Перейти на головну сторінку журналу
збірник наукових праць наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Рік 2025 Том 23, Випуск 2
Українська English
Отримати статтю →
Випуски PACS Передплатникам Для авторів
Пошук →
Розширений пошук

Випуски

 / 

2025

 / 

том 23 / 

випуск 2

 


Завантажити повну версію статті (в PDF форматі)

Nasima AKTER1, Md. ABDULLAH-AL-SHAFI2, and Md. NASIM AKHTAR1

1Dhaka University of Engineering & Technology, Gazipur, Bangladesh
2University of Development Alternative (UODA), Dhanmondi, Dhaka, Bangladesh

QCA Nanoarchitecture for Morphological Processes on Binary Images

333–348 (2025)

PACS numbers: 03.67.Dd, 68.65.Hb, 68.65.La, 73.21.Hb, 73.21.La, 73.63.Kv, 73.63.Nm, 85.35.Be

Перспективна наноархітектура, — квантово-точкові клітинні автомати (КТА), — пропонує новий метод побудови цифрових архітектур у мінімальному масштабі зі значними досягненнями. Це — перспективний наноархітип з видатними досягненнями у подоланні недоліків комплементарної архітектури на основі метал-оксид-напівпровідників (КМОП), а також у швидкості перемикання, дизайні та розмірах виготовлення. КТА спирається на маніпулювання квантовими точками (нанорозмірними напівпровідниковими частинками) для виконання обчислень і зберігання інформації. Складні підходи до обробки зображень враховують низку випадків, які ідентифікують бінарний медіянний фільтер і математичні морфологічні (ММ) процедури, наприклад, ерозію та дилятацію. Коли справа доходить до ММ на бінарних зображеннях, КТА може бути використана для реалізації операцій цифрової обробки зображень. Морфологічні операції є фундаментальними в обробці зображень і комп’ютерному зорі для таких завдань, як зменшення шуму, виявлення об’єктів і поліпшення зображення. КТА може забезпечити платформу для проєктування та впровадження ефективних морфологічних операторів для бінарних зображень. Ерозія та дилятація є важливими підходами в частому застосуванні реальних зображень. У цьому дослідженні описано оптимізовані наноструктури в КТА для застосувань MM, що функціонують як дилятація й ерозія. Запропонована наноархітектура порівнюється з найліпшим аналогом, що демонструє істотний проґрес щодо роботи комірки, обсягу та затримки. Запропонована конфіґурована конструкція досягла поліпшення на 42,20%, 41,18%, 50,00% і 60,84%, а неконфіґурована конструкція досягла поліпшення на 12,42%, 31,24%, 34,36% і 12,45% з точки зору використовуваної комірки, обсягу замкнутого простору, тактової частоти та обсягу комірки відповідно. Крім того, споживання енергії структурами оцінюється на різних температурних рівнях у 2 К

КЛЮЧОВІ СЛОВА: квантово-точкові клітинні автомати, морфологія, ерозія, дилятація


REFERENCES
  1. J. A. Carballo, W. T. J. Chan, P. A. Gargini, A. B. Kahng, and S. Nath, 32nd International Conference on Computer Design (ICCD) (19 October, 2014), p. 139; https://doi.org/10.1109/ICCD.2014.6974673
  2. C. S. Lent, P. D. Tougaw, W. Porod, and G. H. Bernstein, Nanotechnology, 4, Iss. 1: 49 (1993); https://doi.org/10.1088/0957-4484/4/1/004
  3. N. Gallagher and G. Wise, IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal Process, 29, Iss. 6: 1136 (1981); https://doi.org/10.1109/TASSP.1981.1163708
  4. E. Aptoula and S. Lefèvre, Pattern Recognit, 40, Iss. 11: 2914 (2007); https://doi.org/10.1016/j.patcog.2007.02.004
  5. I. Grattan-Guinness, Hist. Math, 31, Iss. 2: 163 (2004); https://doi.org/10.1016/S0315-0860(03)00032-6
  6. K. Michielsen and H. De Raedt, Phys. Rep., 347, Iss. 6: 461 (2001); https://doi.org/10.1016/S0370-1573(00)00106-X
  7. V. Chatzis and I. Pitas, IEEE Trans Image Process, 19, Iss. 7: 699 (2000); https://doi.org/10.1109/42.875192
  8. K. Benkrid, A. Benkrid, and S. Belkacemi, J. Syst. Archit., 53, Iss. 4: 184 (2007); https://doi.org/10.1016/j.sysarc.2006.09.010
  9. K. Konstantinidis, G. C. Sirakoulis, and I. Andreadis, IEEE Trans. Syst. Man Cybern, Pt. C, 39, Iss. 5: 520 (2009); https://doi.org/10.1109/TSMCC.2009.2020511
  10. T. Cole and J. C. Lusth, Prog. Quantum. Electron, 25, Iss. 4: 165 (2001); https://doi.org/10.1016/S0079-6727(01)00007-6
  11. M. Abdullah-Al-Shafi and A. N. Bahar, 5th Intl. Conf. on Informatics, Electronics & Vision (May 13, 2016), p. 620; https://doi.org/10.1109/ICIEV.2016.7760076
  12. P. D. Tougaw and C. S. Lent, J. Appl. Phys., 75, Iss. 3: 1818 (1994); https://doi.org/10.1063/1.356375
  13. M. Abdullah-Al-Shafi and A. N. Bahar, Cogent. Eng., 3, Iss. 1: 1237864 (2016); https://doi.org/10.1080/23311916.2016.1237864
  14. M. Abdullah-Al-Shafi, Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii, 16, Iss. 2: 289 (2018); http://dx.doi.org/10.15407/nnn.16.02.289
  15. M. Abdullah-Al-Shafi, M. S. Islam, and A. N. Bahar, Int. J. Comput. Appl., 128, Iss. 2: 27 (2015); https://doi.org/10.5120/ijca2015906434
  16. M. Abdullah-Al-Shafi, A. N. Bahar, F.Ahmad, and K. Ahmed, Cogent. Eng., 4, Iss. 1: 1349539 (2017); https://doi.org/10.1080/23311916.2017.1349539
  17. M. Abdullah-Al-Shafi and A. N. Bahar, Cogent. Eng., 4, Iss. 1: 1391060 (2017); https://doi.org/10.1080/23311916.2017.1391060
  18. M. Abdullah-Al-Shafi and A. N. Bahar, J. Nanoelectron. Optoelectron., 13, Iss. 6: 856 (2018); https://doi.org/10.1166/jno.2018.2302
  19. M. Abdullah-Al-Shafi and A. N. Bahar, Int. Nano Lett., 9, Iss. 3: 265 (2019); https://doi.org/10.1007/s40089-019-0279-1
  20. M. Abdullah-Al-Shafi and A. N. Bahar, J. Comput. Theor. Nanosci., 14, Iss. 5: 2416 (2017); https://doi.org/10.1166/jctn.2017.6842
  21. M. Abdullah-Al-Shafi and A. N. Bahar, Sens. Lett., 17, Iss. 7: 595 (2019); https://doi.org/10.1166/sl.2019.4117
  22. M. Abdullah-Al-Shafi and A. N. Bahar, J. Nanoelectron. Optoelectron., 14: Iss. 9: 1275 (2019); https://doi.org
  23. M. Abdullah-Al-Shafi and Z. Rahman, Solid State Electron. Lett., 1, Iss. 2: 73 (2019); https://doi.org/10.1016/j.ssel.2019.11.004
  24. M. Abdullah-Al-Shafi, A. N. Bahar, M. A. Habib, M. M. R. Bhuiyan, F. Ahmad, P. Z. Ahmad, and K. Ahmed, Ain Shams Eng. J., 9, Iss. 4: 2641 (2018); https://doi.org/10.1016/j.asej.2017.05.010
  25. M. T. Niemier, M. J. Kontz, and P. M. Kogge, Proc. 37th Annual Design Automation Conference (2000), p. 227; https://doi.org/10.1145/337292.337398
  26. M. Crocker, X. S. Hu, M. Niemier, M. Yan, and G. Bernstein, IEEE Trans. Nanotechnol., 7, Iss. 3: 376 (2008); https://doi.org/10.1109/TNANO.2007.915022
  27. M. Abdullah-Al-Shafi and A. N. Bahar, Int. J. Inf. Technol. Comput. Sci., 10, Iss. 10: 38 (2018); https://doi.org/10.5815/ijitcs.2018.10.05
  28. Md. Abdullah-Al-Shafi, Commun. Appl. Electron., 4, Iss. 1: 20 (2016); http://dx.doi.org/10.5120/cae2016652004
  29. J. L. Cardenas-Barrera, K. N. Plataniotis, and A. N. Venetsanopoulos, Math. Probl. Eng., 8, Iss. 1: 87 (2002); https://doi.org/10.1080/10241230211381
  30. V. Mardiris and V. Chatzis, J. Eng. Sci. Technol. Rev., 9, Iss. 2: 25 (2016); https://doi.org/10.25103/jestr.092.05
  31. R. Zhang, K. Walus, W. Wang, and G. A. Jullien, IEEE Trans. Nanotechnol., 3, Iss: 4: 443 (2004); https://doi.org/10.1109/TNANO.2004.834177
  32. I. Amlani, A. O. Orlov, R. K. Kummamuru, G. H. Bernstein, C. S. Lent, and G. L. Snider, Appl. Phys. Lett., 77, Iss. 5: 738 (2000); https://doi.org/10.1063/1.127103
  33. S. B. Tripathi, A. Narzary, R. Toppo, M. Goswami, and B. Sen, J. Phys. Conf. Ser., 1039, Iss. 1: 012028 (2018); https://doi.org/10.1088/1742-6596/1039/1/012028
  34. M. Abdullah-Al-Shafi and R. Ziaur, Solid State Electron. Lett., 1, Iss. 2: 73 (2019); https://doi.org/10.1016/j.ssel.2019.11.004
  35. S. Sheikhfaal, S. Angizi, S. Sarmadi, M. H. Moaiyeri, and S. Sayedsalehi, Microelectron. J., 46, Iss.6: 462 (2015); https://doi.org/10.1016/j.mejo.2015.03.016
  36. S. S. Ahmadpour, M. Mosleh, and S. Rasouli Heikalabad, J. Supercomput., 76, Iss. 12: 10155 (2020); https://doi.org/10.1007/s11227-020-03249-3
  37. M. Abdullah-Al-Shafi, M. S. Islam, and A. N. Bahar, Int. Nano Lett., 10, Iss. 3: 177 (2020); https://doi.org/10.1007/s40089-020-00304-y
  38. M. R. Hasan, R. Guest, and F. Deravi, ACM Comput. Surv., 55, Iss. 13: 1 (2023); https://doi.org/10.1145/3583135
Creative Commons License
Ця стаття ліцензована за Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License
©2003 НАНОСИСТЕМИ, НАНОМАТЕРІАЛИ, НАНОТЕХНОЛОГІЇ Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України.
E-mail: tatar@imp.kiev.ua Телефони та адреса редакції Про збірник Угода користувача