Programozható optoelektronikus tömbprocesszorok (POAC) és alkalmazásaik = Programmable opto-electric array processors (POAC) and their applications

Tőkés, Szabolcs and Orzó, László and Váró, György (2007) Programozható optoelektronikus tömbprocesszorok (POAC) és alkalmazásaik = Programmable opto-electric array processors (POAC) and their applications. Project Report. OTKA.

Preview

PDF 43136_ZJ1.pdf Download (581kB)

Abstract

Kidolgoztunk és megépítettünk egy hordozható programozható opto-elektronikus analogikus CNN számítógépet (Laptop-POAC), amelyet céltárgyak felismerésére és követésére alkalmaztunk. A POAC (programmabble optical analogic array computer) magprocesszora egy új típusu optikai korrelátor, amelyben bakteriorhodopsin (BR) filmet alkalmaztunk dinamikus (újraírható, többszörösen olvasható, törölhető) holografikus anyagként. Ez az optikai CNN implementáció egyesíti az optikai számítógépek nagy sebességét, rendkívűl nagy práhuzamosságát (milliós nagyságrendű csatornaszám) és a nagymértű templatek alkalmazhatóságát a CNN eszköszök rugalmas programozhatóságával. Különös jellemzője ennek az optikai tömbprocesszornak az, hogy a programozó templateket vagy egy kétdimenziós akuszto-optikai eltérítővel (ez esetben 64x64 pixel méretű templateket használtunk), vagy egy VCSEL lézer mátrixszal valósíthatjuk meg. A bemenő képeket 600x800 pixel felbontású folyadékkristályos mikromegjelenítővel vittük be. Meghatároztuk a jelenleg beszerezhető kulcselemekkel elérhető maximális felbontás és a sebesség korlátait. Ezáltal kimutatttuk, hogy a kispárhuzamosságú elektronikus adatátvitel (továbbá a létező CCD, CMOS és vizuális CNN chipek felbontás/sebesség) korlátai miatt 2D-s optika utófeldolgozásra van szükség és lehetőség. Új és hatékony céltárgy felismerő és több tárgy kvázi-egyidejű követésére alkalmas algoritmust dolgoztunk ki. Mérésekkel bizonyítottuk a berendezés és az algoritmusok hatékonyságát. | A portable programmable opto-electronic analogic CNN computer (Laptop-POAC) has been built and used to recognize and track targets. Its kernel processor is a novel type of high performance optical correlator based on the use of bacteriorhodopsin (BR) as a dynamic holographic material. This optical CNN implementation combines the optical computer's high speed, high parallelism (1 000 000 channel) and large applicable template sizes with flexible programmability of the CNN devices. A unique feature of this optical array computer is that programming templates can be applied either by a 2D acousto-optical deflector (up to 64x64 pixel size templates) incoherently or by VCSEL arrays. Input images are fed-in by a LCD-SLM of 600x800 pixel resolution. Evaluation of trade-off between speed and resolution is given. Novel and effective target recognition and multiple-target-tracking algorithms have been developed for the POAC. Tracking experiments are demonstrated. In the present model a video-speed CCD camera is recording the correlograms, however, later a CNN-UM chip and a high-speed CMOS camera will be applied for combined optical/electro-optical post-processing. An optical CNN template- and algorithm-library has been developed to solve a great variety of image processing tasks. It seems to be an important future work to expand this library.

Actions (login required)

Edit Item