基于NPR技术的建筑CAD系统

介绍了E—CAD，一个模拟钢笔画绘制生成建筑场景以及设计图纸的CAD系统，以及系统中实现的一种参数化过程纹理描述语言。从系统的角度具体阐释了为了支持NPR绘制，系统在内核的选择、开发、实体造型、系统框架、渲染体系结构、控制流程和显示模块方面相应的设计和实现。     

一种基于NPR的虚拟环境生成方法

非真实感绘制(NPR)为传统虚拟现实技术的使用开辟了新的空间。针对传统基于图像的绘制无法满足艺术风格虚拟环境需要的问题,通过将非真实感绘制技术引入虚拟场景构建中,提出了一种基于非真实感绘制的虚拟环境生成方法。该方法首先通过计算结构张量刻画图像局部结构,并采用全变分偏微分方程自适应滤波处理来得到平滑张量场;然后在此基础上采用线积分卷积指导画笔走向来模拟生成线条波动感艺术图像;最后将其融入3维场景来生成可漫游的艺术感虚拟环境。实验结果表明,采用该新算法不仅可以较好地模拟线条波动感艺术图像,而且可实现艺术风格虚拟环境的构建。     

基于FPGA的实时图像滤波及边缘检测方法

图像滤波和边缘检测是视觉导航系统中道路检测和障碍物检测等复杂视觉处理的关键步骤,其性能和处理时间直接影响了后续图像处理的性能及视觉系统的整体响应时间.为此,提出了一种基于FPGA的实时图像模板滤波及边缘检测方法,将LoG模板分解为两个一维模板的卷积和,从而降低了算法运算量.并充分利用FPGA的并行机制及片内丰富的RAM资源,采用分布式算法,用查找表代替乘法器进行乘法运算.实验表明该方法满足视觉导航系统中实时性需求,且又适用于其他基于模板运算的图像处理算法.     

基于GPU的实时素描风格渲染算法

为了更好地模拟素描画中线条的轻重变化和明暗变化,提出了一种改进的素描风格渲染算法。将渲染过程分为轮廓线绘制、纹理绘制和色调调整三个部分;在轮廓线染绘制过程中采用多重采样来辨识轮廓线,利用卡方分布和紊乱场来模拟生成素描化线条绘制;在纹理渲染绘制中,利用模型的切线和副法线生成多个方向场,通过对白噪声纹理的线性卷积( LIC)生成素描化纹理;通过牛顿插值法重新计算了输出曲线解决多重渲染混合后绘制效果偏灰问题。实验结果显示改进后素描风格渲染算法具有更高的渲染效率和更好的渲染效果。算法能够较好地实现素描风格的渲染效果,并可广泛适用于影视游戏开发中。     

一种基于流体动力学模拟的水墨渲染方法

基于流体动力学模拟技术提出了一种新的水墨效果渲染方法,利用高级着色器语言（HLSL）通过图形处理单元（GPU）就纹理的顶点与像素进行处理。通过交互,计算出逐像素的外力及其所引起的加速度,将其作用于待处理纹理中,从而实现对该纹理实时水墨效果的渲染。实验结果表明,该方法具有较好的水墨动态特性的仿真效果,可以对渲染过程进行控制和干预,并能够实时显示。     

一种非真实感的水墨画渲染方法

非真实感渲染是图形学的重要研究领域。本文利用Opengl实现了一种非真实感的水墨渲染的方法,方法首先通过模型定点的视线矢量和法线矢量的点乘积计算其夹角的余弦值,然后根据计算的余弦值进行纹理映射,最后进行显示完成了水墨渲染效果。     

图像抽象化的实时增强型绘制

现有的图像抽象化绘制算法主要采用基于图像分割或边缘保持的平滑滤波技术,导致所生成的抽象化图像经常存在明暗对比度较低、画质昏暗模糊、画面色彩表现力不强等问题,为此提出一种增强对比度的图像抽象化绘制算法.首先利用结构张量平滑技术生成光滑连续、显著特征保持的特征流场,然后基于该流场对图像进行沿边缘切向流方向的自适应平滑和沿梯度方向的对比度增强处理,最后使用改进的基于流场的双边滤波或者Kuwahara滤波算法实现图像抽象化的实时绘制.实验结果表明,该算法可显著改善已有抽象化方法的绘制质量,抽象化图像的边界特征明显增强,画质更清晰、层次感更分明.     

基于可编程流水线的水墨画效果实时绘制

为了提高对三维模型进行实时水墨渲染的效率,同时扩展水墨效果在计算机动画中的应用,利用先进的可编程图形流水线技术,结合多种纹理贴图技术,边缘评估算法,多种图像空间内的后期处理算法,实现了水墨风格生物动画的高效率实时渲染.用户可根据需要对场景和系统进行配置并实时调整视角和缩放.实验结果表明,运算速度能够满足交互系统的实时性需求.     

基于粒子系统的书法书写仿真系统

水墨风格渲染是非真实感渲染的一个研究分支.利用CPU、GPU配合实现的粒子系统,结合纹理融合技术来实现书法书写字迹仿真.利用鼠标实现用户交互,鼠标按键、位移方向和位移速度控制墨滴的走向,实现了书法书写的仿真.系统采用实时渲染方式,用户可根据需要对场景和系统进行配置并实时调整视角和缩放.实验表明运算速度能够满足交互系统的实时性需求.     

基于Log_Prewitt算子的边缘检测算法

本文介绍了一种边缘检测算子 ,即 L og_ Prewitt算子 .它不是直接对光强度 ,而是对光强的对数 (光密度 )作Prewitt边缘检测的新方法 .具有检测边界区域与光照强度无关、抗干扰性强、处理速度快、适于在线检测等优点 .     

FPGA based real-time on-road stereo vision system

Accurate and Real-Time stereo vision is an essential need for many computer vision applications, such as On-Road stereo vision system. In this paper, a fast and accurate system for On-Road stereo vision application is presented. In order to achieve this purpose, first, an algorithm is presented that is optimized for hardware implementation and On-Road application, then an appropriate hardware architecture for this algorithm is proposed. The approach uses gradient and Census transform as initial cost function, then cost is aggregate in cross-based supported reign. LR-check and disparity refinement is also utilized to improve final disparity. The proposed design is a standalone stereo vision system where all steps of algorithm is implemented on a hardware platform. Overall system is implemented on FPGA platform and it is tested on KITTI Database. The proposed system is also tested on Middlebury database without any changes in parameters. Experimental results show that the proposed system has high accuracy in KITTI and Middlebury database. In term of hardware resource, the system occupy %%66 of XC6VLX240T FPGA device for 1920 × 1080 image with 96 disparity levels that operated at 53.5 Fps.     

基于FPGA的多路同步实时数据采集系统

结合数据采集系统在电力系统中的应用,设计了一种基于FPGA的多路同步实时数据采集系统,该系统将多个功能模块集成到一片FPGA中,构成片上可编程系统,使用一片FPGA完成对A/D转换和双口RAM等模块的控制;给出了系统的硬件原理框图,并结合系统的设计方案对其中的主要功能模块进行了阐述;以此构成的多路同步实时数据采集系统具有性能稳定、实时性强、集成度高、扩展性灵活等特点。     

基于FPGA的实时心电监护系统设计

介绍了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的实时心电监护系统。该系统采用FPGA为中央数字处理器,采用硬件描述语言(VHDL)进行结构化设计,实现了心电信号(ECG)的实时采集、处理和传送。同时还在芯片内集成了数字滤波和数据压缩存储算法,实现心电信号的实时处理和压缩。     

基于FPGA的运动目标实时检测系统设计

目标识别是智能安防监控视频处理系统中重要内容,为了满足安防系统小型化实时性等应用需求,本文设计了一种基于FPGA平台的运动目标识别系统。该系统采用 CMOS摄像头作为视频采集器,SDRAM作为视频流缓存及存储介质,FPGA对视频流进行灰度化和帧差法算法处理,并将结果传输至显示器终端,从而实现图像采集和目标识别跟踪和显示。测试结果表明,本系统在一定测距范围内可有效稳定地跟踪运动目标物体,可进一步应用于安防领域中。     

基于FPGA的实时QRS波检测系统设计

根据在线心电信号自动分析系统的实时性要求,提出了一种基于现场可编程门阵列的QRS波检测解决方案和硬件结构。该方案采用离散小波变换(DWT)算法结合阈值检测算法进行特征点提取,克服了传统算法受噪声、基漂、杂波等影响的缺点,逻辑简单,适合硬件实现。     

基于OTSU算法的FPGA实时绕距测量系统

随着FPGA芯片集成度的提高,加之其价格低廉的优势,越来越多的视频图像处理平台采用基于FPGA技术的方案。设计并实现了一个基于OTSU算法的FPGA实时绕距测量系统。首先设计了视频图像灰度化的非浮点运算实现,然后详细讨论了OTSU算法的硬件实现方案,包括其原理、公式简化、流水线处理等。经过OTSU算法处理之后,接着通过统计二值图像中双绞线部分的列宽,计算两个最窄列宽之间的距离即绕距。最后在片上可编程系统上编写软件模块实现功能。     

基于FPGA的线阵CCD实时图像采集系统

设计了一种基于现场可编程逻辑器件的线阵CCD实时图像采集系统。系统采用线阵CCD TCD2252D作为图像传感器,使用CCD专用信号处理芯片AD9826对CCD信号去噪并实现高速A/D转换,同时用USB接口芯片完成CCD数据的传输,最后在上位机显示采集的图像数据。整个系统由基于Verilog的CCD驱动模块、CCD输出信号处理模块、双口RAM缓存模块、USB接口控制模块等组成,结合上位机模块实现对CCD输出图像的准确采集、显示和保存。实验结果表明,该系统能实时采集和显示图像信息,USB传输速度可达28 MB/s,系统实时性好。     

Harris角点检测的FPGA快速实现方法

针对Harris角点检测算法计算量大导致实时性差的难题,提出了一种基于FPGA的快速Harris角点检测技术。利用FPGA并行处理的特点,将整幅图像分为两块后并行处理,对其中分解得到的每一块图像采用流水线处理,并将流水线结构分为导数生成器、高斯滤波、角点响应R值计算、非极大值抑制四级,且对流水线每一级中涉及到的复杂乘法运算转换为精简的移位及加法或减法运算,最终实现对目标的实时角点检测。实验结果表明,对于分辨率为1024x1024的图像,达到了每帧6.809ms的角点提取速度,与基于FPGA传统结构的Harris角点检测算法相比,速度提高了近一倍,极大提升了算法的实时性,具有较强的工程实用价值。     

基于FPGA的小型化实时CMOS成像处理系统

针对成像处理系统的实时性和小型化的问题,设计了一种基于Cyclone IV系列FPGA的CMOS数据采集处理系统,实现了图像的实时采集、处理和双通道输出;通过体系结构上的优化实现了系统的小型化设计。介绍了系统总体框架、硬件体系结构、FPGA功能模块以及图像预处理算法等。最后对系统进行了功能性实验,在满足双通道实时显示的情况下,可以实现图像增强等实时处理,表明该系统具有一定的实用价值。     

基于FPGA的多通道高速实时信号处理系统设计

在高速实时信号处理系统中常采用 FPGA+DSP 的架构,根据各自的优点,FPGA 主要做前端信号处理和系统控制。结合具体工程项目,分析设计如何在 FPGA 中实现中频正交采样(DDC),FPGA 如何与 TS201实现高速链路口通信,以及如何在 FPGA 中实现多路信号并行实时处理。