Aceleración del Análisis de Componentes Conectadas en Imágenes para Procesamiento de Altas Prestaciones en el Borde
J.L. Mira; J. Barba; J. Caba; J.A. De la Torre; F. Rincón; S. Escolar; J.C. López
Conference: Jornadas de Computación Empotrada y Reconfigurable
Location: Ciudad Real (Spain)
Date: 20/09/2023 - 22/09/2023
Pages: 775-779
ISBN: 978-84-09-54466-0
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Abstract
En el procesamiento de imágenes, el algoritmo de Componentes Conectadas es un método utilizado para identificar y etiquetar los distintos objetos o regiones presentes en una imagen digital. Este algoritmo puede ser útil para diversas tareas de procesamiento de imágenes, como el reconocimiento de objetos, la segmentación de imágenes y la extracción de caracterı́sticas. Este trabajo presenta la implementación de un algoritmo de paso único en un dispositivo basado en FPGA adecuado para aplicaciones de visión por computador de alto rendimiento en el edge, la tarjeta de computación Ultra96-V2. El diseño y la implementación del núcleo IP se han enfrentado a retos utilizando el flujo de trabajo y las herramientas HLS de AMD-Xilinx, que requieren un uso eficiente y optimizado de los recursos, así como la reingeniería del algoritmo para cumplir con los requisitos impuestos por el marco de desarrollo. El rendimiento del acelerador propuesto se ha analizado a fondo utilizando el marco de evaluación comparativa YACCLAB frente a una CPU de gama alta y otra de gama baja. Los resultados muestran una pérdida de rendimiento esperada debido a las limitaciones de memoria y frecuencia de reloj. Sin embargo, en lo que respecta a la eficiencia energética, la arquitectura multinúcleo de hardware supera a las alternativas de software con una mejora de entre dos y cinco veces, dependiendo del tamaño y la complejidad de las imágenes.