Abstract

W artykule przedstawiono efektywną procedurę uproszczenia algorytmu przepływu optycznego oraz jego realizację w układzie programowalnym FPGA. Zmodyfikowany algorytm wykorzystuję metodę blokowego dopasowania podobszarów oraz jednowymiarową reprezentację podobszarów. Dodatkowo, funkcja korelacji oparta jest o normę L1. W rezultacie uzyskano zmniejszenie zużytych zasobów kosztem nieznacznej utraty dokładności. Zarówno dokładność, jak i ograniczenia wynikające z wykorzystanych uproszczeń zostały zweryfikowane na przykładzie kilku sekwencji obrazów rzeczywistych oraz syntetycznych. Zaproponowane rozwiązanie zostało zaimplementowane w układzie VirtexII-1000 i zastosowane do realizacji algorytmu cyfrowej stabilizacji obrazu z kamery CMOS. Wyniki eksperymentalne w pełni potwierdzają możliwość wykorzystania przedstawionego algorytmu w systemach o ograniczonych zasobach sprzętowych.An efficient simplification procedure of the optical flow algorithm as well as its hardware implementation using the field programmable gate array (FPGA) technology is presented. The modified algorithm is based on block matching of subsets of successive frames, and exploits one-dimensional representations of subsets. Also, an L1-norm-based correlation function requiring no multiplication/division operations is used. As a result, it was possible to reduce the computational complexity of the algorithm without compromising the processing accuracy. Both the accuracy and the limitations resulting from the introduced simplifications have been verified using several examples of synthetic and real movie samples. The presented algorithm has been implemented using VirtexII-1000 FPGA to realize a digital stabilization system for the CMOS camera images. Experimental results confirm that our algorithm can be used in battery-powered systems with limited resources.

Authors (3)