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Reconfigurable pipeline architecture by Genetic Programming for digital image processing using FPGAs

Grant number:09/17736-4
Support Opportunities:Regular Research Grants
Start date: June 01, 2010
End date: May 31, 2012
Field of knowledge:Physical Sciences and Mathematics - Computer Science - Computer Systems
Principal Investigator:Emerson Carlos Pedrino
Grantee:Emerson Carlos Pedrino
Host Institution: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brazil
City of the host institution:São Carlos

Abstract

No presente projeto é pretendido dar continuidade ao trabalho de doutorado do requisitante, no qual foi implementada uma arquitetura reconfigurável por meio de instruções morfológicas e lógicas geradas automaticamente por software através de uma aproximação linear baseada em programação genética, visando-se o processamento morfológico de imagens em tempo real utilizando FPGAs de alta complexidade, com objetivos de filtragem, reconhecimento inteligente de padrões e emulação de filtros desconhecidos de softwares comerciais, para citar somente algumas aplicações. As imagens são fornecidas ao sistema através de uma câmera de vídeo comercial e os resultados podem ser visualizados em tempo real através de um monitor de vídeo. A arquitetura é capaz de processar, de forma rápida, imagens binárias, em níveis de cinza e coloridas. No entanto, foram feitas sugestões para trabalhos futuros em relação à arquitetura desenvolvida buscando sua expansão e melhorias. Assim, seguindo as sugestões propostas, neste projeto é pretendido aumentar a complexidade e a flexibilidade das instruções morfológicas criadas no trabalho anterior de modo a lidar com formas mais variadas em aplicações envolvendo reconhecimento de padrões. Também, deverão ser implementadas novas instruções lineares, baseadas em convolução, para cada processador da arquitetura, aumentando-se assim a gama de aplicações para o sistema proposto. Uma dificuldade encontrada no sistema anterior, foi a criação de uma estrutura flexível de reticulado completo para processamento morfológico de imagens coloridas, pois a estrutura implementada permitia apenas o processamento de um número reduzido de cores, assim, nesta proposta de projeto é pretendido desenvolver uma nova alternativa de estrutura de reticulado que possa processar imagens coloridas de alta resolução radiométrica. Além dessas modificações, a forma de aprendizado do sistema evolucionário deverá ser melhorada, na qual esta deverá evoluir estruturas de árvores sintáticas, ao invés de uma estrutura linear de linhas de código, buscando-se assim encontrar alternativas mais flexíveis de soluções para os problemas práticos envolvendo visão computacional. Por fim, as operações lineares e não lineares da arquitetura proposta deverão também ser implementadas através de um processador convencional de maneira a comparar os resultados e os desempenhos obtidos por ambas as abordagens. (AU)

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Scientific publications
(References retrieved automatically from Web of Science and SciELO through information on FAPESP grants and their corresponding numbers as mentioned in the publications by the authors)
PEDRINO, EMERSON CARLOS; SAITO, JOSE HIROKI; RODA, VALENTIN OBAC. A Genetic Programming Approach to Reconfigure a Morphological Image Processing Architecture. INTERNATIONAL JOURNAL OF RECONFIGURABLE COMPUTING, v. 2011, p. 10-pg., . (09/17736-4)