基于二值图像连通域的车牌定位方法

针对目前已有的几种车牌定位算法定位不准,抗干扰性差等特点,利用车牌的字母和数字都是连通的这一特性,提出一种新的基于二值图像连通域的车牌定位方法。首先,对车牌图像进行必要的预处理,减少一些干扰信息,然后,划分图像的连通域,根据连通域信息确定车牌的大致位置并在原始图像中截取出车牌。最后,对截取出的车牌做精确定位。实验证明,该定位方法简单快速,抗干扰性强,准确率高于98%。     

基于FPGA的二值图像连通域快速标记

针对连通域标记算法运算量大、速度慢、硬件实现困难的缺点,提出一种适于现场可编程逻辑门阵列（FPGA）实现的二值图像连通域快速标记的算法,并用VHDL硬件开发语言在XILINX公司的FPGA上实现。实验结果表明了该算法能对二值图像复杂的连通关系正确标记,易于硬件实现,大大节约了硬件资源,电路结构简单,满足实时性要求。     

基于四邻域的二值图像细化算法

细化广泛应用于图像处理与模式识别。从细化得到的骨架不但保持了原图像的几何和拓扑特征，而且更重要的是减少了图像的冗余。细化算法多种多样，针对不同特点的图像各有其优缺点。通过作者的具体实践，本文介绍了一种全新的细化算法。本算法通过考虑4邻接点，仅使用几条简单的规则来决定是否删除像素点，以达到细化的目的。经计算机模拟该算法对数字、字母、汉字的处理过程，实验结果具有良好的对称性，单像素宽度和完整的连续性，同时证实该算法快速且易于实现。     

面向多目标透镜的连通域标记检测算法

文中提出了一种适合FPGA实现的多目标连通域标记算法。该算法通过初次扫描时在图像的边框处做特殊的标记值,提取出环形具有内外双层轮廓的目标内部区域,进而将紧挨在一起的目标分离开以实现多目标的检测。该方案采用单次逐像素扫描的方法,对图像进行一次逐像素扫描即可完成连通域的标记和等价表的整理。实验结果表明,对一幅大小为M×N的图像,在不计算等价表递归时间的情况下,经过M×N×2个时钟周期后可识别出多个目标,且得到了每个目标对应区域的面积和外接矩形等参数。     

基于连通域标记的目标检测算法设计与实现

在图像目标识别和跟踪任务中,连通域标记算法的设计优化主要体现在执行速度、存储空间和逻辑判断次数三个方面,因此提出并实现了一种基于一次逐像素扫描连通域标记的单目标检测算法。算法结合包围盒和单目标图像检测的特点,只需单行的图像缓存空间,同时简化复杂的等价标号替换操作,目标的判断准则为目标图像连通区域面积最大化,最终以包围盒形式给出目标位置。FPGA仿真结果表明:该方法资源占用率小,检测一幅图像的总时钟周期数为M×N×4(M,N分别为图像行列数),适用于单目标图像的实时识别与跟踪。     

二值图像连通域的分段标记算法及实现

在基于图像的精确制导中对标记算法的时间性能要求很高,常规的标记算法无法满足高速实时图像处理的需要.在分析现有算法的基础上,引入段的概念,以段为标记单位记录连通区域,在对图像一次扫描的过程中完成连通性传递闭包的计算.在标记的同时记录标记目标的边沿像素坐标值,计算目标的形心、面积、轨迹、灰度等特征.给出了算法的思路和实现步骤.使用该算法标记128×128的二值图像,用TMS320C6414 600 MHz simulator,可以在0.4 ms内完成.将文中算法与其他4种连通区域标记算法进行时间性能对比,明显优于其他算法.软件仿真结果也显示分段标记算法的正确性与稳定性.适用于高速运动目标的实时截获与跟踪.     

基于二值图像的卫星激光测距数据处理

为了改善激光测距数据处理中信号提取困难以及自动化程度还不高的现状,考虑激光测距数据的特征,结合二值图像处理和分析的技术提出一种新的提取测距信号的方法。先将原始数据映射为一幅二值图像,根据激光测距数据密度分布特点作第一次粗略的去噪,再根据信号形状特征作一次细去噪,将去噪后的图像矩阵逆映射回来。实验结果显示用于各种激光测距中的自动数据处理有很好的效果,可替代人工选点的激光测距数据提取方式。     

基于FPGA的连通域标记设计与实现

提出了一种基于FPGA的连通域标记电路设计方案.该方案不仅满足了实时、高精度等要求,还特别增加了虚警剔除的功能.该硬件设计方案采用单次逐像素扫描法,该法通过对图像进行一次逐像素扫描,将标记与参数并行处理,最后根据统计出来的连通域及参数信息实现虚警剔除.相比较其它的硬件实现方案,该设计方案具有显著优势,通过优化标记与参数处理,该方案更适合硬件的并行处理特性;去除了第二次逐像素扫描,使得处理时间变短,资源占用率变小.仿真结果表明:若图像大小为M×N,临时标记区域上限为L,则标记完一幅图像总时钟周期为(M×N×2+L×4).该方案已在单片Virtex-Ⅱ系列FPGA中实现,并作为关键电路应用于舰船图像检测系统中.     

基于快速8-连通域标记的视频字幕提取新算法

提出了一种基于彩色Roberts边缘算子、形态学和快速8-连通区域标记的视频字幕提取新方法.首先用彩色边缘算子提取出字幕的边缘信息,再通过形态学处理得到字幕连通区域,最后采用快速8-连通区域标记新方法进行连通区域分析得到最终字幕区域.实验证明,该算法能够快速定位字幕区域,定位精度较高,具有较好的稳健性.     

A Novel Adaptive Algorithm for Real-Time Image Enhancement

Aiming at the limitation of the traditional algorithm of unsharp masking for image enhancement, we deduce the function to get the coefficient for controlling image enhancement based on the unsharp masking and Gaussian operator. Then we propose a novel adaptive algorithm for real-time image enhancement, and analyze the way for realizing the algorithm by hardware. At last contradistinctive experimental results are given of the algorithm and other algorithms for image enhancement. The results show that we can enhance detail regions of image to the greatest extent, avoid excessive overshoot in edge regions, and minimize the degree of enhancement in uniform regions. A pleasant result is achieved by using the proposed algorithm. Furthermore, it can be realized simply by hardware. Accordingly, we can enhance image effectively to satisfy real-time demand.     

基于FPGA的卷积神经网络硬件加速器设计

针对卷积神经网络(CNN)计算量大、计算时间长的问题,该文提出一种基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的卷积神经网络硬件加速器。首先通过深入分析卷积层的前向运算原理和探索卷积层运算的并行性,设计了一种输入通道并行、输出通道并行以及卷积窗口深度流水的硬件架构。然后在上述架构中设计了全并行乘法-加法树模块来加速卷积运算和高效的窗口缓存模块来实现卷积窗口的流水线操作。最后实验结果表明,该文提出的加速器能效比达到32.73 GOPS/W,比现有的解决方案高了34%,同时性能达到了317.86 GOPS。     

基于SVD-ICP方向加速的机器人触觉与视觉图像配准算法

文章提出一种基于外轮廓特征的SVD-ICP(Single Value Decomposition-Iterative Closets Point，奇异值分解-迭代最近点)方向加速算法。该算法首先在待配准图像轮廓中采样得到特征点对集，然后求取仿射变换的最优配准参数。这种方法将SVD的最优化解析方法与迭代搜索相结合，可用于任意n维向量空间的匹配。实验结果表明，在迭代性能与程序复杂性方面均优于Fourier-Mellin算法和聚类法 LMS(最小二乘估计)算法。     

基于FPGA的水平集图像分割算法加速器

水平集算法因其出色的性能,在图像分割领域中得到了广泛的应用。同时,与基于深度学习的图像分割算法相比,水平集算法不需要训练数据,大幅降低了数据标记带来的工作量。然而,目前水平集算法主要是基于软件开发,涉及大量复杂的计算,以及计算的多次迭代,导致较高的处理延时与功耗。为了加快水平集算法的处理速度和降低功耗,该文提出了一种基于FPGA的水平集图像分割算法加速器,其中包含4个设计创新点：任务级并行处理、图像分块像素级并行处理、全流水线处理架构、分时复用的梯度和散度算子处理。实验结果表明,与在CPU上执行的水平集算法相比,该文提出的硬件加速器处理速度提升10.7倍,功耗仅为2.2 W。     

一种支持硬件加速的虚拟网络功能部署模型

为解决以软件实现的虚拟网络功能(VNF)性能受限问题,软件定义网络和网络功能虚拟化(SDN/NFV)等新型网络架构引入了硬件加速资源。硬件加速资源的部署,使得VNF能够为日益增长的数据流量提供服务保障。该文针对已有研究未考虑具有高性能数据处理需求的服务链VNF部署问题,提出一种支持硬件加速的VNF部署模型。该模型基于硬件加速资源的承载特性,在保证未加速VNF到商用服务器的优化部署下,优先实现交换机中加速资源的复用,并根据网络业务的性能需求,灵活调整加速资源与VNF的映射约束。仿真实验表明,与其他典型部署方法相比,在引入相同硬件加速资源的情况下,该模型可以承载更多的业务流量,满足服务链高性能数据处理需求,有效提高了部署在网络中加速硬件的资源利用率。     

双片TMS320C40并行实时图像处理系统

本文介绍的实时图像处理系统以双片ＴｅｘａｓＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ公司的通用数字信号处理器ＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）ＴＭＳ３２０Ｃ４０为核心。电路采用可变结构帧存形式，与两片ＴＭＳ３２０Ｃ４０灵活的外部接口及强大的通信能力相结合，使系统可方便地组织成ＳＩＭＤ、ＭＩＭＤ等并行处理结构及流水处理结构；在不增加硬件电路的情况下，解决了图像分块并行处理时交界处不应有的变异问题。     

面向硬件实现的一种视频实时缩放算法

为了满足对高分辨率图像缩放处理速率和功能的要求,依据复杂度高、效果好的双立方内插值(BI-CUBIC)提出了一种面向硬件实现的插值算法,在该算法原理基础上结合高度流水线结构搭建系统架构,用XILINX软件设计验证各功能模块后将系统实现在该公司的Virtex5-110T芯片上。测试证明该FPGA芯片能够实现对任意比例尺寸图像的任意比例缩放功能,占用较少芯片资源同时处理能力达到1 080 pixel每秒48帧。     

基于程序执行轨迹的SoC硬件加速模块提取方法

程序执行轨迹（Program executions trace，以下简称trace）是程序执行过程的指令流信息的记录，trace完整地记录了程序执行过程中所执行指令的内容和顺序。对于大多数程序，少数几个较短的热trace决定了系统的总体性能。本文提出了基于程序执行轨迹提取加速模块的软硬件划分方法。利用热trace提取算法划分系统中关键的trace到硬件，使用分支断言构造原子执行单位，以较小的硬件代价获得较高的加速比。在本文实验中，与采用模拟退火算法的指令级细粒度划分相比，获得的性能平均高9．6％，最终结果硬件面积小29％。     

一种基于改进模拟退火算法的软硬件划分技术

提出一种应用于嵌入式系统软硬件划分的改进模拟退火算法.算法通过使用基于Cauchy分布的扰动模型和Tsallis接收准则来提高模拟退火算法的性能.通过对比经典的模拟退火软硬件划分技术以及实验结果的验证表明,使用改进模拟退火算法能加快划分的收敛,并且找到目标函数的最优值的概率也更大.     

边界的快速跟踪算法和硬件实现

本文研究了一种快速跟踪二值图边界的方法，该方法采用２×２的跟踪窗口，能将连通区的所有边界（包括连通区内部空洞的边界）全提取出来，以图像方式和链码方式输出。为提高速度，在软件模拟成功后，我们更以硬件加以实现。用若干图像进行处理的结果表明，对于多数大小为５１２×５１２的复杂景物图像，由硬件提取一幅图中边界的时间在４０ｍｓ以内，符合电视帧速率的实时图像处理要求