عنوان
پيادهسازي سختافزاري يك الگوريتم تشخيص حركت توسط حسگر بينايي CMOS
نويسنده اصلي
حسيني, سيد وحيد
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
رشته تحصيلي
برق
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
امروزه پردازش تصوير نقش مهمي در بهبود شرايط زندگي بشر ايفا ميكند. بسياري از كاربردهاي اين زمينه از جمله نظارتهاي تصويري، امنيتي و كاربردهاي صنعتي، در مرحلهي اول نياز به تشخيص اشياء متحرك در يك صحنه را دارند. تشخيص حركت، با سه روش متفاوت تفاضل فريمي، تفاضل پسزمينه و شار نوري صورت ميگيرد. پيادهسازي الگوريتمهاي تشخيص حركت را ميتوان بر روي بسترهاي مختلفي از جمله ساختارهاي ديجيتال تعبيهشده تجاري يا مينيكامپيوترها، ساختارهاي ديجيتال نيمهسفارشي مانند FPGA و ARM و يا ساختارهاي ASIC سفارشي سيگنال مختلط مانند تراشههاي بينايي و حسگرهاي بينايي CMOS انجام داد. استفاده از ساختار ASIC سفارشي با بلوكهاي آنالوگ و ديجيتال، بهترين گزينه از نظر اقتصادي (در صورت تيراژ بالا) و مصرف توان محسوب ميشود. در پژوهش حاضر براي تشخيص اشياء متحرك، يك الگوريتم تفاضل پسزمينه توسط حسگر بينايي CMOS در فناوري 0/18 ميكرومتر TSMC پيادهسازي شده است. در الگوريتمهاي تشخيص حركت كه توسط يك حسگر بينايي پيادهسازي ميشوند يك بلوك دريافت تصوير شامل فتوديود و المانهاي مورد نياز در كنار آن، و يك واحد حافظه براي ذخيرهسازي پسزمينه و يا اطلاعات فريم قبلي وجود دارد. اين حافظه ميتواند در كنار واحدهاي پردازشي و خارج از پيكسل باشد كه عيب اين ساختار سرعت پايين و توان مصرفي بالاي آن است. همچنين حافظه ميتواند به صورت درونپيكسلي باشد. استفاده از حافظه درونپيكسلي از نظر سرعت و توان گزينهي مناسبتري است. در طرح پيشنهادي كار حاضر از دو خازن ماسفت با ظرفيت 100 فمتوفاراد و با سطح اشغالي 12 ميكرومتر مربع درون هر پيكسل به عنوان حافظههاي آنالوگ درونپيكسلي استفاده شده است. گام پيكسل و ضريب پرشدگي پيكسل در اين حالت به ترتيب، 16 ميكرومتر و 39 درصد به دست آمده است. قسمت ديگر حسگر، بخش پردازشي آن است كه عمل جداسازي قسمتهاي متحرك تصوير از پسزمينه را انجام ميدهد. اين بخش ميتواند به صورت مدارهاي تفريقكننده و مقايسهكننده پيادهسازي شود. در اين طرح براي مقايسهي پيكسلهاي متناظر در فريمهاي متوالي از مقايسهكنندههاي ديناميك استفاده شده است. نتايج به دست آمده از شبيهسازي يك آرايهي 16*16، صحت عملكرد طرح در دو وضعيت تشخيص شي متحرك در شدت نورهاي متفاوت و تصوير برداري با نرخ 50 فريم در ثانيه را مورد تاييد قرار ميدهد.
شماره ركورد
221231
گرايش رشته تحصيلي
الكترونيك
دانشكده
مهندسي برق و كامپيوتر
دانشگاه
دانشگاه صنعتي اصفهان