基于FPGA和ADV212的彩色图像实时压缩系统的设计

在JPEG2000专用编解码芯片ADV212的基础上,设计了以FPGA与ADV212为核心的彩色图像数据实时压缩系统。系统以FPGA为主控单元实现了对图像数据的接收、压缩、发送,对ADV212寄存器进行了配置、数据输入,并将压缩数据实时上传到上位机。经过实际测试,该系统满足对彩色图像压缩实时性的要求,且系统稳定,失真度小,具有较高的实用价值。     

星上多通道TDICCD相机内部的图像实时合成压缩

为了解决星上图像整合电路工作频率过高而造成的成像系统工作不稳定的问题,在相机的结构上进行创新,提出了一种基于FPGA平台实现的星上TDICCD遥感图像实时合成压缩方法。首先,介绍了星上多通道遥感图像实时合成压缩的原理;然后,针对TDICCD线阵推扫成像模式的特点,采用基于行的2D-DWT整型提升算法,提出了比特平面和编码过程全并行的EBCOT结构,实现了在对图像数据进行整合的同时进行图像的近无损压缩;最后,搭建试验平台进行验证,结果表明,在无损压缩和2倍压缩时,系统主时钟从原来的100 MHz分别降低为80 MHz和64 MHz,系统稳定,恢复图像的PSNR可以达到84 dB,满足大于80 dB的成像质量要求。处理每行的平均时间61.2 s小于相机的最小行周期63 s。算法稳定可靠,实时性好,实现了相机内部的合成压缩,满足实际工程需求。     

基于SATA硬盘和FPGA的高速数据采集存储系统

为解决现有采集存储系统不能同时满足高速率采集,大容量脱机且长时间持续存储的问题,设计了一种基于SATA硬盘和FPGA的数据采集和存储方案。本设计由AD9627转换芯片,Altera Cyclone系列FPGA,JM20330串并转换双向桥接芯片完成硬件架构,由Verilog HDL语言编程实现软件架构,直接使用FPGA编程实现数据的多通道分配和磁盘阵列控制,分时处理A/D芯片采集到的高速率大容系量数据,再由串并转换芯片将目标数据存入串口SATA硬盘。实验结果表明,在150 MHZ的采样频率下,设计前端对中频10 MHz、带宽10 MHz的线性调频信号进行高速数据采集,设计后端能将采得的高速并行数据进行脱机、高速的大容量数据存储。与以往数据采集存储统相比较,基于FPGA的SATA硬盘数据采集存储技术,缩短了专用SATA硬盘控制器的开发周期,减轻了系统内部的存储压力,提升了数据的存储速度,安全性和强抗干扰性,实现了长时间、大容量的数据存储。     

基于FPGA与USB 2.0接口的红外图像采集系统设计

以FPGA为核心处理器,完成了中波热像仪输出红外图像的实时采集与存储系统设计。系统主要由USB固件程序、FPGA控制程序和上位机软件组成,通过对工作在Slave FIFO 模式下的USB2.0接口芯片CY7C68013A内部FIFO进行控制,实现了USB接口的高速数据传输。应用结果表明,该系统具有数据传输速度快、采集数据准确等特点。     

基于FPGA的全景图像采集与远程传输系统

结合国内外视频采集传输的技术特点,介绍了一种基于FPGA的全景图像高速采集与网络传输系统的实现方法。设计的全景图像平台由曲面镜和CSC12M25BMP19型CCD相机构成。图像采集接口选择Camera Link接口,MDR26作为连接器,用解串芯片DS90CR288A实现图像数据的串并转换,FPGA芯片控制经过转换后的并行图像数据的采集。FPGA芯片作为核心控制器控制高帧频图像数据的采集、缓存、数据打包及网络传输,网络芯片88E1111将打包图像数据传输到服务器。在Quartus II开发环境下,编写了图像采集控制单元模块、网络控制器底层驱动模块,说明了数据采集单元、网络传输单元的设计流程。测试结果表明,该系统能够实现全景图像的高速采集与网络传输功能,并具有良好的图像传输质量。     

一种激光标刻图像验证装置的研究与设计

为了解决激光打标控制卡在开发制作过程中标刻图像验证困难的问题,设计了一种激光标刻图像验证装置。该装置首先是通过主控模块FPGA来控制串口线进行激光打标卡的数据采集,然后经过数据检测、判别和存储后筛选出振镜坐标数据和激光器开关光数据,通过USB总线将数据传输至PC上位机,最终由上位机还原数据实现图像的模拟标刻,该装置的数据采集遵循XY2-100协议,FPGA主控模块选用Cyclone III芯片,USB传输模块选用FT2232H芯片。该装置能够快速、完整的获取激光打标控制卡在进行图像标刻过程中的实时数据,并能在上位机模拟绘制出实际标刻的图案。实验结果表明,该硬件装置运行稳定、精度较高、图案验证性强。     

基于FPGA和USB 2.0的数字图像采集系统设计

随着技术的发展,工业检测技术受到人们的重视,其中图像检测由于其具有直观,方便,信息量较全面而使得它在工业检测方面具有重要的应用。以FPGA作为控制核心,设计了一个小型图像采集系统。通过FPGA实现CMOS图像传感器的初始化、图像数据采集、存储、USB接口芯片的控制;使用USB 2.0接口实现图像数据传输;使用VC＋＋编写上位机程序对图像进行实时显示。经过测试,整个系统能够稳定工作,满足设计目标。     

基于嵌入式系统的网络视频会议系统设计

为了解决传统视频会议存在的诸多问题,提出了一种基于嵌入式技术的网络视频会议系统。本系统以Linux系统和S3C2440控制器为核心,利用WIFI技术进行音频、视频数据传输,将UVC摄像头采集到的视频数据,音频采集芯片采集到的声音数据进行压缩并传输。接收端可接受连续帧图像以及同步的声音信息,并可以同步将本地音频、视频数据传输给发送端。测试结果表明：该网络视频会议系统稳定可靠,音频、视频数据实时准确。     

极紫外光子计数成像仪图像快显系统设计与实现

为实现极紫外光子计数成像仪数字图像的实时获取,设计图像快显系统,完成数据的实时传输和图像的快速显示。设计了基于USB2.0的数据传输单元完成成像仪与PC工作机之间的数据交互,介绍了数据传输单元的工作原理与组成,采用FPGA+USB控制芯片的结构实现安全、高效的数据传输。对极紫外光子计数成像仪成像原理进行分析,在PC机中进行数据处理,完成图像的快速显示,实现极紫外光子计数成像仪的实时图像测试。经实验验证,本系统可以完成科学数据的实时接收与图像的快速显示功能,满足设备的调试与测试需求。     

基于USB和Camera Link的数据传输系统设计

为了使CCD相机和上位机之间能够进行简单、实时的数据传输,提出一种以USB和Camera Link接口相结合的数据传输系统设计方案。通过FPGA对接口芯片进行控制,使用VHDL语言进行逻辑电路的设计,并采用VC++编写上位机软件。实现由USB接口接收数据,USB或Camera Link接口输出数据。实验表明,设计的系统能够准确、实时地接收控制命令和向上位机发送高速率、大容量的图像数据,可以应用在不同数据传输要求的CCD相机中。     

视频压缩与信号复接系统设计

为了满足视频信号传输的高实时性,提高无线信道的利用率,设计并实现了一种以专用视频压缩芯片ADV202实现视频信号压缩,并采用FPGA为信号复接单元的视频压缩与信号复接系统。系统中通过ADV202实现了基于JPEG2000的视频数据压缩,保证了信号传输的高实时性;并通过FPGA实现对压缩数据的复接,提高了无线信道的利用率。     

基于FPGA的工业数字摄像机系统的设计

针对传统工业数字摄像机的灵活性差、实时性差等缺点,设计了一种基于FPGA的工业数字摄像机系统。将工业数字摄像机与FPGA结合起来,利用FPGA通过I2 C总线接口控制器控制图像传感器采集图像数据,然后将Bayer格式图像转化为RGB格式图像,通过调用Altera IP核DDRII SDRAM controller with ALTMEMPHY和FIFO存储器设计了DDR2SDRAM的接口,将图像数据缓存到DDR2存储器中,最后通过SPI总线接口在液晶屏上显示图像,可达到53帧/s图像的速度。系统代码共需约5 000个逻辑单元,3 704个寄存器,117个引脚。将设计代码下载到系统芯片中后,系统可以清晰显示所拍到的画面。设计结果表明,基于FPGA的工业数字摄像机设计灵活,易于移植,可实现高速图像采集和传输。     

变电站实时监控系统中的千兆以太网传输设计

针对变电站实时监控系统需要传输的数据量大和传统的百兆网络已无法满足传输总带宽需求的问题,文中设计了嵌入式千兆以太网视频传输系统。该系统选用Xilinx公司Artix-7系列的FPGA芯片为主控制器,完成数据的采集、处理和传输控制。使用UDP/IP协议帧通过千兆以太网向远程监控系统传输图像数据时,丢包率仅为0.001 25%。在对变电站高压设备进行监控传输测试时,稳定传输视频图像的最高帧频可达150 frame·s-1。     

基于DSP和FPGA的通用图像处理平台设计

设计一种基于DSP和FPGA架构的通用图像处理平台,运用FPGA实现微处理器接口设计,并对图像数据进行简单预处理,利用DSP进行复杂图像处理算法和逻辑控制,实现图像数据的高速传输与实时处理。系统可应用于贴片机芯片检测中,并进行性能评估实验。实验表明该系统满足实时性和功耗的设计需求,易于维护和升级,具备较强的通用性。     

基于Ethernet物理层芯片数字音频实时传输系统设计

介绍了基于以太网物理层芯片的数字音频实时传输系统设计和实现;以现场可编程门阵列(FPGA)与以太网物理层芯片DP83848C为核心给出了硬件与FPGA软件设计思路,实现了多通道数字音频实时性双向数据传输.     

基于CPCI的红外图像实时处理系统

提出了一种基于CPCI总线、采用FPGA DSP架构的高性能红外图像信号实时处理系统。在该系统中,FPGA芯片XC2VP20-5FG676负责控制采样并作为红外图像信号的预处理单元,DSP芯片TMS320C6416T构成高速处理单元,PCI接口芯片PCI9054实现标准的32位PCI总线接口,从而构成了一个可用于红外信号采集处理的通用标准化硬件平台。该方案充分结合了不同处理器件的优点,具有处理能力强、数据传输速度快、接口可靠方便和编程灵活等特点。实验证明,系统能够满足红外图像实时采集处理的要求。     

基于ADV212的光谱数据压缩系统研究

为了解决现有的存储介质和传输带宽与成像光谱仪(imaging spectrometer)异常庞大的光谱数据量之间的矛盾,本论文选用FPGA搭载JPEG2000压缩专用图像压缩芯片ADV212的方式;利用Xilinx的嵌入式开发套件所提供的可编程嵌入式开发平台和Xilinx MicroBlaze软核处理器设计了硬件系统来实现光谱数据压缩。系统设计使用专用图像压缩芯片,所以不必花费大量时间对JPEG2000算法进行优化,处理数据的速度较高,还原图像的质量较好而且实现起来简单,技术成熟可靠稳定。并在基于DMD的哈达玛成像光谱仪上对所设计系统进行了验证。结果表明该系统达到实时压缩光谱数据的要求。     

基于FPGA的CMOS传感器高速视频采集系统

依据图像采集和传输的方式和方法的不同,提出了一种以CMOS数字图像传感器作为相机光电转换器件的数据采集方法.设计了一种利用FPGA作为核心控制芯片、USB为传输接口、CMOSOV5620为图像采集芯片的高速视频采集系统.介绍了系统的总体设计结构,给出了各个模块的具体硬件设计方法和软件流程,得出了可行性结论.     

基于FPGA和ADV212的图像实时压缩系统设计

设计了一种基于FPGA和ADV212为核心的图像数据实时压缩系统。该系统采用LVDS传输图像数据,利用FPGA为主控单元完成图像数据的接收,以及对ADV212的模式配置,数据写入,读取并把压缩数据实时上传到上位机,经过实际测试,该系统处理速度高,压缩较好,失真度小,具有较高的实用价值。     

基于DDR2 SDRAM乒乓双缓冲的高速数据收发系统设计

在高速数据收发系统设计中,首先需要解决的问题是实时数据的高速缓存,然而FPGA内部有限的存储资源无法满足海量数据缓存的要求。为了解决系统中海量数据的缓存问题,系统创新提出了一种基于DDR2 SDRAM的乒乓双缓冲设计方案。方案设计了两路基于DDR2 SDRAM的大容量异步FIFO,通过FPGA内部选择逻辑实现两条通路间的乒乓操作,从而实现数据的高速缓存。实验结果表明,基于DDR2 SDRAM的数据收发系统实现了每路512 Mbit的缓存空间和200 MHz的总线速率,解决了海量数据的高速缓存问题。