“京师一号”极地小卫星宽幅影像辐射校正方法研究

“京师一号”小卫星是中国自主研制的首颗民用极地光学卫星,搭载有中高分辨率的多光谱宽幅相机,兼顾重访周期和空间分辨率,具有高覆盖、中高分辨率的优势,对极地变化监测研究具有重大意义;但其0级数据的条带噪声掩盖图像的地物特征,无法反映地物的真实辐射特性,严重影响了数据应用.为此,本文提出了一种基于统计学原理,针对宽幅影像去除条带的方法.实验结果表明,相较于原始数据,该方法较能稳健地去除数据中的条带噪声,还原地表真实辐射信息,提升了“京师一号”宽幅相机多光谱数据的应用价值.

基于平面镜的相机-显示器快速标定方法

针对基于计算视觉的镜面物体测量中相机和显示器的位置参数标定问题,提出了一种基于平面镜的快速标定方法。该方法使用显示器投射标定模板直接作为标定物,由相机通过平面镜的反射获得标定模板的图像,然后进行相机标定,可同时获得相机的内部参数及标定模板虚像在相机坐标系下的位置参数,最后根据平面镜成像的原理计算标定模板即显示器的实际位置。在标定过程中,平面镜可自由移动,而无需知道平面镜的具体位置参数。实验结果表明,该方法简单快速,同时具有较高的标定精度,满足实际测量需求。

空间相机图像复原的实时处理

提出了一种基于有效提取点扩散函数(PSF)的图像实时复原方法来提高空间相机成像性能。从典型的图像复原原理出发,分析了实时复原的关键问题。将PSF与典型的线性复原滤波方法相结合计算出实时复原的反卷积算子,通过空间域卷积计算的方式进行实时复原,并以现场可编程门阵列(FPGA)为核心器件设计了具备图像实时复原计算性能的硬件系统。利用上述设计在硬件平台上对空间相机的遥感图像数据进行了实验验证,并与经典图像复原方法的效果进行了对比。结果显示,采用该平台对单片CCD像元数为12 000的空间相机图像进行复原后,灰度平均梯度由3.788 7提升到8.229 6,拉普拉斯和由15.456 7提升到43.907 5,达到了经典图像复原的性能。在模板尺寸为19pixel×19pixel时,实时复原处理延时为1.9ms,复原后的相机调制传递函数在Nyqyist频率处从0.1提高到0.23,有效地提高了空间相机系统的成像性能。

基于视觉映射的三维相机信息可视化改善方法

针对TOF相机三维信息可视化中的突变、拉伸、毛刺等的问题,提出了一种基于仿人视觉映射的TOF相机三维数据信息可视化效果改善处理方法。方法首先研究分析了TOF三维相机和人类视觉系统感知原理,探寻突变、拉伸和毛刺现象的原因。在此基础上,提出了将TOF三维信息的锥形区域显示映射为人类视觉系统平行光模式的视觉映射模型,通过该映射处理达到逼近人类视觉的效果。该算法对多个不同场景进行了实验验证分析,结果表明该方法有效解决了三维显示中的变形和异常问题,有效改善了三维视觉可视化效果,并保持了三维目标的良好空间连续性。

基于FPGA的图像采集与VGA显示系统

针对传统的PCI图像采集卡的弊端,利用Altera公司的DE2开发平台,设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)的图像采集与VGA显示系统。该系统以嵌入了NiosⅡ软核的可编程逻辑芯片FPGA作为控制器,以图像传感器、数字存储器、视频D/A转换器、VGA显示接口等作为FPGA外设,利用可编程片上系统(SOPC)技术实现对FPGA及其外设的编程与控制,最终实现对实时图像的采集、处理与显示。设计结果表明,利用SOPC技术实现的电子系统具有设计方法灵活高效、可移植性强、易于实现高速数据采集、通用性好等优势。

灰度图像边缘检测中的形态学方法

介绍了用形态学进行灰度图像边缘检测的算法 ,分析了其几何意义 ;用计算机实现了形态学方法对灰度图像的边缘检测 ,并与用传统的 L aplace算子、Sobel算子进行边缘检测的结果进行了比较。

基于STM32和OV7670的图像采集与显示系统设计

针对传统图像采集与显示方案存在成本高、便携性差等问题,设计了一种基于STM32和OV7670的图像采集与显示系统。以STM32F103ZET6微控制器为主控单元,采用串行摄像机控制总线(SCCB)控制OV7670图像传感器输出RGB565,QVGA的图像数据,同时实时显示在TFT LCD上,并将图像以BMP格式保存在SD卡中。实验结果表明:得到的图像清晰流畅,且该系统具有低成本、低功耗、小体积等优点,可满足图像处理与识别的需要。

一种实现高速异步FIFO的FPGA方法

在跨时钟域传递数据的系统中,常采用异步FIFO(FirstInFirstOut,先进先出队列)口来缓冲传输的数据,以克服亚稳态产生的错误,保证数据的正确传输。但由于常规异步FIFO模块中的RAM存储器读写寻址指针常采用格雷码计数器以及"空满"控制逻辑的存在,将使通过这两个模块的信号通路延时对整个模块的工作频率造成制约。提出了一种在FPGA内实现高速异步FI-FO的方法,该方法针对不可能产生满信号的高频系统,通过省略"满"信号产生模块和多余的存储器位深来简化常规的FIFO模块,而只保留"空"信号产生模块。仿真和综合设计结果表明,整个模块的工作频率得到一定提高。

一种适用于星敏感器的星点提取方法

介绍了一种用于星敏感器数字图像处理系统的星点提取方法:首先简要介绍了基于DSP TMS320F206和CPLD 1048C的电路设计,然后主要介绍了DSP对数字图像进行阈值分割、连通性分析和内插细分定位处理并最终得到星点的坐标信息。同时,还提出了一种改进的连通性分析算法。最后,在完成星敏感器样机的设计后进行了试验,试验结果表明,改进后的连通性分析算法能够提高图像处理的效率,同时也表明本文采用的星点提取方法具有较高的精度。

星载高速图像数据压缩原理样机的研制

针对星上高速遥感数据实时压缩要求，选用多模式自适应量化压缩算法，设计了同步并行阵列与流水线相结合的压缩系统体系结构，并以可编程序门阵列物理实现．采用四路压缩系统并行的阵列结构，研制成功高速数据压缩原理样机，数据处理速度大于１０００ Ｍｂｉｔ／ｓ，恢复图像平均峰值信噪比大于４０ｄＢ．

点结构光动态姿态角测量系统

设计出一个基于机器视觉中点结构光测量原理和以CMOS图像传感器局部感兴趣窗口(ROI)功能为基础的动态姿态角测量系统。介绍了系统测量原理、系统总体设计、以及软硬件算法的设计及实现。该系统硬件平台包括点结构光光源和姿态敏感器,实现了CMOS图像传感器的ROI功能,大大减少了图像数据量,提高了帧频。同时,采用FPGA实现了并行流水的图像预处理。基于序贯四连通域算法和一阶矩计算的实时光斑质心定位,将硬件处理结果实时传输给软件算法进行数据再处理,减少了软硬件平台间交互的数据量,提高了系统测量速度。软件平台实现了系统的标定和测试,并给出了结果。实验结果表明:该测量系统测量范围大,测角速度快,较好地实现了非接触式的动态测量。

大面阵CCD图像实时显示系统中的SDRAM控制器设计

在分析了同步动态随机存储器(SDRAM)的存储原理之后,针对大面阵CCD图像实时显示系统中的数据缓存问题,应用参数化设计思想,采用VHDL硬件描述语言在Xilinx公司的ISE开发环境下设计了一种较为通用的、接口简单的SDRAM控制器,并成功运用在大面阵CCD图像实时显示系统中,很好地完成了图像的存取任务。

一种伪粒子滤波的多目标跟踪方法

针对经典粒子滤波方法进行多目标跟踪的发散问题,基于经典粒子滤波原理和聚类算法,提出一种伪粒子滤波方法.通过对经典粒子滤波重要性重采样结果进行聚类分析,获得相应目标的粒子子群集合以及相应的不动点.并证明了选取近于目标区域大小的聚类核函数带宽,聚类不动点即逼近目标的最大后验概率分布.通过数据关联确定多目标的最终状态.实验结果表明,该算法解决了经典理论的发散问题,可以完成实时多目标跟踪,且具有鲁棒性能和一定的生物视觉仿生功能.

DSP视频存储关键技术研究及实现

通过高级技术附加装置(ATA)存储接口扩展和文件系统算法研究,以TMS320DM642为实验平台,高效地实现了一种将DSP视频压缩码流实时存储为FAT32文件系统的大容量存储方法,解决了DSP系统在存储领域的兼容性等问题。

高分辨率图像采集与压缩系统的设计实现

介绍了一种高分辨率航空数码相机中的图像采集与压缩系统,重点描述了基于TI的TMS320C6205DSP的图像压缩系统的软、硬件设计,以及结合FPGA器件,进行数据采集的原理和特点。

星点识别算法中背景阈值的确定方法

数字星空图像是星敏感器加工处理的对象,其特点与目标和目标所在星空区域、图像传感器的光谱响应特性,以及捕获图像时的工作条件等有关。选择合适的背景阈值,是正确识别星点的基础。在分析总结数字星空图像基本特点的基础上,根据数理统计和误差分析理论,提出一种背景阈值确定方法,又根据星敏感器光电探测过程中的物理模型,提出因果关系法确定背景阈值的技术路线。依据特定方案星敏感器的试验结果表明,采用因果关系法确定的背景阈值,能很好地将数字星空图像中的背景和星点区分开来,确保了系统对目标星点的正确识别,并且具有更好的实时性。

路径识别和图像处理的CPLD实现

通过对传统智能车竞赛过程中道路信息采集模块的分析,提出了一种基于边缘检测原理来提取黑线的中心点和其他赛道信息的方法。该方法采用CPLD来处理CMOS数字摄像头拍摄到的黑白赛道信息,并将处理后的结果发送给CPU。最终得到的黑线中心点精度高、实时性好;且使得CPU将更多的资源放在复杂的控制算法和舵机控制上,有利于赛车速度的提高。

面向星载应用的图像压缩专用芯片研制

以高数据吞吐量和低系统结构复杂性为优化目标 ,根据图像传感器输出特点 ,综合应用双缓存、数据流驱动、并行处理与流水线设计、同步电路设计等多项关键技术 ,设计了具有数据处理速度和超大规模集成电路VLSI(VeryLargeScaleIntegrated)结构复杂性最佳匹配的空间域重采样压缩算法VLSI结构 ,该结构的压缩性能仅与图像宽度相关 ,与图像传感器输出时序无关 ,既可以采用外部时钟 ,又可使用与图像传感器相同的时钟源 ,在这 2种情况下 ,都能够保证在无限长时间内 ,在连续工作状态下 ,每个时钟周期实时处理一个图像数据 .实践证明 ,基于该VLSI结构的压缩专用芯片 ,处理速度快 ,功耗低 。

基于DSP嵌入式实时图像处理系统的设计与实现

设计一个基于通用高速数字处理器TMS320C6416的视频图像信号实时处理系统,硬件电路以DSP为核心,主要包括视频信号采集电路、视频信号转换电路、单片机控制电路及逻辑控制电路等部分;软件设计包括对采集模块的设置与启动、中断的响应、采集与处理后的图像数据在存储器之间的搬移及对数据进行实时处理等部分。在所构建的图像处理系统上验证了边缘检测算法并给出了实验结果。

基于FPGA的高速图像传输系统设计（英文）

提出一种多相机的高速图像传输方法,以克服目前采用LVDS方式进行长距离图像传输技术存在的所需线缆数量大、同时需要进行数据中继、系统的复杂度高的缺陷。系统采用FPGA为主控制器,将接收到的高速相机发出的LVDS格式图像数据转换成TTL信号,并分别输入到指定的存储区中。将相应存储区中的图像数据进行打包处理,送入RocketI O中转换为高速串行数据后,利用光纤进行远距离传输。实验表明,该方法在1.6 Gbps的传输速率下,传输数据量为32 Gbit时,误码数为零,且系统设计简单、性能优良,具有较强的可扩展性。