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Algoritmi di riconoscimento in FPGA

Roberto Marzotto eVS embedded Vision Systems Srl

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Visione embedded

!   Automotive

!   Industrial

!   Security

!   Medical

!   Defense

!   Aerospace

!   Transports

APPLICAZIONI

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!   Field Programmable Gate Array •  Throughput elevato •  Riconfigurabilità •  Time-to-market

FPGA

!   Trend tecnologico !   Evoluzione dei tool di sviluppo

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MATLAB Code

Stand-Alone FPGA Implementation

HW/SW Co-Simulation

IP Block Generation

Design integration

Algorithm Idea

time

leve

l of

abst

ract

ion

FPGA: tool flow

Simulink Model

SysGen Model

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!   Il riconoscimento di pedoni è un task difficile •  Varietà (dimensione, posa, indumenti)

•  Bassa risoluzione sull’oggetto

•  Condizioni di luce variabili

•  Sfondo complesso

•  Telecamera e scena in movimento

•  Prestazioni real-time

Riconoscimento pedoni

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!   Approccio basato su machine learning •  Descrittore basato su HOG (Histogram of Oriented

Gradient) •  Classificatore basato su SVM (Support Vector Machine)

Approccio

!   Il classificatore deve essere addestrato sulla base di esempi •  Positivi •  Negativi

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Histogram of Oriented Gradient SVM classification

w◦x+ρ=s

x1

x2

x: normalized feature vector (HOG) w: classifier trained with SVM ρ: constant S: score (confidence)

hyperplane

> 0 ped

≤ 0 not ped

Algoritmo

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Implementazione

post processing

Pyramid of images

Grouping

Embedded Processor

Distance computation

Tracking

Programmable Logic

logiPDET  core  

AXI4  lite  I/F    

AXI4  Stream  I/F  Video  input  

HOG feature extraction

SVM classifier

Xilinx® Zynq®-7000 All Programmable SoC

Xilinx® Zynq™ – 7020 – Programmable Logic

Processing system

SD Card

DDR3 DISPLAY

ADV7511

DVI in

SDIO

Memory Controller

GigE, Flash, QSPI

UART, SPI, CAN, I2C, GPIO

logiPDET

logiWIN

logiVIEW

logiCVC-ML

HDMI/DVI

AXI4

AXI4

AXI4

AXI4

AXI4

AXI4-Lite

AXI4 stream

OV10635 Camera

Proc

essi

ng s

yste

ms

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logiWIN

Integrazione

Used Percentage

FFs 8,053 8%

LUTs 5,841 11%

BRAM 35 12%

DSP48s 35 16%

OCCUPAZIONE FPGA

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Prototipo: ADAS kit

!   3D 360o Surround View !   Pedestrian Detection !   Vehicle Detection !   Lane Departure Warning !   Blind Spot Detection !   Rear View Camera

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Demo: pedoni

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Demo: veicoli

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Demo: DPM

!   eVS si occupa di innovazione tecnologica, progetti di ricerca in collaborazione con l’Università di Verona

!   Siamo disponibili ad ospitare tesi triennali, specialistiche e stage in azienda

www.embeddedvisionsystems.it

Progetti studenti

»  Teorie e Tecniche di Riconoscimento •  Prof. Marco Cristani

»  Visione Computazionale •  Dott. Umberto Castellani

CORSI SUGGERITI