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Implantation de Implantation de chaînes de chaînes de segmentation d ’image segmentation d ’image sur architecture sur architecture hétérogène DSP/FPGA hétérogène DSP/FPGA Bertrand BAUDET Bertrand BAUDET Nicolas VITEAU Nicolas VITEAU Sous la direction de Sous la direction de Monsieur AKIL Monsieur AKIL

Implantation de chaînes de segmentation d ’image sur architecture hétérogène DSP/FPGA

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Implantation de chaînes de segmentation d ’image sur architecture hétérogène DSP/FPGA. Bertrand BAUDET Nicolas VITEAU Sous la direction de Monsieur AKIL. INTRODUCTION. Le contexte du traitement bas niveau de l’image. Le projet. LE MATERIEL. La carte mère Les modules DSP Les modules FPGA. - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: Implantation de chaînes de segmentation d ’image sur architecture hétérogène DSP/FPGA

Implantation de chaînes Implantation de chaînes de segmentation d ’image de segmentation d ’image

sur architecture sur architecture hétérogène DSP/FPGAhétérogène DSP/FPGA

Bertrand BAUDETBertrand BAUDET

Nicolas VITEAUNicolas VITEAU

Sous la direction de Monsieur Sous la direction de Monsieur AKILAKIL

Page 2: Implantation de chaînes de segmentation d ’image sur architecture hétérogène DSP/FPGA

INTRODUCTIONINTRODUCTION

Le contexte du traitement bas Le contexte du traitement bas niveau de l’image.niveau de l’image.

Le projet.Le projet.

Page 3: Implantation de chaînes de segmentation d ’image sur architecture hétérogène DSP/FPGA

LE MATERIELLE MATERIEL

La carte mèreLa carte mère Les modules DSPLes modules DSP Les modules FPGA.Les modules FPGA.

Page 4: Implantation de chaînes de segmentation d ’image sur architecture hétérogène DSP/FPGA

La carte mèreLa carte mère

Page 5: Implantation de chaînes de segmentation d ’image sur architecture hétérogène DSP/FPGA

Les modules DSPLes modules DSP

La TDM 435.La TDM 435.

La TDM 411.La TDM 411.

Page 6: Implantation de chaînes de segmentation d ’image sur architecture hétérogène DSP/FPGA

Les modules FPGA.Les modules FPGA.

La X-CIM 4013.La X-CIM 4013. La X-CIM 4036.La X-CIM 4036.

Page 7: Implantation de chaînes de segmentation d ’image sur architecture hétérogène DSP/FPGA

LA CHAINE DE LA CHAINE DE SEGMENTATIONSEGMENTATION

Le lissageLe lissage– Le lisseur de DericheLe lisseur de Deriche– Le lisseur de NagaoLe lisseur de Nagao

L’extraction de contours, le calcul L’extraction de contours, le calcul du gradient et de sa norme.du gradient et de sa norme.

Le double seuillage.Le double seuillage. La fermeture des contours.La fermeture des contours. L’étiquetage des régions.L’étiquetage des régions.

Page 8: Implantation de chaînes de segmentation d ’image sur architecture hétérogène DSP/FPGA

LES IMPLEMENTATIONSLES IMPLEMENTATIONS

L’implémentation sur DSP.L’implémentation sur DSP. L’implémentation sur d'autres L’implémentation sur d'autres

processeurs.processeurs. L’implémentation sur FPGA.L’implémentation sur FPGA. L’implémentation sur architecture L’implémentation sur architecture

mixte DSP / FPGA.mixte DSP / FPGA.

Page 9: Implantation de chaînes de segmentation d ’image sur architecture hétérogène DSP/FPGA

L’implémentation sur DSP.L’implémentation sur DSP.

L’acquisition & l’affichage des L’acquisition & l’affichage des images.images.

Les organisations mémoires.Les organisations mémoires.– VRAMVRAM– EDRAMEDRAM

Les types de données.Les types de données.

Page 10: Implantation de chaînes de segmentation d ’image sur architecture hétérogène DSP/FPGA

L’implémentation sur L’implémentation sur d'autres processeurs.d'autres processeurs.

Fonctionnalités supplémentaire Fonctionnalités supplémentaire pour le traitement sous UNIXpour le traitement sous UNIX– Lecture/écriture d’images formatées Lecture/écriture d’images formatées

(PGM)(PGM)

Page 11: Implantation de chaînes de segmentation d ’image sur architecture hétérogène DSP/FPGA

L’implémentation sur L’implémentation sur FPGA.FPGA.

Des questions de ressources Des questions de ressources mémoire.mémoire.

Temps réel et problèmes Temps réel et problèmes d’optimisation.d’optimisation.

Un éléphant dans une boite Un éléphant dans une boite d’allumettes…d’allumettes…

Les différents constituants du Les différents constituants du lisseur de Deriche.lisseur de Deriche.

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X-Cim 4036.X-Cim 4036.

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X-Cim 4036.X-Cim 4036.

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X-Cim 4013.X-Cim 4013.

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Page 19: Implantation de chaînes de segmentation d ’image sur architecture hétérogène DSP/FPGA
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L’implémentation sur L’implémentation sur architecture mixte DSP / architecture mixte DSP /

FPGA.FPGA.

Parallèlisation des traitements Parallèlisation des traitements

Les critères de choix pour le Les critères de choix pour le partage des traitements.partage des traitements.

Page 21: Implantation de chaînes de segmentation d ’image sur architecture hétérogène DSP/FPGA

LES RESULTATSLES RESULTATS

Les résultats… En images…Les résultats… En images… Les résultats sur processeursLes résultats sur processeurs Les résultats sur FPGALes résultats sur FPGA

Page 22: Implantation de chaînes de segmentation d ’image sur architecture hétérogène DSP/FPGA

Les résultats… En Les résultats… En images…images…

Page 23: Implantation de chaînes de segmentation d ’image sur architecture hétérogène DSP/FPGA

Les résultats sur Les résultats sur processeursprocesseurs

Routines de benchmark.Routines de benchmark. Mesures.Mesures. Comparatif entre les différents Comparatif entre les différents

processeurs.processeurs.

DSP HP PCDeriche 2959 1586 537Double seuillage 356 232 26Fermeture de contour 5267 1454 187Etiquetage des régions 1271 657 67Normalisation 1309 639 152TOTAL 11162 4568 970

Temps d'éxecutions en millisecondes

Temps d'executions des différents algorithmes sur différents processeurs

2959

356

5267

1271 1309

1586

232

1454

657 639537

26187

67 152

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

Deriche Double seuillage Fermeture de contour Etiquetage des régions Normalisation

Algorithmes

Te

mp

s e

n m

illis

eco

nd

es

DSP

HP

PC

Page 24: Implantation de chaînes de segmentation d ’image sur architecture hétérogène DSP/FPGA

Les résultats sur FPGALes résultats sur FPGA Le traitement horizontal du lisseur de Le traitement horizontal du lisseur de

Deriche fonctionne en simulation.Deriche fonctionne en simulation. Les problèmes d ’encombrement Les problèmes d ’encombrement

mémoire ont été mis en évidence.mémoire ont été mis en évidence. Les problèmes de programmation des Les problèmes de programmation des

FPGA ’s ont été résolus.FPGA ’s ont été résolus. La communication à travers les comports La communication à travers les comports

et les mémoires lignes ont été testés sur et les mémoires lignes ont été testés sur les cartes XCIM ’s.les cartes XCIM ’s.

Page 25: Implantation de chaînes de segmentation d ’image sur architecture hétérogène DSP/FPGA

CONCLUSIONSCONCLUSIONS L’intérêt des architectures dédiées.L’intérêt des architectures dédiées. Les processeurs encore un peu lents mais…Les processeurs encore un peu lents mais… Des FPGA’s prometteurs…Des FPGA’s prometteurs…

– Des FPGA’s avec de la mémoire.Des FPGA’s avec de la mémoire.– La reconfigurabilité dynamique.La reconfigurabilité dynamique.– Un cœur RISC dans un FPGA.Un cœur RISC dans un FPGA.– Des ressources FPGA dans les ordinateurs ?Des ressources FPGA dans les ordinateurs ?

Ne jetons pas les modules TIM tout de Ne jetons pas les modules TIM tout de suite…suite…