Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Implementacja sprzętowa odejmowania tła metodą ViBe w układzie FPGA

Kryjak T., Gorgoń M.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2013

|

R. 59, nr 11

1191--1194

PL

W artykule zaprezentowano implementację sprzętową nowatorskiego algorytmu odejmowania tła ViBe (ang. VIsual Background Extractor) w układzie rekonfigurowalnym FPGA. Metoda ta opiera się na odmiennej od dotychczas opisywanych i realizowanych koncepcji modelowania tła. W pracy dokonano oceny możliwości przeniesienia algorytmu na platformę sprzętową, pokazano dwie modyfikacje, które pozwoliły poprawić działanie metody oraz omówiono zrealizowany system sprzętowy. Według wiedzy autorów jest to pierwszy opis implementacji tego algorytmu w układzie FPGA.

EN

This paper presents a hardware implementation in the FPGA reconfigurable device of ViBe - a novel background subtraction algorithm. The method is based on a different, from those previously described and implemented, background modelling concept. It partly uses random numbers, which allowed us to significantly reduce the buffer size in relation to the standard methods like mean or median form a buffer. A detailed description of ViBe can be found in papers [6, 7, 8]. In this paper the role of background generation algorithms in image processing and analysis systems, with particular emphasis on hardware implementations is discussed (Section 1). The ViBe algorithm is described in Section 2. Then an analysis of the possibility of implementing ViBe in FPGA is presented (Section 3). Section 4 describes two proposed modifications: the use of the CIE Lab colour space and the enhanced flashing pixels detection method. Their desirability has been confirmed quantitatively using the "ChangeDetection" database [9]. A detailed description of the designed ViBe hardware module and image processing system is presented in Section 5. The scheme of the ViBe module is shown in Figure 5 and the whole system in Figure 4. Table 3 summarizes the hardware resource utilization. The proposed solution enables the detection of objects using the method ViBe and enables realtime processing of a colour 640 x 480 video stream at 60 frames per second. The obtained results confirm the high usefulness of FPGA in the implementation of advanced image processing and analysis algorithms.

2

Real-time implementation of moving object detection in video surveillance systems using FPGA

Kryjak T., Gorgoń M.

Computer Science

|

2011

|

Vol. 12

149-162

EN

The article presents the concept of real-time implementation computing tasks in video surveillance systems. A pipeline implementation of a multimodal background generation algorithm for colour video stream and a moving objects segmentation based on brightness, colour and textural information in reconfigurable resources of FPGA device is described. System architecture, resource usage and segmentation results are presented.

PL

W artykule zaprezentowano koncepcję implementacji zadań obliczeniowych wykorzystywanych w systemach nadzoru wizyjnego w czasie rzeczywistym. Opisano implementację wielomodalnej metody generacji tła dla sekwencji wideo zarejestrowanych w kolorze oraz segmentację obiektów ruchomych z wykorzystaniem informacji o jasności, kolorze i teksturze w zasobach rekonfigurowalnych układów FPGA. Zaprezentowano architekturę systemu, zużycie zasobów i przykładowe rezultaty segmentacji.

3

Implementacja algorytmu generacji tła wraz z modułem segmentacji obiektów ruchomych i eliminacji cieni w układach FPGA serii Spartan 6

Kryjak T., Komorkiewicz M., Gorgoń M.

Automatyka / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

|

2011

|

T. 15, z. 3

197-217

PL

W artykule opisano implementację systemu detekcji obiektów ruchomych składającego się z kamery cyfrowej, układu FPGA Spartan 6 oraz monitora LCD. Zastosowano metodę detekcji obiektów opartą na obrazach różnicowych, stosując następujące algorytmy: generacja tła, odejmowanie tła i usuwanie cieni. Dokonano modyfikacji i adaptacji algorytmów do potrzeb implementacji FPGA. Podstawą działania systemu są moduły zaimplementowane w języku VHDL: wielowariantowej generacji tła oraz segmentacji obiektów ruchomych na podstawie analizy wartości jasności, koloru i tekstury. Dodatkowo opisano budowę, zaimplementowanych w języku Verilog, modułów umożliwiających komunikację z kamerą, wykonanie transformacji Bayera, konwersji przestrzeni barw RGB na CIE Lab oraz szybkiego interfejsu do zewnętrznej pamięci RAM DDR3. Ponadto w pracy zaprezentowano zużycie zasobów FPGA dla poszczególnych modułów oraz wyniki testów wykonanego systemu.

EN

The article describes an implementation of a moving object detection system consisting of a digital camera, a Spartan 6 FPGA device and a LCD monitor. The object detection method is based on differential images. It uses the following algorithms: background generation, background subtraction and shadow removal. The basis of the system are two modules designed in VHDL: advanced background generation and moving objects segmentation based on brightness, colour and texture analysis. In addition the construction of modules allowing communication with the camera, execution of the Bayer transform, RGB to CIE Lab colour space conversion and fast interface to the external DDR3 RAM is described. The paper also presents the usage of FPGA resources and tests results of the proposed system.

4

Analiza i testowanie algorytmów generacji tła na potrzeby systemu monitoringu przestrzeni publicznej

Kryjak T.

Automatyka / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

|

2011

|

T. 15, z. 3

177-196

PL

W artykule poruszono zagadnienia, które są istotne przy wyborze metody detekcji obiektów ruchomych dla systemu monitoringu przestrzeni publicznej. Przebadano, jak wybór przestrzeni barw wpływa na rezultaty detekcji, oraz zmierzono i zaprezentowano czasy konwersji pomiędzy przestrzeniami barw. Przeanalizowano i przetestowano szereg algorytmów generacji tła, zwracając szczególną uwagę na takie cechy, jak: zdolność do poprawnej inicjalizacji tła, odporność na nagłe zmiany oświetlenia i multimodalność tła. Dodatkowo wyniki eksperymentów wskazują, że wykorzystanie informacji o ruchu, uzyskanej poprzez wyznaczenie przepływu optycznego, może poprawić wyniki segmentacji oraz działanie generacji tła.

EN

This paper deals with important issues when choosing a moving object detection method for a video surveillance system. It was investigated, how the choice of colour space affects the segmentation results. Also conversion times between different colour spaces were measured and presented. Several baekground generation algorithms were analyzed and tested. Particular attention was paid to such features as the ability to correctly initialize the background model, the resilience to sudden changes in lighting and background multimodality. In addition, experimental results indicate that the use of motion information, obtained by calculating optical flow, may enhance the segmentation and performanee of background generation.