摘要：针对空间光通信中捕获、瞄准和跟踪(ATP)技术的精跟踪系统对信标光斑实时准确跟踪需求,设计了基于前馈补偿的比例,积分和微分(PID)模糊控制系统,采用camera-link接口的高帧频CMOS相机和大规模FP-GA芯片设计了精跟踪处理控制平台,并将图像处理、前馈补偿和PID模糊控制等功能全部集成在FPGA芯片内部。实验结果表明,前馈补偿模糊PID控制具有更强的系统适应性,精跟踪系统带宽达到300 Hz,对大于100 Hz的高频振动频谱仍然有很好的抑制补偿效果,尤其对于低于60 Hz的主要扰动频谱具有很好的跟踪补偿效果,抖动压缩比达到90%以上,抖动均方差小于1 pixel,定位精度约为1μrad。

摘要：针对超高速数据采集难以兼顾信号完整性、信号干扰、PCB布线、数据处理和实时存储的要求,本文提出了一种新颖的高速(如1.5 GSPS)数据采集与存储系统的解决方案。该方案采用现场可编程门阵列(FPGA)实现数据检测、A/D采集、传输、存储、预处理,并协调系统各部分的工作,选取大容量的磁盘阵列充当存储设备,有效地解决了标准总线(如PCI)数据采集速度瓶颈的问题,利用USB总线可以很方便地与PC机进行数据交换,有利于数据的进一步分析与处理。其中,ATA硬盘主机控制器选用寄存器传输模式4和Ultra DMA模式5来传送数据。实验证明,该系统采用模块化设计,结构灵活、性价比高、扩展性强、具有广泛的实用性。

摘要：针对空间光通信系统对信标光斑实时准确跟踪需求,设计了基于高帧频相机的精跟踪处理控制平台,并将图像处理和控制算法全部集成在大规模现场可编程门阵列芯片内部.将模糊推理规则与常规比例、积分和微分算法结合,提高了非线性系统的控制准确度;将卡尔曼滤波器的预测功能与模糊比例、积分和微分结合起来,达到对快速倾斜镜的实时超前控制.现场实验表明,该系统能有效抑制外界干扰,实现对光斑弱小目标的准确跟踪,具有动态响应快、稳定准确度高和抗干扰能力强的特点.

摘要：为了解决星地间的数据通信,阐述了基于FPGA平台的JPEG图像压缩系统的设计与实现。为提高数据吞吐量和降低结构复杂性,对JPEG标准算法进行了优化,减少了硬件资源开销,采用改进的快速DCT运算,量化由乘法替代除法操作,扫描用查找表以避免使用RAM资源,由熵编码经转换输出预定义的压缩码流。实验结果表明,该系统功耗低、可靠性高,满足星载图像压缩系统的预期指标要求。

摘要：古生物学的研究对象为“死”的化石,如何将死的化石以“活”的形式展示给大众历来是古生物学研究的难点与热点之一。古生物信息学是西北大学地质学系刘建妮教授首次提出的全新概念,它是古生物学、信息学、数学、生物学及艺术等多学科的交叉融合所产生的新学科,主要致力于挖掘古生物之间或者古生物与现生生物之间的谱系演化关系,对古生物进行三维检索、三维重建及艺术展示等研究方向。该文介绍了该团队近年来在古生物化石资源电子化平台、古生物谱系分析和古生物化石图像检索及三维重建的研究成果,展示了古生物信息可视化技术及其相关科普产品研发。最后展望了古生物信息学的发展前景,指出它必将是21世纪自然科学的核心领域之一。

摘要：以往的虚拟修复方法在不伤害壁画本体的前提下取得了令人瞩目的结果,但存在已知破损区域位置的假设,而现实中破损区域是未知的且难以准确获取。对于含有复杂结构的破损区域,现有图像修复方法会产生严重的伪影失真。为解决这个问题,提出了一种基于注意力协同调制对抗网络的古代壁画图像盲修复模型。该模型包括破损检测和孔洞修复2个阶段,在破损检测阶段,设计了多路径注意力模块,联合区域候选网络和预测分支模块,估计破损区域的位置掩模;在孔洞修复阶段,采用了融入门控卷积的协同调制生成对抗网络修复破损区域。在古代壁画数据集上进行实验,并与最新的4种方法进行了比较,AP值比性能第二的破损检测模型提高了15%,FID值比性能第二的孔洞修复模型降低了4.6%。实验结果证明:所提方法改善了壁画图像修复结果,在定性和定量评估上超过现有流行方法,能够准确检测古代壁画破损区域的位置掩模,生成高逼真的壁画图像修复结果。