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【視頻】基于FPGA的車牌定位系統(tǒng)（第三屆OpenHW開源硬件與嵌入式大賽一等獎）

設(shè)計摘要： 汽車牌照識別系統(tǒng)是當(dāng)前智能交通系統(tǒng)中的一個重要組成部分，一般用于高速公路的卡口收費、停車場和加油站等的自動監(jiān)控管理以及交通十字路口違規(guī)抓拍等。汽車牌照識別系統(tǒng)主要包括三個部分:車牌預(yù)處理和定位、字符的分割以及單個字符的識別。本項目是在以上算法的基礎(chǔ)上做到圖像的采集、處理、定位、分割、字符識別以及字符輸出整個流程，而且用FPGA實現(xiàn)可以提高系統(tǒng)運算速度，以達到實時的效果。 系統(tǒng)原理和技術(shù)特點： 系統(tǒng)原理： 1、系統(tǒng)通過高清攝像頭采集圖像。 2、首先系統(tǒng)將采集到得圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像。 3、對得到的灰度圖像進行預(yù)處理，包括拉式變換、梯度變換、高斯濾波。預(yù)處理的主要目的是為了增強圖像，為后續(xù)圖像處理提供一定的基礎(chǔ)。 4、對處理后的圖像進行二值化，將其轉(zhuǎn)變?yōu)橹挥?和1灰度的圖像，這樣便于處理。 5、車牌定位，車牌定位用的是行掃描的方法來確定車牌的上下邊界，然后通過垂直投影法確定左右邊界。 6、字符分割，字符分割同樣采用垂直投影法，通過字符的某些視覺特性，通過對字符間距的判定來分割字符。 7、字符識別，先對分割出來的字符進行歸一化，將所有的字符圖片都轉(zhuǎn)換成固定大小的格式，然后與模板庫里的圖片進行比較運算，相差最小的圖像即是我們判斷的字符。 8、字符輸出，可以通過系統(tǒng)板自帶的顯示器顯示，也可以存儲后傳回主機顯示。 技術(shù)特點： 整個系統(tǒng)的實現(xiàn)過程中涉及到大量的乘法運算，通過FPGA實現(xiàn)要調(diào)用乘法器，占用很大的資源，而且采集的圖像需要有一定的像素支持，否則會對識別結(jié)果有一定影響，所以處理圖像的像素要比較高，這樣也使得處理和存儲的數(shù)據(jù)量比較大。整個過程通過流水線的方式處理，速度可以做到實時性的要求。

發(fā)表于：6/6/2012

【視頻】基于FPGA的M2M異構(gòu)虛擬化系統(tǒng)（第三屆OpenHW開源硬件與嵌入式大賽一等獎）

本項目提出一種新穎的M2M（Multiple ISAs applications to Multiple heter-ogeneous core，M2M）概念，將虛擬化系統(tǒng)分為多核異構(gòu)層、虛擬化管理層、二進制翻譯層、軟件應(yīng)用層四個層次，創(chuàng)新地在傳統(tǒng)的虛擬化管理層上增加二進制翻譯層，從而引入多個不同體系結(jié)構(gòu)的應(yīng)用程序，虛擬化管理器調(diào)度分配給硬件層引入的異構(gòu)處理器。M2M的特性使虛擬化系統(tǒng)上層應(yīng)用的靈活性大大增加，并且硬件異構(gòu)化也使系統(tǒng)的效率有效提升。 本項目主要貢獻點和創(chuàng)新點有：（1） 多指令集體系應(yīng)用虛擬環(huán)境。在應(yīng)用層提供不同指令集體系構(gòu)架的虛擬運行環(huán)境，以支持不同應(yīng)用系統(tǒng)的應(yīng)用程序。（2） 軟硬協(xié)同的二進制翻譯層。在二進制翻譯層，采用軟硬協(xié)同的方式實現(xiàn)不同架構(gòu)體系間的動態(tài)二進制翻譯，提高硬件目標(biāo)代碼生成和運行的性能和靈活性。（3） 設(shè)計實現(xiàn)了自主可擴展32位的SoC核。在多核異構(gòu)層，設(shè)計了一個自主，可擴展，可配置的32位RISC處理器?；诖颂幚砥骱丝膳渲脤崿F(xiàn)多個RISC SoC平臺（QS-I）。本項目在XUP Virtex-5和Digilent Nexys3 FPGA開發(fā)平臺構(gòu)建了多核異構(gòu)層。（4） 動態(tài)虛擬化管理。在虛擬化管理層，以輕量級的方式實現(xiàn)了系統(tǒng)資源與上層應(yīng)用的管理。通過資源管理與任務(wù)調(diào)度動態(tài)分配或遷移運行任務(wù)。虛擬層的多個體系結(jié)構(gòu)的應(yīng)用程序（如x86和MIPS）可動態(tài)運行于異構(gòu)的處理器核上（如處理能力不同的MIPS核）。（5） 提供了系統(tǒng)庫和運行程序。在軟件應(yīng)用層，為自主設(shè)計的QS-I平臺提供完善的程序運行環(huán)境并設(shè)計了多樣化的應(yīng)用程序。項目完全自主地設(shè)計實現(xiàn)了系統(tǒng)庫（如圖形庫、I/O庫）以及典型的多樣化應(yīng)用軟件，包括MIPS下的吃豆子游戲、X86下的推箱子游戲。

發(fā)表于：6/6/2012