LIP6 1999/022
- Thèse
Architecture d'un système hétérogène pour la reconnaissance de formes - M. Aberbour
- 220 pages - 29/09/1999- document en - http://www.lip6.fr/lip6/reports/1999/lip6.1999.022.ps.tar.gz - 4,757 Ko
- Contact : Mourad.Aberbour (at) nulllip6.fr
- Ancien Thème : ASIM
- Mots clés : Co-conception matérielle/logiciel, architecture VLSI, reconnaissance de forme, traitement d'image, réseaux de neurones, ondelettes de Gabor, adéquation algorithme/architecture, générateur paramètrable, simulation cycle-précis
- Directeur de la publication : Francois.Dromard (at) nulllip6.fr
Depuis quelques années les chercheurs montrent un intérêt croissant pour les systèmes de reconnaissance de formes inspirés des mécanismes de vision biologique. Cependant, les traitements impliqués sont très lourds en calcul. Ils nécessitent souvent une accélération matérielle et une miniaturisation pour les applications embarquées. Les avancées des technologies d'intégration rendent possible l'implantation de systèmes complexes à plusieurs dizaines de millions de transistors sur une même puce. Le travail effectué dans cette thèse concerne l'étude algorithmique et architecturale d'un système de reconnaissance de formes temps réel basé sur un modèle de la vision biologique. Le système doit répondre à des contraintes multiples d'invariances d'un objet dans une scène complexe. Nous visons la conception d'un système intégré monolithique. Nous nous sommes basés sur des algorithmes existants pour proposer une méthode de reconnaissance de formes adaptée à une intégration VLSI. Notre choix s'est fixé sur l'analyse par ondelettes de Gabor, suivie par l'extraction de caractéristiques avec les algorithmes de salience introduits par Clark et finalement un réseau de neurones RBF-DDA pour l'apprentissage et la classification. Le choix de ces différents algorithmes et les modifications apportées ont été guidés par l'implantation VLSI du système. Les algorithmes spécifiés à l'origine ne se prêtaient pas facilement à une intégration sur puce. Il a été nécessaire de les modifier pour une adéquation à une architecture réalisable. Afin de mener à bien cette opération d'adéquation de l'algorithme à l'architecture, nous avons proposé une méthodologie répondant aux exigences de la conception. L'étude des différentes architectures existantes, tant pour le traitement d'images que pour les réseaux de neurones, nous a conduit à proposer une structure matérielle/logicielle hétérogène pour l'implantation du système. Un processeur de type général RISC est associé à des fonctions très performantes, appelées aussi coprocesseurs, pour accélérer certaines parties du traitement. L'étude de plusieurs alternatives architecturales est facilitée par l'utilisation d'un simulateur cycle précis de systèmes matériel/logiciel. Les coprocesseurs ont été étudiés pour offrir les meilleures performances avec des degrés de paramètrisation leur permettant d'être réutilisables dans d'autres contextes. Pour répondre à ces exigences, nous nous sommes basés sur un environnement de conception implantant le concept de générateur paramétrable de macro-fonctions projetables sur différentes technologies cibles.