在信息化發(fā)展的當(dāng)前,音視頻等多媒體作為信息的載體,在社會生活的各個領(lǐng)域,起著越來越重要的作用。數(shù)字視頻的海量性成為阻礙其應(yīng)用的的瓶頸之一。在這種情況下,H.264作為新一代的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn),以其高性能的壓縮效率,成為備受關(guān)注的焦點(diǎn)和研究問題。H.264通過運(yùn)動估計/運(yùn)動補(bǔ)償(MP/MC)消除視頻時間冗余,對差值圖像進(jìn)行離散余弦變換(DCT)消除空間冗余,對量化后的系數(shù)進(jìn)行可變長編碼(VLC)消除統(tǒng)計冗余,獲得了極高的壓縮效率。隨著嵌入式處理器性能的逐漸提升和3G網(wǎng)絡(luò)即將商用的推動,H.264以其優(yōu)秀的壓縮性能,無論是無線信道傳輸方面,還是存儲容量有限的嵌入式設(shè)備都具有廣闊的應(yīng)用前景。 但H.264在提升壓縮性能的同時付出的代價是算法復(fù)雜度的成倍增加,實(shí)際應(yīng)用中人們對視頻解碼的實(shí)時性要求嚴(yán)格,已出現(xiàn)的對應(yīng)算法代碼多基于PC通用處理器實(shí)現(xiàn),而嵌入式設(shè)備的主頻和處理能力仍然相對有限,存儲容量相對較小,總線速率相對偏低,因此必須對標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)算法進(jìn)行優(yōu)化移植,才能滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。 本文在對H.264標(biāo)準(zhǔn)及其新特性進(jìn)行詳細(xì)介紹后,重點(diǎn)研究了在解碼端如何針對解碼耗時較多的模塊進(jìn)行改進(jìn),然后將算法移植到ARM平臺,并針對平臺特點(diǎn)作出相應(yīng)優(yōu)化,最后完成解碼圖象顯示,并給出了測試結(jié)果。本文主要完成的工作如下: 詳細(xì)分析了H.264的參考軟件JM中解碼流程,并利用測試工具分析了各模塊耗時,針對耗時較多的模塊如插值運(yùn)算及去塊濾波模塊,提出了對應(yīng)的改進(jìn)算法并在H.264的參考軟件JM86上進(jìn)行了實(shí)現(xiàn),PC測試實(shí)驗證明了算法改進(jìn)的優(yōu)越性和運(yùn)算優(yōu)化的可行性。最后針對ARM平臺,在對程序結(jié)構(gòu)和對應(yīng)代碼進(jìn)行優(yōu)化之后,將其移植到WINCE系統(tǒng)之下,同時給出了WINCE平臺解碼后圖象加速顯示方法,并對最終測試結(jié)果與性能做出了評價。
標(biāo)簽: 264 ARM 解碼 算法優(yōu)化
上傳時間: 2013-06-04
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隨著城市高層建筑的發(fā)展,建筑的消防安全性越來越引起人們的重視。火災(zāi)報警系統(tǒng)是建筑自動化系統(tǒng)中重要的組成部分,它利用各種探測器來檢測火情,對火災(zāi)的發(fā)生進(jìn)行及時準(zhǔn)確的報警,并控制各種滅火設(shè)備進(jìn)行自動滅火和對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動控制。傳統(tǒng)的火災(zāi)報警系統(tǒng)采用微機(jī)中心處理方式,每個控制中心處理2000至8000個探測單元的信息,系統(tǒng)的實(shí)時性與穩(wěn)定性的提升受到控制中心的數(shù)據(jù)處理能力和網(wǎng)絡(luò)通信速率的限制。 基于這一現(xiàn)狀,本文提出了基于ARM與uC/OS-Ⅱ的網(wǎng)絡(luò)火災(zāi)報警系統(tǒng)。將控制中心的數(shù)據(jù)處理任務(wù)交由各控制單元,引入嵌入式操作系統(tǒng)對任務(wù)進(jìn)行管理,同時引入TCP/IP協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能,利用Internet來進(jìn)行信息傳輸。 本文設(shè)計了基于ARM的控制單元硬件平臺,并進(jìn)行了硬件模塊測試。ARM作為32位RISC芯片的領(lǐng)導(dǎo)者,具有很高的處理能力,同時其成本較低,十分適用于作為系統(tǒng)中的控制單元,從硬件上保證了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力與火災(zāi)報警的實(shí)時性。 在軟件上,本文移植了uC/OS-Ⅱ作為系統(tǒng)的軟件平臺,編寫了啟動與移植相關(guān)代碼,并做了移植測試。uC/OS-Ⅱ作為開源的嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng),擁有極為精簡的內(nèi)核和出色的實(shí)時性與可靠性,作為控制單元的操作系統(tǒng)平臺對任務(wù)進(jìn)行管理與調(diào)度,從軟件上保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。 最后,本文在ARM和uC/OS-Ⅱ的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧LwIP的移植,進(jìn)行了計算機(jī)通信測試。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的移植使控制單元通過Internet完成信息的傳輸與控制,提高網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性與健壯性,同時擺脫了專用網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率與范圍的限制。 本文研究的系統(tǒng)具有分布智能化的特點(diǎn),多個嵌入式控制單元取代了控制中心火災(zāi)信息處理,降低了中心數(shù)據(jù)處理壓力和網(wǎng)絡(luò)通信壓力,平行的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,個別控制單元故障不會引起整個系統(tǒng)的崩潰,為基于這一思路的火災(zāi)報警系統(tǒng)建立了一個完整的軟硬件平臺。
標(biāo)簽: uCOS ARM 火災(zāi)報警 系統(tǒng)研究
上傳時間: 2013-04-24
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超聲波電機(jī)是一種全新原理的直接驅(qū)動電機(jī),它利用壓電陶瓷逆壓電效應(yīng)激發(fā)的超聲振動作為驅(qū)動力,通過定轉(zhuǎn)子間的摩擦力來驅(qū)動轉(zhuǎn)子運(yùn)動。與傳統(tǒng)的電磁電機(jī)相比,它具有低速大轉(zhuǎn)矩、無電磁干擾、動作相應(yīng)快、運(yùn)行無噪聲、無輸入自鎖等卓越特性,在非連續(xù)運(yùn)動領(lǐng)域、精密控制領(lǐng)域要比傳統(tǒng)的電磁電機(jī)性能優(yōu)越得多。超聲波電機(jī)在工業(yè)控制系統(tǒng)、汽車專用電器、精密儀器儀表、辦公自動化設(shè)備、智能機(jī)器人等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景,近年來倍受科技界和工業(yè)界的重視,成為當(dāng)前機(jī)電控制領(lǐng)域的一個研究熱點(diǎn)。 本文主要研究了行波型超聲波電機(jī)的嵌入式驅(qū)動控制系統(tǒng)設(shè)計。系統(tǒng)是基于ARM嵌入式微控芯片設(shè)計的。全文共分為6部分。第一章主要介紹了國內(nèi)外超聲波電機(jī)驅(qū)動控制技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r,ARM芯片的結(jié)構(gòu)原理以及本課題的選題意義。第二章在前人的研究基礎(chǔ)上做了系統(tǒng)仿真,為系統(tǒng)的硬件設(shè)計提供設(shè)計指導(dǎo)。第三章提出了基于ARM的超聲波電機(jī)嵌入式驅(qū)動控制系統(tǒng)設(shè)計方案,并介紹了系統(tǒng)各個模塊的設(shè)計與調(diào)試的過程和結(jié)果。第四章介紹了uC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)在ARM上的移植,以及基于該操作系統(tǒng)的電機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計流程。第五章介紹了系統(tǒng)各子程序的設(shè)計,速度控制與定位控制的算法設(shè)計,以及系統(tǒng)調(diào)試的結(jié)果。第六章總結(jié)了本論文的主要貢獻(xiàn)、存在問題以及后續(xù)課題的研究方向。
上傳時間: 2013-04-24
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地鐵信號設(shè)備中輸入輸出設(shè)備是信號邏輯和現(xiàn)場設(shè)備之間的接口,有著四高(高安全,高可靠,高可維護(hù),高可用)要求,目前信號系統(tǒng)廠家的傳統(tǒng)做法是整個信號系統(tǒng)產(chǎn)品由一家公司來完成,可是隨著技算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,邏輯部份目前已可以采用通用COTS產(chǎn)品,而輸入輸出部分還是需要各個信號廠家自己設(shè)計和生產(chǎn),因此設(shè)計出一款通用型的輸入輸出控制器已成地鐵行業(yè)的發(fā)展方向。 為了滿足以上要求,本文從實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā),使信號系統(tǒng)的產(chǎn)品更加的開放透明,設(shè)計出基于ARM的地鐵用安全型的智能I/O,從而使信號系統(tǒng)設(shè)計可以方便地和現(xiàn)場信號設(shè)備接口。 在硬件上采用冗余設(shè)計,以ARM為主處理器,整個系統(tǒng)無單點(diǎn)硬件故障,采集部分采用動態(tài)異或輸入設(shè)計,驅(qū)動部分采用安全驅(qū)動設(shè)計。 基于ARM的地鐵用安全智能I/O嚴(yán)格遵循歐洲鐵路信號產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn),使系統(tǒng)的安全性,可靠性,可用性和可維護(hù)性有了充分的保障。 本文主要介紹了地鐵用安全型智能I/O控制器的設(shè)計和實(shí)現(xiàn),包括設(shè)計思想,具體實(shí)施,硬件和軟件的設(shè)計等。
上傳時間: 2013-06-12
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MPC03-LV運(yùn)動控制卡驅(qū)動程序,以及說明。
上傳時間: 2013-04-24
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本文對燃料電池車用DC/DC變換器的基本原理以及控制策略進(jìn)行了較為詳盡的分析和討論,對基于ARM的DC/DC變換器控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計作了較為詳盡的論述,對控制系統(tǒng)的電磁兼容作了詳細(xì)的研究并給出了提高電磁兼容能力的措施。本文介紹了本課題研究的背景,燃料電池電動汽車的特性和研究的目的與意義并分析了大功率DC/DC變換器主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、工作原理和電磁兼容環(huán)境。在此基礎(chǔ)上,從控制電路的最小系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、脈沖發(fā)生系統(tǒng)以及驅(qū)動電路、CAN通訊電路等方面重點(diǎn)討論了DC/DC變換器控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計以及驅(qū)動電路的設(shè)計。本文在DC/DC變換器電感電流連續(xù)狀態(tài)空間小信號數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,應(yīng)用MATLAB軟件對大功率DC/DC變換器單環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行了建模和仿真分析,給出了具有實(shí)際指導(dǎo)意義的結(jié)論,設(shè)計了基于ARM控制系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)并編寫了相應(yīng)的軟件代碼。此外,本文從硬件和軟件兩個方面重點(diǎn)討論了控制系統(tǒng)的電磁兼容以及抗干擾措施。在系統(tǒng)硬件和軟件基礎(chǔ)上進(jìn)行了功率試驗并給出了試驗結(jié)果以及今后改進(jìn)的方向。
上傳時間: 2013-07-12
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由于信道中存在干擾,數(shù)字信號在信道中傳輸?shù)倪^程中會產(chǎn)生誤碼.為了提高通信質(zhì)量,保證通信的正確性和可靠性,通常采用差錯控制的方法來糾正傳輸過程中的錯誤.本文的目的就是研究如何通過差錯控制的方法以提高通信質(zhì)量,保證傳輸?shù)恼_性和可靠性.重點(diǎn)研究一種信道編解碼的算法和邏輯電路的實(shí)現(xiàn)方法,并在硬件上驗證,利用碼流傳輸?shù)臏y試方法,對設(shè)計進(jìn)行測試.在以上的研究基礎(chǔ)之上,橫向擴(kuò)展和課題相關(guān)問題的研究,包括FPGA實(shí)現(xiàn)和高速硬件電路設(shè)計等方面的研究. 糾錯碼技術(shù)是一種通過增加一定的冗余信息來提高信息傳輸可靠性的有效方法.RS碼是一種典型的糾錯碼,在線性分組碼中,它具有最強(qiáng)的糾錯能力,既能糾正隨機(jī)錯誤,也能糾正突發(fā)錯誤.在深空通信,移動通信以及數(shù)字視頻廣播等系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用,隨著RS編碼和解碼算法的改進(jìn)和相關(guān)的硬件實(shí)現(xiàn)技術(shù)的發(fā)展,RS碼在實(shí)際中的應(yīng)用也將更加廣泛. 在研究中,對所研究的問題進(jìn)行分解,集中精力研究課題中的重點(diǎn)和難點(diǎn),在各個模塊成功實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上,成功的進(jìn)行系統(tǒng)組合,協(xié)調(diào)各個模塊穩(wěn)定的工作. 在本文中的EDA設(shè)計中,使用了自頂向下的設(shè)計方法,編解碼算法每一個子模塊分開進(jìn)行設(shè)計,最后在頂層進(jìn)行元件例化,正確實(shí)現(xiàn)了編碼和解碼的功能. 本文首先介紹相關(guān)的數(shù)字通信背景;接著提出糾錯碼的設(shè)計方案,介紹RS(31,15)碼的編譯碼算法和邏輯電路的實(shí)現(xiàn)方法,RTL代碼編寫和邏輯仿真以及時序仿真,并討論了FPGA設(shè)計的一般性準(zhǔn)則以及高速數(shù)字電路設(shè)計的一些常用方法和注意事項;最后設(shè)計基于FPGA的硬件電路平臺,并利用靜態(tài)和動態(tài)的方法對編解碼算法進(jìn)行測試. 通過對編碼和解碼算法的充分理解,本人使用Verilog HDL語言對算法進(jìn)行了RTL描述,在Altera公司Cyclone系列FPGA平臺上面實(shí)現(xiàn)了編碼和解碼算法. 其中,編碼的最高工作頻率達(dá)到158MHz,解碼的最高工作頻率達(dá)到91MHz.在進(jìn)行硬件調(diào)試的時候,整個系統(tǒng)工作在30MHz的時鐘頻率下,通過了硬件上的靜態(tài)測試和動態(tài)測試,并能夠正確實(shí)現(xiàn)預(yù)期的糾錯功能.
上傳時間: 2013-07-01
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糾錯碼技術(shù)是一種通過增加一定冗余信息來提高信息傳輸可靠性的有效方法。RS碼是一種典型的糾錯碼,在線性分組碼中,它具有最強(qiáng)的糾錯能力,既能糾正隨機(jī)錯誤,也能糾正突發(fā)錯誤,在深空通信、移動通信、磁盤陣列、光存儲及數(shù)字視頻廣播(DVB)等系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用。 DVD是一種高容量的存儲媒質(zhì)。DVD技術(shù)的應(yīng)用很廣泛,在數(shù)字技術(shù)中占有重要地位。DVD系統(tǒng)中采用里德-所羅門乘積碼(RS-PC:Reed-Solomon ProductCode)進(jìn)行糾錯,RS碼譯碼器在伺服芯片中具有重要作用。 FPGA在開發(fā)階段具有安全、方便、可隨時修改設(shè)計等不可替代的優(yōu)點(diǎn),在電子系統(tǒng)中采用FPGA可以極大的提升硬件系統(tǒng)設(shè)計的靈活性,可靠性,同時提高硬件開發(fā)的速度和降低系統(tǒng)的成本。FPGA的固有優(yōu)點(diǎn)使其得到越來越廣泛的應(yīng)用,F(xiàn)PGA設(shè)計技術(shù)也被越來越多的設(shè)計人員所掌握。 本文首先介紹了編碼理論和常用的RS編譯碼算法,提出RS編碼器實(shí)現(xiàn)方案,詳細(xì)分析了譯碼器的ME算法和改進(jìn)BM算法的實(shí)現(xiàn),針對ME算法提出了一種流水線結(jié)構(gòu)的糾刪糾錯RS譯碼器實(shí)現(xiàn)方案,在譯碼器復(fù)雜度和延時上作了折衷,降低了譯碼器的復(fù)雜度并提高了最高工作頻率,利用有限域乘法器的特性對編譯碼電路進(jìn)行優(yōu)化。這些技術(shù)的采用大大的提高了RS編譯碼器的效率,節(jié)省了RS編譯碼器占用的資源。在Xilinx公司的Virtex-II系列FPGA上設(shè)計并成功實(shí)現(xiàn)了RS(208,192)編譯碼器。
上傳時間: 2013-07-20
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交流電源供電方式正在由集中式向分布式、全功能式發(fā)展,而實(shí)現(xiàn)分布式電源的核心就是模塊的并聯(lián)技術(shù)。多臺逆變器并聯(lián)可以實(shí)現(xiàn)大容量供電和冗余供電,可大大提高系統(tǒng)的靈活性,使電源系統(tǒng)的體積重量大為降低,同時其主開關(guān)器件的電流應(yīng)力也可大大減少,從根本上提高了可靠性、降低成本和提高功率密度。本文主要研究逆變器并聯(lián)技術(shù)。 本文首先對電壓、電流雙閉環(huán)逆變器控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究。通過對傳遞函數(shù)的分析,得到了基于等效輸出阻抗的雙閉環(huán)控制的逆變器并聯(lián)系統(tǒng)模型。在分析逆變器模型的基礎(chǔ)上設(shè)計了各控制器參數(shù),并通過MATLAB仿真進(jìn)行了驗證。根據(jù)上述模型,分析了逆變器并聯(lián)的環(huán)流特性,以及基于有功和無功功率的并聯(lián)控制方案。 隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展,F(xiàn)PGA技術(shù)正在越來越多地用于工程實(shí)踐中。本文在研究SPWM控制技術(shù)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用FPGA芯片EP1C12Q240C8實(shí)現(xiàn)了SPWM數(shù)字控制器,用于多模塊逆變器并聯(lián)控制系統(tǒng)。文中給出了仿真結(jié)果和芯片的測試結(jié)果。 基于FPGA的三相逆變器并聯(lián)數(shù)字控制器的研究具有現(xiàn)實(shí)意義,設(shè)計具有創(chuàng)新性。仿真和芯片的初步測試結(jié)果表明:本文設(shè)計的基于FPGA的逆變器并聯(lián)數(shù)字控制器能夠滿足逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的要求。
標(biāo)簽: FPGA 三相逆變器 并聯(lián) 技術(shù)研究
上傳時間: 2013-08-05
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在圖像處理及檢測系統(tǒng)中,實(shí)時性要求往往影響著系統(tǒng)處理速度的性能。本文在分析研究視頻檢測技術(shù)及方法的基礎(chǔ)上,應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)設(shè)計和圖像處理技術(shù),以交通信息視頻檢測系統(tǒng)為研究背景,展開了基于FPGA視頻圖像檢測技術(shù)的研究與應(yīng)用,通過系統(tǒng)仿真驗證了基于FPGA架構(gòu)的圖像并行處理和檢測系統(tǒng)具有較高的實(shí)時處理能力,能夠準(zhǔn)確并穩(wěn)定地檢測出運(yùn)動目標(biāo)的信息。可見FPGA對提高視頻檢測及處理的實(shí)時性是一個較好的選擇。 本文主要研究的內(nèi)容有: 1.分析研究了視頻圖像檢測技術(shù),針對傳統(tǒng)基于PC構(gòu)架和DSP處理器的視頻檢測系統(tǒng)的弊端,并從可靠性、穩(wěn)定性、實(shí)時性和開發(fā)成本等因素考慮,提出了以FPGA芯片作為中央處理器的嵌入式并行數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的設(shè)計方案。 2.應(yīng)用模塊化的硬件設(shè)計方法,構(gòu)建了新一代嵌入式視頻檢測系統(tǒng)的硬件平臺。該系統(tǒng)由異步FIFO模塊、圖像空間轉(zhuǎn)換模塊、SRAM幀存控制模塊、圖像預(yù)處理模塊和圖像檢測模塊等組成,較好地解決了圖像采樣存儲、處理和傳輸?shù)膯栴},并為以后系統(tǒng)功能的擴(kuò)展奠定了良好的基礎(chǔ)。 3.在深入研究了線性與非線性濾波幾種圖像處理算法,分析比較了各自的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,本文提出一種適合于FPGA的快速圖像中值濾波算法,并給出該算法的硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)圖,應(yīng)用VHDL硬件描述語言編程、實(shí)現(xiàn),仿真結(jié)果表明,快速中值濾波算法的處理速度較傳統(tǒng)算法提高了50%,更有效地降低了系統(tǒng)資源占用率和提高了系統(tǒng)運(yùn)算速度,增強(qiáng)了檢測系統(tǒng)的實(shí)時性能。 4.研究了基于視頻的交通車流量檢測算法,重點(diǎn)討論背景差分法,圖像二值化以及利用直方圖分析方法確定二值化的閾值,并對圖像進(jìn)行了直方圖均衡處理,提高圖像檢測精度。并結(jié)合嵌入式系統(tǒng)處理技術(shù),在FPGA系統(tǒng)上研究設(shè)計了這些算法的硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu),用VHDL語言實(shí)現(xiàn),并對各個模塊及相應(yīng)算法做出了功能仿真和性能分析。 5.系統(tǒng)仿真與驗證是整個FPGA設(shè)計流程中最重要的步驟,針對現(xiàn)有仿真工具用手動設(shè)置輸入波形工作量大等弊病,本文提出了一種VHDL測試基準(zhǔn)(TestBench)方法解決系統(tǒng)輸入源仿真問題,用TEXTIO程序包設(shè)計了MATLAB與FPGA仿真軟件的接口,很好地解決了仿真測試中因測試向量龐大而難以手動輸入的問題。并將系統(tǒng)的仿真結(jié)果數(shù)據(jù)在MATLAB上還原為圖像,方便了系統(tǒng)測試結(jié)果的分析與調(diào)試。系統(tǒng)測試的結(jié)果表明,運(yùn)動目標(biāo)的檢測基本符合要求,可以排除行走路人等移動物體(除車輛外)的噪聲干擾,有效地檢測出正確的目標(biāo)。 本文主要研究了基于FPGA片上系統(tǒng)的圖像處理及檢測技術(shù),針對FPGA技術(shù)的特點(diǎn)對某些算法提出了改進(jìn),并在MATLAB、QuartusⅡ和ModelSim軟件開發(fā)平臺上仿真實(shí)現(xiàn),仿真結(jié)果達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。本文的研究對智能化交通監(jiān)控系統(tǒng)的車流量檢測做了有益探索,對其他場合的圖像高速處理及檢測也具有一定的參考價值。
上傳時間: 2013-07-13
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