基于FPGA的D1到XGA图像放大引擎

实现了基于FPGA的D1格式信号放大至XGA格式的图像放大引擎,介绍了算法原理和硬件系统结构。利用查表代替乘法运算,简化了硬件结构,提高了处理速度;无论在水平方向还是垂直方向上,算法始终是对一维的数据进行操作,有效地降低了复杂性;系统输入数据同时进行按行插值,显示图像的同时实现按列插值,充分利用了处理空隙,保证了系统的实时性。最后FPGA验证表明本文设计的图像放大系统可以在每秒60帧的速率下高质量地实现D1到XGA格式转换,同时很好地保留图像的边缘信息。     

基于FPGA的视频转换器的设计及其IP核实现

视频格式转换是视频图像处理领域中的研究热点.针对某航空研究所的实际需要,基于FPGA技术设计开发了一套通用视频转换器.该转换器可将PAL制模拟视频信号转换为XGA格式的LVDS信号.在Quartus II 9.0开发环境中,运用硬件描述语言Verilog HDL实现各个子模块功能,并将去隔行和帧频提升两个功能模块设计成IP核的形式.通过仿真和实验验证,系统达到了设计要求,实现了在复杂电磁环境下视频图像的实时、高质量传输.     

基于CPLD技术的高速视频图像采集与显示系统

系统采用CMOS有源像素图像传感器作图像接收器,CPLD作驱动控制器,经D/A转换后由XGA显示出来,实现了视频图像的快速采集和实时显示。阐述了系统的构成原理和CPLD控制逻辑,给出了驱动电路的仿真波形。该系统稳定可靠,且具有图像分辨率高、采样速度快以及适应性和灵活性强等优点。     

基于CPLD技术的高速视频图像采集与显示系统

系统采用CMOS有源像素图像传感器作图像接收器,CPLD作驱动控制器,经D/A转换后由XGA显示出来,实现了视频图像的快速采集和实时显示.阐述了系统的构成原理和CPLD控制逻辑,给出了驱动电路的仿真波形.该系统稳定可靠,且具有图像分辨率高、采样速度快以及适应性和灵活性强等优点.     

高性能的图像无损压缩知识产权核设计

为了解决海量图像数据对存储介质和有限的带宽造成的巨大压力,提出了高性能的图像无损压缩知识产权(IP)核,给出了相应的超大规模集成电路(VLSI)架构。通过对图像预处理模块进行兼容性优化,使其可以灵活处理多种规格的图像;优化离散小波变换(DWT)模块,提出了单加法器延时结构,使离散小波变换模块的最高工作频率达274MHz;IP核整体架构采用串并复用流水线设计思路,图像预处理和离散小波变换模块串行处理数据,算术编码和位平面编码模块并行处理数据,IP核内的所有模块均采用流水线设计方法,最终大幅提升IP核的吞吐率。实验结果表明,设计的IP核可直接接收光电耦合器件(CCD)相机的图像数据完成无损压缩并输出码流,该IP核在Xilinx Kintex-7KC705开发板上实现,最高工作频率达171 MHz,最大吞吐率达1 472 Mb/s,与现有图像无损压缩VLSI编码器相比,最高工作频率提升16%以上,最大吞吐率提升25%以上。     

RIF2Jess:应用Jess实现RIF规则推理

在分析W3C推荐标准规则交换格式(RIF)的基础上研究对其推理实现,提出使用通用规则推理引擎Jess实现对RIF格式规则的推理,给出了RIF规则到Jess格式的转换算法及正确性证明,设计了RIF2Jess系统,该系统可以完成RIF规则到Jess格式的转换并调用Jess推理引擎推理出结果.实验结果表明,RIF2Jess可以准确完成转换并推理得到正确结果.     

具有场帧检测的自适应帧频提升算法及VLSI实现

提出一种隔行到逐行自适应帧频提升算法和该算法的芯片设计方法。该芯片采用了具有场帧检测的隔行到逐行自适应帧频提升算法，实现了可调的隔行到逐行帧频提升，而且该芯片综合应用了黑／白电平扩展，图像边缘保持的二维滤波，彩色瞬态改善（CTI），色度空间转换（CSC），伽马校正等视频处理模块及四路嵌入式D／A等技术，并采用0.35μm CMOS工艺，在TSMC流片，具有潜在的商业应用价值。     

一种利用采样率转换方法的灰度图像放大算法

数字图像放大是图像处理的基本操作之一,传统放大算法是运用各种插值算法在图像的像素点间插值实现图像的放大,插值时会退化图像的高频成分,使放大图像轮廓变得模糊.为此从另一种角度出发,根据数字图像的频率特性,利用数字信号处理中采样率转换滤波的原理,通过零值内插器对图像内插零值,用FIR低通滤波器进行滤波的方法实现灰度图像的放大.由于该算法是根据图像的频率特性进行放大,只要放大后图像的频率特性不变,就能得到比较理想的放大效果.同时该算法为图像放大算法研究提供了一种新的思路.     

一种16位CPUIP核的功能验证方法

分析了IP核设计过程中功能验证的重要性,研究了CIU96B IP核设计,在此基础上提出了一个相应的验证平台设计,仿真显示该验证平台结构的实现了对该IP核的验证,有效地促进了该IP核的设计.     

基于XC3S250E的图像采集系统的色彩空间转换

基于Xilinx公司的Spartan-3e系列FPGA XC3S250E完成了图像采集系统的设计以及色彩空间转换,将图像信号由YCbCr（4：2：2）格式转换成RGB（8：8：8）格式。该设计采用VHDL语言描述,有着比同类转换精度高、占用内存资源少等优点。     

高速数字图像采集显示系统的设计与研究

为满足实时显示高速数字图像的需求,分析了Camera Link接口技术和VGA(Video Graphics Array)接口协议的标准.根据VGA接口具有多种显示模式,设计了以FPGA(Field Programmable Gate Array)为核心处理器的数字图像采集显示方案.FPGA通过Camera Link接...     

基于FPGA高清视频图像的光纤传输系统研究

针对传统的电缆不能满足高清视频图像的传输速率和传输距离要求的问题, 在研究视频图像传输技术的基本原理基础上, 实现一种以现场可编程逻辑器件（FPGA： Field Programmable Gate Array）为核心的高清视频图像光纤传输系统。采用高清晰度多媒体接口(HDMI： High Definition Multimedia Interface)作为高清数字视频图像数据的输入接口, 利用FPGA的高速并行特性完成了高清数字视频图像的采集、 预处理以及数据流的缓存控制, 并通过HDMI接口输出高清视频图像。实验结果表明, 当传输速率为2.5 Gbit/s时, 传输距离可达300 m。该方案实现了高清数字视频图像的光纤远距离无失真传输。     

基于SOPC与乒乓存储的车载信息终端设计

为满足车载显示设备低成本、 小体积、 高性能以及高可靠性的要求, 提出了一种基于片上可编程系统SOPC(System On a Programmable Chip)和乒乓存储显示技术的车载信息终端设计。以现场可编程门阵列FPGA(Field Programmable Gate Array)作为硬件载体, 构建了基于PowerPC软处理器的液晶显示器LCD(Liquid Crystal Display)控制单元, 并以电子控制单元ECU(Electronic Control Unit)的形式接入到汽车自动控制系统中, 形成具有汽车状态的监测与存储功能的人机交互系统。对系统进行了时序与功能仿真, 并通过了硬件平台的测试。实验数据表明, 该系统可以实时显示行车信息并提供流畅的视觉体验。     

A new implementation of image-processing engine for 3D visualization and stereo video stream display

This paper presents a new implementation of a high-definition image-processing engine, which mainly targets the 3-dimensional (3D) visualization and stereo video stream display of binocular display equipment. The engine is compatible with the mainstream analog and digital stereo videos in component format and is able to receive stereo composite video broadcast signals using an integrated analog stereo video decoder. The four modules include a spatiotemporal scaling transform engine, a 2D–3D converter, an image animating engine, and a 2D scalar operating in pipeline architecture to implement the video format conversion and the stereo effect enhancement. Furthermore, the data access, hardware structure, and system-level configurations are optimized. Finally, the proposed architecture is realized by 0.18 μm CMOS technology. The application-specific integrated circuit verification results show that the engine can generate a strong feeling of 3D immersion and high-definition image quality with minimal flicker. The chip has wide compatibility and an uppermost 1080P-processing capacity, which has approximately 3.5 million gates with about 43 mm² die size.     

利用UART 对FPGA 进行升级的方法

为节省FPGA( Field Programmable Gate Array) 升级工作的时间和成本,设计了一种利用UART( Universal Asynchronous Receiver /Transmitter) 替代传统JTAG( Joint Test Action Group) 方式升级的FPGA 程序方法,该设计 主要由Xilinx FPGA、UART 芯片、Flash 芯片和串口连接线等组成。通过将MicroBlaze 处理器、ICAP( Internal Configuration Access Port) 、IP( Intellectual Property) 核及UART 控制模块等集成在FPGA 芯片中实现可编程片上 系统的搭建。同时采用MultiBoot 双镜像技术,实现了即使在更新失败的情况下,依旧可加载备份镜像保证系 统正常工作,以此保证设计的稳定性。实验结果表明,此设计可以替代传统FPGA 升级方法,节省升级工作的 时间和成本。本设计具有更新效率高、维护成本低、稳定性高等优点,且可用于FPGA 远程更新。     

视频图像采集及网络传输系统的设计

为满足特殊行业对高分辨率视频监控的需求,设计一种基于FPGA(Field Programmable Gate Array)的视频图像采集及网络传输系统.采用IIC (Intel-Integrated Circuit)协议,利用FPGA实现对图像传感器寄存器的配置,图像传感器输出分辨率为1024×768、帧率为8 Hz、...     

VLSI design of 3D display processing chip for binocular stereo displays

In order to develop the core chip supporting binocular stereo displays for head mounted display(HMD)and glasses-TV,a very large scale integrated(VLSI)design scheme is proposed by using a pipeline architecture for 3D display processing chip(HMD100).Some key techniques including stereo display processing and high precision video scaling based bicubic interpolation,and their hardware implementations which improve the image quality are presented.The proposed HMD100 chip is verified by the field-programmable gate array(FPGA).As one of innovative and high integration SoC chips,HMD100 is designed by a digital and analog mixed circuit.It can support binocular stereo display,has better scaling effect and integration.Hence it is applicable in virtual reality(VR),3D games and other microdisplay domains.     

基于模拟退火的多尺度岩心三维图像融合重建

在岩心图像分析中,低分辨率岩心图像能够显示较大视域,具有较好的全局代表性,而对于低尺度信息无法准确表征;高分辨率岩心图像能够准确地表征岩心的低尺度信息,但通常仅能显示较小的视域.为了能综合分析高低分辨率下的不同岩心图像,本研究提出了一种基于模拟退火,将低分辨率三维岩心图像和高分辨率二维岩心图像融合重建为高分辨率三维岩心的算法.具体地,对于给定的高分辨率二维岩心图像,首先,将低分辨率三维岩心图像进行插值放大以统一两者的点长度,统计二者在二维中的孔隙分布情况,只保留高分辨率二维岩心图像中的小尺寸孔隙,以作为训练图像;然后,在融合重建过程中将低分辨率三维岩心中的大尺寸孔隙相设置为硬数据,以两点相关函数为目标函数重建其中的小尺寸孔隙.实验结果表明,本研究提出的融合重建算法可以很好的将低分辨率岩心重建为高分辨率岩心结构,且融合重建结果有效,准确.