УДК 004.932
МОДИФИЦИРОВАННЫЙ МЕТОД ВЫЧИСЛЕНИЯ ПЛОТНОГО ОПТИЧЕСКОГО ПОТОКА НА ПЛИС В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ
А. В. Братулин, аспирант РГРТУ, Рязань, Россия;
orcid.org/0000-0003-3745-296X, e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
М. Б. Никифоров, к.т.н., доцент кафедры ЭВМ РГРТУ, член-корреспондент академии информатизации образования, Рязань, Россия;
orcid.org/0000-0002-4796-0776, e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
А.И. Ефимов, к.т.н., доцент кафедры ЭВМ РГРТУ, Рязань, Россия;
orcid.org/0000-0002-4014-8718, e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Одной из важных проблем в области систем технического зрения, является проблема реализации функций обнаружения и выделения движущихся объектов на видеоизображении высокой четкости в реальном времени. Данные функции реализуются с использованием понятия «оптический поток». В статье рассмотрен метод аппаратного вычисления плотного оптического потока в темпе поступления пикселей на основе корреляционно-экстремального алгоритма на видеоизображении высокой четкости. Целью работы является разработка модификации метода вычисления плотного оптического потока на основе корреляционно-экстремального алгоритма в реальном масштабе времени на видеоизображении высокой четкости. Модифицированная версия метода должна обладать не меньшей производительностью по сравнению с исходной, но при этом занимать меньше аппаратных ресурсов. Предложен более оптимальный вариант устройства блока вычисления сумм абсолютных разностей для каждой точки установки окна эталона. Модификация содержит меньший размер внутренней памяти и меньшее количество сдвиговых регистров. Подробно рассмотрен принцип распараллеливания и конвейеризации, позволяющий минимизировать объем вычислений. Проанализированы аппаратные затраты при реализации метода на ПЛИС Xilinx Zynq Ultra Scale+ из состава отладочной платы MPSoC ZCU102 Evaluation Kit.
Ключевые слова: оптический поток, ПЛИС, видеоизображение, пиксель, корреляционный алгоритм, критериальная функция, эталон, зона поиска, окно эталона, абсолютная разность, конвейер,SAD, сдвиговый регистр.