二值图像欧氏距离转换算法硬件化设计

来源 :东华大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:HNLYLKT
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
距离转换在模式识别、形态学和人工智能等科研领域有着广泛的应用。其中,欧氏距离以其准确性而得到广泛关注。随着图像处理技术和电子技术的发展,针对欧氏距离转换的相关研究逐渐得到广大科研人员的重视。本文详细阐述一种基于二值图像的欧氏距离转换硬件化算法。针对欧氏距离转换硬件化算法的实用性,在前人研究成果的基础上,对不同算法的实现原理和计算性能进行分析和比较,选取一种切实可行的算法作为基础,以计算速度为主要改进指标,在实现细节和算法结构上做了相应的改进,进一步提高相应的硬件计算系统的计算速度,从而使得该欧氏距离转换硬件化算法具备更好的实时处理性能及实用性首先,根据硬件化算法实现的特征,选取一种基于软件实现的高效欧氏距离转换算法作为基础进行改进设计,首先确保在改动过程中,算法的时间复杂度O(N2)不变。其次,在硬件化算法设计中,根据算法在软件平台和硬件平台上实现的区别,对算法进行面向硬件的模块化和细节设计,以减少硬件系统的计算时间开销及存储资源开销,从而实现优化电路规模的设计目标。在设计中,我们充分考虑硬件电路的特点,使用加法计算和移位计算代替乘法计算操作,以使提高电路的计算速度。最后,根据计算系统的实现情况,对整个系统进行结构调整和再设计,最终形成高效的流水线结构。与其他欧氏距离转换算法相比,本文所实现的欧氏距离转换硬件化算法有以下优点:其一,在计算速度力面有很大提升,使其计算时间复杂度从软件实现的O(N2)提高到O(N),从而使得算法具有更好的实时性和实用性其二,通过模块化和细节设计,可以减少系统的存储资源开销,进一步优化算法的空间复杂度。其三,在欧氏距离转换硬件化算法设计实现后,对实现的硬件电路结构并及各个单元结构的功能进行再设计,进行调整以进一步提高计算速度。最后,基于Verilog HDL语言和FPGA平台,将本文设计的算法实现成一个具有二阶流水线的硬件计算系统,对其进行逻辑综合、时序仿真以验证设计功能的实现,并通过EDA工具对其计算性能及系统资源进行分析。
其他文献
认知无线电技术,被一致公认为是解决频谱资源稀缺问题与频谱资源利用率低问题的关键技术。随着认知无线电技术研究的深入,学者们逐渐发现认知无线网络中的资源分配问题极为重要
现在智能手机已经成为人们日常生活中密不可分的重要组成部分,用户可随意下载自己需要的应用软件是智能手机快速发展的重要原因。这些应用软件主要来源于Google Market和第三
糖尿病视网膜病变(Diabetic Retinopathy,DR)是糖尿病的严重并发症之一,也是引起视觉障碍和失明的主要原因之一。微动脉瘤(Microaneurysm,MA)是最早出现在视网膜中的一种糖尿病
正如USB2.0取代USB1.1的潮流谁都无法阻挡一样, USB3.0必将逐步取代USB2.0成为最为通用的USB接口。USB3.0巨大的市场前景引起国内外众多企业和研究机构积极进行相关产品的研发
图像融合是一种结合了来自相同或不同的类型的传感器两个或两个以上图像技术,以产生更精确、全面和可靠的图像描述或解释,使图像更适合人的视觉感知或计算机的处理任务。随着C
随着航天活动、空间探测的迅速发展,人们对在空间以网络的形式进行大数据传输的需求日益增加,而卫星网络以其覆盖面范围广、传输数据量大的特点作为空间网络数据的核心要素,
雷达系统的很多应用均以实现信号检测任务为前提,如雷达侦察、雷达成像等。Chirp信号是雷达系统中常用的信号形式,为了实现雷达的某些功能,需要首先完成对宽带Chirp信号的检测任
访问控制技术是信息安全领域的一个重要组成部分,旨在通过限制主体的访问权限来保证系统资源的安全。本文首先深入研究了三个传统的访问控制模型以及本体相关理论知识,其次介绍
情感识别是人机交互技术中一个重要的研究领域。通过让计算机感知到人类的情感状态以及情感的变化,使其能够对人类的行为有一简单的认知识别并不断完善其人机交互的方式,提高
随着空间科技的快速发展,人类对宇宙空间的探索需求日益增大,为了满足国际空间站对数据传输和管理体系的要求,国际空间数据咨询委员会(Consultative Committee for Space Dat