目标检测算法在DSP系统中软硬件优化方法的实现

基于数字信号处理器TMS320C6416t为核心的实时图像处理硬件平台,利用现场可编程门阵列实现系统的硬件优化,并提出了一种基于汇编语言和流水线技术的软件优化方法.以检测2×2的目标像素点为例,当窗口尺寸为256×256,优化前程序运行时间为4.6 ms,优化后运行时间为0.071 ms,速度提高了64.8倍.为了对比,将算法在以TMS320F206为核心器件的硬件平台上实现,运行时间为200 ms.实验结果表明,采用提出的优化方法,能大大提高运行速度,实现目标的实时检测.     

基于CPCI总线的FPGA+DSP架构通用视频图像处理系统的设计

为了应对实时视频图像处理复杂的现场环境条件,设计了一种通用视频图像处理系统。该系统便于扩展,可同时应用于多种不同现场环境。FPGA+DSP架构由于同时吸取了具有优秀运算性能的DSP芯片以及具有高实时性的FPGA芯片的优点而在实时图像处理领域中得到了广泛的应用,而Compact-PCI总线由于其与工业控制计算机有标准的接口而具有良好的可扩展性,通过对二者的有机结合设计了基于Compact-PCI总线的FPGA+DSP架构的通用视频图像处理系统。硬件实验表明,系统可对320×256~1 024×1 024分辨率,8~14bits,最高帧频100 Hz的视频图像进行实时采集与处理,并通过cPCI总线实现实时控制,取得了良好的效果,表明系统可以应用于红外及可见等复杂环境中,实时性很高,处理效果好,提高了系统的应用范围。为视频信号采集处理提供了一种新的可靠解决方案。     

平面场景和建筑物成像的几何分析

为了识别采集图像中的平面场景以及建筑物,利用摄像机参数,对平面场景及建筑物成像过程进行了几何分析。首先,根据相机参数以及相机飞行状态分析平面场景成像畸变;然后,对平面场景上的建筑物形状的成像进行几何分析;最后,将相机上采集到的平面场景及建筑物的图像像素数与真实平面场景及建筑物的尺寸建立联系。实验结果表明:已知相机参数及飞行状态的情况下,可以对平面场景及建筑物形状信息进行推导,从而完成目标识别与跟踪。本方法适合在典型建筑物、孤立建筑物、建筑群中具有明显形状特征等情况下对立体目标进行自动捕获与跟踪。     

利用DSP底层结构提高MPEG-4编码的实时性

由于利用TMS320C6000系列的DSP底层结构可以提高图像压缩的实时性,本文在TMS320C6416平台上针对DSP底层结构对MPEG-4视频编码进行了优化,包括对8个运算单元能并行执行的特性进行汇编。针对DSP芯片两级高速缓存的工作特点,对编码器中代码和数据所占用的内存空间进行优化。利用EDMA级联特性在内存开辟双缓冲区,同时完成视频数据编码和传输的工作,从而有效地改善编码效率。实验结果表明：该编码器可以对512 pixel×512 pixel大小的灰度图像,以30 frame/s帧频进行压缩,实现了对视频图像的实时编码。     

粉粒流化床中松木生物质热解特性的研究

通过冷模实验考察了双颗粒流化床的流化特性。结果表明,在适宜的气速范围内,双颗粒流化床层内部可保持较好的流化状态。松木生物质在粉粒流化床反应器中的热解和催化热解实验结果表明,生物质热解时挥发分的释放存在一个最快的温度区域,生物质中约92%的挥发分在723 K时即可释放完全。773 K时,生物质热解产物中的无机气体(IOG)、低碳烃气体(HCG)和碳氢化合物液体(HCL)的收率之和只有3.1%。随着热解温度的升高,IOG、HCG和HCL的收率均逐渐增加,1 173 K时,其收率之和达到58.7%,且产物主要以CO为主。CoMo-B催化剂可有效促进生物质催化加氢热解产物的二次气相反应,在863 K下可得到6.3%,轻质芳烃化合物(苯、甲苯、二甲苯和萘)是1 173 K下非催化过程的两倍。     

军事侦察任务中的实时目标捕获

美国军事研究实验室研制出了能完成搜索、监视和捕获目标的遥控无人驾驶地面车(UGV),美军第一装甲兵侦察队多次用这种车在德克萨斯州Fort Good地区进行作战演习,UGV是围绕高机动性、多用途、轮式车(HMMWV)来设计的,由距UGV10km或更远的控制站的操作人员管理,UGV实时自动目标捕获(ATA)系统使用红外传感器自动探测和跟踪5km外地面上的运动车辆,当UGV受操作人员指挥时,将用激光指示器指向特定的目标。     

动态目标识别中的实时复杂巡航场景运动检测

设计并实现了一种适合于工程中动态目标识别应用的实时的复杂巡航场景运动检测技术。首先,对背景和当前帧两幅图像进行卷积处理,提取边缘图像。然后分块计算背景边缘图像的局部熵,根据局部熵大小合理选取配准模型组。采用模型组与当前帧边缘图像的相关性强度及运动偏移量结果,完成场景的运动估计。实验结果表明,本文方法用于红外和可见光图像均十分有效,在分辨率为320×256,帧频50Hz的红外图像以及分辨率为768×576,帧频25Hz的可见光图像中运行时间分别为13、24ms,达到了工程中应用的实时性处理要求。同时,在后续的图像处理中场景运动检测有效剔除了复杂背景图像对目标识别的干扰,可准确检测出运动变化目标。     

基于改进差分盒维数的烟雾分割方法

针对森林背景与烟雾的分形纹理结构的不同特性,提出了改进差分盒维数的烟雾分割方法。首先,在已有的差分盒维数算法基础上,扩大子窗口的选择范围,计算每个像素的分形维数值并分析得到的其分形特征数据;然后,选择合适的阈值对像素进行分类,筛选出符合烟雾特征的像素,从而实现烟与森林背景的分割;最后,应用形态学中膨胀算法进行连通处理。实验结果证明,基于改进的差分盒维数方法对以树木为背景的烟雾图像具有较好的分割效果。     

基于汇编语言的DSP源代码优化技术的研究

介绍了一种利用汇编语言 ,借助流水线技术优化 TMS3 2 0 C60 0 0源代码的方法。该方法能够提高代码的执行效率 ,为实际工程中复杂算法的实时性提供了软件保障。以图像的测量跟踪程序为例 ,介绍了使用汇编语言 ,利用流水线结构优化源代码的方法和步骤 ,在实验中得出三个程序优化前和优化后的执行时间情况对比。窗口尺寸为 1 0 0× 80的重心跟踪程序优化前所用时间为 1 640μs,优化后所用时间为 48μs,执行时间缩短了 3 4.2倍 ,充分验证了汇编语言和流水线技术对 TMS3 2 0 C60 0 0源代码的优化效果 ,为实时条件下应用更为复杂和有效的算法开辟了广阔的空间