| _version_ |
1828461720821039104
|
| author |
Δερμάνης, Δημήτριος
Dermanis, Dimitrios
|
| author2 |
Καλλίγερος, Εμμανουήλ
|
| author_facet |
Καλλίγερος, Εμμανουήλ
Δερμάνης, Δημήτριος
Dermanis, Dimitrios
|
| author_sort |
Δερμάνης, Δημήτριος
|
| collection |
DSpace
|
| description |
Το υλικό (hardware) μπορεί να διακριθεί σε δύο μεγάλες κατηγορίες. Στη μία (τη μεγαλύτερη από τις δύο) ανήκουν τα κυκλώματα που εκτελούν μία συγκεκριμένη λειτουργία. Στη δεύτερη κατηγορία, ανήκουν τα κυκλώματα τα οποία έχουν τη δυνατότητα να προγραμματίζονται ώστε να εκτελούν κάποιον αλγόριθμο (κώδικα). Μεγάλο πλεονέκτημα της πρώτης κατηγορίας είναι η ταχεία εκτέλεση της λειτουργίας με αρκετά χαμηλή κατανάλωση ενέργειας. Η τρέχουσα κατεύθυνση της τεχνολογίας είναι προς φορητές συσκευές και μικροσυσκευές, οι οποίες λειτουργούν αυτόνομα με περιορισμένη πρόσβαση σε πηγές ενέργειας. Υπάρχει επομένως μεγάλη ανάγκη για συστήματα, τα οποία έχουν την ελάχιστη δυνατή ενεργειακή κατανάλωση, ενώ παράλληλα λειτουργούν σε υψηλές ταχύτητες, όπως και η σύγχρονη ζωή. Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως στόχο την παραγωγή ενός ψηφιακού συστήματος, το οποίο θα μπορούσε να αποτελεί μέρος ενός μεγαλύτερου συστήματος, με τη χρήση σύγχρονων μεθόδων σχεδίασης. Το σύστημα εκτελεί αναστρέψιμη υδατογράφηση ψηφιακών εικόνων με τη χρήση ενός αλγορίθμου, ο οποίος βοηθάει την υλοποίηση σε υλικό. Ο σχεδιασμός υλοποιείται σε ένα FPGA, ώστε να είναι δυνατός ο έλεγχος της ορθής λειτουργίας του. Απαραίτητο για την κατανόηση του αλγορίθμου, αλλά και την παραγωγή ενδεικτικών αποτελεσμάτων ήταν η κατ’ αρχάς υλοποίησή του σε λογισμικό. Στην εργασία γίνεται αναλυτική παρουσίαση του αλγορίθμου υδατογράφησης που χρησιμοποιήθηκε. Αναφέρονται και αιτιολογούνται οι σχεδιαστικές επιλογές που έγιναν για την υλοποίηση, σε ό,τι αφορά τη μνήμη και τις καταστάσεις του κυκλώματος. Επιδεικνύεται η διαδικασία επιβεβαίωσης του σχεδιασμού με τη χρήση του εργαλείου σχεδίασης και γίνεται σύγκριση με τις κλασικές μεθόδους επιβεβαίωσης με τη χρήση εξομοιωτή. Τέλος παρουσιάζονται και σχολιάζονται αποτελέσματα που παρήχθησαν με τη χρήση του κυκλώματος στο FPGA. Ο αναγνώστης θα πρέπει να είναι εξοικειωμένος με τις βασικές έννοιες της σχεδίασης ψηφιακών συστημάτων, όπως αυτή του καταχωρητή, των κύκλων ρολογιού και των καταστάσεων ενός κυκλώματος, προκειμένου να κατανοήσει σε όλη της την έκταση την παρούσα εργασία.
|
| id |
oai:hellanicus.lib.aegean.gr:11610-19569
|
| institution |
Hellanicus
|
| language |
el_GR
|
| publishDate |
2019
|
| record_format |
dspace
|
| spelling |
oai:hellanicus.lib.aegean.gr:11610-195692019-11-01T13:43:40Z Σχεδιασμός και υλοποίηση σε υλικό μονάδας επεξεργασίας ψηφιακών εικόνων με χρήση τεχνικών σύνθεσης υψηλού επιπέδου Design and implementation of a digital-image reversible watermarking unit using high-level synthesis techniques Δερμάνης, Δημήτριος Dermanis, Dimitrios Καλλίγερος, Εμμανουήλ ψηφιακό κύκλωμα ενσωματωμένο σύστημα αντιστρέψιμη υδατογράφηση εικόνας embedded system digital design reversible image watermarking chisel Embedded computer systems Digital images--Watermarking Digital integrated circuits--Computer-aided design Το υλικό (hardware) μπορεί να διακριθεί σε δύο μεγάλες κατηγορίες. Στη μία (τη μεγαλύτερη από τις δύο) ανήκουν τα κυκλώματα που εκτελούν μία συγκεκριμένη λειτουργία. Στη δεύτερη κατηγορία, ανήκουν τα κυκλώματα τα οποία έχουν τη δυνατότητα να προγραμματίζονται ώστε να εκτελούν κάποιον αλγόριθμο (κώδικα). Μεγάλο πλεονέκτημα της πρώτης κατηγορίας είναι η ταχεία εκτέλεση της λειτουργίας με αρκετά χαμηλή κατανάλωση ενέργειας. Η τρέχουσα κατεύθυνση της τεχνολογίας είναι προς φορητές συσκευές και μικροσυσκευές, οι οποίες λειτουργούν αυτόνομα με περιορισμένη πρόσβαση σε πηγές ενέργειας. Υπάρχει επομένως μεγάλη ανάγκη για συστήματα, τα οποία έχουν την ελάχιστη δυνατή ενεργειακή κατανάλωση, ενώ παράλληλα λειτουργούν σε υψηλές ταχύτητες, όπως και η σύγχρονη ζωή. Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως στόχο την παραγωγή ενός ψηφιακού συστήματος, το οποίο θα μπορούσε να αποτελεί μέρος ενός μεγαλύτερου συστήματος, με τη χρήση σύγχρονων μεθόδων σχεδίασης. Το σύστημα εκτελεί αναστρέψιμη υδατογράφηση ψηφιακών εικόνων με τη χρήση ενός αλγορίθμου, ο οποίος βοηθάει την υλοποίηση σε υλικό. Ο σχεδιασμός υλοποιείται σε ένα FPGA, ώστε να είναι δυνατός ο έλεγχος της ορθής λειτουργίας του. Απαραίτητο για την κατανόηση του αλγορίθμου, αλλά και την παραγωγή ενδεικτικών αποτελεσμάτων ήταν η κατ’ αρχάς υλοποίησή του σε λογισμικό. Στην εργασία γίνεται αναλυτική παρουσίαση του αλγορίθμου υδατογράφησης που χρησιμοποιήθηκε. Αναφέρονται και αιτιολογούνται οι σχεδιαστικές επιλογές που έγιναν για την υλοποίηση, σε ό,τι αφορά τη μνήμη και τις καταστάσεις του κυκλώματος. Επιδεικνύεται η διαδικασία επιβεβαίωσης του σχεδιασμού με τη χρήση του εργαλείου σχεδίασης και γίνεται σύγκριση με τις κλασικές μεθόδους επιβεβαίωσης με τη χρήση εξομοιωτή. Τέλος παρουσιάζονται και σχολιάζονται αποτελέσματα που παρήχθησαν με τη χρήση του κυκλώματος στο FPGA. Ο αναγνώστης θα πρέπει να είναι εξοικειωμένος με τις βασικές έννοιες της σχεδίασης ψηφιακών συστημάτων, όπως αυτή του καταχωρητή, των κύκλων ρολογιού και των καταστάσεων ενός κυκλώματος, προκειμένου να κατανοήσει σε όλη της την έκταση την παρούσα εργασία. Hardware can be divided into two major families. The first (the bigger one) contains all circuits that are application specific. The second contains the circuits that can be programmed to run an algorithm (code). The big advantage of the first family over the other, is that its circuits can work faster and with lower energy consumption. The current trend in technology is portable devices and micro devices that function autonomously with limited access to energy sources. Thus, there is great demand for systems that have minimal energy consumption while they can function at high speed, as modern life does. This thesis aims at producing a digital system that could be part of a bigger system, using modern design methods. The system performs reversible digital image watermarking using an algorithm suitable for hardware implementation. The design is deployed on an FPGA, so that its proper implementation can be proven. Before that, it was necessary to implement in software the algorithm for better understanding it and in order to produce pilot results for the hardware implementation that would follow. In this thesis, there is a detailed presentation of the watermarking algorithm that was used. Decisions regarding the design (memory allocation, finite state machines) are also explained. The verification process used (software emulation) is compared with traditional verification methods (circuit simulator). Finally, the results that this circuit has produced on an FPGA are presented and commented. Reader must be familiar with basic concepts of digital design (register, clock cycles, finite state machines) in order to fully understand this thesis. 2019-10-30T10:07:08Z 2019-10-30T10:07:08Z 2018-11-19 http://hdl.handle.net/11610/19569 el_GR CC0 1.0 Παγκόσμια http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/ 55 σ. application/pdf Σάμος
|
| spellingShingle |
ψηφιακό κύκλωμα
ενσωματωμένο σύστημα
αντιστρέψιμη υδατογράφηση εικόνας
embedded system
digital design
reversible image watermarking
chisel
Embedded computer systems
Digital images--Watermarking
Digital integrated circuits--Computer-aided design
Δερμάνης, Δημήτριος
Dermanis, Dimitrios
Σχεδιασμός και υλοποίηση σε υλικό μονάδας επεξεργασίας ψηφιακών εικόνων με χρήση τεχνικών σύνθεσης υψηλού επιπέδου
|
| title |
Σχεδιασμός και υλοποίηση σε υλικό μονάδας επεξεργασίας ψηφιακών εικόνων με χρήση τεχνικών σύνθεσης υψηλού επιπέδου
|
| title_full |
Σχεδιασμός και υλοποίηση σε υλικό μονάδας επεξεργασίας ψηφιακών εικόνων με χρήση τεχνικών σύνθεσης υψηλού επιπέδου
|
| title_fullStr |
Σχεδιασμός και υλοποίηση σε υλικό μονάδας επεξεργασίας ψηφιακών εικόνων με χρήση τεχνικών σύνθεσης υψηλού επιπέδου
|
| title_full_unstemmed |
Σχεδιασμός και υλοποίηση σε υλικό μονάδας επεξεργασίας ψηφιακών εικόνων με χρήση τεχνικών σύνθεσης υψηλού επιπέδου
|
| title_short |
Σχεδιασμός και υλοποίηση σε υλικό μονάδας επεξεργασίας ψηφιακών εικόνων με χρήση τεχνικών σύνθεσης υψηλού επιπέδου
|
| title_sort |
σχεδιασμός και υλοποίηση σε υλικό μονάδας επεξεργασίας ψηφιακών εικόνων με χρήση τεχνικών σύνθεσης υψηλού επιπέδου
|
| topic |
ψηφιακό κύκλωμα
ενσωματωμένο σύστημα
αντιστρέψιμη υδατογράφηση εικόνας
embedded system
digital design
reversible image watermarking
chisel
Embedded computer systems
Digital images--Watermarking
Digital integrated circuits--Computer-aided design
|
| url |
http://hdl.handle.net/11610/19569
|
| work_keys_str_mv |
AT dermanēsdēmētrios schediasmoskaiylopoiēsēseylikomonadasepexergasiaspsēphiakōneikonōnmechrēsētechnikōnsynthesēsypsēlouepipedou
AT dermanisdimitrios schediasmoskaiylopoiēsēseylikomonadasepexergasiaspsēphiakōneikonōnmechrēsētechnikōnsynthesēsypsēlouepipedou
AT dermanēsdēmētrios designandimplementationofadigitalimagereversiblewatermarkingunitusinghighlevelsynthesistechniques
AT dermanisdimitrios designandimplementationofadigitalimagereversiblewatermarkingunitusinghighlevelsynthesistechniques
|