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《国防科学技术大学》 2004年
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图像采集与预处理系统的设计与实现

娄景艺  
【摘要】:本论文以可见光制导信息处理机的研制要求为背景,围绕可见光图像的采集、滚动的校正、图像滤波及门限分割等处理,以及HDLC数据通信协议展开研究,采用FPGA技术设计并实现图像了的采集及预处理系统。 本论文首先介绍了该图像采集与预处理系统的总体结构,提出了本论文的研究目标:利用FPGA集成度高、速度快的特点,在图像输入的同时,基于FPGA实现图像的采集与预处理操作,为后续信息处理机快速提取与跟踪目标打下基础。 本论文的图像采集部分介绍了视频图像、I~2C总线和采样芯片的工作原理,以及FPGA的原理与开发流程,并在此基础上,重点对图像采集模块基于FPGA的设计和实现展开研究,利用FPGA模拟I~2C总线控制器,设计并实现了图像采集控制器。 图像预处理部分的预处理操作包括图像的提取、滚动校正、高通滤波、图像门限分割等处理。数字图像滚动校正是本论文的重点之一,本论文首先分析了滚动形成和校正的原理,接下来结合图像提取操作重点阐述了基于FPGA的滚动校正的设计与实现。滚动校正模块的核心是三角函数计算器,本论文选用级数展开法,结合Booth编码、华莱士加法树、以及跳跃进位全加器等经典的硬件电路结构来实现快速三角函数运算器,以保证滚动校正模块的实时性。 图像的高通滤波、自适应门限分割是本论文的另一重点。在数字图像处理领域,图像滤波和分割技术已经相当成熟,但其算法一般都较复杂而不适用于硬件实现,如何将这些算法移植到FPGA上,是本论文第三章第2节研究的重点内容。论文分别介绍了图像滤波和图像分割的原理,并在此基础上重点阐述了其基于FPGA的设计与实现。值得一提的是,论文对常规的图像分割算法做了部分改进,大大提高了图像分割的速度,确保了图像分割模块的实时性。 最后,本论文针对可见光成像制导信息处理机与该预处理系统之间的数据通信问题,基于HDLC协议,设计并实现了模块间的串行通信接口,完成了系统调试。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TN911.73

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 苏影妹;基于小波变换的炉膛火焰图像处理技术研究[D];华北电力大学;2011年
2 何斌;红外成像制导的FPGA数据预处理技术研究[D];国防科学技术大学;2005年
3 张建荣;基于SOPC的图像采集和处理系统的设计与研究[D];江西理工大学;2008年
【参考文献】
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1 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
2 姜勇,刘广文,赵丹培,冯涛;基于FPGA的图像增强以及滤波技术[J];长春理工大学学报;2002年04期
3 李博文,杨学友,李慧娟;VHDL在高速图像采集系统中的应用设计[J];单片机与嵌入式系统应用;2003年01期
4 王鲁平,李飚;基于EPLD技术的多路视频监视系统[J];电视技术;2001年04期
5 王鲁平,李飚,沈振康;TMS320C80在全电视信号产生中的应用[J];电视技术;2001年06期
6 谭雪琴,蒋立平,姜萍;基于FPGA的正弦函数计算器的设计与实现[J];电子工程师;2004年04期
7 刘德良 ,姚春莲 ,李炜 ,葛宝珊 ,刁修民;多分辨率图像实时采集系统的FPGA逻辑设计[J];电子技术应用;2003年03期
8 余小游,孙广富,卢焕章;数字图像预处理技术及其硬件实现[J];电子技术应用;1997年11期
9 陆园琳,乔庐峰,王志功;多通道高速HDLC处理器的设计与实现[J];电子学报;2003年11期
10 马茜,张覃平;基于FPGA设计的图象的快速目标提取[J];光电工程;1999年S1期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王琨强,卞蓉辉,薛冰;基于PCI总线的高速可重构PCM帧同步器的实现[J];安徽电力职工大学学报;2002年01期
2 延明;;基于FPGA的视频监控系统的防抖动研究[J];安防科技;2007年09期
3 潘冉冉;;无线数字家庭安防系统设计研究[J];安防科技;2009年06期
4 何玉东;刘涛;;基于FPGA的离散傅立叶变换[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2006年02期
5 张根耀,李竹林,赵宗涛;遮挡情况下运动目标的跟踪[J];安徽大学学报(自然科学版);2003年03期
6 周猛;李钢;;图像处理中一种高效消除噪声的算法研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2006年02期
7 张跃文;袁大伟;;一种基于DM642的电子图像稳定系统[J];鞍山科技大学学报;2007年04期
8 孙亮;桂林;;基于DSP的视频图像采集系统设计[J];安徽水利水电职业技术学院学报;2012年01期
9 柴震海;秦琴;施海燕;王汝笠;;一种适合于光电联合变换相关器的相关算法[J];半导体光电;2006年05期
10 陈志鑫;PSPICE和VHDL在电路仿真中的结合使用[J];半导体技术;2001年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郭春;罗鹏飞;;一种基于小波变换的目标跟踪算法研究[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
2 陈华明;孙广富;卢焕章;常青;;可重构处理技术及其在红外图像弱小运动目标检测中的应用[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
3 傅志中;刘镰斧;李在铭;;M-G分布模型与点目标自适应检测算法[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
4 夏平;向学军;吉培荣;;基于多尺度小波分析的嵌入式系统二维数字信息压缩编码研究[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
5 徐元;;数字图像傅立叶变换[A];重庆工程图学学会第五次会员代表大会暨学术研讨交流大会论文集[C];2005年
6 郭彩立;刘星;向泽君;;Matlab/VC混合编程实现图像处理[A];重庆市测绘学会第三届优秀论文评选获奖论文暨2005-2006年度学术交流会论文选编[C];2008年
7 陈智勇;;“计算机组成原理”课程中高速除法知识的探讨[A];中国电子教育学会高教分会2010年论文集[C];2010年
8 刘柏森;刘美佳;孙鹤楠;;基于提升小波变换的改进SPIHT算法[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(下册)[C];2008年
9 王卓;王祖林;;基于DSP与FPGA协同处理的视频压缩与传输系统硬件设计[A];全国第一届嵌入式技术联合学术会议论文集[C];2006年
10 孙实泽;张学森;杜春鹏;;基于FPGA可变FIR滤波器组设计及实现[A];全国第一届嵌入式技术联合学术会议论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙贤斌;三维信息获取技术中定标与图形包含问题的研究[D];华中科技大学;2010年
2 张阳;仿人眼的结构原理和关键视觉技术研究[D];浙江大学;2011年
3 刘义;对抗条件下被动雷达制导技术及效能评估方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
4 冯智慧;基于高阶统计量理论的地震层位自动拾取与油气检测技术研究[D];吉林大学;2011年
5 张跃飞;车载摄像机数字稳像技术研究[D];电子科技大学;2011年
6 李凡;复杂背景抑制及弱小目标检测算法研究[D];西安电子科技大学;2010年
7 刘勍;基于脉冲耦合神经网络的图像处理若干问题研究[D];西安电子科技大学;2011年
8 朱嘉;基于视觉与触觉集成传感的多坐标组合测量系统的研究[D];天津大学;2010年
9 邓集杰;支票印鉴快速检测方法中的关键技术研究[D];天津大学;2010年
10 郭春华;基于图像分析的跨座式单轨交通PC轨道梁面裂纹检测研究[D];重庆大学;2011年
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1 吕琛;基于FPGA的数字音频编解码系统的研究[D];安徽工程大学;2010年
2 饶吉来;基于图像处理的型面联接件检测技术研究[D];河南理工大学;2010年
3 覃霖;基于FPGA的自适应FIR滤波器的实现[D];中国工程物理研究院;2009年
4 张博;高动态卫星定位接收机扩频信号同步技术研究[D];中国工程物理研究院;2009年
5 李瑞波;图像阴影的检测与去除算法研究[D];山东科技大学;2010年
6 马莉;车牌识别系统中的车牌定位和分割算法研究和实现[D];山东科技大学;2010年
7 姜涛;数字视频在多光轴动态同步检测中的应用[D];长春理工大学;2010年
8 于金淼;车载图像采集与处理系统的研究[D];长春理工大学;2010年
9 刘文昊;基于模糊聚类和纹版辅助的织物疵点检测算法研究[D];浙江理工大学;2010年
10 宋晓玥;基于TDPCA与SPIHT的高光谱压缩和降维算法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐宁仪,周祖成;Avalon总线与SOPC系统架构实例[J];半导体技术;2003年02期
2 田岩岩;齐国清;;基于小波变换模极大值的边缘检测方法[J];大连海事大学学报;2007年01期
3 韩泽耀,韩雁,郑为民;一种高速实时定点FFT处理器的设计[J];电路与系统学报;2002年01期
4 李博文,杨学友,李慧娟;VHDL在高速图像采集系统中的应用设计[J];单片机与嵌入式系统应用;2003年01期
5 陆绍强;FPGA将逐渐取代ASIC和ASSP[J];电子产品世界;2000年09期
6 程正桦;CCD与CMOS传感器技术与应用[J];电子产品世界;2003年08期
7 植强;一种基于FPGA的FFT阵列处理器[J];电子对抗技术;2002年06期
8 孙志坚 ,刘学梅 ,黄建喜 ,肖欣;用FPGA实现SAR实时信号处理的进一步研究[J];电子技术应用;2005年02期
9 张连明,霍迎辉;嵌入式系统的设计与开发[J];国外电子元器件;2004年01期
10 陈雄群,吴常泳,李范鸣;基于VME总线的红外图像预处理技术研究[J];红外;2001年08期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 傅平;适用小型化红外热像仪的图像处理技术研究[D];电子科技大学;2000年
2 王立;先进红外成像制导技术研究[D];西北工业大学;2001年
3 胡敏露;红外图像的实时处理和数据传输技术研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
4 孙翠娟;复杂背景条件下的红外运动小目标检测技术研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
5 涂晓昱;基于DSP的通用实时图像处理系统设计与研究[D];浙江大学;2004年
6 柳祥乐;基于小波的图像压缩和边缘检测研究[D];南京理工大学;2004年
7 康涛;基于图像处理的检测系统的研究与设计[D];西安科技大学;2005年
8 申华;基于Windows环境下视频捕获技术的研究及应用[D];大连海事大学;2005年
9 马强;小波分析与图像处理系统的应用研究[D];哈尔滨理工大学;2005年
10 李继军;小波分析及其在信号、图像降噪中的应用研究[D];西安电子科技大学;2006年
【二级引证文献】
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1 罗小巧;姜龙;瞿少成;杨希;;基于视频的停车场车位监控算法研究[J];电子测量技术;2012年02期
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1 汪泉;有机玻璃方管内瓦斯爆燃火焰传播特性研究[D];中国科学技术大学;2013年
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1 刘静;基于嵌入式的车牌识别系统[D];云南大学;2011年
2 宋晓甲;基于嵌入式图像采集处理的QR码识别系统的研究[D];天津大学;2010年
3 匡炎;基于FPGA和DSP的图像采集处理系统的研究与实现[D];华南理工大学;2010年
4 王龙飞;基于FPGA的视频采集系统设计[D];西安工业大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭继昌,向晖,滕建辅,李香萍;基于FPGA的FIR滤波器的实现[J];电子技术应用;2000年05期
2 沙吉乐,曲兴华,关红彦,杨学友;基于FPGA技术的新型高速图像采集[J];电子技术应用;2000年09期
3 潘志扬,潘俊民;基于双内存的图形采集卡的设计[J];电子技术应用;2000年11期
4 熊辉,沈振康,魏急波,李吉成;低信噪比运动红外点目标的检测[J];电子学报;1999年12期
5 彭嘉雄,周文琳;红外背景抑制与小目标分割检测[J];电子学报;1999年12期
6 周卫祥,孙德宝,彭嘉雄;红外图像序列运动小目标检测的预处理算法研究[J];国防科技大学学报;1999年05期
7 沈宏海,刘晶红,贾平,刘洵,李兴华;摄像稳定技术[J];光学精密工程;2001年02期
8 朱红,赵亦工;基于背景自适应预测的红外弱小运动目标检测[J];红外与毫米波学报;1999年04期
9 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
10 吴巍,彭嘉雄,叶斌;一种云层背景抑制与小目标检测方法[J];华中科技大学学报;2001年11期
【相似文献】
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1 任国强,吴钦章,冉义贵,姚俊;基于嵌入式系统的高速CCD图像采集[J];光电工程;2004年12期
2 邱尚斌,秦新锋,李刚;基于TMS320C6201图像采集和处理系统的硬件实现[J];光电技术应用;2005年01期
3 王向军 ,张敏 ,邓晓蓓 ,刘冀;非接触式虹膜图像获取系统的设计[J];光电工程;2005年06期
4 陈帅,钟先信,李晓毅,邵小良;嵌入式图像采集传输系统的多进程控制[J];工业仪表与自动化装置;2005年04期
5 景宏磊;;嵌入式图像处理与接口设计研究[J];通化师范学院学报;2008年10期
6 刘兵群;;基于Microsoft Office的金相图像采集、处理与分析[J];邢台职业技术学院学报;2009年01期
7 左宗鹏;吕虹;徐婉婷;;基于DSP嵌入式车牌识别系统的设计与实现[J];工业控制计算机;2010年02期
8 宋利利;;基于嵌入式系统的图像采集和预处理装置设计[J];哈尔滨理工大学学报;2010年03期
9 谢渊;陶宇;郭文成;;基于ARM的图像采集与图像处理在太阳光跟踪系统中的实际应用[J];科技广场;2010年09期
10 李静;郝卫东;朱剑芳;;基于Linux的嵌入式视觉系统[J];计算机系统应用;2011年03期
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1 张连山;吴忻生;袁鹏;胡兴刚;;基于视觉的PCB板打孔机运动控制系统的设计与实现[A];2008年中国高校通信类院系学术研讨会论文集(上册)[C];2009年
2 邸丹;王忆勤;李福凤;钱鹏;;中医面色图像采集平台设计方案[A];中华中医药学会第九次中医诊断学术会议论文集[C];2008年
3 杨伟钧;戴青云;曹江中;李亚;;基于高速图像采集的指纹识别系统设计[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年
4 裴雅鹏;黄晓蓉;;用于一等量块检定的柯氏干涉仪改造[A];高精度几何量光电测量与校准技术研讨会论文集[C];2008年
5 孙红霞;王明时;王学民;;USB 2.0在红外图像采集中的应用[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年
6 梁秀玲;;船载现场赤潮生物流式图像监测系统的光路总体设计[A];中国遗传学会第十届全国激光生物学学术会议论文摘要集[C];2009年
7 程晨;高隽;张旭东;;基于旋转对称激光三角传感器的图像采集平台[A];中国仪器仪表学会第十一届青年学术会议论文集[C];2009年
8 林晓燕;刘文耀;陈晓冬;曹茂永;;杨树病害孢子的图像识别技术研究[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年
9 袁鹏;胡跃明;吴忻生;戚其丰;刘海明;杜娟;;半导体后工序生产设备的视觉检测与控制系统设计[A];第二十二届中国控制会议论文集(下)[C];2003年
10 胡金麟;;用于微血管医学研究的图像采集处理技术的最新进展[A];中国微循环学会第五届中国微循环学术大会论文摘要汇编[C];2004年
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1 记者 冯海波 通讯员 华轩;华工4项优秀专利获广东省专利奖[N];广东科技报;2011年
2 罗安宇;我市500家网吧将装报警系统[N];贵阳日报;2007年
3 陈蕾;康耐视VisionPro软件 提供更多图像采集选择[N];中国包装报;2009年
4 记者 李久标 通讯员 武建林;晋中242万亩森林实现远程监控[N];山西日报;2007年
5 刘玉兵 吴晓桦;我州积极推进第三次全国文物普查工作[N];甘孜日报(汉文);2009年
6 广部;致力于推进档案信息化建设[N];中国档案报;2005年
7 田捷 苏琪 谢卫华 杨鑫;脱离PC AFIS拓宽用武之地[N];计算机世界;2006年
8 马文海;十运会安全保卫图像保障工作带来的启示[N];人民公安报;2005年
9 高黎明;可视化固井指挥系统获省二等奖[N];中国石油报;2007年
10 石中生通讯员 翟晓东;山西运政联网移动稽查系统扩大试点范围[N];中国交通报;2007年
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1 鲁琴;无线多媒体传感器网络多节点协同图像采集与压缩技术研究[D];国防科学技术大学;2009年
2 毕云峰;面向水下原位探测的光谱图像采集与数据处理[D];中国海洋大学;2013年
3 王震洲;低压电器开关电弧运动机理及仿真研究[D];华北电力大学(河北);2009年
4 尚会超;印刷图像在线检测的算法研究与系统实现[D];华中科技大学;2006年
5 李伟;高分辨率X射线数字化成像技术研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2009年
6 肖忠;战场装甲侦察系统的研制[D];电子科技大学;2000年
7 程耀瑜;工业射线实时成像检测技术研究及高性能数字成像系统研制[D];南京理工大学;2003年
8 刘立波;基于图像的水稻叶部病害诊断技术研究[D];中国农业科学院;2010年
9 刘团结;航空多光谱数字相机系统关键技术及应用研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2002年
10 高鹏;结肠微型机器人关键技术及实验研究[D];上海交通大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 廖良斌;基于DSP和USB的图像采集系统的研究[D];武汉理工大学;2005年
2 杨辉林;生物识别技术在装备库房安全中的应用研究[D];国防科学技术大学;2003年
3 郑敏东;彩色印品显微网点图像采集与分色系统研究[D];西安理工大学;2005年
4 张昱;纸币号码图像识别方法研究[D];沈阳工业大学;2005年
5 李深远;基于DSP的无线图像监控系统的研究[D];浙江大学;2005年
6 娄景艺;图像采集与预处理系统的设计与实现[D];国防科学技术大学;2004年
7 高阳;基于机器视觉的嵌入式抄表终端的研究[D];武汉理工大学;2006年
8 罗辑;基于数字图像处理技术的火焰生长速率的测试[D];西安电子科技大学;2007年
9 邹勇;基于DSP的红外图像采集系统的设计[D];武汉理工大学;2007年
10 李飞;零件质量自动检测系统的研究[D];华中科技大学;2006年
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