Image fusion hardware implementation with an optimized reduction circuit

Bu tezde, bir Yüksek-Seviyeli Sentez (HLS) aracı kullanarak gerçek zamanlı bir görüntü birleştirme algoritmasının uygulaması sunulmuştur. Görüntü birlerştirme bir veya birden fazla görüntüyü bir renk dönüştürme yöntemi kullanarak birleştirir. Farklı uygulamalar için saniyedeki kare sayısı (fps) ve/veya çözünürlük gereksinimi farklı olabilir. Görüntü işleme algoritmasının özellikleri sıkça değişebileceğinden yeni tasarım yapmak gerekebilir. Hedef platform Sahada Programlanabilir Kapı Dizisi (FPGA) olduğunda genellikle hızlı hatta optimize edilmiş donanım gerçeklemesi gereklidir. Bütün bu gereksinimler, sadece HLS aracı ile karşılanamaz. Alışılmışın dışında boru hattı yöntemleri, Yazmaç Transfer Seviyesi (RTL) kodlama yerine RTL üreten araç kodlama ve mantık/yazılım arayüz bağlantısını yapmanın yaratıcı yolları, yukarıda belirtilen gereksinimleri karşılamamıza izin verir. Bütün bu yaklaşımlarla beraber, görüntü birleştirme algoritmasının 3 farklı versiyonunu (farklı fps ve/veya çözünürlükte) Intel Altera Cyclone IV ve Arria 10 FPGA üzerinde oldukça kısa zamanda çalıştırdık. Görüntü birleştirme algoritmasında standart sapma hesaplaması bulunmaktadır, gerçeklemesi her görüntü karesindeki tüm piksel değerlerinin toplanmasını gerektirir. Bu nedenle, Alan-Verimli İndirgeme Devresi (AERC) ve Hız-Alan Verimli İndirgeme Devresi (HSAERC) diye adlandırılan iki özgün indirgeme devresi (ve dolayısıyla RTL üreteçleri) tasarladık. Kendi Verilog RTL kod üreteçlerimizi kullanarak birçok indirgeme devreleri (AERC ve HSAERC) ürettik. AERC ve HSAERC devreleri, Xilinx Virtex-II Pro ve Virtex-5 FPGA'leri üzerinde gerçeklenmiştir ve sentez sonuçları literatürdeki en gelişmiş tasarımlarla karşılaştırıldı. AERC tasarımı alan kullanımı bakımından literatürdeki tasarımlara göre daha iyidir. Diğer yandan HSAERC tasarımı ise performans bakımından diğer tasarımlardan üstündür.