基于FPGA的红外视频实时采集与显示系统

目前市场上的红外视频输出设备大多数输出模拟视频信号,该信号的产生是由设备中的数字信号经D/A芯片转换的,但转换过程中必然会带来信号缺损或细节信息丢失,针对此情况,本文提出了基于FPGA的直接显示数字视频的方法。该系统采用FPGA编程技术,实现将红外探测设备采集到的非标准数字视频信号转换为标准的数字视频信号,并通过DVI转换芯片TFP410实现可直接在具有DVI接口的数字显示器上显示的视频图像,保证了实时观测监控目标位置和轨迹的需求,在红外视频实时监控系统中有很好的应用前景。     

基于DM36X医用高清DVR系统的设计

为适应现代医疗视频设备的便携性需求,设计了一种基于达芬奇视频技术TMD320DM36x的数字视频DVR系统。该系统可外接数字摄像头,或通过A/D转换外接模拟摄像头。系统上集成的视频处理子系统,能对1 280×1 024分辨率每秒30帧的视频图像进行实时视频采集、网络传输和播放,并可通过外接移动硬盘实现大容量视频录像及回放功能,满足了便携式医疗视频设备对高分辨率和大容量视频的存储与播放要求。     

基于嵌入式的高速光纤视频图像传输模块的设计

针对某工业现场总线的测试要求,为实现利用光纤高速传输视频图像信息,设计了一种利用FPGA为核心,光纤作为基本传输媒介的视频图像传输模块,该模块实现了光收发模块的电路设计,高速GTX转换单元等,逻辑控制部分通过数据位转换,对齐模块,视频图像解析模块等对视频图像信息进行处理,最终使视频图像在HDMI显示器上显示。多次的实验验证及 仿真表明,该模块实现了10Ｇｂｉｔ/ｓ级高速视频图像的光纤无失真传输,与传统传输方式相比速率大大提升,同时设计了可靠的嵌入式硬件电路和光纤连接方式,抗干扰性和可靠性更强。     

基于关键字的大屏动态文字识别软件设计研究

本文为帮助用户快速检索视频等动态图像中的文本信息,设计并实现基于关键字的大屏动态文字识别软件,利用视频帧提取技术将视频切分为不同的视频帧,通过光学字符识别算法实现对关键视频帧中文字内容的识别,具有关键字检索、信息标注、备忘录等功能。该软件可运用于车站候车、医院问诊等生活场景,能够帮助用户快速检索视频等动态图像中的文本信息。     

高精度双通道红外图像采集与VGA显示系统的设计

为了更好地满足红外图像处理系统对高精度图像采集与处理的需求,本文设计了10bit量化精度的视频采集与显示系统,选用10bit TVP5147视频解码芯片和ADV7123型视频编码芯片为核心器件,提供两路10bit数字视频输出、一路10bit数字视频输入的TTL/LVDS接口,以及一路CVBS外同步信号输出,由1片ATmega16L单片机和3片XC95144XL CPLD器件分别实现视频编/解码芯片的在线配置和接口逻辑控制.寄存器配置程序具有人机界面,通过PC的串口完成对TVP5147主要寄存器的配置.在CPLD中采用Verilog硬件描述语言设计10bit的YUV空间到RGB空间的实时色域转换功能模块,以实现系统VGA模拟显示的功能.实验表明,该系统有效克服了传统8bit空间转换中由于二次取整数而存在的带状线和轮廓线的缺陷,具有通用性好、灵活性好、功耗低和精度高等特点,完全可以满足图像融合、目标识别等图像处理应用系统的要求.     

高速红外视频处理系统的设计研究

由于红外地面弱小目标的检测与跟踪技术中,处理的数据量大,运算算法复杂,因此红外视频处理系统要求对数据信息有足够高的吞吐量和处理速度。DSP在数据的复杂算法运算处理方面有明显的优势,而FPGA更利于实现时序逻辑算法,所介绍的红外视频处理系统就将DSP模块作为核心处理器来完成红外地面弱小目标图像的检测与跟踪算法,FPGA模块则作为协处理器完成图像接收、预处理、时序控制等功能,FPGA控制ARM模块显示图像处理结果,形成高效处理图像数据的系统,该系统通过实践取得了较好的检测跟踪效果。     

高精度双通道红外图像采集与VGA显示系统的设计

为了更好地满足红外图像处理系统对高精度图像采集与处理的需求，本文设计了10bit量化精度的视频采集与显示系统，选用10bit TVP5147视频解码芯片和ADV7123型视频编码芯片为核心器件，提供两路10bit数字视频输出、一路10bit数字视频输入的TTL／LVDS接口，以及一路CVBS外同步信号输出，由1片ATmega16L单片机和3片XC95144XL CPLD器件分别实现视频编／解码芯片的在线配置和接口逻辑控制。寄存器配置程序具有人机界面，通过PC的串口完成对TVP5147主要寄存器的配置。在CPLD中采用Verilog硬件描述语言设计10bit的YUV空间到RGB空间的实时色域转换功能模块，以实现系统VGA模拟显示的功能。实验表明，该系统有效克服了传统8bit空间转换中由于二次取整数而存在的带状线和轮廓线的缺陷，具有通用性好、灵活性好、功耗低和精度高等特点，完全可以满足图像融合、目标识别等图像处理应用系统的要求。     

基于FPGA和DSP的红外图像信号发生器设计与实现

用EP2C35F484-FPGA和TS201-DSP作为硬件架构,设计了一种红外图像信号发生器,用于模拟实际红外探测器的像元输出及时序产生功能,从而可作为红外图像信号处理器调试和开发的信号源.利用数据压缩及插值、制式转换等方法实现了红外图像信号源的模拟视频及数字视频两路输出.     

基于FPGA的多功能红外图像源系统设计

提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的多功能红外图像源系统的设计方案.信号源系统在降低图像系统的研制成本、缩短研制周期和提高研制质量方面具有重要的作用.以Altera公司的EP2S60-FPGA作为硬件架构,设计了一种红外图像源系统.该系统通过数据压缩、数据扩展及插值、制式转换等方法实现红外图像数字视频及模拟视频的双通路输出,用于二次开发和图像显示.所设计的红外图像源系统具有参数易调与小尺寸低功耗等特点,可方便下载现场红外图像信号和实时输入CCD图像信号,并按照红外图像格式输出,从而为红外图像信号处理器提供输入激励.     

高精度双通道红外图像采集与VGA显示系统的设计

为了更好地满足红外图像处理系统对高精度图像采集与处理的需求，本文设计了10bit量化精度的视频采集与显示系统，选用10bit TVP5147视频解码芯片和ADV7123型视频编码芯片为核心器件，提供两路10bit数字视频输出、一路10bit数字视频输入的TTL/LVDS接口，以及一路CVBS外同步信号输出，由1片ATmega16L单片机和3片XC95144XL CPLD器件分别实现视频编／解码芯片的在线配置和接口逻辑控制。寄存器配置程序具有人机界面，通过PC的串口完成对TVP5147主要寄存器的配置。在CPLD中采用Verilog硬件描述语言设计10bit的YUV空间到RGB空间的实时色域转换功能模块，以实现系统VGA模拟显示的功能。实验表明，该系统有效克服了传统8bit空间转换中由于二次取整数而存在的带状线和轮廓线的缺陷，具有通用性好、灵活性好、功耗低和精度高等特点，完全可以满足图像融合、目标识别等图像处理应用系统的要求。     

红外实时图像增强的硬件设计与实现

根据红外图像特点,提出了基于FPGA＋SRAM的硬件实时图像处理结构.该硬件设计包含4个主要模块：视频处理模块、FPGA模块、图像存储模块和DA转换及视频合成模块.FPGA是该系统的核心部分,能够实现2D-TDI、图像锐化和非均匀性校正等算法;SRAM阵列是暂存实时图像的,用于算法的实现;FPGA配置FLASH存放FPGA的配置程序;完成硬件调试工作后,尝试实现了部分图像增强算法.     

基于Agisoft Metashape图像拼接的无人机环境热像监测应用研究

为实现大面积区域的环境热像监测,本文以重庆某高校训练场为例,研究了一种无人机区域环境热像监测技术。通过无人机采集环境热像,使用Agisoft Metashape软件进行无人机热红外影像拼接处理,并利用处理后的热红外影像进行环境热像监测与目标分析。研究表明,利用该技术可实现区域热红外影像的快速处理,并且处理成果可以为环境热像监测与目标热像分析提供有效参考与基础资料。     

基于智能型红外焦平面电路液氮成像系统的研究与算法实现北大核心CSCD

提出了一种智能型红外焦平面电路液氮成像系统,系统采用UART转SPI数据传输,上位机VB软件开发SPI配置界面,可提高SPI寄存器批量配置效率和准确率,减少外界干扰产生误码和乱码情况,并结合FPGA、自研的IRCamExpert-CETC图像处理软件和图像采集卡搭建软硬件成像系统,本系统具有红外视频图像在线监测和多芯测试能力。本文进一步提出了基于单片像元级ADC的背景减除、盲元补偿、非均匀性校正、开窗、像素合并、空间滤波、图像均衡变换、时间延迟积分多种图像算法和总体算法结构,并通过对一款640×512阵列的智能型红外焦平面电路进行测试,验证了单片红外焦平面多功能图像算法,并实现了系统对智能型红外焦平面全参数的性能评估。采用像元级进行图像处理的方式,降低了采用算法级进行后续图像处理的难度,减少了图像处理算法消耗的资源。多功能图像算法为智能型红外焦平面的工程化应用提供了新技术途径。     

龙芯3A处理器在某军用系统上的应用研究

文章介绍了为探索国产多核处理器在军用电子系统上的应用,而采用国产龙芯3A多核处理器及相关桥芯片,配以VXWORKS操作系统和图像处理等软件进行的军用电子系统应用设计;该系统具有图像处理、串口、SATA、网口、USB等多种接口和PMC接口扩展等多种功能。能够通过USB接口输入视频图像,采用软件算法进行多核图像实时处理,VGA接口进行视频输出显示;为满足军用电子系统的综合化、集成化、小型化、低功耗和国产化等要求提供了设计参考。     

图像处理在伪装红外热图判读中的应用

在红外伪装试验中,对试验所获得的热图进行判读是关键性的一步。同一实验条件下获得的同一热图,在判读时能获取的信息越多,则试验的价值越大。但是,实际试验中由热像仪直接获取的红外热图往往并不能够提供足够丰富的信息。为此,本文利用图像处理工具MATLAB,采用图像增强、图像相减、热图边缘检测等技术,对红外热图进行相应处理,并对处理前后的热图进行对比。可以看出,经过处理的红外热图在进行判读时能提供更直观、更详细的信息,同时也增加了试验结论的科学性和准确性。     

基于旋转不变性的红外序列图像自动匹配

红外序列图像的匹配处理是在一系列红外图像内寻求像素点对应关系的过程,它直接涉及并影响到红外图像配准的精度,是视频目标识别、定位、跟踪等处理的关键技术之一.匹配中为了加快搜索速度,采用了金字塔策略.针对红外图像信噪比低的特点,预处理时引入了小波阈值算法对红外图像进行滤波处理;针对无人机红外序列图像间旋转角度大的特点,采用SIFT算法对灰度序列图像进行了匹配,并结合相关系数控制的方法,进一步去除错配点.匹配时不受传感平台较大角度旋转的影响,从而取得了良好的效果.     

基于FPGA和DSP的音视频采集处理系统设计

为了实时记录飞机飞行及作业过程中的各种信息,提出了一种基于FPGA和DSP的机载音视频采集处理系统。FPGA作为协处理器,完成对高清视频信号和音频信号的采集、解码以及格式的转换。DSP作为主处理器,在Linux系统的开发环境下,以视频H.264编码算法和音频G.711编码算法为核心完成了对音视频信号的压缩和存储。该系统性能稳定,实用性强,能够满足飞机飞行6小时的5路视频和2路音频信号的采集、存储和回放,达到了设计要求,具有一定的参考价值。     

红外搜索系统视频图像拼接算法及其应用

为了实现将视场小、变化快的红外搜索系统视频图像拼接成全景图像,根据红外搜索系统具有确定像空间位置变化信息的特点,提出了一种结合图像位置信息和模板匹配的的红外图像拼接算法。该算法有效的解决了传统的区域配准拼接算法运算速度慢和基于特征配准拼接算法精度差的不足,具有运算速度快、配准精度高的优点。为了验证该算法的有效性,利用采集到的红外搜索系统试验视频进行了仿真计算,从仿真的结果看,该算法相对于传统算法,大大提高了运算速度和匹配精度。     

采用边缘Gibbs现象抑制的红外图像POCS重构算法

在研究和分析凸集投影(Projection Onto Convex Sets,POCS)法的基础上,提出了一种改进的图像超分辨率重构算法.该算法充分利用空域确定模型,通过平滑降噪处理,经运动估计进行配准;突出数字图像细节信息的同时,有针对性地修改点扩散函数(Point Spread Function,PSF)取值,通过有效抑制边缘Gibbs现象获得最佳质量的高分辨率重构图像.对重构后的红外图像质量进行了定量评价.结果表明,图像质量取得了预期的效果.该技术在红外目标识别与跟踪、红外侦察与反侦察、舰船红外目标特性研究、高清数字图像处理、旧视频翻录和生物信息提取与识别等方面具有重要的应用价值.     

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。