张鹏[1]2008年在《基于FPGA的数字图像处理系统的硬件设计与实现》文中指出随着科学技术的发展,以及图像处理应用领域的不断扩大,对图像处理系统的小型化提出了更高的要求,并且成为未来的发展趋势。本系统为了达到小型化的要求,采用了FPGA+DSP的方案。系统中FPGA作为图像采集的主要控制部分,完成图像的预处理,有效的为DSP减轻了负担。FPGA由于其在完成复杂逻辑运算时的优异表现,成为系统控制芯片的首选。本文主要阐述了图像处理系统的总体构成,详细讨论了FPGA内部逻辑的设计,介绍了SAA7113图像编码芯片在图像处理系统中的应用。FPGA内部逻辑设计是本文的重点和核心。在图像采集过程中涉及到相关视频图像的标准,各种视频图像的格式,以及图像处理相关知识,文中都做了相关的介绍。在对SAA7113初始化时,要通过I2C进行初始化,因此详细介绍了I2C总线,并在FPGA内部模拟I2C总线控制器。FPGA内部逻辑设计包括:I2C控制模块,直方图统计模块,图像分辨率变换和图像灰度化处理模块。文章最后还介绍了图像采集过程中的缓存器——乒乓结构缓存。通过实际的仿真和运行,证明了该设计实现简单,运行稳定,基本可以满足实时图像处理的要求。
鲁志明[2]2007年在《基于DSP的小型视频图像采集、处理与存储系统研究》文中研究表明电子内窥镜因其独特的结构和成像能力，在社会、生产、生活中有着重要的应用。传统的电子内窥镜一般不具有图像的数字记录和处理功能，而在现代医疗以及工业无损检测中图像的处理和记录都是必不可少的。基于此背景，本文开展了一种低功耗、高集成的便携式基于DSP的小型数字视频图像采集、处理与存储系统的研究。论文在广泛调研电子内窥镜研究现状和电子内窥镜的图像处理技术及其发展现状的基础上，根据电子内窥镜图像的特点，结合系统的技术要求提出了系统总体方案，并对系统核心芯片进行了选型；完成了系统原理图和PCB图的设计，并对PCB板进行仿真验证；在此基础上，完成了系统控制、采集处理软件设计；最终完成了系统的软硬件联合调试。初步调试的结果表明，系统总体技术方案是正确可行的，系统硬件电路以及相关系统软件也能够按照设计要求正常工作，初步实现了图像的采集、图像处理、系统控制、FAT16文件系统建立、CF卡文件存储以及视频输出显示等功能，基本上达到了预期目的。
刘佳[3]2014年在《数字图像高速采集和传输技术的研究与实现》文中认为近年来,图像处理和检测技术已经在国防工业、汽车电子、医药卫生、视频监控和工业测量等领域得到广泛应用,如何解决图像高分辨率和实时传输之间的矛盾,开发出一款实时性能更好的工业相机对相关领域的发展具有重要意义。同时,随着网络和多媒体技术的发展,对信息数据的存储和传输都提出了更高的要求,也给现有的有限带宽带来了严峻的考验,极大地制约了图像通信的发展。因此图像压缩技术得到越来越广泛地关注。为了实现图像数据的高速采集和传输,设计一款以DSP和FPGA为核心处理架构的高速工业相机。FPGA实时采集图像数据,并对图像进行简单算法预处理后,传输到DSP进行复杂算法处理,系统通过高速以太网接口与上位机进行通讯。高速相机系统应用高性能DSP和FPGA以及大容量高速存储技术,通过提高FPGA对图像预处理的算法效率,并在DSP中实现JPEG图像压缩算法,提升了系统图像采集和传输实时性。实验结果表明,当图像分辨率为1600?1200时,FPGA采集图像速度为30fps,DSP向上位机传输图像速率可达30fps,可以满足大多数工业领域对图像采集和传输的实时性要求。本文的主要工作内容如下:(1)通过研究国内国外工业相机的发展现状,分析了国内外工业相机软件和硬件方面的差距,总结了工业相机的发展趋势。(2)在前人研究成果的基础上,设计一款以DSP+FPGA为核心处理架构的高速工业相机,并通过高速DDR2 SDRAM对图像数据进行实时读写和存储。根据要求设计系统硬件电路。(3)对系统DDR2高速信号线部分依据高速PCB的绘制原则进行布线,同组信号之间满足长度匹配要求,不同组信号线的布线间距满足3W原则。(4)编程实现FPGA控制CMOS传感器进行图像采集,并通过IP核实现DDR2读写控制器设计,采集的图像通过两片DDR2进行乒乓读写,并通过领域算法实现对图像的中值滤波处理。(5)在DSP中实现JPEG图像压缩编码算法,并通过NDK网络编程实现DSP和上位机之间的以太网通信。(6)在实验室条件下,对CMOS镜头的畸变参数进行标定,并对镜头进行畸变校正,在实验的基础上对系统测量误差进行分析。
郑海成[4]2013年在《基于ARM+DSP的PET瓶封盖质量检测系统的研制》文中提出在饮料制造行业中,随着国家近年对产品质量、卫生方面的监管的不断提升,也加速了各饮料生产厂家对自动化检测设备的引入,而饮料PET瓶密封性能的好坏直接影响到产品的质量,也直接影响到企业的形象和声誉。本文旨在开发一套基于ARM+DSP的PET瓶封盖质量实时在线检测系统,实现PET封盖质量的在线、实时以及高速检测。本文以PET瓶口封盖为研究对象,采用ARM+DSP的双核控制的方法,在分析瓶口封盖质量特征的基础上,结合系统的设计目标,设计了PET瓶封盖质量在线检测系统的整体方案,实现PET瓶封盖质量的高速高精度在线检测。既满足了机器视觉系统集成化、便携化的需求,同时节约了硬件成本,有较高的实用价值。系统按功能划分为图像采集系统、图像处理系统、运动控制管理系统共叁个部分。各个部分的主要研究内容可归纳为：1、基于DSP的图像采集系统,通过DSP对图像传感器MT9T001原始数据流进行直接读取,大大提高了图像采集的速度。此外,通过对原始数据流进行颜色插值,更能确保图像采集的质量和精度,与其他图像采集系统相比具有高速、高精度的特点。2、基于DSP的图像处理系统,包括图像预处理算法和PET瓶封盖质量检测核心处理算法两部分内容。整个图像处理系统的算法都是秉承系统高效与稳定的标准来进行设计的,通过对比不同算法的运算时间以及可靠性来完成检测算法流程的设计,使系统效率和精度达到最优化。3、基于ARM的控制管理系统,主要包括控制管理系统的各部分硬件模块接口电路的设计以及基于ARM处理器的Linux系统底层IO端口驱动和软件控制流程的实现。
边绍辉[5]2004年在《用于啤酒瓶视觉检测的实时图像处理器的设计与开发》文中研究说明啤酒空瓶在罐装之前要经过清洗和检验这两道工序，以保证其符合生产标准。传统的验瓶采用人工验瓶方式，精度和速度都很难达到要求。依靠光学技术、高分辨率摄像技术和图像处理技术来对回收空瓶进行非接触检测的视觉检测装置，具有信息处理量大，速度快，精度高等优点，可以有效克服人工验瓶的不足，大大提高了生产效率和生产的自动化程度。 本文介绍了视觉检测的原理、研究现状和发展趋势，针对啤酒空瓶视觉检测的特点，论述了系统的总体设计方案。并对两方面作了深入的研究：一、根据视觉检测过程实时性的需要，建立合理的图像处理硬件平台。二、图像采集与图像处理等算法在FPGA或DSP上的实现。开展的主要研究工作如下： 一、比较了目前国内外已有的几种视觉检测系统，设计了一种用于视觉检测的实时图像处理器的应用模型，采用FPGA+DSP的混合结构，既能保证图像处理的准确性，又能保证较高的计算性能。 二、根据建立的实时图像处理器的应用模型，选取了相应的硬件，完成了系统的硬件电路和PCB的设计。 叁、以FPGA为核心，在XILINX ISE4.1集成开发环境中，利用VHDL语言完成了视频图像采集程序的设计。 四、以TMS320C6201为核心，研究了中值滤波、边缘检测等图像处理算法的实时实现技术。对执行软件进行了设计和开发，实现了空瓶视觉检测的全过程。并给出了系统软件设计的详细说明和程序流程图。
李鹏[6]2009年在《基于DSP的嵌入式视频处理系统设计与实现》文中认为随着微电子、计算机视觉和自动化技术的高速发展,利用叁维测量系统实现对实物的叁维模型重构,从而根据叁维模型最终复现该实物的逆向工程技术在制造业、考古、地质等领域的应用越来越广泛。针对目前叁维测量系统存在着测量速度低、实时性差等问题,为了从根本上提高检测效率,本研究以实验室所用激光叁维扫描统为研究对象,参考TI公司的数字多媒体处理器TMS320DM642的性能特点,设计和实现了激光扫描视频处理系统,该嵌入式视频处理机构引入后,不仅实现了表面激光扫描及数据处理系统的集成化,其系统工作效率得到明显的提升。本研究首先根据嵌入式视频处理系统的设计要求,设计了系统的开发流程和硬件总体方案,在此基础上,阐述了该视频处理系统硬件实现的方法,给出了系统硬件各模块的详细设计,最终从物理上实现了该视频处理系统。同时,论文系统地介绍了该视频处理系统的软件开发设计,包括底层硬件驱动程序、应用程序的编写。程序设计建立在DSP/BIOS实时操作系统之上,采用了TI公司的RF5软件参考框架,通过为应用程序的各个功能模块设置不同的任务来实现。最终完成了视频处理系统各功能模块的软件测试,实现了软硬件的集成。通过最终的软硬件调试,表明了该视频处理系统设计的稳定性和可靠性,实现了从视频图像采集输入、经过DM642图像处理到通过网络输出图像信息的功能,初步完成了本课题的设计任务。最后,论文还对本视频处理系统提出了进一步完善的方案,以及进行相关图像算法开发的建议。
刘立波[7]2008年在《基于DSP的激光叁角测距传感器研究》文中进行了进一步梳理随着新材料的出现和加工精度的不断提高,对表面检测技术提出更多的要求,检测过程中常用的接触式检测很难对一些尺寸很小或柔软和脆性材料的工件进行测量。基于叁角测量法的激光位移传感器作为一种新型的非接触式测距传感器,具有结构简单、测量速度快、精度高、抗干扰能力强、非入侵等优点,因此在自动加工、在线检测、实物仿形等工业生产领域得到了广泛的应用。由于实际应用中,激光位移传感器存在非线性误差和激光点的散斑,并且测量精度易受被测表面倾斜角度和表面特征不同的影响、系统响应速度的影响、环境影响等,可能导致测量精度下降,甚至使传感器系统无法正常工作。本课题从影响激光位移传感器测头工作的根本原因出发,定量或者定性的分析了各种影响因素,提出了改进的方法和措施,并进行了DSP系统设计。主要有以下工作:1.经过分析与比较,决定设计的叁角测距传感器采用直射式,系统的光源部分使用半导体激光器,图像传感器选用高精度的线阵式CCD。根据系统技术要求,对光学参数进行设计和确定,选择能使测量精度提高的最优方案。2.对CCD采集到的原始图像,采用均值滤波和改进的中值滤波以得到较为稳定的图像信号。分析了各种算法,通过对CCD所采集到的数据进行修正的算法来提高CCD的分辨率,从而提高测距传感器测量精度。分析了概率法、解调法、灰度质心法、多项式插值法、多项式拟合法,以及这些经典的提高CCD的分辨率的算法的优缺点,实验证明采用平方加权灰度质心法能够得到更好的结果。3.提出了一种新的光强度自适应控制方法,采用FPGA控制调节激光器的驱动电流大小,该方法能够感测物体表面并将激光强度调整到最佳状态。同时设计了恒流源驱动电路,能够稳定的驱动激光器。4.设计和CCD匹配的AD采集电路,运用FPGA解决外部慢速器件和高速处理器的接口问题,提出显示、抗干扰和存储器扩展方案。5.结合系统所涉及的电气参数、测量环境和处理算法,设计基于TMS320VC5509A微处理芯片的线阵CCD微位移测量系统,完成系统软件设计。6.在深入分析光学叁角法测量原理的基础上,研究影响测量精度的因素,对主要影响因素的影响机理进行详细的分析,并针对这些问题提出解决方案,从最大程度上减小外界环境变化和参量误差对测量的影响。
蔡洪岳[8]2008年在《基于DSP的径赛终点图像采集与成绩判读系统研究》文中提出在涉及赛跑类的体育比赛中,运动员成绩的准确程度,是由高精度的计时和精确的终点定位共同决定的。高精度的计时很容易实现,但精确的终点定位,人眼已无法完成,必须借助于电子摄像技术。目前,国内已研究出黑白终点图像采集与成绩判读系统,并应用在小型田径比赛上,其判读速度有限,而且不方便移植。我国举行的大型赛会,终点成绩判读系统仍然从国外引进。国外产品价格昂贵,不适合广泛推广使用,研制出一种具有我国自主知识产权的、成绩判读迅速、准确、方便的径赛终点成绩判读系统是体育事业发展的需要,同时也是市场的需要,更重要的是走民族体育科技之路的需要。本文将DSP(Digital Signal Processing)处理器和彩色线阵CCD(Charge CoupledDevice)图像传感器应用到径赛终点图像采集与成绩判读系统中,对径赛终点图像的采集、存储和预处理进行了深入的研究。DSP作为终点图像采集的控制中心,负责图像的存储、预处理,同时通过USB(Universal Serial Bus)接口与主控计算机进行通信,将处理好的图像上传给主控计算机;主控计算机完成对运动员成绩的判读;彩色线阵CCD作为图像采集的传感器,同步采集红、绿、蓝叁路信号,并行传输给DSP。本文主要论述了径赛终点图像采集与判读系统的主要组成,工作原理及实现方法。研究了CCD的性能参数对CCD输出信号的影响,设计出了适合本系统的CCD驱动电路,使成绩判读精度达到千分之一秒。通过对系统需求进行分析,选取了合适的DSP芯片,介绍了其特有的适合本研究的性能特点,并着重解决了叁路彩色信号同步采集的软硬件设计及实现方法,同时实现了线阵CCD像素数多而不漏采的问题以及时标填充时机问题。对CCD采集图像过程中影响图像质量的各种因素进行了深入的分析,并提出了从硬件方面选取了专门完成相关双采样的芯片和差动放大器来拟制噪声干扰,提高信噪比;从软件方面,通过不同的数字图像处理技术来改善图像的显示效果。本文的重点在于对终点图像进行采集、存储和预处理,为接下来在主控计算机上进行成绩判读做铺垫。将对图像的存储与预处理转移到DSP中,减轻了计算机的负担,使得成绩的判读速度明显提高,而且便于移植;将彩色线阵CCD取代现有系统中的黑白CCD,使得判读更准确。本文也提出了目前系统存在的不足之处和今后发展的方向。
方亮[9]2010年在《基于DSP的图像数据采集处理与传输系统的设计》文中研究指明随着信息技术和通信技术的发展,图像的采集、处理、传输等各方面的技术也取得了长足的进步,具有图像采集处理和传输功能的电子产品已经遍及电力、环保、交通、安防等众多行业。传统的图像采集与传输需要架设通信电缆,难度较大,成本较高。近年来无线通信网络高速发展,传输带宽和稳定性不断提高,使得开发出一种无线图像采集终端成为可能,这不仅能满足社会的需求,而且还具有较大的应用价值。本文针对无线视频监控系统的功能需求,研究并设计了一种基于Blackfin DSP的图像数据采集处理与传输系统。论文首先分析了当前图像采集、无线传输技术的现状以及发展趋势,并在这基础上进行了系统方案的比较,最终确定基于嵌入式技术实现JPEG2000静态图像的采集、压缩编码等工作,并且结合无线传输技术,完成了静态图像采集终端的系统体系结构设计；完成了以DSP芯片BF533为核心,包括图像采集模块、存储器模块、无线传输模块以及相关接口电路的设计；研究了BF533的API功能函数库,实现了对BF533核心处理器的初始化；开发了对OV9650图像采集模块、GTM900无线传输模块的驱动程序；研究了JPEG2000标准及其编码原理并开发了相应的JPEG2000压缩编码程序；为了提高压缩编码的质量,研究了提升的CDF9/7、LS9/7、FLS9/11叁种小波变换算法,经过Matlab仿真,分析比较了叁种算法的特点,结果表明提升的CDF9/7小波变换应用于灰度直方图不同的图像中所计算出来的图像信噪比(PSNR值)具有明显的优势,因此选择提升的CDF9/7小波能够满足本系统设计要求。在完成系统的软硬件设计和算法实现后,最后做系统测试,在测试过程中调试了U-boot的启动过程,对SDRAM数据总线上的拥堵问题提出了开辟内部缓冲区的解决方案,通过Matlab仿真就多通道位平面扫描的时间性能问题提出了一种一次性扫描的优化方案。测试的结果验证了所设计的系统功能,表明其结构简单、体积小、功耗低,具有较大的实用价值。
林杨[10]2004年在《基于DSP的图像采集和处理系统》文中研究表明本课题是为了对视频图像进行识别而设计的图像采集与处理系统。该系统采用TI公司TMS320VC5402 DSP芯片作为核心处理器，可以对来自于摄像头的模拟视频信号中的图像进行采集、提取、分析一体化处理。系统由模拟视频信号调理模块、AD转换模块、采集和时序逻辑控制模块、视频存储器模块和串行通信模块组成。具有良好的通用性和可扩展性，可以被应用于视频图像采集和处理的各种场合中。 本文将给出该系统完整的硬件设计和详细的软件设计方案，并对设计中需要特别注意的问题做出了详细的论述。
参考文献：
[1]. 基于FPGA的数字图像处理系统的硬件设计与实现[D]. 张鹏. 北京理工大学. 2008
[2]. 基于DSP的小型视频图像采集、处理与存储系统研究[D]. 鲁志明. 南京理工大学. 2007
[3]. 数字图像高速采集和传输技术的研究与实现[D]. 刘佳. 天津大学. 2014
[4]. 基于ARM+DSP的PET瓶封盖质量检测系统的研制[D]. 郑海成. 广东工业大学. 2013
[5]. 用于啤酒瓶视觉检测的实时图像处理器的设计与开发[D]. 边绍辉. 浙江大学. 2004
[6]. 基于DSP的嵌入式视频处理系统设计与实现[D]. 李鹏. 大连海事大学. 2009
[7]. 基于DSP的激光叁角测距传感器研究[D]. 刘立波. 上海交通大学. 2008
[8]. 基于DSP的径赛终点图像采集与成绩判读系统研究[D]. 蔡洪岳. 河北农业大学. 2008
[9]. 基于DSP的图像数据采集处理与传输系统的设计[D]. 方亮. 湖南大学. 2010
[10]. 基于DSP的图像采集和处理系统[D]. 林杨. 南京理工大学. 2004
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