低消耗免查找表CORDIC算法

为减少传统流水线型CORDIC(Coordinate Rotation Digital Computer)算法的硬件资源消耗和输出时延,在包含查找表的三阶段CORDIC算法实现基础上,提出一种免去查找表环节的CORDIC算法实现方法.提出的改进算法直接使用四次移位相加的迭代运算替换查找表结构从而显著降低寄存器消耗,同时通过合并迭代降低迭代次数进而有效减少最大输出时延,并综合运用角度二极化重编码(Binary To Bipolar Recoding,BBR)方法和角度区间折叠技术保证了输出精度.使用Verilog HDL语言在ISE14.2软件平台上对三种算法进行具体实现,利用XST工具对其进行综合,并通过MATLAB建模计算得到算法的正余弦值输出误差.仿真实验结果表明:在输出位宽均设置为16位的情况下,免查找表CORDIC算法能够有效地输出正余弦值;与传统流水线型算法相比,免查找表算法的寄存器资源消耗减少大约74.42%,计算所需的时钟周期降低68.75%,其输出精度也有明显改善;与三阶段算法相比,免查找表算法的寄存器消耗减少大约43.3%.本文提出的免查找表CORDIC算法具有实时性强、输出精度高、硬件资源消耗少等优势,更适用于高速实时的现代数字通信系统应用.     

自适应-模糊滤波算法

为了克服大部分的自然图像中同时存在脉冲噪声和高斯噪声,在分析了传统滤波算法特点的基础上,提出了一种改进的自适应-模糊图像滤波算法.该算法首先判别并标定图像中的脉冲噪声,以实现两类噪声的分离.采用自适应滤波窗口的中值滤波算法滤除脉冲噪声,有效地克服了传统中值滤波的不足.在有效地滤除脉冲噪声的基础上,引入提出了模糊控制中隶属度函数的概念改进均值滤波算法,结合图像直方图的自适应,提出隶属度函数的阀值,克服了均值滤波造成图像细节模糊的不足.最后提出了一种针对图像滤波算法中求解中值的快速算法,提高算法的实用性.仿真证明,自适应-模糊滤波算法在滤除图像中混合噪声的效果明显优于传统滤波算法,可广泛应用于各种图像处理场合.     

实现π/4-DQPSK调制的一种快速算法

针对π/4-DQPSK调制数字化实现的运算量大、高速调制难的问题,提出了一种适合于数字调制的快速算法。该算法基于TMS320C54xDSP处理器,应用查找表的方法完成π/4-DQPSK的差分编码与符号映射,应用波形存储的方法完成I、Q通道的成形滤波,用选通直读的方法实现载波调制,整个调制过程中不需要乘法运算,节约了调制时间。仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于图形处理器的高速中值滤波算法

针对中央处理器(CPU)平台中值滤波算法在实际应用中运算速率低且实时信号处理性能较差的问题,提出了一种基于图形处理器(GPU)的并行高速中值滤波算法。该算法采用统一计算设备架构(CUDA)并行架构对大规模数据处理进行了优化,从而有效提高了中值滤波算法的计算效率,实现了中值滤波的实时数据处理。通过构建GPU可任意伸缩的动态数组、优化多维索引的线性化方法解决了GPU动态显存空间分配问题。仿真试验结果表明:基于TITAN X GPU的5×5中值滤波,对4096像素×4096像素的图像处理计算速度比CPU平台提高了438倍。在同等计算规模条件下GPU高速中值滤波算法可大大提高计算性能。     

欠采样技术的超宽带信号子空间重建方法

针对超宽带脉冲信号采样中需要设计超高速模数变换器的问题,提出了一种带通采样结构和子空间重建算法。超宽带脉冲信号通过一个带通滤波器后,以数倍信号新息率进行采样,然后采用子空间重建算法可以准确地恢复出超宽带脉冲信号的幅度和时移。分析和仿真结果表明,该算法所要求的采样率低于传统香农采样定理要求的奈奎斯特率;当信号受到噪声影响时,子空间重建算法的性能优于现有的零化滤波重建算法。     

声矢量阵列脉冲环境下的多伯努利机动源DOA跟踪

针对声矢量阵列脉冲环境下的多机动源波达方向的跟踪问题,提出了一种分数低阶矩的交互式多模型多伯努利滤波算法.该算法将交互多模型引入多伯努利滤波器多机动源预测过程中,并利用α稳定分布对脉冲噪声进行建模,通过分数低阶矩得到空间谱的MUSIC伪似然函数,并通过粒子滤波实现.仿真实验结果表明,该算法能够有效实现脉冲噪声下多机动目...     

采样率转换中Farrow滤波器实现结构研究

详细介绍了采样率转换的一种新的硬件实现结构：Farrow滤波器结构,同时也介绍了其派生的改进Farrow结构、TFS和改进TFS,并相互进行特性对比,仿真实验,结果表明Farrow结构是一种可实现任意分数延迟的高效、灵活的采样率转换结构,Farrow结构适于采样率提高,而TFS适于降采样率;对称改进结构降低复杂性。     

基于均值查找的快速中值滤波算法

针对传统中值滤波算法时间复杂度高、运行速度慢,难以满足大型图像数据实时处理的问题,提出了一种快速中值滤波算法,将确定中值元素的过程由排序运算转换为基于均值对集合的二分查找,算法不依赖于滤波窗口的形状以及相邻窗口的相关信息,有效提高了中值滤波的执行效率,使传统中值滤波算法的时间复杂度由O(nln n)下降至O(n).实验中,该算法应用于大型图像序列的滤波处理,其运算速度提高到传统中值滤波算法的3倍以上,并且算法运行时间仅随滤波窗口大小线性增长,可以满足大尺度滤波窗口对大型图像数据实时处理的需求,具有显著的实际应用价值.     

一种新的局部放电超声信号脉冲边缘提取算法

本文针对GIS局部放电检测常用的超声波法,构建了超声信号测量系统,提出了一种新的基于移动窗信号方差阀值的超声信号脉冲边缘提取算法,可以有效的从滤波后的数据中查找出单个脉冲波形起始和结束位置,从而提取脉冲波形,为进一步实现超声波形信号特征提取和缺陷模式识别提供了基础。     

基于FPGA的模板滤波IP核的设计与实现

在数字图像处理过程中,二维模板卷积是一种重要的操作.提出一种基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)的可变模板滤波IP (intellectual property)核的设计方法,通过参数化的循环例化移位寄存器构建可灵活调整窗口大小的缓存结构,采用只读寄存器(read-only memory,ROM)载入模板滤波系数,并利用加法树模块实现快速累加.相比传统组合扩展方法,本设计充分节约了硬件资源,简化了电路设计,提供了便捷的调用接口,只需修改参数便可灵活调整卷积结构,适用于任意窗口大小、任意模板系数、任意图像大小和数据位宽的卷积运算,具有良好的通用性和可维护性.     

CORDIC算法在V-BLAST中的应用

传统CORDIC算法需要通过查找表和许多乘法器才能实现矩阵的QR分解,这会导致硬件电路实现复杂,运算速度降低,此外它能够计算的角度范围也有限。针对传统CORDIC算法的缺陷,在向量模式下提出一种改进型CORDIC算法,它不需要查找表和模校正因子,只需通过简单的移位和加减运算就能实现矩阵的QR分解,从而能够减少硬件的开销,提高运算的性能,并通过重复迭代和区域变换使得该算法能够适用于所有的旋转角度。最后将该算法应用于V-BLAST接收系统的QR算法中,实现了低复杂度译码的效果。     

低复杂度的改进型CORDIC算法研究

传统CORDIC算法需要通过乘法器和查找表才能实现多种超越函数的计算,这会导致硬件电路实现复杂、运算速度降低,此外它能够计算的角度范围也有限.针对传统CORDIC算法的缺陷,在旋转模式下提出一种改进型CORDIC算法,它不需要模校正因子和查找表,只需通过简单的移位和加减运算就能实现多种超越函数的计算,从而能够减少硬件的开销,提高运算的性能,并通过区域变换使得该算法能够适用于所有的旋转角度.误差分析表明该算法具有很小的误差.     

一种改进DA算法的成型滤波器设计

针对高速、高阶成型滤波器的实现问题,在传统分布式DA算法的基础上,提出一种改进算法.利用升采样过程中内插零的结构特点,使用逻辑单元LUT代替存储ROM,减少了有效地址位数,提高了寻址速度;利用表分割算法和滤波器系数的对称性,并通过增加流水线结构,进一步节约了存储资源的消耗,提升了运算速度.通过与商用FIR IP核(DA算法)的实测对比,所提算法最大实现速率有所提高,且在高阶滤波器设计时不受硬件ROM大小和数量的限制,有效改善了逻辑资源的使用情况.     

基于Spark平台的FP-Growth算法优化与实现

针对FP-Growth算法面对海量数据挖掘时串行操作机制出现内存瓶颈或者数据挖掘失效等问题,提出将基于Spark平台的FP-Growth算法在数据分组策略和项头表结构两方面进行优化。一方面提出一种S型的负载权值均衡分组的方式;另一方面,设计出一种新的项头表结构,此结构包含Hash查找表,能有效降低查找时间复杂度。实验证明,优化的基于Spark平台的FP-Growth算法(OptFP-Spark算法)具有更高的并行运算加速比、更好的并行挖掘效果及更高效的计算效率。     

基于SSLUT的颜色空间转换的快速算法

为了满足实时视频分析中颜色空间转换的效率要求,本研究提出了一种DSP上基于简化移位和查表法(simplified shift and lookup table method, SSLUT)的YCbCr到HSV颜色空间的快速转换算法,并对转换后的图像质量做了综合评价。首先,采用定点移位法把YCbCr转换到RGB,再用查表法将RGB转换到HSV,以实现YCbCr到HSV的快速转换。其次,分别基于DSP和PC两个平台上分析了算法速度。最后,从客观测量和满足人眼视觉特性两个方面,利用峰值信噪比和结构相似性算法综合评价转换后的图像质量。通过算法时间和图像质量评价实验的结果表明,该算法具有良好的实时性。同时,可使图像有较高的保真度     

改进型CORDIC算法及FPGA的实现

传统CORDIC算法需要通过乘法器和查找表才能实现多种超越函数的计算,这会导致硬件电路实现复杂、运算速度降低。针对传统CORDIC算法的缺陷,提出了一种改进型CORDIC算法,并给出了FPGA实现方案。它不需要模校正因子和查找表,只需通过简单的加减和移位运算就能实现多种超越函数的计算,从而能够减少硬件的开销,提高运算的性能.     

一种高速FIR数字滤波器的VLSI设计与实现

讨论了一种快速的FIR数字滤波器在VLSI中实现的设计方法.采用基于快速滤波算法(FFAs)的并行滤波器结构,提高了滤波器的工作速度;并结合算法强度缩减技术,降低了硬件面积占用和功率消耗.实验结果表明,采用这种方法可以灵活处理综合的硬件面积占用和速度的约束关系,使设计达到最优.该方法适用于高速和硬件面积要求下的数字滤波模块的VLSI实现.     

多通道高采样率任意波形发生器的设计

任意波形发生器是一种可以产生任意激励信号的测量仪器。输出波形带宽、通道数目以及通道间同步精度是任意波形发生器的关键指标。为了实现高带宽、多存储器并行的结构,并行存储技术被用来突破相位累加器和波形查找表工作速度的限制,然而该结构却存在比传统结构更加复杂的同步误差。针对此问题,该文分析了采用多存储器并行结构的任意波形发生器的同步需求,通过时钟、触发信号的精密分配以及内嵌相位校准模块设计,消除了数据时钟的随机初始相位、随机触发位置以及分频造成的随机相位差。最后对设计的任意波形发生器的相应指标进行测试验证。     

全数字导航接收机中的频率合成器

为在直扩接收机中实现高精度的频率合成器，提出了一种改进的坐标旋转数字计算机（CORDIC）算法，通过预迭代的方式将传统的CORDIC算法的工作范围扩展到了全角度范围，并且加入的预迭代可以统一到流水线结构中.该算法避免了采用传统查表方法耗费大量ROM资源，从而不利于芯片实现小型化和低功耗化的缺点，通过加法和移位操作计算基本的超越函数，可以采用迭代算法实现高精度的频率合成，在保证高速、高精度频率输出的同时节省了硬件资源.硬件平台仿真结果表明，该算法占用很小的硬件资源，能够产生高速、高精度的频率输出，可以应用于直扩接收机中.     

重力式芯片处理机监控系统设计

重力式芯片处理机是依靠重力作用进行芯片分类收纳的设备,广泛应用于芯片生产线末端分类筛选工作。为了解决原系统设置参数不灵活、不能查询历史报警、无权限操作设置、卡机率(JAM率)高和运行速度慢等问题,采用PLC和触摸式人机控制系统,优化了系统结构,实现了多功能人机交互、动态数据库管理、实时报警查询和账户安全管理的功能,使芯片处理速度达到3 500n/h,JAM率低于0.5‰,设计达到工艺指标要求。