圖像歐拉數(shù)計算的FPGA加速設(shè)計
作者：史永勝; 洪鑫揚; 段青亞; 馬毅超; 陶亞凡; 何立風(fēng) 陜西科技大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院; 陜西西安710021; 西安微電子技術(shù)研究所; 陜西西安710054
摘要：歐拉數(shù)是二值圖像重要特征之一,為進一步提高現(xiàn)有二值圖像歐拉數(shù)算法的效率,根據(jù)圖論中的歐拉定理,在GRAY提出的基于四方塊類型的歐拉數(shù)算法的基礎(chǔ)上,提出一種歐拉數(shù)計算的FPGA加速設(shè)計.充分利用FPGA的并行處理能力,采用三級流水線的設(shè)計進行處理,使得計算歐拉數(shù)的時間幾乎等于從RAM中讀取一幅圖的時間,極大提高了歐拉數(shù)計算的速度.最后使用41張隨機二值噪聲圖像進行測試,結(jié)果表明,PC上的先進算法的處理時間隨目標像素的密度的改變有很大的變化,最慢時間為最快時間的5倍左右,而本文設(shè)計的FPGA加速設(shè)計中,處理一幅圖像的時間與目標像素?zé)o關(guān)僅與圖片大小有關(guān),且與理論上讀取一幅圖片的時間非常接近,速度比PC上先進的算法的平均速度快了20多倍,且成本功耗均遠低于PC.
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