基于FPGA的视频图像加密系统的设计与实现

随着可编程逻辑器件的发展,FPGA的应用为高速数字视频图像处理提供了新的解决方案。文章的视频图像加密系统是基于Altera公司DE2-70开发平台设计实现的。系统主要由图像的采集输入模块、图像的加密处理模块和图像显示输出模块三个模块组成。对Arnold变换和骑士巡游变换两种视频图像加密算法的对比分析,选定了基于Arnold变换和骑士巡游变换相结合的复合置乱加密算法对视频图像进行加解密处理。在NiosIIIDE环境下对算法进行编程并调试。     

基于FPGA马赫－泽德干涉仪的光谱数据采集系统

针对马赫-泽德(M-Z)干涉仪中干涉条纹采集和处理的要求,为了使其具有高速实时光谱数据处理能力,设计了一种通过FPGA硬件编程实现干涉条纹采集处理的方法.系统由CMOS探测器采集马赫-泽德干涉仪获取的干涉图像,再将干涉图像中的灰度信息输入到FPGA芯片中,通过去噪、切趾、快速傅里叶变换、标定等求解入射激光的光谱特征.系...     

基于FPGA的小波图像实时处理方法

基于小波变换的滤波方法应用于红外图像处理中可以在降低噪声的同时提升图像细节,有效改善图像画质.介绍了一种采用FPGA的小波图像处理方法及其硬件处理架构.通过合理有效地进行算法硬件设计,在单片FPGA芯片上实现了图像的实时处理,有利于红外机芯的小型化.     

基于FPGA的彩色图像Bayer变换实现

利用飞速发展的FPGA技术,在图像采集前端实现Bayer插值变换。比较了常用的3种插值方法,选用计算复杂度较高但图像质量最佳的Optimal Recovery方法。采用Lattice的FPGA芯片LFECP2-M50,实现1 208×1 024图像,12 f/s,实时Bayer转换。给出了实时采集图像结果,显示了插值变换前的原始图像,计算了变换后图像的峰值信噪比PSNR。总结基于FPGA的彩色图像Bayer插值变换实现方法,利用FPGA技术,采用并行算法结构,实时实现了大尺寸图像Bayer转换。     

基于整数小波的图像处理系统在硬件中的实现

随着互联网的普及和图像应用范围的不断扩大, 对图像的处理提出了新的要求,即不仅要求对图像识别的准确,还要求达到实时处理,因此系统以高性能数字信号处理器ADSP-BF561和大规模现场可编程门阵列(FPGA)作为核心,结合离散整数小波变换,在硬件系统上实现提升方法的整数小波变换和Mallat算法小波变换,取得了较好的试验效果.     

高速多级二维IWT的IP核设计与实现

为满足基于整数小波变换（IWT）的高速图像实时处理系统要求,根据提升小波的框架结构,提出一种基于FPGA多级二维整数小波变换核的结构设计与实现方案。该结构通过将边界扩展过程内嵌于变换过程中,且只需要三行数据缓存,即可以实现行和列同时进行滤波变换。整个变换过程插入多级流水线寄存器,进而降低了功耗,减少了所需内存,达到了更高的处理速度和硬件资源利用率。模块采用VHDL语言进行设计,通过在XCVP30FPGA上验证,该IP核能稳定在100MHz时钟频率下,对尺寸大小为1 600×1 200,深度为12bit图像,当二幅图像输出时间间隔大于图像三行数据输出时间,在不需要将图像分割成小块情况下,就可以同步完成对图像的多级IWT,完全满足高速图像实时处理系统需求。     

基于FPGA的视频图像处理系统研究

根据现阶段的发展情况,以FPGA视频图像处理的现状和FPGA器件的发展趋势为基础,建立了SOPC图像处理系统,它主要是把Cyclone Ⅱ FPGA当做是主处理的芯片,处理器是根据NIOS Ⅱ的精简指令架构的嵌入式结构。此系统在NIOS Ⅱ IDE中的实现软件开发,在SOPC Builder和Quartus Ⅱ中实现硬件部分的开发,利用编程实现SD卡的驱动,读取文件,提取图像SURF的特征和线段特征的计算。利用优化措施对图像处理系统进行了系统详细的软件和硬件的优化,从而提高了系统的处理效率。     

基于FPGA的实时幸运区域融合算法

大气湍流对光学目标图像的分辨率会产生随机性 的影响。幸运区域融合(lucky-region fusion,LRF)是一 种针对受大气湍流影响图像序列的图像合成技术,通过在一系列短曝光图像中选取具有高分 辨率的区域进行融合,从而获得一张清晰的图像。LRF 算法在台式计算机上实现比较简单, 但这是事后处理的方法,没有实时性。描述一种针对灰度图像流实时地进行提取、分区处理 和合成的LRF算法及其系统实现技术。根据现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)数字信号处理的特点 , 提出了一种适合于FPGA处理的实时LRF算法。用硬件描述语言对该算法进行逻辑设计,将 其嵌入到一个中小规模的FPGA上,从而构成一个纯硬件的紧凑的LRF处理系统。通过模拟 的序列图像和在实验室实际拍摄了短曝光序列图像,对该系统进行了测试。实验结果表明, 所提出的实时LRF算法可行,所实现的FPGA系统可以实现输入灰度图像序列的实时动态幸 运区域融合,并最终获得高分辨率的融合图像。     

指针式仪表数据智能采集系统设计

该系统采用ADSP-BF533+FPGA EP1C6T144C8的架构,可实现图像采集、指针仪表识别与读数、数据传输等功能.DSP通过对采集到的图像进行灰度变换、边沿检测以及Hough变换等处理后,实现对指针式仪表表盘的识别、指针定位和读数计算,并实现指针读数存储和传输.系统可通过串口实现组网测量与数据传榆.FPGA接...     

基于FPGA的5/3提升小波优化算法

为了实现线阵CCD空间相机图像的实时压缩处理,在提升算法的基础上,提出了一种适用于FPGA的二维提升小波变换结构与实现方案.该系统利用FPGA片内的存储资源,采用乒乓操作实现了行列变换之间的数据缓存传输,降低了功耗,提高了硬件利用率和运算速度.并且为了适应硬件实现速度,在进行小波边界处理时不需要额外的边界延拓过程,很大程度上降低了算法的复杂度;整个模块采用verilog HDL语言进行设计,并在QuestaSim下进行了仿真试验.实验结果表明,该系统工作稳定可靠,完全满足实时处理的要求,并适用于JPEG2000的多级二维5/3小波变换.     

基于SoC FPGA的文字分割系统设计

针对于传统PC机实现的图像采集与处理系统在功耗、移植性、实时性和体积上的局限性问题,本设计实现了基于FPGA和ARM硬核处理器整合的SoC FPGA的图像文字分割系统。基于SoC FPGA的硬件平台和移植的嵌入式Linux开发环境的软硬协同设计方法,实现了CMOS传感器的图像采集、SDRAM存储、双口RAM数据通信和VGA显示输出。同时,基于ARM的硬核处理系统(HPS)控制双口RAM读写图像数据,在HPS中实现图像的预处理和分水岭算法。实验结果表明:本系统具有较准确的文字分割效果,一幅图像实时文字分割的平均速度为0.87s,比基于PC机的matlab环境和NIOS Ⅱ的SOPC系统上实现速度分别提高了0.84倍和4.52倍。本系统具有设计灵活,速度快、可移植性强的优点,对实时图像采集与处理系统的研究提供参考意义。     

Design of an Embedded Arabic Optical Character Recognition

This work presents an embedded Arabic OCR system. The proposed system is compact and portable which make it useful for many applications such as blind assistance and language translation. OCR system consists of the sub-systems: image acquisition, pre-processing, segmentation, feature extraction, classification, and post- processing. For each sub-system there are several of algorithms and techniques to be implemented. Working with PCs gives the designer freedom to select the algorithms and techniques according to the required performance, reliability and reusability. However with the embedded systems we are facing many problems and challenges. Such challenges are associated with memory, speed, and computational power. FPGA is selected as the hardware platform for realizing that recognition task. An OCR system is designed and implemented on PC. Then this system is transferred to FPGA after a set of optimization procedures. Utilizing the features of FPGA technology, Hardware / Software co-design is accomplished on an FPGA board. In that design the systems is partitioned into software modules and hardware components to get the advantages of software flexibility and hardware speed. A database of 3000 Arabic characters is used to train and test the performance of the system. The effects of changing the number of features and classification parameters on accuracy, memory and speed are measured. Design points are selected in order to improve the memory required, speed and computation power without affecting the accuracy.     

Parallel Image Processing Technology of Surface Detection System

To improve image processing speed and detection precision of a surface detection system on a strip surface, based on the analysis of the characteristics of image data and image processing in detection system on the strip surface, the design of parallel image processing system and the methods of algorithm implementation have been studied. By using field programmable gate array（FPGA） as hardware platform of implementation and considering the characteristic of detection system on the strip surface, a parallel image processing system implemented by using multi IP kernel is designed. According to different computing tasks and the load balancing capability of parallel processing system, the system could set different calculating numbers of nodes to meet the system＇s demand and save the hardware cost.     

扫描隧道显微镜的新型实时图像处理系统

本文介绍了一种用于扫描隧道显微镜的实时图像处理系统。通过改变形态学运算，定义条件腐蚀、条件膨胀、开运算、闭运算、可滤除幅度大于特定值的噪声信息。选择适当的模板结构和门限阈值，这种改进的形态滤波器既保留了传统形态滤波器的优点，又克服了它的特点。     

基于FPGA的二值图像连通域快速标记

针对连通域标记算法运算量大、速度慢、硬件实现困难的缺点,提出一种适于现场可编程逻辑门阵列（FPGA）实现的二值图像连通域快速标记的算法,并用VHDL硬件开发语言在XILINX公司的FPGA上实现。实验结果表明了该算法能对二值图像复杂的连通关系正确标记,易于硬件实现,大大节约了硬件资源,电路结构简单,满足实时性要求。     

Infrared Image Real-time Enhancement Based on DSP

Since image real-time processing requires vast amount of computation and high-speed hardware,it is difficult to be implemented with general microcomputer system. In order to solve the problem,a powerful digital signal processing (DSP) hardware system is proposed,which is able to meet needs of image real-time processing. There are many approaches to enhance infrared image. But only histogram equalization is discussed because it is the most common and effective way. On the basis of histogram equalization principle,the specific procedures implemented in DSP are shown. At last the experimental results are given.     

一种基于高速双DSP的柔性机载实时图像跟踪系统

以两片高性能TMS320C6414作为核心处理器,辅助以FPGA实现整个系统逻辑时序 的控制,组成基于双DSP的柔性机载实时图像处理系统。该系统可以满足实时图像跟踪高速信号处理的实际需求。本文对系统的硬件资源选择,工作流程进行了详细讨论,并结合相关算法对系统实时性进行仿真测试,结果表明本系统是可行和高效的。     

基于SOPC可重构的图像采集与处理系统设计

针对目前PC算法无法实现图像实时处理以及固定硬件平台很难实现算法修改或者升级的问题,设计一种基于SOPC可重构的图像采集与处理系统,实现了图像数据的片上实时处理以及在不改变硬件电路结构而完成算法修改或者升级的功能。此系统围绕两块Xilinx FPGA芯片进行设计,通过FPGA以及其Microblaze 32 bit软核处理器和相关接口模块实现硬件电路设计,结合FPGA开发环境ISE工具和EDK工具协作完成软件设计。由于采用SOPC技术和可重构技术,此设计具有设计灵活、处理速度快和算法可灵活升级等特点。     

基于DSP和FPGA的高光谱图像处理系统设计

针对高光谱图像的处理系统需要具有数据吞吐率高、处理速度快及存储量大等特点,设计了一套以DSP和FPGA为核心处理器的嵌入式高光谱图像处理系统．系统采用USB接口10方式,选用TI公司TMS320C6000系列DSP和Altera公司的CycloneⅡ系列FPGA作为核心器件．首先给出了硬件实现总体框图,然后介绍了所采用的芯片,并详细叙述了FPGA周围电路的连接及系统工作原理,最后利用高光谱图像目标识别算法对系统加以验证．     

基于PC-104 plus PC的红外图像处理系统的设计

介绍了利用非制冷红外焦平面传感器,采用PC-104 plus嵌入式PC与FPGA技术构建的便携式红外图像处理系统。针对凝视型红外图像处理系统的两个技术问题——红外焦平面非均匀性校正的硬件实现和保证图像帧的完整性,本文结合所研制的系统进行了深入的阐述。利用本系统,针对应用背景可以构建诸如红外检测、红外跟踪等各种具体应用系统。