FPGA+DSP航片并行处理系统

研究了一种采用FPGA +双DSP的航片高速并行处理系统 ,并用区域分解算法对航片处理任务进行划分与分配 .FPGA实现对航片预处理 .DSP实现航片高层处理 .DSP部分由双TMS32 0C6 2 0 1芯片构成高速运算处理单元 ,峰值处理能力每s可达 3.2× 10 9条指令 .FPGA和DSP具有各自的存储器 .在系统中应用符合数字图像处理特点的区域分解并行算法 ,这样使在空间域串行图像处理算法得到并行化 ,从而合理地对任务进行划分与分配 ,同时保证各DSP处理机负载平衡 .该方法适合多种图像处理算法 ,实现简单 ,大大减少了开发的工作量 .经试验表明 ,该实时航片处理系统具有高效、简单、可靠的特点 .     

基于窗结构和巴切奇偶排序的中值滤波器硬件设计与实现

数字电路设计中值滤波器时,面积和速度上的考虑非常重要.面积上要求使用的逻辑资源尽可能少;速度上则要求系统能在较高时钟频率上工作,并用尽可能少的时钟周期完成1帧滤波或进行实时滤波.设计的新型中值滤波器的硬件结构为带2个Buffer的3窗结构,并用奇偶排序网络作为滤波器功能逻辑模块的理论依据,在FPGA平台上进行结构设计,使用ModelSim仿真验证了结果,最后实现了视频图像滤波.实验分析表明,设计的新型结构滤波器不但使用的逻辑资源较少,仅用了741个逻辑单元(LE),而且处理速度达到27 MHz/像素,实现了对视频图像的30帧/s实时处理.设计不仅具有一定的实用性,也为数字图像处理的硬件结构设计思路提供了参考.     

光线示波器的CCD图像采集与处理研究

用拍摄速度为60帧/s以上的CCD高速相机对光线示波器光点运动路径实时拍摄,在每一帧图像中获得激光光点在某一时刻所到达的位置。通过对图像进行平滑和灰度变换等图像处理,准确提取各幅图像中目标图像的位置坐标。将只含目标图像的多幅图像进行叠加处理,再将在一段时间内的各个离散的位置坐标拟合成激光光点完整的运动轨迹,进而揭示电信号的特征。     

A design of space robot multi-target capture algorithm based on DSP

To correctly capture spatial targets from cluttered and motive celestial background, a new MultiTarget Capture algorithm was proposed, which is a comparative difference algorithm based on the combination of centroid extraction and despun registration of efficient points. Moreover, this algorithm was applied in an image processing system based on the DSP featuring high speed and high performance. The procedures of image processing are as follows: first, label efficient points in the frame and extract their centroids; second, make appropriate despun registration, according to the reference rotation angles provided by Space Robot position system; third, translate and register centroid coordinates of efficient points in reference frames and get the registration points according to the principle that there are the most same centroid coordinates of efficient points when completely registered; finally, eliminate the same background points by using comparative difference method. The result shows that this image processing system can meet the needs of the whole system.     

卷帘式快门CMOS数字相机测速系统标定技术

为了实现对高速公路车辆速度进行限制, 建立了基于卷帘式CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）图像传感器的相机测速系统, 并对该系统采用的标定技术、 测速算法等进行了研究。卷帘式快门数字相机测量速度是利用卷帘式快门曝光, 具有一定的延时, 对运动物体拍摄会产生一定的畸变, 通过对图像的畸变部分进行图像处理和计算, 即可得到运动物体的速度参数。根据相机成像的几何原理, 分析了相机的标定原理, 根据相机测速时的特点, 提出了简单、 有效的标定方法。进一步研究了相机标定和测速的实验方法和步骤, 进行了标定及测速实验。经实验验证： 利用卷帘式快门CMOS数字相机方法对运动目标测速值较精确, 误差在2.5%以内。基本满足高速公路相机测速系统精度要求。     

A design of space robot multi-target capture algorithm based on DSP

To correctly capture spatial targets from cluttered and motive celestial background, a new Multi-Target Capture algorithm was proposed, which is a comparative difference algorithm based on the combination of centroid extraction and despun registration of efficient points. Moreover, this algorithm was applied in an image processing system based on the DSP featuring high speed and high performance. The procedures of image processing are as follows: first, label efficient points in the frame and extract their centroids; second, make appropriate despun registration, according to the reference rotation angles provided by Space Robot position system; third, translate and register centroid coordinates of efficient points in reference frames and get the registration points according to the principle that there are the most same centroid coordinates of efficient points when completely registered; finally, eliminate the same background points by using comparative difference method. The result shows that this image processing system can meet the needs of the whole system.     

一种新的结合卷积神经网络的隧道内停车检测方法

为了更准确地检测高速公路隧道内停车行为,将传统的图像处理技术与深度学习相结合.首先,通过基于混合高斯模型(Gaussian mixture model,GMM)的背景差分法提取出运动目标.接着通过meanshift算法跟踪这些运动目标,计算运动目标的速度以及在相邻视频帧中运动目标的相关性,通过与速度阈值和相似度阈值的比较得到静止目标.最后,结合卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)分类模型识别静止目标是否为车辆.文中方法在高速公路隧道视频上进行测试,达到至少84％的准确率.另外,与没有结合卷积神经网络的传统图像处理方法相比,文中方法至少提高了63％的准确率.     

A design of space robot multi-target capture algorithm based on DSP

To correctly capture spatial targets from cluttered and motive celestial background,a new Multi-Target Capture algorithm was proposed,which is a comparative difference algorithm based on the combination of centroid extraction and despun registration of efficient points.Moreover,this algorithm was applied in an image processing system based on the DSP featuring high speed and high performance.The procedures of image processing are as follows:first,label efficient points in the frame and extract their centroi...     

TMS320C40实现图象高速采集与处理系统

利用高帧频 CCD图象传感和高速 DSP(TMS3 2 0 C40 ) ,设计出先进的动态图象高速采集和 RS- 4 2 2 A数据传输系统 ,将光学图象转化为便于计算机处理的数字化图象。以高速 DSP及快速存储器为核心设计并实现高速图象的数字缓冲接口系统 ,与 PC主机构成双机系统 ,并采用 DMA数据通信方式 ,以提高数据的传输速度 ,使采集系统主机能正确接收和处理图象数字信号。     

运动图像序列的移位帧累积技术研究

研究一种适用于运动图像序列的移位帧累积技术．通过在目标运动方向上对运动图像进行移位，满足像素间的空间相关性；进而实现运动图像序列的帧累积．阐述了移位帧累积的具体实现方法，推导了运动图像间移位量的数学模型，并讨论了移位帧累积实时处理的可能性．实验表明：通过数学模型所确定的移位量与实验结果具有良好的一致性；处理后的微光运动图像的噪声得到了抑制，像质较处理前有了明显提高，所讨论的移位帧累积方法突破了帧累积平均仅适用于静态图像增强的限制，是一种提高运动图像像质的有效方法．     

快速以太网的图像存储与通信系统设计方案

图像存储与通信系统（PACS）是实现医院医学影像信息管理现代化的载体，其核心任务就是要保证医学影像信息能高效地传输和应用，而以太网是一种较成熟的高效局域网结构。因此提出了一种基于快速以太网的PACS设计方案，该方案可以较好的实现影像采集、影像处理、影像存储、影像管理、影像浏览、影像传输、影像编辑等和医学影像信息管理有关的多个模块功能，同时还可以和原有的医院信息管理系统（HIS）进行有机结合。     

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。     

基于摄像机的人体运动分析系统标志点图像处理

针对基于普通摄像技术的人体运动分析系统检测精度与处理速度低的问题,提出了一种快速标志点模糊图像预处理及标志点识别与跟踪的新方法。该方法首先利用快速模糊边缘检测算法对图像进行增强处理,然后使用作者构造的基于阈值法的连通域判别算法提取标志点图像边缘,最后运用“一阶预测—局部搜索”方法查找与跟踪标志点。对比实验及临床应用结果表明,该方法具有运算量小,图像处理快的特点,提高了运动分析系统的运行速度。该方法尽管是针对由普通摄像机替代专用设备建造的人体运动信息分析系统中图像处理问题提出的,但它同样适用于其它有关静止或低速运动物体图像的检测、处理与模式识别等方面的研究。     

应用高速摄像技术研究柴油机的喷雾过程

用高速ＣＣＤ摄像机在定容容器内对３种不同背压下的柴油机喷雾进行了试验研究,摄像机采集图像的速度定为４０５００ｆｒａｍｅ／ｓ。应用计算机图像处理技术对采集的喷雾图像进行了边缘提取,定量给出了喷雾贯穿度的结果。文中还就三通阀开启时间、燃油喷射时序等进行了讨论。     

AR系统中并行技术的应用研究

AR(Augmented Reality增强现实)系统运行时包含很多图形、图像的相关计算任务，要求系统实时完成，这个问题在基于PC的AR系统中更为突出。为了提高IP(1mage Processing图像处理)计算的实时性，提出了一种可行的并行解决方案。硬件上采用基于SMP(Symmetric Multiple Processor对称多处理器)的Cluster结构，算法上运用并行图像算法。在Windows操作系统下用多线程和MPI(Message Passing Interface消息传递接口)技术，设计了并行图像算例实验，并对这两种方法进行了综合比较。     

光切法在运动表面形貌在线测量中的应用

叙述了在线运动表面形貌测量技术在部分弹流润滑 (PEHL)下的动态磨损研究的重要性 ,比较了目前主要的粗糙度测量技术 .针对运动表面的特性 ,采用光切法原理 ,并基于图像提取技术开发了一套在线测量系统 .验证了该套系统在静态下的测试精度 ,并研究了表面跳动和表面速度对测试的影响 ,结果显示该套系统具有较高的精度 ,受运动表面的跳动和速度的影响较小 ,非常适合运动表面形貌的在线测试 .它不仅可以应用到 PEHL 下动态磨损试验过程中表面形貌变化的测试 ,也可应用到一些现场运动工件表面粗糙度的自动化测量     

一种基于图像轮廓信息的新视点图像生成算法

对于摄像机任意运动采集的序列图像,提出了一种基于轮廓对应的新视点目标图像生成算法．在此算法中,首先检测并提取图像中的轮廓边缘,将边缘分解为直线段,根据直线段间的相对位置关系实现不同图像间直线段的匹配,从而实现整幅图像问匹配．采集的参考图像首先转化到与视点连线平行的平面（称做校正图像）．然后,通过对校正图像匹配点线性插值生成对应于新视点的校正图像;最后将该生成的校正图像变换至最终位置,从而实现新视点图像生成．实验证明,该算法可应用于任何种类的图像合成,所生成图像可以获得清晰的边缘,图像质量较高．     

数字图像匹配原理用于自动监视

利用数字图像匹配技术检测出静止场景中运动物体的原理,研制出了电视自动监视报警擒拿装置。在硬件设计中,考虑了帧存储器稀蔬化,降低了对存储容量及速度的要求。采用数字式二次门限检测,使谎报率接近于零。     

卷帘式快门CMOS数字相机测速算法

为精简相机测速成图像的处理过程, 在研究卷帘式快门相机的工作原理及特点的基础上, 建立了三维空间目标与相机成像目标间的透视投影模型, 并对空间运动目标和平面运动目标的测速算法进行了详细的理论推导和实验测试。结果表明, 采用卷帘式快门CMOS数字相机的测速方法可准确测量平面运动目标的位姿和速度, 测试结果可靠, 测速精度误差在允许范围内（3%）, 在未来的交通监管领域有广阔的发展空间和应用前景。     

基于双边滤波的实时图像去雾技术研究

为了消除尘雾对室外机器视觉系统的影响,提出了一种基于双边滤波器的实时图像去雾方法.根据暗原色先验统计原理估计大气光强度,使用快速双边滤波器估计大气光幕,通过求解带雾图像成像物理方程恢复理想光照条件下的大气辐射强度,实现图像去雾.实验结果表明,该方法对彩色图像和灰度图像均可实现理想的去雾效果,对于(320×240)像素的图像,可达到20帧/s以上的处理速度,满足视频图像实时处理要求.