基于FPGA的红外热成像闪光灯激励电源

红外热成像技术是一种快速有效的无损检测技术,广泛应用于航空航天、轨道交通、核工业等领域。激励电源是红外热成像检测系统中的关键设备,其性能将影响缺陷的检测结果。采用线性放大产生激励的方式存在增益带宽积的限制,较难满足红外热成像技术对激励频率范围和输出功率的要求。本文采用数字的方式将电压进行调制,实现了较大功率的输出,提高了对缺陷的检测效率。为满足红外热成像技术对输出功率、参数调整、以及多种工作模式的要求,本文设计了一款基于FPGA的数字化闪光灯激励电源。该电源主要包括低频正弦产生电路、全桥斩波电路和FPGA控制系统三部分,其中控制系统为核心部分。试验证明,该电源实现脉冲和锁相两种激励模式,参数调整方便,能够满足红外热成像技术对激励电源提出的要求。     

对红外热成像技术发展的几点看法

从红外技术的地位和应用、热成像技术的划代问题、热成像整机系统和探测器、材料的关系、军用热像仪现状等方面,提出了对红外热成像技术今后发展的看法.     

基于FPGA的16位堆栈处理器的设计

设计了一款面向嵌入式控制领域的16位堆栈处理器,该处理器包含两个堆栈:执行数学表达式的数据堆栈和支持子程序调用的返回堆栈,其指令集含35条堆栈指令.详细给出了该堆栈处理器的体系结构及设计方法;不仅采用简单有效的指令编码方式缩小了代码体积,同时给出了单周期操作多个堆栈元素的解决方法.该处理器采用FPGA实现,在XC5VLX110T芯片上的运行时钟频率最高达到146.7MHz.最后给出了设计的软件仿真与硬件综合结果.     

基于ZYNQ的非制冷红外热像仪设计与实现

常用的红外热像仪信号处理方案主要有3种,分立的ARM或DSP+FPGA方案、TI达芬奇处理器方案和FPGA方案.以上3种方案分别存在芯片间带宽不足、不能支持焦平面探测器、串行处理不易实现等缺点.针对这些问题,提出一种基于Xilinx ZYNQ处理器的红外热像仪信号处理方案,该方案选择非制冷红外焦平面探测器作为敏感元件.系统工作时,探测器产生的信号首先经过信号处理和模数转换操作,然后输入到ZYNQ中,在ZYNQ内部完成非均均匀性校正、温度测定和图像增强等处理,最后通过千兆以太网或者HDMI接口输出.试验表明该方案数据带宽充足,能适配各种焦平面探测器或者红外机芯,串行处理易于实现.使用该方案设计的系统成像效果良好,测温精度满足要求.     

Xilinx FPGA处理器解决方案为嵌入式系统设计人员提供强大的性能优势 独立测试结果再次肯定了Xilinx业界最全面的基于FPGA的32位嵌入式处理解决方案的领先地位

2004年5 月,上海 全球领先的可编程逻辑解决方案供应商赛灵思公司(Xilinx, Inc. (NASDAQ:XLNX))宣布了由独立的第三方对运行Accelerated Technology公司(AT)的Nucleus实时操作系统(RTOS)的32位MicroBlaze处理器平台进行的测试结果,再次证明了赛灵思公司在实时设计应用领域的FPGA嵌入式处理性能方面继续保持其领先地位。AT进行的测试再次肯定了赛灵思公司全面的嵌入式处理器解决方案所提供的一个强大的性能优势和完整开发环境。赛灵思公司执行副总裁Rich Sevcik说:“我们熟悉的软内核和硬内核RISC处理器与业界标准的工具如Nuc…     

基于FPGA的科学级CCD成像系统设计

针对天文、医学等领域科学成像需要,设计了一套基于FPGA的科学级CCD成像系统,并给出了设计中关键技术的解决方法。首先,FPGA提供CCD正常工作所需要的时序信号,驱动CCD输出模拟图像;再将模拟信号预放大、相关双采样、AD转化后输出给FPGA进行处理;最后,将图像信号在FPGA内部进行格式重组、添加图像信息等操作后输出给存储与显示单元。实验结果表明,获取的图像质量较好,不制冷时读出噪声仅6个电子,满足了科学成像的需要。整个系统性能稳定可靠、实时性强,具有较好的通用性。     

基于SOPC的非致冷红外热成像系统的研制

针对传统基于DSP+FPGA/CPLD架构的红外热成像系统存在体积大、数据传输链路长、功耗大等缺点,提出一种基于片上可编程(SOPC)的非致冷红外热成像系统.利用SOPC定制NIOSⅡ软核处理器、存储控制器及外围电路等成像系统的硬件,并由NIOSⅡ软核实现红外图像的处理和显示,使系统软硬件高度集成在同一芯片内.与传统的红外热成像系统相比,基于SOPC的非致冷红外热成像系统具有体积小、功耗低、性能稳定的优点.     

近距离热成像系统的光谱区配因数：——微分光谱匹配因数

导出了适用于近距离面目标热成像系统的微分光谱匹配因数Ｍ＾＊＝∫（αＷλＴ／αＴ）τａλτ０λλＤλ，且αＷλ／αＴ≈ｃ２／（λＴ＾２）·ＷλＴ。当Ｔ≈３００Ｋ，λ＝８￣１４ｕｍ时，αＷλＴ／αＴ≈０．０１６ＷλＴ；当Ｔ≈１０００Ｋ，λ＝３￣５ｕｍ时，αＷλＴ／αＴ≈０．００３６ＷλＴ。Ｍ决定热成像系统的温度分辨率：ＮＥＴＤ，ＭＲＴＤ，ＭＤＴＤ。     

基于ACTEL FPGA短波红外成像系统设计与研究

针对短波红外探测在各个领域的重要作用,采用Sofradir 320X 256短波红外探测器,基于ACTEL公司的FPGA芯片APA600,设计并实现了短波红外成像系统,并对几个关键性设计进行了分析.该系统具有低功耗、小体积、高速率、可控性好等特点.实验结果表明该系统能够满足设计要求.     

热成像系统及医学热诊断技术

医学热诊断是热成像技术的重要应用领域之一,目前其应用条件逐步成熟,为了促进医学热诊断的应用,本文介绍了医学热诊断仪的基本原理及其主要技术性能指标。以及国内外一结医学热诊断的应用实例,并分析了当前限制医学热诊断技术应用的主要因素,展望了这一技术今后的发展前景。     

基于FPGA的红外图像存储与回放系统设计

构建了一个基于FPGA的图像存储与回放系统,该系统能够记录红外热像仪输出的数字视频信号,回放时以原格式输出,同时还输出标准PAL格式的电视信号.介绍系统硬件设计及FPGA内部各模块的逻辑功能,并论述设计中的几个关键点.     

基于DSP+FPGA的通用IRFPA成像系统

为了采集不同红外焦平面阵列的图像,提出了一种基于FPGA的软件和硬件融合的设计方法.系统中DSP作为核心处理单元,FPGA作为控制单元.利用FPGA将用户的软件控制指令转换为数字电路的控制逻辑,使系统的通用性大大提高.较为详细地阐述了成像系统的结构和FPGA的控制逻辑,最后给出了DSP实现数据采集的程序实现.实验表明该方法通用性好,实现简单.     

基于FPGA的红外图像清晰化系统设计

针对红外图像普遍存在细节模糊、对比度低的问题,设计实现了基于FPGA的红外图像清晰化系统.首先对输入原始红外图像进行8×8窗口的平滑滤波,然后将滤波后的图像叠加拉普拉斯算子进行细节增强,以解决传统拉普拉斯增强产生的噪声放大问题.最后通过Gamma校正曲线调整增强后图像的灰度.硬件系统实现时采用串并行流水计算方式,仅占用...     

基于FPGA的实时红外图像处理方法研究

随着计算机、集成电路等技术的飞速发展,红外图像处理无论在算法、结构上,还是在应用以及普及程度上都取得了长足的进展。本文在深入分析各种数字图像处理方法的基础上,采用了一种新的中值算法对传统红外图像处理方法进行了改进,有效地改善了数据的处理结果并明显降低了系统逻辑资源的占用。此外,还通过FPGA板卡对本算法其进行验证。实验结果表明,本系统设计的算法能够很好地完成大容量数据流的实时处理,达到了预期的设计目标。     

基于FPGA的视频处理系统

介绍一种由采集子系统和压缩子系统组成的视频处理系统设计方案.本系统选用功能全面的SAA7113H芯片作为视频解码器,乒乓缓存技术实现视频图像数据的高速缓存,图像压缩选用基于DCT的JPEG算法.着重阐述存储控制和压缩的VHDL实现.该方案具有灵活性,可以满足多种传输方式的需要.     

基于FPGA的PCI总线红外图像采集系统设计

为了满足特殊视数据格式的红外成像设备图像采集与测试的相关需求,开发了一套低成本PCI总线图像采集系统。该系统采用现场可编程门阵列(FPGA)芯片作为主控芯片,实现信号接收、数据处理,之后通过PCI9054将数据传送至系统上位机,上位机根据通信协议识别图像数据帧头与帧尾所在位置,并完成图像的重建与显示。实验测试结果表明,系统能够稳定实时采集100fps的16bit深度128×128的红外图像,满足对自定义差分输入视频信号开展实时图像采集、存储与显示的设计使用要求。     

基于FPGA的红外光斑中心实时检测

红外光斑中心检测在红外自动验光仪、红外测距仪等光学测量和检测仪器中是一项关键技术,检测算法的精度、速度直接影响光学测量的精度及速度。目前的检测处理系统多是基于PC机的,存在着实时性、稳定性问题。在总结各种检测算法的基础上,基于重心法使用FPGA实现了低信噪比红外光斑中心的实时检测。在实验电路中,先使用视频解码芯片SAA7113将模拟CCD视频信号转化为CCIR656格式数字信号;再在FPGA内部使用流水线结构进行直方图计算,计算阈值,二值化图像,五次二值图像收缩,五次二值图像膨胀处理以去除噪声,然后计算重心坐标。实验电路对红外自动验光仪中产生的视网膜反射红外光斑PAL制式视频图像信号能在1／25s完成一幅图像的检测。而普通PC完成同一过程需要1S左右。文章介绍了基于FPGA实现方案。     

基于FPGA的汉明码编译码系统

讨论了汉明码编译码基本原理,并在FPGA中对汉明码编译码原理进行验证仿真,在此基础上提出扩展汉明码的概念并进行仿真。这两种设计均下载至FPGA中实现,结果证明,本设计达到了纠错检错的要求,具有一定的实践指导意义。     

基于FPGA的高速实时数据采集系统

设计了以FPGA器件XC2VP20为核心处理芯片的高速数据采集系统.通过XC2VP20内部实现的高速状态机和相位延迟时钟作用,采用4片高速AD器件流水工作来提高数据采集速度,同时在XC2VP20内实现的DDR控制器的作用下,将转存到由Block RAM构成一级缓冲阵列中的采集信号送至由DDR构成的主存储器中.整个数据采集系统可实现百兆以上速度的实时采集.     

基于FPGA具有自适应功能的数据采集系统设计

为了满足工业上数据采集的自适应需要,本文采用FPGA设计实现了高速数据采集,整个系统分为高速数据采集模块、数据缓冲模块、数据存储模块。其中数据采集模块对滤波放大后的输入信号进行采样,采样率可调;数据缓冲模块负责对采样得到的数据进行缓存：数据存储模块负责将缓存后的数据传输至存储器进行存储。使用Quartus Ⅱ仿真工具对...