VGRAJENI SISTEM ZA ZAZNAVANJE OBRAZOV NA VIDEO SLIKAH

MARKOVIČ, TADEJ (avtor), Trost, Andrej (mentor)

Zaznavanje obrazov je del računalniškega vida in umetne inteligence. To je uporabno na različnih področjih znanosti. Z uporabo vgrajenih sistemov se ta uporabnost poveča, čeprav je izziv narediti vgrajeni sistem za zaznavanje obrazov na video slikah, ki deluje v realnem času. Osredotočili smo se na detekcijo obrazov v sklopu knjižnice OpenCV. Ta knjižnica vsebuje uporaben nabor algoritmov za obdelavo slik v realnem času. V magistrskem delu so predstavljeni optimizacijski postopki za vgrajeni sistem, ki je zasnovan na mikroprocesorskem sistemu v FPGA vezju. Predstavljene so tudi primerjave z ostalimi znanstvenimi deli. Naš sistem deluje z nizkim taktom ure 48 MHz, kar je primerno za aplikacije z zahtevano nizko porabo energije. Optimizacije so bile izvedene na podlagi profiliranja izvajanja OpenCV knjižnice in analize podatkovnih dostopov do pomnilnika. Slednji so običajno ozko grlo, kjer se posledično uporablja hitre pred pomnilnike za pohitritev vgrajenega sistema. Uspešno smo naredili vgrajeni sistem za zaznavanje obrazov na video slikah, ki deluje v realnem času. Poleg tega smo predstavili nadaljnje delo in optimizacije vgrajenih sistemov.

• Jezik: Slovenski jezik
• Ključne besede: zaznavanje obrazov, računalniški vid, vgrajeni sistem, procesiranje v realnem času, OpenCV, SoC, FPGA, ASIC, CMOS slikovni senzor, RISC mikroprocesor, SIMD, nizka poraba energije, SDRAM, SRAM, hitri pred pomnilnik
• Vrsta gradiva: Magistrsko delo
• Organizacija: FE - Fakulteta za elektrotehniko
• Leto izida: 2016
• PID: 20.500.12556/RUL-85833
• Datum objave v RUL: 27.09.2016

Sekundarni jezik

• Jezik: Angleški jezik
• Naslov: EMBEDDED SYSTEM FOR FACE DETECTION ON VIDEO IMAGES

Izvleček

Face detection is a part of computer vision and artificial intelligence. It is useful on various fields of science. It’s usage can increase even more with the use of embedded systems. However it is a challenge to implement a real time embedded system for face detection on video images. We were focused on face detection within OpenCV library. OpenCV is very popular and useful set of algorithms for real-time digital image processing. In this master thesis we present optimizations of embedded system with a microprocessor based SoC (System on a Chip) implemented in FPGA. We also present comparisons to other scientific papers. Our system has low operating frequency of 48 MHz, which is useful for lower power consumption applications. Optimizations were based on profiling the OpenCV face detection algorithm and data access to the memory. The data access is a bottle neck in many microprocessor digital systems where cache memories are used for accelerating the execution of embedded system. We have successfully implemented the real time embedded system for face detection on video images. However further work and optimizations were also presented.

• Ključne besede: face detection, computer vision, embedded system, real-time processing, OpenCV, SoC, FPGA, ASIC, CMOS image sensor, RISC microprocessor, SIMD, low power consumption, SDRAM, SRAM, CACHE memory