种新型神经网络模型,作为研究图像分割的常用方法,一直广受关注.针对目前大量文献关注PCNN模型仿真实现研究的情况,本文基于PCNN模型提出了将最小交叉熵分割算法在FPGA硬件平台上进行实现.相比于传统的PCNN软件实现以及最大信息熵分割算法实现的方案,本文提出的图像分割方案最佳分割精准度高,具有处理速度快,实时性强,图像分割效果好的优势,应用范围更广,因此该设计具有较高实际应用价值.     

基于FPGA的CRC校验算法的实现

由于FPGA具有速度快、效率高、灵活稳定、集成度高等优点,所以在串行通信中采用FPGA来实现串口通信是十分必要的。由于通信传输的不确定性以及干扰等原因,串行通信经常会出现异常情况[1]。因此,在串行通信中添加CRC校验,可大幅度提高通信的可靠性。在论述了CRC校验原理的基础上,提出了硬件实现原理,并用VHDL硬件描述语言实现CRC校验,验证了方案的可行性。     

基于FPGA的抗窄带干扰算法的设计与实现

提出了用于直扩CDMA通信中抑制大功率窄带干扰的改进条件中值滤波(ICMF)算法.文中给出了算法的FPGA实现方案,并在Quartus环境下对系统进行了仿真.仿真结果表明,该算法能够有效的抑制干扰,提高通信质量.此外,该算法资源消耗少,可在Altera的低成本产品Cyclone Ⅱ系列的芯片上实现,因此具有很强的实用性.     

一种基于自适应背景预测的红外弱小目标检测方法

针对目前典型的基于背景预测的红外弱小目标检测方法中无法较好消除噪声的问题,提出了一种基于自适应背景预测的红外弱小目标检测方法。该方法不同于传统方法,在对红外图像进行背景预测时,不仅考虑邻域内像素点的灰度值,同时还通过自适应处理的方法将待预测像素点灰度值也考虑其中,能有效改善低信噪比下红外图像弱小目标的检测性能。通过大量的仿真数据对本文和传统方法进行了对比和分析,证明了该方法的有效性和优越性。     

基于FPGA的肢体动作捕捉系统设计与实现

基于DE2-115开发平台,设计了一种高效的肢体动作捕捉系统.系统对摄像头采集到的视频信号进行肤色检测、噪声消除,提取出合适合适肤色块提取,在此基础上计算跟踪肢体质心坐标,并根据人体轮廓和质心之间的位置关系建立人体肢体模型.系统实现了肢体动作实时捕捉,并完成了三维模型重建.     

基于FPGA具有自适应功能的数据采集系统设计

为了满足工业上数据采集的自适应需要,本文采用FPGA设计实现了高速数据采集,整个系统分为高速数据采集模块、数据缓冲模块、数据存储模块。其中数据采集模块对滤波放大后的输入信号进行采样,采样率可调;数据缓冲模块负责对采样得到的数据进行缓存：数据存储模块负责将缓存后的数据传输至存储器进行存储。使用Quartus Ⅱ仿真工具对...