H.264/AVC是由ITU和ISO兩大組織聯(lián)合組成的JVT共同制定的一項新的視頻壓縮技術標準,在較低帶寬上提供高質量的圖像傳輸是H.264/AVC的應用亮點。在同樣的視覺質量前提下,H.264/AVC比H.263和MPEG-4節(jié)約了50%的碼率。但H.264獲得優(yōu)越性能的代價是計算復雜度的增加,據(jù)估計其編碼的計算復雜度大約為H.263的3倍,因此很難應用于實時視頻處理領域。針對這一現(xiàn)狀,業(yè)內做了大量的研究工作,力圖降低其計算復雜度和提高運行效率。比如在運動估計方面,國內外在這方面的研究已經(jīng)很成熟。而針對幀內/幀間預測編碼的研究卻較少。因此研究預測模式的快速算法具有理論意義和應用價值。 本文在詳細研究H.264標準視頻壓縮編碼特點基礎上,分析了H.264幀內編碼, 幀間編碼及變換,量化技術的原理及特點,提出了一種基于局部邊緣方向信息的快速幀內模式判決算法,通過結合SAD的模式選擇方法來減少模式選擇數(shù)目。它采用了Sobel梯度算子計算當前塊的邊緣信息,累加當前塊中屬于同一方向像素點的邊緣矢量構造不同模式下的邊緣方向直方圖,以便確定最可能的預測模式。該算法有效降低了編碼器的運算復雜度,在并未顯著降低編碼性能的情況下提升了編碼器效率。仿真表明:Foreman 圖像序列編碼性能有了提高,其中PSNR平均降低了0.06dB,Bitrate平均降低了19.4%,這大大提高了視頻傳輸?shù)馁|量。 另外在幀間預測模式選擇算法方面進行了改進研究:按順序對不同類型進行判決,有選擇地去比較可能模式,使得在有效減少需判決的模式數(shù)量的同時,結合小塊模式搜索中途停止準則來確定最優(yōu)模式。仿真表明:改進算法相對與原來算法能夠節(jié)省很多的編碼時間(平均下降了49.3%),但帶來的圖像質星的下降(平均下降0.08dB,可以忽略)和碼率較少的增加。 同時在整數(shù)DCT變換模塊中,提出了一種快速蝶形算法,使得對4×4點數(shù)據(jù)做一次變換,只需通過8×8次加法和2×8次移位運算便可完成,與原來12×8次加法和4×8次移位相比,新算法大大降低了運算復雜度。 最后介紹FPGA的特點及設計流程,并實現(xiàn)了H.264編解碼器中變換編碼及量化和熵解碼模塊的硬件。這種基于FPGA所實現(xiàn)的H.264編碼視頻處理模塊設計具備了成本低,周期短,設計方法靈活等優(yōu)點,具有廣闊的市場應用前景。 仿真表明,通過使用本文提出的幀內/幀間速算法方法可使得H.264編碼速度獲得顯著的提高,使H.264 Baseline編碼器能在PC平臺上實現(xiàn)實時編碼。
上傳時間: 2013-07-18
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為了克服傳統(tǒng)的局部特征匹配算法對噪聲和圖像灰度非線性變換敏感的不足,提出了基于SIFT(Scale Invariant Feature Transform)描述算子的特征匹配算法。該算法首先
上傳時間: 2013-04-24
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隨著FPGA(FieldProgrammableGateArray)器件的應用越來越廣泛且重要,F(xiàn)PGA的測試技術也得到了廣泛重視和研究。基于FPGA可編程的特性,應用獨立的測試(工廠測試)需要設計數(shù)個測試編程和測試向量來完成FPGA的測試,確保芯片在任何用戶可能的編程下都可靠工作。 本論文正是針對上述問題,以XilinxXC4000E系列FPGA為主要的研究對象,在詳細研究FPGA內部結構的基礎上,基于“分治法”的基本思路對FPGA的測試理論和方法做了探索性研究。 研究完成了對可編程邏輯模塊(ConfigrableLogicBlock)及其子模塊的測試。主要基于“分治法”對CLB及其子模塊進位邏輯(CLM)、查找表(LUT)的RAM工作模式等進行了測試劃分,分別實現(xiàn)了以“一維陣列”為基礎的測試配置和測試向量,以較少了測試編程次數(shù)完成了所有CLB資源的測試。 研究完成了對互連資源(ConfigrableInterconnectResource)的測試。基于普通數(shù)據(jù)總線的測試方法,針對互連資源主要由線段和NMOS開關管組成的特點及其自身的故障模型,通過手工連線實現(xiàn)測試配置,僅通過4次編程就實現(xiàn)了對其完全測試。 在測試理論研究的基礎上,我們開發(fā)了能對FPGA器件進行實際測試的測試平臺。基于硬件仿真器的測試平臺通過高速光纖連接工作站上的EDA仿真軟件,把軟件語言描述的測試波形通過硬件仿真器轉化為真實測試激勵,測試響應再讀回到仿真軟件進行觀察,能夠靈活、快速的完成FPGA器件的配置和測試。該平臺在國內首次實現(xiàn)了軟硬件協(xié)同在線測試FPGA。在該平臺支持下,我們成功完成了對各軍、民用型號FPGA的測試任務。 本研究成果為國內自主研發(fā)FPGA器件提供了有力保障,具有重大科研與實踐價值,成功解決了國外公司在FPGA測試技術上的壟斷問題,幫助國產(chǎn)FPGA器件實現(xiàn)完全國產(chǎn)化。
上傳時間: 2013-05-17
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采用自動增益控制(AGC)技術實現(xiàn)的寬頻帶放大器在雷達系統(tǒng)及其他相關電子領域有著廣泛的應用。 本文詳細討論了基于FPGA和可編程增益放大器(PGA)實現(xiàn)的自動增益控制寬帶視頻放大器的設計及實現(xiàn)方法。首先給出了自動增益控制寬帶放大器取樣反饋、數(shù)字控制部分的多種實現(xiàn)方案,并根據(jù)實際應用情況及性能指標要求進行了方案論證。接著,分別介紹了模擬通道部分、數(shù)字取樣模塊、FPGA邏輯控制模塊及數(shù)模轉換模塊,包括它們的芯片選擇、實現(xiàn)方法和注意事項等。最后,對FPGA邏輯控制模塊進行了功能分解,并以XilinxISE和Modelsim為開發(fā)平臺完成了其子模塊的程序設計及相關階段的仿真。 本文實現(xiàn)的電路板可對帶寬達40M的信號進行平穩(wěn)的放大并輸出較平坦的信號波形。同時,該電路板具有自動增益及固定增益選擇能力。當選擇自動增益方式時,增益的改變通過增益同步脈沖觸發(fā),觸發(fā)脈沖可由系統(tǒng)內部周期產(chǎn)生或外部提供。
上傳時間: 2013-06-05
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本文研究特種LCD的圖像處理方法和FPGA實現(xiàn)方案,并研制出基于FPGA的若干實際應用系統(tǒng),有效地解決目前存在的問題。本文主要研究內容為: (1)給出一種基于彩色空間變換的色彩調整方法,在YCrCb空間內實現(xiàn)亮度和色度分離,避免了RGB空間兩者同時變化造成偏色和失真的現(xiàn)象,并在FPGA內采用流水線結構改進3階矩陣運算的邏輯結構,節(jié)省出2/3的邏輯資源,提高了模塊的最高運行速度。 (2)研究利用FPGA實現(xiàn)圖像實時縮放處理的方法,選擇能夠滿足特種LCD要求的雙線性插值法作為研究對象,實時計算插值系數(shù)dx和dy,并采用流水線結構進行插值計算,僅使用FPGA中的3個雙端口RAM來緩沖圖像數(shù)據(jù),沒有外擴大容量幀存儲器,降低了成本,提高特種LCD的系統(tǒng)兼容性。 (3)設計一種針對特種LCD更為簡捷、有效的隔行轉逐行掃描的實現(xiàn)方案,即利用圖像實時縮放的方法,把一場圖像縮放到LCD的分辨率,實現(xiàn)復合視頻圖像在LCD的“滿屏”顯示,改善現(xiàn)有特種LCD在顯示隔行掃描的復合視頻信號時,遇到圖像信息丟失或顯示效果不佳的問題。 (4)設計出一種基于字符和位圖的數(shù)字OSD控制核,合理使用分布式RAM和塊RAM兩種邏輯資源來存儲字符和位圖信息,OSD圖像由數(shù)字邏輯自動合成,編程簡單靈活,使特種LCD的參數(shù)調整更加方便。 (5)研制成功基于FPGA的特種LCD顯示控制板,能顯示三種分辨率640×480,800×600,1024×768的圖像信號;支持寬范圍的亮度、對比度、顯示位置等參數(shù)的實時調整,并提供全功能的透明OSD菜單進行指示。 (6)研制成功基于FPGA的特種LCD圖像調節(jié)板,用于對某型號機載特種LCD進行改造,增加寬范圍的亮度、對比度、圖像顯示位置的實時調整功能,提供無信號輸入檢測與OSD指示功能,提高圖像顯示的性能,通過了環(huán)境溫度試驗與性能測試,并已裝機。 (7)研制成功基于DSP和FPGA的圖像采集顯示板,實現(xiàn)了對全分辨率復合視頻信號進行25幀/秒的實時采集和顯示,在DSP內使用“三幀”輪換的圖像數(shù)據(jù)緩沖方法提高了系統(tǒng)的實時處理能力,使之能夠完成一定復雜度的實時圖像處理。
上傳時間: 2013-06-12
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作者研究了當前流行的縮放算法,對圖像紋理相關性大小和邊緣方向的判斷上提出了一種新的方法,并在此基礎上發(fā)展了一套適用于數(shù)字視頻芯片的圖像縮放算法。仿真結果表明此算法由優(yōu)于目前流行的圖像縮放算法。 介紹了FPGA的開發(fā)工作大致可以分為設計和驗證兩大部分,在具體開發(fā)流程上可以根據(jù)要求靈活控制。縮放芯片的開發(fā)可以分為:芯片結構設計、時鐘系統(tǒng)設計、存儲器讀寫控制、IP核復用設計、計算精度控制等方面的電路設計。在設計完成各級子模塊以后拼接各子模快完成整個縮放模塊的設計。通過測試發(fā)現(xiàn)設計中存在的缺陷,修改再測試,最終完成整個模塊的設計。
上傳時間: 2013-05-31
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低壓電力線通信(PLC)具有網(wǎng)絡分布廣、無需重新布線和維護方便等優(yōu)點。近年來,低壓電力線通信被看成是解決信息高速公路“最后一英里”問題的一種方案,在國內外掀起了一個新的研究熱潮。電力線信道中不僅存在多徑干擾和子信道衰落,而且還存在開關噪聲和窄帶噪聲,因此在電力線通信系統(tǒng)中,信道編碼是不可或缺的重要組成部分。 本文著重研究了在FPGA上實現(xiàn)OFDM系統(tǒng)中的信道編解碼方案。其中編碼端由卷積碼編碼器和交織器組成,解碼端由Viterbi譯碼器和解交織器組成,同時為了與PC機進行通信,還在FPGA上做了一個RS232串行接口模塊,以上所有的模塊均采用硬件描述語言VerilogHDL編寫。另外,峰值平均功率比(PAR)較大是OFDM系統(tǒng)所面臨的一個重要問題,必須要考慮如何降低大峰值功率信號出現(xiàn)的概率。本文重點研究了三種降低PAR的方法:即信號預畸變技術、信號非畸變技術和編碼技術。這三種方法各有優(yōu)缺點,但是迄今為止還沒有一種好方法能夠徹底地解決OFDM系統(tǒng)中較高PAR的弊病。本論文內容安排如下:第一章介紹了課題的背景,可編程器件和OFDM技術的發(fā)展歷程。第二章詳細介紹了OFDM的原理以及實現(xiàn)OFDM所采用的一些技術細節(jié)。第三章詳細介紹了本課題中信道編碼的方案,包括信道編碼的基本原理,組成結構以及方案中采用的卷積碼和交織的原理及設計。第四章詳細討論了編碼方案如何在FPGA上實現(xiàn),包括可編程邏輯器件FPGA/CPLD的結構特點,開發(fā)流程,以及串口通信接口、編解碼器的FPGA設計。第五章詳細介紹了如何降低OFDM系統(tǒng)中的峰值平均功率比。最后,在第六章總結全文,并對課題中需要進一步完善的方面進行了探討。
上傳時間: 2013-04-24
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電力線通信技術利用分布廣泛的低壓電力線作為通信信道,實現(xiàn)internet高速互連,為用戶提供互聯(lián)網(wǎng)訪問、視頻點播等服務,形成包括電力在內的“四網(wǎng)合一”,目前正受到人們的關注。利用該技術,可以在居民區(qū)內建立寬帶接入網(wǎng),也可以利用遍布家庭各個房間的電源插座組成家庭局域網(wǎng)。但是電力線是傳輸電能的,因此通過電力線傳輸數(shù)據(jù)有許多的問題需要解決。 OFDM(正交頻分復用)技術是實現(xiàn)電力線通信的一項熱門技術。OFDM采用添加循環(huán)前綴的技術,能有效地降低ICI(信道間干擾)和ISI(碼間干擾)。同時通過使用正交的子信道,大大提高了頻譜資源利用率。FPGA作為可編程邏輯器件,具有設計時間短、投資少、風險小的特點,而且可以反復修改,反復編程,直到完全滿足需要,具有其他方式無可比擬的方便性和靈活性,能夠加速數(shù)字系統(tǒng)的研發(fā)速度。本文著重研究了OFDM同步技術在FPGA上的實現(xiàn)。本論文主要是在項目組工作的基礎上構造雙路信號數(shù)據(jù)糾正算法流程,提出最佳采樣點與載波相位估計算法,完善中各個子模塊算法的硬件設計流程。內容安排如下:第一章介紹OFDM(正交頻分復用)技術的發(fā)展歷史、技術原理。第二章介紹了PLD的分類、工藝和結構特點,以及FPGA的開發(fā)環(huán)境、開發(fā)流程和Verilog語言的特點。第三章對OFDM系統(tǒng)的同步模塊進行詳細的闡述。第四章是OFDM同步算法的在FPGA上的實現(xiàn),對各個子模塊進行仿真,給出了仿真波形圖和系統(tǒng)性能分析。最后,第五章總結了全文的工作,對OFDM技術的實現(xiàn)需要進一步完善的方面與后續(xù)工作進行了探討。
標簽: OFDM FPGA PLC 通信系統(tǒng)
上傳時間: 2013-04-24
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本代碼實現(xiàn)了OFDM系統(tǒng)的子空間盲信道估計,實現(xiàn)了ber性能
上傳時間: 2013-04-24
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MSP430上實現(xiàn)5110液晶顯示程序(性價比很高的彩屏)
上傳時間: 2013-06-27
上傳用戶:氣溫達上千萬的