高速摄像技术在火箭橇头罩分离试验中的应用

火箭橇头罩分离试验中,需要采集头罩分离前后的高速图像。由于火工品爆炸时间短,振动与冲击环境恶劣,普通摄像设备难以满足要求。文章介绍了一种小型化、低功耗、能够适应强振动与冲击环境的高速摄像系统,该系统由具有Camera Link接口的工业相机、图像采编单元和数据存储单元组成,图像采编单元对工业相机图像数据进行编码,并通过LVDS接口传输至数据存储单元;数据存储单元使用FPGA控制SATA接口固态硬盘实现无损图像数据的实时存储。通过减振和自动调光设计,此系统能够适应强振动与冲击环境,并能自动快速适应各种光照环境,已成功应用在某火箭橇头罩分离试验中,实现了分辨率为800×600、帧率为120帧/s的连续图像存储,存储时间不低于30 min,存储的图像数据完整可靠。     

“高分二号”卫星遥感相机图像采集与功能验证系统设计

"高分二号"卫星遥感相机是国家高分专项重点项目,其视频电子学设备采用了Gbit高速串行数传接口,同时应用了图像预处理算法,传统的快视设备无法满足其测试要求。文章设计了一种高速图像采集与算法验证系统,以Virtex-5现场可编程门阵列为处理核心、Gbit串行/解串芯片为图像输入接口,集成JPEG2000协议芯片、DDR2缓存以及Camera Link图像显示接口。介绍了硬件实现的关键技术,并描述了系统对相机成像功能、高速数传以及图像压缩的验证。该验证系统保障了相机研制,为图像采集和处理提供了参考。     

一种高速图像实时采编存储系统设计

介绍一种由图像采编单元和数据存储单元组成的高速图像实时采编存储系统。图像采编单元采用FPGA的LVDS接口直接连接Camera Link接口的工业相机,无需采用专用接口芯片,降低了成本和功耗。图像采编单元对采集的图像数据进行编码,并通过LVDS接口传输至数据存储单元。数据存储单元使用一块SATA接口固态硬盘作为存储介质,持续存储速度为90MB/s,采用千兆以太网作为数据下裁接口,平均数据下载速度为22MB/s。测试结果表明,系统可支持分辨率为644×484、帧率为240帧/s的连续图像存储,存储的图像数据完整可靠。     

基于FPGA的实时图像预处理系统的设计

针对基于DSP实现的实时视频信号处理系统中原始视频数据量大的问题,本文阐述了用FPGA解决该类问题的优势,并举例用FPGA实现图像滤波的数据预处理实例.该设计已通过硬件实现,结果表明是正确有效的.     

基于FPGA的实时图像预处理系统的设计

针对基于DSP实现的实时视频信号处理系统中原始视频数据量大的问题，本文阐述了用FPGA解决该类问题的优势，并举例用FPGA实现图像滤波的数据预处理实例。该设计已通过硬件实现，结果表明是正确有效的。     

北京三号B卫星海量数据传输处理系统设计与实现

海量数据传输与处理技术是高分辨率遥感卫星系统的关键技术,北京三号B卫星作为高分辨率光学遥感卫星其图像传输速率高达几十吉比特每秒,因此设计了一种基于万兆网接口与高速串行收发器GTX/GTH接口的数据传输与处理系统。该系统使用万兆网接口接收前端相机载荷数据,使用GTX/GTH接口实现产品内数据互联,并基于超大规模现场可编程门阵列(FPGA)作为核心处理芯片实现海量数据路由分发、编解码和处理。测试结果表明：可实现36.04 Gbit/s数据接收和60 Gbit/s数据传输处理能力,并具有可靠性高、系统延时小、通用性强的优点。与传统数传方案相比,系统数据处理能力提高了一倍以上,且显著降低了硬件成本。     

基于CPCI总线的图像数据采集和回放系统设计

针对红外或可见光的高速率、大容量实时视频存储问题,设计并实现了基于CPCI总线的图像数据采集和回放系统.介绍了该系统的基本原理、功能组成和软件设计.着重阐述了3U的LVDS总线视频采集CompactPCI板卡的硬件、接口电路和FPGA设计.系统具有高速率、大容量、宽温存储、长时间和视频全程回放等优点.实际工程应用表明,该系统运行稳定.     

基于FPGA的实时图像采集和去噪系统设计

对采集或传输过程中受到的噪声干扰信号进行预处理,并保持图像传输的实时性,是图像处理系统需要解决的问题。对于实时性要求高的图像处理系统而言,用软件来实现噪声的预处理相对来说是比较耗时的,因此必须寻求其他解决方式。文章设计基于FPGA的新型模块化集成电路来实现图像采集和去噪,并通过试验和仿真测试验证了设计的实时效果。     

基于FPGA的图像锐化处理系统设计

在图像处理系统中,通常需要图像增强技术来提升图像的某些重要信息特征,以便后续处理。本文针对远距离红外成像图像处理系统的算法需要容易硬件实现且视觉效果良好的要求,提出了一个新的算法,即基于统计特性的图像门限增强算法。FPGA首先完成直方图统计,然后通过分析直方图的特性提取图像门限信息,之后根据门限信息进行图像滤波,最后根据门限信息进行直方图均衡。通过FPGA板级系统验证,以上运算可以得到质量较好的数字图像,该方法效果明显,能为后续的目标分割、识别和匹配提供良好的基础。     

基于FPGA的数据接口电路设计

鉴于FPGA设计数字电路的多种优势,针对星上相机输出数据格式和地面采集系统接收数据格式不一致性,改变传统的设计方式,进行了基于FPGA的数据接口电路设计。文章描述了电路设计的基本原理、实现方案、时序仿真,并对电路设计中遇到的关键问题的解决进行了阐述。其中实现方案包括FPGA外围电路硬件设计和FPGA芯片内软件时序设计。     

基于InGaAs器件的空间高速捕跟探测组件设计与实现

提出一种基于InGaAs焦平面器件的空间高速捕跟成像组件设计方法,阐述了系统工作原理及主要模块实现方式,分析了测试方法和验证结果.方案以InGaAs焦平面器件为核心,采用主控FPGA控制工作模式及交互通信、4路图像信号经前置单端电流驱动以及差分功率放大和AD转换后输入主控FPGA进行图像信号处理输出.针对空间环境特点,通过器件选用、电路优化、抗单粒子设计等防护措施进行了系统加固.基于刷新重构FP-GA设计了具备灵活在轨图像校正补偿、系统优化重构,主控FPGA程序定时刷新的功能模块.实现产品具有全幅高帧频6 kfps输出、-85 dBm像元灵敏度、69 dB宽动态范围的性能,具备低延迟高帧频快速图像处理的特性,可满足空间多轨道激光通信捕获跟踪及短波红外遥感成像需求.     

一种基于片同步技术的高速ADC与FPGA互连方法

针对多通道高速采样器AD9653的高速串行数据接口特点,利用Xilinx公司Kintex-7系列FPGA的片同步技术,设计实现了一种多通道高速ADC与FPGA之间的数据传输方法。介绍了高速ADC与FPGA互连的组成及工作原理,着重描述了基于片同步技术实现数据互连高速传输的方法,最后通过仿真与板级验证了接口工作的正确性。     

CCD遥感图像的实时压缩系统设计与实现

文章研究高速CCD遥感图像压缩的系统设计与实现。与其它图像数据相比,CCD遥感图像数据具有高速率、高量化位数的特点。针对CCD相机输出图像的数据特点,基于ADV212压缩芯片,提出了一种高速CCD遥感图像压缩系统的构架方案。该方案采用FPGA+ADV212+SRAM的硬件结构方式,以FPGA作为系统的主控,SRAM完成输入数据的缓存处理,ADV212完成图像数据的高效压缩处理。文章最后构建了压缩系统的实验验证平台,对系统的性能进行了实验验证。试验结果表明,文中提出的系统压缩方案,压缩前后图像品质没有明显差异,可以满足遥感图像压缩系统的实时处理要求。     

空间机械臂多任务视觉相机电子学设计方法

传统的CMOS空间相机大都采取以FPGA为核心的图像处理系统,图像采集能力强,但智能图像处理能力有限,无法满足空间机械臂视觉相机要求的图像采集、位姿测量、压缩传输等实时多任务需求.文章针对性设计了一种2FPGA+2DSP的异构多核心电子学架构,明确了嵌入式系统实现实时多任务处理的模块组成和功能划分;重点介绍了影响机械臂...     

基于FPGA的红外图像运动补偿滤波算法实现

针对运动场景和噪声混叠的红外图像,提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的红外图像运动补偿滤波算法。首先,算法设计采用运动补偿滤波算法,通过帧间相关性和阈值判断等方法,有效实现图像区域检测分类;其次,对分类后的区域选定不同参数的滤波处理,有效抑制噪声,改善图像显示质量;最后,硬件使用流水线结合并行处理的解决方案,能够有效提高图像处理的速度。实验结果表明:基于FPGA的红外图像运动补偿滤波算法设计资源消耗低,将运行优化算法耗时降低到了1 ms内,为红外图像实时处理应用提供了基础。     

空间遥感相机星上图像复原系统设计

为了能够在轨、实时对空间遥感图像做增强处理,设计了一个基于现场可编程门阵列(FPGA),应用于空间遥感相机的星上实时图像复原系统,实现在轨实时处理遥感图像,增强图像清晰度并有效抑制噪声。图像复原系统采用模块化设计,调制传递函数(MTF)在轨测量计算模块实现了边缘扩展函数计算、线扩展函数计算、归一化MTF计算,以及调制传递函数补偿(MTFC)参数计算与存储等功能;MTFC图像滤波抑噪算法模块实现了二维图像实时滤波以及抑制噪声功能。使用ISE软件的系统生成器模块设计了图像处理算法,简化了系统设计和验证流程。复原系统运行结果表明,图像经过实时复原处理后,图像灰度梯度、点锐度、边缘能量、方差都有大幅提高;复原后图像信噪比与原始图像相比降低很小,对于MTF的中高频域增强。图像复原系统采用模块化设计,实时复原效果好,可灵活应用于多种场合。     

基于FPGA的E1接口的误码测试仪

论文针对传统的误码测试仪的不足，提出基于FPGA的EI接口的误码测试仪的设计，以及基于FPGA的E1接口的误码测试仪的特点，它是一种新型的误码测试仪，和其它系统的接口可灵活适配，且价格相对便宜。     

新一代多光谱扫描仪图像采集与处理系统

文章介绍了新一代多光谱扫描仪图像采集与处理系统及其实现方法,该系统结构模块化、通用性强、实现灵活、内部接口简单。     

高分辨率CCD模拟前端系统设计

论述了CCD传感器模拟前端系统设计的关键技术,设计并实现了一种基于高分辨率CCD的模拟前端系统。系统由高分辨率固态成像CCD传感器和高集成度模拟前端处理器件构成,图像数据通过LVDS传输技术发送到后端进行处理。试验测试表明,系统可输出高分辨率图像。     

基于FPGA的半硬回收数据采集存储系统设计

文章介绍了基于FPGA的半硬回收数据采集存储系统的多片A/D数据编码技术、有限硬件资源下的大容量Flash读写技术、USB接口设计。利用VHDL语言和QuartusⅡ7.1软件完成了系统设计及软件仿真。实验表明:所设计的系统实现了16通道10 kHz的数据采样和存储,与计算机接口数据传输速率达8 Mbit/s,系统运行稳定可靠。