二值圖像歐氏距離轉(zhuǎn)換算法硬件化設(shè)計.pdf

1、距離轉(zhuǎn)換在模式識別、形態(tài)學和人工智能等科研領(lǐng)域有著廣泛的應用。其中,歐氏距離以其準確性而得到廣泛關(guān)注。隨著圖像處理技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展,針對歐氏距離轉(zhuǎn)換的相關(guān)研究逐漸得到廣大科研人員的重視。本文詳細闡述一種基于二值圖像的歐氏距離轉(zhuǎn)換硬件化算法。針對歐氏距離轉(zhuǎn)換硬件化算法的實用性,在前人研究成果的基礎(chǔ)上,對不同算法的實現(xiàn)原理和計算性能進行分析和比較,選取一種切實可行的算法作為基礎(chǔ),以計算速度為主要改進指標,在實現(xiàn)細節(jié)和算法結(jié)構(gòu)上做了相應的

2、改進,進一步提高相應的硬件計算系統(tǒng)的計算速度,從而使得該歐氏距離轉(zhuǎn)換硬件化算法具備更好的實時處理性能及實用性首先,根據(jù)硬件化算法實現(xiàn)的特征,選取一種基于軟件實現(xiàn)的高效歐氏距離轉(zhuǎn)換算法作為基礎(chǔ)進行改進設(shè)計,首先確保在改動過程中,算法的時間復雜度O(N2)不變。其次,在硬件化算法設(shè)計中,根據(jù)算法在軟件平臺和硬件平臺上實現(xiàn)的區(qū)別,對算法進行面向硬件的模塊化和細節(jié)設(shè)計,以減少硬件系統(tǒng)的計算時間開銷及存儲資源開銷,從而實現(xiàn)優(yōu)化電路規(guī)模的設(shè)計目標。

3、在設(shè)計中,我們充分考慮硬件電路的特點,使用加法計算和移位計算代替乘法計算操作,以使提高電路的計算速度。最后,根據(jù)計算系統(tǒng)的實現(xiàn)情況,對整個系統(tǒng)進行結(jié)構(gòu)調(diào)整和再設(shè)計,最終形成高效的流水線結(jié)構(gòu)。與其他歐氏距離轉(zhuǎn)換算法相比,本文所實現(xiàn)的歐氏距離轉(zhuǎn)換硬件化算法有以下優(yōu)點:其一,在計算速度力面有很大提升,使其計算時間復雜度從軟件實現(xiàn)的O(N2)提高到O(N),從而使得算法具有更好的實時性和實用性其二,通過模塊化和細節(jié)設(shè)計,可以減少系統(tǒng)的存儲資源開