叠加方法

叠加方法（共9篇）

叠加方法 篇1

一、矢量合成法

例1下列选项中的各1/4圆环大小相同,所带电荷量已在图1中标出,且电荷均匀分布,各1/4圆环间彼此绝缘.坐标原点O处电场强度最大的是()

解析:由对称原理可知,(A)(C)图中在O点的场强大小相等,(D)图中在O点场强为0,因此B图中两1/4圆环在O点合场强应最大,选项(B)正确.

二、对称法

例2如图2,一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点,a和b、b和c、c和d间的距离均为R,在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷.已知b点处的场强为零,则d点处场强的大小为(k为静电力常量)()

解析:电荷q产生的电场在b处的场强Eb=kq/R2,方向水平向右,由于b点的合场强为零,故圆盘上的电荷产生的电场在b处的场强Eb'=Eb,方向水平向左,故Q>0.由于b、d关于圆盘对称,故Q产生的电场在d处的场强Ed'=Eb'=kq/R2,方向水平向右,电荷q产生的电场在d处的场强Ed=kq/(3R)2=kq/9R2,方向水平向右,所以d处的合场强的大小E=Ed'+Ed=k(10q/9R2).

三、补偿法

例3均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场.如图3所示,在半球面AB上均匀分布正电荷,总电荷量为q,球面半径为R,CD为通过半球顶点与球心O的轴线,在轴线上有M、N两点,OM=ON=2R,已知M点的场强大小为E,则N点的场强大小为()

四、等效替换法

例4如图4所示,x Oy平面是无穷大导体的表面,该导体充满z<0的空间,z>0的空间为真空.将电荷量为q的点电荷置于z轴上z=h处,则在x Oy平面上会产生感应电荷.空间任意一点处的电场皆是由点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的.已知静电平衡时导体内部场强处处为零,则在z轴上z=h/2处的场强大小为(k为静电力常量)()

摘要：“电场”作为高中物理的重要章节,而电场强度的概念又是本章的重要概念.电场的叠加可以综合矢量合成、对称思想、等效法、微元法,这些方法都是高中物理的重要思想,备受高考命题者的青睐.

关键词：电场,矢量,方法

参考文献

[1]左永军.电场知识常用解题方法研究[J].数理化学习,2012.

[2]郭玉.电场解题的基本方法[J].数理化解题研究,2014.

叠加方法 篇2

训练目的：

1、学习运用叙议结合、叠加反复的作文构思模式；

2、从不同角度选取材料能力的培养。

训练时间：1课时 训练过程： 活动一：品读美文

自读选文《生命 生命》，揣摩它在表达生活感受时的构思技巧。学生讨论交流汇报。

师总结：①总分总式；②2、3、4段落并列，都是先叙后议；③3个事例的选材角度：动物、植物、人。活动二：品读美文

自读选文《怀念母亲》，说说它与《生命 生命》在构思表达上的相同之处。学生讨论交流汇报。活动三：听记老师讲析

在前面分析的基础上归纳此类文在构思写法上的特点（见课件）活动四：文题观察与构思

观察、思考下列作文题目，进行大略的构思。总有一刻，不同寻常

记得那一声

（抽2—3名学生汇报）活动五：再听老师的讲析

这样的作文，还有一些美化的方法，即应该有一些“变式”。（举例略）

1、起笔入题

2、切分叙议

3、诗化抒情

4、巧妙穿插

5、清晰文面

石阡县教育局“送课下乡”活动示范课教案

授 课 人：汤山中学

刘光志 授课地点：甘溪中学

基于信号叠加原理的信号解耦方法 篇3

解耦问题是多变量控制系统设计的主要问题,多变量系统解耦方法主要分为:通过改变控制方案来减小系统回路间的耦合,如系统变量间的正确选配、控制器参数调整及减少控制回路等;基于线性变换方法进行解耦,如模态控制方式解耦、多变量控制器解耦及奇异值分解法解耦等;设计解耦网络进行解耦,如对角矩阵法解耦和前馈解耦等[1],笔者着重分析基于信号叠加原理的信号解耦方法,并与对角矩阵解耦方法作一对比。

1 信号叠加解耦方法

解耦问题从系统结构上看,就是用一个耦合网络去抵消对象网络中的耦合[2],即在对象前串联一个耦合网络(解耦装置),以达到解耦的目的。既然串联耦合网络可以抵消网络中的耦合,那么在对象输出信号中叠加一个耦合信号去抵消对象中的耦合信号,即把串联耦合网络对消的网络解耦问题转化为并联耦合信号对消的信号解耦问题。也就是要分解耦合对象的输出信号,并试图从输出信号中除去耦合信号,这就是基于信号叠加原理的解耦方法,称之为“信号解耦”方法[3,4]。

耦合信号就是一个回路对另一个回路的干扰信号,这种干扰信号是可以获取的。信号解耦的任务就是从输出信号中把耦合信号减除。设G11(s)、G12(s)、G21(s)和G22(s)为耦合对象,D21(s)和D12(s)为解耦传递函数,其输出的解耦信号去抵消耦合对象中的耦合信号。信号解耦原理如图1所示。

由图1可得:

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式(1)中,回路1的输出信号y1(s) 可分解为:与控制信号x1(s)对应的匹配信号G11(s)x1(s);自耦合信号D21(s)G12(s)x1(s);干扰信号x2(s)产生的耦合信号G12(s)x2(s);为解耦引入的解耦信号D12(s)G11(s)x2(s),如果耦合信号与解耦信号相互抵消,则解除了回路2对回路1的耦合。同样,解耦信号D21(s)G22(s)x1(s)与耦合信号G21(s)x1(s) 相互抵消,可解除回路1对回路2的耦合,则信号完全解耦的条件为:

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式(2)代入式(1)可得:

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式(3)中,D12(s)D21(s)为自耦合环节,在控制信号x1(s)和x2(s)作用下,产生两个传递函数相同,但彼此独立的自耦合信号D12(s)D21(s)x1(s)和D12(s)D21(s)x2(s)。如果串联一个补偿环节[1-D12(s)D21(s)]-1进行自耦合补偿,则具有自耦合补偿的信号解耦系统如图2所示。

图2中,由于解耦支路与反馈补偿回路中具有相同的传递函数,因此解耦信号可以从反馈补偿环上取出,系统可简化为图3。

图3中,正反馈回路是自耦合信号的补偿回路,与对象的特征式有关,解耦信号取自补偿回路的反馈环节上,并叠加到控制信号中实现信号解耦。图3中,信号解耦器只有两个解耦传递函数D12(s)和D21(s),由式(2)可知这两个解耦传递函数完全由对象模型构成。

2 对角矩阵解耦方法

设双输入双输出耦合过程为:

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设解耦装置为:

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式(5)代入式(4),按照对角矩阵解耦要求有:

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实现对角矩阵解耦,则有:

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由式(8)可知,解耦系统实现的必要条件是G11(s)G22(s)≠G12(s)G21(s),式(2)代入式(8)得:

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式(9)的实现与图3完全一样。可见,信号解耦方法与对角矩阵解耦方法等价,不同的是对角矩阵解耦方法是基于系统的线性变换原理,而信号解耦方法则是基于信号的叠加原理。

3 结论

3.1 信号解耦方法与对角矩阵解耦方法等价,信号解耦方法是基于信号的叠加原理,而对角矩阵解耦方法是基于系统的线性变换原理。

3.2 信号解耦包括耦合信号的抵消和自耦合信号的补偿两部分功能。反馈回路既实现了自耦合信号的补偿,又实现了解耦信号的产生。

3.3 反馈补偿环节中的信号解耦环节D12(s)=G12(s)/G11(s)和D21(s)=G21(s)/G22(s),完全由对象模型G11(s)、G12(s)、G21(s)和G22(s)构成,只要获得对象的数学模型就可能实现信号解耦。特别是对于时变系统,可以实现时变系统的自适应动态解耦问题。

摘要：为了研究多变量控制系统的解耦设计问题,提出了一种基于信号叠加原理的信号解耦方法,实现了具有自耦合补偿回路和耦合信号对消的信号解耦系统。该系统物理意义明确,结构巧妙,实现容易。

关键词：多变量系统,叠加原理,信号解耦,自耦合补偿

参考文献

[1]邵惠鹤.工业过程高级控制[M].上海:上海交通大学出版社,1997.(上接第1049页)

[2]刘晨晖.多变量过程控制系统解耦理论[M].北京:水利电力出版社,1984.

[3]吴鹏松.一种全新的解耦方法及其应用[C].中国自动化学会第二届LCA会议论文集.北京:中国自动化学会,1995.

巧用特效叠加 打造质感人像照片 篇4

图1

想彰显个性风格的朋友，不如来试试特效叠加的DIY，或许我们能P出不一样的效果。想学的话快来看看吧：

1、在软件中打开待处理的照片，首先进入“美容”菜单下，选择“美白”功能中的一键“美白-中度”。

图2

2、然后在“美化”菜单下，对图片进行亮度、对比度、清晰度的微调。在处理的过程中，我们可以点击界面上的“对比”，随时看到处理前后的效果对比，当然如果效果不满意就可以选择“撤销”。

图3

3、接下来仍在“美化”菜单下，点击“背景虚化”按钮。界面跳转后，软件自动将图片蒙上一层蒙版，可以调整画笔大小在人物上涂抹，即可还原脸部清晰。因为背景的虚化，相比人物会更加清晰突出。

图4

4、返回“美容”菜单下，可以选择一些美容素材，比如MM们喜欢的眼影腮红之类，

选择好素材后，适当调整位置大小和透明度，再右键选择将素材正片叠底，效果会更加自然逼真。

图5

5、接着回到“美化”菜单下，选择多种特效的叠加。首先是选择“经典lomo”，调整其特效透明度到40%左右，然后还可依据个人喜好调整对比度色彩饱和度等。

图6

6、再执行LOMO特效分类下的“淡雅效果”，并调整其透明度道30-40%左右

图7

7、最后在“渐变”特效分类下，选择“冷色渐变”，再调节其透明度到50%左右，就大功告成了！

图8

再来看看大图的效果吧：

图9

叠加方法 篇5

关键词：叠加显示,DM6446,Qt/E,GUI

0 引言

TMS320DM6446是TI公司推出的一款应用于视频处理领域的达芬奇系列芯片,它包含一个ARM926EJ-STM的通用处理器(GPP)内核、一个C64x+TM的数字处理器(DSP)内核以及一个图像处理子系统(VPSS),是一个高性能的数字多媒体片上系统[1]。DM6446的在屏显示模块(OSD)支持在视频画面上叠加图片、文字、鼠标等附加信息,非常方便于视频和位图的叠加显示应用[2,3,4]。ARM端的MontaVista Linux提供了视频驱动V4L2和帧缓冲驱动FrameBuffer,V4L2用于视频采集,FrameBuffer用于控制在屏显示模块OSD。Qt/E是应用于嵌入式图形界面(GUI)开发的工具,其底层显示直接构建于FrameBuffer之上,通过适当的配置移植,便能够利用Qt/E在DM6446上进行GUI的开发[5,6,7]。

由于V4L2采集的视频数据格式为YUV422,而OSD位图窗口的数据格式为RGB565,因此若要将视频数据通过Qt绘制于GUI位图窗口之上,则需要视频数据格式的转换,这将耗费较多的CPU时间,视频的显示效率较低。本文结合OSD模块的多窗口显示特性和Qt/E在嵌入式GUI开发方面丰富的编程接口,提出了一种将视频和Qt GUI图层分开绘制,实现视频层和GUI位图层叠加显示的方法,避免了视频数据格式的转换耗时,提高了视频的显示效率。

1 系统整体结构

整个视频采集和叠加显示的结构如图1所示,从上到下依次为应用层、驱动层和硬件层。

硬件层主要包括视频采集设备和视频显示视频两部分,视频数据由视频解码芯片TVP5150从PAL制式的摄像头解码获得,数据为16位YUV 422格式(UYVY);视频的显示由DM6446的视频处理子系统VPSS中的在屏显示模块OSD和视频编码模块VENC完成,在VENC进行编码输出之前,会对OSD各窗口模块数据进行融合。驱动层主要涉及到Linux下的视频采集驱动程序V4L2以及帧缓冲驱动程序FrameBuffer。V4L2主要为应用层的视频采集线程提供视频采集接口,而FrameBuffer主要为应用层的视频显示线程提供视频显示接口,以及为Qt/E GUI提供底层绘图接口。应用层采用了多线程编程技术,以实现视频的实时采集和显示,并保证Qt/E GUI窗口能够对用户输入持续响应。在Qt/E GUI主线程中提供了对视频采集和视频显示子线程的控制接口,用以控制视频采集和显示;同时提供了对属性窗口的控制接口,能够控制属性窗口的位置、大小及混合度。

正如图1中的数据流向所示,视频数据采集后将被拷贝到视频窗口VIDWIN1上,而Qt/E GUI窗口图层则被绘制到OSDWIN0,视频混合模块BLEND将根据属性窗口ATTRWIN的配置值来对视频窗口和位图窗口数据进行融合,最后经由视频编码模块VENC送至显示器,实现视频和Qt/E GUI的叠加显示。

2 在屏显示模块OSD及帧缓冲FrameBuffer

2.1 在屏显示模块OSD

DM6446的视频处理后端VPBE主要由在屏显示模块OSD和视频编码模块VENC组成,OSD模块管理了多个硬件显示窗口,而VENC则负责将窗口数据进行编码后送至显示设备进行显示[2]。硬件窗口主要包含有两个视频窗口(VIDWIN0,VIDWIN1)、两个位图窗口(OSD-WIN0,OSDWIN1)以及一个矩形光标窗口(Rectangular Cursor)。对于每一个视频窗口和位图窗口,都有相应的DDR2内存缓冲区用于保存窗口的数据,通过修改相应缓冲区便可达到直接写屏的目的。所有的硬件窗口最终都是要显示到同一个显示屏幕上的,这就涉及到了窗口的显示优先级问题。OSD硬件窗口模块的优先级为Rectangular Cursor>OSDWIN1>OSDWIN0>VIDWIN1>VIDWIN0>Background color。当所有窗口都使能显示时,在屏幕上重叠的窗口只有顶级窗口能够显示。在应用中,视频数据显示在VIDWIN1,GUI窗口显示在OSD-WIN0,则默认屏幕上只能显示OSDWIN0,若要显示VIDWIN1,则需配置属性窗口。

OSDWIN1可以配置为属性窗口ATTRWIN,用以控制视频窗口和位图窗口数据的混合度。当配置为属性窗口时,窗口位深必须为4 b,其中最高位用以控制属性窗口的闪烁(blink)属性(在我们的应用中不使用,所以置零),低3位用以控制8种不同的位图窗口和视频窗口混合度。属性窗口只对被其覆盖的位图窗口的透明设置有关,对于在属性窗口范围之外的其余位图窗口则不受属性窗口的影响。通过控制属性窗口的像素值,使混合度在0~7之间变化,便能够实现不同程度的视频层和位图层的融合。当混合度为0时,被覆盖部分将实现视频层的完全透明显示,而当混合度为7时,则被覆盖部分将仅显示位图数据,其余混合度下将实现视频层的半透明显示效果。OSD窗口的这一显示特点,正是视频数据和Qt GUI窗口数据叠加显示方法的硬件基础。

2.2 帧缓冲FrameBuffer

帧缓冲驱动程序FrameBuffer提供了应用程序控制显示设备的方法[8]。在MontaVista Linux中提供的FrameBuffer驱动程序,将OSD的2个视频窗口和2个位图窗口都抽象成了设备文件。其中/dev/fb/[0,1,2,3]分别对应OSDWIN0,VIDWIN0,OSDWIN1及VIDWIN1,通过操作相应的设备文件,便可以达到操作某个具体窗口的目的。

帧缓冲驱动程序向系统申请了连续的内存缓冲区用以缓存窗口像素数据,一般缓冲区大小是窗口大小的2~3倍,在实际显示时根据需要快速切换,以提高屏幕绘制效率和减少闪烁。应用程序对FrameBuffer操作的基本流程如图2所示。

帧缓冲FrameBuffer提供的应用程序编程接口(API)主要有open(),close(),ioctl(),mmap()和munmap()等。函数open()和close()主要用于设备的打开和关闭;mmap()用于将内核空间地址映射到用户空间,以加快应用程序对内核空间数据的访问,而munmap()则用于解除这种映射关系;ioctl()是应用程序与驱动程序交互的基本接口,应用程序对驱动程序的控制基本都是通过这个接口来完成。

通过FrameBuffer正确配置OSD视频窗口VID-WIN1、位图窗口OSDWIN0以及属性窗口ATTRWIN,应用程序便能够实现视频层和位图层的叠加显示。

3 Qt/E GUI视频采集及叠加显示

3.1 多线程实现方法

OSD模块为视频和GUI叠加显示提供了硬件基础,而FrameBuffer则是进行应用程序操作OSD模块的接口,是应用开发的软件基础,通过它们,才能够实现视频数据和Qt GUI窗口的叠加显示。视频采集用到了Linux下的视频设备驱动程序V4L2,通过其提供的编程接口,能够从视频解码芯片中采集得到YUV422格式的视频数据,限于篇幅,这里不做具体介绍,具体可参阅相关文档[9,10]。为了实现视频的实时采集和显示,在应用层,采用了多线程编程的方法。视频采集和显示线程都继承自Qt的线程类QThread,分别为CaptureThread和DisplayThread。在这里,主要是重新实现QThread的run()方法,分别为CaptureThread::run()和DisplayThread::run(),当线程类实例构建完毕之后,只需通过调用线程的start()来开启对应线程的run()方法即可。为了实现视频采集线程和视频显示线程对视频显示帧缓冲空间的同步访问,这里用到了Qt提供的信号量类QSemaphore。通过信号量的控制,视频采集线程能够将新采集到的视频数据正确拷贝到视频显示帧缓冲区的空闲区域,而不影响当前正在显示的画面,其过程如图3所示。

由于分配给视频显示的帧缓冲数目为3,故视频显示帧缓冲的索引值为0~2。为此,设置QSemaphore A的初始值为2,在CaptureThread中的视频显示帧缓冲索引初值为1,而设置QSemaphore B的初始值为1,在DisplayThread中视频显示帧缓冲索引初值为0。当只有视频采集线程启动时,视频采集线程将在2次视频数据拷贝后被挂起,直到视频显示线程开启为止;而当只有视频显示线程启动时,它将在更新1次显示窗口帧缓冲地址后被挂起,视频将持续显示旧数据,直到视频采集线程启动并往视频显示帧缓冲拷贝了新数据为止。这样,无论视频采集线程和视频显示线程哪个先启动,都能够实现采集和显示的同步。

从图3可以看到,视频采集线程每采集到一帧视频数据,都会将其拷贝到OSD的视频窗口VIDWIN1的帧缓冲区中,而通过设定系统环境变量QWS_DISPLAY=LinuxFb:/dev/fb/0,Qt/E的底层绘图引擎将把GUI窗口绘制于OSDWIN0上,这样,便实现了视频和GUI的分层绘制。接下来,应用程序通过FrameBuffer控制属性窗口,调整其大小和显示位置,并将它的帧缓冲区全部清0,则可以在其覆盖下的OSDWIN0上开一个透明窗口,实现视频和Qt/E GUI的叠加显示。

3.2 视频和Qt/E GUI叠加显示效果

实际的GUI运行效果如图4所示,屏幕分辨率为720×576,视频大小为596×390,帧频为25 f/s。图中,(a)为视频层VIDWIN1画面,其大小已设置成和采集的视频帧大小一致;(b)为Qt/E GUI层在OSDWIN0上的画面,在上半部分区域放置了一幅静态背景图片以作对比;(c)是设置属性窗口的像素值为3时视频和GUI的叠加画面,此时可以透过GUI中的静态图片背景看到视频画面;(d)为设置属性窗口的像素值为0时视频和GUI叠加画面,此时GUI中的视频显示区域将全透明显示视频画面,而其他不受属性窗口影响的区域则正常显示GUI窗口的其余部分。

因此,通过控制属性窗口的像素值,便能够实现视频和Qt/E GUI不同程度的叠加显示。

从图4中可以看到,将视频数据和Qt/E GUI分层绘制VIDWIN1以及OSDWIN0后,通过控制属性窗口AT-TRWIN,确实能够实现视频层和Qt/E GUI层的同屏叠加显示,并且叠加效果良好。

4 结语

本文结合OSD模块的硬件特点以及V4L2,FrameBuffer等软件模块的支持,利用Qt/E实现了在DM6446上视频GUI的应用开发。在目标系统中,视频采集和显示实时稳定,视频窗口和GUI窗口叠加显示效果良好,对于在DM6446中进行带视频显示功能的高效GUI应用开发具有指导意义。

参考文献

[1]Texas Instruments.TMS320DM6446 digital media system on chip[EB/OL].[2011 2 15].http://www.ti.com.

[2]Texas Instruments.TMS320DM644x DMSoc video processingback end(VPBE)user’s guide[EB/OL].[2011-9-28].http://www.doc88.com.

[3]王艳艳,郅晨.基于TMS320DM6446的OSD显示技术的研究与实现[J].中国新通信,2008,10(3):45-50.

[4]黄益贵,王汝传.基于DM6446的P2P机顶盒OSD研究与实现[J].计算机技术与发展,2010,20(4):220223,227.

[5][加]布兰切特,[英]撒默菲儿德.C++GUI Qt4编程[M].闫锋欣,曾泉人,张志强,译.2版.北京:电子工业出版社,2008.

[6]杨金林.基于DM6446和Qt的嵌入式图形界面的研究与应用[D].青岛:青岛大学,2012.

[7]汤伟,李强.Qt/E的嵌入式Linux GUI研究与实现[J].计算机应用与软件,2011,28(10):260-263.

[8]Texas Instruments.LSP 1.20 DaVinci Linux VPBE frame bufferdriveruser’sguide[EB/OL].[2011-10-19].http://www.ti.com/litv/pdf.

[9]Texas Instruments.LSP 1.20 DaVinci Linux V4L2 display driv er user’s guide[EB/OL].[2008-03-03].http://www.ti.com.

叠加方法 篇6

关键词：电路,电路基本定律,叠加定理

电路基础是高校电类专业的一门重要基础课, 叠加定理是电路分析基本定理之一, 它反映了线性电路的基本性质[1]。电路基础知识较抽象, 若不深入分析并解决相关电路问题, 易使学生在遇到困难时一头雾水而放弃。叠加定理是电路基础的核心内容之一, 结合学生的个性特点与学习特点[2], 以学生为中心、以能力为本位, 研究一套有效的分析方法并实施很有必要。

一、经典叠加定理理论

叠加定理 (Superposition Theorem) 是法国电信工程师莱昂·夏尔·戴维宁 (Léon Charles Thévenin, 1857-1926) 提出的。戴维宁研究基尔霍夫电路定律以及欧姆定律后, 提出戴维宁定理和叠加定理可计算复杂电路上的电参量。

叠加定理内容为:一个复杂的线性电路中所有独立电源在任一个电路元件上产生的电压或流过的电流, 相当于每个独立源单独作用时相应电压或电流之和[3]。研究多信号激励, 可以采用叠加定理来分析激励与响应的关系, 如低频电路中三极管放大电路普遍采用叠加定理分析电源与信号源共同作用的效果[4]。如图1所示电路中的电阻R1上流过的电流I1便是其所在的支路上流过的电流, R1上的电压U1, 可看作如图2和图3所示独立源 (Us1或Us2) 单独作用时在R1上产生的电流和电压代数和 (即叠加) ;电阻R2上流过的电流I2便是其所在的支路上流过的电流, 可看作如图2和图3所示每个独立源 (US1或US2) 单独作用时在R2上产生的电流和电压代数和。公式表示为:I1=I11+I12, U1=U11+U12, I2=I21+I22, U2=U21+U22

二、叠加定理比较分析

电路定律较易掌握, 但电流与电压的参考方向问题往往是学生很难跨越的障碍。叠加定理本质是基尔霍夫定律的应用, 学生掌握电路定律之后学习叠加定理有助于解决电参量参考方向问题[5]。图1线性电路中电压源US1和US2共同作用于各个电阻, 如何求出流过电阻R1、R2上流过的电流呢?除了可以用叠加定理解决电流问题, 还有欧姆定律、基尔霍夫定律、支路电流法、网孔电流法、等效电源法可供选择。以叠加定理为主、其余方法为辅进行电路研究, 实验中通过开关K1、K2不同开合情况来切换两个独立电压源单独工作时的状态。

1.关联参考方向。图1中, K1和K2接通电压源US1和US2, K3接通R5时, 求R1流过的电流I1和R1两端的电压。假设I1方向为从左向右, U1方向为左正右负, 二者为关联参考方向。然后断开K1, 对应的R1的电流和电压如图3所示, 电压源U2单独作用下的电流和电压假设为I12 (方向从左向右) 和U12 (方向左正右负) , 二者为关联参考方向。接下来接通K1断开K2, 对应的R1的电流和电压如图2所示, 电压源U1单独作用下的电流和电压假设为I11 (方向从左向右) 和U11 (方向左正右负) , 二者为关联参考方向。根据叠加定理, I1、I11、I12的参考方向一致, 所以I1=I11+I12。显然, 关联参考方向时, I2=I21+I22。另外, 还可假设I1方向为从右向左, U1方向为右正左负, 二者仍为关联参考方向。然后假设I12 (方向从右向左) 和U12 (方向右正左负) 为关联参考方向, I11 (方向从右向左) 和U11 (方向右正左负) 为关联参考方向, 根据叠加定理, I1=I11+I12。同样的参考方向下, I2=I21+I22。但I1与U1、I11与U11、I12与U12其中有一组为非关联参考方向, 叠加定理的表达式便要变形。如图1所示I1 (方向为从左向右) 和U1 (方向为左正右负) 为关联参考方向;图3所示I12 (方向从左向右) 和U12 (方向左正右负) 为关联参考方向。若假设图2中I11方向从右向左, U11方向左正右负, 则二者为非关联参考, 此时I11电流方向与I1不一致, 所以I1= (-I11) +I12, 同理, 假设图2中I12方向从左向右, U21方向右正左负, 则I2= (-I21) +I22。

2.非关联参考方向。若将图1中K1和K2接通电压源US1和US2, K3接通R5, 并假设I1方向为从右向左, U1方向为左正右负, 那么R1的这两个电参量为非关联参考方向。在图3中电压源Us2单独作用下的电流和电压, 若假设为I12 (方向从右向左) 和U12 (方向左正右负) , 那么二者为非关联参考方向。图2中电压源Us1单独作用下的电流和电压, 若假设为I11 (方向从右向左) 和U11 (方向左正右负) , 此时I11和U11为非关联参考方向。在这种假设电流方向下, 虽然I1和U1、I11和U11、I12和U12均为非关联参考方向, 但I1、I11、I12的参考方向一致, 根据叠加定理, I1=I11+I12。此外, 还可假设I1方向为从左向右, U1方向为右正左负, 二者为非关联参考方向。然后假设I12 (方向从左向右) 和U12 (方向右正左负) 为非关联参考方向, I11 (方向从左向右) 和U11 (方向右正左负) 为非关联参考方向。根据叠加定理, I1=I11+I12。若I1与U1、I11与U11、I12与U12其中有一组为关联参考方向, 叠加定理的表达式也要变形。如I1 (方向为从右向左) 和U (方向为左正右负) 为非关联参考方向, I12 (方向从右向左) 和U12 (方向左正右负) 为非关联参考方向, I11 (方向从左向右) 和U11 (方向左正右负) 为关联参考, 那么I1= (-I11) +I12。

三、结语

由此可见, 叠加定理应用中, 某一电路元件上流过的电流和其两端的电压, 二者关联参考方向的描述不止一种, 二者非关联参考方向的描述也不止一种。但无论是何种形式的参考方向, 最终不会改变叠加定理的结果, 只是分析方法的不同变形而已。通过不同角度比较叠加定理分析过程, 并将关联与非关联参考方向融入其中, 事半功倍。

参考文献

[1]王慧玲.电路基础[M].北京:高等教育出版社, 2014.

[2]刘全慧, 赵仲罴, 杨建民.对《应用叠加原理时较普遍存在的一个疏忽》一文的补充[J].大学物理, 1993, (08) .

[3]沈元华.以叠加原理为纲统帅传统光学[J].大学物理, 1997, (09) .

[4]高志军, 章鸿.物理学中叠加原理的数学基础[J].宁夏农学院学报, 1998, (02) .

叠加方法 篇7

1 叠加式力标准机概述

(1) 力标准机是指产生标准力值, 用于检定/校准测力仪 (或力/称重传感器) 的符合国家计量法规的机器。力标准机有四种:静重式力标准机 (D WM) 、杠杆式力标准机 (L M) 、液压式力标准机 (HM) 和叠加式力标准机 (BM) 。

(2) BM是指用一组比被检定/校准测力仪准确度高的标准测力仪作为参考标准, 与被检测力仪 (或力/称重传感器) 串联, 以液压或机械方式施加负荷的力标准机。

液压方式BM是指控制液压系统的压力以驱动油缸中的活塞运动, 对被检测力仪 (或力/称重传感器) 施加负荷来满足精度要求的BM。机械方式BM是指控制伺服电机驱动大比例减速器带动滚珠丝杆产生相对位移, 对被检测力仪 (或力/称重传感器) 施加负荷 (或再通过辅助 (如压电陶瓷) 装置二次精细施加负荷) 来满足精度要求的BM。

3 BM部分计量特性分析

(1) 一般按照力值量传要求, 作为参考标准的一组标准测力仪的准确度要达到被检定/校准测力仪 (或力/称重传感器) 准确度的1/3 (特殊条件下可以是1/2) , 例如被检定/校准的测力仪准确度为0.03级, 那么作为参考标准的一组标准测力仪准确度至少要达到0.01级, 而且与该参考标准相配的BM整体准确度最终也要达到0.01级。

(2) 准确度的评价有比较法、分部法和组合法三种方法, BM一般用前两种。比较法是《力标准机》中的方法, 是对BM整机的综合评价, 可信度高, 简单明了, 耗时少, 量传成本低;分部法是根据BM所使用的参考标准测力仪准确度和BM其他一些不确定度分量的信息来评价BM整机准确度, 可能不完整, 量值传递和验证过程复杂, 耗时多, 量传成本大。

(3) 高精度BM (0.03级以上) 需要很精细的保养维护, 最好是专人保养维护。BM所用的参考标准测力仪的每一次拆卸、送检和再安装都有可能带来不可恢复的损伤, 造成精度损失, 准确度下降, 背离高精度计量标准装备 (符合国家计量法规) 保管原则, 《力标准机》规定在BM的后续检定中, 要拆下其固定的参考标准测力仪单独送检的条款, 有人为损伤和降低准确度之嫌, 应改进完善。

例如可以增加如下条款:“若能用比较法评价使用固定参考标准测力仪的BM整机准确度, 且该参考标准测力仪经过1～2个周期单独送检合格, 其准确度不差于该BM整机每次周检合格的准确度, 则该参考标准测力仪无需再单独拆下送检”。

对只能用分部法评价BM整机准确度的, 则该参考标准测力仪须按周期持续不断地单独送检。”

4 灵敏限的检测方法探讨

(1) 我们经过研究分析, 认为“继续施加微量负荷”容易引起歧义, 应该采用等效方法检测BM灵敏限, 即改为“在标准测力仪上施加初负荷 (第一级负荷) 稳定后, 与施加负荷方向相一致, 控制BM使参考标准测力仪 (或参考标准控制仪) 末尾数变化一个字 (即一个分度) , 此时标准测力仪 (准确度优于参考标准测力仪) 的示值变化即为BM的灵敏限”。无需放砝码。这样, 既适合手动、半自动和全自动三种控制特征的液压方式BM, 也适合机械方式BM, 符合一个输入量和一个输出量的习惯, 可纠正全自动液压方式BM不可测量灵敏限的认识误区。

(2) 有观点认为若采用“控制BM使参考标准测力仪 (或参考标准控制仪) 末尾数变化一个字 (即一个分度) ”读取灵敏限的方法, 可能比目前的规定大一点。我们认为目前测力数控仪的控制码已经达到一百万位, 只要设计得当, 这点小差异可以接受。

5 BM研究方向及技术规范的前瞻性

(1) 随着科学技术发展, 市场对0.03级～0.01级标准测力仪 (或力/称重传感器) 的需求越来越多, 若继续按照0.03级要求来制造BM, 显然难以满足社会需求, 必须研制更高级别 (0.02级～0.01级) 的BM。

(2) 《力值 (≤1MN) 计量器具检定系统表》的内容描述表明, 在当时条件下, 1MN的BM精度仅达到0.05级, 但从目前研制BM的技术水平和实践活动分析, 机械和液压两种方式的BM都分别在某些量程段实现了检定规程的0.03级, 对于实现更高要求的0.02级或0.01级BM的研究工作仍在继续。

(3) “本项目”经过连续检测, 其重复性、示值误差、方位误差和年稳定度最好均达到0.01%, 之后拆下其配套的参考标准测力仪送至中国测试技术研究院的基准机上做比对检测, 精度也达到0.01级, 相关数据仍在研究验证中。可以认为一些BM技术指标已显得有点偏低或不完全适用, 例如水平度、平行度、同轴度、水平度和准确度等。

(4) 我国的力值基准机的准确度按大力值和小力值来划分, 根据当前科技水平, 在小力值范围, 0.01级和0.02级BM (用比较法) 可能实现;在大力值范围, 还存在量值传递瓶颈, 一方面有赖于将来国家大力值基准的准确度提升和量传手段 (比较法) 的完善, 另一方面可以通过用多个高精度 (优于或等于0.01级) 小力值测力仪并联综合量传的方法 (分部法) , 在某些大力值量段内, 使BM的量传精度得到提高。因此BM的准确度等级按大力值和小力值来划分可能会更合理, 即小力值BM准确度可增加0.02级和0.01级, 大力值BM准确度可暂时保留最高0.03级, 但其中的前瞻性备注条款仍可以保留。 (下转第39页)

(5) 技术法规应具有前瞻性。技术法规是对相关科技进步成果和经验的总结, 技术法规一般滞后于科学技术的进展, 但好的具有前瞻性的技术规范不仅可以规范相关的技术活动, 同时也会鼓励和促进科技进步。如果能适当提高将基础研究和技术应用相联系的计量标准装置技术指标, 对促进我国科技发展和工业生产进步都有积极意义。因此, 在《力标准机》检定规程中, “注:对于技术指标优于0.03级的BM, 根据用户要求可以给出实际的技术指标与相应等级”的提法仍然具有前瞻性, 只不过需要进一步配套量化, 即增加0.02级和0.01级两个等级。

摘要：针对叠加式力标准机部分计量特性和检测方法进行分析, 提出新的技术规范。

关键词：叠加式力标准机,计量特性,检测方法

参考文献

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[3]JJF1156-2006, 振动冲击转速计量术语及定义技术规范[S].北京:中国计量出版社, 2006.

[4]JJF1094-2002, 测量仪器特性评定技术规范[S].北京:中国计量出版社, 2003

[5]JJG734-2001, 力标准机检定规程[S].北京:中国计量出版社, 2002.

[6]JJG2045-2010.力值 (≤1MN) 计量器具检定系统表[S].北京:中国计量出版社, 2010.

叠加方法 篇8

关键词：OFDM,信道估计,叠加导频,PN序列

由于传输速率高和抗多径干扰等特点,OFDM技术近年来已在各个系统中得到广泛应用。信道估计作为其关键技术在传输质量中起到至关重要的作用。目前,由于其不占用带宽的传输特点,基于叠加导频的信道估计方法得到了广泛的关注。此方法在插入导频估计[1,2]、半盲估计[3]和盲估计[4]中都得到一定的研究和应用。文献[5]提出,在发送端首先利用导频序列与发送数据进行相关运算,将相关性最小的导频叠加到数据上发送。文献[6]中提出了利用接收序列的一阶统计特性将导频序列与未知数据分离进行信道估计的方法。但现有的方法总是不能将未知数据与导频完全分离,即导频中除有噪声干扰外还伴有未知数据的干扰。

提出了一种新的信道估计方法:利用Mounir Ghogho 等人提出的利用循环导频序列经过FFT变换后,能量集中在频域中某些频点上的特点[7],将叠加导频从接收数据中完全分离出来,并利用PN序列在时域中进行信道估计。由于此方法利用PN序列的自相关性,所以在低信噪比时性能显著,通过仿真及与传统方法进行了比较,并进一步分析了参数的设置与信道估计的MSE之间的关系。

1 信道模型的建立

OFDM的收发系统如图1所示,在发送端数据首先进行QPSK调制,再经过串并转换,将叠加导频序列插入数据中进行IFFT变换,最后加上循环前缀(CP)送至中频。数据经过多径时变信道后到达接收端,接收数据首先去掉循环前缀,然后进行FFT变换,在频域进行信道估计与均衡,也可以在时域进行信道估计与均衡。设发送端信号的离散表达式为

式中,x(n)表示要发送的未知数据;p(n)表示导频序列;s(n)表示叠加后的发送数据;α表示功率分配的比例系数,以保证。设离散多径时变信道模型为 h=[h(0),h(1),…,h(L-1)],其中L为信道总路径数,经过多径信道并加上高斯白噪声干扰,则接收信号表示为

式中,y(n)表示接收信号;h(l)为多径信道;v(n)为高斯白噪声。由式(1)可进一步得到接收信号的表达式

在广义平稳非相关散射(WSSUS)信道模型下,信道的自相关函数为[8,10]

式中,J0(·)表示零阶贝塞尔函数;fd为最大多谱勒频移;Ts表示采样周期;Δ表示diag表示对角矩阵。

2 叠加导频信道估计方法

2.1 方案的提出

将接收端的信号去除掉循环前缀后进行FFT转换,得到频域表达式

根据Mounir Ghogho提出的理论,如果p(n)使用循环序列,那么在频域中P(k)的能量只集中在p(n)序列周期的整倍数频点上。设子载波个数为N;p(n)的周期为P,D=N/P,且D为整数,那么p(n)的能量只集中在频点k=qD上,q=0,1,2,…,P-1,其余各频点的值均为零。如果将未知发送数据在时域中进行简单的线性变换,可以使其在频域中某些点为零。这样在频域中就相当于将导频插入到未知数据为零的某些频点上,这些频点上的数据只与导频有关不受未知数据的干扰。由于分离出来的导频信号只在某些频点上有值,无法在频域中直接均衡,同时估计的信道参数受到噪声的干扰较大,尤其是在低信噪比情况下。

文献[9]提出利用PN码进行时域信道估计,可以大幅降低噪声对导频的影响,并且计算复杂度较低,但这种方法需要插入导频序列进行估计,降低了系统的带宽利用率。

根据上述方法,提出一种利用循环PN码作为叠加导频在时域进行信道估计的方法。

2.2 新的信道估计方法

由于在发送端将导频信号设计成循环PN序列,那么此序列在频域中也具备Mounir Ghogho序列的特性。本文所选用的PN序列为m序列,其自相关性可表示如下

导频序列设计为p(n)=[W,W,…,W],其中W=[m(0),m(1),…,m(P)],此序列共有D=N/P个W,这样序列既具有循环特性又具备PN码的自相关特性。利用文献[8]中对未知发送数据进行处理,设

这里ED表示D阶全1矩阵;IP和IN分别表示P阶和N阶单位阵;⨂表示Kronecker乘积;s,x,p分别表示忽略时间参数的发送序列、未知数据序列和导频序列。如果设,则式(8)可改写成

s=x′+p′ (9)

则此时的S已经具备Mounir Ghogho序列的特性。在接收端,将接收到的信号去除循环前缀后,进行FFT变换得到Y(k),再将导频序列不为零的频点取出组成新的序列

式(10)中,Y(p)(k)即在接收序列Y(k)里每隔D-1个元素取出后组成的新序列,由于数据序列在频点qD,q=0,1,2,…,P-1上等于零,所以Y(p)(k)只与导频序列有关而不受未知数据干扰,并对此序列进行P=N/D点IFFT变换得到式(11)

式中,v(n)为经过IFFT变换后的噪声序列。由式(11)可以看出,经过IFFT变换后的Y(p)(n),相当于一个PN序列不叠加未知数据经过信道后的接收序列。

将得到的时域数据与由PN序列组成的循环行列式Ψ进行相乘,再左乘C得到信道的估计值

式(12)中,Ψ为一个的方阵,且Ψ=[W,W(1),…,W(P)]T,W为一个m序列,W(j)为将W向右循环移位j个单位的向量;Cp为P×P的方阵,其主对角线为P,其余值为-1。v′(n)=Ψv(n)C,由于噪声序列与PN序列的相关性很小,所以相关运算后的噪声功率相比于信道估计参数功率降低为1/P。最后将估计出的时域参数再经FFT后转化到频域进行信道均衡。

2.3 计算复杂度分析

所提出方法的复杂度主要由式(12)决定,可以看出,要计算需要进行2P2次乘法运算。虽然要计算Cp的逆,但是此矩阵是一个固定矩阵,在接收端可以提前计算好,这样可以大大降低计算量。

3 系统仿真与结果分析

针对OFDM系统中叠加导频的信道的特性,采用新的信道估计方法,在Jack[10]信道模型下进行计算机仿真。信号幅度衰落服从瑞利分布特性,相位服从均匀分布。载波频率为2 GHz,子载波间隔为7.5 kHz,最大多谱勒频移fd=250 Hz和fd=150 Hz,多径个数为5条,各径幅度的衰落由R=exp(-τdi/τav)表示,τdi表示各径的时延,τav表示平均时延。仿真的子载波个数N分别为128、256、512、1 024、2 048,循环前缀CP=32,基带数字调制选用QPSK,PN序列选用m序列。D选为4,则P为N/4。这里信道估计的均方误差(MSE)由式(13)计算。

图2显示了在SNR=6 dB,fd=150 Hz时,各种方法信道估计的MSE随功率分配系数变化的曲线。从图中可以看出建议方法的性能随功率分配系数增大而提升,并最终接近于TS方法,这意味着此方法可以将导频完全从接收数据中分离出来。图3表示在不同子载波个数的情况下信道估计的MSE随信噪比变化的情况。可以看出在信噪比较低时子载波个数较大的MSE性能较为突出,这是由于m序列的周期长,相对降低噪声干扰的能力强[9],反之在高信噪比时,性能与较少子载波个数的情况相近。图4,图5分别表示新方法和传统方法的误码率和信道估计的MSE比较结果。其中Ghogho指Mounir Ghogho所提方法在时域补零后在频域进行均衡的信道估计结果。其中子载波个数N=256,α=0.5,fd=150 Hz和fd=250 Hz。可以看出在fd=150 Hz时,在低信噪比情况下,建议方法与MMSE的性能相近,并好于LS、Ghogho的性能。但在fd=250 Hz时,此方法在高信噪比时性能随信噪比变化不明显,曲线趋于平坦。

4 结束语

提出了一种结合周期导频和PN序列特点的基于叠加导频的信道估计方法。由于周期性导频经FFT变换后,能量集中在某些点上,因此可以将其从接收数据中完全分离出来,而不受传输数据影响。利用PN序列自相关性的特点在时域进行信道估计能够进一步降低噪声对导频的干扰。实验结果表明所提出的新方法有如下优点:(1)不占用传输带宽,有较高的频谱利用率。(2)可以将导频较为干净地从接收数据中分离出来,尤其是在低信噪比时性能更为优越。(3)BER和MSE 的性能优于传统叠加导频方法。(4)计算复杂度较低。

参考文献

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叠加方法 篇9

随着集成电路制造技术的快速发展, 集成电路的规模不断扩大。这使得将复杂系统集成在单个芯片上成为可能, 于是便出现了系统芯片SOC (System on a Chip) 。传统芯片设计方法关注的是如何创建一个全新的设计并进行有效的验证;如今在SOC设计中, 基于IP模块的功能组装正在逐渐替代传统的功能设计而成为主流设计方法。基于IP模块的SOC设计方法的基本思路是通过系统设计的应用层次, 利用现有的IP资源, 根据系统需求选用适当的IP模块, 进行系统集成设计;基于IP模块的SOC设计方法是采用IP模块而不是采用基本逻辑或电路单元作为基础单元, 即以功能组装代替功能设计。这些IP核都经过严格的测试和优化, 并且已经封装完毕, 从而使得IP核可以在可编程逻辑器件中达到最好的性能和最低的逻辑资源使用率, 用户只需通过设置参数便可方便地按需定制自己的宏功能模块。这样, 用户可以将精力集中于系统顶层与关键功能模块的设计上, 致力于提高产品整体性能和个性化特性。这就提高了设计者的设计能力, 能够较快地完成设计, 保证设计成功, 并以较低的价格满足市场需求。

目前的画中画视频系统普遍采用画面分割器或视频矩阵来实现多视频混合叠加, 大多采用专用视频叠加芯片设计而成, 整个系统适应性差, 显示的精度和灵活性不够。而且每一路视频信号的保存给存储空间提出了很高的要求。本文介绍一种基于Alpha Blending Mixer核的画中画视频叠加器设计方法。该视频叠加器可根据用户需要点播视频, 适用于多点移动视频监控、广播电视多视频点播系统设计等, 可实现多路视频实时播放。

2 Alpha Blending Mixer核及其应用设计工具

2.1 Alpha Blending Mixer核简介

Alpha Blending Mixer核是一种高级参数化IP软核。它是Altera公司开发的用于视频和图像处理IP核之一, 这些IP核都经过严格的测试和优化, 并且已经封装完毕, 用户只需通过设置修改IP核的参数便可方便地按需定制自己的宏功能模块。Alpha Blending Mixer核支持视频画中画和图像叠加功能, 可提供最多16层的图像叠加。当该核函数运行时, 每个层的尺寸可随时改变, 并且个别层可以随时开启或关闭, 通过Avalon-MM寄存器从端口可以对各层面进行实时控制。用户双击该IP核, 启动MegaWizard管理器的IP Toolbench工具, 就可进入参数设置界面, 见图1。

用户可以根据具体的设计需要对Alpha Blending Mixer核的参数进行选择和设置。

2.2 应用设计工具

Altera可编程逻辑器件 (PLD) 中的DSP系统设计需要高级算法和HDL开发工具。在利用FPGA进行DSP系统的开发应用上, 已有了全新的设计工具和设计流程。Altera DSP Builder是Altera公司推出的一个面向DSP开发的系统级工具。Matlab是功能强大的数学分析工具, 可以进行复杂的数字信号处理系统的建模、参数估计及性能分析。Simulink是Matlab的一个组成部分, 用于图形化建模仿真。Altera DSP Builder将The MathWorks MATLAB和Simulink系统级设计工具的算法开发、仿真和验证功能与VHDL综合、仿真和Altera开发工具整合在一起, 实现了这些工具的集成。

DSP Builder在算法友好的开发环境中帮助设计人员生成DSP设计硬件表征, 从而缩短了DSP设计周期。已有的MATLAB函数和Simulink模块可以和Altera DSP Builder模块以及Altera知识产权 (IP) Mega Core功能相结合, 将系统级设计实现和DSP算法开发相链接。DSP Builder支持系统、算法和硬件设计共享一个公共开发平台。

设计人员可以使用DSP Builder模块迅速生成Simulink系统建模硬件。DSP Builder包括比特和周期精度的Simulink模块, 涵盖了算法和存储功能等基本操作。可以使用DSP Builder模型中的MegaCore功能实现复杂功能的集成。

本设计基于DSP Builder7.2和MATLAB R2007a工具。

3 画中画视频叠加器MATL AB/DSP Builder设计

本设计拟对两个视频图像层进行混合设计。后台视频放在屏幕的中心, 同时小方形的视频画中画被放在屏幕的拐角处。用户可以为前台层指定视频信息, 前台层可以通过设置不同的Alpha值去控制其透明度, 以出现真实图像混合效果。

3.1 Alpha Blending Mixer核参数设置

基于上述视频叠加器实现的功能, Alpha Blending Mixer核相应的参数设置如表1。

3.2 MATL AB/DSP Builder系统建模

DSP Builder可以帮助设计者完成基于FPGA的DSP系统设计, 处理图形化的系统建模。DSP Builder依赖于MathWorks公司的数学分析工具Matlab/Simulink, 以Simulink的Blockset出现。可以在Simulink中进行图形化设计和仿真, 同时又通过Signal Compiler把Matlab/Simulink的设计文件 (.mdl) 转成相应的硬件描述语言VHDL设计文件 (.vhd) , 以及用于控制综合和编译的tcl脚本。本设计首先在Matlab的Simulink环境中建立一个mdl文件, 用图形方式调用DSP Builder的视频和图像处理IP核 (嵌入在Altera DSP Builder Blockset中) 和其他Simulink的图形模块, 构成系统级或算法级设计框图, 或称Simulink设计模型, 见图2所示。

一旦当前用户指定的视频信息被用于图像层, 输入的数据流将被混合到Alpha Blending Mixer核中, 输出的视频数据将利用Matlab Simulink提供的视频工具转换为二进制数据文件。用户可以利用Simulink设计模型中的视频转换模块binary_to_avi, 把输出的二进制数据文件转换为.avi文件用于显示。这个转换模块能自动完成视频转换。

3.3 模型仿真测试

在进行系统模型仿真前, 先生成Alpha Blending Mixer核的仿真模型, 利用视频转换工具avi-is-avi将用户定制的前台和后台视频文件转换为二进制视频流文件, 并分别加载到Simulink设计模型图的background模块和foreground模块, 运行模型仿真, 利用Simulink设计模型中的视频转换模块binary_to_avi, 就可观察到视频图像画中画叠加效果, 见图3。

4 小结

本画中画视频叠加器采用经过严格测试和优化的IP软核而非专用视频叠加芯片, 利用已有的MATLAB函数和Simulink模块可以和Altera DSP Builder模块以及Altera知识产权 (IP) Mega Core功能相结合的特点, 将系统级设计实现和DSP算法开发相链接, 迅速生成Simulink视频叠加器系统模型。用户只需通过设置参数便可方便地按需实现定制自己的宏功能模块。设计方法灵活, 显示精度高, 便于设计者进行系统集成设计。

摘要：本文介绍一种基于参数化IP软核而非专用视频叠加芯片的画中画视频叠加器设计方法。用户只需通过设置IP软核的参数即可方便地按需实现定制自己的宏功能模块。设计方法灵活, 显示精度高, 便于设计者进行系统集成设计。该视频叠加器适用于多点移动视频监控、广播电视多视频点播系统设计等, 可实现多路视频实时播放。

关键词：IP软核,画中画,视频叠加,DSP Builder,MATLAB/Simulink

参考文献

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[2]Altera corporation.V ideo and imag e processing up conversion example design.

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