임베디드 시스템 적용을 위한 얼굴검출 하드웨어 설계 = Face detect hardware implementation for embedded system

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

For image processing hardware, including a face detecting engine, efficient constitution of external and internal memories is a consequential point because huge memory is required to store various signal processing filters and incoming images. In this paper, we modified a face detect algorithm of a general filter method for efficient hardware design. In the hardware, several memory design techniques are presented for efficient handling of image data : re-accessing avoidance with minimized internal memory usage, residing frequently accessed memory and sequence memory accessing. The hardware which can process 25 frame image data per one second with 40KB internal memory was verified by using ARM(S3C2440A) and Virtex4 FPGA and it is being fabricated as a ASIC chip using Samsung CMOS 0.18um technology.

국문 초록 (Abstract)

제한적인 자원을 갖는 임베디드 시스템을 위한 영상처리 하드웨어 설계 시 메모리의 효율적인 구성은 필수적으로 고려할 사항이다. 특히 필터를 이용한 얼굴 검출 하드웨어는 필터와 입력영상을 저장하기 위해 많은 양의 메모리가 소요되기 때문에 효율적인 메모리 구성이 필요하다. 따라서 본 논문은 일반적인 필터방식의 알고리즘을 하드웨어 설계에 적절하도록 보완하여 하드웨어로 설계하였다. 설계된 하드웨어는 알고리즘 특성에 맞추어 적은 양의 내부 메모리를 사용하면서 한번 외부 메모리로부터 읽은 데이터를 다시 읽지 않도록 구성하였고, 데이터 양이 많아 외부 메모리에 저장되어 있는 필터를 효율적으로 사용하기 위해 필터의 일부를 내부 메모리로 복사하는 구조로 설계하였다. 또한 빠른 연산을 위해 여러 클럭이 소모되는 데이터 패스를 파이프라인 구조를 적용하여 연속적으로 메모리 데이터를 읽을 수 있는 구조로 설계하였다. 본 하드웨어는 xilinx 및 ARM 기반의 FPGA 환경에서 검증한 결과 1초에 25 프레임 처리가 가능하며 40KB의 내부 메모리를 사용하였고 삼성 0.18um공정을 이용하여 칩으로 제작 중이다.

참고문헌 (Reference)

1 "얼굴 검출을 위한 SoC 하드웨어 구현 및 검증" 44 :

2 "실시간 얼굴 검출 시스템 설계 및 구현" 한국 멀티미디어 학회 8 :

3 "신경회로망 및 기하학적 특징을 이용한 얼굴영역 검출" 298-300,

4 "HCr과 적응적 임계회에 의한 고속 얼굴 검출" 41 :

5 "Face detection with the modified census transform in Proc. of IEEE Conf. on AutoSmatic Face and Gesture Recognition" 91-96,