基于ADV212的探空火箭图像采集与压缩系统

针对探空火箭遥测带宽低、图像监控通路多、系统小型化等设计难点,本文提出了一种基于ADV212的图像采集与压缩系统设计方案。采用可以同时支持无损和高压缩比有损压缩的JPEG2000图像压缩标准,提出适用于箭上图像采集特点的通道切换和中断处理策略,并以“乒乓”操作的流水线作业方式实现多路图像通道数据吞吐,通过两个实时发送通道和一个缓存发送通道向火箭遥测链路发送图像数据。提出了一种具有动态帧频和压缩比的图像压缩方案,解决了探空火箭遥测带宽有限这一问题。本设计以Virtex-4系列FPGA作为系统控制核心,采用ADV7182和ADV212分别完成图像的采集和压缩,分别采用SRAM和SDRAM实现图像的实时传输和缓存传输。通过比较图像间的PSNR值,试验并分析了适用于CCD图像的压缩滤波器和小波变换级数,得到了较为满意的图像质量。设计较好地满足了本次空间环境垂直探测探空火箭的图像采集任务。     

适用于探空火箭的图像采集与压缩系统

针对探空火箭遥测带宽低、图像监控通路多、系统小型化等设计难点,提出一种基于ADV212的图像采集与压缩系统设计方案。采用可以同时支持无损和高压缩比有损压缩的JPEG2000图像压缩标准,提出适用于箭上图像采集特点的通道切换和中断处理策略,并以"乒乓"操作的流水线作业方式实现多路图像通道数据吞吐,通过两个实时发送通道和一个缓存发送通道向火箭遥测链路发送图像数据。提出一种具有动态帧频和压缩比的图像压缩方案,解决了探空火箭遥测带宽有限这一问题。本设计以Virtex-4系列现场可编程门阵列作为系统控制核心,采用ADV7182和ADV212分别完成图像的采集和压缩,分别采用静态随机存取存储器和同步动态随机存储器实现图像的实时传输和缓存传输。通过比较图像间的峰值信噪比值,试验并分析了适用于电荷耦合元件图像的压缩滤波器和小波变换级数,得到了较为满意的图像质量。设计较好地满足了本次空间环境垂直探测探空火箭的图像采集任务。     

星载高光谱图像实时处理系统

为适应星载高光谱成像仪输出数据率越来越高的需求,设计了一种基于模块化的、软硬件结合的高光谱图像实时处理系统。该系统由一个主控模块(MM)和若干个实时高光谱图像处理子模块(SM)组成,对软硬件处理流程进行了合理划分。在充分考虑系统所需选用的DSP和FPGA芯片下,给出了主控模块与子模块的设计方法及原理框图。该系统可等效为一个二维网孔型并行模型,具有很高的并行性和加速比,具有实现实时高光谱图像处理的能力。并且该系统具有很强的适应能力,可满足不同星载高光谱成像仪的需求。     

基于NiosⅡ的SPIHT算法图像压缩卡的设计

针对高速传输系统中大批量数据不易传输的问题,提出了一种基于片上系统图像压缩卡的设计方法,讨论了采用软核NiosⅡ处理器的配置方式、简化SPIHT算法的硬件实现原理和LVDS图像数据接收转存的操作流程。详细论述了系统各模块的设计原理及实现方法,并对各模块进行了实际的性能测试和分析,结果表明该压缩卡性能稳定,可以高效地完成图像数据压缩。     

探空火箭图像采集与压缩系统的研究与实现

针对探空火箭的应用要求,研究并实现了一种多路实时图像采集和压缩系统,介绍了系统实现的方案以及采用的两种关键技术。系统采用了基于ARM和FPGA的嵌入式系统架构,以专用的压缩芯片作为图像处理单元,通过采用提高摄像头分时复用的可靠性和优化压缩比控制方案两条技术途径,解决了图像低功耗、实时压缩等问题。系统电路结构精简,集成度高,灵活性强。实际测试表明:系统性能可靠,具有轻小型、低成本、低功耗等特点,在空间环境垂直探测实验中,系统拍摄到火箭箭头与发动机分离、电场探测伸杆展开等重要画面,使用边缘强度评价法对所得图像进行质量评价,图像清晰度满足科学研究与工程应用的需要。     

高速多通道数据采集传输系统的设计

设计了一种基于FPGA与DSP的高速多通道实时数据采集传输系统。该系统通过FPGA实现对时钟、ADC、DSP等芯片的功能配置,采集数据由FPGA预处理后通过EMIF接口传送至DSP,并完成后续的复杂信号处理。该系统最高数据采集速率可达500 MSPS,FPGA与DSP之间可实现高速率的数据传输。实际测试结果表明,该系统实现了多通道数据的实时同步采集、传输与处理,数据采集达到较高性能,能够满足当前复杂电磁环境下精确制导雷达数据处理分析的需求。     

一种高速实时数据采集处理系统设计

针对目前高速数据采集中的实时性和同步性问题,提出了一种高速实时数据采集处理设计方案。根据上述方案进行了系统的硬件和软件设计,该系统以FPGA器件作为下位机控制核心,设计了时钟同步、数据采集、数据处理、数据缓存、数据通讯等功能模块;整个系统采用ARM微处理器作为上位机控制核心,基于嵌入式Linux 2.6内核进行软件编程,负责向FPGA发送设置参数和控制指令,同时对数据前端采样和处理数据进行存储、显示、统计等。经测试验证,该方案具有高速率、高精度、同步测量、实时处理、体积小、功耗低等优点。     

基于FPGA的高速图像处理系统设计

针对坦克图像处理中存在的系统集成度不高、处理速度较慢等问题,设计了一种基于FPGA的高速图像处理系统。该系统通过在FPGA上配置Nios Ⅱ软核处理器以及图像采集、处理和显示等功能模块来实现其主要硬件电路,并结合系统的软件设计实现了多路图像信号的采集以及图像的放大/缩小、裁剪和叠加显示等功能。由于采用了可编程芯片和并行处理技术,该系统具有集成度高、维修性好、图像处理速度快和实时性强等优点。     

基于双FPGA+DSP全姿态指示仪系统设计

针对全姿态指示仪对画面显示和信号处理的要求,系统采用双FPGA+DSP的硬件体系结构,把整个任务分成信号采集与预处理模块、图形与字符轮廓生成模块和显示模块.介绍了系统的原理框图、FPGA2的实现结构以及改进的边标志填充算法.本系统解决方案满足了画面逼真显示和信号实时处理的要求,并且具有很好的可靠性和重构性.     

基于DSP和FPGA的实时图像瞄准具的设计

提出了一种基于DSP和FPGA的实时图像瞄准具的设计方案。其核心部分实时图像处理系统的设计采用了DSP＋FPGA的混合结构,即DSP作为视频图像处理核心芯片,完成复杂的图像处理算法,而采用FPGA实现视频图像的实时采集与显示,以及系统所有时序和逻辑控制。充分利用DSP高速的图像处理能力,以及FPGA灵活的系统编程能力,大大减轻了DSP的负担,使得DSP能够专心于图像处理,极大地提高了系统的实时性、可靠性与灵活性。     

基于FPGA控制的图像采集和存储系统

在研究了CMOS图像传感器和flash存储器的工作原理的基础上,阐述了以FPGA为控制核心的图像采集和存储系统结构,设计了在图像采集和存储系统中的FPGA控制模块,用USB通讯模块实现了采集存储系统和计算机之间的数据传输,满足了系统对回放的存储图像不丢帧的要求。经实际检验,较好地满足了实验要求。     

基于网络传输的图像采集压缩系统接口设计

目前,在箭载视频图像测试中,由于视频图像数字化后数据量非常庞大,很难将如此大量的原始数据进行实时传输和存储,急需有效途径解决大数据量的传输、存储问题.针对这一问题,提出了一种网络传输的图像采集压缩系统的设计方案,并给出了该系统的详细设计,实现了图像数据压缩后的实时传输.在硬件部分,给出了网络传输接口电路及其仿真结果;并对数据发送、接收模块、数据捕获、解析模块进行了详细的描述与设计.     

子弹状态的遥感监测与存储回收

为记录子弹从预发射到落地过程的状态数据,设计了一种遥测与固态存储相结合的数据采集回收系统.该系统以FPGA芯片为逻辑控制中心,高速采集传感器等设备的输出数据,采集数据经编帧后分别进行固态存储和PCM码无线遥测存储,回收数据由上位机软件处理,还原子弹全程飞行状态.全套系统经地面测试各性能满足设计要求.软硬回收兼备的存储方式既提高了子弹在高过载等恶劣环境下数据回收的概率,也实现了子弹飞行状态的实时监测,提高了地面人员的反应速度.     

便携式逻辑分析仪硬件平台设计

针对现有逻辑分析仪制造成本高、不便携带以及应用场合受限的问题,设计了一种基于FPGA+STM32的便携式逻辑分析平台。该平台硬件成本低、易携带等指标满足大多数测试要求。其设计核心主要包括主控芯片、被测信号采样、触发控制、数据锁存、高速存储、串口通信、TFT液晶显示等电路,其功能实现主要依靠FPGA的硬件设计和STM32的软件控制。该平台最大可实现32通道、存储深度64 K、分析速率400 MSa/s的测试要求。通过该平台可以实现被测信号的采集、缓存、分析、显示等功能。     

基于FPGA和UART接口的多路数据采集系统的实现

为了满足对采集后的数据进行快速、远距离的串行传输、并实时储存的需求,研制了一种基于FPGA和UART接口的多路数据采集系统。采用FPGA实现数据的采集模块、模拟信号路数选择以及数字信号的并串转换等功能;同时利用RS-422接口实现了数字信号远距离的串行传输。功能仿真和实际测量验证了设计的可行性。     

压缩感知新技术专题讲座(四) 第7讲 压缩感知在图像信号处理中的应用

绝大部分自然图像信号都在某个变换域具有稀疏性或近稀疏性。基于压缩感知理论,可以用远低于采样定理要求的采样频率采集信号,并可在一定条件下高概率恢复信号,这将极大降低图像信号的采样频率以及数据存储和传输的代价。文章首先简述了压缩感知理论,然后分析了图像的稀疏性对图像重建质量的影响,最后着重从图像压缩、图像融合、图像去噪、图像识别以及图像复原几个方面分析了压缩感知理论在图像处理领域中的应用以及目前所面临的问题。     

智能1553B接口软核实现技术

为了提高计算机系统数据处理能力,防止数据丢失现象,减小接口板空间,同时方便接口模块的修改、扩展和升级,提出了一种基于Nios II软核处理器的智能1553B接口软核实现技术。系统设计以软硬件协同工作的形式实现。硬件设计是通过在一片Altera公司Cyclone II系列的FPGA芯片上配置Nios II软核处理器、PCI接口、存储器接口、自定义接口逻辑等来生成SOPC,最后在FPGA外添加外围总线控制器芯片来实现。以硬件设计为基础,以软件设计完成1553B数据传输功能。由于采用了软核设计技术,使得系统具有了设计灵活、集成度高、低成本等优点。     

基于DSP和PCI的水声信号处理系统及其应用

介绍了基于DSP和PCI总线的水声信号处理系统的软、硬件设计及应用.该系统主要由DSP模块和PCI模块组成,实现了多通道数据采集、实时处理和存储.DSP模块进行数据采集和实时处理;PCI模块利用PCI桥接芯片与DSP共享双端口RAM,实现PC机与DSP的高速数据通信.目前该系统已成功应用于某型宽频带水下日标模拟器,突破了目前国内研制的均是窄带模拟器的限制.     

基于DSP技术的手持式二维条码扫描器

本文介绍了一种基于 DSP 技术的二维条码扫描器。该扫描器以 MOTOROLA 的DSP56F826为核心,采用 CMOS 图像传感器以逐行扫描方式采集条码数据,并利用高速存储器扩展芯片,配合先进的译码算法,实现了高效准确的实时处理。     

基于XilinxFPGA的数字下变频的实现

为解决专用数字下变频芯片价格昂贵、灵活性不强的问题,研究了如何基于FPGA实现数字下变频的功能。本设计结合硬件资源从数字下变频的系统各模块的主要功能,以及从彼此间的性能制约上考虑,先通过MATLAB仿真选择合适的参数,然后在Xilinx公司ISES．2开发环境下,使用Verifog语言编程实现。最后对基于FPGA实现的数字下变频系统调用Modelsim进行仿真测试,验证了设计的正确性。