Journal of information and communication convergence engineering
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v.20
no.3
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pp.212-218
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2022
The performance of vision-based intelligent systems, such as self-driving cars and unmanned aerial vehicles, is subject to weather conditions, notably the frequently encountered haze or fog. As a result, studies on haze removal have garnered increasing interest from academia and industry. This paper hereby presents a 4K-capable hardware implementation of an efficient haze removal algorithm with the following two improvements. First, the depth-dependent haze distribution is predicted using a linear model of four haze-relevant features, where the model parameters are obtained through maximum likelihood estimates. Second, the approximated quad-decomposition method is adopted to estimate the atmospheric light. Extensive experimental results then follow to verify the efficacy of the proposed algorithm against well-known benchmark methods. For real-time processing, this paper also presents a pipelined architecture comprised of customized macros, such as split multipliers, parallel dividers, and serial dividers. The implementation results demonstrated that the proposed hardware design can handle DCI 4K videos at 30.8 frames per second.
Fire incident in buildings is common, so the fire safety design of the framed structure is imperative, especially for the unprotected or partly protected bare steel frames. However, software for structural fire analysis is not widely available. As a result, the performance-based structural fire design is urged on the basis of using user-friendly and conventional nonlinear computer analysis programs so that engineers do not need to acquire new structural analysis software for structural fire analysis and design. The tool is desired to have the capacity of simulating the different fire scenarios and associated detrimental effects efficiently, which includes second-order P-D and P-d effects and material yielding. Also the nonlinear behaviour of large-scale structure becomes complicated when under fire, and thus its simulation relies on an efficient and effective numerical analysis to cope with intricate nonlinear effects due to fire. To this end, the present fire study utilizes a second-order elastic/plastic analysis software NIDA to predict structural behaviour of bare steel framed structures at elevated temperatures. This fire study considers thermal expansion and material degradation due to heating. Degradation of material strength with increasing temperature is included by a set of temperature-stress-strain curves according to BS5950 Part 8 mainly, which implicitly allows for creep deformation. This finite element stiffness formulation of beam-column elements is derived from the fifth-order PEP element which facilitates the computer modeling by one member per element. The Newton-Raphson method is used in the nonlinear solution procedure in order to trace the nonlinear equilibrium path at specified elevated temperatures. Several numerical and experimental verifications of framed structures are presented and compared against solutions in literature. The proposed method permits engineers to adopt the performance-based structural fire analysis and design using typical second-order nonlinear structural analysis software.
Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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v.46
no.7
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pp.53-60
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2009
Motion estimation for H.264/AVC video CODEC is very complex and requires a huge amount of computational efforts because it uses multiple reference frames and variable block sizes. We propose the architecture of high-performance integer-pixel motion estimation circuit based on fast algorithms for multiple reference frame selection, block matching, block mode decision and motion vector estimation. We also propose the architecture of high-performance interpolation circuit for sub-pixel motion estimation. We described the RTL circuit in Verilog HDL and synthesized the gate-level circuit using 130nm standard cell library. The integer-pixel motion estimation circuit consists of 77,600 logic gates and four $32\times8\times32$-bit dual-port SRAM's. It has tile maximum operating frequency of 161MHz and can process up to 51 D1 (720$\times$480) color in go frames per second. The fractional motion estimation circuit consists of 22,478 logic gates. It has the maximum operating frequency of 200MHz and can process up to 69 1080HD (1,920$\times$1,088) color image frames per second.
This study aimed to investigate the difference of X-ray exposure by comparing and analyzing absorbed dose according to changes in the number of frames in coronary angiography, also depending whether the zoom mode is FOV enlargement or Zoom Live. Moreover, for appropriate frame selection measures for examination, including the effect of frame change on the image quality, were sought by measuring the noise strength expressed by the standard deviation (SD), the signal to noise ratio (SNR) and contrast to noise ratio (CNR). The study was conducted with an anthropomorphic phantom on an angio-system. The linear relationship between the frame rate and the radiation dose was evident. On the contrary, the indices of image quality (SD, SNR, and CNR) were almost constant irrespective of the number of frames. The difference depending on the zoom mode was not statistically significant for DAP, air kerma, and SD (p > 0.05). However, SNR and CNR were statistically different between FOV enlargement and Zoom Live. In conclusion, since the image quality was not degraded significantly with the decreasing frame rate from 30, 15, to 7.5 f/s and the radiation dose evidently decreases in almost exactly linear proportion to the decreasing frame rate, the number of frames per second needs to be maintained as low as reasonably achievable. As for the dependence on the zooming mode, the Live Zoom mode showed statistically significant improvement in the image quality indices of SNR and CNR and it justifies active use of the Live Zoom mode which enables real-time image enlargment without additional radiation dose.
In this paper, we developed real-tim video transfer system based on Android environment. After android device with embedded camera capture images, it sends image frames to video server system. And also video server transfer the images from client to peer client. Peer client also implemented on android environment. We can send 16 image frames per second without any loss in 3G mobile network environment.
The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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v.36
no.12C
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pp.727-737
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2011
This paper presents an implementation scheme of real-time lane and vehicle detection system with FPGA and DSP. In this type of implementation, defining the functionality of each device in efficient manner is of crucial importance. The FPGA is in charge of extracting features from input image sequences in reduced form, and the features are provided to the DSP so that tracking lanes and vehicles are performed based on them. In addition, a way of seamless interconnection between those devices is presented. The experimental results show that the system is able to process at least 15 frames per second for video image sequences with size of $640{\times}480$.
Video from unmanned aerial vehicle (UAV) is influenced by natural environments due to the light-weight UAV, specifically by winds. Thus UAV's shaking movements make the video shaking. Objective of this paper is making a stabilized video by removing shakiness of video acquired by UAV. Stabilizer estimates camera's motion from calculation of optical flow between two successive frames. Estimated camera's movements have intended movements as well as unintended movements of shaking. Unintended movements are eliminated by smoothing process. Experimental results showed that our proposed method performs almost as good as the other off-line based stabilizer. However estimation of camera's movements, i.e., calculation of optical flow, becomes a bottleneck to the real-time stabilization. To solve this problem, we make parallel stabilizer making average 30 frames per second of stabilized video. Our proposed method can be used for the video acquired by UAV and also for the shaking video from non-professional users. The proposed method can also be used in any other fields which require object tracking, or accurate image analysis/representation.
Liu, Si-Wei;Chan, Jake Lok Yan;Bai, Rui;Chan, Siu-Lai
Steel and Composite Structures
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v.29
no.5
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pp.623-633
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2018
A robust element is essential for successful design of steel frames with Direct analysis (DA) method. To this end, an innovative and efficient curved-quartic-function (CQF) beam-column element using the fourth-order polynomial shape function with end-springs in series is proposed for practical applications of DA. The member initial imperfection is explicitly integrated into the element formulation, and, therefore, the P-${\delta}$ effect can be directly captured in the analysis. The series of zero-length springs are placed at the element ends to model the effects of semi-rigid joints and material yielding. One-element-per-member model is adopted for design bringing considerable savings in computer expense. The incremental secant stiffness method allowing for large deflections is used to describe the kinematic motion. Finally, several problems are studied in this paper for examining and validating the accuracy of the present formulations. The proposed element is believed to make DA simpler to use than existing elements, which is essential for its successful and widespread adoption by engineers.
Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SP
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v.47
no.2
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pp.33-44
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2010
This paper propose the structure of real-time face detection hardware architecture for robot vision processing applications. The proposed architecture is robust against illumination changes and operates at no less than 60 frames per second. It uses Modified Census Transform to obtain face characteristics robust against illumination changes. And the AdaBoost algorithm is adopted to learn and generate the characteristics of the face data, and finally detected the face using this data. This paper describes the face detection hardware structure composed of Memory Interface, Image Scaler, MCT Generator, Candidate Detector, Confidence Comparator, Position Resizer, Data Grouper, and Detected Result Display, and verification Result of Hardware Implementation with using Virtex5 LX330 FPGA of Xilinx. Verification result with using the images from a camera showed that maximum 32 faces per one frame can be detected at the speed of maximum 149 frame per second.
Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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v.1
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pp.41-46
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2006
This paper describes a marine watch system on a ship, which is aided by an image processing method. The system detects other ships through a navigational image sequence to prevent oversights, and it measures their bearings to maintain their movements. The proposed method is described, the detection techniques and measurement of bearings techniques are derived, and the results have been reported. The image is divided into small regions on the basis of the brightness value and then labeled. Each region is considered as a template. A template is assumed to be a ship. Then, the template is compared with frames in the original image after a selected time. A moving vector of the regions is calculated using an Excel table. Ships are detected using the characteristics of the moving vector. The video camera captures 30 frames per second. We segmented one frame into approximately 5000 regions; from these, approximately 100 regions are presumed to be ships and considered to be templates. Each template was compared with frames captured at 0.33 s or 0.66 s. In order to improve the accuracy, this interval was changed on the basis of the magnification of the video camera. Ships’ bearings also need to be determined. The proposed method can measure the ships’ bearings on the basis of three parameters: (1) the course of the own ship, (2) arrangement between the camera and hull, and (3) coordinates of the ships detected from the image. The course of the own ship can be obtained by using a gyrocompass. The camera axis is calibrated along a particular direction using a stable position on a bridge. The field of view of the video camera is measured from the size of a known structure on the hull in the image. Thus, ships’ bearings can be calculated using these parameters.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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