针对应用于地震波检测的高分辨率光纤油气层探测系统, 依据其信号频率缓慢变化的特点(频率范围为1～200 Hz), 基于区域生长算法思想设计并实现了一种适用于FPGA的高吞吐率相位计算的硬件架构, 包含包裹相位计算和相位解包两个子模块。该相位计算模块采用浮点运算单元和流水线运行, 重点实现了基于FIFO的数据流同步。选取Altera公司的EP3SE110F1152I3FPGA芯片, 工作频率为200 MHz, 潜伏期为2233个时钟周期。实现了单个时钟周期处理一个相位信息的吞吐能力, 每秒处理相位数据量可达2×108。实验证明, 该设计工作性能良好, 为高分辨率光纤油气层探测系统及其它实时性要求较高的干涉系统提供了一种新的具有高吞吐速率的相位计算解决方案。

针对SIFT、SURF等局部不变特征在大尺寸图像上匹配时过于耗时的问题, 将FREAK算子应用于图像匹配中, 并提出一种多线程并行加速方法。首先介绍FREAK描述子的特征点的检测、特征描述向量的生成和特征向量的匹配的过程, 并分析其优势。其次提出并行处理的2种思路: 一是对待匹配图像进行有重叠的分块, 对于每一块子图像, 开辟新的线程分别进行处理; 二是对匹配过程的3个步骤, 采用流水线技术进行并行处理, 每检测出一个特征点, 随即提取出该点的特征向量, 然后和模板图像的特征向量集进行匹配。改写SIFT、SURF和FREAK算法进行实验验证, 结果证明FREAK计算过程比SIFT和SURF快得多, 而并行方法可以在保证匹配精度的同时明显缩短匹配时间。