Wyniki 1-6 spośród 6 dla zapytania: authorDesc:"Paweł POCZEKAJŁO"

Potokowa realizacja trójwymiarowego filtru uśredniającego w oparciu o struktury rotatorowe DOI:10.15199/48.2016.09.02

Czytaj za darmo! »

Artykuł dotyczy systemu przetwarzania danych 3D. Zaprezentowana została synteza potokowej realizacji filtru uśredniającego 3D z wykorzystaniem struktur rotatorowych. W procesie syntezy zastosowano oryginalne techniki pozwalające na uzyskanie układu o porównywalnych lub lepszych parametrach w porównaniu do struktur bezpośrednich. System zweryfikowany został symulacyjnie w środowisku Scilab, przetworzone zostały również przykładowe obrazy 3D. Podczas realizacji sprzętowej, rotatory pozwalają na zminimalizowanie złożoności obliczeniowej struktury oraz zmniejszenie wrażliwości układu na skończoną precyzję obliczeń. Zastosowanie algorytmu CORDIC przy implementacji rotatorów, umożliwi uzyskanie w pełni potokowego systemu. Abstract. This paper presents synthesis of a pipeline three-dimensional (3D) mean filter by means of rotation structure. The synthesis is based on original method for separable FIR filters. Rotation structures allow to obtain smaller sensitivity of finite precision calculations and make possible to use pipelining. The system has been verified by a simulation in Scilab environment using a 3D medical image in DICOM format. (Pipeline realization of three-dimensional mean filter using rotation structure). Słowa kluczowe: CPS 3D, filtr uśredniający 3D, filtr potokowy, rotator. Keywords: 3D DSP, 3D mean filter, pipeline filter, rotation. Wstęp Systemy Cyfrowego Przetwarzania Sygnałów (CPS) w chwili obecnej niemal całkowicie wyparły już układy analogowe. Gwałtowny rozwój mikroprocesorów oraz metod przetwarzania danych pozwoliły na implementację coraz bardziej złożonych systemów. Pojawianie się nowych technik CPS związane jest nie tylko z doskonaleniem przeprowadzanych obliczeń, ale również z przetwarzaniem coraz większej ilości danych, co sprawia, że układy wymagają dużo większej mocy obliczeniowej. Obecnie przetwarza się głównie sygnały jedno-, dwu- oraz trzywymiarowe (1D, 2D, 3D) [1, 2], a coraz częściej również bardziej złoż[...]

Implementacja sprzętowa potokowego filtru uśredniającego 3D w układzie FPGA DOI:10.15199/48.2017.08.04

Czytaj za darmo! »

Filtry cyfrowe są powszechnie stosowane do przetwarzania sygnałów dyskretnych w wielu dziedzinach nauki i techniki, np. multimedia, analiza materiałów czy badania termograficzne [1, 2, 3]. Ostatnie lata to głównie rozwój systemów cyfrowego przetwarzania sygnałów trójwymiarowych (CPS 3D). Ze względu na bardzo łatwą dostępność układów o dużej mocy obliczeniowej (np. CPU, GPU), powstaje wiele dedykowanych systemów które wykorzystują zasoby standardowego komputera klasy PC, np. CUDA od nVidia [4]. Jednak rozwiązania profesjonalne (np. w medycynie czy militaria) nadal w dużej mierze opierają się na układach FPGA lub CPLD. Układy reprogramowalne z rodziny PLD, zależnie od poziomu zaawansowania, często mają wbudowane dedykowane bloki DSP (Digital Signal Processing), które znacznie ułatwiają i przyspieszają przetwarzanie danych. Jednak bardziej rozszerzone układy (np. z rodziny Altera Stratix lub Xilinx Virtex) są bardzo kosztowne i wymagają dodatkowo płatnych środowisk programistycznych i bibliotek. Alternatywą są prostsze i tańsze w użytkowaniu struktury (np. Altera Cyclone, Max), które mają jednak gorsze możliwości, m.in. przez brak lub mniejszą ilość bloków DSP. Głównie ze względu na ograniczenie kosztów produkcji, bardzo istotne jest projektowanie i implementowanie systemów CPS bazujących na prostych operacjach numerycznych. Artykuł ten przedstawia implementację sprzętową filtru uśredniającego 3D w oparciu o struktury rotatorowe, którego kompletna synteza została przedstawiona i opisana w [5]. System ten opisuje filtr separowalny o transmitancji: (1) H (zh , zv , zd ) [...]

Analiza wybranych metod realizacji sprzętowej rotatorów Givensa w układzie FPGA DOI:10.15199/48.2018.09.06

Czytaj za darmo! »

W ostatnich latach znacząco wzrosła popularność wszelkiego rodzaju akceleracji sprzętowej stosowanej w programach i środowiskach realizujących duże ilości obliczeń [1, 2, 3]. Najpopularniejsze architektury tego rodzaju to systemy CUDA (NVidia) oraz OpenCL. Na rynku dostępne są dedykowane rozwiązania sprzętowe np. NVIDIA Quadro, czy NVIDIA Tesla. Coraz większą popularność zdobywają również rozwiązania oparte na układach FPGA, np. Terasic DE5-Net i Terasic DE10- Standard. Środowiska obliczeniowe jak Scilab i Matlab, dzięki dedykowanym bibliotekom, również mają możliwość wspierania akceleracji sprzętowej przy realizacji różnych obliczeń. Układy FPGA, ze względu na możliwości, często wykorzystywane są w systemach cyfrowego przetwarzania sygnałów (CPS). Bezpośrednia realizacja filtrów o skończonej i nieskończonej odpowiedzi impulsowej (FIR i IIR) nie stanowi żadnego problemu [4]. Dodatkowo producenci poszczególnych układów dostarczają gotowe rozwiązania programowe znacznie ułatwiające implementację takich systemów [5]. Przedstawiono również koncepcję realizacji ortogonalnych filtrów cyfrowych za pomocą rotatorów Givensa [6, 7]. Taka realizacja sprzętowa wybranych filtrów FIR/IIR pozwala na otrzymanie systemów potokowych, dodatkowo wskazuje się na poprawę wybranych parametrów [8, 9]. Jednymi z istotniejszych są te związane bezpośrednio z implementacją w układzie FPGA (np. zajętość w docelowym układzie reprogramowalnym, maksymalne możliwe taktowanie). Niniejszy artykuł skupia się na rotatorze Givensa, który jest podstawowym elementem składowym takiej struktury. Omówiono wybrane metody realizacji sprzętowej, przedstawiając ich wady i zalety oraz prezentując podstawowe parametry, które zostały dobrane pod kątem realizacji filtrów rotatorowych. Rotator Givensa Rotator Givensa [10], jest to macierz którą w sposób ogólny można przedstawić następująco: (1) W poniższej pracy, zgodnie z zastosowaniami rotatorów Givensa w ortogonalny[...]

Wpływ kwantowania współczynników na działanie filtru Gaussa dla realizacji bezpośredniej i ortogonalnej (rotatory Givensa) DOI:10.15199/48.2019.05.41

Czytaj za darmo! »

Powszechnie spotykane są różne systemy cyfrowego przetwarzania sygnałów (CPS) [1] mające na celu np. filtrowanie danych. Jednym z najczęściej stosowanych systemów o skończonej odpowiedzi impulsowej (FIR) jest filtr Gaussa, a kluczowe przy implementacji jest uwzględnienie skończonej precyzji zapisu współczynników [2]. Ma to bezpośrednio wpływ m.in. na charakterystykę częstotliwościową. W niniejszym artykule przedstawiono wpływ kwantowania współczynników w dwóch realizacjach jednowymiarowego (1D) filtru Gaussa. Pierwsza, wykorzystuje bezpośrednią implementację splotu. Druga, bazuje na ortogonalnym filtrze Gaussa realizowanym za pomocą rotatorów Givensa. Dla obu struktur wykonane zostały pomiary wybranych parametrów, które pozwalają określić wrażliwość na kwantowanie współczynników. Jako środowisko symulacyjne zastosowano oprogramowanie Scilab [3], umożliwiające jednocześnie precyzyjną analizę danych. Realizowane struktury Transmitancja dowolnego systemu dyskretnego 1D o skończonej odpowiedzi impulsowej może być przedstawiona następująco [1]: (1) [...]

Synteza separowalnych trójwymiarowych filtrów ortogonalnych o strukturze potokowej

Czytaj za darmo! »

W niniejszym artykule przedstawiono oryginalną technikę syntezy trójwymiarowego filtru Gaussa oraz zaproponowano strukturę rotatorową takiego układu. Działanie otrzymanego systemu zostało zweryfikowane symulacyjnie, w środowisku Scilab, do przetwarzania sygnałów 3D z wykorzystaniem formatu DICOM stosowanego w medycynie. Podejście z wykorzystaniem rotatorów pozwoli uzyskać mniejszą wrażliwość na skończoną precyzję obliczeń w porównaniu ze strukturami obecnie stosowanymi oraz umożliwi wykorzystanie potokowości. Abstract. This paper presents original synthesis technique for three-dimensional Gaussian filter and rotation structure of the system. The performance of the system has been verified via simulation in Scilab environment using 3D signals in DICOM format which has found application in medicine. Rotation structures allow to obtain smaller sensitivity of finite precision calculations when compared to currently used structures as well as make possible to use pipelining. (Synthesis of three-dimensional separable orthogonal filter for pipeline structures). Słowa kluczowe: przetwarzanie 3D, filtr ortogonalny, rotator, struktura potokowa. Keywords: 3D processing, orthogonal filter, rotator, pipeline structure. Wstęp Cyfryzacja wprowadzana systematycznie w każdej dziedzinie techniki sprawiła, że obecnie stosuje się już niemal wyłącznie przetwarzanie sygnałów cyfrowych. Obecnie przetwarzanie sygnałów trójwymiarowych (3D) znajduje zastosowanie w coraz większej liczbie dziedzin, np. w medycynie, przy badaniach tomografem komputerowym (TK) lub rezonansem magnetycznym (RM) [1, 2] oraz telewizji. Znane w literaturze techniki przetwarzania obrazów 3D najczęściej opierają się o bezpośrednią realizację splotu dyskretnego 3D, głównie ze względu na jego prosty sposób implementacji [1, 3]. Jednak ta metoda wymaga dość dużej dokładności obliczeń, co prowadzi do wzrostu złożoności struktur. Do prowadzenia procesu syntezy powszechnie stosuje się trans[...]

Mikroprocesorowy system sterowania układu imitacji chodu i biegu człowieka DOI:10.15199/13.2015.9.5


  Obecnie stosowane metody rehabilitacji osób z niedowładem kończyn lub innymi urazami uniemożliwiającymi sprawne poruszanie się opierają się głównie na wykorzystaniu urządzeń wytwarzających impulsy elektryczne do pobudzania skurczy mięśni (tzw. elektrostymulacja) [1, 2]. Opisany w niniejszym artykule projekt oparty jest na wykorzystaniu oddziaływań czysto mechanicznych na mięśnie pacjenta. Oddziaływania te mają w sposób fizyczny imitować chód człowieka. Pierwowzorem takiego podejścia jest urządzenie, które wykorzystywane było w Ośrodku Badań Kosmicznych w Moskwie w zespole prof. Mirkina. Powstało ono kilkanaście lat temu i jakakolwiek próba adaptacji tego urządzania do wspomnianych celów wymagała stworzenia niemal nowego urządzenia w oparciu o określone algorytmy działania. Pierwsze urządzenie, które powstało w oparciu o pierwowzór i wykorzystane było przy rehabilitacji [3] powstało kilkanaście lat temu. Urządzenie to zostało zbudowane na bazie cyfrowego układu reprogramowalnego MAX7064SLC44-15 firmy Altera. Sterowanie urządzenia realizowane było poprzez programowanie ustawień rejestrów z wykorzystaniem portu równoległego LPT w komputerze osobistym klasy IBMPC. Z racji tego, że urządzenie było już dość długo i intensywnie użytkowane a do sterowania wykorzystywane są stare i wyeksploatowane komputery, które należy już wymienić na nowe (w większości nie posiadające portu równoległego LPT), konieczna była modernizacja istniejącego układu na spełniający wymogi współczesności układ elektroniczny sprzężony z komputerem osobistym poprzez łącze USB. W związku z powyższym opracowano założ[...]

 Strona 1