光学精密工程
光學精密工程
광학정밀공정
OPTICS AND PRECISION ENGINEERING
2011年
3期
501-507
,共7页
自适应光学%Shack-Hartmann传感器%灰度重心法%几何矩%波前斜率处理
自適應光學%Shack-Hartmann傳感器%灰度重心法%幾何矩%波前斜率處理
자괄응광학%Shack-Hartmann전감기%회도중심법%궤하구%파전사솔처리
在硬件资源有限的情况下,为了支持尽可能多的子孔径进行实时波前斜率处理,提出了一种基于累加器的波前斜率处理器.该处理器的运算核心是子光斑质心计算模块,根据二维图像矩计算的可分解性以及一维矩的递推累加求解方法,用加法运算代替子孔径坐标与像素灰度的乘法运算,获得灰度重心法所需的所有二维低阶矩.该模块仅由5个累加器组成,硬件实现时避免了乘法器的使用,降低了资源消耗.仿真实验结果表明:对于22×22方形排布的哈特曼-夏克波前传感器图像,本文的结构可在FPGA内实现;在100 MHz的工作频率下,完成一帧所有子孔径斜率计算的延迟时间为0.33 μs,计算误差<0.002 pixel;与传统的波前斜率处理器相比,其逻辑资源消耗减小了40%左右.所提出的结构能够在不增加额外资源的情况下,通过对原波前斜率处理器进行升级来完成,其支持的子孔径数目增加1倍左右,实现了波前斜率的高速、高精度提取.
在硬件資源有限的情況下,為瞭支持儘可能多的子孔徑進行實時波前斜率處理,提齣瞭一種基于纍加器的波前斜率處理器.該處理器的運算覈心是子光斑質心計算模塊,根據二維圖像矩計算的可分解性以及一維矩的遞推纍加求解方法,用加法運算代替子孔徑坐標與像素灰度的乘法運算,穫得灰度重心法所需的所有二維低階矩.該模塊僅由5箇纍加器組成,硬件實現時避免瞭乘法器的使用,降低瞭資源消耗.倣真實驗結果錶明:對于22×22方形排佈的哈特曼-夏剋波前傳感器圖像,本文的結構可在FPGA內實現;在100 MHz的工作頻率下,完成一幀所有子孔徑斜率計算的延遲時間為0.33 μs,計算誤差<0.002 pixel;與傳統的波前斜率處理器相比,其邏輯資源消耗減小瞭40%左右.所提齣的結構能夠在不增加額外資源的情況下,通過對原波前斜率處理器進行升級來完成,其支持的子孔徑數目增加1倍左右,實現瞭波前斜率的高速、高精度提取.
재경건자원유한적정황하,위료지지진가능다적자공경진행실시파전사솔처리,제출료일충기우루가기적파전사솔처리기.해처리기적운산핵심시자광반질심계산모괴,근거이유도상구계산적가분해성이급일유구적체추루가구해방법,용가법운산대체자공경좌표여상소회도적승법운산,획득회도중심법소수적소유이유저계구.해모괴부유5개루가기조성,경건실현시피면료승법기적사용,강저료자원소모.방진실험결과표명:대우22×22방형배포적합특만-하극파전전감기도상,본문적결구가재FPGA내실현;재100 MHz적공작빈솔하,완성일정소유자공경사솔계산적연지시간위0.33 μs,계산오차<0.002 pixel;여전통적파전사솔처리기상비,기라집자원소모감소료40%좌우.소제출적결구능구재불증가액외자원적정황하,통과대원파전사솔처리기진행승급래완성,기지지적자공경수목증가1배좌우,실현료파전사솔적고속、고정도제취.
