طراحي الگوريتم تشخيص لبه تصاوير رنگي بر پايه جبر كليفورد و شبيه سازي سخت افزاري آن

كارشناسي ارشد

جبر هندسي يا جبر كليفورد ابزار رياضي بسيار قدرتمندي است كه كاربرد‌‌هاي زيادي در زمينه‌‌‌هاي مختلف تحقيقاتي از جمله پردازش سيگنال‌‌هاي الكترومغناطيسي، پردازش تصوير، بينايي ماشين و شبكه‌‌‌هاي عصبي دارد. اجراي الگوريتم‌ها در اين قالب جبري بار محاسباتي زيادي را به پردازنده‌‌‌هاي عمومي اعمال مي‌كند، بنابراين اجراي بهينه عملگر‌‌هاي جبر كليفورد تنها با استفاده از واحد‌‌هاي پردازشي با معماري خاص ممكن است. در اين پروژه، سخت‌افزار بهينه‌اي طراحي شده است كه يك الگوريتم تشخيص لبه تصاوير رنگي در قالب RGB را پياده‌سازي مي‌كند. سخت‌افزار پيشنهادي از الگوريتم گراديان اشباع و ضرب هندسي (SGGP) در فضاي سه‌بعدي جبر كليفورد بهره مي‌برد. همچنين به علت استفاده گسترده از قالب رنگي CMY، روش فوق براي اجراي عمليات بر روي اين نوع از تصاوير تعميم داده شده است. نتايج به دست آمده از روش SGGP و ساير روش‌هاي تشخيص لبه متداول، با استفاده از معيار شايستگي پرت سنجيده شده‌اند. الگوريتم SGGP با كسب معيار شايستگي 0/971 در پردازش تصويري با ُSNR=200، از جايگاه بسيار خوبي نسبت به ساير روش‌ها برخوردار است. سخت‌افزار پيشنهادي با دو سخت‌افزار ديگر مقايسه شده است. اين سخت افزار در مقايسه با سخت افزار پياده‌سازي شده از طريق يك كامپايلر جبر هندسي، در عين استفاده از منابع منطقي كمتر همان افزايش سرعت را در اجراي عمليات جبر هندسي ارائه مي‌دهد. همچنين سخت‌افزار پيشنهادي در مقايسه با يك كمك‌پردازنده جبرهندسي، با استفاده از 2/7 برابر منابع منطقي بيشتر و حداكثر درجه موازي سازي ممكن، به افزايش سرعتي معادل با 315 برابر دست يافته است.

190168

دانشگاه علم و صنعت ايران

سيستم هاي الكترونيك ديجيتال

دكتر صدر