طراحی کم توان ASIC برای عملگر فراخش در پردازش تصویر دودویی

پردازش مورفولوژیکی بیدرنگ از مهمترین تکنیکهای آنالیز و بررسی اشکال موجود در یک تصویر است و از کاربردهای آن میتوان به آشارسازی لبه، حذف نویز، ناحیه- بندی و هموارسازی تصویر اشاره کرد. از آنجا که در بسیاری از کاربردهای پردازش تصویر، نیاز به پردازشهای مورفولوژیک داریم، پژوهشهای زیادی برای پیادهسازی بی- درنگ عملگرهای مورفولوژی صورت گرفته است. در این مقاله یک ساختار جدید برای پیادهسازی بیدرنگ عملگر فراخش مورفولوژی دودویی با استفاده از معماری خط- لولهای تموجی ترکیبی ارائه میشود. این ساختار با استفاده از کد Verilog HDL درتکنولوژی μm CMOS 0/18 پیادهسازی میگردد. با تغییر تعداد محدودی از گیتهای پایه در این ساختار میتوان از آن برای اجرای عملگر فرسایش و در نتیجه عملگرهای بستن و گشایش نیز استفاده نمود. نتایج شبیهسازی نشان میدهد که معماری خطلولهای تموجی ترکیبی نسبت به ساختار خطلولهای معمولی که عموماً در پیادهسازی عملگرهای مورفولوژی استفاده میشود، دارای سرعت بالاتر، پیچیدگی سختافزاری کمتر و توان مصرفی پایینتر است. همچنین این معماری نسبت به ساختار خطلولهای تموجی سریعتر است و مشکلات این معماری مانند محدودیتهای تعیین حداقل و حداکثر فرکانس پالس ساعت و متعادل کردن تأخیر مسیرها را ندارد.این تراشه قادر است یک تصویر با ابعاد 1024 ´1024 را با استفاده از یک عنصرساختاری 21´در مدت 21 214/64μs فراخش دهد و تا فرکانسGHz 5 کار کند. توان مصرفی در فرکانسGH با منبع تغذیه V 4/167 برابر 410 و mW 1/8 0/075 است. این ساختار نسبت به mm سطح تراشه برابر 2 55 % بهبود در کاهش سطح / ساختار خطلولهای معمولی، 1 تراشه، 71 % بهبود در کاهش توان مصرفی و 20 % بهبود در افزایش سرعت دارد.

کلیدواژه ها:

پردازش بیدرنگ تصویر ، فراخش ، مورفولوژی دودویی ، CMOS ، ASIC خطلولهای تموجی ترکیبی