运用层次纹理映射的基于图像绘制算法

提出一种基于图像绘制(image-basedrendering,简称IBR)的算法,以发挥图形卡的纹理映射功能,并能表现物体表面的三维凹凸细节.首先将深度图像的像素按其相关深度分为多层纹理图像,然后利用纹理映射的硬件支持,将这些层次纹理图像依次投影到与视点相关的成像面上,以得到所需目标图像.为了避免目标图像上出现空洞,在生成时,将纹素在深度层次上进行扩展.由于层次纹理图像需要较大的存储空间,并且在装入纹理缓冲时要花费大量时间,为此还提出一种基于压缩层次纹理图像的目标图像生成算法.实验表明新算法是有效的,尤其适于处理与整个物体大小相比深度层次不太多的三维景物,如有表面凹凸纹理(浮雕、门窗等)的建筑物表面等.     

基于图形硬件加速的体绘制关键技术综述

随着近年来计算机图形硬件性能的不断提高,利用硬件来实现体绘制过程中的某些环节以获取交互的绘制速率变为可能,并逐渐成为目前的研究热点。从体绘制的分类、明暗处理、重构、体积裁剪等4个角度对基于图形硬件加速的体绘制方法进行了分类综述,介绍了各种关键技术的研究进展和典型算法,并讨论了各自特点及其相互联系。     

基于PC图形硬件的直接体绘制技术综述

对基于PC图形硬件的直接体绘制技术进行了介绍、归类和总结，力求为本领域的的研究提供一个较为详实的背景资料。     

块拼贴的纹理合成算法的实现与改进

基于样图的纹理合成方法是继纹理映射、过程纹理合成等方法后发展起来的一种新的纹理拼接技术。其中块拼贴的纹理合成算法由于合成速度快,效果良好,受到极大关注。对采用块拼接技术的纹理合成方法进行综述,运用图像切割方法较好解决了块拼贴算法中的最佳分割路径获取问题,并对合成的结果进行平滑优化。     

一种纹理映射算法的FPGA实现

提出一种面向嵌入式平台的纹理映射的FIKJA实现.对其中的纹理存储单元(Cache)进行了优化设计,采用了基于4×4压缩纹素块的存取方式,充分地利用了像素闻的相关性.提高Cache的命中率,减少了对总线带宽的需求.改进了分级细化模型(Mipmaps)中的选层方案,提出基于4×4像素块的选层方法.实验结果表明,渲染质量达到OpenGL ES1.1标准,硬件综合资源少,能够满足嵌入式环境下实时渲染的需求.     

OpenGL和分形算法在地形绘制中的应用

地形绘制是三维场景绘制的重要组成部分。本文研究了在分形算法和OpenGL基础上的三维地形绘制。运用分形插值算法生成高程数据,并做平滑处理,在对高程数据着色后利用OpenGL纹理映射技术实现三维地形的绘制输出。上述方法的实验结果取得预期效果,基本符合工程需要。     

PC机上基于2D纹理映射的三维体绘制算法

体绘制技术因其卓越的图象质量而被广泛应用,尤其是在医学方面.然而传统的体绘制技术(如光线跟踪法)因计算量大、绘制时间长等不足,限制了其在PC机上的应用.本文立足于目前标准的PC硬件平台和OpenGL1.1标准,在不显著降低图象质量的前提下,采用2D纹理映射技术来提高图象的绘制速度,将大量的三次线性插值运算转换为二次线性插值运算,并充分利用PC硬件的2D纹理映能力来加速绘制速度.实验结果表明,2D纹理映方法明显提高了图象的绘制速度,并具有较好的图象质量.随着PC硬件的发展,为提高体绘制速度和改善图象质量提供了更广阔的空间.     

图形处理器中光照和纹理映射的设计与仿真实现

图形处理器(GPU)通常采用流水线体系结构,遵循通用图形接口规范。在分析图形处理器的工作原理和体系结构的基础上,提出了改进的实用型流水线设计结构,并对每个功能模块进行了分析。对光照和纹理映射部分进行了深入研究,提出了具体的设计方法。通过软件仿真的结果验证了设计的正确性。最后针对光照和纹理映射的特点,提出了可编程处理器及其硬件结构。     

基于GPU图像直接体绘制算法分析与评价

近年来计算机图形硬件性能不断提高,利用硬件来实现体绘制过程中的某些环节以获取交互的绘制速率成为可能,是目前体绘制的研究热点。描述了基于GPU的光线投射法、2D纹理映射法和3D纹理映射法等典型算法,给出了各类算法的分析与性能评价,最后实现相关算法并得出实验结果。     

计算机辅助室内设计系统的设计与实现

本文介绍了在微机上开发的室内装饰设计系统的总体设计方案，并对系统中关键技术的具体实现作了较为详细的阐述，本文提出的室内内装饰设计方法，有机地将表面与空间布局设计结合起来，使整个设计更为简洁而有效，同时对图形学中某些算法加以改进，使其能在微机上实现。     

基于DSP+FPGA结构图像处理系统设计与实现

为了实现视频图像的实时处理,采用基于DSP FPGA的线性流水阵列结构,用现场可编程门阵列FPGA对采集的视频数字图像做预处理,并结合大规模可编程逻辑阵列CPLD进行逻辑控制,实现了视频图像的采集和目标提取的视频数字图像处理系统。介绍了该视频图像处理系统的硬件组成、工作原理和各种视频跟踪算法的应用。该系统与计算机联结,配以适当的图像处理软件和开发系统,即可形成一个通用的实时图像处理平台。     

基于FPGA的视觉处理系统设计与实现

从计算机视觉系统的基本体系结构出发,指出了计算机视觉系统要实现的主要功能,从理论上探讨了计算机视觉系统在硬件实现层次上存在的问题.进一步以立体视觉的应用要求为例提出了以现场可编程门阵列(FPGA)为核心芯片的视觉处理系统.因为FPGA具有极强的可重构性,可承担部分原来由上位机软件完成的运算,增强了视觉处理的实时性.其应用于计算机三维立体视觉系统中,作为前端的图像采集器和视觉协处理器取得了良好的效果.     

多传感器图像采集处理系统的设计与实现

为了完成一个多传感器图像采集处理系统的设计、软硬件实现,采用参数同步配置方法提高多CMOS图像传感器同步曝光精度.采用基于Bayer颜色滤波阵列图像的残差集近无损压缩方法提高图像数据传输速度.系统三传感器曝光达到了微秒级同步精度.约为课题任务要求的1/29.在保证重建图像质量精度的前提下,数据传输速度提高了约4.4倍.给出了系统部分最终测试结果.     

系统中浮点乘累加PE的设计与实现

稀疏矩阵向量乘(Sparse Matrix-Vector Multiply,SMVM),形如Ab=x,在科学计算、信息检索、数据挖掘等领域中都是重要的计算核心之一。稀疏矩阵中非零元素的稀疏性,使得在微处理器上实现该类运算时,存在Cache缺失率高等问题,导致性能并不理想。针对该问题提出了基于FPGA实现SMVM运算系统的新思路,对系统功能进行了软硬件划分,并完成了系统中硬件浮点乘累加处理单元(ProcessingElement,PE)的设计与实现。目标器件为Virtex4LX60,工作频率达到123.6MHz。     

数字图像处理算法评估系统的硬件设计

为了能对不同的数字图像处理算法进行评估,采用了USB2．0总线技术传送数字图象数据到数字图像处理系统,在硬件设计上采用DSP＋FPGA来完成图像处理任务。整个系统具有处理能力强,重现性好,能完成各种图像处理算法评估。     

基于FPGA的磁盘阵列校验卡的设计与实现

本文给出了一种采用Altera公司的Cyclone系列EP1C12Q240C8的FPGA芯片设计磁盘阵列校验卡的硬件电路的方法。该设计采用了并行的思想,令数据在PCI总线上的传输过程和校验计算过程在时间上重叠,使得整个校验过程耗费的时间等同于数据在总线上传输的时间,从而最大限度地提高了校验性能。设计经软件仿真和硬件实现,结果表明电路性能
可靠。     

基于FPGA的图像增强处理系统的设计与实现

FPGA（现场可编程门阵列）可以灵活地实现并行、实时处理图像数据。正是利用这一特点,提出了一种基于FPGA的SOPC（片上可编程系统）,该SOPC完成图像增强处理。本文阐述了图像对比度增强算法原理,提出了系统设计思路,并分析了该系统的结构及功能实现,说明了系统实现过程,最后,给出了测试结果,并和软件处理的结果进行了对比。证明该方案的正确性与应用的可行性。     

一种基于FPGA实现的FFT结构

本文讨论了一种可在FPGA上实现的FFT结构。该结构采用基于流水线结构和快速并行乘法器的蝶形处理器。乘法器采用改进的Booth算法,简化了部分积符号扩展,使用Wallace树结构和4-2压缩器对部分积归约。以8点复点FFT为实例设计相应的控制电路。使用VHDL语言完成设计,并综合到FPGA中。从综合的结果看该结构可在XC4025E-2上以52MHz的时钟高速运行。在此基础上易于扩展为大点数FFT运算结构。     

一种新型2-D模板卷积结构的FPGA实现

在实时图像处理过程中,2-D模板卷积是一种重要的操作,FPGA以其特有的全并行处理机制使得这种操作在硬件设计中得以较好的实现。本文提出了一种基于FPGA的模板卷积运算的新方案,相比传统方案,这种方案在结构上能以较少的硬件资源达到相同的流水深度。为了满足系统对实时性的要求,针对某些特定类型的模板,给出了一种简化的卷积器结构,同时,介绍了一种模板归一化除法运算的硬件实现方法。     

基于FPGA的USB3.0通信架构设计与实现

针对USB设备与主机通信存在的带宽瓶颈问题,设计一款基于USB3.0协议的高速通信架构,为嵌入式设备与PC之间的USB数据高速通信提供一种可选方案。本设计采用Cypress的EZ-USB FX3芯片作为USB的外设控制器,以FPGA作为整个硬件系统的主控芯片,通过对FPGA硬件系统进行设计,对设备固件进行设计与调优,该架构支持USB 2.0/3.0接口自适应,能够实现主机、国产嵌入式CPU、SRAM之间的两两可变帧长通信,硬件传输速度达到360 MB/s,数据连续传输速度达到148 MB/s。