Design of a mixed-signal CMOS integrated circuit for pixel-level snakes

Abstract

El objetivo de un sistema de visión es entender los aspectos del entorno que le rodea a través de la información proporcionada por sensores visuales. Las principales etapas de dicho sistema se suelen clasificar en tareas de bajo y alto nivel. Las primeras no sólo son importantes debido a la influencia de sus resultados en la interpretación posterior, sino que, debido a la cantidad ingente de datos que procesan, son clave para obtener una alta velocidad de respuesta del sistema en conjunto. Aunque a veces situada a medio camino entre una etapa de bajo y alto nivel, la segmentación de imágenes es una tarea con un elevado coste computacional asociado. Entre los distintos métodos de segmentación, los llamados contornos activos se han aplicado con éxito en la detección y seguimiento de objetos en análisis de imágenes correspondientes a diferentes dominios (imágenes biomédicas, vídeo segmentación, etc.). La implementación de esta técnica de segmentación basada en modelos en un circuito integrado ofrece una solución a las aplicaciones que requieran una alta velocidad de respuesta, especialmente cuando en el circuito se incluyen las etapas de adquisión y preprocesamiento. Dicho circuito integrado formaría parte de un sistema de visión para tareas tales como vídeo vigilancia, navegación de robots, etc. Los contornos activos son un caso particular de los llamados modelos deformables multidimensionales, en los cuales una curva elástica en una imagen evoluciona hacia algunas de sus características después de minimizar una función de energía que involucra fuerzas externas e internas. Los Píxel-Level snakes (PLS) diseñados en nuestro grupo de investigación, implementan una técnica basada en contornos activos que soluciona problemas típicos asociados a los contornos activos como pueden ser su computacionalmente costosa formulación matemática y su dificultad para realizar transformaciones topológicas. Es más, la