基于射频集成收发器的数字幅相测量技术研究与应用

这是一篇关于幅相测量,数字信号处理,数字射频,集成收发器,Zynq的论文, 主要内容为随着微波技术的快速发展,微波新器件的研发需求不断上升,对新研微波器件各项参数快速、准确的测量需求也随之不断增加。微波信号的幅度和相位是两个基础性测量参数,通过这两个参数的测量可以获得其他的微波参数。同时,随着数字射频技术和超大规模数字集成电路的发展,基于可编程微波集成收发器和全可编程片上系统的微波信号幅度相位测量具有测量精度高、集成度高、可靠性强和可重配置性强等优点,具有十分重要的研究意义。本文的主要内容是开展基于集成收发器的数字幅相测量技术的研究,对数字幅相测量算法进行深入研究,基于AD9361射频集成收发器和ZYNQ XC7Z020片上系统,设计了一种小型化、低成本、高精度的全片上编程数字幅相测量系统,并通过软硬件协同的方式实现了测量系统的高度可重用性。具体工作内容包含:1.对数字幅相测量理论进行深入研究。本文对数字幅相测量算法,包括数字同步解调算法、相关算法和快速傅里叶变换算法的幅相测量精度进行仿真,研究高斯白噪声和谐波噪声对幅相测量精度的影响;并探索采用数字滤波方式降低噪声影响、提高幅相测量精度。2.根据数字幅相测量系统设计需要进行硬件选型,采用可编程射频前端和异构片上系统,基于GNU Radio平台使用软件无线电的开发方式对数字幅相测量系统进行初步设计,验证了基于集成收发器的数字幅相测量系统设计可行性以及数字幅相测量算法的性能。3.基于AD9361和ZYNQ XC7Z020进行了全片上编程数字幅相测量系统设计,对PL可编程逻辑部分进行架构设计和模块实现,对PS ARM Cortex A9双核处理器部分进行嵌入式软件设计;包括AD9361射频参数配置、数字信号处理算法设计和外部中断处理系统设计等,应用了相关算法和快速傅里叶变换算法,实现了数字幅相测量系统的全片上运行。4.对微波信号幅相测量系统进行了动态范围和幅度、相位测量误差分析,测得系统的动态范围≥50dB,幅度测量误差≤±0.075dB,相位测量误差≤±0.75°;并基于该系统搭建了 W波段空间场幅相测量系统,通过对W波段标准增益喇叭天线进行幅度和相位空间场测量,得到实际测量结果与HFSS理论计算值吻合较好,表明该系统具有较好的精确度和稳定性。

低照度运动目标的检测

这是一篇关于低照度,运动目标检测,Zynq,帧间差分的论文, 主要内容为运动目标检测,是计算机视觉领域中研究的主要方向。目前,大多数的运动目标检测系统都是在光照充足的环境下,通过软件对视频图像进行处理,系统的处理成本较高,速度较慢,且难以解决低照度环境下目标检测的难题。低照度环境下的视频图像具有较多的噪声,对比度、亮度偏低,极大影响了系统对运动目标的检测效率。针对上述问题,本文设计了基于Zynq(全可编程片上系统)的运动目标检测系统。首先对系统的硬件平台和软件平台进行搭建,实现了视频图像数据从摄像头采集到LCD液晶显示屏显示。然后对图像处理算法进行硬件化实现,并封装成IP核完成系统的BD(Block Design)设计。最后在软件平台初始化系统的摄像头、SCCB(串行摄像机控制总线协议)及LCD显示屏完成整个系统的全部设计。为了达到检测系统实时性的高要求,本文放弃传统的SDRAM储存模块,采用AXI VDMA(AXI Video Direct Memory Access)结合片外存储器DDR3实现图像帧缓存。VDMA能够和DDR3之间进行高带宽的数据传输,有利于降低系统的延时性。在图像处理算法的设计中,利用空域非线性中值滤波器对低照度图像进行降噪和平滑处理,为提高视频图像的质量,通过Vivado HLS软件设计灰度直方图均衡化算法,提升视频图像的亮度和对比度。运动目标检测采用帧间差分法,另外设计数学形态学处理算法对视频图像二次降噪,进一步降低低照度环境对系统运动目标检测的影响。本文的系统设计遵循准确性、实时性、低功耗的设计原则,所采用的相关算法都进行了仿真和验证,并通过资源利用率比对和视频图像结果分析,保证算法在硬件化实现上的有效性。测试结果表明,本文系统能够在低照度环境下准确地检测出运动目标,且检测效果良好,资源利用率较低,满足运动目标检测系统的设计要求。

低照度运动目标的检测

这是一篇关于低照度,运动目标检测,Zynq,帧间差分的论文, 主要内容为运动目标检测,是计算机视觉领域中研究的主要方向。目前,大多数的运动目标检测系统都是在光照充足的环境下,通过软件对视频图像进行处理,系统的处理成本较高,速度较慢,且难以解决低照度环境下目标检测的难题。低照度环境下的视频图像具有较多的噪声,对比度、亮度偏低,极大影响了系统对运动目标的检测效率。针对上述问题,本文设计了基于Zynq(全可编程片上系统)的运动目标检测系统。首先对系统的硬件平台和软件平台进行搭建,实现了视频图像数据从摄像头采集到LCD液晶显示屏显示。然后对图像处理算法进行硬件化实现,并封装成IP核完成系统的BD(Block Design)设计。最后在软件平台初始化系统的摄像头、SCCB(串行摄像机控制总线协议)及LCD显示屏完成整个系统的全部设计。为了达到检测系统实时性的高要求,本文放弃传统的SDRAM储存模块,采用AXI VDMA(AXI Video Direct Memory Access)结合片外存储器DDR3实现图像帧缓存。VDMA能够和DDR3之间进行高带宽的数据传输,有利于降低系统的延时性。在图像处理算法的设计中,利用空域非线性中值滤波器对低照度图像进行降噪和平滑处理,为提高视频图像的质量,通过Vivado HLS软件设计灰度直方图均衡化算法,提升视频图像的亮度和对比度。运动目标检测采用帧间差分法,另外设计数学形态学处理算法对视频图像二次降噪,进一步降低低照度环境对系统运动目标检测的影响。本文的系统设计遵循准确性、实时性、低功耗的设计原则,所采用的相关算法都进行了仿真和验证,并通过资源利用率比对和视频图像结果分析,保证算法在硬件化实现上的有效性。测试结果表明,本文系统能够在低照度环境下准确地检测出运动目标,且检测效果良好,资源利用率较低,满足运动目标检测系统的设计要求。

基于Zynq的嵌入式数字图像传输系统的设计与实现

这是一篇关于高速,图像传输,嵌入式,Zynq的论文, 主要内容为随着嵌入式技术和图像处理技术的快速发展,基于嵌入式的图像传输技术成为目前电子技术领域重要的研究课题之一,在军事、工业、农业、医学等领域都得到了广泛的应用。在嵌入式技术中,Zynq可扩展处理平台是一种新近发展的系统平台技术,它在一片芯片中集成了大规模可编程逻辑器件(FPGA)、低功耗高性能先进RISC处理器(ARM)和两者的互连总线,因此同时具备FPGA技术和ARM技术的优点,具有广阔的应用前景。为了满足图像采集、传输、处理等系统高集成度、非压缩、大数据量的需求,论文在Zynq可扩展处理平台上设计并实现了高速嵌入式数字图像传输系统。与传统的在PC机+处理板卡上构建的数字图像传输系统相比,由于Zynq平台内部集成了可编程逻辑和处理器系统,可以方便的实现两者所需的功能,所以在Zynq平台上实现的数字图像传输系统具有功耗低、性能稳定、体积小、性价比高等特点。与基于传统分离式的ARM芯片+FPGA芯片的数字图像传输系统相比,Zynq平台内部的高速互联结构既简化了系统的搭建,又使嵌入式系统的设计和实现变得更加灵活,同时也有利于提高图像的处理与传输速度。论文充分利用软硬件协同设计技术,以及Zynq平台内部互联总线集成度高、速度快、接口丰富等优势,将数字图像数据的采集、传输、处理等功能集成到Zynq平台,能够满足当前图像传输系统的功能和性能要求。论文在Zynq平台上设计并实现的数字图像传输系统,可以根据外部输入命令通过USB接口摄像头采集数字图像,实现数据的本地存储和高速处理,并可以通过千兆以太网将数据传送至远程终端。论文对系统的软硬件模块及接口总线进行了合理的设计,简化了系统的设计难度,减少了系统的资源消耗,增加了系统中软硬件的数据交互速度；论文采用USB摄像头进行图像数据采集,为系统提供了稳定可靠的数据来源,有利于系统的维护,提高了系统的通用性；论文在可编程逻辑部分对中值滤波算法进行了改进,改进的中值滤波方法在有效提高图像数据质量的同时也提高了图像的处理速度,降低了系统处理器的利用率,为远程终端对图像数据的进一步处理和使用提供了条件；论文采用千兆以太网技术实现了图像数据的远距离高速传输,有效的提高了数据的传输带宽,满足了数字图像传输系统的发展需求；通过可编程逻辑实现的VGA/HDMI显示模块以及在处理器部分实现的控制软件,使系统具有良好的人机交互界面,也保证系统中各个模块的有序工作。论文对设计、实现的基于Zynq的嵌入式数字图像传输系统进行了长时间的测试验证,实验数据表明,系统能够很好的完成图像数据的采集、处理与传输任务。经测试,论文设计、实现的图像处理模块能够有效提高图像质量、减小图像采集过程中引起的噪声,数据传输模块的最大传输速率可以达到450Mbps,满足目前大部分情况下数字图像传输的要求,具有较好的研究意义和工程应用价值。

基于Zynq的雷达测试仿真系统软件设计

这是一篇关于雷达测试仿真系统,嵌入式Linux,Zynq,多线程的论文, 主要内容为随着电子技术的飞速发展,传统的雷达现场测试已经逐渐被雷达测试仿真系统所代替。近年来,雷达测试仿真系统功能逐渐复杂化、多样化,而测试软件作为整个雷达测试仿真系统的控制中心,关系到整个雷达测试仿真系统硬件功能能否实现、性能能否充分释放,所以构造一个满足多功能需求、高集成度的嵌入式系统成为了核心问题。本论文在Zynq主控平台下,基于Linux操作系统开发了一套雷达仿真测试系统软件,以解耦的设计方法,实现软件的可重用性,并根据硬件通信、数据存储、信号输出等多方面需求,采用多线程设计方式实现功能,并开发自定义文件系统来管理多样数据文件。本文完成的主要工作如下:1.实现Zynq环境下Linux操作系统的移植,包括系统引导文件u-boot、kernel、设备树文件的创建,并在根文件系统下设计自定义文件系统,用以管理校准数据,FPGA在线升级bit流等文件。2.采用多线程架构,通过设置线程优先级、控制共享内存读写、合理设计线程间同步互斥等多种调度方法实现通信、处理、监测、传输四部分线程协同工作。3.完成系统通信模块设计与实现,包括同外部的以太网通信驱动配置及应用程序设计、串口通信驱动及应用程序设计以及同内部的AXI总线通信驱动程序及应用程序开发。4.实现单控器件ModBus指令集与总控指令集,并为数据指令集设计数据报文校验机制,为指令集的精准传递提供保障。5.实现雷达测试仿真系统硬件相关功能的控制,包括1-18GHz上下变频信号输出、多普勒频移、延时、调制、FPGA在线升级,硬件状态实时监测功能。经过对以上内容研究开发,本文最终实现了雷达测试仿真系统软件,并对以太网接口通信、串口通信以及硬件各功能及性能进行验证,通过验证,本嵌入式系统软件基本满足各功能控制需求,已应用在雷达测试项目中。

基于Zynq的运动目标检测技术研究

这是一篇关于Zynq,多运动目标,实时检测,软硬件协同设计的论文, 主要内容为多运动目标的实时检测技术作为计算机视觉研究中重要的一部分,目前已经广泛应用于智能安防、智能交通、军事等诸多领域中,其多元化应用场景对系统的功耗、体积、实时性的指标要求非常高。但是,PC平台存在功耗高、体积大等缺点,并且传统的嵌入式处理平台由于其串行处理的方式无法满足实时性的要求。此外,基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的运动目标检测系统满足实时性的要求,但是其缺少处理器系统软件开发的灵活性,需要进一步配合处理器来完成。针对上述问题,本文构建了一种基于全可编程片上系统(Zynq-7000 All Programmable So C,Zynq)的实时多运动目标检测系统。主要贡献如下:首先,从运动目标检测算法和视频图像处理平台两个方面,阐述了国内外运动目标检测技术的研究现状。针对当前运动目标检测系统存在实时性差、功耗高、便携性差等诸多问题,本文对常用的运动目标检测算法及辅助的图像处理技术进行了系统的理论分析。其次,本文设计了一种运动目标检测知识产权核(Intellectual Property Core,IP核)完成图像处理。使用先入先出(First Input First Output,FIFO)存储器缓存的方式将两帧数据对齐;为加快系统的处理速度和提高检测算法的精度,对连续两帧图像数据使用了灰度化、中值滤波的预处理操作;对预处理后的两帧图像进行差分操作;选取了4组不同阈值进行对比实验,实现差分结果的二值化;对二值化的处理结果进一步使用形态学滤波操作;使用一种基于邻域的理论优化多运动目标标记方法,即通过间距来判断是否为同一个物体,并去除重叠边框,实现对多运动目标的标记;将检测结果与当前帧彩色图像进行叠加,获得良好的视觉效果。最后,采用模块化的设计思想,设计了多运动目标检测系统总体结构。该系统包括图像采集、数据存储、图像处理、图像显示4个模块,并使用软硬件协同设计的方法将任务合理划分为可编程逻辑(Programmable Logic,PL)和处理系统(Processing System,PS)。在PL端利用其并行运算的方式实现运动目标检测的硬件算法加速、图像采集和高清多媒体接口(High Definition Multimedia Interface,HDMI)驱动,将各个IP集成完成硬件系统的搭建。使用视频直接存储器访问(Video Direct Memory Access,VDMA)IP核将图像数据缓存到第三代双倍数据率同步动态随机存取存储器(Double-Data-Rate Three Synchronous Dynamic Random Access Memory,DDR3)中实现帧缓存,解决了PL端存储资源受限的问题。此外,图像采集和HDMI驱动都采用可编程逻辑实现并封装成IP核,提高了系统的集成度;在PS端中完成摄像头的驱动、帧缓存的配置以及各个IP核的初始化。综上所述,本文搭建的系统不仅具有并行运算速度快的优势,而且具有处理器系统软件开发的灵活性,为后续系统开发升级奠定基础。测试结果表明,该系统能够实时检测并标记多个运动目标,并且系统体积小、功耗和成本低,具有一定的实用价值。

基于Zynq的软件定义无线电的硬件平台的设计与实现

这是一篇关于软件定义无线电,Zynq,硬件平台的论文, 主要内容为在无线通信环境复杂多变、多种通信体系长期共存、且体系间互联需求日益强烈的背景下,软件定义无线电因其灵活通用的特点,愈加成为现代通信领域的重要工具与组成部分。针对现有软件定义无线电平台无法满足高速采样数据实时传输以及强大灵活的基带处理这两个需求的问题,本文设计并实现了一套基于Xilinx Zynq架构的软件定义无线电硬件平台的详细方案,并完成了整体功能与性能的验证测试。本文所述主要工作包括:(1)完成了本硬件平台所面向的场景需求分析以及架构的设计。讨论并详细分析了本硬件平台所面向的5G与WLAN无线通信系统的需求。据此设计了应具备高速采样能力与多天线技术、且应实现高速采样数据实时传输的总体架构,由此确定了对射频器件、高速接口以及数字计算芯片的要求。最后按照层次结构对本硬件平台应当实现的各项能力进行分析,并提出相应的技术实现需求。(2)完成了硬件方案的详细设计,依此制成了数字计算平台硬件板卡,并完成了各项能力的实现与测试。首先根据系统架构要求,确定了数字计算芯片以及射频器件这两个关键技术模块的选型。针对具备多路电源监控及上电顺序管理的供电网络、高稳定性与GPS时钟同步的时钟生成网络、高速大容量内存以及PCIe 3.0×16接口的高速数据实时传输进行底层硬件的详细设计。同时对上述能力进行了实现,并进行了完整的验证与测试。(3)进行了对本硬件平台整体系统与射频性能的验证与测试。首先说明了用于实现射频功能以及测试性能所搭建的环境,随后对采样数据传输整体链路进行了速率测试,最后对有效收发带宽内的平坦度,以及EVM测试设计了详细的测试方案。测试结果说明,本硬件平台可以满足5G与WLAN通信系统的需求,并实现同上位机的高速采样数据实时传输。综上,本论文设计并实现了一个能够同上位机进行高速通信、高集成度连接的模块化、可扩展的软件定义无线电的硬件平台。本硬件平台的信号采集速率达到245.76 MSPS,采样数据实际传输带宽达到15728.64 Mbps,优于USRP X310通用软件无线电平台。

低照度运动目标的检测

这是一篇关于低照度,运动目标检测,Zynq,帧间差分的论文, 主要内容为运动目标检测,是计算机视觉领域中研究的主要方向。目前,大多数的运动目标检测系统都是在光照充足的环境下,通过软件对视频图像进行处理,系统的处理成本较高,速度较慢,且难以解决低照度环境下目标检测的难题。低照度环境下的视频图像具有较多的噪声,对比度、亮度偏低,极大影响了系统对运动目标的检测效率。针对上述问题,本文设计了基于Zynq(全可编程片上系统)的运动目标检测系统。首先对系统的硬件平台和软件平台进行搭建,实现了视频图像数据从摄像头采集到LCD液晶显示屏显示。然后对图像处理算法进行硬件化实现,并封装成IP核完成系统的BD(Block Design)设计。最后在软件平台初始化系统的摄像头、SCCB(串行摄像机控制总线协议)及LCD显示屏完成整个系统的全部设计。为了达到检测系统实时性的高要求,本文放弃传统的SDRAM储存模块,采用AXI VDMA(AXI Video Direct Memory Access)结合片外存储器DDR3实现图像帧缓存。VDMA能够和DDR3之间进行高带宽的数据传输,有利于降低系统的延时性。在图像处理算法的设计中,利用空域非线性中值滤波器对低照度图像进行降噪和平滑处理,为提高视频图像的质量,通过Vivado HLS软件设计灰度直方图均衡化算法,提升视频图像的亮度和对比度。运动目标检测采用帧间差分法,另外设计数学形态学处理算法对视频图像二次降噪,进一步降低低照度环境对系统运动目标检测的影响。本文的系统设计遵循准确性、实时性、低功耗的设计原则,所采用的相关算法都进行了仿真和验证,并通过资源利用率比对和视频图像结果分析,保证算法在硬件化实现上的有效性。测试结果表明,本文系统能够在低照度环境下准确地检测出运动目标,且检测效果良好,资源利用率较低,满足运动目标检测系统的设计要求。

基于Zynq的嵌入式数字图像传输系统的设计与实现

这是一篇关于高速,图像传输,嵌入式,Zynq的论文, 主要内容为随着嵌入式技术和图像处理技术的快速发展,基于嵌入式的图像传输技术成为目前电子技术领域重要的研究课题之一,在军事、工业、农业、医学等领域都得到了广泛的应用。在嵌入式技术中,Zynq可扩展处理平台是一种新近发展的系统平台技术,它在一片芯片中集成了大规模可编程逻辑器件(FPGA)、低功耗高性能先进RISC处理器(ARM)和两者的互连总线,因此同时具备FPGA技术和ARM技术的优点,具有广阔的应用前景。为了满足图像采集、传输、处理等系统高集成度、非压缩、大数据量的需求,论文在Zynq可扩展处理平台上设计并实现了高速嵌入式数字图像传输系统。与传统的在PC机+处理板卡上构建的数字图像传输系统相比,由于Zynq平台内部集成了可编程逻辑和处理器系统,可以方便的实现两者所需的功能,所以在Zynq平台上实现的数字图像传输系统具有功耗低、性能稳定、体积小、性价比高等特点。与基于传统分离式的ARM芯片+FPGA芯片的数字图像传输系统相比,Zynq平台内部的高速互联结构既简化了系统的搭建,又使嵌入式系统的设计和实现变得更加灵活,同时也有利于提高图像的处理与传输速度。论文充分利用软硬件协同设计技术,以及Zynq平台内部互联总线集成度高、速度快、接口丰富等优势,将数字图像数据的采集、传输、处理等功能集成到Zynq平台,能够满足当前图像传输系统的功能和性能要求。论文在Zynq平台上设计并实现的数字图像传输系统,可以根据外部输入命令通过USB接口摄像头采集数字图像,实现数据的本地存储和高速处理,并可以通过千兆以太网将数据传送至远程终端。论文对系统的软硬件模块及接口总线进行了合理的设计,简化了系统的设计难度,减少了系统的资源消耗,增加了系统中软硬件的数据交互速度；论文采用USB摄像头进行图像数据采集,为系统提供了稳定可靠的数据来源,有利于系统的维护,提高了系统的通用性；论文在可编程逻辑部分对中值滤波算法进行了改进,改进的中值滤波方法在有效提高图像数据质量的同时也提高了图像的处理速度,降低了系统处理器的利用率,为远程终端对图像数据的进一步处理和使用提供了条件；论文采用千兆以太网技术实现了图像数据的远距离高速传输,有效的提高了数据的传输带宽,满足了数字图像传输系统的发展需求；通过可编程逻辑实现的VGA/HDMI显示模块以及在处理器部分实现的控制软件,使系统具有良好的人机交互界面,也保证系统中各个模块的有序工作。论文对设计、实现的基于Zynq的嵌入式数字图像传输系统进行了长时间的测试验证,实验数据表明,系统能够很好的完成图像数据的采集、处理与传输任务。经测试,论文设计、实现的图像处理模块能够有效提高图像质量、减小图像采集过程中引起的噪声,数据传输模块的最大传输速率可以达到450Mbps,满足目前大部分情况下数字图像传输的要求,具有较好的研究意义和工程应用价值。

基于Zynq的车辆目标检测系统的设计与实现

这是一篇关于车辆检测,Zynq,软硬件协同设计,图像增强的论文, 主要内容为传统的车辆检测系统大多是基于PC机实现的,随着检测算法的复杂度和计算量急剧增加,以及人们对系统的图像分辨率和处理速度等指标提出了更高的要求,导致传统的检测方案已经难以满足实际需求。同时,在实际应用场景中车辆检测系统会受到光照条件、环境噪声和复杂道路背景等因素的影响,使得系统难以有效获取车辆信息,在检测时容易产生漏检或误检现象。因此针对上述问题,本文以提升检测系统的准确率和处理速度为目标,设计并实现了一种基于Zynq平台的车辆目标检测系统。本文的主要研究内容如下:首先,对车辆检测系统的整体方案进行设计论证。提出以Zynq为检测系统的硬件平台,深入分析Haar矩形特征和AdaBoost算法的原理及训练流程,充分利用软硬件协同设计思想,合理划分系统各功能点的软硬件实现方案,将整个系统拆分为多个模块分别部署在Zynq平台的软件端或硬件端,并确定各个功能模块的硬件加速设计方案,提出基于Zynq平台的车辆目标检测系统的总体设计框架。然后,对实际应用场景下车辆检测系统面临的主要问题进行分析,针对光照条件和环境噪声对车辆图像的影响,提出一种基于对比度拉伸和引导滤波算法的图像增强系统用于改善图像质量。此外,针对这两种算法中存在的不足之处提出改进方案,由于对比度拉伸算法的适应性较差且处理过程中存在过度增强问题,本文利用裁剪再分配操作限制了图像对比度,并根据图像自身特性动态选取拉伸系数。由于引导滤波算法在灰度变化剧烈的区域内会出现光晕现象,本文通过引入约束函数φ(i)实现对滤波系数ak的动态约束。从主观和客观角度分别对本文增强算法的处理效果进行对比分析,实验结果表明,改进后的算法能够有效增强图像质量并保护图像边缘细节信息。最后,对车辆检测系统的各个功能模块进行设计实现,完成本文检测系统的整体设计工作,主要包括图像采集及显示系统、图像增强系统、积分图计算模块的硬件加速设计,以及搭建适合本文检测系统的嵌入式软件开发环境。针对上述设计流程和改进方案,选取BIT-Vehicle车辆数据集对本文车辆检测系统进行实验验证。实验结果表明,本文系统在白天场景下的检测准确率达到94.32%,并且阴天和夜间场景下的检测准确率分别为93.54%和90.28%。此外,在有效提高检测准确率的同时,本文系统的处理速度比基于PC平台的实现方案提升了 4.1倍。

基于Zynq的嵌入式数字图像传输系统的设计与实现

这是一篇关于高速,图像传输,嵌入式,Zynq的论文, 主要内容为随着嵌入式技术和图像处理技术的快速发展,基于嵌入式的图像传输技术成为目前电子技术领域重要的研究课题之一,在军事、工业、农业、医学等领域都得到了广泛的应用。在嵌入式技术中,Zynq可扩展处理平台是一种新近发展的系统平台技术,它在一片芯片中集成了大规模可编程逻辑器件(FPGA)、低功耗高性能先进RISC处理器(ARM)和两者的互连总线,因此同时具备FPGA技术和ARM技术的优点,具有广阔的应用前景。为了满足图像采集、传输、处理等系统高集成度、非压缩、大数据量的需求,论文在Zynq可扩展处理平台上设计并实现了高速嵌入式数字图像传输系统。与传统的在PC机+处理板卡上构建的数字图像传输系统相比,由于Zynq平台内部集成了可编程逻辑和处理器系统,可以方便的实现两者所需的功能,所以在Zynq平台上实现的数字图像传输系统具有功耗低、性能稳定、体积小、性价比高等特点。与基于传统分离式的ARM芯片+FPGA芯片的数字图像传输系统相比,Zynq平台内部的高速互联结构既简化了系统的搭建,又使嵌入式系统的设计和实现变得更加灵活,同时也有利于提高图像的处理与传输速度。论文充分利用软硬件协同设计技术,以及Zynq平台内部互联总线集成度高、速度快、接口丰富等优势,将数字图像数据的采集、传输、处理等功能集成到Zynq平台,能够满足当前图像传输系统的功能和性能要求。论文在Zynq平台上设计并实现的数字图像传输系统,可以根据外部输入命令通过USB接口摄像头采集数字图像,实现数据的本地存储和高速处理,并可以通过千兆以太网将数据传送至远程终端。论文对系统的软硬件模块及接口总线进行了合理的设计,简化了系统的设计难度,减少了系统的资源消耗,增加了系统中软硬件的数据交互速度；论文采用USB摄像头进行图像数据采集,为系统提供了稳定可靠的数据来源,有利于系统的维护,提高了系统的通用性；论文在可编程逻辑部分对中值滤波算法进行了改进,改进的中值滤波方法在有效提高图像数据质量的同时也提高了图像的处理速度,降低了系统处理器的利用率,为远程终端对图像数据的进一步处理和使用提供了条件；论文采用千兆以太网技术实现了图像数据的远距离高速传输,有效的提高了数据的传输带宽,满足了数字图像传输系统的发展需求；通过可编程逻辑实现的VGA/HDMI显示模块以及在处理器部分实现的控制软件,使系统具有良好的人机交互界面,也保证系统中各个模块的有序工作。论文对设计、实现的基于Zynq的嵌入式数字图像传输系统进行了长时间的测试验证,实验数据表明,系统能够很好的完成图像数据的采集、处理与传输任务。经测试,论文设计、实现的图像处理模块能够有效提高图像质量、减小图像采集过程中引起的噪声,数据传输模块的最大传输速率可以达到450Mbps,满足目前大部分情况下数字图像传输的要求,具有较好的研究意义和工程应用价值。