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面向图象匹配应用的专用数字信号运算单元设计与实现

作　者: 王小妞
导　师: 周端；黄士坦
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 计算机技术
关键词: 实时图像匹配最大互相关数字信号处理单元卷积
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 13次
引　用: 0次
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内容摘要

本论文对最大互相关图像匹配算法进行了研究,对目前主要的图像匹配算法进行了介绍和比较,对文中采用的最大互相关算法的特点,原始公式和变换公式的计算过程进行了分析。设计了在一个时钟周期内可最大完成128点像素对乘累加运算的卷积运算硬件电路结构,并采用VHDL语言完成了整个电路功能模块的设计。在Active-HDL7.1环境下对电路模块进行了功能验证和时序仿真。在基于XINLINX的SPATAN 3器件上进行了电路功能和性能的测试。论文根据实时图像匹配系统在运算流程上的计算瓶颈,提出了基于DSP+面向图像匹配应用的并行数字信号运算单元的实时图像匹配系统解决方案。采用高速并行的数字信号处理单元作为主处理器C6701的卷积运算协处理器,大大提高了图像匹配速度,较好的解决了嵌入式图像匹配系统的实时性问题。论文的随后部分对实时图像匹配的计算机系统结构及实现技术进行了研究,主要分析了DSP+卷积运算单元结构的实时系统的设计。讨论了如何在DSP的仿真环境CCS3.0下进行最大互相关图像匹配软件的开发及调试,以及硬件调试的工作。论文给出了关键代码和系统工作流程。该项工作在图像匹配、滤波、校正等方面很有实用价值。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 课题研究的目的及意义  7-8
  1.2 数字信号处理的实现途径及发展现状  8-9
  1.3 论文的研究内容及结构安排  9-11
第二章图像匹配算法研究  11-21
  2.1 图像匹配算法概述  11-12
  2.2 最大互相关图像匹配算法研究及计算量分析  12-19
  2.3 最大互相关算法的实现过程及特性分析  19-20
  2.4 本章小结  20-21
第三章大规模可编程卷积运算单元结构设计  21-29
  3.1 大规模可编程卷积运算单元总体结构设计  21-23
  3.2 电路工作过程  23
  3.3 卷积运算单元的可编程逻辑设计  23-24
  3.4 卷积运算单元的FPGA实现  24-28
    3.4.1 各模块详细设计说明  25-26
    3.4.2 卷积运算单元的仿真及综合  26-28
  3.5 本章小结  28-29
第四章图像匹配计算机系统设计与实现  29-45
  4.1 实时图像匹配计算机  29
  4.2 图像匹配计算机的组成  29-43
    4.2.1 TMS320C6701芯片介绍  30-31
    4.2.2 TMS320C6000系列DSP的VLIW体系结构特点  31-35
    4.2.3 EMIF与同步动态存储器SDRAM接口及访问时序  35-38
    4.2.4 EMIF与异步存储器FLASH接口及访问时序  38-42
    4.2.5 C6701与接口芯片的访问时序  42-43
  4.3 本章小结  43-45
第五章最大互相关图像匹配的编程及调试结果  45-49
  5.1 最大互相关图像匹配的具体实现  45-46
  5.2 匹配测试结果及影响速度的因素  46-48
  5.3 小结  48-49
第六章结束语  49-50
致谢  50-51
参考文献  51-53
附录:程序清单  53-58

面向图象匹配应用的专用数字信号运算单元设计与实现

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