FPGA kullanarak gerçek zamanlı görsel nesne algılama

FPGA kullanımı, görüntü işleme operasyonu sırasında veri boyutunun büyük olmasından dolayı birçok uygulamada tercih edilmektedir. Bu tezde, Terasic DE2-115 FPGA seti ve onunla uyumlu TRDB-D5M kamera modülü incelenmiş ve firma tarafından sağlanan Verilog dilindeki kamera uygulama modülü, geliştirmeye uygun referans bir sistem olarak kullanılmıştır. Sisteme farklı fonksiyonlar ve özellikler eklenerek bir nesne algılama sistemi gerçekleştirilmiştir. Nesne algılama sistemi temel olarak 3x3 pencere boyutuna sahip bir medyan filtresinin donanımasal olarak optimize edilmiş bir versiyonunu içermektedir. İkili imge oluşturmak için filtrelenmiş görüntüdeki kırmızı, yeşil ve mavi (RGB) renkler ve gri renk için farklı eşik değerleri kullanılarak segmentasyon yapılır. Sahnede bulunan nesneyi kabaca gösteren bu ikili imge sayesinde nesneye ait olduğu düşünülen pikseller için video tamponuna sıfırdan farklı bir veri değeri yazılmaktadır. Elde edilen ikili imgeden nesnenin ağırlık merkezi ve bu merkezinin koordinatları belirlenmiştir. Belirlenen merkezin koordinatları onaltılık sayı sistemi (hexadecimal) olarak FPGA setinin üzerinde bulunan 7-segment göstergeye aktarılmıştır. Tamamen gerçek zamanlı çalışan sistem üzerinde farklı aydınlanma koşulları ve eşik değerlerle deneysel çalışmalar yapılmıştır. Deneyler sırasında gözlemlenen, yayılma gecikmelerine bağlı problemler, kodlarda yapılan düzeltmelerle giderilmiştir.