基于FPGA的图像几何矩计算实时实现

在Hatamian数字滤波器算法和改进的数字滤波器算法基础上,文中设计了累加器和累加器栅格的结构,消除了几何矩计算中乘法运算,进一步简化了加法运算量,实现了基于FPGA的几何矩计算实时实现.累加器表的仿真实验表明,该累加器表能够完成图像(256×256)几何矩的实时计算,同时该累加器表也可以用于图像质心的计算.     

实时图像融合算法的研究与比较

阐述图像融合的基本原理和常用的实时图像融合算法,通过图像融合的实验研究,对不同算法图像融合的质量在视觉效果和定量指标上进行评价,并比较其优点和不足,最后给出下一步的工作重点和研究方向。     

图像融合的开窗处理技术研究

图像融合的速度和质量是相互制约的一对矛盾的主题,图像的实时融合是目前图像融合技术亟待研究、解决的问题之一,我们提出的图像融合的开窗处理技术在一定程度上解决了这个问题。给出了图像开窗融合准则,确定了开窗融合适用范围和最大开窗面积的计算方法,得到最大开窗面积的近似计算公式。并对开窗融合的结果进行了分析、验证和对比,证实了此技术的可行性。     

基于FPGA 的实时视频边缘检测系统

为解决Canny算法计算量大、耗时长以及在视频边缘检测系统应用中实时性较差的问题,提出一种基于FPGA的Canny算法硬件加速设计.以模板代替卷积运算,以流水线形式对系统结构进行改进和优化,给出实时视频边缘检测系统,并对相机原图、Sobel与Canny处理图进行实验分析.结果表明:该系统能实时高效处理复杂图像的边缘,既能节约硬件资源又能大幅提升处理速度.     

电子稳像的实时鲁棒性算法

电子稳像的实时鲁棒性算法,首先对采集到的每帧图像建立高斯金字塔.然后在高斯金字塔的顶层进行初估计,采用图像块法得到整像素的运动估计矢量.精估计采用光流梯度法.为提高鲁棒性,运用简化的M收敛法进行梯度约束.最后阶段采用双线性内插对当前帧与参考帧进行匹准.经测试,该算法效果较好,也能实时运行.     

基于DSP 的多源图像融合系统

针对传统红外侦察方法存在的不足,为综合紫外、红外和可见光的成像优点,系统采用DSP为处理核心,构建一种小型实时多源图像融合系统,通过光机结构设计,经过倍率调整和数字位移,以及一系列试验进行多光谱的融合。实验结果表明,系统设计合理,能够完成多源图像的融合。该系统具有体积小、重量轻、功耗低、处理速度快和工作模式灵活可选等特点,非常适合载荷能力有限、需执行多样化任务的无人机搭载应用。     

并行性可裁减的实时图像模板匹配VLSI结构

在保证实时性的基础上，对FBMA计算结构进行了改进，提出了一种并行性可裁减的VLSI实现结构。通过对二维脉动阵列进行部分和分解、裁减与重用，以及采用双时钟策略和存储器交互方式，在不降低处理能力的前提下使图像模板匹配的硬件资源利用率进一步提高。文中给出了实时性与处理时钟及PE数量之间关系的数学描述，并在FPGA上对提出的计算结构进行了有效验证。     

基于红外图像与可见光图像特征融合的目标检测算法

对可见光与红外图像融合目标检测问题进行了研究,提出了一种针对目标检测任务的特征融合算法。采用端到端的神经网络方案,将可见光与红外图像同时输入神经网络,分别进行特征提取,后对提取的特征进行融合,再对融合的特征进行目标检测,最后输出检测结果。与一般先融合出一张图片再检测的方法比较,特征融合算法可以保留原始图像的特征,并根据目标检测的结果对特征进行挑选及融合,避免先融合图像造成的信息损失。红外图像能够弥补可见光图像的不足,适应不同光照强度及天气情况。针对目标检测的特征融合方法有效利用了纹理信息及热辐射信息,检测效果优于单独利用可见光或红外图像的方法。     

基于NSCT的红外与可见光图像融合算法

针对红外与可见光图像融合,提出了一种基于NSCT的图像融合方法。首先对图像进行NSCT分解;然后对分解后的子带系数采用基于区域能量匹配度的融合规则分别进行融合:对于低频子带,使用区域能量和方差构造决策值,并使用决策值选大与加权平均相结合的方法进行融合,对于高频子带的最高层采用像素绝对值选大法进行图像融合,对于高频子带的其他层,采用基于区域能量匹配度的区域方差选大的融合规则进行融合;最后使用NSCT逆变换对融合后的系数进行重构得到融合图像。实验结果表明,该融合算法可以获得更多的细节信息,并且获得较理想的融合图像。     

双波段红外图像融合算法研究

为了对双波段图像达到比较好的融合效果,需要在分析目标辐射传输特性、成像特性和图像特征等在不同波段的异同基础上研究图像融合算法,利用互补信息和冗余信息来增强图像融合效果.文中结合目标背景辐射传输特性,提出了一种基于普朗克定律的双波段红外图像融合算法,实验证明文中算法能够得到比较好的图像融合效果.     

速高比对TDICCD相机的影响分析

高分辨率星载时间延迟积分电荷耦合器件( TDICCD)相机在侧摆成像过程中,速高比变化会引起相机图像运动角速度的变化,恶化相机的像质。因此研究卫星相机成像时速高比的变化规律,并分别从成像地面景物的纬度变化和相机侧摆角度的变化两个方面研究速高比变化对成像质量的影响。通过实例计算,给出了时间延迟积分( TDI)行积分时间调整的时间间隔和相机成像时允许的侧摆角度范围。最后分析了视场变化对相机像质的影响。     

基于Chebyshev插值算法的实时鱼眼图像校正

针对鱼眼镜头由于视场大而导致畸变的问题,对其拍摄的视频图像进行畸变校正。采用 Chebyshev 插值算法,将鱼眼镜头的非线性校正函数转换为多项式校正函数,采用流水线法快速计算多项式校正函数,并通过实例进行实验验证。结果表明：该方法能实现FPGA(field programmable gate array)平台上的实时鱼眼校正,其效果明显,实时性强。     

快速小波变换在非平稳振动信号分析及实现

为解决大型工业设备振动控制问题,将快速小波变换分析方法引入到非平稳振动信号分析,设计了一套基于ETX＋FPGA的非平稳振动信号分析系统。通过FPGA实现高速流水计算对采集的输入信号进行小渡分析,并由嵌入式计算机ETX完成数据采集、处理、控制量形成以及人机交互操作等功能,在试验室环境下实现了对振动台典型非平稳振动信号的检测处理。试验验证了快速小波变换算法在非平稳振动信号的信号处理方面是可行的,在硬件系统中具有很好的快速处理性能。     

基于PCI总线的红外图像模拟源设计

介绍了PCI专用接口芯片PCI9052性能特点,采用FPGA产生所要求的特定数据传输时序并实现对接口的控制.在没有其它红外图像传输设备的条件下,开发基于PCI总线的红外图像模拟源,完成了红外图像的高速传输,成功地完成了对各子系统的调试任务,从而大大的缩短了系统的开发周期,有很高的实用价值.     

基于FPGA的扩频信号快速捕获电路设计与实现

针对扩频通信中长伪码序列的快速捕获问题,文中提出了一种基于FPGA的扩频信号快速捕获方法,来解决低信噪比条件下长伪码序列的捕获问题.该方法采用伪码100支路并行捕获的方案,从而大大减少的捕获所需的时间,有效地改善了系统的性能.同时,在Altera公司的Quartus II软件中,使用硬件描述语言VHDL和原理图相结合的方法进行了电路的设计实现.最后,把电路下载到Altera公司的StratixEPlSSOB956C6芯片中完成调试,测试结果表明该方法具有较快的捕获速度和较好的捕获性能.     

数字系统中SDRAM控制器的FPGA实现

在诸如目标监视、雷达数据处理等需要对图像数据进行高速处理的数字系统中,大量利用同步动态存储器(SDRAM)作为数据的缓存.针对SDRAM的工作原理和时序特点,提出了一种基于FPGA的SDRAM控制器实现方法.采用硬件描述语言(VHDL)在Quartus7.2环境下进行了设计与仿真,较好地实现了各种工作状态之间的跳转,仿真结果也完全符合SDRAM所要求的控制时序.最后在Altera公司的FPGA上利用设计的控制器对Micron公司的SDRAM进行了验证,监测结果显示,SDRAM能够很好地完成规定读写操作.参数化设计也使得该控制器具有较好的通用性.     

基于Nios II 的红外焦平面图像处理系统

针对数字信号处理（Digital Signal Processing,DSP）＋现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）硬件架构存在硬件电路设计复杂、成本高等缺点,设计一套基于FPGA内嵌Nios Ⅱ软核的红外图像处理系统。系统包含Nios Ⅱ主控模块、A/D转换模块和红外图像预处理模块,实现了盲元补偿、两点多段校正、中值滤波和灰度变换等功能。验证结果表明,该系统具有体积小、成本低、开发周期短、实时性强等优点。     

一种弹载视频图像实时消旋方法

提出一种弹载图像实时消旋方法.通过把弹载陀螺输出的旋转角度信号加载到视频图像上进行无线传输,地面站接收视频图像后进行采集,识别出旋转角度并对图像进行反向旋转,实现对弹载视频图像的消旋处理.试验表明,图像消旋系统可实现对720像素×576像素×24bit的彩色弹载视频图像实时消旋处理,角度分辨率为0.5°,处理一帧图像的时间约40ms.