Wyodrębnianie i śledzenie obiektów w obrazie ruchomym implementowane w układach FPGA

• Autorzy: Dziwulski G. , Jamro E. , Wiatr K.

Warianty tytułu

EN

Vision objects segmentation and tracking implemented in FPGAs

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Niniejszy artykuł przedstawia wyniki implementacji w układach FPGA wyodrębniania i śledzenia obiektów w obrazie ruchomym z wykorzystaniem obrazu tła. System zaimplementowano na płycie XSB300E wykorzystując układ Spartan XC2S300E oraz pamięć SRAM 256k?6. Odejmowanie tła (ang. background subtraction) jest podstawową techniką wyodrębniania obiektów ruchomych, która polega na porównywaniu ramki obrazu video z pewnym jego uśrednieniem (tłem) otrzymanym na podstawie poprzednich ramek.

EN

This paper presents implementation results of a simply motion detection system which employs the background subtraction technique and is implemeted on a XSB board from XESS Corp. Background subtraction algorithm was selected because of its simplicity in hardware implementation. Xilinx Embedded Development Kit (EDK) software together with MicroBlaze soft-processor and On-chip Peripherial Bus (OPB) were extensively employed throughout this project. Several new OPB-based modules were designed: opb_i2c, opb_xsb_framgrabber, opb_vga3, opb_sram, opb_video_filter. In this project formula (2) is used to calculate the background model, where It - denotes actual image from camera, Bt - denotes background for the same time as It, ? - is the learning rate equal 1/64. Object motion has an effect in differences between It and Bt stored as ? image. This kind of motion distinguishing was adopted in many variants by class of simple motion detection systems [4, 5, 6]. Non-standard image resolution 352?264 was chosen as the best compromise between hardware capabilities and processing performance. The role of hardware modules is grabbing images from camera 25 times per sec., storing them in SRAM memory, background calculation and image difference It - Bt calculation. Further image processings (e.g. edge detection) were calculated by soft-processor MIcroBlaze To increase memory bandwidth most transfers use block transfers, consequently every OPB-based module incorporates First-In First-Out (FIFO).

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2009
• Tom: R. 55, nr 8
• Strony: 639--641
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab., wzory

Twórcy

autor

Dziwulski G.

autor

Jamro E.

autor

Wiatr K.

• Katedra Elektroniki, Akademia Górniczo-Hutnicza,

Bibliografia

• [1] K. Ratnayake, A. Amer: An FPGA-based implementation of spatiotemporal object segmentation; Image Processing, 2006 IEEE International Conference; strony 3265-3268; październik 2006.
• [2] J. Díaz, E. Ros, F. Pelayo, E. M. Ortigosa, S. Mota: FPGA Based Real-Time Optical-Flow System; Circuits and Systems for Video Technology, IEEE Transactions; vol. 16. issue 2., strony 274-279; luty 2006.
• [3] Xess: XSB Board V1.0 Manual; Xess Corporation; 8 sierpień 2003.
• [4] J. Heikkila, O. Silven: A real-time system for monitoring of cyclists and pedestrians; Second IEEE Workshop on Visual Surveillance Fort Collins; strony 74-81; Colorado, czerwiec 1999.
• [5] I. Haritaoglu, D. Harwood, L. S. Davis: W4: Real-Time Surveillance of People and Their Activities; IEEE TRANSACTIONS ON PATTERN ANALYSIS AND MACHINE INTELLIGENCE, vol. 22, Nr. 8; strony 809-830; sierpień 2000.
• [6] G. Halevy and D. Weinshall: Motion of disturbances: detection and tracking of multi-body nonrigid motion; Proc. IEEE Int. Conf. Comp.Vision Patt. Rec. CVPR; strony 897–907; Czerwiec 1997.
• [7] E. Jamro, K. Wiatr: Środowisko APSI wspomagające prototypowanie heterogeniczne modułów zawierających układy FPGA, Kwartalnik PAN Elektroniki i Telekomunikacji, 2006, 52, z. 1, ss. 89-113.
• [8] E. Jamro, K. Wiatr: Potokowe przetwarzanie obrazu w oparciu o środowisko EDK i magistralę OPB, Automatyka AGH Tom 10, Zeszyt 3, 2006, pp. 373-384.
• [9] Opencores.org I2C controller core, www.opencores.org.