FPGA platformu için VIVIADO HLS tabanlı surf algoritmasının gerçekleşmesi

Abstract

SURF algoritması, görüntü işlemede kullanılan, görüntünün boyut, renk, kontrast gibi özellik değişimlerinden etkilenmeyen bir yöntemdir. Bu çalışmada, işlem yoğunluğu çok olan SURF algoritması, Vivado HLS aracı ile oluşturulmuştur. HLS ile donanım tanımlama dilleri (verilog, VHDL, vb.) kullanılmadan C, C++,vb. diller kullanılarak algoritmalar gerçeklenebilmektedir. SURF algoritması C dili ile gerçekleştirilmiştir. HLS'de bulunan direktifler ile sistemin donanımsal optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda, sistemin daha hızlı olması ve saklayıcıların daha az yer kaplaması için veri tipi olarak kayan nokta (floating-point) yerine sabit nokta (fixed-point) seçilmiştir. Ayrıca uygun kod blokları paralel çalıştırılarak çalışma zamanı azaltılmıştır. SURF algoritmasının başarısına etki eden parametrelerin belirlenebilmesi için "Genetik Algoritma" kullanılmıştır. Tespit edilen parametreler kullanıldığında başarı oranının önemli ölçüde arttığı gözlemlenmiştir. Önerilen metot karakter boyutu ve dönmeden bağımsız sabit fontlu rakam tanıma uygulaması için denenmiştir. Yapılan çalışmada rakamlardan oluşturulan resimler ile testler gerçekleştirilmiştir. Her rakam için referans resmi ve test resimleri oluşturulmuştur. Test resimleri için rakamların farklı büyüklük ve rotasyonda (±10) olduğu durumlar seçilmiştir. Böylece referans resimleri ile test resimlerinin aynı olmaması amaçlanmıştır. Uygun parametre değerleri matlab ile tespit edildikten sonra HLS'de kullanılmıştır. Önerilen optimize edilmiş SURF yapısı kullanılarak yüksek başarı oranları elde edilmiştir.