基于FPGA的Bayer图像彩色恢复快速算法研究及实现

分析了一种基于Bayer滤色矩阵的图像彩色恢复快速算法,该算法采用考虑相关性的边缘定向线性插值法,运算速度快,恢复图像边缘清晰,并使用FPGA实现上述算法,充分发挥FPGA的并行处理能力,大大提高了运算速度。     

Bayer图像无损压缩算法及其FPGA实现

结合Bayer CFA格式图像的特点,提出了一种基于Bayer图像的无损压缩算法,该算法简单高效,可以在无损压缩下取得较高的图像恢复质量,非常适用于遥感图像、医学影像等对图像质量要求很高的场合。在对各种算法进行仿真评估的基础上提出了基于COMS图像传感器IBIS5-A-1300的无损压缩FPGA实现方案,整个结构采用流水线设计,同时用少量行缓存代替传统的大容量存储,节省了存储资源,加快了运算速率,减小了电路规模。经验证明完全满足对Bayer图像实时处理的要求,为后续实时压缩编码和传输提供了有利条件。     

基于FPGA实现的Ferguson双三次曲面插值图像缩放算法

图像缩放作为图像处理中重要的一部分,具有广泛的应用领域。随着科技的发展,实际应用中对图像缩放的质量和速度的要求也随之提高。本文首先在Matlab中实现糖尿病视网膜图像的缩放实验,对比验证了Ferguson双三次曲面插值算法在图像缩放细节处理上的优异表现,然后在擅长以纳秒级速度处理并行数据的FPGA硬件平台上实现该算法,达到了良好的图像缩放效果,这有利于医疗图像处理等工程应用与实践。     

基于梯度局部一致性的自适应Bayer模式彩色图像恢复算法

基于图像局部梯度具有明显一致性先验,提出了一种基于梯度局部一致性的自适应Bayer模式彩色图像恢复算法。算法在恢复绿色通道时首先从垂直和水平两个方向的进行插值,得到候选插值结果。然后根据彩色通道结构相似的特点,提出利用多通道梯度线性加权估计图像局部梯度,并利用引导滤波实现用时域图像边缘结构对图像局部梯度进行一致化校验,从而提高边缘估计的精度。然后将一致化校验后的梯度特征与候选插值进行自适应融合得到最终绿色通道插值。最后依据图像通道之间的结构相似性先验,利用绿色通道结构细节实现对红色和蓝色通道重构图像的修正,从而恢复完整的去马赛克彩色图像。通过在Kodak和IMAX两个数据库进行的有效性验证,并与其他最新方法进行的性能对比,结果表明恢复图像主观视觉特性和客观评价指标都优于传统方法。此外,由于不涉及迭代和网络训练,具有高效性。     

Bayer格式图像压缩方法及FPGA实现

单片CCD或CMOS传感器数字相机采用CFA获得彩色图像信息。在分析Bayer格式图像特殊性的基础上,讨论了Bayer图像的几种压缩方法,提出了用色度空间和频域误差等多种方法评价压缩算法性能的方法,这些方法较全面地反映了算法的性能差异并为合理选择提供了依据。最后,提出了一种算法的FPGA实现方案,经验证其性能满足设计要求。     

实现基于FPGA的硬件算法加速器

目的通过具体的方法和示例,说明使用FPGA来实现硬件算法加速是一种较好的方法。方法通过采用FPGA实现CRC算法的硬件加速器与采用传统的软件优化相比较,说明FPGA的优越性。结果基于FPGA的硬件算法加速器,既可提高系统的计算能力,也可节约成本,缩小系统体积。结论根据目标系统的功能需求,使用FPGA来实现硬件算法加速是一种有效、简便、经济的方法。     

基于FPGA的纸币图像采集系统设计

为实现清分机对纸币图像快速准确地采集,提出了一种基于FPGA的图像采集系统设计.系统由CIS采集模块、A/D转换模块和FPGA与DSP之间数据传输缓存模块组成.讨论了采集系统的结构和FPGA对于各模块的逻辑控制过程.这种设计具有功能集成、实现简单和修改方便等优点,能得到满意的图像结果.     

基于FPGA平台的实时人眼检测系统设计

采用近红外光源与图像差分相结合的方法在现场可编程逻辑阵列(FPGA)平台上实现了人眼检测系统。利用图像差分可以获得具有亮瞳孔效应、以人脸为主体的目标图像,通过对其进行灰度拉伸、分割、积分投影可以得到人脸位置,在检测到的人脸区域利用改进的复杂度算法实现了人眼检测。经测试,系统的处理速度可达30帧/秒,满足实时性检测的要求。基于近红外光源的方法消除了外界光源的干扰,从而保证了系统的鲁棒性。     

基于FPGA的全景图像展开算法实现

全景图像柱面展开理论算法占用系统资源较大,不适合在资源有限的嵌入式系统上实现,所以改善算法,设计一种基于嵌入式系统的算法有一定的现实意义,文中以柱面展开算法为理论依据,设计一种能在FPGA上实现的快速柱面展开算法．采用Matlab验证算法的可行性,然后采用硬件描述语言编写硬件模块,模块通过ModelSim仿真后,最终在硬件平台上实现FPGA对全景图像的快速柱面展开算法．     

基于FPGA和DSP的图像实时采集处理系统设计

针对高分辨率图像的实时播放、存储,提出了一种基于FPGA和DSP架构的图像实时采集处理方案.本方案以两片TI DM368系列DSP为核心处理器,采用H.264编解码方式进行图像的编解码,以EP2C35系列FPGA芯片作为协处理器进行图像的采集、颜色空间的转换及编解码后图像的传输.该方案能够对红外、可见光两路视频图像进行处理,运行可靠稳定,接口易更改,经过简单修改实现多种格式视频码流的采集处理.     

基于总变分彩色图像恢复问题的有效算法

为改进彩色图像的恢复效果,针对数字图像在获取和传输过程中产生的图像退化问题,提出一种改进的总变分正则化模型.首先在最大后验估计的框架下,将彩色图像退化问题转化为总变分最小化问题;然后选择L1范数作为总变分模型的正则项;最后引入对偶变量,将上述问题转化为极大极小问题,利用一阶原对偶算法结合分块矩阵求逆的算法处理上述极大极小问题.实验结果表明,与交替迭代算法相比较,该算法对彩色图像进行去噪和去模糊的能力更优,实验验证了该算法的有效性和优越性.     

基于FPGA的图像硬件加密算法设计

针对计算机软件图像加密技术中速度不高效率低下的问题,提出了一种基于FPGA的硬件加密方法,该方法基于密码链接模式的图像置换算法以及改进Baker图像置乱算法,只需采用少次迭代,就可以改变加密图像的像素改变率和一致平均改变强度,提高加密图像抵抗差分攻击的能力.     

基于混沌序列的彩色数字图像加密设计

针对彩色数字图像的结构特征,根据数字图像灰度值替代加密和置乱加密原理,利用离散混沌序列的随机性和对初始条件值极其敏感等特性,研究了彩色数字图像的混沌加密方法.运用该加密方法可以得到加密效果较好的加密图像.通过分析加密性能的一些指标说明该加密方法能够满足图像存储和传输的安全性要求.     

基于DSP和FPGA的实时图像处理平台的设计

介绍了一种基于数字信号处理器（DSP）和现场可编程阵列（FPGA）的高速实时图像处理平台的电路原理设计,外围部件瓦连（PCI）接口的软件实现和DSP软件设计。该图像处理平台主要采用TMS320C6416数字信号处理器和XILINX公司的VIRTEX4系列的XC4VLX80高性能FPGA,可灵活地在DSP和FPGA中实现各种信号处理算法程序,并且区别于传统的DSP平台,可根据算法要求方便地切换DSP和FPGA对片外存储器的操作,从而满足对各类图像数据的高速实时处理要求。     

基于FPGA的CMOS图像传感器采集系统设计

针对大市场、小目标实时监测系统测量视场与测量速度相互制约的问题,研究了基于FPGA的具有CMOS ROI控制功能的图像采集系统的设计。应用FPGA驱动CMOS IBIS-6600,并对其获取图像进行实时预处理,提取小目标位置信息,进行图像开窗跟踪,实现对高速运动的小目标实时精确定位。开窗跟踪技术,缓解了监测系统中测量视场与测量速度间的矛盾。     

基于DSP＋FPGA结构的图像跟踪系统的设计

介绍了一种基于DSP＋FPGA结构的小波图像处理系统设计方案,以高性能数字信号处理器TMS320C6711BFPGA作为核心,结合现场可编程门阵列,实现了实时数字图像处理．     

基于FPGA的图像叠加及VGA显示设计

为了实现两幅图像的半透明叠加的VGA显示,根据图像叠加原理和VGA显示原理,使用Altera公司的FPGA芯片CycloneⅣEP4CE15F17C8作为控制核心,采用Verilog HDL语言实现图像叠加Alpha算法,采用移位操作解决FPGA处理浮点运算问题,通过外部按钮来控制图像的透明度.用FPGA控制实现图像叠加的VGA实时显示,该设计方案具有体积小、成本低、速度快、工作稳定等优点.Modelsim仿真结果和实际显示效果验证了设计的正确性与可行性.     

一种雾天彩色图像复原快速方法研究

暗通道优先法则在处理自然雾天图像方面取得了非常好的效果,但是该方法需要消耗大量的存储和计算时间。提出了一种改进的雾天彩色图像增强快速方法。首先,根据雾天图像模型和先验知识,计算雾天图像的暗通道先验值;并估算初始透射率图像和大气光。然后利用数学形态学方法对初始透射率图像进行处理得到优化的透射率图;并根据这个优化透射率图、大气光和原始雾天图像计算去雾图像。最后利用gama校正获得最终的彩色增强图像。仿真实验结果表明本文提出的方法能较好地对雾天彩色图像进行去雾处理,且计算速度较快。相比于基于暗原色先验的单一图像去雾方法,图像尺寸越大,该方法的计算效率越高,计算时间优势越明显。     

Embedding Color Watermark Image into Color Host Image Based on Contourlet-Domain

A novel image blind watermarking scheme based on Contourlet transform was proposed to embed color watermark image into color host image,which was different from some existing works using the binary or gray-level image as watermark.In the process of embedding watermark,each color component of the color host image was decomposed by Contourlet transform.Then,the low-pass sub-band coefficients were divided to 4×4 non-overlapping blocks,and the coefficients in the selected block were quantified for embedding the watermark information.In the process of extraction watermark,the watermark could be extracted from the watermarked image without the help of the original host image or the original watermark image.Experimental results show that the proposed color image scheme has better invisibility and stronger robustness against most attacks such as image compression,filtering,adding noise,cropping,rotation,and scaling.