基于IBIS5-B-1300的视频采集和显示系统设计

设计了一个基于CMOS图像传感器的视频采集和实时显示系统,详细介绍了系统的软硬件设计。系统采用IBIS5-B-1300作为视频采集的核心器件,通过数字编码器BT856将图像传感器采集到的图像数据实时地转换为兼容模拟监视器的复合视频信号,实现了视频的高速采集和实时显示。实验结果表明:该系统成像清晰可靠,实时性高,图像采集和显示帧率均达到50帧/s,能够很好地完成高速视频采集与监视的任务。     

推扫式遥感相机超满阱大动态范围成像

为了提高推扫式遥感相机的动态范围,对应用DTDI(Digital domain Time Delay Integration)技术并采用固定积分级数的成像方法以及高动态范围图像的显示方法等进行研究。首先介绍了DTDI技术基本原理,然后利用该技术突破传统模拟域TDI的满阱电荷限制,获得更高深度、更大动态范围的灰度图像数据,进而拓展了推扫式遥感相机的动态范围。最后结合图像熵和图像灰度分布方差构造评价函数,并将其作为判据选择被关注目标高动态范围图像的最优显示窗口,将信息量最大、层次最为丰富的区间自动显示出来。计算和实验结果表明,当固定积分级数为64的时候,推扫式遥感相机的动态范围可以有效地提高36.124dB;基于评价函数的显示窗口自动选取方法较人工选择能够更加快速、准确地显示最优结果。本文提出的方法能够基本满足推扫式遥感相机领域大动态范围成像及选择显示的需求。     

基于短基线双目内窥镜成像系统的3D视频标定与校正

为了解决短基线双目内窥成像系统获得的视频图像在裸眼3D显示设备中观看到的视频纵深感和立体感较弱的问题,通过分析双目内窥镜的参数以及立体视频中图像对的视差,提出了基于短基线双目内窥成像系统的立体视频校正和视差调整方法。首先,对采用的双目结构内窥系统进行相机标定,获取各相机参数和相机间的位置参数;其次,利用获得的参数进行相机视频校正,再针对裸眼3D显示设备对视频源的参数要求进行图像对的视差调整,最终获得符合裸眼3D立体显示设备要求并适合人眼观看的双目内窥系统实时显示立体视频。通过实验验证了方法的可行性,实际搭建了一套基线距离为8 mm的短基线双目内窥成像系统,原始视差范围(0,64)像素,经视差调整后达到（-30, 30）像素,双路并行视频处理25 帧/s并实时显示。与实验室设计的裸眼3D立体显示系统匹配,可实现具有明显立体感的医用内窥镜实时裸眼3D成像。     

数字移动终端与数码照相机成像差异

实验比较数字移动终端和数码照相机在影像传感器缺陷、白平衡、动态范围、色彩还原、像面亮度均匀度、典型照度下成像性能方面的差异,并对实验数据进行处理分析,得出数字移动终端与数码照相机在成像质量方面的差异,为摄影艺术,特别是商业摄影提供技术借鉴。实验的检测方法主要参照《GB/T 29298—2012数字(码)照相机通用规范》和《YD/T 1607—2007数字移动终端图像及视频传输特性技术要求和测试方法》。实验结果表明,数字移动终端和数码照相机在白平衡、动态范围、色彩还原、典型照度下成像性能方面存在不同程度的差异。     

耳鼻喉内窥镜视频高清光学系统设计与实现

为了实现高清数字化医疗内窥成像,使用成像质量良好的耦合透镜系统耦合内窥镜目镜和CCD相机,成为高清视频内窥镜。基于实际应用的要求,设计了一个适用于耳鼻喉科内窥镜耦合CCD相机的透镜系统,该系统可以用于1/1.8in(1in=25.4mm)、200万像素的CCD相机成像,并且具有12°视场角,4.4的F数。在调制传递函数(MTF)大于0.1判据下,透镜系统各视场的分辨率都在111lp/mm以上,在全视场范围都能取得很好的成像效果。实际测试表明,该系统光学成像清楚,图像细节表现明显,分辨率达到了高清成像的要求,虽然结构简单,但达到了预期的设计目标,不但有利于加工和装配,而且降低了大量的成本。     

红外图像实时显示增强系统设计

为了解决红外实时图像处理系统中热像仪输出大动态范围和监视器显示输出小动态范围之间的矛盾,满足信息处理系统大数据量高实时性的要求,设计了一种新的基于FPGA实现的红外实时图像增强算法。首先采用均值滤波的思想统计图像的局部极值,然后使用多级均值法计算图像灰度变换区间分界点,最后对图像作分段线性灰度变换,整个算法通过FPGA实现。实验结果表明,该方法不仅解决了非制冷红外焦平面阵列探测器输出值随其工作时间变化的问题,而且消除了图像中探测器盲元的干扰,丰富了图像背景细节,增强了图像显示效果。与直方图变换等传统图像增强算法相比,该算法计算时间缩短了1.38ms,占用存储资源减少了42倍。在工程应用上,该方案简单可靠,成本较低,易于FPGA实现,可为其他红外实时图像处理系统的设计提供参考。     

基于局部窗口与极值的显微图像细节增强

光学显微成像中,光学物镜、电子成像等对显微图像质量的影响较大,容易形成退化,导致获取的显微图像细节不够清晰。结合数码显微成像的具体需求,提出一种后处理细节增强处理方法。分析了数码显微成像系统的退化过程,强调了光学退化等带来的模糊细节的效应。一方面,利用尺寸变化的双窗口,可以框定凸显不同尺寸的细节信息,实现局部信息的分析;另一方面,利用局部窗口内极大值与极小值分析,并与原图信息比对以获取细节图像。两者综合,最终实现细节的增强。测试实验表明,该方法能够很好地适用于数码显微成像系统,运行速度快,增强效果好。以视觉清晰度指标、灰度平均梯度与拉普拉斯算子和指标作衡量,增强后评价指标提升的平均百分比分别为20.9%、71.2%与81.8%。     

金相组织显微分析实验教学的指导方法改进

利用CCD传感器与视频采集软件技术,对金相组织显微分析实验教学的指导方法进行改进,实现直观的实时动态的金相组织图像显微分析,改变了抽象、模糊的实验教学指导方法,提高了教学指导的针对性和准确性。     

显示器的实时色彩管理

基于动态影像切换速度快的特点,提出一种可内嵌于显示器中,通过硬件实现的色彩管理方法来提高显示器图像颜色信息的一致性。研究了ICC规范的色彩管理理论,基于三维查找表与插值法,建立了显示器驱动信号值间的非均匀查找表;利用查找表数据,通过三维插值算法实现了显示器的色彩管理,并通过对图像特征的判断完成了自适应渲染功能。在现场可编程门阵列上建立了基于该方法的显示器实时色彩管理系统,利用该系统对两台显示器进行了色彩管理实验。结果表明,在实行色彩管理前后,两台显示器的最大色差/平均色差分别为14.56/5.08与5.4/1.83ΔEuv色差单位;使用自适应渲染功能则较好地保留了原图像的细节信息。该系统可对显示器进行较高精度的色彩管理,且满足高清分辨率动态影像实时性的需求。     

星上时间延迟积分CCD拼接相机图像的实时处理

提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的时间延迟积分(TDI)CCD图像实时处理方法以提高拼接成像系统输出图像的质量和视觉效果。首先,对TDICCD成像系统进行像元级非均匀性校正,去除像元响应差异、固定图形噪声和暗电流噪声;对图像进行了基于行极值的自适应中值滤波,去除了图像中的随机噪声和脉冲噪声。然后,对噪声处理后的图像进行图像增强,通过提取图像的低频和高频成分,实现图像细节信息的调整和对比度增强。最后,采用基于行的分段线性拉伸方式,提高图像的动态范围。设计了基于FPGA的TDICCD成像系统的图像实时校正处理结构,分析了算法占用的资源、算法计算误差和可靠性等指标。实验结果表明,提出的图像实时处理结构将图像输出信噪比均值由48db提高到52db,图像非均匀性由3.41%降低到1.73%,图像的对比度显著增强,其动态范围提高了6%.     

一种视频流数据的处理与自动负载方法

近年来,大数据技术的发展使得实时视频流处理成为可能.实时视频流数据属于典型的大数据,从这些非结构化的数据中提取有价值的信息非常困难,因此需要利用大数据与视频流处理技术,通过实时处理模组从中提取有用的信息.由于视频流的大数据特性,传统的数据存储方法成本较高,需要配合云存储技术来实现视频流的高效处理与运算.云存储服务提供了...     

Digital image acquisition in in vivo confocal microscopy

A flexible system for the real-time acquisition of in vivo images has been developed. Images are generated using a tandem scanning confocal microscope interfaced to a low-light-level camera. The video signal from the camera is digitized and stored using a Gould image processing system with a real-time digital disk (RTDD). The RTDD can store up to 3200 512 times 512 pixel images at video rates (30 images s^?1). Images can be input directly from the camera during the study, or off-line from a Super VHS video recorder. Once a segment of experimental interest is digitized onto the RTDD, the user can interactively step through the images, average stable sequences, and identify candidates for further processing and analysis. Examples of how this system can be used to study the physiology of various organ systems in vivo are presented.     

基于SOPC技术的视频图像处理系统研究

视频图像处理系统从最早期的以模拟系统为主逐步向数字化转变,而目前常用的用数字信号处理专用芯片(digital signal processor,DSP)做处理器的数字视频图像处理系统在高速信号实时处理中难以达到要求,系统可靠性低;相对而言,FPGA用于实时图像处理,在速度上具有很大的优势,其内部自身结构易于实现分布式的算法结构,使得各功能块可以同时工作,更有利于高速数字信号处理。FPGA(现场可编程门阵列)设计技术将尽可能大而完整的电路系统在单一SOPC(片上可编程系统)中实现,从而使得所设计的电路在规模、可靠性、开发成本、产品维护和硬件升级等多方面实现最优化。     

基于DM642的无线视频监控系统

针对难以安装有线网络场所的远程实时监控问题,采用了视频处理芯片DM642、视频解码芯片TVP5150A、CDMA无线收发模块DTU-800X等组成硬件终端,负责视频采集、MPEG-4编码压缩及发送,基于UDP协议设计高效视频传输控制算法,利用VC++编程及directshow组件开发客户端软件,实现了无线实时视频监控功能。实验结果表明,该系统具有传输效率高、体积小、安装方便等特点,适用于各种监控场合。     

基于PXI的复合视频信号源

视频信号源是显示器、播放器测试系统的重要组成部分。本文提出了一种基于PXI总线模块化仪器的复合视频信号源系统。该系统能够将各种测试图片转换为多种不同制式的复合视频信号，通过结合任意波形发生模块的大存储量、高处理精度和LabVIEW图形化开发环境，实现了一个稳定的视频信号产生和传输系统。     

基于物联网技术的智能电网基础设施建设数字化管理平台研究

人工巡视、纸质记录等传统工作方式已不能满足当前基建管理与进度把控的要求。结合物联网技术,设计电网施工现场数字化平台,利用视频监测、 ZigBee 无线网络技术和 RFID 数据采集技术,实时定位检测现场施工人员、设备和材料,监测异常行为,提高事故响应速度与处理能力。同时,该平台通过电网建筑模型信息系统( BIM ),优化项目设计,实现现场管理高效化、经济效益最大化。     

OpenCV在焊缝实时检测系统中的应用

机器视觉系统是集机械、光电、控制、计算机和数字图像处理等技术于一体的高度自动化系统,广泛应用于工业当中。焊缝实时检测系统主要针对焊接自动跟踪技术中的在线检测焊缝并进行相关处理的系统。该文在VC++6.0开发环境中设计了一种采用Gauss小波检测边缘,基于OpenCV的焊缝实时检测与处理算法,实验结果表明该算法实时性高、效果好、检测正确快速。     

基于CCD图像处理技术实现的表面应变实时测量系统

基于CCD图像处理技术实现的表面应变实时测量系统,由CCD数字摄像机完成对测量试件变形的动态采集,并利用视频采集卡及相关软件实现对图像信号的处理,最后实现对实验构件应变的实时测量,并注重于提高计算时间和计算精度,减少外界环境对实验结果的影响。     

面向固-液两相软性磨粒流嵌入式实时测控系统

针对固-液两相软性磨粒流精密抛光方法中流道微小,无法采用常规直接信号传感器的问题,提出了一种基于二次信号-加速度振动信号的软性磨粒流监测方法。通过小波包分析提取了振动信号的特征。结合基于有限状态机理论与基于嵌入式实时操作系统的并发多任务的程序设计方法,采用面向对象技术开发了一种测控软件框架。采用Linux和DSP／BIOSRTOS实施了双操作系统信号处理技术,开发实现了一个面向软性磨粒流的,具有通用多通道高速数据采集功能的智能化嵌入式实时测控平台。研究结果表明,该系统具有易扩展与易交互的优点。     

基于RTSP的H.264媒体格式的实时传输及音视频同步

新一代视频压缩标准H.264以其良好的压缩性能和良好的网络亲和力,将在视频实时通信、网络视频流媒体传递以及多媒体短信等各方面发挥重要作用.首先介绍了流媒体技术,实时流协议(RTSP)工作体系,对该视频编码格式的RTP封包.最后,对音视频同步技术进行了详细阐述,为基于RTSP的H.264视频点播系统的开发提供参考.