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圖像增強(qiáng)(qiáng)算法

  • 基于FPGA的旋轉(zhuǎn)變壓器解碼算法

    由于旋轉(zhuǎn)變壓器的高精度高可靠性等特點(diǎn),廣泛的應(yīng)用于如航空、航天、船舶、兵器、雷達(dá)、通訊等領(lǐng)域。旋轉(zhuǎn)變壓器輸出模擬量交流信號(hào),經(jīng)過(guò)數(shù)字處理轉(zhuǎn)換為數(shù)字角度信號(hào)才能進(jìn)入計(jì)算機(jī)或其他控制系統(tǒng),而這種數(shù)字處理比較復(fù)雜,采用專(zhuān)用的旋轉(zhuǎn)變壓器解碼芯片想達(dá)到理想的精度通常需要較高的成本,限制了它在其他領(lǐng)域的應(yīng)用。傳統(tǒng)的角測(cè)量系統(tǒng)面臨的問(wèn)題有:體積、重量、功耗偏大,調(diào)試、誤差補(bǔ)償試驗(yàn)復(fù)雜,費(fèi)用較高。 現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)是近年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的新型可編程器件。隨著它的不斷應(yīng)用和發(fā)展,也使電子設(shè)計(jì)的規(guī)模和集成度不斷提高。同時(shí)也帶來(lái)了電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)思想的不斷推陳出新。 本文的目的是研究利用FPGA實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)變壓器的硬件解碼算法,設(shè)計(jì)基于FPGA的旋轉(zhuǎn)變壓器解碼系統(tǒng)。 在本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中,通過(guò)FPGA芯片產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)變壓器的激勵(lì)信號(hào),再控制A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)旋轉(zhuǎn)變壓器的模擬信號(hào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣和轉(zhuǎn)換,并對(duì)轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理,使用基于CORDIC算法流水線(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的反正切函數(shù)模塊解算出偏轉(zhuǎn)角θ,最后通過(guò)串行口將解算的偏差角數(shù)據(jù)輸出。本文還分析了該系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因和提高系統(tǒng)精度的方法。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文所設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)變壓器解碼器的硬件組成和軟件實(shí)現(xiàn)基本能夠較精確的完成上述的信號(hào)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)運(yùn)算。

    標(biāo)簽: FPGA 旋轉(zhuǎn)變壓器 解碼 算法

    上傳時(shí)間: 2013-05-23

    上傳用戶(hù):gdgzhym

  • 基于FPGA的遺傳算法硬件實(shí)現(xiàn)研究

    遺傳算法是基于自然選擇的一種魯棒性很強(qiáng)的解決問(wèn)題方法。遺傳算法已經(jīng)成功地應(yīng)用于許多難優(yōu)化問(wèn)題,現(xiàn)已成為尋求滿(mǎn)意解的最佳工具之一。然而,較慢的運(yùn)行速度也制約了其在一些實(shí)時(shí)性要求較高場(chǎng)合的應(yīng)用。利用硬件實(shí)現(xiàn)遺傳算法能夠充分發(fā)揮硬件的并行性和流水線(xiàn)的特點(diǎn),從而在很大程度上提高算法的運(yùn)行速度。 本文對(duì)遺傳算法進(jìn)行了理論介紹和分析,結(jié)合硬件自身的特點(diǎn),選用了適合硬件化的遺傳算子,設(shè)計(jì)了標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法硬件框架;為了進(jìn)一步利用硬件自身的并行特性,同時(shí)提高算法的綜合性能,本文還對(duì)現(xiàn)有的一些遺傳算法的并行模型進(jìn)行了研究,討論了其各自的優(yōu)缺點(diǎn)及研究現(xiàn)狀,并在此基礎(chǔ)上提出一種適合硬件實(shí)現(xiàn)的粗粒度并行遺傳算法。 我們構(gòu)建的基于FPGA構(gòu)架的標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法硬件框架,包括初始化群體、適應(yīng)度計(jì)算、選擇、交叉、變異、群體存儲(chǔ)和控制等功能模塊。文中詳細(xì)分析了各模塊的功能和端口連接,并利用硬件描述語(yǔ)言編寫(xiě)源代碼實(shí)現(xiàn)各模塊功能。經(jīng)過(guò)功能仿真、綜合、布局布線(xiàn)、時(shí)序仿真和下載等一系列步驟,實(shí)現(xiàn)在Altera的Cyclone系列FPGA上。并且用它嘗試解決一些函數(shù)的優(yōu)化問(wèn)題,給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這些硬件模塊可以被進(jìn)一步綜合映射到ASIC或做成IP核方便其他研究者調(diào)用。 最后,本文對(duì)硬件遺傳算法及其在函數(shù)優(yōu)化中的一些尚待解決的問(wèn)題進(jìn)行了討論,并對(duì)本課題未來(lái)的研究進(jìn)行了展望。

    標(biāo)簽: FPGA 算法 硬件 實(shí)現(xiàn)研究

    上傳時(shí)間: 2013-07-22

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  • 三維圖形幾何管線(xiàn)的算法

    近年來(lái),計(jì)算機(jī)圖形學(xué)應(yīng)用越來(lái)越廣泛,尤其是三維(3D)繪圖。3D繪圖使用3D模型和各種影像處理產(chǎn)生具有三維空間真實(shí)感的影像,應(yīng)用于虛擬真實(shí)情況以及多媒體的產(chǎn)品上,且多半是使用低成本的實(shí)時(shí)3D計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)為基礎(chǔ)。在初期3D圖形學(xué)剛起步時(shí),由于圖形簡(jiǎn)單,因此可以利用CPU來(lái)運(yùn)算,但隨著圖形學(xué)技術(shù)的發(fā)展,所要繪制的圖形越來(lái)越復(fù)雜,這時(shí)如果單純依賴(lài)CPU來(lái)處理,不能達(dá)到實(shí)時(shí)的要求,因此需要專(zhuān)門(mén)的硬件來(lái)加速圖形處理,GPU(圖形處理單元)因此出現(xiàn)了。不過(guò)由于3D圖形加速硬件的復(fù)雜性和短壽命,這極大地提高了對(duì)硬件開(kāi)發(fā)環(huán)境的需要。為了更好的對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行更改和測(cè)試,不能僅僅用專(zhuān)門(mén)定制的方法來(lái)設(shè)計(jì),需要其他的方:硬件描述語(yǔ)言(HDL)和FPGA。 隨著計(jì)算機(jī)繪圖規(guī)模的需要,借助輔助硬件資源,來(lái)提高圖形處理單元(GPU)處理速度的需求越來(lái)越普遍。自從15年前現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)開(kāi)始出現(xiàn)以來(lái),其在可編程硬件領(lǐng)域所起的作用越來(lái)越大。它們?cè)谒俣取Ⅲw積和速度方面都有了很大的提高。這意味著FPGA在以前只能使用專(zhuān)用硬件的場(chǎng)合越來(lái)越重要。其中一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域就是3D圖形渲染,在這個(gè)研究領(lǐng)域里人們正在利用具有可編程性能的FPGA來(lái)幫助改進(jìn)圖形處理單元(GPU)的性能。 能夠在廉價(jià)、可動(dòng)態(tài)重新配置的FPGA上實(shí)現(xiàn)復(fù)雜算法來(lái)輔助硬件設(shè)計(jì)。本文的設(shè)計(jì)就是通過(guò)在FPGA上實(shí)現(xiàn)3維圖形幾何處理管線(xiàn)部分功能來(lái)提高圖形處理速度。具體實(shí)現(xiàn)中使用硬件描述語(yǔ)言(Verilog HDL)進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì),并發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題。 本文主要特色如下: 1.針對(duì)幾何變換換子系統(tǒng),提出一種硬件實(shí)現(xiàn)方案,該方案能對(duì)基本的幾何變換如:平移、縮放、旋轉(zhuǎn)和投影進(jìn)行操作。首先構(gòu)造出總體變換矩陣,隨后進(jìn)行矩陣乘法運(yùn)算,再進(jìn)行投影變換,最后輸出變換座標(biāo)。提出一種脈動(dòng)陣列結(jié)構(gòu),用于兩個(gè)矩陣的乘法運(yùn)算。找到一種快捷的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)矩陣相乘,將能大大提高系統(tǒng)的效率。 2.對(duì)于3D圖形裁剪,文中描述了一種裁剪引擎,它能夠處理3D圖形中的裁剪、透視除法以及視口映射的功能。硬件實(shí)現(xiàn)的難度取決于裁剪算法的復(fù)雜程度。我們?cè)赟utherland-Hodgman裁剪算法的基礎(chǔ)上提出一種新的裁剪算法,該算法通過(guò)去除冗余頂點(diǎn)以提高處理速度,同時(shí)利用編碼來(lái)判斷線(xiàn)段可見(jiàn)性的方法使得硬件實(shí)現(xiàn)變得很容易。 3.最后,我們?cè)贔PGA上實(shí)現(xiàn)了幾何變換以及三維裁剪,并與C語(yǔ)言的模擬結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn)結(jié)果正確,且三維裁剪能夠以3M個(gè)三角形/s的速度運(yùn)行,滿(mǎn)足了圖形流水中的實(shí)時(shí)性要求。

    標(biāo)簽: 三維圖形 幾何 算法

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

    上傳用戶(hù):yerik

  • 基于FPGA的視頻圖像處理系統(tǒng)

    隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,視頻圖像處理技術(shù)近年來(lái)得到極大的重視和長(zhǎng)足的發(fā)展,其應(yīng)用范圍主要包括數(shù)字廣播、消費(fèi)類(lèi)電子、視頻監(jiān)控、醫(yī)學(xué)成像及文檔影像處理等領(lǐng)域。當(dāng)前視頻圖像處理主要問(wèn)題是當(dāng)處理的數(shù)據(jù)量很大時(shí),處理速度慢,執(zhí)行效率低。而且視頻算法的軟件和硬件仿真和驗(yàn)證的靈活性低。 本論文首先根據(jù)視頻信號(hào)的處理過(guò)程和典型視頻圖像處理系統(tǒng)的構(gòu)成提出了基于FPGA的視頻圖像處理系統(tǒng)總體框圖;其次選擇視頻轉(zhuǎn)換芯片SAA7113,完成視頻圖像采集模塊的設(shè)計(jì),主要分三步完成:1)配置視頻轉(zhuǎn)換芯片的工作模式,完成視頻轉(zhuǎn)化芯片SAA7113的初始化:2)通過(guò)分析輸出數(shù)據(jù)流的格式標(biāo)準(zhǔn),來(lái)識(shí)別奇偶場(chǎng)信號(hào)、場(chǎng)消隱信號(hào)和有效行數(shù)據(jù)的開(kāi)始和結(jié)束信號(hào)三種控制信號(hào),并根據(jù)控制信號(hào),用Verilog硬件描述語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的采集;3)分析SRAM的讀寫(xiě)控制時(shí)序,采用兩塊SRAM完成圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。然后編寫(xiě)軟件測(cè)試文件,在ISE Simulator仿真環(huán)境進(jìn)行程序測(cè)試與運(yùn)行,并分析仿真結(jié)果,驗(yàn)證了數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)的正確性;最后,對(duì)常用視頻圖像算法的MATLAB仿真,選擇適當(dāng)?shù)乃阕樱捎霉ぞ進(jìn)ATLAB、System Generator for DSP和ISE,利用模塊構(gòu)建方式,搭建視頻算法平臺(tái),實(shí)現(xiàn)圖像平滑濾波、銳化濾波算法,在Simulink中仿真并自動(dòng)生成硬件描述語(yǔ)言和網(wǎng)表,對(duì)資源的消耗做簡(jiǎn)要分析。 本論文的創(chuàng)新點(diǎn)是采用新的開(kāi)發(fā)環(huán)境System Generator for DSP實(shí)現(xiàn)視頻圖像算法。這種開(kāi)發(fā)視頻圖像算法的方式靈活性強(qiáng)、設(shè)計(jì)周期短、驗(yàn)證方便、是視頻圖像處理發(fā)展的必然趨勢(shì)。

    標(biāo)簽: FPGA 視頻圖像 處理系統(tǒng)

    上傳時(shí)間: 2013-07-28

    上傳用戶(hù):lingzhichao

  • 橢圓曲線(xiàn)密碼體制的數(shù)字簽名算法

    隨著計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度的提高和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,基于離散對(duì)數(shù)問(wèn)題和大整數(shù)因子分解問(wèn)題的數(shù)字簽名算法越來(lái)越不能滿(mǎn)足信息安全的需要。為了滿(mǎn)足信息安全的要求,安全性依賴(lài)于橢圓曲線(xiàn)離散對(duì)數(shù)困難問(wèn)題(ECDLP)的橢圓曲線(xiàn)密碼體制是當(dāng)前密碼學(xué)界研究的熱點(diǎn)之一。現(xiàn)有的求解ECDLP的算法都是全指數(shù)時(shí)間復(fù)雜度的算法。由于專(zhuān)用集成電路具有速度快、性能好、安全性高等優(yōu)勢(shì),使得采用專(zhuān)用集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)橢圓曲線(xiàn)密碼體制己成為主要趨勢(shì)。因此,本課題著眼于應(yīng)用,針對(duì)基于橢圓曲線(xiàn)數(shù)字簽名算法的FPGA實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了較為深入的探討與研究。 本課題從實(shí)際應(yīng)用的需要出發(fā),以初等數(shù)論、有限域理論、數(shù)字簽名技術(shù)和橢圓曲線(xiàn)理論為依據(jù),確定了如下基于橢圓曲線(xiàn)數(shù)字簽名算法的硬件實(shí)現(xiàn)方案:首先,對(duì)實(shí)現(xiàn)基于橢圓曲線(xiàn)數(shù)字簽名算法所需的算法和技術(shù)進(jìn)行了剖析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。然后,按照層次化、模塊化的設(shè)計(jì)思想,在Xinlinx公司的ISE 7.1工具中,采用硬件描述語(yǔ)言VHDL作為設(shè)計(jì)輸入,對(duì)各運(yùn)算器和控制模塊進(jìn)行電路設(shè)計(jì);采用Menter公司的ModelSim SE 6.2b工具對(duì)之進(jìn)行功能仿真,以保證底層設(shè)計(jì)的正確性。最后,在確保每個(gè)模塊的設(shè)計(jì)正確的前提下,完成電路的總體設(shè)計(jì),再進(jìn)行總體設(shè)計(jì)的仿真與測(cè)試。 本課題對(duì)Schnorr數(shù)字簽名算法的改進(jìn),實(shí)現(xiàn)了比未改進(jìn)前的Schnorr數(shù)字簽名算法平均節(jié)省三分之一的運(yùn)行時(shí)間。對(duì)基于橢圓曲線(xiàn)數(shù)字簽名算法的設(shè)計(jì)也獲得了良好的指標(biāo):產(chǎn)生簽名只需要1ms多的時(shí)間,驗(yàn)證簽名也需要不到3ms。本課題的研究對(duì)實(shí)現(xiàn)電子交易安全方面有重要的作用,尤其是在密鑰分配、電子貨幣、電子證券、電子商務(wù)和電子政務(wù)等領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用價(jià)值,其成果具有廣泛的應(yīng)用前景。

    標(biāo)簽: 橢圓曲線(xiàn) 密碼體制 數(shù)字簽名算法

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

    上傳用戶(hù):獨(dú)孤求源

  • 幾種用于FPGA的新型有效混合布線(xiàn)算法

    采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)可以快速實(shí)現(xiàn)數(shù)字電路,但是用于生成FPGA編程的比特流文件的CAD工具在編制大規(guī)模電路時(shí)常常需要數(shù)小時(shí)的時(shí)間,以至于許多設(shè)計(jì)者甚至通過(guò)在給定FPGA上采用更多的資源,或者以犧牲電路速度為代價(jià)來(lái)提高編制速度。電路編制過(guò)程中大部分時(shí)間花費(fèi)在布線(xiàn)階段,因此有效的布線(xiàn)算法能極大地減少布線(xiàn)時(shí)間。 許多布線(xiàn)算法已經(jīng)被開(kāi)發(fā)并獲得應(yīng)用,其中布爾可滿(mǎn)足性(SAT)布線(xiàn)算法及幾何查找布線(xiàn)算法是當(dāng)前最為流行的兩種。然而它們各有缺點(diǎn):基于SAT的布線(xiàn)算法在可擴(kuò)展性上有很大缺陷;幾何查找布線(xiàn)算法雖然具有廣泛的拆線(xiàn)重布線(xiàn)能力,但當(dāng)實(shí)際問(wèn)題具有嚴(yán)格的布線(xiàn)約束條件時(shí),它在布線(xiàn)方案的收斂方面存在很大困難。基于此,本文致力于探索一種能有效解決以上問(wèn)題的新型算法,具體研究工作和結(jié)果可歸納如下。 1、在全面調(diào)查FPGA結(jié)構(gòu)的最新研究動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)上,確定了一種FPGA布線(xiàn)結(jié)構(gòu)模型,即一個(gè)基于SRAM的對(duì)稱(chēng)陣列(島狀)FPGA結(jié)構(gòu)作為研究對(duì)象,該模型僅需3個(gè)適合的參數(shù)即能表示布線(xiàn)結(jié)構(gòu)。為使所有布線(xiàn)算法可在相同平臺(tái)上運(yùn)行,選擇了美國(guó)北卡羅來(lái)納州微電子中心的20個(gè)大規(guī)模電路作為基準(zhǔn),并在布線(xiàn)前采用VPR399對(duì)每個(gè)電路都生成30個(gè)布局,從而使所有的布線(xiàn)算法都能夠直接在這些預(yù)制電路上運(yùn)行。 2、詳細(xì)研究了四種幾何查找布線(xiàn)算法,即一種基本迷宮布線(xiàn)算法Lee,一種基于協(xié)商的性能驅(qū)動(dòng)的布線(xiàn)算法PathFinder,一種快速的時(shí)延驅(qū)動(dòng)的布線(xiàn)算法VPR430和一種協(xié)商A

    標(biāo)簽: FPGA 布線(xiàn)算法

    上傳時(shí)間: 2013-05-18

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  • 卷積編碼和維特比譯碼的FPGA實(shí)現(xiàn)

    由于其很強(qiáng)的糾錯(cuò)性能和適合硬件實(shí)現(xiàn)的編譯碼算法,卷積編碼和軟判決維特比譯碼目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星通信系統(tǒng)。然而隨著航天事業(yè)的發(fā)展,衛(wèi)星有效載荷種類(lèi)的增多和分辨率的不斷提高,信息量越來(lái)越大。如何在低信噪比的功率受限信道條件下提高傳輸速率成為目前亟待解決的問(wèn)題。本論文結(jié)合在研項(xiàng)目,在編譯碼算法、編譯碼器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、編譯碼器性能提高三個(gè)方面對(duì)卷積編碼和維特比譯碼進(jìn)行了深入研究,并進(jìn)一步介紹了使用VHDL語(yǔ)言和原理圖混合輸入的方式,實(shí)現(xiàn)一種(7,3/4)增信刪余方式的高速卷積編碼器和維特比譯碼器的詳細(xì)過(guò)程;然后將設(shè)計(jì)下載到XILINX的Virtex2 FPGA內(nèi)部進(jìn)行功能和時(shí)序確認(rèn),最終在整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中測(cè)試其性能。本文所實(shí)現(xiàn)的維特比譯碼器速率達(dá)160Mbps,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目前國(guó)內(nèi)此領(lǐng)域內(nèi)的相關(guān)產(chǎn)品速率。 首先,論文具體介紹了卷積編碼和維特比譯碼的算法,研究卷積碼的各種參數(shù)(約束長(zhǎng)度、生成多項(xiàng)式、碼率以及增信刪余等)對(duì)其譯碼性能的影響;針對(duì)項(xiàng)目需求,確定卷積編碼器的約束長(zhǎng)度、生成多項(xiàng)式格式、碼率和相應(yīng)的維特比譯碼器的回歸長(zhǎng)度。 其次,論文介紹了編解碼器的軟、硬件設(shè)計(jì)和調(diào)試一根據(jù)已知條件,使用VHDL語(yǔ)言和原理圖混合輸入的方式設(shè)計(jì)卷積編碼和維特比譯碼的源代碼和原理圖,分別采用功能和電路級(jí)仿真,確定卷積編碼和維特比譯碼分別需要占用的資源,考慮卷積編碼器和維特比譯碼器的具體設(shè)計(jì)問(wèn)題,包括編譯碼的基本結(jié)構(gòu),各個(gè)模塊的功能及實(shí)現(xiàn)策略,編譯碼器的時(shí)序、邏輯綜合等;根據(jù)軟件仿真結(jié)果,分別確定卷積編碼器和維特比譯碼器的接口、所需的FPGA器件選型和進(jìn)行各自的印制板設(shè)計(jì)。利用卷積碼本身的特點(diǎn),結(jié)合FPGA內(nèi)部結(jié)構(gòu),采用并行卷積編碼和譯碼運(yùn)算,設(shè)計(jì)出高速編譯碼器;對(duì)軟、硬件分別進(jìn)行驗(yàn)證和調(diào)試,并將驗(yàn)證后的軟件下載到FPGA進(jìn)行電路級(jí)調(diào)試。 最后,論文討論了卷積編碼和維特比譯碼的性能:利用已有的測(cè)試設(shè)備在整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中測(cè)試其性能(與沒(méi)有采用糾錯(cuò)編碼的數(shù)傳系統(tǒng)進(jìn)行比對(duì));在信道中加入高斯白噪聲,模擬高斯信道,進(jìn)行誤碼率和信噪比測(cè)試。

    標(biāo)簽: FPGA 卷積 編碼 譯碼

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

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  • 真實(shí)感圖形繪制中明暗效果的FPGA實(shí)現(xiàn)

    計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中真實(shí)感成像包括兩部分內(nèi)容:物體的精確圖形表示;場(chǎng)景中光照效果的適當(dāng)?shù)拿枋觥9庹招Чü獾姆瓷洹⑼该餍浴⒈砻婕y理和陰影。對(duì)物體進(jìn)行投影,然后再可見(jiàn)面上產(chǎn)生自然光照效果,可以實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景的真實(shí)感顯示。光照明模型主要用于物體表面某點(diǎn)處的光強(qiáng)度計(jì)算。面繪制算法是通過(guò)光照模型中的光強(qiáng)度計(jì)算,以確定場(chǎng)景中物體表面的所有投影像素點(diǎn)的光強(qiáng)度。Phong明暗處理算法是生成真實(shí)感3D圖像最佳算法之一。但是由于其大量的像素級(jí)運(yùn)算和硬件難度而在實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)真實(shí)感圖形繪制中被Gotuaud明暗處理算法所取代。VLSI技術(shù)的發(fā)展以及對(duì)于高真實(shí)感實(shí)時(shí)圖形的需求使得Phong明暗處理算法的實(shí)現(xiàn)成為可能。利用泰勒級(jí)數(shù)近似的Fast Phong明暗處理算法適合硬件實(shí)現(xiàn)。此算法需要存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)的ROM。這增加了實(shí)現(xiàn)的難度。 本文完成了以下工作: 1、本文簡(jiǎn)述了實(shí)時(shí)真實(shí)感圖形繪制管線(xiàn),詳細(xì)敘述了所用到的光照明模型和明暗處理方法,并對(duì)幾種明暗處理方法的效果作了比較,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Fast Phong明暗處理算法適用于實(shí)時(shí)真實(shí)感圖形繪制。 2、在熟悉Xilinx公司FPGA芯片結(jié)構(gòu)及其開(kāi)發(fā)流程的基礎(chǔ)上,結(jié)合Xilinx公司提供的FPGA開(kāi)發(fā)工具ISE 7.1i,仿真工具為ISE simulator,綜合工具為XST;完成了Fast Phong明暗處理模塊的FPGA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。綜合得到的電路的最高頻率為54.058MHz。本文的Fast Phong明暗處理硬件模塊適用于實(shí)時(shí)真實(shí)感圖形繪制。 3、本文通過(guò)誤差分析,提出了優(yōu)化的查找表結(jié)構(gòu)。通過(guò)在FPGA上對(duì)本文所提結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明,本方案在提高速度、精度的同時(shí)將ROM的數(shù)據(jù)量從64K*8bit減少至13K*8bit。

    標(biāo)簽: FPGA 圖形 繪制

    上傳時(shí)間: 2013-06-21

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  • H.264編碼器幀內(nèi)預(yù)測(cè)算法的研究

    目前,H.264是圖像編碼研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。它在語(yǔ)言結(jié)構(gòu)、預(yù)測(cè)算法、數(shù)據(jù)變換等方面做了很大的改進(jìn),在低碼率傳輸、高清晰度顯示及網(wǎng)絡(luò)接入等性能上相比以往標(biāo)準(zhǔn)有了顯著提高,使得H.264在視頻會(huì)議、視頻點(diǎn)播、數(shù)字電視和手...

    標(biāo)簽: 264 編碼器 幀內(nèi)預(yù)測(cè) 法的研究

    上傳時(shí)間: 2013-05-27

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  • MUSIC算法的FPGA實(shí)現(xiàn)

    在軍事通信和民用通信的許多場(chǎng)合,都需要估計(jì)無(wú)線(xiàn)電信號(hào)的方向(DOA)。信號(hào)子空間方法是陣列測(cè)向方法中非常重要的一類(lèi)。1979年Schmidt提出的 MUSIC算法是信號(hào)子空間方法的基礎(chǔ),具有高精度和高分辨的性能。但是由于算法的...

    標(biāo)簽: MUSIC FPGA 算法

    上傳時(shí)間: 2013-07-17

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