黄建科[1]2003年在《高速大容量数据通道在数字成像系统中的应用研究》文中进行了进一步梳理X线摄像技术与数字化的结合，摆脱了常规的胶片式存储与管理模式，作为一种新型的X线成像方式，广泛地应用于临床。由于技术和经济条件的限制，国内X线成像的数字化一直未能大规模顺利实施。目前，国内最具挑战性的是X线实时高分辨率成像装置的研制，要实现高分辨率医学图像的获取、显示、存贮、传送和管理必须具有高速大容量的数据通道进行数据传输。因此研究和设计高速大容量的数据通道是具有积极意义的。 本文首先对数字减影血管造影(DSA)成像系统的组成结构和数据流向进行了深入研究和分析，并对系统中的数据流向进行了完整的归纳和总结，给出了X线数字成像系统中的高速大容量数据通道的设计方案；在对SDRAM的控制方式做了深入探讨后，给出了实现大容量多条SDRAM共同工作的解决方案，在此基础上设计了大容量帧存板实现对图象数据进行高速存储；通过对PCI总线接口的深入研究，优化后端状态机设计和低层驱动程序开发，给出了完整的PCI接口方案实现高速DMA数据传输，完全可以满足视频传输要求；深入研究了基于大规模可编程器件的数字系统设计方法，针对通用FIFO使能信号漂移、输出数据难于建立和保持等设计难点，提出了利用FPGA中的锁相环提供多个时钟相移的信号来提高系统稳定性的解决方案，从而实现利用FIFO来协调系统各模块之间的数据高速传输。 上述成果在实际数字成像系统中的成功应用，表明了本文研发结果的有效性与实用性。
吴胜[2]2015年在《SCMOS高速成像系统关键技术研究》文中指出高速成像系统可以将高速变化过程用图片的形式记录起来,是研究瞬间变化现象的一种必不可少的工具,广泛应用于工业、科研和军事等领域。传统高速成像系统一般采用传统CMOS图像传感器为感光器件,由于受芯片工艺的制约,此类成像系统无法在速度、分辨率、动态范围、读出噪声等方面均具有很好的效果。而新出现的SCMOS(Scientific CMOS)传感器采用全新的工艺,在这些方面均具有很好的性能,为高速成像系统的发展增添了新的活力。近年来世界各国在高速成像系统领域投入大量精力并取得了良好效果,积极开展高速成像系统的自主研制对国内相关领域的发展具有重大意义。本设计正是基于SCMOS传感器对高速成像系统做的一个研究和尝试,为后期其它相关研究提供一定的基础。本文主要工作包含以下几个方面:①本文对系统总体方案进行了制定,通过对采集、控制、缓存和传输等成像系统关键技术的分析以及具体器件的选型,确立了SCMOS+FPGA+DDR3+PCI Express的系统设计方案;②本文对系统硬件构成进行了分析,确定了基于FMC夹层板技术的载板加子板的硬件系统方案,其中载板则是包括Xilinx Kintex-7 FPGA、DDR3 SDRAM以及PCIE接口的成像控制与传输板,而子板专用于构建SCMOS图像采集电路;③本文对系统软件架构进行了分析,软件设计整体分为FPGA硬件逻辑设计与上位机PC控制软件设计,而FPGA逻辑设计分为叁大功能模块,即图像采集模块、数据缓存模块、数据传输模块;④本文对图像预处理方法进行了研究,提出了图像预处理的融合算法,包括平场校正、Gamma校正、中值滤波以及混合对比度增强算法(SFL-CT与CLAHE),旨在为成像系统的输出图像进行降噪与增强处理,以最终生成更适合研究人员或用户观察分析的图像。本文将高性能、超高速SCMOS传感器应用于高速成像系统中,满足了成像系统诸多性能指标的需求。通过引入高性能FPGA芯片、高速大容量DDR3缓存、第叁代总线技术PCI Express(PCIE)总线接口,使高速成像系统研制成为可能。实验结果表明,本文所设计的基于SCMOS传感器的高速成像系统方案及其局部模块是可行的,为后期进一步研究打下了良好的基础。
顾东升[3]2001年在《红外热像仪视频图像实时处理器的研制》文中提出一代某型32元红外热成像系统由于探测器材料和制造工艺的问题，限制了红外图像质量的进一步提高。主要存在两个方面的问题：首先，由于红外图像的动态显示范围较宽，为保证某些超常温目标的红外图像的显示而使绝大多数常温目标的灰度值集中分布在较低的灰度级上，从而造成红外图像的视场较暗，不利于场景信息的获取。其次，热成像系统中32元探测器的特征性能参数并不完全一致，造成各个探测器之间非常严重的不均匀性现象，降低了图像的分辨率，影响了热成像系统的有效作用距离。本文在深入研究该32元红外热成像系统成像特性的基础上，提出一种可以有效改善红外图像质量、提高热成像系统性能参数的方法和实现途径：即应用一个基于DSP+FPGA高速数字信号处理系统的实时视频图像处理器，对红外热成像系统的视频图像灰度分布进行适当的均衡，使各个探测器之间的不均匀性得到有效校正。本文主要内容如下： 深入地研究了数字图像处理技术的有关基本原理和概念，并针对上述问题给出理论解决方案和相应算法。并根据上述算法，详细的分析了选择适当高速处理器件的方法及标准，介绍了一些主要器件的性能指标和相应开发环境。 完成了红外热成像系统实时视频图像处理器硬件设计及调试。文中对该系统中各个模块的功能及电路实现进行了详细的描述，并给出了相应的结构框图。 进行了红外热成像实时视频图像处理器的软件编制，一并给出了该图像处理器的部分软件流程图。本文关于红外热成像系统视频图像处理器研制工作的最终目标是设计一个可以独立工作的嵌入式实时处理系统。因而在上述的基础上，确定了适合当前技术的实时处理方案——DSP+FPGA方案。通过实践表明，该方案取得了较为满意的结果。
黄泽宇[4]2018年在《工业探伤超声相控阵数字系统的设计》文中认为超声相控阵检测是一种广泛应用于医学图像和工业无损检测中先进的超声检测方法。本文在现有的32通道便携式探伤仪基础上,设计与实现了64通道新型台式工业探伤超声数字系统。主要工作如下:1.超声相控阵技术原理的研究。研究了超声波声场理论、超声波检测原理和超声成像检测技术理论,着重分析了超声发射接收原理、基本扫查方式、成像关键性指标,为后续数字系统的设计夯实理论基础。2.超声相控阵数字系统的方案设计。基于相关超声理论分析了64通道新型台式工业探伤超声数字系统的需求,设计了主从式数字系统架构并完成了系统协议制定和功能模块划分。根据系统架构设计了系统硬件平台,其中包括电源方案设计和高速数字电路仿真。最后对FPGA设计中复位设计、时钟设计、跨时钟域数据处理等叁个方面进行深入的探讨,有利于提高后续数字系统FPGA设计的稳定性。3.超声相控阵数字系统的FPGA设计与实现。根据64通道超声数字系统设计的方案,首先基于FPGA内部PLL产生的四路相位偏移时钟实现了低复杂度2.5ns的延时精度。然后通过双端口RAM缓存超声回波信号并进行相应地址的读写控制,实现了信号的延时处理,将处理后的数据求和取平均即可实现声束合成。利用Matlab仿真比较了IIR滤波器、中值滤波器、均值滤波器的去基线效果,确定采用均值滤波实现了去基线算法。最后使用CORDIC算法、IIR滤波器等在FPGA中实现了数字正交检波算法并较好的提取了信号的包络。4.超声相控阵数字系统的测试与分析。测试与分析了64通道新型台式工业探伤超声数字系统各子模块,首先通过Modelsim实现FPGA的RTL级功能仿真,同时利用Signaltap捕获模块实时工作信号进行分析,最后通过示波器测量关键电路测试点信号以及上位机接收的图像得出系统达到了设计要求,并能稳定的工作。以上关键技术的研究与台式数字系统的设计与实现,显着的提高了相控阵超声成像系统的性能,为后续扩展成128通道、256通道台式工业检测系统的设计夯实基础。
宁永慧[5]2013年在《星上高分辨率TDICCD相机图像实时预处理研究》文中研究表明空间光学遥感成像，一直是光学遥感领域中的研究热点，以其高分辨率、宽视场、高可靠性等优点占据了空间成像领域的主导地位。电耦合器件ChargeCoupled Device（CCD）为空间光学成像奠定了物质基础。近年来，CCD空间光学成像系统设计主要致力于光学设计、机械结构、电路处理上，对图像的实时处理研究内容不多。因此，从图像处理的角度重新考虑空间光学成像，通过图像的实时处理，获得质量更高、性能更好的图像就变得十分必要。本文主要针对星上TDICCD成像电子学系统的图像实时预处理技术进行研究和讨论，并针对当前工程实践中存在的各种图像问题进行了分析和讨论。在空间高分辨率、宽视场的成像系统中，针对像元响应非均匀性、图像通道串扰、系统噪声、图像模糊、动态范围低等问题进行星上实时简化处理。论文第一章主要介绍了国内外空间成像技术的发展，以及图像处理技术在空间成像领域中的应用现状；第二章主要介绍了星上TDICCD成像系统的设计结构及相关技术，对比了几种不同系统的设计结构与性能，讨论了影响相机成像性能的主要因素，提出了通过图像实时处理的方式提高系统成像性能的设想。第叁章主要从图像星上实时去噪角度，研究并设计星上图像实时处理的方法。分析对比了当前常用的图像中值去噪处理方法，设计了基于行统计特性的星上图像实时中值滤波方法。结合图像空间域和变换域特性，设计了基于行的空间域分区加权的图像实时滤波处理；这种变换结构能够适应星上成像系统结构，优化系统设计。第四章主要针对TDICCD相机成像特点，设计了基于图像实时增强和图像实时非均匀性校正的处理方式。从图像增强角度，提出了基于行的分段自适应的图像拉伸算法；在图像非均匀性校正中，对TDICCD像元校正参数进行了自适应调整，增强了图像非均匀性像元校正的适应能力，并对算法的性能进行了分析。第五章主要研究了不同算法在FPGA系统中的实现方式，以及对系统资源和性能的要求。将算法简化以适应星上实时处理的要求，研究了算法在实现过程中的代价和性能，对误差和仿真效果进行了验证。第六章主要论述了算法在实际系统中的使用和测试结果，对比了理论和实践的差异，讨论了图像处理前后的图像性能指标。第七章对本文的工作做出了总结和展望。本文将相关图像处理算法改进后，转换为基于行图像的实时信号处理方法，对图像进行实时图像增强、图像滤波、像元校正等操作，提高图像的性能，改善图像视觉效果。本文主要完成了以下几项创新性工作：（1）设计了TDICCD相机成像过程中在不同增益和偏置参数下对像元校正参数的线性修正模型，提高了像元校正的适应性，减少了像元校正参数的存储容量。（2）首次提出并设计了基于行的自适应图像灰度拉伸操作、提高了图像的对比度和动态范围，改善了图像的视觉效果，增强了低动态范围下图像信息的提取能力，提高了成像系统的分辨能力。（3）首次提出并设计了基于行图像特征统计的星上自适应伪中值滤波设计，有效去除低水平椒盐噪声的同时，更好的保护了图像的细节。（4）提出了基于像素特征分类的图像反锐化增强和噪声抑制方法，降低了实时图像的噪声水平及锐化图像对噪声的敏感性，提高了增强效果。星上图像实时预处理是一个很有意义的研究领域。将图像处理技术经过变换后应用于星上实时处理，是对设计者的挑战和尝试。这不仅是因为星上图像处理的环境特殊，意义重要。更重要的是在数据源端实现图像处理，从根本上解决了空间图像获取过程中存在的实际问题，为获得更加准确的图像信息提供了保障。
蔡荣[6]2006年在《网络摄像机硬件平台的设计与研究》文中研究表明网络摄像机是新一代的视频监控设备,目前有两种常用的网络摄像机体系结构:基于专用集成电路加微处理器和基于DSP的体系。前者采用视频编码ASIC(专用集成电路)芯片,外加一个MPU(微处理器)设计系统,设计较简单,但其中的视频压缩算法不可以更新。后者可由多媒体处理器(专为多媒体处理设计的DSP)来实现,结构灵活,且易于升级和更新视频压缩算法。本文主要研究基于可多媒体处理器的网络摄像机设计方法。 论文围绕着基于多媒体处理器的网络摄像机系统设计,分为叁个部分。第一部分介绍了当今实现网络摄像机系统的主要方法和应用,概述了网络摄像机系统设计的一般方法,详细描述了基于TMS320DM642的网络摄像机系统的结构。 第二部分重点讨论了网络摄像机系统各个功能模块的设计,包括电源模块、启动配置模块、SDRAM与Flash存储模块、CPLD逻辑控制模块、视频采集模块、音频传输模块和以太网及RS-485通信模块等。同时也就高速电子线路设计的关键技术做了理论和实际应用的深入讨论。 第叁部分讨论了网络摄像机系统中板级支持软件的设计方法,包括硬件驱动程序,CMOS图像传感器彩色恢复算法、自动白平衡和γ校正技术,并就算法在TMS320DM642上的实现做了讨论。 论文采用了基于多媒体处理器的系统设计方法,缩短了产品设计周期;网络摄像机系统采用模块化设计,结构紧凑,既方便了安装和调试,又节约了成本;利用可编程的多媒体处理器来完成摄像机的不同功能模块,增加了系统的灵活性和适应能力。
佚名[7]2006年在《自动化技术、计算机技术》文中研究指明TP11,C9342006031603一类不确定信息下的多属性决策问题的研究/廖貅武,李垣,董广茂(西安交通大学管理学院)//西安交通大学学报.―2005,39(8).―792～795,803.对一类不确定信息下的多属性决策问题进行了研究,给出了不确定信
刘团结[8]2002年在《航空多光谱数字相机系统关键技术及应用研究》文中研究说明本文以航空多光谱数字相机系统的关键技术及其在蝗灾监测方面的应用为主要研究内容。完成了一些具有创新意义的研究工作，主要包括： 1、采用了不同结构数字相机组合的系统总体设计方案，成功地研制了以面阵CCD为基础的综合性航空多光谱数字相机系统。系统包括叁种结构的多光谱数字相机，Basler多相机加滤光片系统、MS4100单镜头分光式相机系统和柯达专业单反型数字相机系统，它们有独立的硬件和控制软件，既可以分开独立工作，也可以组合在一起同时使用；解决了高速大容量图像数据采集问题，系统采用的IEEE-1394总线接口和Camera Link接口技术是最新发展起来的图像采集技术，代表了当今图像采集系统的发展潮流；设计并实现了由叁片8253CTC芯片构成的可编程同步触发控制电路，触发间隔时间可以编程控制。触发电路的输入采用GPS时标输出，这样做有两个好处，一是保证了定时脉冲的时间精度，二是可以获得曝光时刻相机的最高定位精度；开发了完善的系统控制软件，包括图像采集控制软件、GPS数据采集和触发电路控制程序，提供手动、自动和外触发叁种拍摄方式，实现了系统监视、图像快视、图像及辅助信息自动记录等多种功能，软件采用VC++6.0开发，支持WINDOWS NT／2000等操作系统，功能完善，界面友好，运行可靠。 2、在国内首次采用航空多光谱数字相机系统来进行蝗虫探测的应用研究。通过分析东亚飞蝗的生理生境特性，指出了航空遥感监测的技术途径，即通过监测蝗虫群体对植被光谱特性的影响和监测受蝗虫危害植被的光谱变化，来达到发现蝗虫的目的。并于2002年8月在河北南大港农场蝗区完成了蝗虫灾害监测飞行实验，获取了大量高质量的航空多光谱遥感图像，实验结果表明遥感监测蝗虫是可行的，同时也验证了新研制的航空多光谱相机是一套成功的实用化系统。 3、对于使用电子快门的帧转移型面阵相机而言，在帧转移的过程中，一部分还没移入光遮蔽区的象元电荷会继续受到相应位置处入射光的照射，因而像元电荷在帧转移过程中受到污染，形成帧转移模糊。本文首次提出了针对帧转移型面阵CCD器件的辐射纠正算法，即帧转移模糊的复原算法，并在地面和航空实验中得到了验证。 4、在多光谱图像辐射纠正方面，提出了基于统计方法的模板综合校正方法来进行多波段图像的辐射纠正，从对1431景5波段图像纠正的结果分析，处理效果令人满意。 5、在系统波段配准方面，分析了光学配准的技术和难度之后，提出了采用图像配准的软件处理方法，编制了一套多波段图象自动配准程序，很好地解决了波段配准的问题，降低了系统安装和使用的要求，五个相机在安装时，并不需要调整相机视场到象元级精度，只要求五个相机的视场大致相同并保证同步曝光即可。而且更换不同焦距的镜头和不同的滤光片也不会受到配准的限制。增加了多光谱相机系统的灵活性和实用性。
廖振星[9]2017年在《超声相控阵数字控制系统的设计》文中进行了进一步梳理超声相控阵检测是无损检测领域的高级检测技术和研究热点,在工业中得到了广泛应用。而数字控制系统是超声相控阵仪器的控制核心,它功能的完善和性能的提升可促进仪器进一步朝便携化、数字化与多通道化发展。本论文设计了基于FPGA的16通道超声相控阵数字控制系统,并着重研究了声束形成、高速实时数据存储与传输等关键技术,最后给出了缺陷的探测成像图。主要工作和成果如下:1.超声相控阵核心原理的研究。研究了超声相控阵的声场理论和检测原理,包括相控阵系统的发射和接收原理、延时控制法则和误差,同时探讨了多种由简到难的扫查方式的原理及实现方法,以及系统特性的影响因素。2.数字系统总体方案的设计。在分析系统需求的基础上,提出了一套支持16通道、64阵元的超声相控阵数字控制系统的设计方案,并对主控器FPGA进行选型和功能模块划分,同时考虑了数字系统整体开发调试环境及设计中的跨时钟域处理技巧。3.数字声束形成的设计。研究了超声相控阵数字声束形成方法,在此基础上提出了数字声束形成的关键技术,包括基于1/4相位差法的低复杂度2.5ns精细发射延时设计和基于改进的并行结构CIC滤波的插值抽取接收声束合成算法设计,并对模数转换芯片AD9216进行了数字控制,实验证明该方案能在消耗较少资源的情况下,实现2.5ns高延时精度的声束形成。4.高速实时数据存储与传输的设计。研究并提出了超声相控阵高速实时数据存储传输的实现方案,包括USB3.0传输控制器和DDRII超声存储控制器,实验证明该数据存储与传输方案满足了系统高速存储和传输的需求。5.数字系统的联机测试。在测试数字系统各模块的基础上,联合整个超声系统,给出针对标准B型试块缺陷进行探测的线扫和扇扫成像图。测试证明数字系统已实现预定功能和指标。
参考文献：
[1]. 高速大容量数据通道在数字成像系统中的应用研究[D]. 黄建科. 湖南大学. 2003
[2]. SCMOS高速成像系统关键技术研究[D]. 吴胜. 重庆大学. 2015
[3]. 红外热像仪视频图像实时处理器的研制[D]. 顾东升. 南京理工大学. 2001
[4]. 工业探伤超声相控阵数字系统的设计[D]. 黄泽宇. 东南大学. 2018
[5]. 星上高分辨率TDICCD相机图像实时预处理研究[D]. 宁永慧. 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）. 2013
[6]. 网络摄像机硬件平台的设计与研究[D]. 蔡荣. 浙江大学. 2006
[7]. 自动化技术、计算机技术[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2006
[8]. 航空多光谱数字相机系统关键技术及应用研究[D]. 刘团结. 中国科学院研究生院（遥感应用研究所）. 2002
[9]. 超声相控阵数字控制系统的设计[D]. 廖振星. 东南大学. 2017
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