高速图像处理系统的研制

高速图像处理系统是工作在主控计算机上的一个子系统，该系统可以完成图像处理的采集、处理和显示，从而实现目标识别与跟踪的智能信号处理。高速图像处理系统体现在高帧频的图像处理，主要用于快速目标的探测和捕获。根据图像处理系统的视频源提供的两路视频输出，即模拟视频输出和数字视频输出，设计了基于ADTS201高速DSP和大规模可编程逻辑器件的硬件平台。该硬件系统具有较强的系统功能可扩展性，具有高速运算能力，支持高帧频的对运动目标实时的识别与跟踪数字图像处理算法。     

驾驶员疲劳检测系统设计

以DM642为主控芯片设计了一套驾驶员疲劳检测的硬件系统,包括主控器模块、视频采集模块、视频输出模块和报警模块等相关电路;综合国内外的研究现状,确定了了疲劳状态判断的理论基础;交叉运用图像处理技术、人脸检测技术和PERCLOS疲劳检测方法,根据眼睛的疲劳特征,实时判断驾驶员的疲劳状态,进行报警,有效防止交通事故的发生;经过对系统的软硬件测试,结果表明,该方案可以有效地识别出驾驶员的疲劳状态,运行速度快、实时性好,具有较高的鲁棒性。     

一种自适应视频跟踪算法及其ARM DSP实现

视觉跟踪作为图像处理和计算机视觉学科的重要分支,广泛应用与军事和民事的各个领域。对于相对运动速度较快的对象,传统的光流法计算精度不高,本文提出了一种视频跟踪算法,首先通过差分法检测图像差异,然后通过光流法实现视频自适应跟踪功能。设计了基于ARM和DSP的视频跟踪装置,详细讨论了硬件平台和接口设计,以S3C2410作为主控模块、TM320芯片作为图像处理模块。实验结果证明,该算法具有实时性、精度高、灵活性强的优点。     

基于FPGA视频合成系统设计与实现

为实现将输入的六路BT656视频无失真地合并成一路BT1120视频输出,采用将FPGA技术和视频合成系统相结合的设计方法,用verilog语言设计完成有效视频数据的抽取、SRAM乒乓操作以及FPGA对于视频的拼接处理方法。该系统由视频输入解码模块、存储模块、输出解码模块、i2c模块以及时钟管理模块组成。经算法仿真和逻辑综合,该设计可以实现视频合成的基本功能,满足视频监控系统的实时性要求.综合结果表明该设计占用FPGA片上逻辑资源少,系统运行频率高。     

基于FPGA的实时图像采集与分析系统设计

当今社会视频技术运用的越来越广泛。针对实时图像采集与分析系统对实时性要求高的特点,研究并设计了一套基于FPGA的图像实时采集与分析系统,利用在FPGA芯片上设计软硬件,速度快、稳定可靠,研发周期短等特点。整个系统以FPGA芯片为核心,辅以图像采集模块、图像分析算法、图像存储和图像分析模块。实验表明, 该系统较好地符合了系统对实时性的要求。     

DMA在高速红外图像实时处理系统中的应用

针对某红外成像定位系统对红外序列图像处理和诸如图像去噪、非均匀性校正、图像自适应分割、图像测量、数模解算等算法的实时性能要求，提出采用DSP DMA（存储器直接访问）方式处理系统中的转移和大量交换高效方案。以AD21062和EP1C6组成的数字图像处理系统为例，介绍DMA操作在高速红外实时图像处理系统中的应用，并给出具体的设计。实验表明，该设计方案可以使DSP从大量的数据搬移操作中解脱出来，专门的图像处理算法操作能够有效地提高数字图像处理系统的实时性，解决了系统的瓶颈问题。     

超薄前投激光显示系统研制

为了解决光学系统投影厚度过大问题,采用自由曲反射面结合非球面设计方法设计出超短距离、超广角投影显示系统,其屏幕投影距离小于20 cm。为解决激光色域系统转换,建立了激光三基色与荧光粉三基色色域变换与扩展的理论模型并搭建了基于DSP高速图像处理芯片为核心的颜色变化实时硬件处理试验开发系统。通过该系统可以调试不同颜色系统转换算法,验证转换模型的正确性,并为实现专用颜色转模块提供了开发平台。     

基于SIP的高性能可视电话方案的设计

针对IP可视电话系统的复杂性高以及图像质量低下的问题,设计了一种基于SIP的可视电话系统,该系统采用SIP协议作为信令控制协议、选择G.729语音压缩算法、H.264视频压缩算法,同时选择RTP和RTCP协议来实现音视频媒体流的实时传输,充分利用因特网的发展优势来实现其优质的通话视频功能。提出的设计方案主要由通话状态机、信令处理、音频处理、视频处理、实时传输等模块构成。该方案采用优质的通信协议与高效的算法,保证了系统的简单可靠与系统高效的性能。实验结果表明,本文设计的可视电话系统结构简单、图像质量较高,是切实可行有效的。     

基于TMS320DM642芯片的视频目标跟踪系统设计与实现

运动目标的检测与跟踪一直是在计算机视觉的研究领域占有重要位置,该技术被越来越广泛的应用到交通管理、军事、公共安全监控等领域中;文章主要研究基于TMS320DM642开发平台的视频运动物体目标的检测与跟踪,文章分为软硬件两部分进行设计,硬件部分主要包含视频采集模块、视频处理模块以及显示模块3个部分,通过CCD摄像头采集视频信号,接着将采集的模拟视频信号传输到SEED VPM642视频处理模块,在VPM642中通过高性能视频解码器TVP5150将模拟视频信号转换成BT.656格式的视频信号,并将该信号传输给DM642的视频接口;在系统软件部分,系统采用TI的DSP集成开发环境CCS2.2作为系统软件开发平台,最终在DM642视频图像处理平台上实现运动目标的实时检测与跟踪;实验结果表明,该文提出的算法移植和优化方法效果明显,可以在DSP开发平台上实现运动目标的实时检测与跟踪。     

高精度机器视觉对准系统的研究与设计

针对高精度自动贴片机,重点介绍了高精度机器视觉自动对准系统的结构和设计;介绍了相关的计算机控制软件系统的模块设计和开发。提出了模式匹配算法及相关的图像处理算法。仿真结果表明,该系统能够有效地完成自动对准的任务。     

基于FPGA的雾霾视频图像实时复原系统研究

针对雾、霾等恶劣气象条件下, 视频监控等户外视频设备对视频图像实时复原的需要, 提出一种快速图像复原算法的FPGA实现方法, 通过适当降低算法复杂度达到了降低时间开销和硬件实现复杂度的目的。通过将一帧视频分解成3×3小窗口进行运算, 以窗口中心像素的流水计算替代一帧视频像素计算, 使每个像素在3个时钟周期内完成全部运算, 确保了系统能够实时复原, 降低了复原模块对硬件的开销。实验证明:FPGA处理结果和MATLAB处理的结果相符, 可以在保证除雾效果的前提下, 实时处理分辨率为640×480视频并以29帧/s速度流畅显示。     

嵌入式数字视频实时采集技术研究

激光通信的视频采集需要嵌入式标准化接口的实时数字采集,采取FPGA+SAA7111A的架构来实现系统的实时化、小型化、标准化和模块化。FPGA作为控制器,经I2C总线对视频解码芯片SAA7111A进行初始化。设计了两个读写互斥的存贮单元,分别用来存贮所采集的奇场和偶场数据,并专门设计了一个用于和图像处理单元通信的标准握手接口;为减小传送数据流量,对采集后的图像进行了提取和预处理。通过反复试验仿真,基于FPGA的整个图像采集方案可行,能够在图像采集处理系统中得以应用。     

快速消除车辆阴影的多阈值图像分割法

 视频图像分割时的运动阴影由于与被测对象的相似性而常被误判为被测对象,传统的阴影检测方法一般难以满足实时智能交通系统对处理速度的要求。为此,提出用多阈值法分割图像,将灰度化的当前图像与背景差分,再用正、负两个阈值对其二值化,在分割出深色和浅色被测对象的同时消除阴影。实验表明,将这种方法应用于运动车辆的检测,具有速度快和阴影消除效果好等特点,可应用于实时的运动目标检测和跟踪等领域。     

基于UV光谱技术的高压电晕放电检测

通过分析高压电晕放电的光谱特性,提出应用紫外光+可见光的双光谱实时视频图像处理系统来探测高压电晕放电.该双光谱系统以高性能数字信号处理器TMS320DM642为核心,为了采集紫外信号而设计了光路、光谱转换和图像增强等技术,同时采用多种优化设计的硬件结构、快速融合算法及管理多进程的嵌入式实时操作系统DSP/BIOS,实现具备手动像素平移配准功能的双通道数字图像的实时融合处理.系统可以实时检测和定位高压电晕放电紫外信号,且具有响应速度快、作用距离远、不受日光和雨雾的干扰等优点.     

FPGA在视频监控系统中的应用与设计

针对现有的视频监控系统具有性能低,灵活性差,不便更新,开发成本高,可靠性低的问题,设计了一种基于现场可编程门阵列FPGA的视频监控系统。该系统首先利用CMOS摄像头OV7670获取模拟视频图像,双端口SDRAM对图像数据进行缓存,然后利用FPGA对视频信号处理能力强,集成度高,灵活性强,并行处理等特点实现对视频信号的处理,进而达到最终在VGA显示器上显示的效果。与其他视频监控设备相比,该系统能够高效的实现视频监控,而且具有实时性高,成本低,可靠性强等优点。     

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FPGA的近红外实时透雾成像方法

针对雾天图像的退化现象,提出采用近红外波段成像和视频图像处理技术相结合的透雾成像方法。根据视频图像相邻两场直方图相似性特点,提出了改进的直方图均衡化算法处理雾天降质图像。改进算法简化系统结构,降低逻辑设计复杂度,节约了高速存储器部分硬件资源。算法经过MATLAB仿真验证,并在FPGA视频图像处理平台上硬件实现。实验证明改进算法增强雾天图像的同时满足标准视频图像处理25帧/秒的实时性要求,结合近红外波段透雾能力使雾天能见距离提高1.5倍以上。     

循环侧抑制网络的红外图像预处理FPGA实现研究

在红外成像预处理中,循环侧抑制网络具有很好的增强图像边缘反差、突出边框的功能。由于循环侧抑制网络处理运算的复杂性,如何实时实现循环侧抑制网络的红外图像预处理成为关键问题。根据简化的循环侧抑制网络处理算法,并结合硬件计算特点,提出一种适合于硬件实现循环侧抑制网络的并行处理结构,采用流水线设计方式在FPGA中实时实现。试验证明：该算法在FPGA内具有与视频流同步的实时性,达到了增强反差、突出边框的效果。用于图像目标实时跟踪系统时,极大地提高了目标的跟踪精度和稳定性。     

基于彩色直方图分析的智能视频监控系统

针对背景为固定场所的数字视频监控系统，提出了一种通过比较图像彩色直方图距离实现视频监视系统自动控制的方法.通过在线动态更换参考图像，消除了时间变化引起的阳光、天气等因素对背景图像的影响.采用均匀压缩的方法，将真彩色颜色空间压缩到16色的索引色空间，降低了计算复杂度，滤掉了背景的微小变化引入的噪声，实现了10 ms内完成对一幅图像的处理.准确的自动控制在保证监视系统正常工作的同时，极大地减小了所需的存储空间. 关键词： 视频监视系统 彩色直方图 直方图距离     

基于影像实时处理的加油对接段辅助对准技术北大核心CSCD

针对空中加油试飞中加油对接困难的问题,设计了一种基于影像实时处理的加油对接段辅助对准系统,通过影像测量技术计算受油头与加油锥套中心的精确相对位置,实现位置参数与视频画面实时同步显示,用于空中加受油对接辅助对准。并对复杂光学条件下锥套跟踪技术、基于约束的像机标定技术和加受油组件相对位置实时测量等关键技术进行研究。实验结果表明,该算法可实现空中复杂环境下锥套图像快速、稳定识别与跟踪;采用双目视觉前方交会测量实时计算加油锥套与受油头相对位置,与事后处理结果对比分析,精度优于0.1 m,可辅助飞行员进行空中加油对接操作,提高加受油对接成功率。