基于FPGA的超光谱成像仪数据采集系统设计

基于FPGA设计了一套数据采集系统,实现某超光谱成像仪研制过程中的光谱图像数据的采集、传输、显示与存储.该设计综合应用了FPGA、USB、LVDS、时钟数据恢复、8B/10B编码、乒乓缓存等技术,具有高速率、低功耗、小型化和轻量化等特点,对类似数据采集系统的设计具有参考和借鉴意义.     

文物高光谱数据采集及其多尺度多支路融合增强方法

随着光学成像技术的发展,越来越多的成像技术应用于文物保护分析领域。其中,高光谱成像以其无损、非接触以及"图谱合一"的特点受到广泛关注。然而,受成像传感器的物理限制,现有高光谱图像空间分辨率远不及RGB三通道的高清数码相机,极大阻碍了文物高光谱数字化的应用。针对此问题,该文首先设计了一套文物高光谱数字化采集流程,便于规范化采集同一场景的RGB和高光谱图像数据,为后续融合增强带来便利。其次,提出了基于多尺度多支路的RGB和高光谱图像融合方法,通过设计空间光谱融合模块和细化模块,获取具有高空间和高光谱分辨率的数字化影像。实验结果表明,无论从主观视觉还是客观指标,提出的方法在保持光谱分辨率的同时,更好地提高了空间分辨率。     

基于RF5的一种多光谱图像融合应用系统

介绍一种用于紫外电晕检测及定位的多光谱图像融合应用系统, 该系统采用可见光CCD和紫外增强CCD在同一视场采集图像, 在系统的图像处理板中对所采集的两路图像进行融合处理, 在LCD上以便于观测电晕, 同时确定电晕产生的部位. 介绍了RF5框架的基本数据元素, 并以此搭建了上述应用系统中图像处理板的应用程序, 实现了多光谱图像的融合.     

高光谱成像技术用于肝切片癌变信息的提取

利用自主研发高光谱成像仪,展开了对肝癌组织切片的检测研究。实验过程中采集25例肝癌病理切片,每例切片选择3个视野进行分析,每个视野均包含了肿瘤细胞、正常细胞及淋巴细胞。采集的高光谱图像数据合成假彩色图像中,正常细胞区域呈黄绿色,肿瘤细胞区域呈浅紫色,淋巴细胞呈黑紫色。对特定波长图像进行相减、相除多光谱融合处理后,正常细胞区域亮度较大,肿瘤细胞区域呈暗色。对高光谱图像数据进行光谱解混合运算后,正常细胞和肿瘤细胞区域的颜色呈现明显差异。以上结果表明,从肝癌切片高光谱图像数据中可获取一定的癌变信息,为病理人员诊断肿瘤提供一种有效辅助手段。     

基于光谱特征的玉米品种高光谱图像识别

为了对玉米种子进行无损识别分类,对玉米种子的高光谱图像的光谱信息进行分析,探索高光谱图像技术在玉米种子识别分类上的可行性。利用波长范围为400～1 000 nm的高光谱图像采集系统采集11类共528粒玉米样本的高光谱图像;在每个玉米样本上提取感兴趣区域并获取此区域的平均光谱信息,对光谱曲线进行分析,去除12个奇异样本;结合偏最小二乘判别分析法对所选玉米种子样本识别分类。实验结果表明,在所选玉米样本的识别中训练集样本的识别精度可以达到99.22%,测试集样本的识别精度也达到了94.66%。研究结果表明,不同种类的玉米种子的光谱信息具有一定的差异性,利用高光谱图像技术提取其光谱信息对玉米种子品种进行无损识别分类是可行的。     

基于PAL的弹载图像采集系统设计

针对弹载图像采集面临的高噪声、高振动等恶劣环境,设计并实现了一种基于PAL制式,通过SPI串行接口进行数据存储的视频图像采集系统。从系统的设计思路、工作流程和硬件结构出发,采用乒乓缓存设计和流水线结构,解决了ADV7180的高速图像数据输出和串口FLASH存储器的低写入速度不匹配的问题。通过实验分析,本设计可以解决高低速存储介质中速度匹配问题,实现对高速图像数据精确的存储和记录,为后期图像恢复提供了可靠的数据。     

基于低功耗SoC的微型图像采集系统设计

针对低成本和低功耗的物联网SoC芯片发展要求,基于SMIC 55 nm CMOS工艺,以低功耗开源处理器RI5CY的SoC芯片为平台,结合片内含有DSP与A/D转换功能的低电压CMOS图像传感器OV7725,设计并实现了一款基于开源RISC_V指令集架构SoC芯片的图像采集控制系统.文中介绍了图像采集控制系统的结构,并详细阐述基于AHB总线的图像采集控制器的设计.控制器采用一种改进的异步FIFO来实现不同时钟域的同步设计,具有小面积和低功耗的特点.通过Modelsim仿真、DC综合以及FPGA验证,结果表明:该系统实现了视频图像数据的采集和传输,操作流程简单,易于软件调试,支持应用最高带宽可达37 MB/s. SoC芯片系统的时钟主频为200 MHz,芯片总面积为3 250×3 648μm2,总功耗仅为24.419 mW.     

高光谱成像仪在字迹检测方面的探索研究

近年来光谱成像技术在公安、司法鉴定中已经成为了必不可少的基础装备,在文件检验工作中发挥着不可替代的作用。高光谱成像相对于多光谱成像具有更丰富的图像和光谱信息。尝试研究高光谱成像技术在文件检验工作方面的应用,使用V10E-PS高光谱文检仪简易系统,在可见光波段范围内,实时地采集到光谱分辨率较高、通道数量多,且成像清晰的文字样本数据。用ENVI数据分析软件经过主成分分析、最小噪声分离、主成分分析和独立主成分分析等分析方法后,能够清晰准确的分辨部分数字的修改部位。     

面阵CCD对汞灯衍射光谱的采集与实时测量

设计了一个面阵CCD光谱采集测量系统,提出了一种波长和频率测量的新方法.运用衍射光栅得到汞灯的衍射光谱线,利用面阵CCD采集光谱图像,编写程序对采集图像进行处理,得出各谱线的波长和频率.该方法可实现实时测量且具有较高的测量精度.     

基于FPGA的快速图像采集系统的设计

面对图像采集系统要能够达到高帧率、快速实时显示图像的要求,常见的设计方案多为FPGA+DSP+PC机,但该方案成本过高,实现复杂。随着FPGA的不断发展,文中设计了一种将图像的采集、处理、显示集成于一片FPGA芯片的系统。该系统可用于运动物体的图像采集,能够实现高帧率实时图像的显示,且简化了系统结构、降低了成本。同时,该系统设计灵活,适当地修改后即可适用于多种领域。     

高速串行接口传输系统完整性设计

TLK2711为TI公司研制的高速串行/解串芯片,最高传输速度可达2.7 Gb/s。主要分析TLK2711应用于星载光谱仪平台时需要解决的电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,EMI)、干扰的相关问题。详细分析了干扰来源、引入途径并给出了相应的EMI抑制措施。该设计已经成功应用于某星载平台光谱仪数据采集系统中,实现高速、低噪声的高光谱图像数据传输,工作稳定。     

基于DDS和PLL技术实现的L波段高码速率(16Mb/s)MSK调制源

本文介绍了一种实现MSK调制信号的方法。该方法结合了DDS和PLL技术的特点,采用二次混频方案,实现了码速率达16Mb/s的L波段(1030MHz和1090MHz)MSK调制信号源。文中对调制后的信号质量进行了测试,并通过测试结果对DDS系统时钟与FPGA系统时钟同步的重要性进行了说明。测试结果表明该信号源的EVM RMS值最大为6.7%(在1030MHz时测得),最小仅为2.3%(在1090MHz时测得),并且当DDS系统时钟与FPGA系统时钟同步时,其调制信号的信号质量要大大优于两者不同步时的信号质量。     

基于优化ICA算法的高光谱矿物识别

混合像元是影响岩矿高光谱由定性解译向定量反演发展的关键因素之一.以往分离岩矿高光谱混合像元,需要先获得参与混合的端元数量及端元光谱,这在许多场合是难以做到的.独立成分分析可以在端元光谱、混合矩阵未知且没有任何先验知识的情况下,有效分离岩矿高光谱混合像元,只要端元光谱是非高斯性信号且满足统计独立性.它实现了矿物识别,并为矿物丰度反演及成分识别打下了基础.通过引入调整因子,改善独立成分分析(Independent Component Analysis,ICA)算法的收敛性.当参与混合的端元光谱相似度较高或者端元光谱的非高斯性较低时,岩矿高光谱混合像元的分离精度将受到影响.     

FPGA内部时钟系统间的FIFO数据接口

在现场可编程逻辑芯片的设计过程中，不同模块之间的数据接口，尤其是不同时钟系统的各个模块之间的数据接口是系统设计的一个关键．用异步FIFO模块来实现接口，接口双方都在自己时钟的同步下进行工作，它们之间不需要互相握手，只需跟接口FIFO模块进行交互就可以了，即向接口FIFO模块中写入数据或从FIFO模块中读出数据．用这样一个缓冲FIFO模块实现FPGA内部不同时钟系统之间的数据接口，使设计变得非常简单和容易．所用的FIFO接口是XILINX公司提供的IP核，经过充分测试和优化，系统运行稳定，占用的FPGA内部资源也非常少。     

时钟同步状态图

时钟同步问题是分布式系统中的核心技术之一. 研究了在异步通信网络环境中,采用连续的时间戳通信模型,并利用时钟精度差概念实现系统中各个计算机之间的时钟同步. 为有效评估系统中时钟同步的状态,提出了采用时钟精度差作为权值来构造时钟同步状态图,为时钟的研究提供了一个新思路,提高了时钟同步系统的精度.     

新型多功能测温系统

本文所设计的新型多功能测温系统采用I2C总线控制,集成了多个温度传感器、存储器和一个时钟芯片,实现了多路测温、温度采集、定时存储、门限设定、超标报警、日历时钟、闹钟等功能,并可以方便的与计算机终端联接,建立大型的温度监控系统。本系统在工业、农业,还是军事、生活及科技等各个领域都有着广阔的应用前景。     

应用中文版VB6.0开发微机塔钟监控与通讯系统

提出了用PC机的串行通讯接口实现与微机塔钟数据通讯的方法 ,达到对微机塔钟的远程监控 .用中文版VB6 .0可以完成该项工作 ,并可作出漂亮的用户界面 ,将观赏性和实用性结合起来 .采用微机塔钟远程监控系统 ,同时可以实现塔钟Internet网上维修服务     

基于MATLAB GUI的非制冷红外热像仪串口通信设计

与传统的接触式测温技术相比,红外测温技术可实现远距离、非接触、实时快速精确测量物体温度.其中,非制冷红外热像仪更是广泛应用于工业监控领域.主要研究非制冷红外热像仪串行通信协议,并通过MATLAB软件程序设计分析非制冷红外热像仪与PC机串口通信的流程,同时利用GUI平台设计人机交互远程控制界面,从而实现PC机对红外热像仪进行远程实时监控.通过对系统平台进行调试分析,证明该通信协议设计具有较好的实效性.     

星载原子钟性能分析方法比较研究

卫星导航时间系统是影响导航系统性能的决定性因素。原子时钟作为频率标准,能够产生高准确度和高稳定度的标准频率信号,可以实现精确计时。因此在导航卫星上广泛使用原子钟作为频率标准。讨论了原子时钟频率稳定度的Allan方差、重叠Allan方差、Hadamard方差及重叠Hadamard方差算法,并对GPS卫星真实数据进行了频率稳定度分析。得出了不同的GPS卫星,星载卫星钟的稳定度不同。对于同一种类的GPS卫星,卫星钟的稳定度也存在差异,且GPS BLOCK IIR卫星具有较好的频率稳定度。     

《Internet基础与应用》课程的在线考试系统开发与应用

在线考试系统主要采用Asp Access技术设计,并且基于B/S应用模型,设计的考试的范围限于《Internet基础与应用》课程。为了增强该考试系统的方便性、实用性、安全性以及可移植性,设计时将所有的试题都放在以Access为平台的数据库中,增加、修改试题时,只要改动数据库即可。对试题设计一个随机算法,每一个用户所获得的试题是不同的,还加载了一个时钟,这样可以控制考试的时间。