在當今的廣播系統中,絕大部分的視頻信號是隔行采樣的。采用這種掃描格式,能夠大幅度地減少視頻的帶寬,但也會引起彩色爬行、畫面閃爍、邊緣模糊及鋸齒等現象。這種缺陷經人尺寸屏幕放大后就更加明顯。為改善畫面的視覺效果,去隔行技術應運而生。同時,視頻信號本身的低幀頻也會導致行抖動、線爬行以及大面積閃爍等視覺效果上的缺陷。增加掃描頻率會把這些視覺缺陷搬移到人眼不敏感的高頻區域上去從而產生較好的主觀圖象質量。而為了適應不同顯示終端以及對圖像大小變化的要求就必須對原始信號分辨率即每幀行數和每行像素數進行變換。因此去隔行、幀頻轉換、分辨率變換成為視頻格式轉換的基本內容。 FPGA 的出現是VLSI技術和EDA技術發展的結果。FPGA器件集成度高、體積小,具有通過用戶編程實現專門應用的功能。它允許電路設計者利用基于計算機的開發平臺,經過設計輸入、仿真、測試和校驗,直到達到預期的結果。使用FPGA器件可以大大縮短系統的研制周期,減少資金投入。另外采用FPGA器件可以將原來的電路板級產品集成芯片級產品,從而降低了功耗,提高了可靠性,同時還可以很方便的對設計進行在線修改。 該文在介紹了視頻格式轉換中的主要算法后,重點對去隔行、幀頻轉換、分辨率變換的FPGA綜合實現方案進行了由簡單到復雜的深入研究,分別給出了最簡解決方案、基于非線性算法的解決方案和基于運動補償的解決方案。最簡解決方案利用線性算法將去隔行,幀頻轉換,分辨率變換三項處理同時實現,達到FPGA內部資源和外部RAM耗用量都為最小的要求,是后續復雜方案的基礎。其中去隔行采用場合并方式,幀頻轉換采用幀重復方式,分辨率變換采用均勻插值方式。基于非線性算法的解決方案中加入了對靜止區域的判斷,靜止區域的輸出像素值直接選用相應位置的已存輸入數據,非靜止區域的輸出像素值通過對已存輸入數據進行非線性運算得出。基于運動補償的解決方案在對靜止區域進行判斷和處理的基礎上,對欲生成的變頻后的場間插值幀進行運動估計,根據運動矢量得出非靜止區域的輸出像素值。其中為求得輸入場間相應時間位置上的插值幀輸出數據,該方案采用了自定義的前后向塊匹配運動估計方式,通過對三步搜索算法的高效實現,將SAD 值進行比較得出運動矢量。
上傳時間: 2013-07-19
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本文采用基于運動補償的算法,對去隔行系統及其FPGA設計作了深入的研究.該系統包括三個關鍵模塊運動估計模塊是去隔行系統的設計重點,設計為雙向運動估計,采用菱形快速搜索算法,主要分為計算和控制兩大部分.計算部分為SAD計算模塊,采用累加樹和流水線技術;控制部分根據菱形搜索算法的第三步搜索的特點,對比較模塊、SAD暫存器等模塊做了具體的設計.對于運動補償模塊采用雙向補償的算法,補償精度為半像素.根據半像素點的位置將運動補償計算分為四個狀態,并通過對四個狀態計算特點的分析設計了加法器的結構復用.同時基于視頻數據處理的需要,設計了四個具有雙體存儲結構的內部緩存器,由FPGA內部的嵌入式陣列塊實現.根據運動估計模塊和運動補償模塊的計算特點,分別對緩存器的結構、讀寫時序和列序號控制進行設計,有效提高了數據的存取效率.本文對于這三個去隔行系統的關鍵模塊都給出了RTL級設計和模塊的功能仿真,并在最后一章中給出了去隔行系統的FPGA設計.
上傳時間: 2013-06-11
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C語言庫函數的原型,有用的拿去C語言庫函數的原型,有用的拿去C語言庫函數的原型,有用的拿去C語言庫函數的原型,有用的拿去
上傳時間: 2013-06-14
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磁共振成像(MRI)由于自身獨特的成像特點,使得其處理方法不同于一般圖像.根據不同的應用目的,該文分別提出了MRI圖像去噪和分割兩個算法.首先,該文針對MRI重建后圖像噪聲分布的實際特點,提出了基于小波變換的MRI圖像去噪算法.該算法詳細闡明了MRI圖像Rician噪聲的特點,首先對與噪聲和邊緣相關的小波系數進行建模,然后利用最大似然估計來進行參數估計,同時利用連續尺度間的尺度相關性特點來進行函數升級,以便獲得最佳萎縮函數,進一步提高圖像的質量,最終取得了一定的效果.與此同時,該文對MRI圖像的進一步的分析與應用展開了一定研究,提出了一種改進的快速模糊C均值聚類魯棒分割算法.該算法先用K均值聚類方法得到初始聚類中心點,同時考慮鄰域對分割結果的影響,對目標函數加以改進,用來克服噪聲和非均勻場對MRI圖像分割的影響,達到魯棒分割的目的,為進一步圖像處理和分析打下基礎.通過實驗,我們發現,無論是針對模擬圖像還是實際圖像,該文所提出的兩個算法都取得了較好的效果,達到了預期的目的.
上傳時間: 2013-04-24
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WIM動態稱重系統的研究對于保護公路的正常使用有著非常重要的經濟利益和社會價值。針對我國公路WIM系統的研究現狀和存在的問題,提出了新的思路、解決辦法和改進措施,用以提高整個WIM系統的各項性能指標。 基于ARM的壓電薄膜軸的車輛動態稱重系統的嵌入式研究與設計,致力于提高WIM系統精度等各項性能指標,其采用了高新的軟硬件技術,是一個比較有研究意義的課題。 本文首先從分析稱重原理入手,提出了一個改進的系統整體設計方案,在該方案的前提下,通過不斷地試驗修改,搭建了一個基于Labview的現場模擬實驗系統,為下一步研究和整個系統的實現打下了堅實的基礎。本文所做的具體工作,概括起來有如下幾點: 第一,簡要地介紹了基于壓電薄膜軸的WIM系統原理、影響因素以及課題研究的意義等; 第二,給出了系統整體設計方案,并設計了多個信號調理電路,諸如電荷放大電路,隔離電路以及濾波電路等; 第三,采用了32位的微處理器,并采用了一種比較完善的數據處理方法,提高了系統的軟硬件技術,在此基礎上研究設計了基于ARM-μgC/OS-Ⅱ的WIM嵌入式系統平臺,完成了系統的軟硬件設計、實現及操作系統移植; 最后,設計并實地進行了一個新的試驗,即基于LabVIEW8.2的數據采集卡的現場模擬試驗,給出了試驗結果和分析。該試驗方便于測量與數據采集,可得到較為精準的現場數據,為后續的數據處理打下了基礎;
上傳時間: 2013-07-29
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在利益的驅使下,超限運輸在世界各地已成為了普遍現象。這給國家帶來了諸多經濟和社會問題。實踐證明動態稱重系統(WIM)能有效地抑制超限運輸,但同時也存在部分問題,這些問題的解決有賴于國家相關法規的出臺,也有賴于關鍵測量設備(WIM系統)性能的提高。 由于應變式稱重傳感器容易受到各種環境干擾,對環境適應性差,課題采用光纖Bragg光柵傳感器(FBG)作為稱重傳感器,它具有很強的抗干擾性,利于提高系統測量精度。使用光纖傳感器的關鍵是波長解調技術,本文在比較了幾種常見解調技術的前提下,結合課題的實際情況選用了基于F-P腔可調諧濾波解調方法,文章在分析該解調方法原理的基礎上,設計了解調器中的各個硬件電路模塊;此外,為了提高數據采集、傳輸的效率,文章還對數據緩沖電路進行了設計,在電路中引入了換體存儲及DMA傳輸技術。 鑒于動態稱重信號為短歷程信號并且包含各種各樣的噪聲,稱重算法的研究也是本課題要解決的重要內容。本文在分析了稱臺振動及已有先驗知識的基礎上,將小波分析、LM非線性擬合算法及殘差分析相結合應用在動態稱重系統中,為了驗證算法的有效性,利用MATLAB對實測數據進行了仿真分析,結果表明該算法能夠提高測量精度。 提高動態稱重系統性能指標的另一方面是提高系統運行的軟硬件平臺。課題采用的核心硬件為Xscale ARM平臺,處理器時鐘可高達400MHz;軟件上采用了多用戶、多任務的Linux操作系統平臺。文章對操作系統linux2.6進行了合適的配置,成功地將它移植到了課題的ARM平臺上,并且在此操作系統上設計了基于MiniGUI的人機交互界面及波長解調和數據緩沖電路的驅動程序。
上傳時間: 2013-07-26
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FPGA作為近年來集成電路發展中最快的分支之一,有關它的研究和應用得到了迅速的發展。傳統的FPGA采用靜態配置的方法,所以在它的應用生命周期中,它的功能就不能夠再改變,除非重新配置。動態重配置系統在系統工作的過程中改變FPGA的結構,包括全局重配置和局部重配置。其中的局部動態重配置系統有著ASIC以及靜態配置FPGA無法比擬的優勢。而隨著支持局部位流配置以及動態配置的商用FPGA的推出,使對局部動態重配置系統和應用的研究有了最基本的硬件支撐條件。而Internet作為無比強大的網絡已經滲入到各種應用領域之中。 本文首先提出了一個完整的基于Internet的FPGA局部動態可重配置系統的方案。然后針對方案的各個組成部分,分別進行了描述。首先是介紹了FPGA的基本概況,包括它的發展歷史、結構、應用領域、發展趨勢等。然后介紹了對一個包含局部動態重配置模塊的FPGA系統的設計過程,包括重配置模塊的定義、設計的流程、局部位流的產生等。接下來對.FPGA的配置方法以及配置解決方案進行描述,包括幾種可選擇的配置模式,其中有一些適用于靜態配置,另外一些可以用于動態局部配置,.以及作為一個系統的配置解決方案。最后系統要求從Internet服務器上下載重配置模塊的位流并且完成對FPGA的配置,根據這個要求,我們設計了相應的嵌入式解決方案,包括如何設計一個基于VxWorks的嵌入式應用軟件實現FTP功能,并說明如何通過JTAGG或者ICAP接口由嵌入式CPU完成對FPGA的局部配置。
上傳時間: 2013-04-24
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1992年5月,JoeMitola首次明確提出了軟件無線電的概念。軟件無線電將模塊化、標準化的硬件單元連接構成硬件平臺,通過軟件加載實現各種無線通信功能。端到端重配置技術是在軟件無線電的基礎上發展起來的,該技術使通信系統不僅具有重配置的能力,還能提供一體化的重配置管理架構,實現聯合無線資源管理和網絡規劃。端到端重配置技術已經成為軟件無線電的發展趨勢。 寬帶無線接入(BWA,BroadbandWirelessAccess)是當前通信界研究的熱點之一,而WiMax和WiFi是BWA中最熱門的兩個技術,所以本文選擇了IEEE802.16-2004與IEEE802.11a,設計了基于其物理層標準的可重配置OFDM基帶系統。它們均采用正交頻分復用技術(OFDM,OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)。 本文研究了IEEE802.16-2004與IEEE802.11a物理層標準,結合Altera公司提供的FPGA開發工具QuartusⅡ、Mentor公司仿真工具ModelsimSE6.0,完成了基于IEEE802.16-2004及IEEE802.11a的可重配置OFDM基帶系統的FPGA設計。該設計中,對FPGA進行重新配置,實現了802.16-2004與802.11a兩種技術的完全重配置;通過選擇不同的參數來調用不同子模塊,實現802.16-2004與802.11a內部不同調制技術的局部重配置。該可重配置基帶系統核心的FFT/IFFT。模塊采用基4按頻率抽取及Cordic算法,消除乘法運算,有利于FPGA實現;在802.16-2004系統中,選取了基于前導序列的符號同步算法,在FPGA中實現。最后使用開發軟件、綜合軟件以及仿真軟件分析了系統的性能并給出了系統的性能指標。
上傳時間: 2013-05-19
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隨著多媒體技術的發展,數字圖像處理已經成為眾多應用系統的核心和基礎。它的發展主要依賴于兩個性質不同、自成體系但又緊密相關的研究領域:圖像處理算法及其相應的電路實現。圖像處理系統的硬件實現—般有三種方式:專用的圖像處理器件集成芯片(Application Specific Integrated Circuit)、數字信號處理器(Digital Signal Process)和現場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array)以及相關電路組成。它們可以實時高速完成各種圖像處理算法。圖像處理中,低層的圖像預處理的數據量很大,要求處理速度快,但運算結果相對比較簡單。相對于其他兩種方式,基于FPGA的圖像處理方式的系統更適合于圖像的預處理。本文設計了—種基于FPGA的小波域圖像去噪系統。首先,闡述了基于小波變換的圖像去噪算法原理,重點討論了小波鄰域閾值(NeighShrink)去噪算法,并給出了該算法相應的Matlab 仿真;然后,為了改進鄰域閾值去噪算法中對每個分解子帶都采用相同鄰域和閾值的缺點,本文提出了基于最小二乘支持向量機(LS-SVM)分類的鄰域閾值去噪算法和以斯坦無偏估計 (SURE)為準則同時結合小波系數尺度間關系的鄰域閾值去噪算法。經Matlab實驗表明,相比于其他幾種經典算法,本文提出的兩種改進算法在濾除噪聲的同時能更好地保護圖像細節,并在較高噪聲情況下能獲得更高的峰值信噪比。在此基礎上本文將提出的改進小波鄰域閾值去噪算法進行了相應的簡化,以滿足低噪聲處理要求且易于在FPGA上實現;最后,給出了基于 FPGA的小波鄰域閾值去噪系統的總體結構和FPGA內部各功能模塊的具體實現方案,包括二維離散小波變換模塊、二維離散小波逆變換模塊、SDRAM存儲器控制模塊、去噪計算模塊和系統核心控制模塊,并對各個系統模塊和整體進行了仿真驗證,結果表明本文設計的基于FPGA 的小波鄰域閾值去噪系統能滿足實際的圖像處理要求,具有一定的理論和實際應用價值。關鍵詞:圖像處理系統,FPGA,圖像去噪算法,小波變換
上傳時間: 2013-05-16
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· 摘要: 通過分析小波分析法中的閾值去噪算法的原理,根據MEMS陀螺儀信號漂移的數學模型,采用了基于小波閾值去噪法對MEMS陀螺儀的輸出進行實時消噪處理.并將該算法應用到基于DSP的某MEMS陀螺捷聯慣導系統后對系統的MEMS陀螺儀進行零漂試驗.通過整個系統試驗結果分析,使用小波閾值去噪法對抑制MEMS陀螺儀零漂,改善MEMS陀螺儀的零偏穩定性具有很好的效果,肯定了小波閾值去
上傳時間: 2013-04-24
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