Algorithm-architecture study for multimedia handset: image segmentation thanks to an asynchronous processors array
Etude d'adequation algorithme-architecture pour terminaux multimedia portables: segmentation d'images par un reseau de processeurs asynchrones
Résumé
This thesis aims to answer to the following question: Is it possible to implement an object oriented video coder into a multimedia handset? In order to provide a piece of answer to this large problem, this thesis aims to study the algorithm architecture adequacy of the segmentation operator needed by the whole system. We propose a totaly unsynchronized version of the segmentation algorithm Hill-Climbing, and its asynchronous microelectronic implementation.
After a state of the art about segmentation algorithms, we propose a new asynchronous version of Hill-Climbing algorithm where each pixel is autonomous. We demonstrate that its comportment get to a correct picture segmentation. With the SystemC hardware modeling environment, we simulate and validate architectures from the finest granularity (one asynchronous processor per pixel) to the coarsest, and we demonstrate that the algorithm-architecture couple is appropriate. Finally, a low level conception in CHP and VHDL language shows the feasibility of such a circuit.
After a state of the art about segmentation algorithms, we propose a new asynchronous version of Hill-Climbing algorithm where each pixel is autonomous. We demonstrate that its comportment get to a correct picture segmentation. With the SystemC hardware modeling environment, we simulate and validate architectures from the finest granularity (one asynchronous processor per pixel) to the coarsest, and we demonstrate that the algorithm-architecture couple is appropriate. Finally, a low level conception in CHP and VHDL language shows the feasibility of such a circuit.
Cette thèse fait partie d'un projet exploratoire souhaitant répondre à la question suivante: Est-il possible d'intégrer une chaîne de codage vidéo orienté-objet dans un terminal multimedia portable?. Afin d'apporter un élément de réponse à ce large problème, cette thèse est une étude d'adéquation algorithme-architecture de la brique de segmentation nécessaire au système complet. Nous proposons une version totalement désynchronisée de l'algorithme de segmentation Hill-Climbing, et son implantation microélectronique asynchrone.
L'état de l'art sur les algorithmes de segmentation une fois établi, nous présentons une nouvelle version réordonnancée de l'algorithme de Hill-Climbing dans lequel chaque pixel est rendu autonome. Nous démontrons que son comportement aboutit à une segmentation correcte de l'image.
La validation et l'adéquation de cet algorithme pour un spectre d'architectures allant du grain le plus fin (un processeur asynchrone par pixel) jusqu'au plus gros sont démontrées grâce à la bibliothèque de prototypage SystemC. Enfin, la conception de bas niveau en langage CHP et VHDL montre la faisabilité d'une telle architecture.
L'état de l'art sur les algorithmes de segmentation une fois établi, nous présentons une nouvelle version réordonnancée de l'algorithme de Hill-Climbing dans lequel chaque pixel est rendu autonome. Nous démontrons que son comportement aboutit à une segmentation correcte de l'image.
La validation et l'adéquation de cet algorithme pour un spectre d'architectures allant du grain le plus fin (un processeur asynchrone par pixel) jusqu'au plus gros sont démontrées grâce à la bibliothèque de prototypage SystemC. Enfin, la conception de bas niveau en langage CHP et VHDL montre la faisabilité d'une telle architecture.
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