基于FPGA的信号小波实时处理方法
一种基于FPGA的实时视频采集与远程传输系统
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Ｖ ＧＡ Ｉ ＳＬ Ｎ ＵＥ∞ ． ｎ
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ＶＧＡ
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Ｉ Ｇ Ｅ Ｎ０７ Ｎ Ｒ Ｅ （： ）
图 ３ Ｃ ｉｓｏｅ 捉 时 序 图 ｈ ｃｐ 捕 ｐ
ｔ２ ｕ ｄ ｃ Ｐ ８ ｓＲ Ａ ｋ
Ｖ Ａ Ｉ Ｅ （： Ｇ Ｎ Ｒ Ｄ０７ ）
ＢＵＳ Ｌ ＣＩ ２Ｐ ｋ
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该 控 制器 支 持 Ｄ Ｉ Ｄ Ｐ Ｖ 和 Ｆ 两种 接 口方 式 ， 支持 Ｒ Ｂ和 Ｇ
显 示在液 晶显示 器上 ； 提高信 道容量 ， 程监控 采用 为 远
千 兆 以 太 网 的 传 输 方 式 ， 过 网 卡 芯 片 Ｍ８ Ｅ １ （０ 通 ８ １ １／ １１
Ｂ 。通 过 Ｖ Ｄ 语 言设计 出严格 的 时序 模块 ， Ｈ Ｌ 其
参数可灵活配置 ， 留有足够的信 号建立时间裕量 ， 并 以保
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基于FPGA的IHS和提升小波变换的图像融合实现
【 关键 词】Ｆ Ｇ Ｉ Ｓ Ｐ Ａ； 变换 ； 升小波变换 ； Ｈ 提 图像 融合 【 中图分 类号 】Ｔ ９ １７ ；Ｐ ９ Ｎ １ ．３ Ｔ ３ １ 【 文献标识码 】Ａ
Ｉ ｐ ｅ ｅ ａ ｉ ｎ ｏ Ｓ Ｔｒ ｎ ｆ ｒ ｎｄ Ｌｉｔｎｇ Ｗ ａ ｅｅ ａ ｆ ｒ ｓ ｄ ｎ ＦＰＧ Ａ ｍ ｌ ｍ ｎｔ ｔｏ ｆＨＩ ａ ｓ ｏ ｍ ａ ｆｉ ｖ ｌｔＴｒ ｎｓｏ ｍ Ｂａ ｅ ｏ Ｃ Ａ Ｇ Ｌａ ｇａｇ ＷＡ Ｇ Ｇ ａ ｇ ｎ ， Ａ ｅｇｉ Ｑ Ａ ｈｎｔ ， ＨＡ Ｇ Ｓａｓａ Ｈ Ｎ ｉｎｌｎ ， Ｎ ｕｎｌ ｇ Ｇ Ｏ Ｆ ｎｑ， Ｉ ＯＺ ｏ ｇ ｏ Ｚ Ｎ ｈｎｈｎ ｉ ｏ ａ
Ｓ ｃｎ ｌ ｅ ｏ ｄ ｙ，ｔ ｅ ｒ ａ ｏ ａ ｌ ｌｉ ｅ ｅ ｉ ｉ ｇ ｗａ ｅｅ ｒ ｎ ｆ ｒ ｄ ｌ ｓｇ ｖ ｎ ｔ ｍｐ ｏ ｅ ｉ ｇ ｕ ｉ ｎ ｑ ａ ｉ ｈ ｅ ｓ ｎ ｂ ｅ ｍｕ ｔ －ｌ ｖ ｌｌ ｎ ｖ ｌ ｔｔａ ｓ ｏ ｔ ｆ ｍ ｍｏ ｕ ｅ ｉ ｉ ｅ ｏ ｉ ｒ ｖ ｍａ ｅ ｆ ｓｏ ｕ ｔ ｌ ｙ．Ｆ ｎ ｌｙ，ｓ ｍｕ ａｉ ｎ ｒ ｏ ｄ ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｉａｌ ｉ ｌ ｔｏ ｓ ａ ｅ ｃ ｎ ｕ ｔ ｄ ｏ ｈ
为该领域的研究热点 。图像融合 是指将 多个不 同模式 的
１ Ｉ Ｓ变换 获得 的同一场景多幅图像 ， 或同一传感 器在 １ １ Ｉ Ｓ变换 ． Ｈ 不 同时刻获得的同一场景的多幅图像 ， 采用一定的算法将 图像处理 中经常应用的彩色坐标系统有 Ｒ Ｂ模 型和 Ｇ 各图像数据 中所包 含 的信 息优势或互 补性 有机地 结合起 Ｉ 模型 ， ＨＳ 两种坐标 系统具 有各 自不 同 的特点 ， 中 Ｉ Ｓ 其 Ｈ
基于FPGA的实时SGM匹配算法研究与实现
基于FPGA的实时SGM匹配算法研究与实现冯彬彬;蒋新华;林俊杰;聂明星【摘要】Traditional Semi Global Matching algorithm is not suitable for running on real-time embedded platform because of its complex structure, and high demand for hardware resources. Thus, this paper puts forward the Real-Time SGM algo-rithm based on FPGA embedded platform. Real-Time SGM selects three directions as the optimization direction to reduce the demand for hardware resources. Then, the algorithm can run in the condition of Pipeline by designing a new structure, and improve the operation speed. Moreover, it puts forward a new kind of median filter algorithm to optimize the results. Finally, simulation is done on the PFGA platform. Experimental results show that compared with the original algorithm, the new algorithm has lower resource requirements, and has a large increase in the speed of the algorithm, which is suit-able for running in low power consumption embedded system.%传统SGM算法,运算复杂度高,硬件资源需求量大,难以应用到实时嵌入式系统中.为此提出一种基于FPGA嵌入式平台的实时SGM(Real-Time SGM,RT-SGM)算法.RT-SGM选取三个方向作为匹配算法的优化方向;设计新的算法的结构,使该算法能运行在Pipeline状态下;提出一种新型中值滤波算法对结果进行优化.在FPGA硬件平台上完成实验.实验结果表明,RT-SGM运行速度相比于传统SGM算法提高了30%,而在资源需求上只有传统SGM算法的一半,同时其精度与传统SGM算法相当,适合应用到实时嵌入式系统中.【期刊名称】《计算机工程与应用》【年(卷),期】2017(053)022【总页数】6页(P163-168)【关键词】现场可编程门阵列(FPGA);立体匹配;实时SGM算法;Pipeline状态;新型中值滤波【作者】冯彬彬;蒋新华;林俊杰;聂明星【作者单位】福州大学电气工程与自动化学院,福州 350000;福州大学电气工程与自动化学院,福州 350000;福建省数字化装备重点实验室(福建工程学院),福州350000;福建省数字化装备重点实验室(福建工程学院),福州 350000;福建省数字化装备重点实验室(福建工程学院),福州 350000【正文语种】中文【中图分类】TP391.41立体匹配算法一直是计算机立体视觉领域研究的热点和难点之一[1]，立体匹配的速度和精度直接影响着立体视觉技术的应用[2]。
基于FPGA的弹跳射线法实时加速
基于FPGA的弹跳射线法实时加速万智鹏;张帆【摘要】To improve the computing efficiency of radar scattering cross section,a kind of real-time acceleration method of shoo-ting and bouncing ray method based on field programmable gate array (FPGA)platform was put ing the Verilog hardware description language,some computation modules such as normal vectors,intersectionoperation,multiple scattering, field tracking computation and scattering interface computation were designed.Through the comparisons with the traditional computer serial computing,the acceleration method based on FPGA can not only assure the calculation accuracy,but also greatly improve the computational efficiency.The speed-up ratio is nearly 600 times more than CPU.This method well meets the real-time requirements,and can be easily integrated into the real-time radar signal simulation,which expands the scope of its application.%为提高雷达散射截面计算的效率,提出一种基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)平台的弹跳射线法实时加速方法。
在 fpga 内部实现三角波、方波、正弦波生成原理
在 fpga 内部实现三角波、方波、正弦波生成原理FPGA（可编程逻辑门阵列）是一种灵活可编程的电子元件，它能够在硬件上实现各种数字电路。
本文将介绍如何在FPGA内部实现三角波、方波和正弦波的生成原理。
生成三角波的原理是通过一个计数器和一个加/减器实现。
计数器以固定速度递增，当计数器值达到上界时，将其反向递减。
这样，计数器的值就会在上下界之间循环波动，从而产生连续的三角波形。
生成方波的原理类似于生成三角波，但区别在于计数器只需递增，不需要递减。
当计数器值小于某个阈值时，输出为高电平；当计数器值大于等于阈值时，输出为低电平。
通过调整阈值和计数器的时钟频率，可以调整方波的周期和占空比。
生成正弦波的原理是利用Look-Up Table（查找表）中存储的正弦值来生成波形。
FPGA内部的ROM（只读存储器）模块通常用于存储这些数字化的正弦值。
通过一个计数器作为地址输入，每个时钟周期从Look-Up Table中读取一个正弦值并输出。
通过调整计数器的时钟频率和Look-Up Table的大小，可以调整正弦波的频率和精度。
在FPGA内部实现三角波、方波和正弦波的过程还需要使用其他的逻辑电路，例如时钟模块、计数模块和输出模块等。
时钟模块用于提供一个稳定的时钟信号，用于驱动计数器。
计数模块用于生成递增和递减的计数器值。
输出模块用于将生成的波形信号输出至外部设备。
为了实现这些波形生成，需要使用HDL（硬件描述语言）如Verilog 或 VHDL 编写对应的逻辑电路描述代码，并使用FPGA开发工具进行编译和综合，最后生成比特流文件用于FPGA配置。
通过在FPGA内部实现三角波、方波和正弦波的生成原理，我们可以在数字电路中灵活地应用这些波形信号。
例如，在音频领域可以用来产生声音效果，在通信系统中可以用作调制信号等。
对于学习和理解数字信号处理的同学们，了解此基础知识对于深入研究和实践都具有指导意义。
基于FPGA的函数信号发生器设计
基于FPGA的函数信号发生器设计函数信号发生器是一种能够产生不同类型信号的测试设备，通常在电子电路实验中使用。
基于FPGA的函数信号发生器设计利用可编程逻辑器件FPGA，可以实现更高的灵活性和可定制性，同时减少了硬件开发成本。
本文将详细介绍基于FPGA的函数信号发生器的设计原理、主要模块和实现方法。
一、设计原理二、主要模块1.时钟生成器模块：时钟信号是产生各种信号波形的基础，因此需要设计一个时钟生成器模块来产生稳定的时钟信号。
可以使用FPGA内部的锁相环（PLL）或计数器来实现。
2.波形选择模块：为了产生不同类型的信号波形，需要设计一个波形选择模块。
通过该模块，用户可以选择所需的信号波形，如正弦波、方波、三角波等。
3. 波形生成模块：根据用户的选择，使用FPGA内部的逻辑门电路来实现不同类型的信号波形的生成。
可以利用查找表（Look-Up Table，简称LUT）来存储不同波形的采样点数据，并通过控制逻辑将这些数据输出为相应的信号波形。
4.频率控制模块：通过频率控制模块，可以对信号波形的频率进行控制。
可以根据用户的输入，通过改变时钟信号的频率或改变波形采样点的间隔来实现频率的调节。
5.幅值控制模块：通过幅值控制模块，可以对信号波形的幅值进行控制。
可以通过改变逻辑门的阈值电压或者改变DAC（数字模拟转换器）的输出电平来实现幅值的调节。
三、实现方法2.硬件设计：根据设计需求，选择合适的FPGA芯片、外部时钟源、AD/DA转换器等外部器件。
根据电路原理图，进行相应的电路布局和连线。
在确认电路无误后，进行焊接和组装工作。
在软件和硬件设计完成后，可以通过控制板上的按钮、旋钮等输入设备来调节信号波形的频率、幅值等参数，从而实现不同类型的信号波形的生成。
总结：基于FPGA的函数信号发生器设计利用FPGA的可编程特性，可以实现信号波形的灵活生成和控制。
通过设计合适的模块，可以产生多种类型的信号波形，并对其频率、幅值等参数进行调节。
fpga包络检波原理
fpga包络检波原理
FPGA包络检波原理是一种用于检测模拟信号包络的方法。
在FPGA中，模拟信号首先通过模数转换器（ADC）转换为数字
信号。
然后，通过数字信号处理算法对数字信号进行处理，以提取模拟信号的包络。
具体的原理如下：
1. 模数转换器（ADC）将模拟信号转换为数字信号。
ADC根
据一定的采样率将连续的模拟信号离散化为一系列的数字样本。
2. 通过FPGA中的数字信号处理算法，对数字信号进行滤波。
滤波的目的是去除数字信号中的高频噪声，以便更准确地提取模拟信号的包络。
3. 通过数字信号处理算法对滤波后的信号进行包络提取。
包络提取算法可以通过一系列的数字信号处理方法，如低通滤波，均方根计算等，从数字信号中提取出包络。
4. 最后，通过DAC将数字信号转换为模拟信号，以获得模拟
信号的包络。
总的来说，FPGA包络检波原理是将模拟信号经过ADC转换
为数字信号，通过数字信号处理算法对数字信号进行滤波和包络提取，最终将数字信号通过DAC转换为模拟信号，得到模
拟信号的包络。
这种方法可以在FPGA中实现对模拟信号包
络的准确提取和处理。
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Ａｂｔ ｃ ：Ａ ｃｒｉ ｏ ｔｅ ｔｅｒ ｎ ｈｒｃ ｒ ｔ ｓｏ ａｅｅ ｄ — ｉ ｅ ｅ ｐｔｆｒａｄ ｔｅ ｐｏｅｔｏ ａｅｅ ｓ ｎｌｐｏ ｓｒ ｔ ｃｏｄｎ ｔ ｈ ｈｏｙ ａ ｄ ｃａａｔ ｉ ｉ ｆｗ ｖｌ ｅ ｎｏ ，ｗ ｕ ｏ ｒ ｈ ｒ ｃ ｆｗ ｖｌ ｉ ａ ｒ— ａ ｇ ｅ ｓｃ ｔ ｓ ｗ ｊ ｔ ｇ
地 分 离 出 噪 声 ， 此 ， 对 于 传 统 方 法 ， 波 分 析 在 去 噪 因 相 小
和 压 缩 方 面 有 着 无 可 比 拟 的 优 势 Ｉ。 ５ 】
行 信 号 处 理 时 ， 于 具 有 滤 波 效 果 好 、 号 细 节 损 失 少 由 信
的优 点 ， 而 引 起 了 广 泛 的 关 注 和 应 用 。 目前 常 用 于 高 从
系 数 进 行 阈 值 处 理 ， 进 行 到 最 后 一 层 时 ， 同 时 对 该 在 要
层 的高 、 频 系数 进行 阈值 处理 。 低 （ ） 构 过 程 ： 经 过 阈 值 处 理 后 的小 波 系 数 通 过 小 ３重 将 波逆 变换 重构 出去 噪后 的信号 。 阂值 降 噪 法 是 一 种 实 现 简 单 、 果 较 好 的 小 波 降 噪 效 方 法 。 小 波 变 换 具 有 很 强 的 去 数 据 相 关 性 ， 能 将 信 号 它 的能 量 集 中 在 小 波 域 一 些 大 的 小 波 系 数 中 ， 噪 声 的 能 而 量 却 分 布 于 整 个 小 波 域 内 ， 此 经 小 波 分 解 后 信 号 的 小 因
Ａｐ ｌ ａ ｉｎ ｏ Ｉｔ ｇ ａ ｅｄ Ｃｉ ｕｔ ｐｉ ｔ ｆ ｎ ｅ ｒ ｔ ｒ ｉ ｃ ｏ ｃ ｓ
基 于 Ｆ Ｇ 的信 号小 波 实 时处理 方 法 木 ＰＡ
蒋行 国， 少 宁 ， 福 刚 莫 褚
（ 林 电 子 科 技 大 学 信 息 与 通 信 学 院 ， 西 桂 林 ５ １０ ） 桂 广 ４ ０ ４
摘 要 ：根 据 小 波 去 噪 的 原 理 及 特 点 ， 出 了 用 Ｆ ＧＡ 实 现 小 波 实 时 信 号 处 理 的 方 法 。 实 验 结 果 提 Ｐ
证 明 采 用 Ｆ Ｇ 实现 小波 信 号 处 理 能 在 低 信 噪 比的 情 况 下 有 效 去 除 噪 声 ， 同时 能 够 满足 信 号 处理 系 ＰＡ
小 波 分 析 用 于 去 噪 的过 程 如 下 ：
（ ） 解 过 程 ： 定 一 种 小 波 ， 含 噪 信 进 行 Ⅳ 层 １分 选 对 小 波分解 ， 到 各层分 解 的小波 系数 。 得
（） ２ 阈值 处 理 过 程 ： 通 过 分 解 得 出 的 各 层 高 频 小 波 将
速 实 时 信 号 处 理 的 硬 件 芯 片 分 为 两 大 类 ： 于 大 规 模 可 基 编 程 集 成 电 路 Ｆ Ｇ 的 纯 硬 件 实 现 方 案 和 基 于 高 速 通 ＰＡ
用 Ｄ Ｐ 的软 件 实 现 方 案 。采 用 Ｆ Ｇ 的 硬 件 实 现 方 案 硬 Ｓ Ｐ Ａ 件 接 口 设 计 灵 活 ，可 以 和 任 意 数 字 外 围 电 路 直 接 使 用 ， 且 其 具 有 高 度 的集 成 度 和 高 速 的 处 理 速 度 ； 基 于 高 速 而 通 用 ＤＳ 的 软 件 实 现 方 案 代 码 设 计 灵 活 ， 以快 速 修 改 Ｐ 可
ｃ ｓｉ ｇ ｂ Ｆ ＧＡ．Ｔ ｅ ｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔ ｅ ｌ ｅ ｗ ｖ ｌ ｔ ｉｎ ｌ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇ ｙ Ｐ ｈ ｖ ａ ｇ ｏ ｄ —ｎ ｏ ｅ ｆｅ ｔ ｅ ｅ ｓｎ ｙ Ｐ ｈ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｌ ｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｔａ ｒ ａｉ ｄ ａ ｅｅ ｓｇ ａ ｐ ｏ ｅ ｓ ｂ Ｆ ＧＡ ａ ｅ ｏ ｄ ｅ — ｉ ｓ ｅｆｃ ｉ ｓ ｚ ｎ ｖ ｉ ｏ ＮＲ ｃ ｎ ｉ ｏ ａ ｄ ｃ ｎ ｎ ａ ｌｗ Ｓ ｏ ｄ ｔ ｎ， ｎ ａ ｍｅ ｔ ｔ ｅ ｒ ａ — ｉ ｅ ｕ ｒ ｍｅ ｔ ｆ ｓｇ ａ ｒｃ ｓ ｉ ｇ ｓ ｓｅ ． ｉ ｅ ｈ ｅ ｌ ｔ ｍｅ ｒ ｑ ｉ ｅ ｎ ｓ ｏ ｉ ｎ ｌ ｐ ｏ ｅ ｓｎ ｙ ｔｍ
Ｋ ｙ ｗｏ ｄ ｅ ｒ ｓ：ｗａ ｅｅ ｅ ｎ ｏ ｅ； Ｐ ｖ ｌｔ ｄ — ｉ ｓ Ｆ ＧＡ ； ｅ ｌ ｉ ｒ ａ —ｔ ｍｅ
小波 变换 能够 同 时在 时域 和频 域进 行 局部 分析 ， 在 对 时 变 信 号 进 行 分 析 时 具 有 明 显 的 优 势 。 波 算 法 在 进 小
统 的 实 时性要 求 。 关 键 词 ：小 波 去 噪 ； Ｐ Ａ； 时 性 ＦＧ 实
中 图 分 类 号 ：Ｔ ９ １７ Ｎ １ ．２ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：０ ５ — ９ ８ ２ １ １２ ０ ４ — ３ ２ ８ ７ ９ （０ ０ １ － ０ ５ ０
Ｍ ｅ ｈ ｄ ｏ ｉｎ ｌ ｗａ ｅ ｅ ｅ － ｉ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓｎ ａ ｅ ｎ Ｆ ｔ ｏ ｆｓｇ ａ ｖ ｌ ｔ ｒ ａ ｔ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇ ｂ ｓ ｄ ｏ ＰＧＡ ｌ ｍ
ＪＡＮＧ Ｘｉｇ Ｇｕ ＭＯ ｈ ｏ Ｎｉ ｇ， Ｉ ｎ ｏ， Ｓ ａ ｎ ＣＨＵ ｕ Ｇａ ｇ Ｆ ｎ
（ ｆ ｍａ ｏ ＆ Ｃ ｍ ｎｃ ｔ ｎ Ｃ ｌ ｇ ，Ｇ ｉ ｎ Ｕ ｉｅ ｉ ｆ Ｅｅ ｔ ｎ ｅ ｈ ｏ ｇ ，Ｇ ｉｎ ５ １ ０ ， ｈｎ ） Ｉｏ ｔｎ ｎ ｒ ｉ ｏ ｍｕ ｉ ｉ ｏ ｅ ｅ ｕｌ ｎｖ ｒ ｔ ｏ ｌ ｒ ｉ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｙ ａｏ ｌ ｉ ｓｙ ｃｏｃ ｏ ｕｌ ４ ０ ４ Ｃ ｉ ｉ ａ