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EGML 기반 이동 객체 검출 알고리듬의 하드웨어 구현
김경훈,안효식,신경욱,Kim, Gyeong-hun,An, Hyo-sik,Shin, Kyung-wook 한국정보통신학회 2015 한국정보통신학회논문지 Vol.19 No.10
영상에서 움직임이 있는 객체 영역을 검출하기 위한 이동 객체 검출(moving object detection; MOD) 알고리듬을 EGML(effective Gaussian mixture learning) 기반 배경 차분 방법을 적용하여 하드웨어로 설계하였다. EGML 계산 일부의 근사화를 통해 하드웨어 복잡도를 줄였으며, 파이프라이닝 적용을 통해 동작속도를 개선하였다. Verilog-HDL을 이용하여 하드웨어를 설계하였으며, MATLAB/Simulink와 FPGA가 연동된 FPGA- in-the-loop 환경에서 하드웨어 동작을 검증하였다. 설계된 MOD 프로세서는 XC5VSX95T FPGA 디바이스에서 2,218 슬라이스로 구현되었으며, 102 MHz의 클록 주파수로 동작하여 102 MS/s의 처리율을 갖는 것으로 평가되었다. IEEE CDW-2012 데이터 세트의 12가지 영상에 대해 MOD 프로세서의 성능을 분석한 결과, 평균 recall 값은 0.7631, 평균 precision 값은 0.7778, 그리고 평균 F-measure 값은 0.7535로 각각 평가되었다. A hardware implementation of MOD(moving object detection) algorithm using EGML(effective Gaussian mixture learning)- based background subtraction to detect moving objects in video is described. Some approximations of EGML calculations are applied to reduce hardware complexity, and pipelining technique is adopted to improve operating speed. The MOD processor designed in Verilog-HDL has been verified by FPGA-in-the-loop verification using MATLAB/Simulink. The MOD processor has 2,218 slices on the Virtex5-XC5VSX95T FPGA device and its throughput is 102 MSamples/s at 102 MHz clock frequency. Evaluation results of the MOD processor for 12 images in the IEEE CDW-2012 dataset show that the average recall value is 0.7631, the average precision value is 0.7778 and the average F-measure value is 0.7535.