微型无人机图像无线传输系统方案与关键技术

针对微型无人机(MUAV)图像模拟传输的不足及图像实时、可靠的传输要求,提出了一套采用基于5/3提升小波的改进集合分裂嵌入块(SPECK)图像压缩算法、基于Turbo码的信道纠错编码及扩频技术的数字图像无线传输系统方案.在阐述本方案结构原理的基础上,着重讨论了它所涉及的关键技术及对策.实验结果表明,本方案具有图像压缩率高、运算速度快、实时性好、抗差错能力强及传输可靠等特点,适用于MUAV的特殊工作需求.     

一种适合JPEG2000的5/3离散小波变换硬件系统结构

改进一种"内嵌延拓提升小波变换"(Combining the data-extension procedur into the liftingbased DWT core)[1]快速算法,提出一种基于该提升算法的5/3小波变换硬件系统结构,它无需额外的边界延拓过程.由于将其边界延拓过程内嵌于小波变换模块中,使该结构具有减少内存使用量,降低功耗,提高硬件利用率和运算速度的特点.这种结构经系统验证适用于JPEG2000的5/3小波无损变换,当然也可用于其它各种实时图像压缩处理硬件系统.     

JPEG2000的5/3离散小波变换FPGA硬件实现

提出一种基于改进“内嵌延拓提升小波变换”(Combining the data-extension procedure into the lifting-based DWT core)快速算法的硬件结构,它无需额外的边界延拓过程。由于将其边界延拓过程内嵌于小波变换模块中,使该结构具有减少内存使用量,降低功耗,提高硬件利用率和运算速度的特点。这种改进结构经FPGA硬件仿真验证,适用于JPEG2000的5／3小波变换,当然也可用于其它各种实时图像压缩处理硬件系统。     

基于小波变换的图像边界问题的研究

首先简要地介绍了一维信号对称边界延拓方式及二维信号双正交小波分解重构算法，然后在一维信号边界延拓方式的基础上，研究了在小波变换过程中，当高、低通滤波器长度为奇数且关于0对称时，数字图像能够精确重构的边界延拓问题。给出了数字图像的小波变换及边界延拓的步骤。最后，通过仿真实例验证了该对称边界延拓方式能够保证数字图像在小波变换中精确重构。     

无人机无线能量传输网络多波束阵列设计与位置部署

针对无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)辅助的无线能量传输(wireless power transfer, WPT)系统，构建了一种能量波束设计以及无人机悬停位置部署的联合优化方案，以最大化所有用户接收的总能量。针对优化问题是非凸、难以直接求解的情况，提出一种联合优化多波束设计和无人机三维位置的迭代算法，利用巴特勒矩阵设计高增益、宽覆盖范围的能量多波束，利用穷举算法寻找无人机最优二维位置，通过单调性理论得到无人机的最佳悬停高度。仿真结果表明，所提出的算法能显著提升无线能量传输效率。     

基于ZigBee的温室大棚环境监测系统研究

为了实现对温室大棚的自动化、智能化管理,采用ZigBee技术和GPRS技术,设计了基于微型无人机的温室大棚环境监测系统。监测系统以PC机为控制核心,通过各种传感器和微型无人机进行环境数据的采集和农作物生长状态信息的获取,经由无线收发模块CC2430和GPRS网络完成数据的传输,最终将采集到的数据信息直观地显示在PC机上。系统将无线ZigBee网络与微型无人机采集模块相结合,实现对温室大棚农作物生长状态的实时监测。     

基于信号线圈的多无人机身份识别方法研究

无线电能传输技术摆脱了物理介质的束缚，具有灵活、可靠、安全等优点，在无人机领域应用越来越广泛。无人机无线充电系统中常采用的Zigbee、蓝牙、WiFi等广域通信方式接入时间较长，存在非“点对点”传输情况，不具备身份识别功能，无法应对多无人机及多机舱环境。提出了一种基于信号线圈的多无人机身份识别方法，仿真研究2套耦合机构之间交叉耦合影响，设计了一套应用于多无人机及机舱环境下能量信号同步传输的无线电能传输系统。最后搭建了无人机无线电能传输系统进行实验验证，实验结果表明基于信号线圈可以快速有效进行无人机及机舱的身份识别，可识别无人机身份的点对点近场通信方式以应对多无人机无线充电场景，能量信号同步传输的分离通道传输模式具有两通道物理结构独立，避免传统通信方式干扰，保障充电的安全性与可靠性。。     

基于提升小波变换的医学图像压缩算法

详细分析小波提升框架算法(L ifting Schem e)的原理和实现步骤,比较了M allat算法和L ifting Schem e算法在运行速度上的差异.推导出JPEG 2000静态图像压缩标准所采用的Le Gall 5/3小波滤波器的提升格式,对Le Gall 5/3小波和CDF 9/7小波滤波器的提升格式应用于医学图像压缩编码进行了分析.本文给出的小波提升算法对JPEG2000静态图象压缩标准在医学影像存储与传输系统中的应用具有参考价值.     

微型无人机图像无线传输系统的发展现状及其关键技术

微型无人机作为一种军民两用的高科技产品,在现代信息社会中扮演着重要的角色。其图像无线传输系统是实现信息获取、传输的重要组成部分之一。重点阐述了该图像传输系统在国内外的发展历史与现状,讨论了实现图像传输所涉及的几个关键技术,进而展望图像无线传输未来的发展趋势。     

嵌入式Linux飞行器视频采集与处理模块设计

为提高微型飞行器无线视频的传输距离及传输质量,选用S3C2440微处理器为控制中心、OV9650摄像头为移动端视频采集设备,给出了视频采集与处理模块的总体设计方案和硬件结构.模块开发基于嵌入式Linux平台,设计并实现了遵循V4L2(Video For Linux 2)驱动标准的移动端视频采集模块、基于H.264的视频编解码模块以及适用于3G/4G的无线网络通信模块,其中无线通信采用RTP协议,以满足视频无线远程传输的实时性要求.结果表明,该系统传输的视频满足清晰、稳定与延时低的要求,具有一定的实用前景.     

基于S3C2440的嵌入式无线视频采集系统设计

为提高视频信息传输和存储速度，针对无线视频监控的应用环境，设计并实现一个无线视频采集系统。设计了视频采集系统的硬件结构和软件体系结构，硬件核心控制单元采用S3C2440 微控制器，通过USB 接口扩展连接ZC301P 摄像头和ＲT3070 无线网卡，并扩展内部存储器，视频采集系统软件结构包括嵌入式操作系统Linux、视频采集API 接口、视频数据编码，利用V4L 编程接口实现视频信息压缩、数字图像处理，实现快速的视频信息传输和存储。     

复合嵌入式零树编码低码率容错视频传输

提出一种基于可分级的小波变换嵌入式零树编码和H．263标准的复合低码率容错视频编码方法，通过降低Ⅰ帧的码率，在传输速率受限的前提下提高Ⅰ帧刷新频率，限制传输差错扩展，改进了低码率视频传输的容错能力，实验结果证明，H．263标准的鲁棒性得到有效改善。     

The Real-Time Image Processing Technique Based on DSP

This paper proposes a novel real time image processing technique based on digital singnal processor （DSP）. At the aspect of wavelet transform（WT） algorithm, the technique uses algorithm of second generation wavelet transform lifting scheme WT that has low calculation complexity property for the 2 D image data processing. Since the processing effect of lifting scheme WT for I D data is better than the effect of it for 2 D data obviously, this paper proposes a reformative processing method： Transform 2-D image data to 1 D data sequence by linearization method, then process the 1 D data sequence by algorithm of lifting scheme WT. The method changes the image convolution mode, which based on the cross filtering of rows and columns. At the aspect of hardware realization, the technique optimizes the program structure of DSP to exert the operation power with the iwchip memorizer of DSP. The experiment results show that the real time image processing techniquc proposed in this paper can meet the real-time requirement of videoimage transmitting in the video surveillance system of electric power. So the technique is a feasible and efficient DSP solution.     

无线宽带多输入/多输出信道上基于正交余弦变换的累进图像鲁棒传输

基于空时块编码、正交频分复用(OFDM)和非均衡错误保护技术(UEP)，构建了一个具有4个发送天线(4Tx)和2个接收天线(2Rx)的宽带多输入／多输出(MIMO)累进图像鲁棒传输系统，并设计了一种简化的最小均方误差(MMSE)检测器．同时，提出了一种基于正交余弦变换(DCT)的累进图像编码算法(MSPDCT)．该算法按一定方式将子块DCT系数重组排列后，采用嵌入式零树小波编码(EZW)技术相似的结构，并运用简单的均值去除方法进一步降低重组DC系数块的冗余信息．实验结果证明，本文构建的基于MSPDCT的图像传输系统在无线宽带MIMO衰落信道上具有很好的传输鲁棒性，且比基于小波变换的累进图像传输系统更易实现．     

基于运动估计的3D提升小波多描述视频编码

研究了具有高容错能力的视频小波编码方法,把非平衡保护多描述技术引入提升小波视频编码.利用多描述编码的良好抗干扰性和差错掩盖能力,提出一种新的基于运动估计3D提升小波的多描述视频编码,以适应在不可靠网络中传输视频的要求.实验结果表明,即使是在网络干扰严重以至于一个描述完全丢失时,本方法仍可获得较理想的重建效果.     

实时图像小波无损压缩系统的FPGA实现

将Altera公司的DE2多媒体开发平台与Terasic公司的D5M数码相机开发套件相结合,设计了一套基于小波无损压缩的实时图像处理系统。系统采用便于可编程逻辑器件灵活实现的二维整数5/3提升小波变换实现压缩。为保证图像的无损压缩,对边界数据进行对称周期延拓处理。并针对实时处理过程中的大容量数据流的存储问题,应用片外存储资源保存采集和处理过程中的图像数据,有效地降低了片上存储资源的消耗。测试结果表明:系统满足实时图像采集、预处理及无损压缩的要求。     

JPEG2000 DWT变换器和EBCOT编码器的VLSI结构设计

为了进行符合新一代静止图像压缩标准 JPEG2 0 0 0的图像编码 IP核设计 ,提出了基于 JPEG2 0 0 0标准的离散小波变换器 (DWT)和优化截断的嵌入式分块编码器 (E-BCOT)的 VL SI结构。DWT采用的空间组合推举体制算法(SCL A)将基于 9/ 7滤波器的标准推举 (lifting)算法体制快速的运算量降低了 5 / 12。EBCOT采用的并行运算和动态内存控制 (DMC)结构 ,在保证编码速度的前提下 ,最大限度减小了片内小波系数缓存量和访问频率。这 2项设计均可以作为单独的 IP核应用在其他需要高速图像处理的领域 ,如远程监控、数码相机等。     

一种新的低存储量的图像零树编码算法

SPIHT(set partitioning in hierarchical tree)是一种简单、高效的小波零树图像编码算法。该文针对 SPIHT算法存储空间需求大 ,不利于硬件实现的缺点 ,引入“误差位数”、“绝对零点”和“绝对零树”的概念 ,提出了一种新的低存储量的图像编码算法 ,并利用 DSP评估板 (EVM)对新算法进行了验证。大量实践证明 ,新算法有效地降低了算法实现所需的存储空间 ,减少了时间消耗 ,易于硬件的实现。而且 ,新算法重建图像的峰值信噪比 (PSNR)指标对比 SPIHT算法仅有略微的降低