基于二值圖像的歐幾里德距離轉(zhuǎn)換算法硬件實現(xiàn).pdf

1、該文詳細(xì)闡述了一種基于二值圖像的歐幾里德距離轉(zhuǎn)換算法的硬件實現(xiàn)原理.此外,還介紹了現(xiàn)有的各種歐幾里德距離轉(zhuǎn)換算法的實現(xiàn)方法及性能.針對歐幾里德距離轉(zhuǎn)換算法的實用性,該文在汲取前人研究成果的基礎(chǔ)上,分析了不同算法的實現(xiàn)原理和計算性能,對計算性能最接近實際應(yīng)用要求的算法,在實現(xiàn)方案上做了相應(yīng)的改進(jìn),提高算法實現(xiàn)電路計算速度和減小其電路規(guī)模,從而使基于硬件實現(xiàn)的歐幾里德距離轉(zhuǎn)換算法更具有實用性.首先,根據(jù)實際應(yīng)用的需要,該文將基于軟件實現(xiàn)的歐

2、幾里德距離轉(zhuǎn)換算法改為基于硬件實現(xiàn),并保持其計算時間o(n2)不變.其次,在面向硬件的設(shè)計方案中,該文引入了"內(nèi)置"(in-place)算法——將電路計算過程中產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)和最終計算結(jié)果用同一個存儲器保存,以便減少電路中存儲器的使用數(shù)量,從而達(dá)到優(yōu)化電路規(guī)模的目的.同時,根據(jù)算法的特點,在硬件實現(xiàn)時,我們用體積較小且計算速度較快的加法器和比較器來代替乘法器的功能,用以提高電路的計算速度.最后,根據(jù)硬件算法的實現(xiàn)原理,該文采用step-

3、by-step的設(shè)計方案,選擇相關(guān)硬件,實現(xiàn)了一種基于二維圖像的歐幾里德距離轉(zhuǎn)換算法電路.相比之下,該文所實現(xiàn)的基于硬件的歐幾里德轉(zhuǎn)換算法有以下優(yōu)點:其一,在計算速度方面有很大提高,使其計算速度從o(n3)提高到o(n2),從而使算法具有實用性.其二,通過"內(nèi)置"算法和復(fù)雜原件替代等方案將電路的尺寸大大減小,進(jìn)一步優(yōu)化了該算法的性能.最后,作為該次論文的一個重要環(huán)節(jié),在歐幾里德距離轉(zhuǎn)換算法的理論設(shè)計實現(xiàn)后,該文還設(shè)計了算法實現(xiàn)的具體硬件

4、電路.借助于高速集成電路硬件描述語言VHDL(Very high speed integrated circuit Hardware Description Language),我們采用由頂向下(top-to-down)的方法,設(shè)計了一個基于復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD(Complex Programmable Logic Device)的基本電路,用以驗證基于硬件的歐幾里德距離轉(zhuǎn)換算法的各項性能.然后,選用Altera公司的EDA開發(fā)平