2.3.1 Sobel算子边缘检测预处理
图像功率电感边缘往往携带一幅图像的大部分信息,是图像最基本的特征之一。图像边缘检测是图像处理、图像分析、模式识别以及计算机视觉的基本步骤,其结果的正确性和可靠性将直接影响到机器视觉系统对客观事物的理解。本系统采用经典的Sobel算子边缘检测算法,将图像像素的左右、上下领域的灰度加功率电感权,根据在边缘点处达到极值这一原理进行边缘检测。该算法处理的数据量大,通过软件程序实现将比较慢,无法满足实时性要求,本系统用Verilog设计硬件模块实现该功能。将CMOS摄像头采集的图像进行预处理,其边缘检测结果送VGA实时监控(如图4所示),同时图像数据交NiosⅡCore2进行计算。设计中需要3×3的像素块和大量乘加运算,这里用到Altem公司的Megafuncation)库,如ALTSHIFT_TABS移位寄存器对三行像素进行缓冲,然后将各条缓冲线送入ALTMULT ADD乘加块。 2.3.2 运动目标检测模块 视频图像是三维图像的二维投影,当三维图像发生变化时二维图像也会发生相应的变化,通过对连续帧间的变化进行实时计算,电感厂家当有运动目标时会引起帧差。系统中采用10级帧差法,可以根据对检测灵敏度的要求设置报警级别,同时对监控区的不同范围采用不同的权值,以提高运动目标的判断准确度。由于实行帧差算法要求很高的实时性,对连续采集的大量图像信号要即时处理,否则影响测试结果,系统中用处理器NIOS II Core2单独完成这份工作。用SDRAM作为摄像头采集的图像信号缓存,这里采用Teraisc公司提供的4 PortsSDRAM Controller-IP核,将CMOS摄像头采集经转换的RGB信号以16位存储于SDRAM中。在SDRAM中存储连续的两帧图像电感生产厂家信号,通过4 Ports SDRAM Controller IP的两个输出Port(端口)同时传输给NIOS II Core2处理。其中的一个输出Port再接VGA口。图像存储关系如图5所示。
2.3.3 JPE6图像压缩IP核设计 为了便于GPRS的图像传输,需要对图像进行压缩,这里采用JPEG压缩标准对图像进行压缩,用Verflog设计JPEG图像压缩DSP模块作为系统的协处理器,并挂接于系统Avalon总线。JPEG标准中压缩算法的步骤包括二维DCT、量化、熵编码等。其编码过程框图如图6所示。
在设计编码器时先对图像进行分块,对RGB信号进行YCbCr转换,YCbCr信号进行2D-DCT转换并同时进行ZigZag扫描将二维数据转换为系数连续相关的一维数据,根据JPEG组织提供的量化表对数据进行量化压缩,最后对量化结果进行VLC编码和Haffman编码得到压缩结果。其中核心的部分是2D-DCT转换,这里介绍其设计过程:离散余弦变换是一种正交变换,2D-DCT的变换公式如下:
系统采用矩阵乘法,查找系数表和矩阵转置的方法实现2D-DCT。在设计过程中多次用到Altera提供的Megafuncation库:ALTMULT_ADD乘加运算、LPM_ADD_SUB交替加减运算、ALTSHIFT_TABS移位寄存器等加速设计。这里以《Image and Video CompressionStandard))中给出的测试矩阵RAW作为输入,MATLAB的计算结果和Modelsim的时序仿真结果如图7所示,结果表明误差在l左右,完全满足系统要求。 图7 2D-DCT_Z的MATLAB计算结果和Modelsim时序仿真结果比较 2.4 GPRS无线通信模块 GPRS是一种基于GSM的新型移动分组数据承载业务,其最高速率可达到170kb/s。GPRS允许业务用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据,而不需要利用电路交换模式的网络资源,能够确保分组模式数据应用的成本效益和网络资源的有效利用。系统通过GPRS无线通信模块发送中文短信和彩信,采用SIMCOM公司的SIM电感器型号300Z芯片。当系统检测的加速度倾角或震动能量超过所设定的阈值时,将计算值以短信发送给用户。当系统检测到运动目标时,先发送短信提示,随后将压缩的JPG图片以彩信发送到客户端。
3 系统软件设计 3.1 系统的软件层1
恩智浦Mantis系列产品为CAN收发器市场设立新标准,新的HS-CAN收发器系列以“无电感”EMC性能和出色的CANFD支持能力,将市场标准推上新台阶。 凭借在车载网络(IVN)领域的行业领先 所谓“溅射”是指荷能粒子轰击固体表面(靶),使固体原子(或分子)从表面射出的现象。溅射出的粒子大多呈原子状态,常称为溅射原子,用于轰击靶的荷能粒子可以是电子、离 长电池寿命是便携式电子产品市场的关键指标。LCD显示器的LED背光驱动器占了总有效系统功耗的25%至40%。在过去,设计师尽量减少背光显示器功耗的工具仅限于降低LED驱动电流,同时提高转换器的效
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