随着数字图像处理的应用领域不断扩大,实时处理技术成为研究的热点。VLSI技术的迅猛发展为数字图像实时处理技术提供了硬件基础。其中FPGA(现场可编程门阵列)的特点使其在图像采集和处理方面的应用显得更加经济、灵活、方便。 本文设计了一种以FPGA为工作核心,并实现了PCI接口的图像采集压缩系统。整个系统采用了自顶向下的设计方案,先把系统分成了三大块,即图像采集、PCI接口和图像压缩,然后分别设计各个大模块中的子模块。 首先,利用FPGA对专用视频转换器SAA7111A进行控制,因为SAA7111A是采用IC总线模块,从而完成了对SAA7111A的控制,并通过设计图像采集模块、读/写数据模块、总线管理模块等,实现把标准的模拟视频信号转换成数字视频信号并采集的功能。 其次,在了解PCI规范的前提下,深入地分析了PCI时序和地址配置空间等,设计了简化逻辑的状态机,并用VHDL硬件描述语言设计了程序,完成了简化逻辑的PCI接口设计在FPGA芯片内部的实现,达到了一33MHz、32位数据宽度、支持猝发传输的PCI从设备模块的接口功能,与传统的使用PCI专用接口芯片来实现的PCI接口比较来看,更加节约了系统的逻辑资源,降低了成本,增加了设计的灵活性。 再次,设计了WINDOWS下对PCI接口的驱动程序。驱动程序可以选择不同的方法来完成,当然每个方法都有自己的特点,对几种主要设计驱动程序的方法作以比较之后,本文选择了使用DRIVER WORKS工具来完成。通过对配置空间的设计、系统端口和内存映射的设计、中断服务的设计等,用VC++语言编写了驱动程序。 最后,考虑到增加系统的实用性和完备性,还填加设计了图像的压缩部分。这部分需要完成的工作是在上述系统完成后,再额外地把采集来的视频数据通过另一路数据通道按照一定的格式压缩后存储到硬盘中。本系统中,这部分设计是利用Altera公司提供的IP核来完成压缩的,同时还用VHDL语言在FPGA上设计了IDE硬盘接口,使压缩后的数据存储到硬盘中。
上传时间: 2013-06-01
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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
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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
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数据采集处理技术是现代信号处理的基础,广泛应用于雷达、声纳、软件无线电、瞬态信号测试等领域。随着信息科学的飞速发展,人们面临的信号处理任务越来越繁重,对数据采集处理系统的要求也越来越高。近年来FPGA由于其设计灵活性、更强的适应性及可重构性,结合SDRAM的高速、大容量、价格优势,在设计高速实时数据采集系统时受到了广泛的关注。 本课题重点研究了基于FPGA与DDR2-SDRAM的高速实时数据采集系统的设计与实现技术,为需要大容量存储器的系统设计提供了新的思路。在深入研究了DDR2-SDRAM器件的基本构造与工作原理的基础上,结合成熟的商业化IP核,提出了基于FPGA与DDR2-SDRAM的高速实时数据采集系统的设计方案,并从总体设计构想到各逻辑细节实现都进行了详细描述。根据DDR2-SDRAM的特点,选择合适的内存调度方案,采用Verilog HDL语言设计实现了该高速实时数据采集系统,并对系统功能进行验证与分析,结果表明本设计完全能够满足系统的性能指标。
上传时间: 2013-06-24
上传用户:lansedeyuntkn
基于FPGA的实时视频采集与远程传输系统的研究
上传时间: 2013-04-24
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介绍了TI的实时操作系统DSP BIOS,华清远见培训资料,内容包括:使用实时操作系统(RTOS)的需求,DSP/BIOS的组件、线程和内核分析。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:zgu489
为了满足复杂环境下系统实时控制和高隔离性能的要求,论文提出了一种新颖的数字化光纤传输方案,先将模拟信号数字化,再进行数据处理,使信号能够通过光纤进行传输,最后在光纤接收端将有效数字信号提取出来,供后续电路使用...
上传时间: 2013-07-03
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·基于H.264的嵌入式实时视频采集与传输系统的设计与实现
上传时间: 2013-07-09
上传用户:zjt20011220
· 摘要: 提出一种适用于通用DSP平台的H.264视频编码器软件架构.以该架构基础实现的H.264视频编码器软件可以高效地运行在DSP系统中,以满足视频应用中对实时编码的要求.通过性能分析工具对原有的软件代码进行分析.找到代码运行效率不高的瓶颈所在,并结合TMS320DM642 DSP的硬件特点,设计出一种新型的H.264视频编码软件架构.最后,在进行了DSP的指令优化以后,
上传时间: 2013-06-18
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·采用G.729的语言实时通信DLL(含测试源代码)
上传时间: 2013-05-19
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