실시간 광학 흐름(Optical Flow) 추정 하드웨어 회로

Real-time Optical Flow Estimation Hardware Circuits

연구 내용

DIS-FAST 기반 역 탐색 알고리즘을 하드웨어로 구현하고, 이미지 피라미드 스케일 선택적 저장으로 외부 메모리 접근을 최소화하여 HD 실시간 광학 흐름을 추정하는 회로를 설계하는 연구

자율주행 및 영상 분석에서 움직임 추정을 위해 Optical Flow가 요구되는 환경을 전제로, HD 이미지를 대상으로 실시간 추정 회로를 설계합니다. DIS-FAST Optical Flow 추정 알고리즘의 역 탐색 특성을 회로 연산 흐름으로 반영하고, 저장 공간을 줄이기 위해 이미지 피라미드 중 일부 스케일만 내부 메모리에 보관합니다. 나머지 스케일은 필요 시 계산을 수행하여 외부 메모리 접근을 최소화합니다. 또한 표준 셀 합성으로 게이트 규모와 동작 주파수 특성을 검토하며, 프레임 처리 성능을 만족하는 하드웨어 구조를 구성합니다.

관련 프로젝트

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연구 흐름

2024년에는 Optical Flow 추정 회로로 주제를 확장하며, 의미론적 해석이 가능한 움직임 분석에 대한 하드웨어 요구를 반영했습니다. DIS-FAST의 역 탐색 기법을 사용해 시간 복잡도를 낮추는 방향으로 알고리즘-회로 매핑을 수행했습니다. 동시에 이미지 피라미드의 선택적 내부 저장과 외부 접근 최소화를 통해 저장-대역폭 병목을 완화하는 설계를 채택했습니다. 2023년 방사 왜곡 보정에서의 캐시 기반 접근 최소화 전략이 저장 계층 설계 관점으로 이어지고, 2022년 안개 제거에서의 실시간 파이프라인 최적화 경험이 연산 흐름 안정화에 기여했습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

실시간 광학 흐름 추정
보행자 및 물체 움직임 분석
자율주행 전방 움직임 추정
영상 기반 속도/방향 추정
로봇 내비게이션 보조
비디오 안정화 전처리
AR 동작 추정
시간차 영상 분석
움직임 센서 대체 비전
저장-대역폭 최적화 비전 가속