最長公共子序列(LCS)算法 求兩個字符串的最長公共子序列。 X的一個子序列是相應于X下標序列{1, 2, …, m}的一個子序列,求解兩個序列的所有子序列中長度最大的,例如輸入:pear, peach輸出:pea。
上傳時間: 2017-09-24
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人臉自動識別技術是模式識別、圖像處理等學科的一個最熱門研究課題之一。隨著社會的發展,各方面對快速有效的自動身份驗證的要求日益迫切,而人臉識別技術作為各種生物識別技術中最重要的方法之一,已經越來越多的受到重視。對于具有實時,快捷,低誤識率的高性能算法以及對算法硬件加速的研究也逐漸展開。 本文詳細分析了智能人臉識別算法原理,發展概況和前景,包括人臉檢測算法,人眼定位算法,預處理算法,PCA和ICA 算法,詳細分析了項目情況,系統劃分,軟硬件平臺的資源和使用。并在ISE軟件平臺上,用硬件描述語言(verilog HDL)對算法部分嚴格按照FPGA代碼風格進行了RTL 硬件建模,并對C++算法進行了優化處理,通過仿真與軟件算法結果進行比對,評估誤差,最后在VirtexII Pro FPGA 上進行了綜合實現。 主要研究內容如下: 首先,對硬件平臺xilinx的VirtexII Pro FPGA 上的系統資源進行了描述和研究,對存儲器sdram,RS-232 串口,JTAG 進行了研究和調試,對Coreconnect的OPB總線仲裁機理進行了兩種算法的比較,RTL 設計,仿真和綜合。利用ISE和VC++軟件平臺,對verilog和C++算法進行同步比較測試,使每步算法對應正確的結果。對軟硬件平臺的合理使用使得在項目中能盡可能多的充分利用硬件資源,制板時正確選型,以及加快設計和調試進度。其次,對人臉識別算法流程中的人臉檢測,人眼定位,預處理,識別算法分別進行了比較研究,選取其中各自性能最好的一種算法對其原理進行了分析討論。人臉檢測采用adaboost 算法,因其速度和精度的綜合性能表現優異。人眼定位采用小塊合并算法,因為它具有快速,準確,弱時實的特點。預處理算法采用直方圖均衡加平滑的算法,簡單,高效。 識別算法采用PCA 加ICA 算法,它能最大的弱化姿態和光照對人臉識別的影響。 最后,使用Verilog HDL 硬件描述語言進行算法的RTL 建模,在C++算法的基礎上,保證原來效果的前提下,根據FPGA 硬件特點對算法進行了優化。視頻輸入輸出是人臉識別的前提,它提供FPGA 上算法需要處理的數據,預處理算法在C++算法的基礎上進行了優化,最大的減少了運算量,提高了運算速度,16 位計算器模塊使得在算法實現時可以根據系統要求,在FPGA的ip 核和自己設計的模塊之間選擇性能更好的一個來調用,FIFO的設計提供同步和異步時鐘域的數據緩存。設計在ISE和VC++軟件平臺同時進行,隨時對verilog和C++數據進行監測和比對。全部設計模塊通過仿真,達到預定的性能要求,并在FPGA 上綜合實現。
上傳時間: 2013-07-13
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在幾乎所有現代通訊和計算機網絡領域中,安全問題都起著非常重要的作用。隨著網絡應用的迅速發展,對安全的要求也逐漸加強。目前影響最大的三類公鑰密碼是RSA公鑰密碼、EIGamal公鑰密碼和橢圓曲線公鑰密碼。但超橢圓曲線密碼是比橢圓曲線密碼更難攻破的密碼體制,且可以在更小的基域上達到與橢圓曲線密碼相同的安全程度。雖然超橢圓曲線密碼體制在理論上已經基本成熟,但由于它的計算復雜性大,所以在具體實現上還需要進一步研究。實現超橢圓曲線密碼系統,對于增強信息系統的安全性和研究更高強度的加密系統都有著重要的理論意義和較高的應用價值,相信超橢圓曲線密碼系統將會有更好的應用前景。 對于密碼系統,我們希望它占用的空間更少,實現的時間更短,安全性更高。論文研究超橢圓曲線密碼中的加密算法,對主要算法進行實現比較并提出軟硬協調思想實現超橢圓曲線密碼系統就是為了達到這個目標。 論文先介紹了超橢圓曲線密碼系統中有限域上的兩個核心運算——有限域乘法運算和有限域求逆運算。對有限域乘法運算的全串行算法和串并混合算法在FPGA上用VHDL語言進行了實現,并對它們的結果進行對比,重點在于對并行度不同的串并混合算法進行實現比較,找到面積和速度的最佳結合點。通過對算法的實現和比較,發現理論上面積和速度協調性較好的8位串并混合算法在實際中協調性并不是很好,最終得出結論,在所做實驗的四種情況中,面積和速度協調性較好的算法是4位串并混合算法。隨后論文對有限域求逆運算的三種算法在FPGA上用VHDL語言進行實現比較,找到單獨實現有限域求逆運算較好的算法(MIMA域求逆算法)和可以與域乘法運算相結合的算法(使用域乘法求逆的算法),為軟硬協調實現超橢圓曲線系統思想的提出打下基礎。 論文然后提出了軟硬協調的方法實現超橢圓曲線系統的思想,并對整個系統進行了軟硬件部分的劃分。通過分析,將標量乘算法,除子算法和多項式環算法劃分到軟件部分,并對其中的標量乘運算進行了詳細的分析介紹,將有限域算法歸于硬件部分并對其進行了簡單描述。在最后對全文進行總結,提出進一步需要開展的工作。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著微電子技術的高速發展,實時圖像處理在多媒體、圖像通信等領域有著越來越廣泛的應用。FPGA就是硬件處理實時圖像數據的理想選擇,基于FPGA的圖像處理專用芯片的研究將成為信息產業的新熱點。 本文以FPGA為平臺,使用VHDL硬件描述語言設計并實現了中值濾波、順序濾波、數學形態學、卷積運算和高斯濾波等圖像處理算法。在設計過程中,通過改進算法和優化結構,在合理地利用硬件資源的條件下,有效地挖掘出算法內在的并行性,采用流水線結構優化算法,提高了頂層濾波模塊的處理速度。在中值濾波器的硬件設計中,本文提出了一種快速中值濾波算法,該算法大大節省了硬件資源,處理速度也很快。在數學形態學算法的硬件實現中,本文提出的最大值濾波和最小值濾波算法大大減少了硬件資源的占用率,適應了流水線設計的要求,提高了圖像處理速度。 整個設計及各個模塊都在Altera公司的開發環境QuartusⅡ以及第三方仿真軟件Modelsim上進行了邏輯綜合以及仿真。綜合和仿真的結果表明,使用FPGA硬件處理圖像數據不僅能夠獲得很好的處理效果,達到較高的工作頻率,處理速度也遠遠高于軟件法處理圖像,可滿足實時圖像處理的要求。 本課題為圖像處理專用FPGA芯片的設計做了有益的探索性嘗試,對今后完成以FPGA圖像處理芯片為核心的實時圖像處理系統的設計有著積極的意義。
上傳時間: 2013-06-08
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隨著全球經濟不斷增長和信息技術持續發展,越來越多用戶提出了對數據、語音和視訊等寬帶接入業務的需求。傳統的接入網技術己成為新一代寬帶通信網絡建設的瓶頸,通信網絡的寬帶化成為一個必然的趨勢。在眾多新興的接入技術中,寬帶無線接入技術以其特有的優勢成為近年來通信技術市場的最大亮點。基于IEEE802.16e的WiMAX技術作為一種面向無線城域網(WMAN)的寬帶接入方案,正以其優異的性能和廣闊的市場前景而倍受關注。 本文是基于WiMAX技術的網絡終端的設計,根據IEEE802.16e協議,物理層需要對收發信息進行編解碼、調制解調等的處理,其中包含很多運算密集的算法;這些處理有些適合硬件邏輯實現,有些適合數字信號處理器實現,所以設計采用了FPGAs+DSPs的實現方式。考慮對接收和發送數據的不同處理,在詳細分析上行和下行鏈路的工作過程的基礎上,對模塊的進行了詳細劃分,并對系統的FPGA部分進行了詳細設計。 設計中本文充分考慮了FPGA和DSP之間處理的優缺點,并注意避免器件之間通信的復雜化,在滿足器件之間數據流量的同時,盡量使數據流向簡單化,避免了延時增加和接口帶寬調度的復雜化。最終整個設計完成完整的802.16e網絡終端的物理層基帶處理功能。
上傳時間: 2013-06-01
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隨著通信技術和計算機技術的發展,多媒體的應用與服務越來越廣泛,視頻壓縮編碼技術也隨之成為非常重要的研究領域。運動估計是視頻壓縮編碼中的一項關鍵技術。由于視頻編碼系統的復雜性主要取決于運動估計算法,因此如何找到一種可靠、快速、性能優良的運動估計算法一直是視頻壓縮編碼的研究熱點。運動估計在視頻編碼器中承擔的運算量最大、控制最為復雜,由于對視頻編碼的實時性要求,因此運動估計模塊一般都采用硬件來設計。 本文的目的是在FPGA芯片上設計實現一種更優的易于硬件實現的塊匹配運動估計算法——二步搜索算法。全文首先討論了塊匹配運動估計理論及其主要技術指標,介紹了運動估計技術在MPEG-4中的應用,然后在對典型的運動估計算法進行分析比較的基礎上討論了一種性能和硬件實現難易度綜合指數較高的二步搜索算法。本文對已有的用于全搜索算法實現的VLSI結構進行了改進,設計了符合二步搜索算法要求的FPGA實現結構,并在對其理論分析之后,對實現該算法的運動估計模塊進行了功能模塊的劃分,并運用VerilogHDL硬件描述語言、ISE及Modelsim開發工具在Spartan-IIEXC2S300eFPGA芯片上完成了對各功能模塊的設計、實現與時序仿真。最后,對整個運動估計模塊進行了仿真測試,給出了其在FPGA上搭建實現后的時序仿真波形圖與占用硬件資源情況,通過對時序仿真結果可知本文設計的各功能模塊工作正常,并且能夠協同工作,整個運動估計模塊能夠正確的實現二步搜索運動估計算法,并輸出正確的運動估計結果;通過對占用硬件資源及時鐘頻率情況的分析驗證了本文設計的二步搜索運動估計算法的FPGA實現結構具備先進性和實時可實現性。
上傳時間: 2013-05-27
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神經網絡控制算法作為一種比較成熟的智能控制算法,在空空導彈的理論研究中也得到了很多應用,但它的實際應用通常是通過軟件實現的,而軟件實現是串行執行指令,運行速度慢,可靠性低,很難滿足實際導彈制導系統實時性的要求。控制算法硬件實現的最大特點就是可提高控制算法的實時運算速度和可靠性。本課題針對導彈制導系統,以FPGA為硬件平臺研究神經網絡控制算法的硬件實現。本文首先對BP神經網絡算法思想進行了深入分析,并對BP網絡的各個階段進行了理論推導,最后對BP神經網絡PID飛行控制算法進行了研究和總結,為硬件實現提供了理論基礎。基于對上述理論的深入研究和分析,本文提出了一種適合FPGA實現該神經網絡控制算法的硬件實現模型。在該模型中,神經網絡各層之間采用串行執行數據方式,層間則采用并行運行方式,可有效提高系統的運算速度。由于模塊化、層次化的自頂向下的模塊化設計方法可有效減少錯誤的產生,是設計復雜大規模系統的理想設計方法。本文采用了此設計方法,通過把系統模塊化,對各個子模塊分別用VHDL硬件描述語言進行描述,并基于QUARTUS II軟件開發平臺進行綜合和仿真,直到達到研究設計要求。最后將仿真程序源代碼下載配置到具體的Cyclone II系列EP2C70 FPGA芯片中,應用于某實際導彈控制系統的研究。理論分析和實驗結果表明該神經網絡飛行控制算法的FPGA硬件實現是有效可行的,可滿足系統實時性的要求,為制導系統的實際工程實現提供了基礎。
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:冇尾飛鉈
針對高速數字信號處理的要求,提出用FPGA 實現基- 4FFT 算法,并對其整體結構、蝶形單\\\\\\\\r\\\\\\\\n元進行了分析. 采用蝶算單元輸入并行結構和同址運算,能同時提供蝶形運算所需的4 個操作\\\\\\\\r\\\\\\\\n數,具有最大的數據并行性,能提高處理速度 按照旋轉因子存放規則,蝶形運算所需的3 個旋轉\\\\\\\\r\\\\\\\\n因子地址相同,且尋址方式簡單 輸出采取與輸入相似的存儲器 運算單元同時采用3 個乘法的\\\\\\\\r\\\\\\\\n復數運算算法來
上傳時間: 2013-08-08
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單片機系統中的率表算法:近年來,國內許多單位用MOTOROLA 68HC05C8A,68HC05C9A,68HC05L5,68HC05L16等單片機開發復費率表電表。電力部門也在為開發中的復費率電表制定一些規范。復費率電表中有一項功能要求,能給出所謂最大需置。
上傳時間: 2013-11-06
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針對無線傳感器網絡的節點能量有限,且在進行信息傳輸時存在數據沖突、傳輸延時等問題,提出并設計了基于最大生存周期的無線傳感器網絡數據融合算法。該算法將整個網絡中的節點分成多個簇,并根據節點的傳輸范圍,將每個簇中的節點均勻分布,每個節點根據自己的本地信息和剩余能量選擇通信方式向簇頭節點傳輸數據,從而形成傳輸數據的最短路徑;并根據集中式TDMA(時分多址)調度模型,運用基于微粒群的Pareto優化方法,使得網絡在完成規定的信息傳輸時每個節點耗費的平均時隙和平均能耗最優。仿真結果表明,上述算法不但可以最大化網絡的生存時間,還可以有效的降低數據融合時間,減少網絡延時。
上傳時間: 2014-12-29
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