Projeto Integrado para Rastreamento de Padrões Utilizando Otimização por Enxame de Partículas e Coeficiente de Correlação de Pearson
Yuri Marchetti Tavares1; Nadia Nedjah1; Luiza de Macedo Mourelle1
1 Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Resumo
O template matching é uma técnica importante para rastreamento de padrões em imagens. O objetivo consiste em encontrar um padrão, a partir de um modelo pré-estabelecido, em uma sequência de frames. Para avaliar o grau de similaridade entre duas imagens, o Coeficiente de Correlação de Pearson (Pearson's Correlation Coefficient - PCC) é amplamente utilizado. Esse coeficiente é calculado para cada pixel, o que é computacionalmente muito custoso. Este artigo propõe a implementação do template matching em um sistema embarcado, conferindo-lhe grande versatilidade e possibilitando seu uso em equipamentos portáteis. Para acelerar o processamento, foi utilizada a Otimização por Enxame de Partículas (Particle Swarm Optimization - PSO) e foi desenvolvido um coprocessador dedicado para o cálculo da correlação. Os resultados obtidos indicam que o projeto proposto é 13,28 vezes mais rápido que a solução baseada em software, considerando os casos estudados. Assim, o projeto integrado, obtido com implementação do PCC em hardware e PSO em software, é um ótimo caminho para atingir processamento em tempo real para template matching, que é um pré-requisito para aplicações no mundo real.
Palavras-chave: Sistemas embarcados; co-design; otimização por enxame de partículas; template matching; correlação; rastreamento