基于FPGA的线阵CCD图像采集与显示系统设计

色选机广泛应用于工农业产品检测中,其设计技术涉及图像采集、处理与显示,常见的设计方案为FPGA+DSP/ARM+PC。该方案结构复杂,成本高昂。设计了一种在FPGA中实现线阵CCD图像信号采集并显示的系统。添加图像处理算法后,色选机的主要设计技术将被集成在一片FPGA芯片中。详细阐述了图像采集与显示的逻辑设计,并通过软硬件调试验证了设计的正确性。该系统结构简单、成本低廉,经过适当移植,可应用于安检、医疗影像等领域。     

基于FPGA的拼接式CMOS线阵相机系统设计

针对单个线阵相机在大视场下传感器边缘失光的问题,提出了在保证分辨率的前提下使用多个相对较低像素的相机拼接,对视场进行分担的方法;设计了一种基于FPGA的拼接式CMOS线阵相机系统,系统整体像素为4 096Pixels,行频为2.5kHz;详细介绍了系统的工作原理、硬件构成和各芯片的程序设计,实现了基于FPGA的多相机图像实时校正算法,并将校正后的图像通过高速USB芯片传输到采集软件;实验结果表明,在视场较大的条件下同等像素的拼接式相机相比单相机在视场边缘具有更好的成像质量,且需要的物距更短,可应用于对多离散目标的检测。     

基于FPGA的线阵干涉条纹相位解包裹算法实现

针对线阵图像传感器干涉条纹相位提取后存在残差点及噪声的问题,设计了一种易于在嵌入式系统中实现的信号处理算法。给出的逐点差值比较和累加滤波算法采用可变包裹系数得到相位解包裹初值,利用采取了防累积误差溢出措施的二阶IIR椭圆滤波器消除噪声,并在截取时进行四舍五入处理。利用FPGA技术实现了简单、快速和可靠的相位解包裹算法。实际测试结果表明,能够有效消除线阵干涉条纹相位残差点,并使相位信号平滑。实现了相位解包裹的目的,具有很好的工程应用价值。     

基于FPGA和线阵CCD的色选实验平台研究

提出了一种基于FPGA和线阵CCD的色选实验平台．利用线阵CCD对下落的大米进行在线动态扫描,通过FPGA对采集到的大米图像信息进行分析和处理,识别出异色米粒,并通过分离装置剔除不合格大米。详细介绍了硬件平台的设计以及采用的色选算法,该研究对高性能大米色选机的研制具有重要的参考价值。     

弱检测环境下的线阵相机的控制

针对弱检测环境下的线阵相机的控制的难点,分析了编码器信号的特点,提出了非线性的秩—阶滤波算法,完成了基于FPGA的SOPC结构的控制板卡的设计,并通过实验和MATLAB工具加以验证,给出了实验结果。     

基于FPGA和线阵CCD的高速图像采集系统

针对很多领域对被测物图像采集的高速和实时性要求,文中利用可编程的FPGA和线阵CCD技术,介绍了一种高速图像数据采集与传输系统的设计。该系统选用线阵CCD作为前端信号采集,采用FPGA产生与控制整个系统的时序,通过USB接口将采集到的数据传给PC机做进一步处理。本系统可在色选机中用于运动目标图像数据的采集,由于采用了高速且具有高度并行性的FPGA技术,在图像数据的高速实时采集和处理上较其他系统具有很大优势,且设计灵活,配合线阵CCD的运用,可有效提高精度、降低成本,对图像采集在其他方面的应用具有参考价值。     

二维Otsu阈值分割算法的改进及应用

为改善传统二维Otsu阈值分割算法处理图像的计算复杂度高、实时性差、受噪声干扰严重等缺点,提出一种改进的快速二维Otsu阈值自动分割算法.通过改变二维直方图判别域的划分将二维阈值求解转化为一维阈值求解,对原图像的直方图采用二分法得到最优分割阈值的初始值,然后在此基础上通过两个分量方向上迭代求解得到图像的最优分割阈值.理论分析与仿真车牌实验表明,与传统二维阈值分割算法相比,此算法的计算复杂度远远低于原始二维Otsu算法,且分割效果和原始算法的基本一致.     

基于 FPGA 和线阵 CCD 的高速图像采集系统

针对很多领域对被测物图像采集的高速和实时性要求,文中利用可编程的 FPGA 和线阵 CCD 技术,介绍了一种高速图像数据采集与传输系统的设计.该系统选用线阵 CCD 作为前端信号采集,采用 FPGA 产生与控制整个系统的时序,通过 USB 接口将采集到的数据传给 PC 机做进一步处理.本系统可在色选机中用于运动目标图像数据的采集,由于采用了高速且具有高度并行性的 FPGA 技术,在图像数据的高速实时采集和处理上较其他系统具有很大优势,且设计灵活,配合线阵 CCD 的运用,可有效提高精度、降低成本,对图像采集在其他方面的应用具有参考价值     

基于线检测器的红外弱小目标检测

复杂背景下低信噪比弱小目标的检测仍然是当今的一个难题,尤其是在复杂背景的抑制方面,针对红外小目标的特点,以及红外小目标实时性检测的要求,提出了一种检测低信噪比的复杂背景情况下的红外图像点目标的新的算法.首先,用一个线检测器,对红外图像进行处理,经过其处理后的图像,不仅可以大幅度抑制背景,而且还能增强目标,极大程度的提高了图像的信噪比;其次,对处理后的图像用二维的Otsu自动阈值分割法进行分割,检测出点目标.通过对红外图像的实验,证明该算法的有效性.     

基于ARM和FPGA的线阵CCD测径系统的设计

设计了一种基于ARM微处理器LPC2214与线阵CCD的在线动态测径仪,该测径仪采用FPGA实现对线阵CCD时序脉冲的驱动;以ARM微处理器为测径仪的核心,实现图像信息的处理和对整个系统的控制,保证动态、实时、准确的测量线缆直径.介绍了该仪器的基本原理,详细给出了系统硬件方案和软件流程.     

基于FPGA高速线阵CCD的驱动电路设计

线阵CCD的驱动电路设计是决定CCD成像质量的关键技术之一.在对TCD 1706D线阵CCD驱动时序分析的基础上,利用FPGA实现了线阵CCD的工作频率为10 MHz的驱动电路设计.利用Quartus Ⅱ软件自带的PLL IP核生成系统工作频率,通过Verilog语言对硬件电路进行描述,采用Moore有限状态机实现驱动信号之间的相位关系.通过Quartus Ⅱ软件平台,对设计的时序电路进行仿真,并在示波器中显示了直径为0.16 mm的漆包线的成像波形.实验结果表明,该方法能够满足TCD1706D线阵CCD工作频率为10 MHz的要求.     

基于FPGA的线阵CCD光强自动采集系统设计

设计了基于FPGA的线阵CCD光强自动采集系统,该系统主要由线阵CCD光强采集、A/D转换和上位机通信三部分组成。 FPGA产生控制信号给CCD器件,采集光强输出模拟信号,经过A/D转换模块将模拟信号转换为数字信号传输给FPGA,FPGA将数字信号进行处理并通过串口发至上位机。为了验证本系统的光强采集效果,分别使用75％、50％和25％的衰减片对光源的光强进行衰减,然后采集衰减后的光源衍射图像,测试结果表明,本系统能准确分辨不同强度的光信号,相对误差小于0.5％。     

基于高速CMOS传感器的智能线阵相机设计

设计了一种基于高速CMOS传感器的智能线阵相机.FPGA用于前端预处理,对传感器的LVDS输出进行转换,DSP进行图像处理和通信功能,EMIFA接口用于与DSP进行通信.整体软件框架设计是在TI的SYS/BIOS之上完成的,包括DSP的DMA控制、Ping-Pang缓存、图像处理和通信功能.与传统相机相比,该智能线阵相机具有模块化,成本更低,功能更强大,使用和维护更方便等优点,具有广阔的应用空间.     

啤酒瓶凸性模号图像预处理算法

目前关于图像的锐化、二值化与图像分割的算法很多,而具体到实际工程当中所选择的算法则是千差万别。本文集中讨论了常用算法在啤酒瓶凸性模号识别系统中的特点,并选择Sobel算子法和方差分析法进行操作;并在图像分割过程中提出一种简便快速的字符定位方式,基本可以准确标定凸性字符位置,完成预处理过程。     

啤酒瓶凸性模号图像预处理算法

目前关于图像的锐化、二值化与图像分割的算法很多,而具体到实际工程当中所选择的算法则是千差万别.本文集中讨论了在啤酒瓶凸性模号识别系统中的特点,并选择Sobel算子法和方差分析法进行操作.并且在图像分割过程中,提出一种简便快速的字符定位方式,基本可以达到准确标定凸性字符位置,完成预处理过程.     

基于FPGA的数字高清CMOS遥感成像技术

为得到高质量的数字高清遥感图像,设计了一种基于FPGA的CMOS遥感成像系统.首先阐述了以FPGA为主处理器的硬件平台结构,然后从模块化的角度详细介绍了如何用FPGA器件实现硬件系统的数字功能并得到高质量的遥感图像,这些内容主要包括主控制接口、传感器接口、图像预处理、DDR2控制、数字视频合成等模块.通过软件仿真和硬件测试,验证了设计方案的正确性和有效性.     

基于线阵相机的高速小目标提取算法研究

线阵相机在成像背景亮度不均匀的情况下,捕捉到的动态目标对比度低、难以识别;首先分析对比了几种灰度阈值分割算法处理原始图像的有效性,在对原始图像灰度直方图的特征进行充分分析之后,提出了基于直方图差分法的阈值分割算法,对原始图像进行二值化处理;然后分析对比了几种滤波算法的图像去噪效果,并选择采用形态学平滑处理算法去除图像噪声,再进行飞行物图像轮廓提取;最后由质心定位算法确定飞行物图像中心坐标,实现了对视野暗区内高速小目标的快速提取;进行多组实验对算法的有效性进行验证,结果表明飞行物图像得到了有效增强,定位结果符合实际情况,算法运行效率高,证明了该算法在基于线阵相机的高速小目标提取中具有应用价值。     

基于WQPSO算法的多阈值图像分割算法的研究

引入基于量子行为的粒子群算法（QPSO）应用于图像分割。QPSO不仅参数个数少、随机性强,而且能覆盖所有解空间,但由于QPSO的后期局部搜索能力较弱,因此提出一种基于小波变异的量子粒子群优化算法（WQPSO）以增强其局部搜索能力,保证算法的全局收敛性。把图像分割看成一个最优化问题,以最大类间方差法（OTSU）为例,对比了WQPSO、标准粒子群算法（PSO）和QPSO在阈值处理中的性能,实验结果表明WQPSO完全满足实时系统精确度和准确性的要求,具有无可比拟的图像分割效果。     

最大类间方差算法在运动检测系统中的应用

在运动检测系统中,快速有效的图像分割是必不可少的一个环节。最大类间方差法是一种常用而有效的图像分割算法,并已在许多实时系统中采用。为满足系统对实时性的要求,采用Altera公司的Cyclone II 系列的FPGA实现最大类间方差算法。采用Verilog语言对算法实现建模,并在Quartus Ⅱ平台进行了仿真验证。实验结果表明,该设计能够快速有效的得到阈值,并能有效保护模糊目标的作用。     

一种基于线阵CCD的汽车底盘图像矫正算法

线阵CCD以固定行频采集汽车底盘图像时,图像会被不同程度地拉伸或压缩,为了减小变形图像与标准数据库中图像之间的差异,提出一种图像矫正算法。获取两幅图像的水平投影曲线,并计算两条曲线上的极值点,以极值点为参考点将两幅图像分割成数目相同的子块,对子块图进行双线性插值处理,从而实现图像变形矫正的目的。该算法在10种不同车型的100幅汽车底盘图像上进行实验,以算法矫正结果图与标准汽车底盘图的差值作为评价标准,结果表明该算法是有效的。