Tratamiento de imágenes en un procesador embebido

Abstract

Current needs in process optimization and automation as well as the great impulse that signal processing and computer vision have had in some areas such as industry, medicine, military, space, among others, have motivated this research. This thesis presents some of the mathematical foundations used for signal processing, such as linear algebra, Fourier analysis and probability and statistics, which are the support for the development of the work. It describes the software tools and hardware used: OpenCV library provides a lot of functions focused on image processing and computer vision, and the Linux Ubuntu; the DE1_SoC device which is an on-chip system that contains two sections: HPS (Hardware Processor System) and FPGA (Field Programmable Gate Array), that offers advantages compared to a microcontroller or a desktop computer. Finally, an image enhancement algorithm and two feature extraction ones are implemented within the embedded processor.

Este trabajo está motivado por la necesidad actual en la optimización y automatización de procesos y el gran impulso que el procesamiento de señales y la aplicación de visión computacional han tenido en algunas áreas como la industria, la medicina, militar, espacial. La tesis presenta algunos de los fundamentos matemáticos básicos utilizados para el procesamiento de señales, como álgebra lineal, análisis de Fourier y probabilidad y estadística, los cuales son el soporte para el desarrollo del trabajo. Se describen las herramientas de software y hardware utilizadas: OpenCV, herramienta de software que proporciona una gran cantidad de funciones enfocadas al procesamiento de imágenes y visión computacional, y el entorno Linux Ubuntu; y el dispositivo DE1_SoC el cual cuenta con un sistema en chip que contiene dos secciones: el HPS (Sistema de Procesador en Hardware) y la FPGA (Matriz de Compuertas Programables), que proporcionan ventajas en comparación con un microcontrolador o un ordenador de escritorio. Finalmente, se implementan dentro del procesador embebido: un algoritmo de mejoramiento de imágenes y otros dos que permiten obtener características específicas de una imagen.