Implementacja w układzie reprogramowalnym algorytmu wyodrębniania ruchomych obiektów

• Autorzy: Kraft M. , Fularz M.

Warianty tytułu

EN

Hardware implementation of background subtraction algorithm

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono implementację w strukturze FPGA systemu detekcji obiektów ruchomych wykorzystującego metodę przybliżonej mediany. W celu poprawy wyników zastosowano modyfikację algorytmu, polegającą na poddaniu obrazu różnicowego działaniu filtra uśredniającego, oraz maksymalnego. Całość systemu zrealizowano w architekturze sprzętowo-programowej, opartej o mikroprocesor Microblaze wraz z dedykowanym procesorem sprzętowym podłączony przez interfejs FSL.

EN

The paper presents the FPGA implementation of a moving object detection system, based on the approximate median algorithm [1]. The method, despite its simplicity and low memory requirement, offers good detection quality [2]. To further improve the results, the original algorithm was modified by applying additional averaging and maximal filtering to the difference image [3]. The system is implemented as hybrid hardware/ software architecture, based on the Microblaze microprocessor [4], along with a dedicated coprocessor connected to it via the FSL (Fast Simplex Link) interface [5]. The microprocessor works under the control of the Xilkernel operating system, along with the LwIP TCP/IP stack, which allows transferring data through Ethernet. The software part of the algorithm performs the task of receiving the input image data, computing the difference image, and updating the background model accordingly. The difference image is then filtered by the Gaussian and maximum filter are implemented as a single hardware coprocessor. The processed data is sent back to the PC. Table 1 presents the summary of resources used for the implementation. Figure 1 outlines the system architecture. Figures 2 and 3 show the detailed coprocessor structure. The implemented system is capable of processing over ten 256x256, 8-bit grayscale image frames per second using an inexpensive Spartan-3E FPGA with 50MHz clock (see Fig. 4).

Słowa kluczowe

PL

układy FPGA; sprzętowa implementacja; systemy wizyjne; algorytm przybliżonej mediany

EN

FPGA devices; hardware implementation; vision systems; average median algorithm

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 56, nr 7
• Strony: 659--661
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., schem., tab.

Twórcy

autor

Kraft M.

autor

Fularz M.

• Politechnika Poznańska, Instytut Automatyki i Inżynierii Informatycznej, ul. Piotrowo 3a, 60-965 Poznań,

Bibliografia

• [1] McFarlane N. J. B., Schofield C. P.: Segmentation and tracking of piglets in images, Machine Vision and Applications, Springer, str. 187-193, 1995.
• [2] Sen-Ching S. Cheung, Kamath C.: Robust techniques for background substraction in urban traffic video, Proceedings of the SPIE, tom 5308, str. 881-892, 2004.
• [3] Amer A.: Memory-based spatio-temporal Real-time object segmentation, Proc. SPIE Int. Conf. on Real-Time Imaging, str. 10-21, Santa Clara CA, 2003.
• [4] Xilinx Inc.: UG 081 - MicroBlaze Processor Reference Guide, October 2009. http://www.xilinx.com
• [5] Xilinx Inc.: DS. 449 - Fast Simplex Link (FSL) Bus (v2.11b), Data Sheet, June 2009. http://www.xilinx.com
• [6] Wiatr K.: Akceleracja obliczeń w systemach wizyjnych. WNT, Warszawa 2003.