能够支持运动目标检测和跟踪的图像处理系统目前非常少见。这种系统一方面需要能够灵活转动的摄像器件,另一方面需要高速度的图像实时处理。此外,运动目标检测和跟踪算法一般都非常复杂,需要连续几帧甚至十几帧的图像,而且多为彩色的高分辩率图像。这就更需要图像处理系统功能强大,具有实时采集与处理能力。本文采用CCD摄像头采集图像数据,利用ADV7181B对图像数据解码处理,FPGA对采集来的数据信息进行预处理,储存和传输数据时采用双RAM的乒乓机构,实现数据的实时高速传输,在DSP中对数据进行最终处理,处理的结果上传到ARM中,ARM把运动规划等程序下载到第二块FPGA中来实现电机的精确控制。系统中着重介绍了图像处理要用到的各个功能模块和各模块间的连接接口,由于嵌入式系统必然涉及到高速电路板的设计,加之图像采集过程对信号的高要求,所以采用Cadence这款在高速电路板设计仿真中的独特优势的设计软件,来完成PCB板的设计,搭建好硬件平台,为以后的运动图像分析算法验证,芯片架构设计打好基础。在设计高速电路板的过程中涉及到了很多信号完整性和电源完整性的问题。最终积累了一定的嵌入式系统硬件设计的经验。
上传时间: 2022-06-22
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在诸多行业的材料及材料制成品中,表面缺陷是影响产品质量的重要因素之一。研究具有显微图像实时记录、处理和显示功能的材料表面缺陷检测技术,对材料的分选和材料质量的检查及评价具有重要的意义。 本文以聚合物薄膜材料为被测对象,研究了适用于材料表面缺陷检测的基于现场可编程门阵列(FPGA)的缺陷数据实时处理技术,可实时提供缺陷显微图像信息,完成了对现有材料缺陷检测装置的数字化改造与性能扩展。本文利用FPGA并行结构、运算速度快的特点实现了材料缺陷的实时检测。搭建了以FPGA为核心的缺陷数据处理系统的硬件电路;重点针对聚合物薄膜材料缺陷信号的数据特征,设计了基于FPGA的缺陷图像预处理方案:首先对通过CCD获得的聚合物薄膜材料的缺陷信号进行处理,利用动态阈值定位缺陷区域,将高于阈值的数据即图像背景信息舍弃,保留低于阈值的数据,即完整保留缺陷显微图像的有用信息;然后按照预先设计的封装格式封装缺陷数据;最后通过USB2.0接口将封装数据传输至上位机进行缺陷显微图像重建。此方案大大减少了上传数据量,缓解了上位机的压力,提高了整个缺陷检测装置的检测速度。本文对标准模板和聚合物薄膜材料进行了实验验证。实验结果表明,应用了基于FPGA的缺陷数据实时处理技术的CCD扫描缺陷检测装置可对70μm~1000μm范围内的缺陷进行有效检测,实时重建的缺陷显微图像与实际缺陷在形状和灰度上都有很好的一致性。
上传时间: 2013-05-19
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论文研究了基于Bayer格式的CCD原始图像的颜色插值算法,并将设计的改进算法应用到以FPGA为核心的图像采集前端。出于对成本和体积的考虑,一般的数字图像采集系统采用单片CCD或CMOS图像传感器,然后在感光表面覆盖一层颜色滤波阵列(CFA),经过CFA后每个像素点只能获得物理三基色(红、绿、蓝)其中一种分量,形成马赛克图像。为了获得全彩色图像,就要利用周围像素点的值近似地计算出被滤掉的颜色分量,称这个过程为颜色插值。由于当前对图像采集系统的实时性要求越来越高,业内已经开始广泛采用FPGA来进行图像处理,充分发挥硬件并行运算的速度优势,以求在处理速度和成像质量两方面均达到满意的效果。。主要的工作内容如下: 本文首先介绍了彩色滤波阵列、图像色彩恢复和插值算法的概念,然后分析和研究了当下常用的颜色插值算法,如双线性插值算法、加权系数法等等,指出了各个算法的特点和不足;接下来针对硬件系统并行运算的特性和实时性处理的要求,结合其中两种算法的思路设计了适用于硬件的改进算法,该算法主要引入了方向标志位的概念以及平滑的边界仲裁法则来检测边界,借鉴利用梯度的三角函数关系来判断边界方向,通过简化且适用于硬件的方法计算加权系数,从而选择合适的方向进行插值。 在介绍了FPGA用于图像处理的优势后,针对FPGA的特点采用模块化结构设计,详细阐述了本文算法的软件实现过程及所使用到的关键技术;文章设计了一个以FPGA为核心的前端图像采集平台,并将改进插值算法应用到整个系统当中。详细分析了采集前端的硬件需求,讨论了核心芯片的选型和硬件平台设计中的注意事项,完成了印制电路板的制作。 文章通过MATLAB仿真得到了量化的性能评估数据,并选取几种算法在硬件平台上运行,得到了实验图片。最后结合图片的视觉效果和仿真数据对几种不同算法的效果进行了评估和比较,证明改进的算法对图像质量有所增强,取得了良好的效果。
上传时间: 2013-06-11
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基于计算机技术的机器视觉系统已广泛应用于工业生产领域,大幅提高了生产效率与精度。随着信息科学的飞速发展,人们面临的机器视觉系统的应用环境更加复杂,对机器视觉系统的要求也越来越高。本论文论述了用于检测目标并确定其空间坐标位置的立体视觉系统的设计。论文包含三个主要部分:立体视觉系统硬件设计、立体视觉系统的FPGA逻辑设计和Nios II程序设计、立体视觉系统的测试和测量。
上传时间: 2013-11-12
上传用户:tom_man2008
运动目标检测是数字图像处理技术的一个重要组成部分,它是计算机视觉、模式识别、 目标识别与跟踪、运动图像编码、安全监控等研究领域的重点与难点,在军事、国防和工业 等领域有着广泛的应用前景。序列图像的运动分析因其巨大的应用价值而受到广泛的重视. 它的基本任务是从图像序列中检测出运动信息,简化图像处理过程,得到所需的运动矢量,从 而能够识别与跟踪物体。正确地从视频流中提取运动目标是许多智能视频监视系统,如:视 频监视,交通自动监控,人体检测与跟踪等的基础部分。本文讨论了一种用于智能视频监控 图像中运动人体检测算法,并阐述其在数字视频监控系统中的应用。
上传时间: 2015-12-06
上传用户:hoperingcong
文中提出了一种基于离散小波变换和混沌加密的数字水印新算法,采用二维混沌变换对水印图像加密 对载体图像进行多分辨离散小波变换,应用小波系数判断载体图像的纹理复杂程度后,依据人眼的视觉系统(HVS)特性,将水印信号嵌入到图像的低频部分,对图像的不 同分解层分别选取不同的纹理阈值和水印嵌入强度,将数字水印嵌入到相同分辨层的原始图像中,提高了水印算法的鲁棒性。在检测和提取水印时,通过水印相似度(NC)和峰值信噪比( PNSR)评价水印质量,实验结果表明提出的算法可以抵抗剪裁、JPEG压缩、滤波等几何攻击,算法简单,计算复杂度小,兼顾了水印的不可见性和鲁棒性。
上传时间: 2016-10-24
上传用户:Andy123456
CCD( Charge Coupled Device )全称为电荷耦合器件,是70 年代发展起来的新型半导体器件。它是在MOS集成电路技术基础上发展起来的,为半导体技术应用开拓了新的领域。它具有光电转换、信息存贮和传输等功能,具有集成度高、功耗小、结构简单、寿命长、性能稳定等优点,故在固体图像传感器、信息存贮和处理等方面得到了广泛的应用。CCD图像传感器能实现信息的获取、转换和视觉功能的扩展,能给出直观、真实、多层次的内容丰富的可视图像信息,被广泛应用于军事、天文、医疗、广播、电视、传真通信以及工业检测和自动控制系统。实验室用的数码相机、光学多道分析器等仪器,都用了CCD作图象探测元件。一个完整的CCD器件由光敏单元、转移栅、移位寄存器及一些辅助输入、输出电路组成。CCD工作时,在设定的积分时间内由光敏单元对光信号进行取样,将光的强弱转换为各光敏单元的电荷多少。取样结束后各光敏元电荷由转移栅转移到移位寄存器的相应单元中。移位寄存器在驱动时钟的作用下,将信号电荷顺次转移到输出端。将输出信号接到示波器、图象显示器或其它信号存储、处理设备中,就可对信号再现或进行存储处理。由于CCD光敏元可做得很小(约10um),所以它的图象分辨率很高。
上传时间: 2022-06-23
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高性能低成本的图像采集和处理系统在自动测量、设备检测、安全监控等工业测控领域需求巨大。相比于CMOS图像传感器,CCD图像传感器在灵敏度、分辨率、噪声控制以及技术成熟度等方面具有明显优势。发达国家对于基于CCD图像传感器的高性能图像采集和处理系统的开发已经具有了一定的经验和成功先例,而在我国,相关的技术开发还比较薄弱。因此,通过对基于CCD图像传感器的高性能图像采集和处理系统进行研究和开发,迅速掌握核心技术,积累必要的技术储备和经验,对满足我国在相关领域的需求有着重要意义。本文研究了CCD图像传感器的发展历程、结构及工作原理、性能特点,并与CMOS图像传感器进行了比较。详细分析了SONY公司的大面阵CCD图像传感器,并以此器件为核心完成了图像采集和处理系统的设计。选用CYPRESS公司的LC4256V型CPLD(Complex Programmable Logic Device)芯片和TI公司的MSP430F149型MCU(Micro Controller Unit)芯片共同构成系统的核心处理平台。以CPLD为设计载体,使用Verilog硬件描述语言实现了驱动时序设计,完成了对CCD图像传感器的控制。对CYPRESS公司的CY7C68013型USB器件进行了固件程序、驱动程序和应用程序开发,实现了高速数据传输。硬件上采用了模块化设计,并充分考虑了抗干扰措施。实际测试表明,上述系统工作稳定,具有良好的灵活性和可扩展性。
上传时间: 2022-06-23
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OpencV是用来实现计算机视觉相关技术的开放源码工作库,是计算机视觉、图像处理、模式识别、计算机图形学、信号处理、视频监控、科学可视化等相关从业人员的好工具。本书介绍了大约200多个典型的技术问题,覆盖了基于OpenCV基础编程的主要内容,利用大量生动有趣的编程案例和编程技巧,从解决问题和答疑解惑入手,以因特网上最新资料为蓝本,深入浅出地说明了OpenCV中最典型和用途最广的程序设计方法。全书结构清晰、合理,范例实用、丰富,理论结合实践,即使读者只是略懂计算机视觉原理,也能人手对相关理论方法直接进行编码实现。 "基于OPENCV的计算机视觉技术实现"的图书目录…… 前言 第一章 使用OpenCV实现计算机视觉技术 1.1 计算机视觉技术 1.2 什么是OpenCV 1.3 基于OpenCV库的编程方法 本章小结 第二章 OpenCV的编程环境 2.1 OpenCV环境介绍 2.2 OpenCV的体系结构 2.3 OpenCV实例演示 本章小结 第三章 OpenCV编程风格 3.1 命名约定 3.2 结构 3.3 函数接口设计 3.4 函数实现 3.5 代码布局 3.6 移植性 3.7 文件操作 3.8 文档编写 本章小结 第四章 数据结构 4.1 基本数据结构 4.2 数组有关的操作 4.3 动态结构 本章小结 第五章 数据交互 5.1 绘图函数 5.2 文件存储 5.3 运行时类型信息和通用函数 5.4 错误处理函数 5.5 系统函数 本章小结 第六章 图像处理 6.1 边缘检测 6.2 直方图 6.3 Hough变换 6.4 几何变换 6.5 形态学 本章小结 第七章 结构与识别 7.1 轮廓处理函数 7.2 计算几何 7.3 平面划分 7.4 目标检测函数 7.5 生成与控制贝塞尔曲线 7.6 用OpenCV进行人脸检测 本章小结 第八章 图形界面(HighGUI) 8.1 读取和保存图像 8.2 OpenCV中的实用系统函数 本章小结 第九章 视频处理(CvCAM) 9.1 使用HighGUI对视频进行读写处理 9.2 CvCam对摄像头和视频流的使用 本章小结 第十章 OpenCV附加库第一部分 10.1 附加库介绍 10.2 形态学(morhing functions) 本章小结 第十一章 OpenCV附加库第二部分——隐马尔可夫模型 11.1 隐马尔可夫模型概述 11.2 隐马尔可夫模型中的基本结构与函数介绍 11.3 隐马尔可夫模型中的函数介绍 11.4 人脸识别工具 本章小结 第十二章 核心库综合例程 12.1 检测黑白格标定板内指定矩形区域内的角点 12.2 解线性标定方程组程序 本章小结 第十三章 运动与跟踪 13.1 图像统计的累积函数 13.2 运动模板函数 13.3 对象跟踪 13.4 光流 13.5 预估器 13.6 Kalman滤波器跟踪示例 13.7 用Snake方法检测可变形体的轮廓 13.8 运动目标跟踪与检测 本章小结 第十四章 立体视觉第一部分——照相机定标 14.1 坐标系介绍 14.2 透视投影矩阵的获得 14.3 摄像机参数的获取 14.4 径向畸变的校正 14.5 使用OpenCV及CVUT进行摄像机定标 14.6 OpenCV中的定标函数 14.7 CVUT介绍 本章小结 第十五章 立体视觉第二部分——三维重建 15.1 极线几何 15.2 特征点匹配 15.3 三维重建 15.4 OpenCV中相关函数介绍 本章小结 第十六章 立体视觉第三部分——三维重建算法 16.1 图像校正 16.2 已校正图像的快速三维重建 16.3 Birchfield算法 16.4 OpenCV中相关函数介绍 本章小结 第十七章 立体视觉第四部分——立体视觉实例 17.1 图像校正实例代码 17.2 基于窗口的稀疏点匹配及三维重建之一 17.3 基于窗口的稀疏点匹配及三维重建之二 17.4 Birchfield算法的OpenCV实现 本章小结 第十八章 常见问题解疑 18.1 安装与编译出错解决方法 18.2 OpenCV库基本技术问题 18.3 OpenCV在Linux下的相关问题 18.4 OpenCV库中的陷阱和bug
上传时间: 2013-07-18
上传用户:huyiming139
实现基于CPLD的CCD采集系统设计源码
上传时间: 2013-04-24
上传用户:zhf1234