A methodology for implementing vision applications on an heterogeneous Smart Camera platform

Conception d'une méthodologie d'implémentation d'applications de vision dans une plateforme hétérogène de type Smart Camera

Fabio Dias Real de Oliveira (1)

1 LASMEA - Laboratoire des sciences et matériaux pour l'électronique et d'automatique

Smart Cameras are embedded artificial vision systems. These systems differ from "common" cameras due to their ability to analyze images and extract pertinent information about the observed scene, and doing this autonomously by using embedded processing resources. The application field for such systems is wide (CCTV, industrial vision, autonomous vehicles, etc.), but their implementation is quite complex and requires a high expertise level and long development times. The work presented in this thesis deals with this problem, and proposes a design methodology which helps to simplify the application implementation process into FPGA-based smart camera platforms. This methodology is based upon a custom soft-core processor (instantiated in the FPGA), and a design flow allowing to deal separately with hardware issues dependent on the platform, and software issues dependent on the application.

Les cameras intelligentes, ou Smart Cameras, sont des systèmes embarqués de vision artificielle. Ces systèmes se différencient des caméras "communes" par leur capacité à analyser les images, afin d'en extraire des informations pertinentes sur la scène observée, et ceci de féçon autonome grâce à des dispositifs embarqués de calcul. Les applications pratiques de ce type de système sont nombreuses (vidéo-surveillance, vision industrielle, véhicules autonomes, etc.), mais leur implémentation est assez complexe, et demande un haut degré d'expertise et des temps de développement élevés. Les travaux présentés dans cette thèse s'adressent à cette problématisue, et proposent une méthodologie d'implémentation permettant de simplifier le développement d'applications au sein des plateformes Smart Camera basées sur un dispositif FPGA. Cette méthodologie s'appuie d'une part sur l'instanciation au sein du FPGA d'un processeur "soft-core" taillé sur mesure, et d'autre part sur un flot de design à deux niveaux, permettant ainsi de traiter séparément les aspects matériels liés à la plateforme et les aspects algorithmiques liés à l'application

Mots clés: computer vision; design methodology; real-time system; embedded system; soft-core processor.

Mots clés: vision par ordinateur; smart camera; FPGA; méthodologie d'implémentation; SoPC; système temps-réel; système embarqué; processeur soft-core.

Domaines: Optique / photonique

Fabio Dias Real de Oliveira. Conception d'une méthodologie d'implémentation d'applications de vision dans une plateforme hétérogène de type Smart Camera. Optique / photonique. Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2010. Français. ⟨NNT : 2010CLF22045⟩. ⟨tel-00719000⟩