基于USB2.0接口传输的多通道图像采集系统设计

在多通道图像采集系统中,采用USB2.0接口完成"海量"数据的传输,其高传输速度,简便的连接及高通用性,比采用图像采集卡更加适合大数据量采集系统与计算机的通信。讨论了基于USB传输的多路图像采集系统的设计,包括USB接口的硬件设计、固件开发以及和应用程序设计。应用程序中采用多线程技术实现图像数据的实时显示和存储。     

基于STM32的数显轨距尺图像数据采集系统设计

为了实现数显轨距尺测量数据的采集、存储功能,设计了一种结构简单、性能稳定的数显轨距尺图像数据采集系统,实现了轨距尺图像数据的实时采集、显示、存储功能。系统能够获取数显轨距尺测量数据图像,并将图像显示在LCD屏上,图像信息存储于SD卡中,既完成了测量数据的实时传输,又实现了对测量数据的保存。系统以Cortex-M4为内核的STM32F407ZGT6作为控制核心,利用OV2640作为图像传感器采集彩色图像,采用TFTLCD真彩液晶显示屏显示图像,利用FATFS文件系统实现SD卡的读写,从而使系统能够存储图像数据。实验结果表明,图像的采集系统稳定可靠,采集图像清晰,满足设计要求,对轨距尺读数的自动识别以及轨道测量数据的存储具有重要意义。     

间歇式高速电视CCD视频图像实时存储系统

针对间歇式高速电视系统中CCD数字图像需要实时无压缩存储的需求,提出一种基于SCSI磁盘阵列的视频图像实时采集存储方案.在磁盘存储速度可行性论证测试的基础上,利用软件技术实现图像数据硬盘实时存储,并将存入硬盘的数据流转换为BMP文件格式加以显示.实验验证了该方案的可行性.     

图像式光电编码器数据采集系统

提出了基于FPGA+USB的图像式角位移测量数据处理系统.首先,图像探测器的像素数据通过LVDS接口传输到FPGA中,在FPGA中实现对三行像素数据的按位接收及对图像探测器的指令控制;然后,FPGA将像素按照顺序整理并存入SRAM中;最后,USB传输芯片读取SRAM中的数据并传输到PC机中,通过VC++软件实现图像的显示.所使用的CMOS图像探测器的像素为1 280×1 024,经过设计成功实现了对3像素×1 280像素数据的图像的采集,并成功在上位机中实现了对图像的显示.     

凸面光栅成像光谱仪图像数据实时压缩技术

凸面光栅成像光谱仪图像数据量巨大,给数据的传输和存储带来了压力,因此要对图像数据进行实时压缩。首先根据成像原理对图像数据的特点进行了分析,得出去除空间相关性和谱间相关性的压缩途径;然后,进行了压缩算法分析,提出了在谱间进行一阶线性预测、谱内进行JPEG2000压缩的三维压缩方案;最后,设计了基于FPGA+ADV212的实时压缩系统,其中FPGA用于逻辑控制和预测算法实现,ADV212用于JPEG2000压缩。分析结果表明:该系统具备无损和有损压缩能力,能够实现图像数据实时压缩。     

基于USB2.0块传输方式的实时视频图像传输

通过对USB2.0协议的传输方式和其接口芯片CY7C68013工作方式的简要介绍,利用标准视频图像传输时在场消隐期间没有有用的数据信息的特点,使用块传输的方法取代了通常实时传输数据惯用的等时传输方式。通过在场消隐时间内对采集的数据包进行处理,实现了CCD摄像头采集的视频图像数据与计算机之间的实时传输和显示,为基于USB2.0接口的实时视频图像传输提供了一种实用易行的方法。     

基于ARM FPGA的远程显示终端设计

为了有效解决嵌入式显示终端实时性和高分辨率的问题,提出了一种基于ARM FPGA的远程显示终端设计。本设计采用RS485总线实现远程通信,由ARM获取图像数据,FPGA控制数据存储和VGA显示。为了有效解决图像数据刷新与显示的同步,提高系统实时性,提出了一种多主机交替访问SRAM的分时复用技术。基于FPGA构建了VGA控制器,实现了远程终端的高分辨率显示。在通信距离1km、SRAM 容量512K x 16Bits的条件下,实现了图像数据刷新速度为40MHz、分辨率为800*600(60Hz)的VGA显示,图像无抖动、无花屏、稳定清晰、效果良好,很好地满足了嵌入式远程显示终端对实时性和高分辨率的需求。     

基于网络传输的实时图像融合系统设计

 为了实现图像融合系统远距离实时传输,提出一种基于TI公司TMS320DM642和TMS320DM365处理器平台的高速网络传输图像融合系统的设计方案。设计基于TMS320DM642融合模块和基于TMS320DM365网络传输模块,解决了图像融合模块和网络传输模块间的数据通信问题;在融合模块中实现图像配准和图像实时融合,融合图像数据在网络传输模块中进行H-264算法压缩并根据RTP(real-time transport protocol,实时传输协议)协议实现RTP封包处理,传输码率约为460 kb/s;利用线程间管道通信技术,实现了一种新的基于RTP/RTSP(real time streaming protocol,实时流传输协议)嵌入式流媒体服务器的搭建方法。实验结果表明：系统总体图像延迟为300 ms左右。     

基于ZigBee的特种装备贮运状态监测系统设计

设计了一种基于ZigBee技术的实时贮运状态监测系统。系统通过MEMS传感器实现特种装备贮运状态的采集,采用CC2530模块实现数据的无线传输,以ARM微处理器STM32F407为核心实现数据的实时存储、分析与显示,并应用数字滤波算法对数据进行滤波处理,提高了检测数据的精确度。系统测试结果表明该系统对于节点信息的采集和无线传输具有较高的可靠性和稳定性,具有推广应用价值。     

基于AutoCAD和3DSMAX的虚拟校园三维场景构建研究

当前的虚拟校园三维场景构建方法是利用osgEarth获取GoogleEarth数据,构建虚拟校园三维地图,然后依据本地地形信息与三维场景模型完成对虚拟校园的三维场景构建。该方法在三维场景构建过程中没有考虑到校园后续建设发展,只凭现在所需进行三维场景构建,导致虚拟校园三维场景杂乱,存在虚拟校园三维场景构建顾虑不周的问题。为此,提出一种基于AutoCAD和3DSMAX的虚拟校园三维场景构建方法。该方法首先利用Kinect的RGB深度摄像头获取校园平面数据、影像数据和贴图资料,采用相机阵列合成算法对所得校园图像进行特征提取,然后依据非局部均值滤波方法对获取的校园图像进行去噪操作,最后利用边缘方向和梯度表示中的结构方向与强度,对校园图像外轮廓的纹理特征进行收敛,依据外轮廓纹理特征收敛实现校园图像内轮廓的准确定位,将校园图像与虚拟校园三维场景构建所需图像进行匹配,由此完成对虚拟校园三维场景的构建。实验结果证明,所提方法是虚拟校园三维场景构建领域革命性的突破,提高了学校的招生率,增加了校园文化历史的展现机会,为该领域的研究发展提供了有效依据。     

基于DDE技术分析的红外图像细节增强算法

在光电设备中,高位宽红外探测器由于具有高灵敏度、低噪声的特点而得到广泛应用。而通常的显示设备或快速处理只要求8位数据宽度,所以需要将高位宽的图像数据压缩至8位位宽。但是如果压缩方法处理不当,可能会造成原有信息丢失,在显示图像中表现为图像细节的损失。通过对FLIR公司数字图像细节增强（DDE）技术的分析,比较了DDE技术与以往常用红外图像动态范围压缩算法的区别,总结并提出了符合DDE思想的红外图像动态范围压缩细节增强算法,该算法在全面增强图像细节的同时能够抑制图像背景中的杂波,增强弱小目标,既满足图像显示的视觉效果,又有利于在图像上进行目标提取。     

一种基于图像局部信息的红外图像动态范围压缩算法

红外焦平面探测器输出的信号通常为14bit数字图像,要在常用的显示器上显示必须将14bit的图像压缩到8bit,压缩算法直接影响到了图像的细节和对比度。提出了一种基于图像局部信息的红外图像动态范围压缩算法,通过高斯滤波器将原始红外图像分解为基图像和细节图像,并统计原始图像每个像素的局部方差,然后根据每个像素的局部方差计算细节图像的自动增益函数,最后,将基图像进行平台直方图均衡化后与细节图像合成得到压缩后的图像。通过对多种场景的红外图像进行仿真验证,表明该算法能较好地增强图像的细节。     

Multispectral Image Compression Method by Karhunen-Loeve/JPEG Transformation

1.IntroductionThewideincreasingapplicationsofremotesensingmultispectralimagesrequirealotofmethodsforviewing,distributing,transmittingandstoringsuchimagedata.Multi-sPectralimagesneedtoanalyzeovermanysPectralbandsandchancetimedelayiscaused-ThedataflowscollectedbyLandsatThematicMapPer(TM)presentafurtherchallengeinimagedataprocessingwhileterabytes/dayofimageinformationisprocessed.InordertousethefinitebandwidthofsateIlitedown1ink(225Mbps)totransmitthesehugeimagedata,datacompressiononboardmustbe…     

Image data compression and it's effect on the accuracy of fringe-based images for 3-D gauging using a phase stepping method

This paper examines the effects of data compression on fringe images. Using the JPEG still image compression method firstly comparisons of errors introduced in a standard test image and in fringe images are made. The work shows that at compression levels of 6 : 1 a 512×512×8 bit fringe image can be reduced in size to allow a CCD digital camera to be directly connected for image input to the parallel port of a PC. The errors introduced into angular and smooth fringe images by the compression and decompression process are small, 0.06% and 0.14%, respectively. This enabled successful fringe analysis by a phase stepping system, with compression levels up to 16 : 1 using JPEG, before any significant artefacts were introduced into the processed images.     

基于三维集合分裂嵌入式零块编码算法的超光谱图像压缩

基于超光谱图像的特点,提出了一种三维集合分裂嵌入式零块编码(3D SPEZBC)的超光谱图像压缩算法。该算法首先采用三维小波包变换有效地去除超光谱图像的空间和谱间相关性,然后对于所生成的每个二维子带利用基于集合分裂的方法进行零块编码,最后再采用基于上下文的自适应算术编码来进一步提高编码性能。实验结果表明,3D SPEZBC算法具有与三维嵌入式零块编码(3D EZBC)算法相同的压缩编码性能,在各比特率下编码性能均明显优于三维集合分裂嵌入式块编码(3D SPECK)、三维等级树集合分裂(3D SPIHT)和非对称三维等级树集合分裂(AT-3D SPIHT)算法,并且略好于多分量JPEG2000编码(JPEG2000-MC)算法。此外,3D SPEZBC编码算法不但可以提供较好的率失真性能,而且相对于3D EZBC编码算法可以节省大量的存储空间。     

Computer-generated kinoforms of real-existing full-color 3D objects using pure-phase look-up-table method

A computational method based on pure-phase look-up-table (LUT) is proposed for generating kinoforms of full-color real-existing three-dimensional (3D) objects. The principle of the pure-phase LUT method is described. 3D depth as well as color information of a full-color 3D object is obtained by the full-color 3D profile measurement approach based on binocular vision. The obtained full-color 3D data is decomposed into red (R), green (G), and blue (B) channels, and kinoforms of each channel are calculated from the depth map and color information of the corresponding channel using the pure-phase LUT method. In order to reduce the speckle noise of reconstructed full-color 3D image, sequential kinoforms of each color channel are generated by adding dynamic-pseudorandom phase factor into the object domain. Numerical reconstruction and optical reconstruction with a phase-only spatial light modulator (SLM) show that, with the proposed method, full-color holographic 3D display of real-existing full-color 3D objects is available.     

基于分类和曲线拟合的干涉超光谱图像压缩

根据干涉超光谱图像的特点,提出了一种基于图像分类与曲线拟合的干涉超光谱图像数据分解算法,结合内嵌比特平面编码技术实现干涉超光谱图像的压缩。与JPEG2000一样,该算法实现了有损、无损压缩的兼容。将干涉超光谱图像数据分为主干涉区域与非主干涉区域两类,针对主干涉区域提出了一种相似匹配算法,而对非主干涉区域采用经验模式分解和二次曲线拟合方法进行数据分析,两种分析算法结合起来能够有效地对谱线数据进行分解,从而有利于取得更好的压缩效果。仿真结果表明,提出的算法可以使无损压缩的输出码率降低0.2~0.4bit/pixel,而近无损、限失真压缩的重建图像质量相应提高。     

Real time 3D visualization of ultrasonic data using a standard PC

This paper describes a flexible, software-based scan converter capable of rendering 3D volumetric data in real time on a standard PC. The display system is used in the remotely accessible and software-configurable multichannel ultrasound sampling system (RASMUS system) developed at the Center for Fast Ultrasound Imaging. The display system is split into two modules: data transfer and display. These two modules are independent and communicate using shared memory and a predefined set of functions. It is, thus, possible to use the display program with a different data-transfer module which is tailored to another source of data (scanner, database, etc.). The data-transfer module of the RASMUS system is based on a digital signal processor from Analog Devices--ADSP 21060. The beamformer is connected to a PC via the link channels of the ADSP. A direct memory access channel transfers the data from the ADSP to a memory buffer. The display module, which is based on OpenGL, uses this memory buffer as a texture map that is passed to the graphics board. The scan conversion, image interpolation, and logarithmic compression are performed by the graphics board, thus reducing the load on the main processor to a minimum. The scan conversion is done by mapping the ultrasonic data to polygons. The format of the image is determined only by the coordinates of the polygons allowing for any kind of geometry to be displayed on the screen. Data from color flow mapping is added by alpha-blending. The 3D data are displayed either as cross-sectional planes, or as a fully rendered 3D volume displayed as a pyramid. All sides of the pyramid can be changed to reveal B-mode or C-mode scans, and the pyramid can be rotated in all directions in real time.     

基于压缩表示的离子刻蚀仿真三维表面演化方法

为了研究表面演化过程的机理, 提出了一种基于压缩表示的三维表面演化方法来模拟等离子体刻蚀工艺,并着重探讨了对离子刻蚀的仿真. 为了解决三维元胞自动机内存需求量大的问题, 该方法将二维数组和动态存储方式相结合, 既实现元胞信息的无损压缩存储, 又保持三维元胞间的空间相关性. 实验结果也表明该方法不仅节省了大量内存, 而且在高分辨率条件下查找离子初始碰撞的表面元胞效率较高, 满足高分辨率仿真的要求. 将该方法应用于实现刻蚀工艺三维表面仿真中, 模拟结果与实验结果对比验证了该方法的有效性. 关键词： 等离子体刻蚀 元胞自动机 表面演化方法 高分辨率仿真     

Combined lenticular lens for autostereoscopic three dimensional display

When an autostereoscopic three dimensional (3D) display based on a single lenticular lens keeps working for a long period, the thermal expansion of lenticular lens results in serious crosstalk and 3D image deterioration. To overcome this problem, a combined lenticular lens is proposed. The combined lenticular lens is composed of a single lenticular lens used in the traditional autostereoscopic 3D display, a transparent glue layer and a glass substrate. The design method of the combined lenticular lens and analysis of thermal expansion effect is given. A 42-inch autostereoscopic 3D display based on the combined lenticular lens is developed. The experiment results verify that the proposed combined lenticular lens effectively avoids the crosstalk and 3D image deterioration happened in the traditional autostereoscopic 3D display.