FPGA-based Implementation of Fast Morphological Operations on Binary Images
Sang-Moon Ryu · The Journal of the Korean Institute of Information and Communication Engineering · 2024
영상에 포함된 객체들의 형태를 처리하는 기법 중 하나인 모폴로지 연산은 크게 침식 연산과 팽창 연산으로 나뉜다. 침식 연산은 객체의 주변을 깎아내는 연산으로 영상 안에 존재하는 잡음 같은 것을 제거하고, 객체의 경계선이 명확해지거나 서로 닿는 객체가 분리될 수 있다. 이에 반해 팽창 연산은 객체의 주변을 확장하기 때문에 객체 내부에 존재하는 작은 공간을 메울 수 있다. 모폴로지 연산이 하드웨어로 수행되면 그 수행 시간이 소프트웨어로 구현된 경우 보다 비교할 수 없을 만큼 감소하게 된다. 본 논문에서는 이진 영상에 대한 모폴로지 연산을 FPGA로 구현하기 위한 회로를 제안한다. 제안된 회로는 FPGA의 내부 자원 중 상대적으로 비싼 자원에 속하는 RAM의 소요량을 줄이고, 연산 수행 속도를 향상할 수 있다. 그 성능은 AMD사의 FPGA에 구현되는 것을 가정하여, AMD사의 Vitis 비전 라이브러리에서 제공되는 모폴로지 연산 회로로 구현된 결과와 비교하여 그 효과를 확인하였다.