JPEG是联合图像专家组(Joint Picture Expert Group)的英文缩写,是国际标准化组织(ISO)和CCITT联合制定的静态图像压缩编码标准。JPEG的基于DCT变换有损压缩具有高压缩比特点,被广泛应用在数据量极大的多媒体以及带宽资源宝贵的网络程序中。 动态图像的JPEG编解码处理要求图像恢复质量高、实时性强,本课题就是针对这两个方面的要求展开的研究。该系统由图像编码服务器端和图像解码客户端组成。其中,服务器端实时采集摄像头传送的动态图像,进行JPEG编码,通过网络传送码流到客户端;客户端接收码流,经过JPEG解码,恢复出原始图像送VGA显示。设计结果完全达到了实时性的要求。 本文从系统实现的角度出发,首先分析了系统开发平台,介绍FPGA的结构特点以及它的设计流程和指导原则;然后从JPEG图像压缩技术发展的历程出发,分析JPEG标准实现高压缩比高质量图像处理的原理;针对FPGA在算法实现上的特点,以及JPEG算法处理的原理,按照编码和解码顺序,研究设计了基于改进的DA算法的FDCT和IDCT变换,以及按发生频率进行优化的霍夫曼查找表结构,并且从系统整体上对JPEG编解码进行简化,以提高系统的处理性能。最后,通过分析Nios嵌入式微处理器可定制特性,根据SOPC Builder中Avalon总线的要求,把图像采集,JPEG图像压缩和网络传输转变成用户自定义模块,在SOPC Builder下把用户自定义模块添加到系统中,由Nios嵌入式软核的控制下运行,在FPGA芯片上实现整个JPEG实时图像编解码系统(soc)。 在FPGA上实现硬件模块化的JPEG算法,具有造价低功耗低,性能稳定,图像恢复后质量高等优点,适用于精度要求高且需要对图像进行逐帧处理的远程微小目标识别和跟踪系统中以及广电系统中前期的非线性编辑工作以及数字电影的动画特技制作,对降低成本和提高图像处理速度两方面都有非常重大的现实意义。通过在FPGA上实现JPEG编解码,进一步探索FPGA在数字图像处理上的优势所在,深入了解进行此类硬件模块设计的技术特点,是本课题的重要学术意义所在。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:shangdafreya
随着当今科学技术的迅猛发展,数字图像处理技术正在各个行业得到广泛的应用,而FPGA技术的不断成熟改变了通常采用并行计算机或数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)等作为嵌入式处理器的惯例。可编程逻辑器件(FPGA)凭借其较低的开发成本、较高的并行处理速度、较大的灵活性及其较短的开发周期等特点,在图像处理系统中有独特的优势。 本文提出了一种基于FPGA的图像采集处理系统解决方案,并选用低成本高性能的Altera公司的CycloneIII系列FPGA EP3C40F324为核心,设计开发了图像采集处理的软硬件综合系统。文章阐述了如何在FPGA中嵌入NiosII软核处理器并完成图像采集处理系统功能的设计方案。硬件电路上,系统设计了三块电路板:FPGA核心处理板、图像采集卡、图像显示卡,其中通过I2C总线对采集卡的工作模式进行配置,在采集模块控制下,将采集到的图像数据存储到SDRAM;根据VGA显示原理及其时序关系,设计了VGA显示输出控制模块,合成了VGA工作的控制信号,又根据VGA显示器的工业标准,合成VGA接口的水平和帧同步信号。逻辑硬件上,应用SOPCBuilder工具生成了FPGA内部的逻辑硬件功能模块,定制了NiosII IP core、CMOS图像采集模块、VGA Controller及其I2C总线接口,系统各模块间通过Avalon总线连接起来。软件部分,在NiosII内核处理器上实现了彩色图像颜色空间转换、二值化、形态学腐蚀处理及其目标定位等算法。实验结果证明了本文提出的方案及算法的正确性,可行性。
上传时间: 2013-08-05
上传用户:woshiyaosi
现代雷达系统广泛采用脉冲压缩技术,用以解决作用距离与分辨能力之间的矛盾。脉冲压缩是指雷达通过发射宽脉冲,保证足够的最大作用距离,而接收时,采用相应的脉冲压缩法获得窄脉冲以提高距离分辨率的过程。同时,数字信号处理技术的迅猛发展和广泛应用,为雷达脉冲压缩处理的数字化实现提供了可能。 本文主要研究雷达多波形频域数字脉冲压缩系统的硬件系统实现。在匹配滤波理论的指导下,成功研制了基于FPGAEP1K100QC208-1和4片高性能ADSP21160M的多波形频域数字脉冲压缩系统。该系统可处理时宽在42μs以内、带宽在5MHz以下的线性调频信号(LFM),非线性调频信号(NLFM)和Taylor四相码信号,且技术指标完全满足实用系统的设计要求。 本文完成的主要工作和创新之处有:(1)基于双通道模数转换器AD10242设计高精度数据采集电路,为整个脉压系统的工作提供必要的条件。完成了前端模拟信号输入电路的优化和差分输入时钟的产生,以实现高精度采样。 (2)根据协议和脉压系统的工作要求,以基于FPGAEP1K100QC208完成系统控制,使整个脉压系统正确稳定地工作。同时以该FPGA生成双口RAM,实现数据暂存,以匹配采样速率和脉压系统频率。 (3)设计基于4片高性能ADSP21160M的紧耦合并行处理系统,以完成多波形频域数字脉冲压缩的全部运算工作。4片DSP共享外部总线,且各DSP以链路口互连,进行数据通信。各DSP还使用一个链路口连接到接口板DSP,将脉压结果送出。 (4)以一片ADSP21160M和一片EP1K100QC208为核心,设计输出板电路,完成数据对齐、求模和数据向下一级的输出,并产生模拟输出。 (5)调试并改进处理板和输出板。
上传时间: 2013-06-11
上传用户:qq277541717
本文研究了基于ARM的嵌入式微处理器构成的传感图像液晶显示系统,该系统充分利用ARM9的嵌入式微处理器芯片S3C2410内部丰富的接口资源,采取软硬件协同设计的方法完成设计,使系统更易集成。本文首先针对系统需求设计了各相关模块的接口电路,然后对Linux系统下整个图像采集系统的程序设计作了详细的分析,重点设计完成了LCD驱动程序与USB接口驱动程序。在完成各相关模块驱动的基础上设计完成了图像采集与显示程序,实现了图像数据的采集、传输和图像正常显示。系统设计采集速率为30帧/秒,图像画面流畅,功能稳定,并且数据传输采用DMA传输方式,使显示数据不经过CPU而直接传送到显示缓冲区,加快了数据传输速度。本系统结构紧凑,运行过程中不需PC机介入,使配置更灵活,显示界面更友好。基于嵌入式系统的图像采集处理技术在当前正处于起步阶段,研究前景广阔,可广泛应用于工业自动化生产,监护、防盗系统,机器人视觉等技术领域中。
上传时间: 2013-08-05
上传用户:guh000
在图像的实时处理中,消除图像旋转是一项实用的图像处理技术,无论在军事还是民用设施中都得以广泛的应用。目前,消除图像旋转的技术有机械式、光学式、电子式。其中电子消旋发展最快,也是图像消旋技术未来发展的趋势。 本次课题是应海军某部的要求,为海军测量船的图像观测系统消除图像旋转。本文详细研究了视频信号的特点,提出了利用FPGA和DSPs为主架构的视频图像处理平台,以EP20K600EBC652—2X为核心处理器的实时图像消旋系统。该平台利用旋转算法将原图像反向旋转相应的角度,再用双线性插值方法进行重采样,从而得到消旋后的图像。因为这次图像旋转角度是通过机械设备测得的,所以是一种机械加电子的图像消旋系统。 本文论述了图像消旋算法及其优化,详细说明整个系统的设计思路,及其软硬件实现,包括PCB设计,DSPs的软硬件开发以及FPGA的相关设计。目前,系统已正常工作,实现了图像的实时消旋的目标。
上传时间: 2013-08-05
上传用户:DanXu
本文完成了一种高速高性能数字脉冲压缩处理器的设计和FPGA实现,包括系统架构设计、方案论证及仿真、算法实现、结果的测试等。 绪论部分首先阐明了本课题研究的背景和意义,概述了雷达数字脉冲压缩系统的主要研究内容,关键技术及其发展趋势,然后介绍了数字脉冲压缩系统设计与实现的要求,最后给出了本文的主要研究内容。 第二章叙述了线性调频信号脉冲压缩的基本原理,对系统设计的实现方法进行了实时性方面的论证,并基于MATLAB做了仿真分析。 第三章从数字系统结构化设计方面将本系统划分为三个部分:输入部分、脉压计算部分、输出部分,并在流程图中对各部分所要实现的功能做了介绍。 第四章首先总结了数字脉冲压缩的实现途径;提出了基于自定制浮点数据格式和分时复用蝶型结构的数字脉冲压缩系统设计思想,对其关键技术进行了深入的研究。 第五章对输入输出模块的功能做了详细的描述,设计了具体的结构和电路。 第六章针对系统的测试验证,提出面向SOC的模块验证和系统软硬协同验证的验证策略。通过Link for Modelsim工具,实现MATAB与Modelsim之间对VHDL代码的联合仿真测试,通过在线逻辑分析工具ChipScope,完成系统的片上测试,并分析系统的性能,证明系统的可实用性。满足设计的要求。 本文研制的数字脉冲压缩处理器具有动态范围大、处理精度高、处理能力强、体积小、重量轻、实时性好的优点,为设计高性能的现代雷达信号处理系统提供了可靠的保证。
上传时间: 2013-07-01
上传用户:lingduhanya
随着多媒体技术发展,数字图像处理已经成为众多应用系统的核心和基础。图像处理作为一种重要的现代技术,已经广泛应用于军事指挥、大视场展览、跟踪雷达、电视会议、导航等众多领域。因而,实现高分辨率高帧率图像实时处理的技术不仅具有广泛的应用前景,而且对相关领域的发展也具有深远意义。 大视场可视化系统由于屏幕尺寸很大,只有在特制的曲面屏幕上才能使细节得到充分地展现。为了在曲面屏幕上正确的显示图像,需要在投影前实时地对图像进行几何校正和边缘融合。而现场可编程门阵列(FPGA)则是用硬件处理实时图像数据的理想选择,基于FPGA的图像处理技术是世界范围内广泛关注的研究领域。 本课题的主要工作就是设计一个以FPGA为核心的硬件系统,该系统可对高分辨率高刷新率(1024*768@60Hz)的视频图像实时地进行几何校正和边缘融合。 论文首先介绍了图像处理的几何原理,然后提出了基于FPGA的大视场实时图像融合处理系统的设计方案和模块功能划分。系统分为算法与软件设计,硬件电路设计和FPGA逻辑设计三个大的部分。本论文主要负责FPGA的逻辑设计。围绕FPGA的逻辑设计,论文先介绍了系统涉及的关键技术,以及使用Verilog语言进行逻辑设计的基本原则。 论文重点对FPGA内部模块设计进行了详细的阐述。仲裁与控制模块是顶模块的主体部分,主要实现系统状态机和时序控制;参数表模块主要实现SDRAM存储器的控制器接口,用于图像处理时读取参数信息。图像处理模块是整个系统的核心,通过调用FPGA内嵌的XtremeDSP模块,高速地完成对图像数据的乘累加运算。最后论文提出并实现了一种基于PicoBlaze核的12C总线接口用于配置FPGA外围芯片。 经过对寄存器传输级VerilogHDL代码的综合和仿真,结果表明,本文所设计的系统可以应用在大视场可视化系统中完成对高分辨率高帧率图像的实时处理。
上传时间: 2013-05-19
上传用户:恋天使569
· 摘要: 在视频压缩系统中,视频解码器输出的BT.656数据流不便于TMS320C6416等通用DSP直接进行处理.本文介绍了一种基于FPGA+DSP构架的视频采集方案,通过对FPGA的灵活配置,对输入的BT.656格式视频信号进行预处理和缓冲.系统采用TI的TMS320C6416作为核心DSP,实现了高可靠性的视频压缩.
上传时间: 2013-07-15
上传用户:zhenyushaw
基于FPGA的红外图像预处理系统的研究与设计,给fpga工程技术人员一个参考
上传时间: 2013-08-11
上传用户:ANRAN
DSP+FPGA的实时图像处理硬件系统设计,介绍了两个系统之间的联系
上传时间: 2013-08-24
上传用户:ZZJ886