Maestria
Diseño e implementación de autómatas celulares para procesamiento de imágenes en Hardware reconfigurable
Fecha
1969-12-31Autor
Ureña Ponce, Oswaldo
Institución
Resumen
La capacidad de los automatas celulares para reproducir fenomenos complejos utilizando
solo reglas de evolucion sencillas, han llamado la atencion de varias areas
para simular comportamientos complejos (simulacion de crecimiento bacteriano, crecimiento
de ciudades, etc.) con resultados muy cercanos a tecnicas estandares. Otro
aspecto importante de los automatas celulares es que todas las celulas pertenecientes
al CA evolucionan simultaneamente utilizando la misma regla global; esta caracterıstica
puede ser usada para su implementacion en dispositivos reconfigurables para realizar
operaciones morfologicas. Las operaciones morfologicas son la base del procesamiento
de imagenes, las cuales son de gran importancia para campos como la vision
artificial, robotica, edicion de imagenes, etc.
Esta tesis propone el diseño e implementacion de un automata celular bidimensional,
con vecindario de Moore para el procesamiento de imagenes binarias en un
dispositivo reconfigurable, desarrollada para la tarjeta de evaluacion ML605 de Xilinx,
que tiene soporte para bus PCIe, el cual permite el uso del automata celular como un
coprocesador de imagenes binarias.
Se ofrece una introduccion a los conocimientos basicos relacionados con la teorıa
de los automatas celulares, comenzando por la historia, caracterısticas y clasificacion,
necesarios para comenzar a trabajar con ellos.
Distintas reglas de evolucion son simuladas y verificadas para determinar cuales
pueden ser utilizadas en el procesamiento morfologico, tomando en consideracion una estructura bidimensional, un conjunto de reglas totalısticas y un vecindario de Moore
de radio uno, utilizando MATLAB y comparandolas con otras tecnicas existentes.
Despues del analisis de la simulacion, se propone una arquitectura de un CA en FPGA,
debido a su flexibilidad de ser reconfigurados y trabajar de manera concurrente.