隨著微電子技術(shù)的高速發(fā)展，實(shí)時(shí)圖像處理在多媒體、圖像通信等領(lǐng)域有著越來越廣泛的應(yīng)用。FPGA就是硬件處理實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)的理想選擇，基于FPGA的圖像處理專用芯片的研究將成為信息產(chǎn)業(yè)的新熱點(diǎn)。 本文以FPGA為平臺(tái)，使用VHDL硬件描述語言設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了中值濾波、順序?yàn)V波、數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)、卷積運(yùn)算和高斯濾波等圖像處理算法。在設(shè)計(jì)過程中，通過改進(jìn)算法和優(yōu)化結(jié)構(gòu)，在合理地利用硬件資源的條件下，有效地挖掘出算法內(nèi)在的并行性，采用流水線結(jié)構(gòu)優(yōu)化算法，提高了頂層濾波模塊的處理速度。在中值濾波器的硬件設(shè)計(jì)中，本文提出了一種快速中值濾波算法，該算法大大節(jié)省了硬件資源，處理速度也很快。在數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)算法的硬件實(shí)現(xiàn)中，本文提出的最大值濾波和最小值濾波算法大大減少了硬件資源的占用率，適應(yīng)了流水線設(shè)計(jì)的要求，提高了圖像處理速度。 整個(gè)設(shè)計(jì)及各個(gè)模塊都在Altera公司的開發(fā)環(huán)境QuartusⅡ以及第三方仿真軟件Modelsim上進(jìn)行了邏輯綜合以及仿真。綜合和仿真的結(jié)果表明，使用FPGA硬件處理圖像數(shù)據(jù)不僅能夠獲得很好的處理效果，達(dá)到較高的工作頻率，處理速度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于軟件法處理圖像，可滿足實(shí)時(shí)圖像處理的要求。 本課題為圖像處理專用FPGA芯片的設(shè)計(jì)做了有益的探索性嘗試，對(duì)今后完成以FPGA圖像處理芯片為核心的實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有著積極的意義。
上傳時(shí)間： 2013-06-08
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在團(tuán)簇與激光相互作用的研究中和在團(tuán)簇與加速器離子束的碰撞研究中，需要對(duì)加速器束流或者激光束進(jìn)行脈沖化與時(shí)序同步，同時(shí)用于測量作用產(chǎn)物的探測系統(tǒng)如飛行時(shí)間譜儀(TOF)等要求各加速電場的控制具有一定的時(shí)序匹配。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中，需要用到符合要求的多路脈沖時(shí)序信號(hào)控制器，而且要求各脈沖序列的周期、占空比、重復(fù)頻率等方便可調(diào)。為此，本論文基于FPGA設(shè)計(jì)完成了一款多路脈沖時(shí)序控制電路。 本文基于Altera公司的Cyclone系列FPGA芯片EPlC3T100C8，設(shè)計(jì)出了一款可以同時(shí)輸出8路脈沖序列、各脈沖序列之間具有可調(diào)高精度延遲、可調(diào)脈沖寬度及占空比等。論文討論了FPGA芯片結(jié)構(gòu)及開發(fā)流程，著重討論了較高頻率脈沖電路的可編程實(shí)現(xiàn)方法，以及如何利用VHDL語言實(shí)現(xiàn)硬件電路軟件化設(shè)計(jì)的技巧與方法，給出了整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原理與實(shí)現(xiàn)。討論了高精密電源的PWM技術(shù)原理及實(shí)現(xiàn)，并由此設(shè)計(jì)了FPGA所需電源系統(tǒng)。給出了配置電路設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)通信及接口電路的實(shí)現(xiàn)。開發(fā)了上層控制軟件來控制各路脈沖時(shí)序及屬性。 該電路工作頻率200MHz，輸出脈沖最小寬度可達(dá)到10ns，最大寬度可達(dá)到us甚至ms量級(jí)。可以同時(shí)提供l路同步脈沖和7路脈沖，并且7路脈沖相對(duì)于同步脈沖的延遲時(shí)間可調(diào)，調(diào)節(jié)步長為5ns。
上傳時(shí)間： 2013-06-15
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PT4107 日光燈DEMO 采用非隔離BUCK 電路，驅(qū)動(dòng)一個(gè)由小功率LED 串并聯(lián)組成的LED 網(wǎng)絡(luò)，具體為20 串15 并共300顆LED。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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紅外成像制導(dǎo)武器系統(tǒng)在打擊目標(biāo)的過程中，起始階段由于距離目標(biāo)比較遠(yuǎn)，其成的像是只有幾個(gè)象素大小的小目標(biāo)，對(duì)于在機(jī)車內(nèi)進(jìn)行鎖定目標(biāo)的操作手來說，看不見目標(biāo)的外形輪廓。為了提醒操作手注意圖
標(biāo)簽： 復(fù)雜背景 條件下 運(yùn)動(dòng)小目標(biāo) 檢測方法
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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針對(duì)目前光照補(bǔ)償后人臉圖像的識(shí)別率仍不夠理想這一問題，提出了一種基于模糊增強(qiáng)和小波包變換相結(jié)合的非均勻光照下人臉識(shí)別方法。將人臉圖像在對(duì)數(shù)域中計(jì)算二維小波包變換，通過舍棄部分子帶圖像中的系數(shù)來實(shí)現(xiàn)人臉
標(biāo)簽： 模糊 變換 人臉識(shí)別方法
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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本文以數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)為應(yīng)用背景，圍繞基于FPGA的ⅡR數(shù)字濾波器的實(shí)現(xiàn)技術(shù)展開了研究。 首先以ⅡR數(shù)字濾波器的優(yōu)化設(shè)計(jì)基本理論為依據(jù)，研究了在頻域上的最小均方誤差設(shè)計(jì)法和在時(shí)域上的最小平方誤差設(shè)計(jì)法。以四階和六階兩個(gè)ⅡR低通數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)為例，利用Matlab軟件進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，探討了濾波器的設(shè)計(jì)過程。 然后著重研究了FPGA的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)流程，在設(shè)計(jì)中采用了層次化、模塊化的設(shè)計(jì)思想，將整個(gè)濾波器劃分為多個(gè)功能模塊，利用VHDL語言編程和原理圖兩種設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行了ⅡR濾波器的各個(gè)功能模塊的設(shè)計(jì)，采用EPlCl2Q240器件實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的二個(gè)二階節(jié)級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)的四階ⅡR低通數(shù)字濾波器，并類推了設(shè)計(jì)六階ⅡR低通數(shù)字濾波器。最后用QuartusⅡ4.0軟件進(jìn)行了綜合與仿真，用MATLAB7.0軟件對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了分析，最終在GW48-PK2開發(fā)系統(tǒng)中進(jìn)行了硬件電路驗(yàn)證，得出了實(shí)際濾波效果測試波形，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)濾波器的正確性。 本設(shè)計(jì)對(duì)于用二階節(jié)級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)構(gòu)成的ⅡR數(shù)字濾波器硬件電路具有通用性，通過改變二階節(jié)級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)的數(shù)量，可以構(gòu)成任意偶數(shù)階的濾波器；同時(shí)，通過上模型中系數(shù)的變換，也可以構(gòu)成相應(yīng)階數(shù)的高通、帶通、帶阻等濾波器。
標(biāo)簽： FPGA 數(shù)字濾波器
上傳時(shí)間： 2013-06-20
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伴隨高速DSP技術(shù)的廣泛應(yīng)用，實(shí)時(shí)快速可靠地進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理成為用戶追求的目標(biāo)。同時(shí)，由于可編程器件在速度和集成度方面的飛速提高，使得利用硬件實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)實(shí)時(shí)快速可靠處理有了新的途徑。 FIR濾波器是數(shù)字信號(hào)處理中常用部件，它的最大優(yōu)點(diǎn)在于：設(shè)計(jì)任何幅頻特性時(shí)，可以具有嚴(yán)格的線性相位，這一點(diǎn)對(duì)數(shù)字信號(hào)的實(shí)時(shí)處理非常關(guān)鍵。 FPGA是常用的可編程器件，它所具有的查找表結(jié)構(gòu)非常適用于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)快速可靠的FIR濾波器，在加上VHDL語言靈活的描述方法以及與硬件無關(guān)的特點(diǎn)，使得使用VHDL語言基于FPGA芯片實(shí)現(xiàn)FIR濾波器成為研究的方向。 本文對(duì)基于FPGA的FIR數(shù)字濾波器實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究，并設(shè)計(jì)了一個(gè)16階的FIR低通濾波器。所做的主要工作為： 1.以FIR數(shù)字濾波器的基本理論為依據(jù)，使用分布式算法作為濾波器的硬件實(shí)現(xiàn)算法，并對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的討論。針對(duì)分布式算法中查找表規(guī)模過大的缺點(diǎn)，采用多塊查找表的方式減小硬件規(guī)模。 2.在設(shè)計(jì)中采用了自頂向下的層次化、模塊化的設(shè)計(jì)思想，將整個(gè)濾波器劃分為多個(gè)模塊，利用VHDL語言的描述方法進(jìn)行了各個(gè)功能模塊的設(shè)計(jì)，最終完成了FIR數(shù)字濾波器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 3.采用FLEX10K系列器件實(shí)現(xiàn)一個(gè)16階的FIR低通濾波器的設(shè)計(jì)實(shí)例，用MAX+PLUSII軟件進(jìn)行了仿真，并用MATLAB對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了分析，證明所設(shè)計(jì)的FIR數(shù)字濾波器功能正確。 仿真結(jié)果表明，本論文所設(shè)計(jì)的FIR濾波器硬件規(guī)模較小，采樣率達(dá)到了17.73MHz。同時(shí)只要將查找表進(jìn)行相應(yīng)的改動(dòng)，就能分別實(shí)現(xiàn)低通、高通、帶通FIR濾波器，體現(xiàn)了設(shè)計(jì)的靈活性。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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自適應(yīng)濾波器是統(tǒng)計(jì)信號(hào)處理的一個(gè)重要組成部分。在實(shí)際應(yīng)用中，由于沒有充足的信息來設(shè)計(jì)固定系數(shù)的數(shù)字濾波器，或者設(shè)計(jì)規(guī)則會(huì)在濾波器正常運(yùn)行時(shí)改變，因此我們需要研究自適應(yīng)濾波器。凡是需要處理未知統(tǒng)計(jì)環(huán)境下運(yùn)算結(jié)果所產(chǎn)生的信號(hào)或需要處理非平穩(wěn)信號(hào)時(shí)，自適應(yīng)濾波器可以提供一種吸引人的解決方法，而且其性能通常遠(yuǎn)優(yōu)于用常規(guī)方法設(shè)計(jì)的固定濾波器。此外，自適應(yīng)濾波器還能提供非自適應(yīng)方法所不可能提供的新的信號(hào)處理能力。 本論文從自適應(yīng)濾波器研究的重要意義入手，介紹了線性自適應(yīng)濾波器的基本原理、算法及設(shè)計(jì)方法，對(duì)幾種基于最小均方誤差準(zhǔn)則或最小平方誤差準(zhǔn)則的自適應(yīng)濾波器算法進(jìn)行研究，最終基于一改近的LMS算法設(shè)計(jì)復(fù)數(shù)自適應(yīng)濾波器，并以VHDL語言編寫在maxplus平臺(tái)上進(jìn)行仿真測試。
標(biāo)簽： FPGA 自適應(yīng)濾波器
上傳時(shí)間： 2013-07-11
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數(shù)控系統(tǒng)在工礦領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)通過對(duì)數(shù)字化信息的處理和運(yùn)算，并轉(zhuǎn)化成脈沖信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制，進(jìn)而控制數(shù)控機(jī)床動(dòng)作和零件加工。隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展，我們可以設(shè)計(jì)規(guī)模更小，成本更低，功能更特定的嵌入式系統(tǒng)來完成傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)所完成的工作。 步進(jìn)電機(jī)以其精度高、控制靈活、定位準(zhǔn)確、起停迅速、工作可靠、能直接接受數(shù)字信號(hào)的特點(diǎn)，成為數(shù)控系統(tǒng)中的重要執(zhí)行部件。然而根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的特性，必須要采取適當(dāng)而有效的升降速控制策略，特別是在多電機(jī)連動(dòng)的系統(tǒng)中，對(duì)多個(gè)電機(jī)連動(dòng)的速度控制和脈沖分配也很值得研究。在本文中作者將介紹一種三軸連動(dòng)的速度控制和脈沖分配的優(yōu)化算法，以及其在基于FPGA和ARM配合的高速數(shù)控雕刻機(jī)控制系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)。 在本文中還可以看見，為了減小本系統(tǒng)中主控MCU的壓力，作者還將利用FPGA來設(shè)計(jì)一個(gè)針對(duì)多電機(jī)連動(dòng)的速度控制和脈沖分配優(yōu)化算法的外圍定制控制器。 最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，作者所提出的優(yōu)化算法及其在本系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案，完全達(dá)到客戶所提出的高速數(shù)控雕刻機(jī)控制系統(tǒng)的各項(xiàng)設(shè)計(jì)性能指標(biāo)。
標(biāo)簽： FPGA 數(shù)控 步進(jìn)電機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-07-02
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工業(yè)X-CT（X-ray Computed Tomography）無損檢測技術(shù)是以不損傷或者破壞被檢測對(duì)象的一種高新檢測技術(shù)，被譽(yù)為最佳的無損檢測手段，在無損檢測領(lǐng)域日益受到人們的青睞。近年來，各國都在投入大量的人力、物力對(duì)其進(jìn)行研究與開發(fā)。 目前，工業(yè)CT主要采用第二代和第三代掃描方式。在工業(yè)CT第三代掃描方式中，掃描系統(tǒng)僅作“旋轉(zhuǎn)”運(yùn)動(dòng)，控制系統(tǒng)比較簡單。對(duì)此，我國已取得了可喜的成績。然而，對(duì)工業(yè)CT系統(tǒng)中的二代掃描運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，即針對(duì)“平移+旋轉(zhuǎn)”運(yùn)動(dòng)的控制系統(tǒng)的研究，我國已有采用，但與發(fā)達(dá)國家相比，還存在較大的差距。二代掃描方式與其它掃描方式相比，具有對(duì)被檢物的尺寸沒有要求，且能夠?qū)Ω信d趣的檢測區(qū)域進(jìn)行局部掃描的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)X光源的射線出束角較小（一般小于20°），因此在工業(yè)X-CT系統(tǒng)主要采用二代掃描運(yùn)動(dòng)控制。有鑒于此，本論文結(jié)合有關(guān)科研項(xiàng)目，開展了工業(yè)X-CT二代掃描控制系統(tǒng)的研究。 論文首先介紹了工業(yè)X-CT系統(tǒng)的工作原理和各種掃描運(yùn)動(dòng)控制方式的特點(diǎn)，闡述了開展二代掃描控制的研究目的和意義。其次，根據(jù)二代掃描控制的特點(diǎn)，提出了“在優(yōu)先滿足工業(yè)X-CT二代掃描控制的基礎(chǔ)上，力求實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)X-CT掃描運(yùn)動(dòng)的通用控制，使其能同時(shí)支持一、三代掃描方式”的設(shè)計(jì)思想。據(jù)此，研究確立了基于單片機(jī)AT89LV52及FPGA芯片EP1C3T100C8的運(yùn)動(dòng)控制架構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)二代掃描控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。論文詳細(xì)介紹了可編程邏輯器件FPGA的工作原理和開發(fā)流程，并對(duì)其相關(guān)開發(fā)環(huán)境QuartusII4.1作了闡述。結(jié)合運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，詳細(xì)介紹了各功能模塊的具體設(shè)計(jì)過程，給出了相關(guān)的設(shè)計(jì)原理框圖和實(shí)際運(yùn)行波形。并制作了相應(yīng)的PCB板，調(diào)試了整個(gè)硬件控制系統(tǒng)。最后，論文還詳細(xì)研究了利用VisualC++6.0來完成上位機(jī)控制軟件的設(shè)計(jì)，給出了運(yùn)動(dòng)控制主界面及掃描運(yùn)動(dòng)控制功能軟件設(shè)計(jì)的流程圖。 論文對(duì)整個(gè)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)采用的經(jīng)濟(jì)型的開環(huán)控制技術(shù)所帶來的不利影響，分析研究了增加步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分?jǐn)?shù)以提高掃描精度的可能性，并對(duì)所研究的控制系統(tǒng)在調(diào)試過程中出現(xiàn)的一些問題及解決方案作了簡要的分析，提出了一些完善方法。
標(biāo)簽： FPGA X-CT 工業(yè) 掃描控制
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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