基于FPGA的二值图片连通区域标记算法

提出一种基于FPGA的二值图片连通区域标记算法,每次提取9个像素信息,充分利用FPGA的并行处理能力,在一个时钟周期内完成9个像素的处理,在对图像进行遍历的同时进行快速标记.最后搭成简单测试电路.在PC上将二值图片通过USB传输给FPGA,然后FPGA将图片进行标记,标记完成后将标记的图片和所用的时间返回PC.将实验结果与现有几种图像处理方式进行比较,发现FPGA在处理图片能力与软件处理方式能力相当时,主频、功耗远低于软件处理设备,且成本低,可以作为专用图像处理设备.

大面积GEM中子探测器高计数率读出电子学系统研制

研制并测试了GEM中子探测器的512通道高计数读出电子学系统,以满足中国散裂中子源高效率、高分辨、高通量二维位置灵敏中子探测器的需求.系统以Kintex-7 FPGA作为系统控制和数据分析的核心,使用8块AS20Board前端芯片对灵敏面积为200 mm×200 mm的探测器的两个维度的信号进行读出,读出通道为256×256.读出数据经FPGA分析后通过千兆以太网传输至计算机显示.计算机可通过千兆以太网发送配置指令对前端采样电路和FPGA算法进行配置.系统与探测器组装后在中子束流实验中测得系统最高瞬时计数率为(1.2±0.1)×10^6s^-1,系统运行稳定,受噪声干扰小.

图像欧拉数计算的FPGA加速设计

欧拉数是二值图像重要特征之一,为进一步提高现有二值图像欧拉数算法的效率,根据图论中的欧拉定理,在GRAY提出的基于四方块类型的欧拉数算法的基础上,提出一种欧拉数计算的FPGA加速设计.充分利用FPGA的并行处理能力,采用三级流水线的设计进行处理,使得计算欧拉数的时间几乎等于从RAM中读取一幅图的时间,极大提高了欧拉数计算的速度.最后使用41张随机二值噪声图像进行测试,结果表明,PC上的先进算法的处理时间随目标像素的密度的改变有很大的变化,最慢时间为最快时间的5倍左右,而本文设计的FPGA加速设计中,处理一幅图像的时间与目标像素无关仅与图片大小有关,且与理论上读取一幅图片的时间非常接近,速度比PC上先进的算法的平均速度快了20多倍,且成本功耗均远低于PC.