資訊工程學系

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本系前身「資訊教育學系」成立於民國七十四年,首先招收大學部學生,民國九十年成立資訊工程研究所碩士班,而後於民國九十五年進行系、所調整合併為「資訊工程學系」;並於九十六年成立博士班。本系目前每年約招收大學部四十餘人,碩士班六十餘人,博士班約五人,截至民國一百零四年十一月止,總計現有大學部一百九十多人,碩士班一百二十多人,博士班二十三人,合計學生人數約為三百三十多位。

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    以菲涅耳轉換及相位展開為基礎之數位全像顯微鏡在FPGA上之實現
    (2012) 莊子昕
    本論文旨在提出一硬體架構可以將數位全像片還原成原始影像相位圖,此硬體架構適用於嵌入式的數位全像顯微鏡(Digital Holographic Microscopy, DHM)系統,能夠加快運算來即時取得正確的還原全像影像。 本硬體架構採用皆以快速傅立葉轉換(FFT)為基礎的菲涅耳轉換搭配相位展開法則演算法來達到全像圖重建的目的。其中快速傅立葉轉換為高複雜度計算,對於一些需要即時顯示還原影像的應用往往會遇到很大的困難,因此本論文使用硬體電路架構來執行相關運算,以克服一般嵌入式系統上運算能力的限制,以縮短相位重建影像運算所需要花費的時間。另外,為克服硬體常見精確度不足問題,本硬體電路中大多使用IEEE 754浮點數格式來提升計算的精確度。 最後我們以現場可程式化邏輯閘陣列(Field Programmable Gate Array ,FPGA)為開發平台實現並實際測量硬體電路的資源消耗以及運算時間;實驗的結果顯示了本論文所提出的相位展開法則硬體架構能夠得到正確的還原結果,並且有效的降低還原相位圖運算所需要花費的時間以及擁有低硬體資源消耗的優點,因此適合使用於嵌入式的DHM 系統。
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    以FPGA實現可自動對焦之 3D數位全像重建系統
    (2014) 林烝祺
    本論文主要目的為在FPGA(Field Programmable Gate Array)平台提出一個硬體電路架構以實現全像圖的3D影像重建,此架構提供3D影像還原其相位所需的繞射計算以及相位展開功能,並且能夠對影像還原的焦距進行自動校正。此架構具有兩大優勢,其一為解決現存以GPU為主的3D影像還原系統功率消耗較高的缺點。其二為提供大多3D影像重建系統缺少的自動焦距校正功能。此架構中利用硬體進行菲涅耳轉換(Fresnel Transform)以執行繞射計算,自動焦距校正的部分則使用Normalized Variance數值來評估不同焦距下的影像清晰度。 在論文中我們將以FPGA來實現上述之硬體架構,並實際量測此架構執行之效能與功耗,根據實驗結果,本論文提出的架構較GPU或其他實現方式更具有可攜性、低功率消耗以及高速計算的優點。對於嵌入式數位全像顯微鏡(Embedded Digital Holographic Microscopy)等相關應用下是相當適合的設計架構。
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    以FPGA實現浮點FFT 及其在DHM硬體電路設計之應用
    (2013) 邱清志
    本論文主要是將浮點數快速傅立葉轉換應用在數位全像顯微鏡系統統的菲涅耳轉換上,透過本論文的硬體架構可還原全相片的相位值,接著再透過軟體Matlab來進行相位展開法則計算,在硬體的正確性上我們也使用Matlab軟體所得知答案來相互驗證其正確性。本論文將菲涅耳轉換當中的前轉換單元、快速傅立葉轉換單元以及後轉換單元使用IEEE 754浮點數的格式來進行運算,可達到提高精確度的目的。 本論文接著透過菲涅耳轉換當中傅立葉轉換模組的格式互相做精確度之比較,在使用定點數FFT與浮點數FFT之精確度差異並不會太大,但是在浮點數FFT的使用方便性上比定點數FFT來的便利許多。
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    適用於高速菲涅耳轉換之積體電路架構設計
    (2013) 陳建廷; Chien-Ting Chen
    本論文主要提出一硬體架構實現高速菲涅耳轉換,透過本硬體架構可還原全像片的相位值,後續再進行相位展開法則計算即可重建出物體實際樣貌。為了提高精確度,本硬體電路中大多使用IEEE 754浮點數格式進行運算,運算單元內部皆以管線化架構的方式實現,並且利用最佳排程將各運算單元之計算以平行的方式進行,有效提高菲涅耳轉換整體電路的運算效率,最後將此電路實現於FPGA開發平台並實際量測硬體資源消耗、運算時間以及功率消耗,透過硬體運算結果與軟體運算結果相互驗證確認還原結果正確。根據實驗結果,本論文提出之硬體架構有高精確度、高速運算以及低功率消耗之優點,對於現今要求即時運算的嵌入式數位全像系統,本論文所提出之硬體架構較具有競爭力。
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    適用於大尺寸菲涅爾轉換之FPGA硬體電路架構實現
    (2016) 施松甫; SHIH, Sung-Fu
    本論文主要的目的是在FPGA(Field Programmable Gate Array)平台上實作一個硬體架構實現,利用FPGA上面的 Off-Chip RAM並且使用主動型態存取記憶體之適用於大尺寸菲涅耳轉換硬體系統架構,為了要因應隨著科技進步3D全像圖的尺寸越來越大而需要的處理資料量越來越多,以前一般的處理方式將資料放在ON-Chip RAM,這樣會需要非常大尺寸的ON-Chip RAM ,它的價格非常昂貴導致電路生產成本就會相對的提高。 本論文的目的是希望將大尺寸全像圖影像資料放Off-Chip RAM上,並且用主動型態讀寫電路去有效率的控制Off-Chip RAM的讀寫資料,而不需由CPU額外設定及控制,這樣一來就能在不影響太多速度得情況下,大量減少ON-Chip RAM的使用,這樣一來的話就可以讓電路面積大幅度的下降,也能提升本電路的實用性。為了更進一步的加速電路的執行速度本論文中也提出一個新的資料存取架構來降低記憶體讀取次數,使得系統即使操作在Off-Chip記憶體的情況下,仍可執行快速計算。
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    適用於菲涅耳轉換之低面積VLSI電路架構
    (2015) 張信豪; Chang, Sin-Hau
    本論文主要目的是在FPGA(Field Programmable Gate Array)平台上提出一個硬體架構可以在低面積消耗的情況下實現大尺寸的菲涅耳轉換,因為要處理菲涅耳轉換的3D全像圖的尺寸越來越大,若是以傳統的方式將資料放在On-Chip RAM上,所需要的On-Chip RAM的尺寸會相當的大,同時成本也會大幅提高。本論文的目的在於將這些資料存放在DRAM上,並有效率的控制DRAM讀寫的動作,在不影響速度的情況下大幅減少On-Chip RAM的使用,如此一來電路面積就可以大幅度降低,不僅可以降低成本也提升此電路的實用性。 在本論文中我們將以FPGA來實現上述之硬體架構,並透過DRAM Controller將資料存放在DRAM中,實驗的結果顯示我們可以降低FPGA上的資源消耗,使我們可以處理更大尺寸的影像資料。