基于FPGA的Bayer格式彩色图像恢复系统研究

利用快速发展的FPGA技术,在数码摄影系统前端对Bayer格式图像进行实时彩色图像复原.对比了几种插值算法,并结合PSNR选取最佳插值算法.本系统中使用的改进Bayer插值算法,仅用到加法和移位算法,所以硬件实现起来非常容易,同时也提高了系统的实时性.FPGA作为主控芯片,结构简单,可编程性强,使整个系统具有较大的灵活性.

Bayer图像的无损压缩算法及其硬件实现

Bayer格式是目前应用最广的图像传感器数据输出格式,在数码相机成像端直接对Bayer图像进行无损压缩可以显著降低后续处理芯片的内存消耗。主流图像压缩标准复杂度较高,并且对Bayer图像压缩性能一般,故此提出了一种适合于FPGA实现的无损编码方案。该方案将图像分割成的若干个子块作为编码单元,使用多种预测模式降低图像信息在空间上的冗余性。同时提出一种改进的自适应Huffman编码算法,根据已编码图像块中的预测残差信息动态调整Huffman树,降低了计算复杂度。测试结果表明,该方案在满足实时性的条件下以更少的资源消耗达到了主流无损压缩方案的压缩性能。

用于无线内窥镜系统的高效、低复杂度的准无损和无损压缩算法

为了降低无线内窥镜系统中无线通信的带宽以及无线发射的功耗,该文提出了一种高效、低复杂度的基于类似BAYER彩色图像阵列的数字图像无损和准无损压缩/解压缩算法。通过对标准图像库中的7幅图像进行压缩的结果表明,该文提出的压缩算法比常规先插值后压缩的算法以及先压缩后插值的算法均具有更高的压缩性能和更低的复杂度;可实现对指定ROI区域实现无损压缩,其它区域实现准无损压缩。算法对无线内窥镜图像进行压缩时,可以获得平均图像压缩码率2.18bit/pixel,且PSNR大于47.57dB。

利用粉煤灰、拜耳法赤泥制备贝利特硫铝酸盐水泥

以粉煤灰、拜耳法赤泥为原料制备贝利特硫铝酸盐水泥,研究赤泥掺入及掺入量变化对水泥熟料烧结温度、工作性能、力学性能的影响,借助XRD分析熟料的矿物组成及各矿物含量。结果表明:利用粉煤灰、拜耳法赤泥能制备出各项性能合格的贝利特硫铝酸盐水泥。赤泥的掺入能降低熟料的烧成温度,一定量赤泥的掺入能促进C4A3S矿物的形成,提高水泥的抗压强度。当掺入量超过8%(质量分数)时,会引起强度的下降。赤泥掺量为4%时,所制水泥的28 d抗压强度达到48.9 MPa。

基于FPGA和CMOS传感器的三维高清实时视频系统

利用现场可编程门阵列(FPGA)高速和并行处理的特点,结合高清CMOS图像传感器,设计基于FPGA的三维高清实时视频处理系统,分析CMOS图像传感器的配置方法以及两路CMOS图像数据的输出处理和图像数据的Bayer格式转换算法.研究并实现了基于FPGA的DDR2SDRAM分时读写操作的处理方法,实现720像素/120Hz三维高清视频图像的实时显示.视频显示清晰稳定,系统延时约为1/30秒.

彩色宽幅面阵航空相机的非均匀性校正方法

分析某型Bayer阵列彩色宽幅面阵航空相机的成像过程,结合Bayer阵列成像原理,提出相机成像均匀性的各个影响因素。采用实验室内辐射标定的方法获得相机暗电流噪声及像元响应度的测量数据,响应度测量结果表明,在工作谱段范围内,当输出值未达到饱和时,相机各色彩通道像元的响应度曲线接近线性变化,但像面边缘区域的像元响应度较中心区域明显降低。以响应度最高的红色通道为基准,获得等能量输入时各色彩通道的归一化色彩平衡系数,结合各像元响应特性,提出基于辐射亮度反演和等能量色彩平衡系数的非均匀性校正方法,并对相机航空成像图像进行了非均匀性校正,均值、方差及梯度等统计结果表明,校正后图像各个区域各个色彩通道的灰度均值差异明显减小,尤其是红色通道,其左下区域标准方差比由0.201 5降低到0.076 1,说明图像整体亮度更均衡,色调更均匀,校正后图像各个色彩通道的平均梯度较原始图像有所提高,说明校正后图像细节信息更加丰富。

基于Raw格式图像的自动白平衡方法

提出一种基于Raw格式图像的自动白平衡方法。该方法对图像传感器所获取的原始Raw格式数据进行色彩统计特性分析,在此基础上实现一种自适应的白平衡算法,利用图像传感器的成像解析能力,降低算法的计算复杂性。通过对大量自然图像测试的实验结果表明,该方法能够获得较好的色彩白平衡效果,且计算效率较优。

拜耳法过程中结疤问题的研究及其进展

对有关拜耳法过程中特别是矿浆预热升温过程中结疤问题的研究成果进行了综述。主要介绍了结疤的矿物组成、生成机理以及近期该研究领域的主要进展。指出对结疤中的主要矿物以及铝土矿中的主要杂质矿物在拜耳法过程中的行为进行深入研究,将有助于结疤生成规律以及预防方法的研究。

拜耳法生产氧化铝溶出过程挥发性有机物排放特征及臭氧生成潜势

拜耳法生产氧化铝工艺中管道化溶出不凝性乏气含有大量的挥发性有机物(VOCs)。选取国内代表性一水硬铝石铝土矿拜耳法管道化溶出工艺,采集4个不同采样位点(A1、A2、D1、D2)的不凝性乏气中的VOCs,使用气相色谱—质谱联用仪对其进行定量分析,并利用最大增量反应活性法分析VOCs排放的臭氧生成潜势。结果表明:不凝性乏气中共检测到包括酮类、苯系物、卤代烃、烷烃、烯烃、酯类、醇类、醚类等80种VOCs。4个采样位点中总VOCs浓度最高的为D2,质量浓度为1308.43 mg/m^3。丙酮、2-丁酮、2-己酮等12种物质的浓度占比较大,12种物质的质量浓度在A1、A2、D1、D2的总VOCs的占比分别达到了87.21%、76.97%、71.19%和67.09%。4个采样位点的VOCs臭氧生成潜势分别为292.34、700.05、2263.58、4588.53 mg/m^3,其中酮类和苯系物对臭氧生成潜势贡献较大。