基于SIMD PE阵列的图像同态滤波并行算法

为了满足G级像素帧实时处理的要求,提出图像同态滤波的数据并行实现方法.讨论了图像帧和滤波器在SIMD PE阵列中的预置及数据并行的滤波处理实现方法,其处理方式规则性强、并行度高,提高了处理速度.由于SIMD PE阵列具有可裁减性,可以适合不同规模图像帧的处理需求,满足不同的嵌入式应用环境.     

运用硬件提高计算全息运算速度综述

计算全息技术的快速发展使得全息电视、全息电影成为可能.许多研究者正在致力于开发的电子全息三维显示系统的最关键的技术之一就是提高计算全息技术的运算速度.由于计算全息技术所需要的计算量很大,使用一般计算机无法以帧频速率实现全息图的计算,因此研究者们在提高全息图的计算速度方面进行了大量的研究工作.在主要调查研究使用硬件加速的方法来提高全息图计算速度的基础上,论述了其研究现状以及未来的发展动态.     

线列阵亚声速声电定位装置的研究

针对传统声电定位装置近距离和大靶面射击时亚音速弹丸的报靶精度误差大、装置使用寿命短等问题,研制了一种传感器"一"型等间距布阵方式的线列阵亚声速声电定位自动报靶装置.基于声电定位自动报靶装置的工作原理,给出了该装置的组成、结构及使用方法.实验结果表明:该装置能确保亚声速弹丸穿过传感器阵列时不受外界环境影响,快速、准确地对弹丸定位,适用于亚声速弹丸近距离和大靶面射击时的定位和自动报靶.     

压缩感知算法在阵列测向中的相干信号分辨

现有算法在进行信号重建时,需要原始信号的稀疏信息来控制初始原子集的大小和算法迭代的最大次数,这削弱了重建精度,增加了计算复杂度,限制了其实际应用能力。为了克服这个问题,提出了基于正交匹配追踪算法的改进算法。该算法将阵元个数作为假设稀疏度,在稀疏度未知的初始阶段扩展初始原子集。最后通过对测量信号的幅度进行阈值过滤以实现信号的分辨和信源数的估计。为解决测向人员面对监测软件所指示的多个信号示向度中,无法分辨哪些指示方向是同一个信号源所产生的折反射信号的问题,首次提出了基于压缩感知算法的相干关系分析和相干信号分辨的模型。实测数据结果表明,该算法在不同环境下可以清晰分辨相干信号,并且能够适应多种实验平台。     

基于坐标—灰度交织映射的视频麦克风声音复原系统

区别于声学麦克风,视频麦克采用高帧率摄像机,利用声音震动引起周围物体的帧间图像细微差异,对声音进行复原。模拟人脑v2皮层位置亮度交织神经网络,提出一种基于二维对数的坐标—灰度交织映射算法。算法将视频帧图像矩阵与函数构造矩阵交织映射,产生混沌吸引子保留并放大帧间图像微差异,并构造基于该算法的视频麦克风声音复原系统。仿真实验表明,该视频麦克风系统可以从薯片袋子的高帧率视频中复原声音信号,相比于传统算法降低了40%的计算量,同时保持语音复原质量。     

YOLOv3-tiny的硬件加速设计及FPGA实现

YOLOv3-tiny具有优秀的目标检测能力,但模型所需的计算力依然较大,难以实现面向嵌入式领域的应用。提出一种YOLOv3-tiny的硬件加速方法,并在FPGA平台上实现。首先,针对网络定点化设计,以数据精度与资源消耗为设计指标,通过对模型中数据分布的统计以及数据类型的划分,提出了不同的定点化策略。其次,针对网络并行化设计,通过对卷积神经网络计算特性的分析,使用循环调整、循环分块、循环展开和数组分割等方法,设计了可扩展的常用硬件计算单元架构。然后,针对网络流水化设计,从层间与层内2个方面进行研究,以层间数据流方向和层内任务划分为基础,设计了一种灵活的流水化计算架构。最后,在XILINX XC7Z020CLG400-1平台上进行实验,结果表明,相较于667 MHz的单核ARM-A9处理器,加速比高达290.56。     

相控阵天气雷达站环境参数计算及评估系统研发

作为S波段新一代天气雷达的重要补充,目前广东省正加快建设X波段双极化相控阵天气雷达;如何更好地做好优化布局提升全网覆盖率和探测能力,站点选择是否科学合理显得尤为重要;文章设计一套全新的基于数字高程DEM的探测环境参数智能分析系统,客观、定量、自动计算探测净空投影面积、净空占总投影面积比例、投影阻挡面积比例、探测净空体积、静锥盲区体积、低空盲区体积、扫描立体空域完备度等,在现场选址时能够1分钟内输出综合分析结果和建议;作为辅助选址系统,已经在广东省26部X波段双极化相控阵天气雷达选址中应用,输出结论对现场选址起到了很好的指导性作用,为雷达系统建设快速提供科学决策依据.     

基于二次虚拟扩展的高分辨率波达方向估计方法

为进一步提高天线阵波达方向估计的分辨率,在四阶量多重信号分类方法的基础上,提出一种高分辨率的波达方向估计方法.利用阵列接收数据的四阶矩量进行虚拟阵列扩展,再利用阵列接收数据的共轭进行虚拟阵列扩展,实现二次虚拟扩展;将扩展后的阵列导向矢量和协方差矩阵用于波达方向估计,与原阵列导向矢量和协方差矩阵相比,相当于构造了更多的虚拟阵元,并扩展了阵列的孔径.仿真结果表明:与四阶量多重信号分类等波达方向估计方法相比,所提出的方法在波达方向估计中成功概率更高,均方误差更低,具有更高的分辨率.所提方法通过二次虚拟扩展,构造了更多的虚拟阵元,有效地提高了天线阵波达方向估计的分辨率.     

Ultra-low latency and omit-iteration CORDIC algorithm

The pipeline structure Coordinate Rotation Digital Computer (CORDIC) algorithm improves its precision by increasing the stages of iterations, which leads to a large delay, excessive consumption of hardware and limits its applications.The omit-iteration CORDIC algorithm is proposed to solve this problem by using the methods of binary to bipolar recoding, folding angle domain, merging iteration and optimizing the lookup table. Simulation results show that this method needs only two clock cycles to get the output and also makes improvement on the hardware consumption and its precision, especially having privilege to the application on high speed and real-time occasions compared with other realization of the CORDIC algorithm.     

基于FPGA的瞬态响应测试仪的设计与实现

为提高瞬态响应测试仪的测量精度和响应速度,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)实现的设计方法.系统设计采用Xilinx公司生产的Xilinx Spartan 3E XC3S500E PQ208 FPGA作为控制核心,实现了对瞬态响应的峰值时间、超调量及调节时间的精确测量,并且能较准确地绘制二阶系统的瞬态响应曲线.系统显示模块采用VGA显示,既节约了IO口资源,又可以更加逼真地显示相应曲线.系统可通过模拟开关实现单脉冲信号的输出,并扩展了语音提示功能,使用更方便.实际测试表明,系统具有运行稳定、参数测量精度高、抗干扰强及响应速度快的优点.