边界跟踪并行处理的新方法

针对边界跟踪的复杂问题,首次提出了边界跟踪问题的数据并行、处理并行的系统并行处理模式。在图像预处理中,实时实现了Ｒｏｂｅｒｔｓ算子和图像分割;在图像跟踪中,实时地实现了链码结构的边界跟踪;在硬件结构中,采用了功能流水线的方法,实现了图像采集、图像预处理,边界跟踪的综合集成,由此实现了边界的高速跟踪。论述了并行数据存取原理,介绍了边界跟踪系统的整体结构以及并行预处理,并行跟踪的方法,给出了边界跟踪的     

图像边缘检测Sobel算法的FPGA仿真与实现

针对目前数字图像处理速度不足的问题,提出一种使用硬件FPGA芯片实现Sobel边缘检测的方法.由于FPGA在并行结构和流水线结构具有天然优势,通过提高算法的并行性,可以大幅提高Sobel边缘检测速度.采用模块化方式构造了串/并转换模块、数据窗口生成模块和边缘检测模块,保证了系统的扩展性.使用Verilog HDL语言编写算法程序并成功进行了仿真和实现.     

基于可重构计算系统的矩阵三角化分解硬件并行结构研究

可重构计算系统成为加速计算密集型应用的重要选择之一.在众多受到关注的计算密集型问题中,矩阵三角化分解作为典型的基础类应用始终处于研究的核心地位,在求解线性方程组、求矩阵特征值等科学与工程问题中有重要的研究价值.本文面向矩阵三角化分解中共有的三角化计算过程,通过分析该过程的线性计算规律,提出一种适于硬件并行实现的子矩阵更新同一化算法及矩阵三角化计算FPGA (Field Programmable Gate Array)并行结构.针对LU矩阵三角化分解在并行结构模板上的高性能实现及优化方法开展了研究.理论分析表明,该算法针对矩阵三角化计算过程具有更高的数据并行性与流水并行性;实验结果表明,与通用处理器的软件实现相比,根据该算法实现的矩阵三角化分解FPGA并行结果在关键计算性能上可以取得10倍以上的加速比.     

基于JTAG的计算机硬件实验系统的设计与实现

介绍了一种利用自建JTAG边界扫描结构、基于FPGA实现的计算机硬件实验教学系统。针对系统中计算机与FPGA内实验电路的信息交换以及对实验电路的运行控制两个关键点进行了研究,将边界扫描测试协议作为信息传递手段实现了计算机与FPGA内部实验电路以及运行控制器之间的数据通信。设计了自建JTAG边界扫描结构,并设计了相对通用的运行控制器以实现对不同计算机硬件课程不同实验电路的运行控制。设计以STM32作为主控芯片的USB和JTAG协议之间的协议转换器,用以连接计算机和FPGA中的自建JTAG边界扫描结构。以16位微程序控制的微处理器作为目标实验电路,在AlteraDE2-115教育开发板上对该系统进行了实现和验证。试验表明,该系统在可靠性、稳定性等方面均能满足高校计算机硬件实验的需求。     

基于FPGA的视频字符叠加的设计与实现

设计了一种基于FPGA的视频字符叠加系统,利用视频解编码芯片和FPGA对视频数据进行采集和处理,生成所需的带字符的视频.介绍了系统的硬件构成、YUV数字视频信号、PC控制、视频字符叠加的原理和具体的程序设计思想,并对其中的难点进行了详细分析.本设计可以在视频的任意位置叠加字符和图像,内容变动时容易修改.     

基于FPGA的数值计算在实时图像处理中的应用

实时图像分割对于实时图像处理系统具有非常重要的意义。对于具有二次曲线边界的图像,为了确定其边界以进行实时分割,必然涉及到硬件电路上数据的开方等复杂计算,这对于一般情况下数据传输速率达到80MHz左右的实时图像处理系统来说无疑是个很大的挑战。为了完成图像分割,文章通过一种逐位比较的算法以确定图像边界,该算法的数学本质是利用二分法进行数值计算。而在具体实现方面,设计了基于FPGA的硬件电路,其中处理器内部结构采用数据通路和数据控制通路分离的方式,并通过VerilogHDL语言编程下载。最终实现了对具有二次曲线边界的图像的实时物理分割。     

中英混排文档图像粘连字符分割方法的研究

针对中英混排文档图像中粘连字符分割准确率不高的问题,提出了一种改进的滴水分割算法。该方法以贝叶斯分类器区分字符类型并利用阈值判定粘连字符的存在,利用粘连字符上下轮廓的极值点确定候选粘连分割点,并利用距离变换提取粘连位置的中心线,最终将极值点与中心线共同确定的路径作为滴水算法的分割路径来完成对粘连字符的分割。实验结果表明,该方法解决了准确选择滴水算法的起始位置和字符笔划损伤的问题,有效地提高了分割准确率。     

光突发交换网络节点控制模块的硬件设计

提出了一种OBS边缘节点控制模块的硬件设计方案,采用Just-in-time作为控制协议,在不同层次上使用并行结构来提高模块的吞吐量,并且还提出了Time Process Machine(TPM)来独立处理各种时间事件.整个方案以FPGA芯片作为硬件基础实现,在Quartus Ⅱ软件上编译通过.     

一种新的车牌图像字符分割与识别算法

提出了一种新的字符分割算法,该算法利用由中间向两端搜索的方法确定字符的上下边界,且利用一维循环清零法及先验知识垂直分割得到单个的字符。实验结果表明,该算法较好的解决了以上问题,适用于各种质量的车牌图像,分割的正确率较高。     

基于FPGA实现CT图像重建加速的设计

为满足CT图像重建系统的实时处理要求,提出了一种基于FPGA实现CT图像重建的加速方法。首先将滤波反投影算法进行并行性分解,然后采用并行流水线设计思想,给出了算法在FPGA上实现的总体结构,并且分别给出滤波、反投影、循环累加等主要功能单元的电路设计,最后在FPGA上实现了12条并行流水线重建系统。实验结果表明,与基于CPU的图像重建相比较,基于FPGA的重建系统重建出的图像绝对误差小于0.4%,加速比在100倍以上,且重建图像的规模越大,加速效果越明显。