基于FPGA的红外图像预处理模块设计

介绍了一款基于FPGA的红外图像预处理模块。该模块使用流水线的方式完成了两点校正算法、一点校正算法、像元错位校正等功能。模块中嵌入了Microblaze和MPMC核,增加了一些人机交互接口,实现了一点校正算法系数的实时更新。该模块能以某一种格式接收红外数据,并以相同的格式输出;可以将其加入到一个系统中,或从一个系统中移除。     

基于FPGA的红外图像中值滤波算法研究与实现

中值滤波技术在数字图像处理领域应用比较广泛,能够有效处理图像显示的噪声。红外图像由于在成像过程中受到感光、温度以及结构等客观因素的影响,成像质量往往较差。因此,介绍一种基于FPGA的红外图像中值滤波处理技术,利用FPGA在数据并行处理和流水线处理上的优势,选择适当大小窗口的掩模对红外画面进行中值滤波,以消除红外图像中的噪声像元点。实验结果表明,该方案能有效消除红外图像显示中的噪声,改善图像画面显示质量。     

基于FPGA的实时红外图像采集与预处理系统

设计了一套基于FPGA的实时红外图像采集与预处理系统。从系统总体设计入手,介绍了系统设计原理和硬件电路的各个组成部分。针对当今靶场设备图像处理在有效去除图像脉冲噪声的同时也会破坏图像细节等缺陷,结合FPGA在并行结构和流水线操作方面的优势,提出了一种基于十字窗口的快速中值滤波算法在FPGA中实时实现的方法。该方法替换了靶场光学设备的高层次算法,节约了宝贵的处理时间。这种系统采用了模块化结构设计、流水线工作方式以及乒乓存储等多项技术。实验结果表明,该方法具有较强的噪声抑制能力,可提高整个系统的实时性,因而具有很高的实用价值。     

基于FPGA的红外图像细节增强算法设计与实现

双边滤波算法是一种有效的红外图像细节增强算法,具有保边去噪的效果。但由于算法运算量大,在红外视频图像处理中较难实现。本文提出了一种双边滤波+平台直方图均衡的红外图像增强算法的FPGA实现方法,选用Xilinx Virtex-5系列芯片,采用流水线和并行处理技术,能够在40 ms内完成一帧640×480的14位图像的处理,有效提升红外图像的清晰度和对比度,并满足视频图像处理算法的实时性要求。     

基于FPGA的图像坏点修正算法的硬件实现

随着图像技术的不断发展,图像质量的要求将越来越高.目前的图像传感器技术虽然有了很大的提高,但是由于处理过程中各个环节的非理想化等原因,图像传感器总会存在着一些坏点,影响图像质量.现场可编程门阵列(FPGA)是在专用集成电路(ASIC)的基础上发展起来的一种可动态编程的器件,与其他中小规模的集成电路相比,其优点主要在于它有很强的灵活性,电路可配置,设计周期短.文中阐述了一种适合于硬件实现的坏点修正算法,以Altera公司的Cyclone EP1C3T144C8型的FPGA芯片为平台构建图像坏点修正实时处理模块,并成功实现了对640×480×10像素的灰度图像的坏点修正处理,得到了预期的理想效果.     

基于细胞免疫的红外图像分割算法及FPGA实现

在工业生产中,高温蒸汽管道通常被用于输送高温蒸汽、高温工业废水等,但为了安全,管道通常被放置在环境比较复杂的地方,不利于工人对管道的检测与维护。快速地定位复杂背景下蒸汽管道的位置并对周围环境进行区分,已经成了一个亟待解决的问题。由于最大类间方差（Otsu）算法不能满足上述要求,基于细胞免疫机制提出了一种改进的Otsu算法,该算法通过红外图像中管道以及复杂背景的特征,能够计算出两个不同的阈值并将其分别用于图像中管道的提取与复杂背景的区分。借助QuartusⅡ软件搭建了基于FPGA的软硬件系统平台,实现了数据通信传输,并对改进的Otsu算法进行验证。实验结果表明,该算法应用在红外管道图像中能取得较好的效果。与几种边缘检测算子和经典Otsu算法相比,无论是在管道的分割,还是复杂背景的区分,本文算法都具有较高的真阳率(True Positive Rate, TPR)和较低的假阳率(False Positive Rate, FPR)。     

基于国产FPGA的红外图像处理算法实现

随着国内政策与资源的倾斜,国产化芯片取得长足进步,但核心器件与高端芯片仍需在探索与应用中发展。现场可编程门阵列(FPGA)作为信号处理与数据传输的通用芯片需要大量应用,另一方面,因国产红外探测器存在盲元、闪元等无效像元,使盲闪元剔除成为红外机芯必要的图像处理算法。因此采用国产化的FPGA进行基于时空滤波的红外盲闪元实时检测算法的移植,对FPGA进行逻辑优化和时序约束,并通过片上RAM和片外DDR3分别进行数据缓存。经算法移植,红外图像缺陷像元被有效抑制,盲闪元率从5‰降为0.73‰,验证了在国产FPGA上实现算法移植的可行性,对促进我国自主可控的核心芯片的工程应用与推广具有深远意义。     

基于变差函数的红外图像预处理算法

提出一种基于变差函数的红外背景图像预处理算法。通过分析红外目标、背景及噪声的变差函数特性,采用变差函数对红外图像进行纹理分析,研究基于变差函数的目标检测预处理算法。实验表明:此算法对空间和时间相关性强的云背景具有良好的抑制作用,能有效地提高目标信杂比。     

基于FPGA的红外图像非均匀校正实现方法

针对某国产探测器成像特点,对传统两点校正和神经网络非均匀性校正算法进行了改进和定点化处理。对算法实现时的存储和数据流需求进行分析后,利用存储控制器对DDR2高速读写的优势,在以FPGA为核心的红外成像装置预处理平台上实现了校正系数的在线标定和自适应迭代。在系数更新时,引入运动判断环节,以防止神经网络校正算法带来的目标退化和鬼影现象。成像系统仅采用一片FPGA芯片,使得系统小型化成为可能,充足的资源余量使其具有功能可扩充性。实验证明该实现方法明显改善了红外成像装置的非均匀性,在抑制时间漂移上也取得了满意的效果。     

基于FPGA的无线图像传输系统硬件设计与实现

针对图像传输过程中的多路径、非通视和高速移动等特点,提出了一种FPGA+W5300架构的COFDM无线图像传输系统,实现图像的无线发射和接收。该架构中采用Xilinx公司Spartan-6系列的XC6SLX150 FPGA作为主控芯片,用于实现COFDM数字调制、射频芯片的配置,同时为A/D转换器和D/A转换器提供工作时钟。采用W5300硬件TCP/IP协议栈通过网络进行数字信号的传输,提高数据的传输速率,外加ADL5385、LT5506等上下变频芯片及其相关外设电路,最终实现一个收发一体、发射频率可设、高灵敏度的无线图像传输系统硬件平台。测试结果表明,该硬件平台能够实现图像的无线传输,具有良好的抗多径和高动态性能。     

基于FPGA的图像缩放技术分析

针对轨道交通调度显示系统中监控视频控制器的实际需求,介绍了双3次插值图像放缩算法和抗混叠滤波器的原理,提出了作为视频控制器核心的图像缩放技术的功能划分,分析了基于现场可编程门阵列(FPGA)的图像缩放技术实现的工作流程,论述了输入缓冲、图像缩放、帧频调整和图像拼接等功能模块的详细功能和实现方案,完成了对该技术实现的仿真分析,比较了该技术实现与传统图像缩放技术的仿真结果。     

基于FPGA的FFT算法硬件实现

设计了一种基于FPGA的1 024点16位FFT算法,采用了基4蝶形算法和流水线处理方式,提高了系统的处理速度,改善了系统的性能。提出了先进行前一级4点蝶形运算,再进行本级与旋转因子复乘运算的结构,合理地利用了硬件资源。对系统划分的各个模块使用Verilog HDL进行编码设计。对整个系统整合后的代码进行功能验证之后,采用Quartus Ⅱ与Matlab进行联合仿真,其结果是一致的。该系统既有DSP器件实现的灵活性又有专用FFT芯片实现的高速数据吞吐能力,在数字信号处理领域有广泛应用。     

红外图像处理算法硬件实现验证系统

由红外探测器采集得到的原始红外图像需要经过各种硬件算法处理才能使用,而这些硬件算法受限于 FPGA和 DSP的系统资源上限往往需要进行必要的优化和精简,导致处理效果相较于上位机端同功能的软件算法大打折扣.提出了一种软硬件算法对比平台,通过全双工千兆网络联系上位机和硬件系统,定性对比移植后的硬件算法和上位机软件算法之间的差异,以此作为改善硬件移植后的算法的依据,并对硬件移植后算法的性能进行评价.主要做法为:首先通过千兆网络将探测器输出的原始红外视频源传输到上位机预存,进而上位机将预存的原始红外视频发给硬件处理板进行硬件算法处理并回接处理结果,最后上位机将预存的原始红外视频通过同功能软件算法处理后与硬件处理后的红外视频逐帧进行差值处理,定性得出硬件算法优劣.     

一种基于FPGA的双波段实时红外图像融合系统

文章对当前实时图像融合技术和实现方法进行了综述,提出了一种采用FPGA设计的双波段实时红外图像融合系统的设计方法。该系统将核心算法、外设管理等功能单元集成在1片Virtex - II Pro FPGA上实现,并提供了I2C等接口通道,使系统更加紧凑、灵活、可靠和低功耗。对拟采用的拉普拉斯金字塔融合算法的复杂性、实时性、资源占用率等指标进行了评估,并对系统的双通道视频数据流同步、帧缓冲与数据的实时传输等关键功能单元的实现方法进行了介绍。     

一种红外图像伪彩色显示算法及其硬件设计

介绍了红外图像伪彩色显示的原理、编码算法和硬件组成。设计了三种由暗(黑)到明(白)的RGB映射函数与红外图像的温度由低到高相对应,实现了彩色层次分明,图像细节突出,更适合人眼观察的伪彩色图像显示。最后通过FPGA+TMS320C6416DSP+SAA7199B数字视频编码芯片,实现了实时可变的伪彩色变换算法和视频编码输出,验证了系统软硬件的有效性。     

基于FPGA的MD5算法设计与实现

MD5算法在网络安全的诸多方面都得到广泛的应用,在一些特殊场合要求计算具有高处理速度、低资源占用率的特点。文中首先介绍了MD5算法的发展历程和算法原理,然后描述了该算法在FPGA上实现的整体架构,分析了其各模块的功能,最后给出了基于Altera公司Stratix Ⅱ GX系列FPGA的实现结果。通过实验结果可以看出基于FPGA的MD5算法实现具有较高的处理速度和较少的资源占用,并可对设计进行适当修改来实现其它的摘要算法,具有一定的实用价值。     

安全散列算法的FPGA实现与仿真

安全散列算法是一种常用的加密算法,在信息安全领域得到了广泛应用。该文通过设计硬件电路,建立SHA-1算法的模型并实现。在FPGA中实现SHA-1算法时采取并行处理的方法,对算法的实现流程进行了优化,通过模块化设计,缩短了算法实现的周期,减少了存储资源的占用。最后进行综合和仿真,验证了算法实现的正确性。     

基于FPGA机载实时视频图形处理系统的设计

给出了某机载实时视频图形处理系统的硬件电路设计方案,以XC5VFX70T FPGA作为核心处理器,实现了对DVI及PAL等多种格式视频信号的解码、实时处理以及输出。系统电路设计简洁,具有较强的灵活性和扩展性。文中介绍了系统的硬件整体架构,论证了视频编解码模块和视频缓存模块的硬件设计方案。实际测试结果表明,系统能够流畅地...