图像缩放在图像处理领域中,发挥着重要作用。图像的分辨率调整和格式变换,都需要用到图像缩放技术。随着多媒体技术和大规模集成电路的发展,利用硬件实现视频图像无级缩放已成为图像处理研究的一个重要课题。 图像缩放通常由插值算法实现。传统的插值算法由于实现原理的局限性,在缩放时容易引起边缘锯齿或细节模糊现象。针对传统插值算法的这个不足,出现了许多基于边缘改进的算法。但这些算法一般只能完成2k倍数插值,无法真正做到基于边缘的无级缩放。 为了实现基于边缘改进的无级缩放,本文做了如下五个方面的研究工作: 1.系统回顾了图像缩放技术,包括传统图像缩放技术和多边缘检测插值,分析了这些图像缩放技术的优缺点。 2.重点研究了新兴的方向多项式插值算法,该算法能够真正完成基于边缘改进的无级缩放。 3.提出改进的方向多项式插值算法(IOPI算法),该算法针对硬件实现,做了两个方面改进:提出EDV算法,简化边缘方向的确定;提出Cubic6逼近插值算法(A-Cubic6算法),改善平坦区域缩放效果。其中的EDV算法通过加减、比较模块,完成边缘方向的确定。相比原算法中的乘除法、直方图计算,大大简化了硬件实现,降低了硬件实现成本。A-Cubic6算法利用查找表简化了Cubic6点插值算法的实现,而且明显改善了非边缘区域的缩放效果。 4.研究缩放算法与图像质量的评价方法。比较、分析各算法的软件仿真结果,得出结论:本文提出的IOPI算法在平坦区域和边缘区域都具有比其它算法更突出的效果。 5.结合实时视频处理要求,研究了IOPI算法的FPGA实现。已完成最近邻域插值和A-Cubic6算法的FPGA实现,可以在硬件平台上稳定工作。
上传时间: 2013-06-05
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AES是美国于2000年10月份确立的高级加密标准,该标准的反馈链路模式AESCBC加密算法,用于在IPSec中替代DESCBC和3DESCBC。 加密是安全数据网络的关键,要保证在公众网上传输的信息不被窃取和偷听,必须对数据进行加密。在不影响网络性能的前提下,快速实现数据加密/解密,对于开发高性能的安全路由器、安全网关等对数据处理速度要求高的通信设备具有重要的意义。 在目前可查询的基于FPGA技术实现AESCBC的设计中,最快的加/解密速度达到700Mbps/400MHZ。商用CPU奔腾4主频3.06,用汇编语言编写程序,全部资源用于加密解密,最快的加密解密速度可以达到1.4Gbps。但根据国外测试结果表明,即使开发的路由器本身就基于高性能的双64位MIPS网络处理器,软件加密解决方案仅能达到路由器所要求的最低吞吐速率600Mbps。 本文首先研究分析了目前几种实现AESCBC的方法有缺点的情况下,在深入研究影响硬件快速实现AESCBC难点基础上,设计出一种适应于报文加密解密的硬件快速实现AESCBC的方案,在设计中采用加密解密和密钥展开并行工作,实现了在线提供子密钥。在解密中采用了双队列技术,实现了报文解密和子密钥展开协调工作,提高了解密速度。 本文在quartus全面仿真设计方案的基础上,全面验证了硬件实现AESCBC方案的正确性,全面分析了本设计加密解密的性能。并且针对设计中的流水线效率低的问题,提出改善流水线性能的方案,设计出报文级并行加密解密方案,并且给出了硬件实现VPN的初步方案。实现了单一模块加密速度达到1.16Gbps,单一模块解密速度达到900Mbps,多个模块并行工作加密解密速度达到6.4Gbps。 论文最后给出了总结与展望。目前实现的AESCBC算法,只能通过仿真验证其功能的正确性,还需要下载到芯片上做进一步的验证。要用硬件实现整个IPSec,还要进一步开发基于FPGA的技术。总之,为了适应路由器发展的需求,还有很多技术需要研究。
上传时间: 2013-05-29
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近年来,计算机图形学应用越来越广泛,尤其是三维(3D)绘图。3D绘图使用3D模型和各种影像处理产生具有三维空间真实感的影像,应用于虚拟真实情况以及多媒体的产品上,且多半是使用低成本的实时3D计算机绘图技术为基础。在初期3D图形学刚起步时,由于图形简单,因此可以利用CPU来运算,但随着图形学技术的发展,所要绘制的图形越来越复杂,这时如果单纯依赖CPU来处理,不能达到实时的要求,因此需要专门的硬件来加速图形处理,GPU(图形处理单元)因此出现了。不过由于3D图形加速硬件的复杂性和短寿命,这极大地提高了对硬件开发环境的需要。为了更好的对设计进行更改和测试,不能仅仅用专门定制的方法来设计,需要其他的方:硬件描述语言(HDL)和FPGA。 随着计算机绘图规模的需要,借助辅助硬件资源,来提高图形处理单元(GPU)处理速度的需求越来越普遍。自从15年前现场可编程门阵列(FPGA)开始出现以来,其在可编程硬件领域所起的作用越来越大。它们在速度、体积和速度方面都有了很大的提高。这意味着FPGA在以前只能使用专用硬件的场合越来越重要。其中一个应用领域就是3D图形渲染,在这个研究领域里人们正在利用具有可编程性能的FPGA来帮助改进图形处理单元(GPU)的性能。 能够在廉价、可动态重新配置的FPGA上实现复杂算法来辅助硬件设计。本文的设计就是通过在FPGA上实现3维图形几何处理管线部分功能来提高图形处理速度。具体实现中使用硬件描述语言(Verilog HDL)进行逻辑设计,并发现问题解决问题。 本文主要特色如下: 1.针对几何变换换子系统,提出一种硬件实现方案,该方案能对基本的几何变换如:平移、缩放、旋转和投影进行操作。首先构造出总体变换矩阵,随后进行矩阵乘法运算,再进行投影变换,最后输出变换座标。提出一种脉动阵列结构,用于两个矩阵的乘法运算。找到一种快捷的方法来实现矩阵相乘,将能大大提高系统的效率。 2.对于3D图形裁剪,文中描述了一种裁剪引擎,它能够处理3D图形中的裁剪、透视除法以及视口映射的功能。硬件实现的难度取决于裁剪算法的复杂程度。我们在Sutherland-Hodgman裁剪算法的基础上提出一种新的裁剪算法,该算法通过去除冗余顶点以提高处理速度,同时利用编码来判断线段可见性的方法使得硬件实现变得很容易。 3.最后,我们在FPGA上实现了几何变换以及三维裁剪,并与C语言的模拟结果对比发现结果正确,且三维裁剪能够以3M个三角形/s的速度运行,满足了图形流水中的实时性要求。
上传时间: 2013-04-24
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FPGA布局算法和软件位于工艺映射和布线之间,是一个承上启下的阶段,对最终的布通率和时序都有着重要的影响。 本论文的工作之一便是研究旨在提高布通率的布局算法。在研究了国内外装箱和布局算法的基础上,本文提出了一种新的结合了装箱的布局算法框架,并称之为"低温交替改善的"布局算法。其基本思想是,在模拟退火的低温阶段交替的优化装箱和布局。本文给了基于学术界标准布局布线软件VPR的一个软件实现,并且提出了低温的判定条件以及一种新的选择待交换逻辑单元的方法。采用三种不同的装箱算法作为布局输入,基于VPR的低温交替改善的布局算法实现,在布通率上,比VPR分别提高了21.3%、15.5%、10.7%。而带来的平均额外时间开销不到20%。 FPGA布局软件实现对整个FPGA CAD流程的运行效率,算法的可扩展性也有着不可忽视的影响。现代FPGA有着多样而复杂的逻辑和布线资源。而学术界的布局软件'VPR所面向的FPGA却只能处理十分简单的FPGA结构,对于宏、总线、多时钟等实际应用中很重要的部分都没有考虑。本文提出了"逻辑单元层"的概念,用具有特定几何结构的逻辑单元层来统一处理多种类型的逻辑资源。针对相对位置约束在现代FPGA布局软件中的重要地位,我们提出了一种处理相对位置约束的方法。这些讨论均已经在面向Xilinx SpartanⅡ芯片布局的原型系统中得到了实现,初步证实了这些方法的可扩展性和实用性。
上传时间: 2013-06-21
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论文研究了基于Bayer格式的CCD原始图像的颜色插值算法,并将设计的改进算法应用到以FPGA为核心的图像采集前端。出于对成本和体积的考虑,一般的数字图像采集系统采用单片CCD或CMOS图像传感器,然后在感光表面覆盖一层颜色滤波阵列(CFA),经过CFA后每个像素点只能获得物理三基色(红、绿、蓝)其中一种分量,形成马赛克图像。为了获得全彩色图像,就要利用周围像素点的值近似地计算出被滤掉的颜色分量,称这个过程为颜色插值。由于当前对图像采集系统的实时性要求越来越高,业内已经开始广泛采用FPGA来进行图像处理,充分发挥硬件并行运算的速度优势,以求在处理速度和成像质量两方面均达到满意的效果。。主要的工作内容如下: 本文首先介绍了彩色滤波阵列、图像色彩恢复和插值算法的概念,然后分析和研究了当下常用的颜色插值算法,如双线性插值算法、加权系数法等等,指出了各个算法的特点和不足;接下来针对硬件系统并行运算的特性和实时性处理的要求,结合其中两种算法的思路设计了适用于硬件的改进算法,该算法主要引入了方向标志位的概念以及平滑的边界仲裁法则来检测边界,借鉴利用梯度的三角函数关系来判断边界方向,通过简化且适用于硬件的方法计算加权系数,从而选择合适的方向进行插值。 在介绍了FPGA用于图像处理的优势后,针对FPGA的特点采用模块化结构设计,详细阐述了本文算法的软件实现过程及所使用到的关键技术;文章设计了一个以FPGA为核心的前端图像采集平台,并将改进插值算法应用到整个系统当中。详细分析了采集前端的硬件需求,讨论了核心芯片的选型和硬件平台设计中的注意事项,完成了印制电路板的制作。 文章通过MATLAB仿真得到了量化的性能评估数据,并选取几种算法在硬件平台上运行,得到了实验图片。最后结合图片的视觉效果和仿真数据对几种不同算法的效果进行了评估和比较,证明改进的算法对图像质量有所增强,取得了良好的效果。
上传时间: 2013-06-11
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根据突发OFDM系统的特点,提出了一种具有实用价值的OFDM帧同步方法。在经典SC算法的基础上,提出了改进型SC算法和基于时域PN序列的改进型SC算法。对这两种算法进行了仿真对比,仿真结果表明基于时域PN序列的SC算法能够实现突发帧的精同步,而改进型SC算法只能实现粗同步。但是改进型SC算法更适合FPGA实现,采用Verilog HDL语言,在Quartus II上完成开发,同时给出了其在ModelSim 6.5b下的仿真结果,结果表明,方案是完全可行的。
上传时间: 2013-11-12
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自己写的银行家算法,只能实现固定进程和资源的操作,不过要是应付作业什么的没有问题,绝对可以运行
上传时间: 2014-01-23
上传用户:李彦东
摘要部分:这一快速算法的出现对数字 信号分析领域的发展起到了极大的推动作用。从此以后,它作为频谱分析的基础得到了 由于计算机只能对信号的有限多个样本进行计算.
上传时间: 2013-12-25
上传用户:日光微澜
用delphi实现的des加密算法,但是只能对对纯文本进行加密。本人的联系方式erac_cn@126.com
上传时间: 2015-03-25
上传用户:开怀常笑
围棋人机对弈程序源码 此版本目前还只能下布局阶段,但很多用于中盘的数据结构及算法已实现。含2000多基本定式库。
上传时间: 2013-12-17
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