Arbeitsgruppe Effiziente Eingebettete Systeme Hochschule Augsburg
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Der Kamera-Baukasten

Entwurf eines Baukastens für FPGA-Kameras zur Echtzeit-Bildverarbeitung

Projektarbeit (TI5) im WS 2012/13

Nicht nur Computer-Vision-Systeme machen Gebrauch vielfältiger Standard-Algorithmen zur Bildverarbeitung. Dies reicht von der Aufbereitung (z.B. durch Filter zum Weichzeichnen oder Schärfen) bis hin zur Auswertung des Bildmaterials, wobei z.B. Histogramme gebildet, Kanten oder auch Bewegungen in aufeinander folgenden Bildern detektiert werden. Diese Algorithmen fordern jedoch speziell von den oft in Embedded-Systemen eingesetzten Mikrocontrollern eine sehr hohe Leistung ab, insbesondere wenn mehrere Operationen auf das Bildmaterial anzuwenden sind. Dieses Problem lässt sich praktikabel mit FPGA-basierten intelligenten Kameras lösen. Hier werden die Bilddaten bereits in der Kamera mit eigens dafür entwickelter Hardware aufbereitet bzw. ausgewertet, ohne den Hauptprozessor zu beanspruchen.

Ziel dieser Projektarbeit war es, einen modularen, erweiterbaren Hardware-Baukasten zu entwickeln, mit dessen Hilfe verschiedenste Bildverarbeitungsschritte in Hardware realisiert werden. Die Idee ist hierbei, dass der von einem Bildsensor kommende Videostrom verschiedene, miteinander verkettete Module (Bildskalierung, Filterung, Kantendetektion, ...) passiert und damit in Echtzeit verarbeitet wird.

30.7.2018 - Michael Schäferling