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AD-Census 기반 스테레오 비전 시스템의 효율적인 하드웨어 구조

Efficient Hardware Architecture of a Stereo Vision System Based on AD-Census
한국통신학회논문지 제42권 제6호, 2017.6, 1241-1248 (8 pages)
DOI :10.7840/kics.2017.42.6.1241
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초록
AD-Census 알고리즘은 기존 알고리즘인 AD(absolute difference)방식과 CT(census transform)방식을 결합하여 화소의 색 차이와 주변화소와의 관계를 통해 비용함수를 구하기 때문에 높은 정합률을 보인다. 또한 입력영상의 상관관계에 따라 비용을 누적하는 부정형 가변 윈도우를 사용하여 비교적 단순한 연산으로도 정합의 정확도를 높일 수 있다. 본 논문에서는 AD-Census 알고리즘과 부정형 가변 윈도우 알고리즘을 기반으로 정확도가 높으면서도 효율적인 실시간 스테레오 비전 시스템을 제안하였다. 데이터 재사용과 병렬처리 기법을 사용하여 데이터 처리를 최적화하였으며 성능을 개선하였다. 제안한 구조는 동부하이텍 110nm 표준셀 라이브러리로 합성하여 츠쿠바 영상기준 2.47%에러율과 192MHz(약 59fps)의 최대 동작 주파수를 나타내며 381K개의 게이트를 사용한다.

Since the AD-Census algorithm that combines the existing the AD (absolute difference) and the CT (census transform) algorithms computes the matching cost by using the pixel intensity difference and the relative ordering of the pixel intensity, it shows high matching performance. Also it utilizes the unfixed and variable-sized window, it can obtain high matching quality with relatively simple arithmetic. In this paper, we propose an efficient realtime stereo vision system with high accuracy using the AD-Census algorithm and the unfixed, variable-sized window. We improve the performance by using the data reuse and the parallel processing. The proposed architecture has been synthesized using DonbuHitek 110nm standard cell library. The proposed system shows 2.47% of error rate and can run up to 192MHz (59fps) operation frequency with 381K gates.

목차
요약
ABSTRACT
Ⅰ. 서론
Ⅱ. AD-Census 알고리즘
Ⅲ. 제안한 구조
Ⅳ. 성능분석
Ⅴ. 결론
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