基于FPGA的水平集图像分割算法加速器

• 作者: 刘野 肖剑彪 吴飞 常亮 周军
• 来源期刊: 电子与信息学报
• 关键词: FPGA 硬件加速器 水平集 图像分割
• 年，卷（期）: 2021,（6）
• 所属期刊栏目: 先进芯片与系统前沿技术专题|Special Issue on Advanced Chip and System Frontier Technology
• 页码范围: 1525-1532
• 页数: 8页
• 分类号: TN47
• 语种: 中文
• DOI: 10.11999/JEIT210012

摘要

水平集算法因其出色的性能,在图像分割领域中得到了广泛的应用.同时,与基于深度学习的图像分割算法相比,水平集算法不需要训练数据,大幅降低了数据标记带来的工作量.然而,目前水平集算法主要是基于软件开发,涉及大量复杂的计算,以及计算的多次迭代,导致较高的处理延时与功耗.为了加快水平集算法的处理速度和降低功耗,该文提出了一种基于FPGA的水平集图像分割算法加速器,其中包含4个设计创新点:任务级并行处理、图像分块像素级并行处理、全流水线处理架构、分时复用的梯度和散度算子处理.实验结果表明,与在CPU上执行的水平集算法相比,该文提出的硬件加速器处理速度提升10.7倍,功耗仅为2.2 W.