基于NIOSⅡ的高分辨率图像采集系统设计

介绍了一种基于NIOSⅡ的高分辨率图像采集系统的设计.系统以NIOSⅡ软核处理器为主控制器,配合高像素CMOS图像传感器、大容量SDRAM、高速DAC器件,实现高速高分辨率数字图像采集与实时显示.详细阐述了将Bayer图像转化为RGB图像的算法原理及其FPGA硬件实现,同时还给出了系统中其他各模块的FPGA硬件实现及其时序仿真图.系统提供了灵活的图像数据传输接口,可满足大多数工业应用.     

双处理器实时视频拼接系统

当一些视频系统需更大观测范围,同时获得完整场景是一个问题.针对这种情况,提出一套基于FPGA和DSP双处理器协同工作的视频拼接系统,设计了包括双处理器、FLASH程序存储器、SDRAM数据存储器、SRAM数据存储器、视频AD和视频解码器等硬件结构.系统采集两路视频信号输入,对其进行数字视频转换,然后由FPGA做基本图像处理,并将其送入SDRAM进行存储.DSP将初步处理后的图像数据取出,并对其进行图像配准和图像融合.为了保证图像的实时性,系统采用实时高效易实现的改进的PSO算法实现图像配准,采用平均加权法实现图像融合.实验结果表明,此系统可对两幅720×576分辨率、25帧/秒的视频图像进行实时拼接,满足所需大视场视频图像要求.     

基于DDR2 SDRAM的高速大容量异步FIFO的设计与实现

为了解决高速实时系统中海量数据的缓存问题,提出了一种基于DDR2 SDRAM的高速大容量异步FIFO设计方案.首先介绍了DDR2 SDRAM控制器和片上FIFO的原理与实现方法,基于DDR2 SDRAM的高带宽和分时复用技术设计了FIFO控制器的工作机制,最后深入分析了FIFO控制器各部分的工作原理并对其进行了实验.经过测试,基于DDR2 SDRAM的FIFO实现了最高475 MHz的总线速率,8～256位的总线位宽,2GB最大数据容量.该FIFO可以解决高速海量数据缓存的问题,在工程应用中有显著的参考价值.     

千兆网高清双波段视频采集系统

为了实现对远距离目标的实时监控,并全面清晰的捕获目标细节特征,设计了以千兆以太网为数据传输通路,通过FPGA进行采集分辨力切换,同时具有可见及近红外波段独立自动对焦功能的双波段高清视频采集系统。根据监控模式要求,系统将可见光、近红外探测器采集的视频数据,通过FPGA设置为指定分辨力的视频信号,通过千兆网将图像数据传入控制计算机,并由控制计算机进行图像显示与存储、自动对焦等操作。实验表明:系统能够根据监控要求,灵活的进行视频采集分辨力的切换及两路视频的自动对焦,最终实现了在两个波段下通过千兆网对远程目标视频的实时显示和高清存储。     

基于FPGA的CMOS图像传感器的应用

针对视频传输过程中对数据采集的快速性和传输的精确性的严格要求,本文提出了一种基于可编程逻辑门阵列(FPGA)技术的实时数据采集的设计方案。本设计中利用FPGA实现图像数据的检测、采集、缓冲、图像格式转换(Bayer转RGB)、驱动DVI控制芯片,最终将采集到的图像实时地显示在带有DVI接口的显示器上。     

基于FPGA的实时图像采集系统设计

本文主要介绍了基于FPGA用视频解码芯片设计实时图像采集系统的方案和工作原理.     

基于FPGA的高分辨率图像处理硬件设计

嵌入式高分辨率图像处理系统以FPGA作为核心处理器件,根据系统的要求在片外设计了LVDS接口的高分辨率相机图像采集电路、LVDS接口的平板液晶驱动电路。基于SDRAM和SRAM两种片外存储器设计了系统的图像缓存部分,缓存框架采用乒乓缓存的形式,两组缓存交替存储图像。此外还设计了触摸屏、SD卡、相机控制等接口。     

FPGA双线性插值图像变换系统的设计与实现

运动目标模拟作为一种系统仿真技术是研究图像的检测、跟踪以及图像导引装备的基础技术.该设计通过FPGA对输入图像的实时运算实现对图像的缩放、平移、旋转等变换,并在VGA监视器上显示,为图像识别、跟踪提供背景模拟.在FPGA中实现实时算法使得系统不再依赖DSP进行信号处理,大大降低了成本并缩减了系统体积.     

嵌入式CCD视频图像采集系统

在嵌入式设备中,利用CCD采集高分辨率、高质量的图像是实际工程应用的需要.为此,提出了一种CCD视频图像采集系统.它由CCD图像传感器、视频输入信号处理器SAA7111A、MC9328MXL、帧/场存储体(SDRAM)以及LCD等组成,并采用双帧轮换存储方式.通过比较SOF(Start Of Frame)中断和DMA(Direct Memory Access)传送结束中断,有效地解决了图像数据丢失的问题.嵌入式CCD视频图像采集系统具有体积小、灵活性高、可以实时(25帧/s)有效地采集图像等特点.     

基于SRIO 的高速图像串行传输系统设计

针对CCD 图像具有分辨率高、数据量大的特点,本文提出一种新的平台,可实时完成数据采集,并将采集的数据通过SRIO 接口以3.125 Gb/s 的速度进行传输与显示.该方法根据SRIO 接口协议,采用FPGA+DSP 的方式,利用FPGA 内的高速串行通信接口MGT,实现SRIO 通信协议,与DSP 之间的SRIO 接口模块进行高速传输,再通过DSP 的网络接口将接收到的数据实时传输到PC 机,进行显示.实验结果表明,这种新的平台能够实时传输所采集的CCD 相机数据,并具有可靠性高,可移植性强,升级简单,易于工程实现的优点.     

基于FPGA的水溶膜生产裂纹图像识别

目的针对水溶膜(PVA)生产中出现的问题,设计一种基于FPGA的水溶膜裂纹图像检测系统,实现生产中产品质量的及时反馈。方法结合FPGA自身的优点构建系统硬件组成,设计与之相匹配的图像采集、数据存储、图像处理、图像显示等功能模块。对灰度变换、图像分割等传统图像处理算法进行优化,利用Xilinx公司的ISE软件在System Generator软件平台上对设计做仿真实验,将采集到的水溶膜裂纹图像进行图像处理,通过识别到的水溶膜质量缺陷来验证设计方案的可行性。结果仿真及实验表明,FPGA可以利用高速的数据并行处理方式来进行图像处理,并应用于水溶膜裂纹图像识别。结论该系统为水溶膜裂纹的自动识别提供了新的途经,具有一定的市场价值。     

一种基于FPGA技术的高速数字化仪的设计

介绍了一种基于FPGA的高速数字化仪的理论设计和实现方法,从硬件角度给出了设计思路和实现方法．整个系统核心器件包括：高速数模转换芯片,拥有14b精度,150MHz转换速率等性能;高性能FPGA;板载4片32bSDRAM,能够增加采样深度,提高存储速率,实现大数据量的实时存储．使用Verilog语言编写底层FPGA程序．测试结果表明：可以实现可控深度的预采样;ADC有效位达14b,输入10MHz的正弦信号时,通道间相干系数能达到0．9983,信号完整,能满足对高速信号的采集要求．     

基于FPGA高速信号采集的多角度动态光散射法纳米粒径测量

根据动态光散射装置测量纳米粒径原理,开发了一套基于现场可编程门阵列(FPGA)的纳米粒径测量系统。该系统通过光电倍增管(PMT)输出光子脉冲信号,利用FPGA实现高速脉冲采集及自相关运算,采用双脉冲计数器实现高精度可控的连续计数,并实现DDR3异步存储以及USB通信交互等接口功能。自研板卡既可实现自相关函数实时采集运算,又可无丢失地保存海量原始数据信号。采用该系统对200nm聚苯乙烯颗粒进行了测量,分析了不同采样时间及延迟时间等参数对粒径测量结果的影响。实验结果表明:自研FPGA采集板卡测量重复性为1.2%,具有很好的稳定性和重复性。     

基于复用模型的高速光电扫描仪性能的改进研究

提出了一种基于FPGA和DDRⅡ的JPEG图像压缩模式。在此基础上完成了A3高速光电扫描仪的设计与实现,解决了高速扫描仪中硬件资源与扫描速度相互制约的问题。通过内外存储器流水式复用模型,在降低片上RAM消耗的同时构建灵活、快速的大数据量存储与传输模式。采用高效的分时复用数据链路实现JPEG图像压缩,进一步提高硬件模块的压缩和传输速度。对采用中低端FPGA芯片设计的A3高速扫描仪的测量结果表明,在300 dpi分辨率下扫描A3幅面纸张的速度可达140面/min,扫描延时小于1 ms,压缩前后峰值信噪比高达86.9dB,完全满足高端高速扫描仪的要求。该模式的实现极大地降低了高端高速光电扫描仪对于硬件资源的要求,也可推广应用到其它幅面的高速光电扫描仪中。     

基于图像识别的铝塑包装材料边缘检测

目的为了提高铝塑类包装材料的边缘检测精度,基于图像识别技术设计一种边缘检测方法。方法介绍Canny边缘检测算法,针对其双阈值选择比较困难、边缘检测精度不高等问题,利用Ostu算法实现高、低阈值的选取。基于FPGA(现场可编程门阵列)和DSP(数字信号处理器)搭建一种图像检测系统,并给出系统框图及FPGA内部结构,即异步FIFO模块、串入并出模块、像素窗口刷新模块、数据处理模块以及配套电路等,并以药品铝塑泡罩包装为例进行实验研究。结果改进的Canny算法在保证处理速度的前提下,所检测图像清晰细致,能够得到完整边缘。结论该方法具有准确度高、稳定可靠、识别速度快等特点,可满足包装过程产品检测要求。     

FPGA软硬件协同处理实时图像处理系统

基于PC机图像处理系统实时性不强,DSP+FPGA图像处理系统的成本高、资源利用率低,单纯使用FPGA硬件实现的图像算法类型较为单一,针对这一系列问题,提出了一种基于FPGA软硬件协同处理的实时图像处理系统.采用一片FPGA芯片作为系统的核心,利用CCD相机等采集图像,通过SSRAM将图像缓存,以SOPC为控制核心,协调软硬件共同进行图像处理.易于使用硬件实现的图像处理模块(如滤波、形态学算法、图像校正、边缘检测等)均使用Verilog HDL语言实现,通过SOPC控制这些图像处理模块,实现相应的图像处理功能;而硬件难于实现的部分(如流程控制、复杂的分支判断)则使用SOPC中的CPU来实现.实验表明,系统卖时性强、图像处理速度快、可进行复杂图像算法的运算,同时具有设计简单、应用灵活、成本低的特点.     

基于FPGA+DSP的USB高速数据采集系统设计与实现

为了满足高速数据采集系统的实时性、高速性和结构小型化要求,设计完成了基于FPGA+DSP+USB控制器架构的嵌入式数据采集与处理系统.利用FPGA实现多通道高速数据采集,利用DSP完成对已采集数据的处理.系统采用高速USB2.0控制器完成对数据的高速传输.实验表明,该系统采样速率最高可达10 MSPS,并具有较高的实时性与稳定性.     

基于图像处理的包装印刷缺陷检测方法

目的为了提高包装印刷品缺陷检测的准确度和适用性,基于图像处理设计一种包装印刷缺陷检测方法。方法采用几个关键步骤包括图像配准、配准区域自动选取、缺陷检测等,并根据包装印刷品图像特征选择配准区域,同时给出一种快速图像配准算法,利用改进差影匹配算法实现缺陷检测;基于DSP和FPGA设计控制系统硬件平台,主要包括控制单元、图像采集与处理单元、成像单元等,并进行实验研究。结果所述方法能够准确识别出细微的刀丝、拉条类缺陷。结论该方法具有较高的可靠性、通用性,可实现包装印刷品缺陷的快速检测。     

汞离子频标数据采集系统的小型化设计

为实现汞离子微波频标电子伺服系统的小型化,设计了一种基于FPGA的汞离子频标数据采集系统。采用宽带、高速、低功耗的微芯片电路模块对离子跃迁谱线的微弱荧光信号进行放大、整形、降噪处理;利用FPGA高速光子计数法对信号进行采集。取代了传统的计算机软件LABVIEW与商用仪器结合的数据采集系统,实现了对离子微波频标物理系统中微弱荧光信号的有效采集。