基于二值圖像的歐幾里德距離轉(zhuǎn)換算法硬件實(shí)現(xiàn).pdf

1、該文詳細(xì)闡述了一種基于二值圖像的歐幾里德距離轉(zhuǎn)換算法的硬件實(shí)現(xiàn)原理.此外,還介紹了現(xiàn)有的各種歐幾里德距離轉(zhuǎn)換算法的實(shí)現(xiàn)方法及性能.針對(duì)歐幾里德距離轉(zhuǎn)換算法的實(shí)用性,該文在汲取前人研究成果的基礎(chǔ)上,分析了不同算法的實(shí)現(xiàn)原理和計(jì)算性能,對(duì)計(jì)算性能最接近實(shí)際應(yīng)用要求的算法,在實(shí)現(xiàn)方案上做了相應(yīng)的改進(jìn),提高算法實(shí)現(xiàn)電路計(jì)算速度和減小其電路規(guī)模,從而使基于硬件實(shí)現(xiàn)的歐幾里德距離轉(zhuǎn)換算法更具有實(shí)用性.首先,根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要,該文將基于軟件實(shí)現(xiàn)的歐

2、幾里德距離轉(zhuǎn)換算法改為基于硬件實(shí)現(xiàn),并保持其計(jì)算時(shí)間o(n2)不變.其次,在面向硬件的設(shè)計(jì)方案中,該文引入了"內(nèi)置"(in-place)算法——將電路計(jì)算過程中產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)和最終計(jì)算結(jié)果用同一個(gè)存儲(chǔ)器保存,以便減少電路中存儲(chǔ)器的使用數(shù)量,從而達(dá)到優(yōu)化電路規(guī)模的目的.同時(shí),根據(jù)算法的特點(diǎn),在硬件實(shí)現(xiàn)時(shí),我們用體積較小且計(jì)算速度較快的加法器和比較器來代替乘法器的功能,用以提高電路的計(jì)算速度.最后,根據(jù)硬件算法的實(shí)現(xiàn)原理,該文采用step-

3、by-step的設(shè)計(jì)方案,選擇相關(guān)硬件,實(shí)現(xiàn)了一種基于二維圖像的歐幾里德距離轉(zhuǎn)換算法電路.相比之下,該文所實(shí)現(xiàn)的基于硬件的歐幾里德轉(zhuǎn)換算法有以下優(yōu)點(diǎn):其一,在計(jì)算速度方面有很大提高,使其計(jì)算速度從o(n3)提高到o(n2),從而使算法具有實(shí)用性.其二,通過"內(nèi)置"算法和復(fù)雜原件替代等方案將電路的尺寸大大減小,進(jìn)一步優(yōu)化了該算法的性能.最后,作為該次論文的一個(gè)重要環(huán)節(jié),在歐幾里德距離轉(zhuǎn)換算法的理論設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)后,該文還設(shè)計(jì)了算法實(shí)現(xiàn)的具體硬件

4、電路.借助于高速集成電路硬件描述語言VHDL(Very high speed integrated circuit Hardware Description Language),我們采用由頂向下(top-to-down)的方法,設(shè)計(jì)了一個(gè)基于復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD(Complex Programmable Logic Device)的基本電路,用以驗(yàn)證基于硬件的歐幾里德距離轉(zhuǎn)換算法的各項(xiàng)性能.然后,選用Altera公司的EDA開發(fā)平