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《长春理工大学》 2002年
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基于FPGA的实时图像处理系统的研究

姜勇  
【摘要】: 随着数字图像处理的应用领域不断扩大,其实时处理技术成为研究的热点。VLSI技术的迅猛发展为数字图像实时处理技术提供了硬件基础。其中FPGA(现场可编程门阵列)的特点使其非常适用于进行一些基于像素级的图像处理。 本文设计了一种基于FPGA的数字图像实时处理系统,它可以实现常用图像增强处理技术。其核心部分采用Altera公司的EP1K100QC208芯片,构造专用处理功能,实现了直方图统计与均衡化、高通滤波、FIR滤波、中值滤波等算法。同时提出了自动增益线性变换、基于知识的红外背景抑制二种新算法,并在FPGA中实现。 电路的控制信号也由FPGA完成,本文设计了同步信号发生器、图像显示控制器来控制整个系统。系统处理耗时小于20ms,完全达到了实时要求(50场/秒)。所进行的原理试验取得了良好的效果。文中给出了电路原理图或原理示意图,详细讲解了他们的工作过程。
【学位授予单位】:长春理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TN911.73

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 徐婉莹;郑永斌;黄新生;;景象匹配预处理系统中基于FPGA的高速图像采集和快速直方图运算[J];传感技术学报;2008年08期
2 王媛;曹敏;袁卫;;基于FPGA的红外图像非均匀性校正及其增强[J];渭南师范学院学报;2008年05期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 孙唐;李志鹏;刘富强;;FPGA上并行全图像互相关算法测速的实现[A];全国第二届信号处理与应用学术会议专刊[C];2008年
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1 潘家志;基于光谱和多光谱数字图像的作物与杂草识别方法研究[D];浙江大学;2007年
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1 尹龙;基于FPGA的实时缺陷检测方法研究[D];华东理工大学;2011年
2 王永欣;基于LAN的图像采集处理卡研制[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 杨清珍;星图实时预处理方法研究及实现[D];华中科技大学;2005年
4 陈宝忠;基于FPGA的TV-VGA视频转换控制器的设计与实现[D];西安理工大学;2006年
5 王日明;激光防伪图案检测关键技术研究及其传感器开发[D];广东工业大学;2006年
6 铁艳;视频转换系统中关键模块的设计与实现[D];西安理工大学;2007年
7 杨恩泽;基于FPGA的图像处理算法及压缩编码的研究与实现[D];西南交通大学;2007年
8 胡轶;语音编码LPC参数提取的FPGA实现[D];东华大学;2007年
9 范炳远;基于协方差斜格法的语音信号特征参数的提取及其FPGA实现[D];东华大学;2008年
10 程江河;地面转台精密跟踪系统的研究[D];长春理工大学;2008年
【参考文献】
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1 史彩成,赵保军,何佩琨,韩月秋;基于知识的红外图像背景抑制[J];北京理工大学学报;2001年05期
2 刘旨春,王敬儒;基于FPGA设计的图像增强预处理器[J];光电工程;2001年03期
【共引文献】
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1 张志杰,叶海峰,汪翔;FPGA应用技术及在电力系统中的应用前景[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2005年01期
2 高佩珠,张伏波;快速设计IR数字滤波器[J];安徽师大学报(自然科学版);1998年01期
3 盛翔;;高速PRBS的设计和实现[J];安徽科技学院学报;2008年02期
4 朱钰铧;基于FPGA的直接数字频率合成器的设计实现[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2004年03期
5 赵明;单片微机系统中数字滤波处理的探讨[J];鞍山钢铁学院学报;1995年01期
6 刘红,周祖成,吴春瑜;两种用于SoC设计中的PCI CORE的研究[J];半导体技术;2003年11期
7 徐迅;一种频移键控信号(FSK)的解调方法[J];北方交通大学学报;1995年01期
8 魏学业,张勇,王琼洲;FSK信号实时检测系统研究(英文)[J];北方交通大学学报;1999年02期
9 吴平,李波,曹晓琳,刘健,丁铁夫;基于FPGA和ARM核处理器的外设接口[J];兵工自动化;2004年05期
10 曹兵,曹忠升,刘爱东;基于FPGA的潜艇星体跟踪系统[J];兵工自动化;2005年02期
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1 李志国;王振岭;;HB滤波器在数字接收机中的应用及实现[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
2 吴从中;黄月月;汤润森;;数字下变频技术研究与FPGA实现[A];2011中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2011年
3 常锁安;齐世举;姚康泽;常青;;雷达景象匹配图像特征度量空间[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集(上册)[C];2008年
4 刘莹;刘培志;徐英新;王晋华;胡雄文;;基于TMS320LF2407A的显控装置测试系统的设计[A];全国第二届嵌入式技术联合学术会议论文集[C];2007年
5 杨晓丽;林寿英;;FPGA应用于步进电机控制[A];福建省农业工程学会2008年学术年会论文集[C];2008年
6 卜妍;郝莉;廖艳;;抽取式HB滤波器基于FPGA的优化实现[A];2008年中国西部青年通信学术会议论文集[C];2008年
7 姚迪;胡毅;;天源滤波网络仿真分析[A];2008通信理论与技术新进展——第十三届全国青年通信学术会议论文集(上)[C];2008年
8 常天海;胡鉴;;ALTRA FPGA配置方式的研究及应用[A];2009通信理论与技术新发展——第十四届全国青年通信学术会议论文集[C];2009年
9 占杨林;刘红;;基于FPGA和WM8731的音频编解码系统的设计与实现[A];2009通信理论与技术新发展——第十四届全国青年通信学术会议论文集[C];2009年
10 于连栋;徐吉霞;程文涛;汪平平;;一种新颖非正交3D坐标测量机研究[A];2007'仪表,自动化及先进集成技术大会论文集(二)[C];2007年
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1 张明;电能质量扰动相关问题研究[D];华中科技大学;2010年
2 刘丽丽;基于采样模型的多维矢量矩阵DCT整数变换编解码器研究[D];吉林大学;2011年
3 孔阳;一种适用于地震勘探仪器的低运算量数字滤波器的设计与研究[D];中国科学技术大学;2011年
4 郑泽忠;基于高分辨率航空影像高速公路汽车目标检测算法研究[D];西南交通大学;2010年
5 李蕾;UHF RFID单芯片读写器关键技术研究与设计[D];天津大学;2010年
6 沙超;无线多媒体传感器网络节能关键技术研究[D];南京邮电大学;2011年
7 曲伟;基于调变光程方法的泰伯微位移检测系统研究[D];黑龙江大学;2011年
8 陆关祥;造山带复杂结构构造区遥感——构造综合解析[D];西北大学;2002年
9 王欣刚;计算机视频泄漏信息截获技术的实用化研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2002年
10 石江宏;无线个人区域网中通信安全问题的研究[D];厦门大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周巍;基于FPGA的QPSK数字解调技术研究[D];长春理工大学;2010年
2 赵彦雷;FH/DS混合系统信号同步技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 史文韬;基于DSP的水下机器人嵌入式控制系统设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 侯春玲;公安IP视频会议系统终端的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 李旭;矢量浮标定位系统目标模拟器设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 张文乾;基于GPS/DR和GSM的车辆定位导航系统设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 张微微;TPC硬判决译码改进算法的研究及其FPGA实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 董海鹏;平台罗经系统控制原理及微机故障诊断技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 郭伟峻;基于FPGA和DSP的实时人眼检测系统设计[D];大连理工大学;2010年
10 关杰;嵌入式网络图像处理系统的实现[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
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1 罗志勇;;用线列CCD测量钢板宽度和检测孔洞缺陷的信号处理[J];半导体光电;1991年01期
2 徐晓秋;秦玉芳;黄劼;;线阵CCD图像特点及识别算法适应性研究[J];半导体光电;2006年02期
3 金湘亮,陈杰,仇玉林;基于CMOS工艺的图像传感技术研究与进展[J];半导体技术;2002年08期
4 盛帅能;I~2C总线应用下的EEPROM测试[J];半导体技术;2004年04期
5 尚玉全,曾云,滕涛,高云;CMOS图像传感器及其研究[J];半导体技术;2004年08期
6 程开富;CMOS图象传感器的原理及应用[J];半导体情报;2001年05期
7 郭书军,王玉花;流水线技术在FPGA设计中的应用[J];北方工业大学学报;2004年01期
8 周富强,张广军;视觉检测中高速图像采集技术的研究[J];北京航空航天大学学报;2002年02期
9 杨博,周孝宽;基于低通滤波的彩色图像多模式自适应系统[J];北京航空航天大学学报;2002年02期
10 魏新国,张广军,江洁;星敏感器中星图图像的星体细分定位方法研究[J];北京航空航天大学学报;2003年09期
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1 叶万洲;中值型滤波的收敛性及层叠型滤波[D];南开大学;2001年
2 刘刚;支持精细农业实践的农田空间分布信息处理的方法与试验研究[D];中国农业大学;2001年
3 裘正军;基于GPS、GIS及虚拟仪器的精细农业信息采集与处理技术的研究[D];浙江大学;2003年
4 徐彧;机器视觉中CCD自然图像的降噪和分割研究[D];电子科技大学;2003年
5 杨健君;数字图像放大技术的研究与电视墙图像分配器的研制[D];电子科技大学;2002年
6 成芳;稻种质量的机器视觉无损检测研究[D];浙江大学;2004年
7 宋海燕;基于光谱技术的土壤、作物信息获取及其相互关系的研究[D];浙江大学;2006年
8 王峰;部分重构计算系统的关键技术研究[D];中国科学技术大学;2007年
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1 庞业勇;基于FPGA的图像处理系统设计方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 杨春辉;基于网络的导弹一体化测试设备研制[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 饶睿坚;CMOS图像采集专用集成电路的分析与设计[D];西安电子科技大学;2001年
4 云雷;靶场测量雷达视频信号的采集、记录、传输与显示关键技术的研究[D];国防科学技术大学;2001年
5 赵丹培;基于DSP的实时图像处理的研究[D];长春理工大学;2002年
6 王利刚;CCD降噪技术的研究[D];燕山大学;2003年
7 肖李;多波段图像融合技术研究[D];武汉理工大学;2003年
8 卢丽敏;图像增强模型及算法研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
9 张明慧;基于视频图像的动态实时测量技术的实现[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2003年
10 胡贵红;红外成像系统非均匀性校正方法研究[D];南京理工大学;2003年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 徐婉莹;黄新生;闫宇壮;;基于TMS320C6711D和FPGA的图像辅助末制导系统设计与实现[J];弹箭与制导学报;2009年05期
2 盛琳阳;周国辉;崔元全;赵巍;赵国生;李丽萍;;基于单片FPGA的星提取星识别图像处理IP核研究[J];哈尔滨师范大学自然科学学报;2011年01期
3 韩艳丽;樊利恒;翁璐;;基于形态学运算的星图像分割[J];海军航空工程学院学报;2010年06期
4 吕雷;张学峰;;基于FPGA的红外图像实时非均匀性校正[J];激光与红外;2011年06期
5 毛文华;张银桥;王辉;赵博;张小超;;杂草信息实时获取技术与设备研究进展[J];农业机械学报;2013年01期
6 乔永亮;何东健;赵川源;唐晶磊;;基于多光谱图像和SVM的玉米田间杂草识别[J];农机化研究;2013年08期
7 林建粦;马德宝;;基于二值化差分的CCD星图快速定位方法[J];信息工程大学学报;2009年03期
8 杜振宇;;基于FPGA的数字图像匹配[J];电子测试;2012年10期
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1 雷波;直线边缘光学精密测量系统研究与开发[D];武汉理工大学;2010年
2 陈孝敬;小波变换在光谱和多光谱图像的应用与研究[D];厦门大学;2009年
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1 张贝;基于特征提取与灰度投影联合稳像的算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 郭伟峻;基于FPGA和DSP的实时人眼检测系统设计[D];大连理工大学;2010年
3 尹龙;基于FPGA的实时缺陷检测方法研究[D];华东理工大学;2011年
4 王伟鹏;双波段红外图像融合系统的设计及实现[D];中北大学;2011年
5 陶嫄;非制冷热成像中OLED显示驱动技术研究[D];南京理工大学;2011年
6 王延海;哈特曼探测器实时信号处理技术研究[D];长春理工大学;2011年
7 魏吉星;多格式视频信号源的设计与实现[D];南京航空航天大学;2010年
8 王永欣;基于LAN的图像采集处理卡研制[D];哈尔滨工业大学;2011年
9 陈锐;基于星敏感器的星图识别方法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
10 范培培;基于FPGA的图像处理方法研究与实现[D];河北工业大学;2011年
【二级参考文献】
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1 杨卫平,沈振康;红外图像序列小目标检测预处理技术[J];红外与激光工程;1998年01期
【相似文献】
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1 王应军;杨国胜;范秋凤;马晓燕;;DSP+FPGA的实时图像处理硬件系统设计[J];河南大学学报(自然科学版);2006年01期
2 胡元刚;;直方图均衡增强算法在实时图像处理中的实现[J];液晶与显示;2009年06期
3 邹斌;周勇;王峰;;多功能数字摄像系统的设计[J];兵工自动化;2006年04期
4 张荣奎;徐火生;王珩;;一种图像处理算法FPGA开发平台的系统设计[J];舰船电子工程;2008年08期
5 阎世梁;;基于FPGA和双DSP的实时图像处理器设计[J];微计算机信息;2008年11期
6 万海军;何东健;徐尚中;;基于FPGA的图像中值滤波算法硬件实现[J];微计算机信息;2008年21期
7 朱耀东;;一种卷积滤波器大容量延迟线实现新方法[J];计算机工程;2006年15期
8 朱磊;张贵清;张天序;;一种新型2-D模板卷积结构的FPGA实现[J];微计算机信息;2007年08期
9 江洁;邓珏琼;张广军;周富强;;光条纹中心的实时快速提取[J];光学技术;2008年02期
10 崔中华;熊继军;沈三民;;基于LVDS技术的实时图像测试装置的设计[J];电子技术应用;2010年04期
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1 侯金华;;基于FPGA的SOC系统可靠性设计[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
2 张健;孙辉先;陈晓敏;安军社;;反熔丝FPGA的可靠性设计措施[A];第二十三届全国空间探测学术交流会论文摘要集[C];2010年
3 ;Design and Research of Video Fire Detection System Based on FPGA[A];Proceedings of the 2011 Chinese Control and Decision Conference(CCDC)[C];2011年
4 董雪;费建军;白娇杨;;基于FPGA的智能火灾报警系统的设计与研究[A];天津市电视技术研究会2012年年会论文集[C];2012年
5 肖松;李跃华;张金林;;基于FPGA局部动态可重构的抗SEU容错系统研究[A];教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会第二十届学术年会会议论文集(下册)[C];2010年
6 王玮;钱伟康;应怀樵;;基于FPGA的PXI高速数据采集系统硬件设计[A];现代振动与噪声技术(第九卷)[C];2011年
7 钱伟康;梁利娟;王丽丽;;一种基于FPGA的CAN总线船舶监控系统[A];全国第三届信号和智能信息处理与应用学术交流会专刊[C];2009年
8 杨学友;叶振忠;刘常杰;李博文;;一种高速智能化视觉传感器设计[A];第三次全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2002年
9 鲁艳;雷维嘉;谢显中;;基于Avalon接口的交织编码技术的FPGA实现[A];2010年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2010年
10 许超;肖铁;施柏鑫;;基于FPGA的电子内窥镜视频处理系统[A];全国第二届信号处理与应用学术会议专刊[C];2008年
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1 海英;赛灵思发布新型FPGA芯片方案[N];人民邮电;2009年
2 ;实现FPGA产品差异化[N];中国电子报;2011年
3 ;FPGA为消费电子提供安全保证[N];中国电子报;2011年
4 本报记者 赵艳秋 冯晓伟 冯健;FPGA:市场应用广 门槛需降低[N];中国电子报;2009年
5 本报记者 冯晓伟;FPGA格局难改 新兴企业胜算几何?[N];中国电子报;2009年
6 ;异步架构FPGA实现业界最高速度[N];中国电子报;2009年
7 ;突破功耗和成本限制设计中国需要的FPGA[N];中国电子报;2009年
8 ;通信仍是FPGA最大市场[N];中国电子报;2009年
9 本报记者 梁红兵;赛灵思:降低FPGA应用门槛[N];中国电子报;2010年
10 华北光电技术研究所 刘刚;FPGA+DSP升级热像设计[N];中国电子报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张承畅;多FPGA系统的关键问题及应用研究[D];重庆大学;2011年
2 李鹏;基于元构件的FPGA硬件构件设计技术研究[D];解放军信息工程大学;2011年
3 余慧;时分交换的新型FPGA互连结构研究[D];复旦大学;2011年
4 谢丁;FPGA互连结构评估系统研究与实现[D];复旦大学;2011年
5 王忠明;SRAM型FPGA的单粒子效应评估技术研究[D];清华大学;2011年
6 廖永波;SOC软硬件协同方法及其在FPGA芯片测试中的应用研究[D];电子科技大学;2010年
7 唐玉兰;伪布尔可满足性算法及其在FPGA布线中的研究应用[D];江南大学;2010年
8 邬贵明;FPGA矩阵计算并行算法与结构[D];国防科学技术大学;2011年
9 薛晓勇;新型存储器在FPGA中应用的关键技术研究[D];复旦大学;2011年
10 隋文涛;FPGA布局算法研究[D];清华大学;2011年
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1 姜勇;基于FPGA的实时图像处理系统的研究[D];长春理工大学;2002年
2 郭浩;基于FPGA的实时2D转3D系统研究[D];华中师范大学;2012年
3 周志娟;相移波束形成的FPGA实现[D];哈尔滨工程大学;2011年
4 许冲;激光脉冲定距算法研究与FPGA实现[D];哈尔滨工业大学;2011年
5 叶忠彬;基于FPGA的数字频率合成系统的设计与实现[D];电子科技大学;2011年
6 许峥;基于ARM与FPGA的嵌入式实时图像处理平台[D];苏州大学;2012年
7 刘岩俊;基于FPGA的实时图像控制系统的研究与设计[D];吉林大学;2004年
8 彭涵阳;无串扰超声测距系统的激励方法及基于FPGA的设计与实现[D];天津大学;2010年
9 杜国女;基于FPGA的音乐景观灯的设计与实现[D];兰州交通大学;2011年
10 隆志远;基于FPGA和光电耦合的旋转机械非接触双向信号传输系统[D];南京航空航天大学;2010年
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