一种光栅信号细分算法的FPGA实现

 提出了一种基于FPGA的光栅位移传感器信号细分处理技术,采用CORDIC（坐标旋转数字计算机）解算相位,同时结合单准确度浮点运算,将辩向、粗码计数、相位解算、粗码精码浮点运算集成于单片FPGA实现,保证了细分的准确度、细分数据的有效计算准确度及信号处理的速度.设计中采用Altera公司的Cyclone II_EP2C20F484C8型芯片进行验证,对20 μm栅距的光栅尺信号进行细分处理,实验结果证实了该方法的正确性和可行性.     

一种光栅信号细分算法的FPGA实现

提出了一种基于FPGA的光栅位移传感器信号细分处理技术,采用CORDIC(坐标旋转数字计算机)解算相位,同时结合单准确度浮点运算,将辩向、粗码计数、相位解算、粗码精码浮点运算集成于单片FPGA实现,保证了细分的准确度、细分数据的有效计算准确度及信号处理的速度、设计中采用Altera公司的Cyclone Ⅱ_EP2C20...     

基于FPGA的实时大气湍流图像复原算法及实现

由于大气湍流的影响,远距离光学成像设备获取的图像会出现严重的退化现象,例如几何畸变、运动模糊和离焦模糊等。目前主流的湍流复原算法通常依赖于非刚性配准、重建,或者从长时的视频序列中寻找稀有的“幸运区域”,这些方法均需要庞大的计算量或者提前获得完整视频数据,无法满足实际应用场景的实时性要求。因此,提出一种可在FPGA中实现的实时湍流复原算法。该方法利用大气湍流的随机性,通过连续帧信息对图像进行时间域的滤波,解决了图像几何畸变的问题;然后,将频域的维纳滤波转换为较为容易实现的空间域卷积,解决了图像模糊的问题。实验表明,本文算法不仅满足了实时性要求,同时有效地实现了湍流图像的复原。     

基于FPGA的实时Bayer解马赛克算法与实现

Bayer阵列被广泛地应用于CMOS/CCD?(complementary?metal?oxide?semiconductor/charge-coupled device)等前端传感器中,用以对彩色图像进行压缩编码.通过解马赛克算法将Bayer阵列还原为红、绿、蓝彩色阵列,算法性能影响着成像有效分辨率和纹理细节.随着半...     

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。     

基于Steger图像算法的光纤布拉格光栅寻峰技术

分析了实际光纤布拉格光栅(FBG)反射谱的特性,建立了FBG反射峰超高斯模型。将图像处理技术用于FBG寻峰,提出了一种基于Steger图像算法的FBG寻峰技术,并给出了非对称光谱中心波长修正公式及峰值亚步长修正公式。Steger寻峰算法兼具滤波和寻峰功能,具有较强的抗噪能力,能克服步长限制,有效消除非对称光谱的干扰。通过理论仿真及实际寻峰研究,对比了该算法与不同寻峰算法在不同采样步长、噪声大小、光谱非对称性下的峰值检测精度。结果表明,该方法较质心法、高斯拟合法具有显著优势。     

一种有效的拼接图像色彩校正算法

针对图像拼接中子图像由于拍摄的角度、相机曝光参数等不同,造成子图像间色调与明暗存在明显差异的问题,提出了一种利用子图像间重叠区域统计信息的色彩校正算法。首先将原始的色彩转换算法利用空间协方差矩阵表述成能直接在RGB空间进行转换的形式,再利用拼接图像间的重叠区域信息对算法进行简化,得到色彩校正算法。实验表明该算法能够有效地应对拼接图像时各子图像间的色调与明暗差异,在图像拼接时可以得到良好的色彩校正效果,同时相比原始的色彩转换算法减少了计算耗时。     

图像中心和纵横比的简易标定方法

提出了一种图像中心和纵横比的简易标定方法。控制相机绕光轴进行旋转并分别成像,通过旋转前后图像之间的对应点,推导出图像的主点和纵横比的闭式方程,方程中仅包含图像的中心和纵横比,去除了与其它相机参数之间的耦合,其结果可以进一步用于畸变参数、外部参数和焦距的估计。分别进行了仿真图像和实拍图像实验,实验结果表明,此方法是可行的,能够实现较精确的图像中心和纵横比的估计。     

基于近似尺度不变特征转换的序列图像融合算法

在分析了尺度不变特征转换算法特点的基础上提出了一种近似尺度不变特征转换算法,该算法改变了传统尺度不变特征转换算法的框架,将尺度不变特征转换描述符看作是一种特殊的Harris算子,该算法既保留了尺度不变特征转换描述符的优点又降低了计算量.另外,为了提高特征匹配的精度,给出了一种新的特征点对提纯算法.实验结果表明,近似尺度不变特征转换算法在不影响匹配性能的前提下大大缩短了处理时间,经过提纯后的特征点对匹配性能显著提高,最终得到的全景图像过渡平稳,重叠区域没有显著的痕迹.     

基于插值算法的立体显示的图像合成与嵌入式实现

在多视点自由立体显示中,针对柱透镜光栅参数与显示器像素不匹配造成的串扰问题,提出利用图像插值的合成方法对图像进行缩放处理。以9视点为例,提出缩放比例系数k,实现双线性插值算法的改进。嵌入式样机测试结果表明,该方法能够满足显示器像素宽度与柱透镜参数的完全匹配,串扰度从13.55%降低到1.40%,降低了12.15%,图像分辨率明显提高,立体显示效果更好。     

一种基于Arnold变换的数字图像加密算法

提出了一种基于Arnold变换的均匀数字图像加密算法。将传统的Arnold变换进行改进,加入两个参数a,b,并利用Logistic映射产生参数序列。将数字图像分块,对每个图像块分别进行参数不同的Arnold变换,由此实现对图像的位置置乱。另外将Arnold变换推广至多维,用于图像的灰度置乱,从而构造一个位置置乱和灰度置乱相结合的图像加密算法。实验仿真结果表明该算法能够取得很好的加密效果,且具有密钥空间大,密钥敏感性强,以及能够抵御统计和已知明文攻击等优点。基本满足图像加密的有效性和安全性要求。     

一种基于灰度变换的红外图像增强算法

针对红外图像，采用双门限分割法进行图像分割，然后采用分段灰度变换法进行图像增强。根据具体图像，通过人机交互的方式确定2个阈值，将图像分割为目标区、过渡区和背景区3部分；按照每一部分的特点，设计不同的灰度变换，对图像进行分段线性增强，得到感兴趣目标区的最佳视觉效果。通过对16位红外图像进行实验，得到了满意的结果。实验表明,该算法灵活便捷，在增加对比度和去除噪声的同时，还抑制了背景，达到了预期的效果。     

An image encryption algorithm based on improved baker transformation and chaotic S-box

The algorithm is an image encryption algorithm based on the improved baker transformation and chaotic substitution box(S-box). It mainly uses the initial values and parameters of a one-dimensional logistic chaotic system as an encryption key. Specifically, in the image scrambling stage, the algorithm primarily uses an improved baker transform method to process the image. In the image diffusion stage, the algorithm first uses the chaotic S-box method to process the encryption key. Secondly, an exclusive OR(XOR) operation is performed on the image and the encryption key to initially diffuse the image. Finally, the image is again diffused using the method of ortho XOR. Simulation analysis shows that the algorithm can achieve good encryption effect, simple and easy implementation, and good security. In the digital image communication transmission, it has good practical value.     

自适应多方向灰度形态学图像边缘检测算法

针对传统的多方向灰度形态学边缘检测算法存在计算量大、效率低的缺点,提出了一种基于自适应噪声抑制的多方向灰度形态学图像边缘检测算法。根据图像所含噪声的种类,采用不同尺度的结构元素对图像进行分类滤波,再根据像素点间灰度值的变化确定边缘方向,由相应方向的结构元素进行边缘检测。实验结果表明,与传统的多方向灰度形态学边缘检测算法相比,检测到的边缘重构相似度和边缘置信度更高,边缘连续性更强,且计算量低,运行效率高。     

一种线阵CCD融合光栅尺的高精度尺寸测量新方法研究

为了解决数字图像亚像素级高精度尺寸检测问题,采用了基于人工神经网络的线阵相机镜头畸变矫正方法,比传统的多项式拟合法矫正精度高且操作简便;提出了将光栅尺融入线阵相机扫描机构的新方法,利用高精度光栅尺测位移信号触发线阵CCD图像采集动作,精确获取线阵相机扫描目标的亚像素级图像。实验证明,新的测量技术可在对运动系统要求不高的情况下获取高精度图像,图像检测精度可以达到1μm。     

基于仿射变换从序列图像恢复物体的三维结构

提出了一种基于仿射变换重建物体三维结构的新算法。不同于以往的基于仿射变换的重建算法,该算法首先基于新的仿射投影矩阵分解算法得到物体三维结构值及摄像机的外参数信息;其次用光束法平差修正模型误差和提高三维结构的精度。算法用仿真实验和实拍图像都得到了精确、可靠的结果。     

基于KFCM增量更新的无线电引信目标识别方法

针对传统无线电引信在复杂电磁环境下作用效果较差的问题,以连续波多普勒引信为例,通过对引信检波输出信号频域的分析,提出一种基于熵的特征提取方法,并利用KFCM算法对信号进行分类识别。由于实际战场环境复杂且不可预测,其背景噪声强度与实验环境下存在差异,因此结合KFCM增量更新特性,使分类模型根据噪声强度变化而实时更新调整,从而达到更好的分类效果。实验结果证明,基于增量更新KFCM算法能显著提高不同信噪比下引信目标识别能力,将KFCM增量更新算法运用到无线电引信抗干扰能取得良好效果。     

基于长周期光纤光栅的磁场传感方案的实现

长周期光纤光栅是近几年出现的一种新型光纤器件。其耦合机理是前向传输的纤芯基模与前向传输的各阶包层模式之间的耦合 ,这与光纤布喇格光栅明显不同。它对温度、应力、弯曲及外部折射率的变化具有相当高的灵敏度 ,是一种理想的光纤型敏感结构。提出利用长周期光纤光栅谐振波长的移动或移动变化量进行磁场强度的测量 ,并进行了理论推导、仿真实验及分析研究。得出了谐振波长变化量与外界磁场强度的关系模型。分析了设计中应该考虑的因素。     

基于SPIHT的改进图像压缩算法

针对渐进式图像传输算法都受限于庞大的内存空间和计算复杂度，提出一种基于SPIHT的改进型算法——静止图像编码方法，即对变换后的小波系数高频区块进行细分，并对不同频率图像块分别设置阈值，采取新的阈值判别策略，减少了链表的结点数。使用MATLAB 6.5开发环境对上述改进编码方法进行仿真。仿真结果表明: 通过对原算法构架进行改进，减少了内存空间占用，降低了计算复杂度，取得了较好的压缩效果。