一种具有保留边缘信息的改进SUSAN去噪方法

在图像去噪的过程中,大多数的滤波算法都会在滤除噪声的同时损失边缘信息,而SUSAN算子的原理使其具有保持边缘的特性.本文在原SUSAN滤波的基础上,提出自适应的灰度差阈值选取,并针对原SUSAN算法在图像边缘处滤波效果不佳的情况下提出两个阈值对噪声进行判断.通过对加入椒盐噪声和随机噪声图像的去噪仿真实验表明,对于单次滤波和多次滤波,改进的SUSAN滤波算子避免图像模糊、保留边缘信息方面都具有比普通滤波算法更好的效果.     

SUSAN算子在车辆检测中的应用研究

SUSAN算子是一种基于图像灰度的类积分算法。该算法利用圆形模板对图像中的感性区进行扫描,经由对模板中心点和非中心点灰度值比较、运算。所得运算结果与阈值进行比较,从而判断此中心点是否为兴趣特征点,实现对图像特征点的提取。特征检测前首先利用Hough变换检测道路边界线以确定路面区,然后应用SUSAN算子在检测出的路面区中对车辆进行特征提取。可以快速准确地提取出行驶中车辆的兴趣特征点。     

图像预处理算法的FPGA实现

针对图像数据量大、噪点多、边缘轮廓模糊等关键技术问题,设计了一套基于现场可编程门阵列(FPGA)的实时图像预处理系统,并在FPGA上实现了图像预处理综合算法.采集到的图像经过灰度转换算法,降低了数据量;边缘提取前加入中值滤波算法,去除了噪点;边缘提取后,为了使边缘的连贯性和轮廓加强,加入了形态学滤波算法,保证后续图像处...     

自适应SUSAN扩散的超声图像去噪算法

为了降低超声图像斑点噪声的影响,提出一种自适应SUSAN(ASUSAN)扩散的超声图像去噪算法.通过引入SUSAN算法检测出图像的边缘,然后采用K均值法对模板区域特征值进行分类,自适应获得图像的全斑点噪声区域和相关参数,最后将SUSAN算法与非线性扩散方法相结合,提出一种新的扩散方程对图像进行非线性去噪.实验证明,相比于其他的各向异性扩散算法,本算法能得到更高的PSNR值和FOM值以及更小的MSE值,且在细节保留方面也能取得更好的效果.     

基于TMS320C6455的目标跟踪系统设计与实现

介绍了一种基于高速处理芯片TMS320C6455和FPGA架构的目标跟踪系统。该系统以DSP与FPGA为主体设计一套图像处理设备,利用局域熵算法来实现简单背景下小目标的跟踪。FPGA采用Xilinx公司生产的XC5VSX95T ,用来对原始图像数据进行预处理。DSP芯片采用TI公司生产的 TMS320C6455,通过局域熵算法对预处理后的图像进行实时跟踪并且将目标信息返回FPGA。FPGA获得跟踪结果后,将目标信息与原图像叠加,通过显示器将图像结果进行显示。局域熵算法经过优化后,目标检测跟踪时间大大缩短,满足硬件系统实时性的要求。     

航天遥感TDICCD相机星上振动实时检测

为了对航天遥感相机焦平面振动进行实时检测,提出了一种利用CMOS图像传感器和快速灰度投影算法的振动实时检测方案。首先,分析了航天遥感相机焦面振动检测系统要满足的条件,提出了一种在焦面空闲处安装CMOS图像传感器的结构来获取图像序列,然后对传统灰度投影算法进行了改进并利用该算法计算了图像序列间的振动量,最后,利用FPGA对算法进行了实现。理论分析和实验结果均表明,提出的方案能满足航天遥感相机对焦面振动检测的要求。     

基于FPGA图像滤波算法硬件化设计

本文分析图像滤波处理特点及其基本方法,初步研究基于SOPC的图像低层次处理的硬件化方法设计。对数字图像滤波方法进行对比分析和优化,用FPGA实现快速中值滤波算法;分析利用Sobel算子和系统级并行流水线进行图像边缘检测硬件电路设计的优点及可行性;采用基于系统级流水线的滤波器设计方法,用以优化平衡性能要求和设计大小的实际限制。由于采用的都是基本算术逻辑运算,完全能够保证处理的实时性。     

管道腐蚀视觉测量图像边缘检测算法研究

为实现管道内表面腐蚀图像的边缘检测,分析了经典的边缘检测方法,针对其存在检测精度低和抗噪声性能差等缺点,研究了一种基于BP神经网络的图像边缘检测算法。利用标准图像和经传统边缘检测算法检测得到的边缘图像作为输入输出数据,并用大量数据进行训练,构建了可实现图像边缘检测的BP神经网络。用训练好的神经网络实现管道内表面腐蚀图像边缘检测,并与传统的边缘检测算法检测结果进行了比对,实验结果表明,该算法可明显提高检测精度及抗噪声能力,具有广泛的适用性。     

Canny边缘检测算法的改进及FPGA实现

针对传统的Canny算子采用高斯滤波会造成图像的过度平滑并导致弱边缘检测能力降低的缺点,提出了一种改进的Canny边缘检测算法,采用中值滤波代替高斯滤波,利用中值滤波器能有效地清除脉冲噪声的优点以提高边缘检测精度。该算法在FPGA（现场可编程门阵列）上得以实现,实验结果表明改进后的算法提高了弱边缘的检测能力。     

基于DSP和FPGA的视频格式转换

为实现常见格式的视频图像的实时处理和VGA输出显示,构建以型号TMS320C6416的DSP和型号EP2C35F的FPGA为核心的视频图像处理硬件平台。通过DSP实现色彩空间转换、图像尺寸变换、帧频变换和其它算法的实时处理,并基于FPGA实现视频图像的去隔行操作以及视频编解码器的寄存器控制。该方法具有易于实现、配置灵活、适用性强的特点,满足不同制式视频图像的VGA输出要求。     

油/气两相流高速电容层析成像可视化系统

利用电容层析成像(electrical capacitance tomography,ECT)技术,设计了一套应用于油/气两相流检测的高速实时可视化系统。系统硬件采用基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)的全数字化数据采集及处理模块和USB通讯接口,可实现高速数据采集及传输;同时采用基于总变差正则化的图像重建算法重构被测介电分布,该算法具有较好的成像分辨能力和边缘保持性。实验表明,该系统重构图像具有较高分辨率和实时性,同时系统软件功能丰富、界面友好,可以满足实际应用对两相流可视化的要求。     

面向FPGA部署的CNN-SVM算法研究与实现

卷积神经网络-支持向量机(CNN-SVM)混合算法结合了 CNN特征提取能力和SVM分类性能,在计算复杂度和解决小样本问题上具有一定优势,目前已在故障诊断、医学图像处理等领域得到了一定应用,同时,由于其计算复杂度较低,也引起了边缘计算领域的关注.针对边缘计算场景中对算法性能和功耗的要求,提出了一种面向FPGA平台的CN...     

伺服控制系统中模糊免疫PID控制器设计

设计一种基于FPGA平台的模糊免疫PID控制器的硬件实现方式,该控制器将模糊免疫PID算法的抗干扰性、鲁棒性与硬件实现的实时性有效的结合起来,提高了伺服控制系统的性能.首先对模糊免疫PID算法进行了介绍和数学推导,然后采用离线计算,在线查找表的方法实现模糊免疫控制.基于Verilog语言设计PID控制器,完成时序仿真测试.数据表明控制器设计过程合理,仿真结果正确,改善了传统PID控制器的性能,是小型系统智能控制一种新的有效途径.     

基于SoC FPGA硬件并行化计算的配电网电压控制技术

随着主动配电网以及物联网技术的发展,无功设备的接入呈现复杂化和边缘化的趋势,电压无功控制的计算也向边缘计算发展。然而由于算力受限,边缘节点纯软件式的计算所需时间较长,无法满足控制实时性的要求。针对此问题,本文提出一种基于SoC FPGA硬件并行化计算的配电网电压控制策略。首先设计了基于SoC FPGA的软硬件计算框架,在此基础上对配电网电压无功优化模型与遗传算法求解方法做了适用于FPGA的针对性改进,最后分模块设计了FPGA硬件求解结构。通过两个算例场景验证可知,相比于边缘节点纯软件式的求解方式,本方法的平均求解效率分别提升了2.41倍和2.15倍,可有效提升电压无功控制的实时性。     

基于双目立体视觉的连铸辊尺寸三维测量方法

针对连铸车间中,扇形段连铸辊尺寸人工测量效率低下的问题,提出了一种基于双目视觉系统的连铸辊尺寸测量方法。首先,对双目相机采集的图像进行预处理并采用Otsu法分割工件前后背景;接着,针对边缘检测精度不高的问题,将传统Canny边缘检测算法的梯度模板增加到8个以提取工件轮廓,结合多项式插值公式提取亚像素级别特征点;然后,在SAD与Census变换融合的立体匹配基础上引入RANSAC算法来消除错误匹配;最后,采用三角测量原理计算出零件的尺寸。实验结果表明,系统测量的平均相对误差为0.14%,测量方法具有较高的精度,其稳定性与精确性满足连铸辊的尺寸自动检测任务。     

基于A3PE3000L的磁力矩器控制系统设计

针对空间环境辐射源带来高能带电粒子会使卫星长开机部件控制器出现单粒子现象,工作异常,应用于某型号低轨卫星的磁力矩器控制系统,采用ACTEL公司的Flash型FPGAA3PE3000L作为控制器,具有对单粒子事件免疫、低功耗、低成本等优点。文中介绍了该控制系统组成,包括A3PE3000L的主要资源、A3PE3000L与中心计算机通过RS422总线的通信电路、驱动电路等,并经过了实验验证。目前,该方案已应用于某航天任务,实践证明,本系统性能良好,并且在轨实验状态稳定,具有很高的可靠性。     

基于NiosⅡ的双电源静态转换开关控制系统设计

介绍了一种基于NiosⅡ的双电源静态转换开关控制系统设计方案。该方案采用TI公司的ADSl271对供电电网首选电源通路幅值进行实时采集,由FPGA实现电压暂降算法的运算和由首选电源通路到备用电源通路的切换时序控制。本系统硬件资源丰富,方便后续的升级和扩展,实际工作性能良好。     

Implementation of an OFDM underwater acoustic communication system,on an underwater vehicle with multiprocessor structure

Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) can fully use the frequency band and transmit data at high speeds. The ADSP-TS101 is a high performance digital signal processor (DSP) with good properties that include parallel processing and a high speed. Aimed at the real-time processing requirement of the OFDM algorithm, an underwater acoustic communication system with real-time processing capability is carried out. The system is mainly composed of multiple ADSP-TS101s, a multi-channel synchronous sample module and a field programmable gate array (FPGA) chip. The multiprocessor structure is made up of a cluster/data flow associated multiprocessing parallel processing structure as the operation kernel, and a multi-channel synchronous sample module is designed to realize no phase warp among the multiple channels’ data at the same time. The digital modulation/demodulation methods are applied to the OFDM algorithm. Through experiments in a lake, the results show that the system has good stability and real-time processing capability, thus satisfying the design requirements.     

基于FPGA的数字正交混频变换算法的实现

数字正交变换在数字信号处理、雷达信号处理领域内有着极其重要的作用,FPGA在速度、体积方面和设计的灵活性上,都能适应现代电子战信号处理系统的要求.基于FPGA的信号处理机能够充分发挥FPGA硬件资源丰富的特点,并且易于实现并行处理,从而大幅度提高系统的处理速度.因此,该方法在高速实时信号处理方面有着极其广泛的应用前景.本文提出了一种采用FPGA实现该算法的具体流程,在保证正确性和尽可能快的处理速度的同时又考虑到了资源合理优化,并且结合一设计实例作出详细阐述.实验表明,该算法性能优良,能够满足实际需要.