Karmaşık ayrık dalgacık dönüşümünün yeniden yapılandırılabilir mimariler üzerinde gerçeklenmesi
Implementation of complex discrete wavelet transform on reconfigurable architectures
- Tez No: 442517
- Danışmanlar: PROF. DR. NİZAMETTİN AYDIN, DOÇ. DR. SEZER GÖREN UĞURDAĞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 96
Özet
Çift-Ağaç Karmaşık Ayrık Dalgacık Dönüşümü (ÇAKDD), işaret işleme uygulamalarında yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Ayrık Dalgacık Dönüşümünün (ADD) daha gelişmiş bir türü olan ÇAKDD, paralel çalışan iki adet ADD'den oluşmaktadır. ADD ise Sonlu Darbe Cevaplı (Finite Impulse Response - FIR) filtrelerden oluşan bir ikili ağaçtır. Tezde, ÇAKDD'nin düşük güç tüketimli, taşınabilir uygulamalar için yeniden yapılandırılabilir bir platform üzerinde geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu kapsamda ÇAKDD, sonuçların doğrulanabilmesi için kişisel bir bilgisayarda, mikrodenetleyici (PIC) üzerinde, ARM tabanlı bir gömülü sistem üzerinde ve Alanda Programlanabilir Kapı Dizileri (Field Programmable Gate Arrays - FPGA) üzerinde gerçeklenmiştir. FPGA platformunda ise üç farklı donanım mimarisi (her ADD ağacı için bir toplayıcı ve bir çarpıcı, her ÇAKDD kanalı için bir toplayıcı ve bir çarpıcı, tüm girdi kanalları için bir toplayıcı ve bir çarpıcı) gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen tüm mimariler çok kanallı olarak çalışabilmektedir. Buna ek olarak, üç mimarinin kanal sayısı ve bit genişlikleri gibi parametrelerinin belirlenerek oluşturulduğu Saklayıcı Transfer Dili (Register Transfer Language - RTL) için kod üretici yazılım geliştirilmiştir. Üretilen ÇAKDD RTL, FPGA hedeflenerek yazılmıştır. Yöntemlerde kullanılan toplayıcı ve çarpıcıların sayısının azalmasıyla alan verimliliği ve gecikme artmaktadır. N-kanal işareti işlemek için, ilk yöntem, ikinci yöntemin iki katı hıza sahipken, ikinci yöntem üçüncü yöntemin N katı kadar hızlıdır. Ethernet kullanılarak bilgisayardan FPGA'ye veriler gönderilip sonuçlar başarılı bir şekilde alınarak doğrulama yapılmıştır. Ayrıca ÇAKKD'nin daha gelişmiş bir sürümü olan Değiştirilmiş ÇAKKD algoritması aynı mimariler kullanılarak gerçekleştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Dual Tree Complex Wavelet Transform (DTCWT) is widely used in signal processing applications. DTCWT is an enhancement to the Discrete Wavelet Transform (DWT) and composed of two DWTs running in parallel. DWT is formed as a binary tree of Finite Impulse Response (FIR) filters. In this thesis, a low power DTCWT implementation on a reconfigurable platform for portable applications is aimed. In this respect, in order to verify the results DTCWT was implemented on a personal computer, on a microcontroller, on an embedded system based on ARM processor, and on a Field Programmable Gate Arrays (FPGA). Three hardware architectures (an adder and a multiplier for each DWT tree, an adder and a multiplier for each DTCWT, an adder and a multiplier for N-channel DTCWT) were implemented. All these architectures can be implemented as multi-channel applications. Additionally, a code generator that produces RTL codes for desired architecture was implemented. We synthesized the generated DTCWT RTL for the targeted FPGA. Area efficiency increases with decreasing number of adders and multipliers utilized in the proposed architectures with some penalty in latency. For processing N-channel signals, a DTCWT using the first implementation is two times faster than the second implementation, a DTCWT using the second implementation is N times faster than the third implementation. In order to verify the implementations, data is sent to FPGA from a computer using Ethernet and results are received succesfully in real-time. Also, Modified DTCWT algorithm was implemented with the same architectures.
Benzer Tezler
- Medical image compression based on vector quantization and discrete wavelet transform
Vektör kuantizasyonu ve ayrık dalgacık dönüşümüne dayalı tıbbi görüntü sıkıştırma
AZHAR ABDULHASAN MUHAMMED ALI AJAM
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSakarya ÜniversitesiBilgisayar ve Bilişim Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ZENGİN
- Condition monitoring and fault detection for electrical power systems using signal processing and machine learning techniques
Sı̇nyal ı̇şleme ve makı̇ne öğrenme teknı̇klerı̇ kullanılarak elektrı̇k güç sı̇stemleri ı̇çı̇n durum ı̇zleme ve arıza belirleme
YASMIN NASSER MOHAMED
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAHİN SERHAT ŞEKER
- Motion estimation using complex discrete wavelet transform
Karmaşık ayrık dalgacık dönüşümü kullanarak hareket kestirimi
HÜSEYİN SARI
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METE SEVERCAN
- Dalgacık dönüşümü kullanılarak uydu ve hava görüntülerinin gürültüden arındırılması üzerine bir uygulama
A denoising application of satellite and aerial images using wavelet transform
KEZBAN İNCE
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHava Harp Okulu KomutanlığıUzay Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OKYAY KAYNAK
- Moment tabanlı normalleştirmeye dayalı sayısal görüntü damgalama yöntemleri
Digital image watermarking methods using moment based normalization
SERAP KAZAN
Doktora
Türkçe
2009
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CABİR VURAL