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圖像分割算法

Turbo碼編碼譯碼算法與FPGA實現(xiàn)方法的研究

本文主要研究Turbo碼的編碼和譯碼算法及其FPGA硬件實現(xiàn).在概述信道編碼理論及其發(fā)展歷程之后,簡要地論述了Turbo碼的原理.然后分別對Turbo碼的MAP譯碼算法,LOG-MAP算法進(jìn)行推導(dǎo),在給出LOG-MAP的推導(dǎo)之后,提出了對于LOG-MAP譯碼算法的兩點改進(jìn),采用三階牛頓插值函數(shù)對校驗函數(shù)進(jìn)行擬合,采用雙滑動窗口技術(shù)取代傳統(tǒng)的單滑動窗口技術(shù).Turb碼還有一種譯碼復(fù)雜度相對較低的算法——SOVA算法,本文也給出了SOVA算法的詳細(xì)推導(dǎo)過程.在對LOG-MAP和SOVA算法的詳細(xì)推導(dǎo)之后,本文給出Turbo碼的軟件仿真,采用Matlab語言編寫Turbo碼仿真系統(tǒng)程序,仿真系統(tǒng)比較了單滑動窗口技術(shù)和雙滑動窗口技術(shù)在不同的信噪比下的譯碼性能.在軟件仿真的基礎(chǔ)上,本文給出了Turbo碼編碼器和采用LOG-MAP譯碼算法譯碼器的FPGA硬件實現(xiàn)方法.

標(biāo)簽： Turbo FPGA 編碼譯碼算法

上傳時間： 2013-06-19

上傳用戶：plsee
基于ARM的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)研究

視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一門集計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和數(shù)字視頻技術(shù)于一體的綜合系統(tǒng)。目前視頻監(jiān)控正向著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。實現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵是一種嵌入式設(shè)備，它應(yīng)該能夠采集壓縮視頻數(shù)據(jù)并通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。本文介紹了一種基于嵌入式Linux的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)方法。首先從整體上分析了網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計方案，給出了視頻服務(wù)器的硬件框架和軟件體系，并重點討論了在ARM處理器上實現(xiàn)MPEG-4壓縮編碼的方法。其次在ARM硬件平臺成功構(gòu)建了armlinux嵌入式系統(tǒng)：包括引導(dǎo)程序Bootloader的設(shè)計、修改配置linux內(nèi)核以及制作JFFS2文件系統(tǒng)。其中創(chuàng)新地提出了從nandflash啟動U-BOOT具體設(shè)計方法。為了完成系統(tǒng)進(jìn)一步的視頻采集工作，系統(tǒng)實現(xiàn)了USB數(shù)碼攝像頭的驅(qū)動。在應(yīng)用程序開發(fā)過程中，首先設(shè)計了基于Vide04Linux的視頻采集程序，并采用mmap(內(nèi)存映射)方式截取圖片。其次重點分析了MPEG-4編碼模型XVID程序中的運動估計部分，并研究了半像素快速搜索算法，從而減少了搜索點數(shù)提高了運算速度。最后利用開源JRTPLIB庫實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)流的RTP傳送。整個設(shè)計都是在深圳旋極公司研制的SUPER-ARM硬件平臺上進(jìn)行的，linux內(nèi)核采用2.4.18。其中MPEG-4編碼優(yōu)化測試是在ARM DeveloperSuite(ADS)version 1.2中完成。本課題為在ARM平臺實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的設(shè)計做了有益的探索性嘗試，對今后進(jìn)一步完成遠(yuǎn)程嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計有著積極的意義。

標(biāo)簽： ARM 遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)研究

上傳時間： 2013-07-21

上傳用戶：Altman
基于ARM核嵌入式系統(tǒng)的AES算法優(yōu)化

本文從AES的算法原理和基于ARM核嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)著手，研究了AES算法的設(shè)計原則、數(shù)學(xué)知識、整體結(jié)構(gòu)、算法描述以及AES存住的優(yōu)點利局限性。針對ARM核的體系結(jié)構(gòu)及特點，對AES算法進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，提出了從AES算法本身和其結(jié)構(gòu)兩個方面進(jìn)行優(yōu)化的方法，在算法本身優(yōu)化方面是把加密模塊中的字節(jié)替換運算、列混合運算和解密模塊中的逆列混合運算中原來的復(fù)雜的運算分別轉(zhuǎn)換為簡單的循環(huán)移位、乘和異或運算。在算法結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面是在輸入輸山接口上采用了4個32位的寄存器對128bits數(shù)據(jù)進(jìn)行了并行輸入并行輸出的優(yōu)化設(shè)計；在密鑰擴(kuò)展上的優(yōu)化設(shè)計是采用內(nèi)部擴(kuò)展，即在進(jìn)行每一輪的運算過程的同時算出下一輪的密鑰，并把下一輪的密鑰暫存在SRAM里，使得密鑰擴(kuò)展與加/解密運算并行執(zhí)行；加密和解密優(yōu)化設(shè)計是將輪函數(shù)查表操作中的四個操作表查詢工作合并成一個操作表查詢工作，同時為了使加密代碼在解密代碼中可重用，節(jié)省硬件資源，在解密過程中采用了與加密相一致的過程順序。根據(jù)上述的優(yōu)化設(shè)計，基于ARM核嵌入式系統(tǒng)的ADS開發(fā)環(huán)境，提出了AES實現(xiàn)的軟硬件方案、AES加密模塊和解密模塊的實現(xiàn)方案以及測試方案，總結(jié)了基于ARM下的高效編程技巧及混合接口規(guī)則，在集成開發(fā)環(huán)境下對算法進(jìn)行了實現(xiàn)，分別得出了初始密鑰為128bits、192bits和256bits下的加密與解密的結(jié)果，并得劍了正確驗證。在性能測試的過程中應(yīng)用編譯器的優(yōu)化選項和其它優(yōu)化技巧優(yōu)化了算法，使算法具有較高的加密速度。

標(biāo)簽： ARM AES 嵌入式系統(tǒng) 算法優(yōu)化

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：liansi
基于ARM平臺的視覺測振技術(shù)研究

隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器視覺在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國防等領(lǐng)域已得到成功的應(yīng)用，利用機(jī)器視覺進(jìn)行檢測更是其典型應(yīng)用。根據(jù)運行環(huán)境的不同，機(jī)器視覺系統(tǒng)可分為PC-BASED系統(tǒng)和PLC-BASED系統(tǒng)。由于這兩種系統(tǒng)成本都相對較高、軟硬件系統(tǒng)相對復(fù)雜、體積相對較大，因此，在應(yīng)用中受到一定的限制。嵌入式系統(tǒng)是當(dāng)前發(fā)展迅速的熱門技術(shù)，具有體積小、價格低、開發(fā)環(huán)境簡單、運用靈活、現(xiàn)場運行可靠等優(yōu)點。因此，將機(jī)器視覺技術(shù)建立在嵌入式系統(tǒng)平臺上不僅是機(jī)器視覺的發(fā)展趨勢，同時也實現(xiàn)了兩者的優(yōu)勢互補(bǔ)。在現(xiàn)代工程領(lǐng)域，常常需要檢測各種振動。相對傳統(tǒng)方法而言，視覺測振技術(shù)具有明顯優(yōu)點。本文主要研究了在ARM平臺上利用機(jī)器視覺技術(shù)進(jìn)行振動檢測的相關(guān)技術(shù)及方法。根據(jù)嵌入式機(jī)器視覺系統(tǒng)的特點，本文分析了攝像系統(tǒng)標(biāo)定的方法，建立空間物體的實際位置與圖像上點的對應(yīng)關(guān)系，并改進(jìn)數(shù)據(jù)處理的方法，提高標(biāo)定的精度。分析了目前常用的圖像處理方法，根據(jù)系統(tǒng)平臺實際工作能力，設(shè)計了有針對性的處理算法，提高圖像處理的效率；為了方便對被測對象的識別和跟蹤，采用基于顏色閾值的分割技術(shù)，從而有效地降低了對系統(tǒng)測量環(huán)境、光照條件等的要求，提高了系統(tǒng)的適應(yīng)性。本文以二維振動物體為被測對象，利用機(jī)器視覺技術(shù)，對低頻小振幅的二維振動進(jìn)行了檢測，并對振動信號進(jìn)行分析。實驗證明利用視覺技術(shù)檢測振動的可行性和可靠性。

標(biāo)簽： ARM 技術(shù)研究

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：daoxiang126
GPS接收機(jī)天線陣列抗干擾算法研究及其FPGA實現(xiàn)

GPS技術(shù)在導(dǎo)航、定位及精確打擊等方面產(chǎn)生了重要影響，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種武器平臺上。但是，在干擾環(huán)境下也顯現(xiàn)出許多問題。由于其到達(dá)地球表面的信號極其微弱(-160dBW)，在現(xiàn)在復(fù)雜的電磁環(huán)境中容易受到干擾，尤其是C/A碼信號更易受到干擾，并且隨著導(dǎo)航戰(zhàn)的發(fā)展對GPS的抗干擾已成為爭取導(dǎo)航資源的有效措施。因此，研究干擾環(huán)境下的GPS接收機(jī)設(shè)計具有重要意義。本文首先簡要介紹了GPS信號的結(jié)構(gòu)及構(gòu)成，通過對GPS信號特征以及接收機(jī)抗干擾能力的分析，結(jié)合干擾對接收機(jī)的作用方式及效果，確定GPS最易受的干擾類型為阻塞式干擾，然后針對這種干擾類型提出了一種有效的抗干擾技術(shù)-----自適應(yīng)調(diào)零天線技術(shù)。接下來，著重研究了GPS接收機(jī)在此抗干擾技術(shù)前提下的若干抗干擾方法，并對其進(jìn)行了詳細(xì)的分析和討論。研究過程中，通過對最佳化準(zhǔn)則和空域自適應(yīng)濾波的理解，首先對不同天線陣列結(jié)構(gòu)進(jìn)行了性能仿真和比較分析，然后在對稱圓形天線陣列的基礎(chǔ)上對空域自適應(yīng)算法進(jìn)行了仿真分析，針對其自由度有限的問題接著對空時濾波方法做了詳細(xì)討論，在7元對稱圓形陣列的基礎(chǔ)上仿真說明了二者各自的優(yōu)缺點。考慮到實際的干擾環(huán)境和本課題研究的初期階段，因此選用了適合本課題干擾環(huán)境的空域濾波方法，并對其自適應(yīng)算法進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，使得其抗干擾性能獲得了一定程度的改善。最后，詳細(xì)說明了該接收機(jī)抗干擾模塊的FPGA實現(xiàn)原理。詳細(xì)給出了頂層及各子模塊的設(shè)計流程與RTL視圖，實驗結(jié)果驗證了該算法的有效性。

標(biāo)簽： FPGA GPS 接收機(jī) 天線陣列

上傳時間： 2013-06-03

上傳用戶：xfbs821
H264AVC的CAVLC編碼算法研究及FPGA實現(xiàn)

H.264/AVC是國際電信聯(lián)盟與國際標(biāo)準(zhǔn)化組織/國際電工委員會聯(lián)合推出的活動圖像編碼標(biāo)準(zhǔn)，簡稱H.264。作為最新的國際視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，H.264/AVC與MPEG-4、H.263等視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)相比，性能有了很大的提高，并已在流媒體、數(shù)字電視、電話會議、視頻存儲等諸多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。本論文的研究課題是基于H.264/AVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的CAVLC(Context-based Adaptive Variable Length Coding，基于上下文的自適應(yīng)可變長編碼)編碼算法研究及FPGA實現(xiàn)。對于變換后的熵編碼，H.264/AVC支持兩種編碼模式：基于上下文的可變長編碼(CAVLC)和基于上下文的自適應(yīng)算術(shù)編碼(CABAC，Context-based Adaptive BinaryArithmetic Coding)。在H.264/AVC中，盡管CAVLC算法也是采用了VLC編碼，但是同以往標(biāo)準(zhǔn)不同，它所有的編碼都是基于上下文進(jìn)行。這種方法比傳統(tǒng)的查單一表的方法提高了編碼效率，但也增加了設(shè)計上的困難。作者在全面學(xué)習(xí)H.264/AVC協(xié)議和深入研究CAVLC編碼算法的基礎(chǔ)上，確定了并行編碼的CAVLC編碼器結(jié)構(gòu)框圖，并總結(jié)出了影響CAVLC編碼器實現(xiàn)的瓶頸。針對這些瓶頸，對CAVLC編碼器中的各個功能模塊進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，這些優(yōu)化設(shè)計包括多參考塊的表格預(yù)測法、快速查找表法、算術(shù)消除法等。最后，用Verilog硬件描述語言對所設(shè)計的CAVLC編碼器進(jìn)行了描述，用EDA軟件對其主要功能模塊進(jìn)行了仿真，并在Cyclone II系列EP2C20F484的FPGA上驗證了它們的功能。結(jié)果表明，該CAVLC編碼器各編碼單元的編碼速度得到了顯著提高且均能滿足實時通信要求，為整個CAVLC編碼器的實時通信提供了良好的基礎(chǔ)。

標(biāo)簽： CAVLC H264 FPGA 264

上傳時間： 2013-06-04

上傳用戶：libenshu01
WiMAX接收機(jī)中AGC的算法研究和FPGA實現(xiàn)

用戶對寬帶無線接入業(yè)務(wù)、尤其是對于寬帶無線化以及移動化的需求日益增加,使無線寬帶接入技術(shù)WiMAX(World interoperability for Microwave Access,即全球微波接入互操作性技術(shù))應(yīng)運而生、迅猛發(fā)展,成為這兩年業(yè)界關(guān)注的焦點。除了通常的互聯(lián)網(wǎng)接入應(yīng)用外,它還將在提供IPTV和VOIP等寬帶業(yè)務(wù)方面取得成功,它還有可能成為一種先進(jìn)的4G蜂窩電話技術(shù)。WiMAX未來將進(jìn)入蜂窩電話、筆記本電腦和機(jī)頂盒等應(yīng)用中。本文在介紹WiMAX傳輸標(biāo)準(zhǔn)802.16d基礎(chǔ)上,詳細(xì)闡述了WiMAX接收機(jī)中信道解調(diào)芯片中的自動增益控制(Automatic Gain Control,AGC)部分。首先介紹了自動增益控制系統(tǒng)的基本組成和其主要特性指標(biāo),通過對一個步進(jìn)式AGC的分析,得到AGC模型的輸出公式。然后針對WiMAX接收機(jī)內(nèi)AGC系統(tǒng)中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及AGC電路進(jìn)行介紹和理論分析。本文采用SPW(Signal Processing WorkSystem)模型對AGC電路基本結(jié)構(gòu)的算法分析,并結(jié)合仿真結(jié)果對AGC電路做了詳盡解說并對參數(shù)進(jìn)行了解釋說明。最后給出了基于SPW和FPGA(Field Programmable Gate Array)驗證的結(jié)果。通過SPW對AGC進(jìn)行了單獨的性能測試,并結(jié)合整個系統(tǒng)的性能測試來說明AGC可以和系統(tǒng)的其他模塊協(xié)同工作。在FPGA測試中,可以證明用Verilog實現(xiàn)后AGC也同樣能較好的工作。本文實現(xiàn)的基于導(dǎo)頻的步進(jìn)式的數(shù)字AGC是針對WiMAX系統(tǒng)的自動增益控制電路提出的解決方案。此算法結(jié)合WiMAX系統(tǒng)的傳輸方式,提出的算法具有迅速鎖定信號的特點,能夠滿足WiMAX系統(tǒng)的要求。同時,由于各種關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計為寄存器可配的方式,具有很好的靈活性,也就具有了更高的移植性,可以作為一種通用的數(shù)字AGC算法。

標(biāo)簽： WiMAX FPGA AGC 接收

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：zhanditian
常模算法的FPGA實現(xiàn)

常模信號是一類非常重要的信號，而專門應(yīng)用于常模信號的常模算法[1]具有復(fù)雜度較低、實現(xiàn)起來比較簡單、對陣列模型的偏差不敏感等顯著的優(yōu)點。因此，常模算法引起了眾多學(xué)者的廣泛關(guān)注。近年來，常模算法在多用戶檢測領(lǐng)域[2]的研究越來越受到諸多學(xué)者的關(guān)注。不僅如此，常模算法在其他領(lǐng)域也是備受矚目，如常模算法在盲均衡以及波束形成等領(lǐng)域的應(yīng)用也是目前研究的熱點。除此之外，常模算法已經(jīng)不僅僅局限在應(yīng)用于常模信號，也可應(yīng)用于多模信號[3]等。本文對常模算法在多用戶檢測領(lǐng)域的應(yīng)用以及FPGA[4]實現(xiàn)作了較多的研究工作，共分六章進(jìn)行闡述。第一章為緒論，介紹了論文相關(guān)背景和本文的結(jié)構(gòu)；第二章首先對常模算法作了理論分析，并改進(jìn)了傳統(tǒng)的2-2型常模算法，我們稱之為M2-2CMA，它在誤碼率性能上有一些改善；之后在MATLAB平臺上搭建了仿真平臺，分析了常模算法在多用戶檢測中的應(yīng)用；第三章研究了相關(guān)文獻(xiàn)，簡單介紹了FPGA概念及其設(shè)計流程和設(shè)計方法，并對VerilogHDL以及Quartus軟件做了簡要介紹；第四章則詳細(xì)介紹了常模算法的FPGA實現(xiàn)，用一種基于統(tǒng)計數(shù)據(jù)的方法確定了數(shù)據(jù)位長及精度，提出了其實現(xiàn)的系統(tǒng)框圖，并詳細(xì)闡述了各主要模塊的設(shè)計與實現(xiàn)，同時給出了最后的報告文件以及最高數(shù)據(jù)處理速度；第五章則在MATLAB平臺和QuartuslI的基礎(chǔ)上搭建了一個仿真平臺，借助于平臺分析了2-2型常模算法移植到FPGA平臺后的性能，對不同的精度對系統(tǒng)性能的影響做了討論，也統(tǒng)計了不同信噪比、多址干擾下的誤碼率性能。最后一章是對全文的總結(jié)和對未來的展望。

標(biāo)簽： FPGA 模算法

上傳時間： 2013-06-23

上傳用戶：hzy5825468
動態(tài)可重構(gòu)FPGA的布局布線算法研究

可編程邏輯芯片特別是現(xiàn)場可編程門陣列(Field-Programmable Gate Array，F(xiàn)PGA)芯片的快速發(fā)展，使得新的芯片能夠根據(jù)具體應(yīng)用動態(tài)地調(diào)整結(jié)構(gòu)以獲得更好的性能，這類芯片稱為動態(tài)可重構(gòu)FPGA芯片(Dynamically ReconfigurableFPGA，DRFPGA)。然而，使用這類芯片構(gòu)建的可重構(gòu)系統(tǒng)在實際應(yīng)用前還有許多問題需要解決。一個基本的問題就是動態(tài)可重構(gòu)FPGA芯片中的可重構(gòu)功能單元(Reconfigurable Functional Unit，RFU)的模塊布局問題和模塊間的布線問題。本文從基本的FPGA芯片結(jié)構(gòu)和CAD算法談起，介紹了可重構(gòu)計算的概念，建立了可重構(gòu)計算系統(tǒng)模型和動態(tài)可重構(gòu)FPGA芯片模型，在此模型上提出一個基于劃分和時延驅(qū)動的在線布局算法，和一個基于Pathfinder協(xié)商擁塞算法的布線算法，來解決動態(tài)可重構(gòu)FPGA芯片的布局和布線問題。由硬件描述語言(Hardware Description Language，HDL)描述的電路首先被劃分成有限數(shù)目的層，然后將這些電路層布局到芯片的每一層，同時確保關(guān)鍵路徑的時延最小。實驗結(jié)果表明，布局算法與傳統(tǒng)的布局算法(或者文獻(xiàn)[37]中的算法)相比，在時延上平均減少27％，在線長上平均減少34％(或者11％)，在運行時間上平均減少42％(或者97％)。布線算法與傳統(tǒng)的布線算法相比，能夠?qū)⒕€長降低26％，將水平通道寬度降低27％，顯示出較高的性能。

標(biāo)簽： FPGA 動態(tài)可重構(gòu) 布局布線算法研究

上傳時間： 2013-05-24

上傳用戶：Neoemily
圖像壓縮和AES加密算法的實現(xiàn)

本文對基于FPGA的CCSDS圖像壓縮和AES加密算法的實現(xiàn)進(jìn)行了研究。主要完成的工作有： (1)深入研究CCSDS圖像壓縮算法，并根據(jù)其編碼方案，設(shè)計并實現(xiàn)了相應(yīng)的編解碼器。從算法性能和硬件實現(xiàn)復(fù)雜度兩個方面，將該算法與具有類似算法結(jié)構(gòu)的JPEG2000和SPIHT圖像壓縮算法作比較分析； (2)利用硬件描述語言VerilogHDL實現(xiàn)CCSDS圖像壓縮算法和AES加密算法； (3)優(yōu)化算法復(fù)雜度較大的功能模塊，如小波變換模塊等。使用雙端口內(nèi)存模塊增加數(shù)據(jù)讀寫速度，利用DSP塊處理核心運算單元，從而很大程度上提高了模塊的運行速度，并降低了芯片的使用面積； (4)設(shè)計并實現(xiàn)系統(tǒng)的模塊級流水線，在幾乎不增加占用芯片面積的情況下，提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量； (5)在QuartusⅡ和ModelSim仿真環(huán)境下對該系統(tǒng)進(jìn)行模塊級和系統(tǒng)級的功能仿真、時序仿真和驗證。在硬件系統(tǒng)測試階段，設(shè)計并實現(xiàn)FPGA與PC機(jī)的串口通信模塊，提高了系統(tǒng)驗證的工作效率。

標(biāo)簽： AES 圖像壓縮加密算法

上傳時間： 2013-05-19

上傳用戶：1757122702