طراحی معماری و پیاده سازی سخت افزاری فیلترهای هموارساز در تصاویر سه بعدی

در سالهای اخیر فناوریهای سه بعدی، رشد قابل ملاحظه ای داشته اند و در زمینه های مختلفی مانند رباتیک، سرگرمی، نظارت و امنیت تاثیر گذاشته است. یکی از پردازشهای مهم در این زمینه، فیلترهای هموارساز در مدلهای سه بعدی است. در این راستا، در این مقاله دو معماری سخت افزاری به صورت ممیزثابت، موازی و مبتنی بر خط لوله برای دو فیلتر هموارساز میانگین و گاوسی ارائه شده است. در معماری پیشنهادی و در مرحله پیش پردازش، داده های تصویر سه بعدی به صورت مناسب بازنمایی می شوند. برای مرحله پیش پردازش دو معماری متفاوت سخت افزاری پیشنهاد شده است. برای فیلترهای میانگین گیری و گاوسی نیز دو معماری سخت افزاری متفاوتی پیشنهاد شده است که تفاوت آنها در ساختار بازنمایی داده های سه بعدی در مرحله پیش پردازش است. همچنین برای محاسبه تابع نمایی فیلتر گاوسی از روش جدول جستجو استفاده شده است. معماری های پیشنهاد شده با زبان سخت افزاری Verilog پیاده سازی و بوسیله نرم افزارهای ISE وVivado شبیه سازی و سنتز شده اند. برای یک تصویر سه بعدی با ۲۹۹راس و ۵۶۲ وجه، فرکانس کاری برای فیلتر میانگین گیری با ساختارهای مختصات و طول بردار حدود ۱۹ مگاهرتز و نرخ پردازش حاصل شده به ترتیب برابر ۳۷۳۶۷ و ۲۸۰۸۱ تصویر بر ثانیه می باشد و برای فیلتر گاوسی نیز فرکانس کاری حدود ۱۹ مگاهرتز و نرخ پردازش بدست آمده به ترتیب برابر با ۳۷۲۹۹ و ۲۸۳۳۶ تصویر بر ثانیه است.

کلیدواژه ها:

طراحی معماری ، پیاده سازی سخت افزاری ، تصویر سه بعدی ، فیلتر هموارساز