Sistema basato su Evolvable Hardware per il riconoscimento dei contorni in immagini digitali
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POLITECNICO DI MILANO
Sistema basato su Evolvable Hardware per
il riconoscimento dei contorni in immagini
digitaliDario Mattasoglio: [email protected]
Relatore: Anna Maria Antola
Correlatore: Marco Domenico Santambrogio
2
IndiceIndice
Motivazioni/ObbiettiviEvolvable Hardware: una definizioneI Virtual Reconfigurable CircuitIl sistemaLe verifiche sperimentaliConclusioni e sviluppi futuri
3
Motivazioni/ObiettiviMotivazioni/Obiettivi
Motivazioni:Verificare l’effettivo utillizzo di Evolvable Hardware all’interno di sistemi reali
Obiettivi:Implementare su scheda un sistema per l'analisi di immagini digitali
Caso di studio: filtro 3x3 per il riconoscimento dei contorniRealizzazione di un sistema staticoRealizzazione di un sistema riconfigurabile
Evolvable HardwareEvolvable Hardware
4
EHWAlgoritmi evolutiviFPGA
Virtual Reconfigurable CircuitVirtual Reconfigurable Circuit
5
StrutturaFunzionamento
Il riconoscitore di contorniIl riconoscitore di contorni
6
Codice
Operazione
0 |A-B|
1 A
2 ¬A
3 A or B
4 ¬A or B
5 A and B
6 ¬(A and B)
7 A xor B
8 A >> 1
9 A >> 2
A (A and 0x0F) or (B and 0xF0)
B (A + B > 255) ? 255 : A + B
C (A + B) >> 1
D (A + B) >> 2
E Max(A,B)
F Min(A,B)
0 2
3
1
F
0
4
I4I8
I7
I5
VRC per il caso di studioVRC per il caso di studio
7
Legenda Elaborazione
1alta impedenzaattivo altoattivo basso
........
Ingressi
Attivazione
Livello 1 Livello 2 Livello 6 Livello 7
Uscita
Elaborazione 2
Il sistemaIl sistema
8
Controller UART Controller DDR
Microblaze
Riconoscitore dei contorni
DDR
FPGA
Interfaccia seriale
OPB
8
Solo riconoscimento dei contorni
(a) immagine in ingresso(b)immagine prodotta
•Tempo di elaborazione: 0,054 sec
Convertitore in scala di grigi
Esperimento 2Esperimento 2
9
Sistema completoPrima conversione in scala di grigiPoi riconoscimento dei contorni
•Tempo impiegato: 0,49 sec
•Tempo senza conversione in scala di grigi: 0,35 sec
10
Sistema riconfigurabileSistema riconfigurabileAREA (Xilinx VIIP7)
SistemaParte Fissa
– Slice utilizzate: 2100Parte Riconfigurabile
– Slice allocate area riconfigurabile: 896
IP-Cores:Filtro (Convertiore in scala di grigi)
– # Frames: 126– Dim Bitstream: 110 KB– Slice utilizzate: 124
Edge Detector (E.D.)– # Frames: 158– Dim Bitstream: 110 KB– Slice utilizzate: 127
TEMPOTroughput Riconfigurazione:1,02 MB/secTempo Riconfigurazione: 0,1 secMin Dim Dato: 32353 byte
Dim img (minima): 180x180
11
Conclusioni e Sviluppi FuturiConclusioni e Sviluppi Futuri
Scenari multi-filtro
Rimangono aperti dei problemiNon adatto a sistemi in cui è necessaria una risposta molto veloce (ad esempio sistemi autonomi)
Applicazione reale dell'EHW
12
DomandeDomande
Grazie per l’attenzione…