HD 이미지에 대한 실시간 Optical Flow 추정 회로 설계 (Design of Real-time Optical Flow Estimation Circuit for HD Images)

서지정보

· 발행기관 : 대한전자공학회
· 수록지 정보 : 전자공학회논문지 / 61권 / 9호 / 23 ~ 33페이지
· 저자명 : 황준상, 조경순

초록

최근 자율주행 기술이 빠르게 발전함에 따라, 영상 처리 과정에서 보행자 및 물체를 탐지하고 추적하기 위한 정확한 움직임 분석의 필요성이 제기되고 있다. 움직임 분석을 위한 여러 방법 중, 의미론적인 해석이 가능한 Optical Flow 추정이 현재 널리 사용되고 있다. 본 논문에서는 HD 이미지를 실시간으로 처리하는 고성능 Optical Flow 추정 회로의 구조를 제안한다. 회로에 구현된 알고리즘은 DIS-FAST Optical Flow 추정 알고리즘이며, 역 탐색을 통해 시간 복잡도를 크게 낮춘 기법이다. 회로 내의 저장 공간을 줄이기 위해 이미지 피라미드에서 특정 스케일의 이미지만 내부 메모리에 저장하고, 그 외 스케일의 이미지 데이터는 필요할 때 계산을 통해 구한다. 이미지 피라미드 데이터를 외부 메모리에 저장하고 필요할 때마다 접근하는 기존 연구들에 비해 외부 메모리에 대한 접근이 최소화되어 처리 속도가 향상된다. 65nm 표준 셀 라이브러리를 이용하여 합성한 결과, 게이트 수는 313,408개이고 최대 동작주파수는 333MHz이며 HD 이미지를 33 FPS의 속도로 처리함으로써 실시간 처리에 필요한 성능을 만족한다.

영어초록

In recent times, autonomous driving technology has been rapidly advancing, necessitating accurate motion analysis for detecting and tracking pedestrians and objects in the process of images. Among various methods for motion analysis, the optical flow estimation, which allows for semantic interpretation, is now widely utilized. This paper proposes an architecture for a high-performance optical flow estimation circuit capable of processing HD images in real time. The algorithm implemented in the circuit is the DIS-FAST optical flow estimation algorithm, significantly reducing time complexity through inverse search. To reduce the memory space in the circuit, only the image data of particular scale in an image pyramid are stored in internal memory, while the image data of other scales are obtained through computation when necessary, minimizing the need for accessing external memory and thereby enhancing the processing speed. The synthesized circuit using 65nm standard cell library includes 313,408 gates and its maximum operating frequency is 333MHz. Hence, HD images are processed at the speed of 33 FPS, satisfying the performance required for real-time processing.

참고자료

· 없음