Abstract
Histogram of oriented gradient (HOG) feature is widely used in vision-based pedestrian detection. The interpolation is the most important technique in HOG feature calculation to provide high detection rate. In interpolation technique of HOG feature calculation, two nearest orientation bins to gradient orientation for each pixel and the corresponding weights are required. In this paper, therefore, an efficient gradient orientation bin and weight calculation circuit for HOG feature is proposed. In the proposed circuit, pre-calculated values are defined in tables to avoid the operations of tangent function and division, and the size of tables is minimized by utilizing the characteristics of tangent function and weights for each gradient orientation. Pipeline architecture is adopted to the proposed circuit to accelerate the processing speed, and orientation bins and the corresponding weights for each pixel are calculated in two clock cycles by applying efficient coarse and fine search schemes. Since the proposed circuit calculates gradient orientation for each pixel with the interval of $1^{\circ}$ and determines both orientation bins and weights required in interpolation technique, it can be utilized in HOG feature calculation to support interpolation technique to provide high detection rate.
Histogram of oriented gradient (HOG) 특징은 영상 기반 보행자 인식에서 널리 사용되고 있다. HOG 특징을 이용한 보행자 인식의 인식률을 높이는데 가장 중요한 역할을 하는 것은 보간 기술이다. HOG 특징 연산에 보간 기술을 적용하기 위해서는 각 픽셀의 기울기 방향에 가장 근접한 두 개의 기울기 방향 bin과 가중치를 계산해야 한다. 따라서 본 논문에서는 HOG 특징 연산에 적용하기 위한 효율적인 기울기 방향 bin 및 가중치 연산 회로를 제안한다. 제안하는 회로는 탄젠트 함수와 나눗셈 연산을 피하기 위해 미리 계산된 값을 테이블로 지정하여 사용하였으며, 탄젠트 함수와 가중치 값의 특성을 이용함으로써 회로 내 테이블의 크기를 최소화하였다. 또한 처리 속도 향상을 위해 파이프라인 구조를 적용하였으며, 효율적인 coarse 및 fine 탐색 방법을 적용하여 각 픽셀에 대한 기울기 방향 bin과 가중치를 두 클락 사이클 내에 계산한다. 본 논문에서 제안하는 회로는 $1^{\circ}$ 단위로 기울기 방향을 계산하여 기울기 방향 bin과 가중치를 모두 결정하기 때문에 HOG 특징을 위한 보간 기술에 적용되어 높은 인식률을 제공하기 위해 사용될 수 있다.