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Arquitetura pipeline reconfigurável através de instruções geradas por programação genética para processamento de imagens digitais utilizando FPGAs

Processo: 09/17736-4
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de junho de 2010 - 31 de maio de 2012
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Ciência da Computação - Sistemas de Computação
Pesquisador responsável:Emerson Carlos Pedrino
Beneficiário:Emerson Carlos Pedrino
Instituição-sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Processamento de imagens  Visão computacional  Programação genética  Circuitos FPGA  Pipeline (hardware)  Arquitetura e organização de computadores  Arquitetura reconfigurável 

Resumo

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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