I nte rna t io na l J o urna l o f   Rec o nfig ura ble a nd   E m bedd e d Sy s t em s   ( I J RE S)   Vo l.   10 ,   No .   3 N o v em b e r   2 0 2 1 ,   p p .   2 30 ~ 2 3 6   I SS N : 2 0 8 9 - 4 8 6 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ij r es . v 10 .i 3 . p p 2 30 - 2 3 6       230       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij r es.ia esco r e. co m   Im a g e process ing  using  a reconfig u ra ble platform P re - pro cess ing  block  ha rdwa re archit e cture       Chira nje ev i G .   N . ,   Su bh a s K ulk a rni   De p a rtme n o El e c tro n ics   a n d   C o m m u n ica ti o n   E n g i n e e rin g ,   P E S I T - Ba n g a lo re   S o u th   Ca m p u s,  Ka r n a tak a ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ap r   26 ,   2 0 21   R ev is ed   M ay   2 7 ,   2 0 21   Acc ep ted   J u n   22 ,   2 0 21       Re a ti m e   ima g e   p ro c e ss in g   is  a   c h a ll e n g i n g   tas k   i n   wh ic h   fe tch i n g   th e   su b   ima g e   re q u ires   o ffse m e m o r y   a c c e ss   a p a rt  fro m   c o re   p r o c e ss in g   n e e d s.  Th is   p a p e a ims   a o v e rc o m in g   th e   o ffse n e e d fo m e m o ry   a d d re ss i n g   i n   p re - p ro c e ss in g   b lo c k s.  A n o t h e fe a tu re   o th is  p re se n wo rk   is  to   a p p e n d in g   th e   ima g e   d a ta  with   c u st o m ize d   a lg o rit h m ic  re e q u i p m e n ts   v iz  d u p li c a ti n g ,   z e ro   p a d d i n g .   F o r   K x k e rn e siz e ,   t h e   p r o p o se d   h a rd wa re   a rc h it e c tu re   c a n   b e   p ro g ra m m e d   to   fe tch   K   p i x e ls  i n   o n e   c y c le,  re d u c in g   t h e   d a ta  a c c e ss   t ime .   Re su lt h a v e   b e e n   c o m p a re d   with   so ftwa re - b a se d   p r o c e ss in g   f o K x sp a ti a l   fil terin g .   p e rfo rm a n c e   in d ica tes   sig n ifi c a n ti m in g   imp r o v e m e n u si n g   p ro p o se d   p re - p r o c e ss in g   h a r d wa re   b lo c k .   K ey w o r d s :   B lo ck   m em o r y   ac ce s s     B o u n d ar y   p ad d i n g     Ker n el  ar ch itectu r   Mu lti - b y te  f etch in g     Pre - p r o ce s s in g   b lo c k     R ec o n f ig u r ab le  h ar d war e   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   C h ir an jeev i G .   N.   Dep ar tm en t o f   E lectr o n ics an d   co m m u n icatio n   E n g in ee r in g   PESI T - B an g alo r So u th   C am p u s   Af f iliated   to   Vis v eswar ay T ec h n o lo g ical  Un iv er s ity ,   B elg au m   B an g alo r e,   Kar n atak a ,   I n d ia   E m ail: c h ir an jeev ig n @ p es.e d u       1.   I NT RO D UCT I O N   T h m ajo r ity   o f   th e   tim e,   im a g p r o ce s s in g   alg o r ith m s /ar ch itectu r e   [ 1 ] ,   [ 2 ]   p er f o r m   b est  wh en   g iv e n   s p ec if ic  ty p es  o f   d ata  as  in p u ts .   Ho wev er ,   in   th v ast  m ajo r ity   o f   in s tan ce s ,   th in p u p ictu r f ails   to   m ee cr itical  r eq u ir em en ts .   Prio r   to   th ap p licatio n - s p ec if ic  p r o c ess in g   [ 3 ] ,   p r ep r o c ess in g   tak e s   p lace .   T h im ag e   s to r ag p r o b lem   is   s ig n if ican is s u in   im ag p r o ce s s in g .   Ma n y   im ag f ile  f o r m ats  h av b ee n   d e v elo p ed   o v er   t h y ea r s   with   th e   aim   o f   r ep r esen tin g   im a g es  in   a   s tr ea m lin ed   an d   p r em iu m   m an n er   th at  ca n   b u s ed   o n   v ar iety   o f   p latf o r m s   [ 4 ] .   Acc o r d in g   to   p r e p r o ce s s in g ,   d if f e r en im ag es  o f   th s am e   ty p e   c an   h a v a   d if f er en s ca le  o f   s ig n al  in ten s ities .   T h o p er atio n s   th at  ar u s u ally   n ee d ed   p r i o r   to   th m ain   d ata   o p er atio n s   in   I P   [ 5 ]   co r e   ar e   g r o u p ed   as  p r ep r o ce s s in g   f u n ctio n s .   H ar d war e   ar ch itectu r is   u s ed   as  th e   in it ial  m eth o d   o r   p r e - p r o ce s s in g   b lo c k   in   im a g p r o ce s s in g   ap p licatio n s   with   h i g h er   d eg r ee   o f   ac c u r ac y   i n   r ea d in g   p i x el  v alu es  in   th is   s tu d y .   As  a   r esu lt,  th ese   im ag es  ar e   p r o ce s s ed   in   s u ch   wa y   th at   th ey   ca n   b e   u s ed   f o r   o p e r atio n s ,   r ed u cin g   d ata  s to r a g ac ce s s   tim e   [6 ] - [ 8 ] .   Pre - p r o ce s s in g   o f ten   en tails   th elim in atio n   o f   u n n ec ess ar y   o r   ir r elev an t r eg i o n s ,   as we ll a s   th en h a n ce m en t o f   co n t r ast an d   s er v ice  f ea tu r es lik ze r o   p a d d in g .   Dig ital  im ag es  co n tain in g   f in ite  s et  o f   im ag co m p o n en t s ,   u s u ally   k n o wn   as  p ix els,  a r u s ed   to   d is p lay   two - d im en s io n al  im ag es.  Dig ital  im ag p r o ce s s in g   allo ws  f o r   th r etr iev al,   d eliv er y ,   an d   r ep r esen tatio n   o f   im ag d ata  in   h u m an - r ea d ab le  f o r m at   [ 9 ] .   I n   th im p lem e n tatio n   ar ea s   o f   im ag e   p r o ce s s in g ,   v ar iety   o f   tech n iq u es  ar ap p lied   to   th ch o s e n   im ag d ata  s et  f o r   im ag p r e - p r o ce s s in g .   T h is   wo r k   h as  p r o p o s ed   tech n iq u to   im p r o v m em o r y   r ea d   an d   wr ite  o p er atio n s ,   wh ich   ar n ee d ed   b y   I co r es.  T h ch o s en   p r e - p r o ce s s in g   h ar d war b lo c k   h as  p r o v en   to   b th m o s ef f ec tiv m eth o d   f o r   r ea d in g   p ix el  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Reco n f ig u r a b le  &   E m b ed d ed   Sy s t   I SS N:  2089 - 4 8 6 4       I ma g p r o ce s s in g   u s in g   a   r ec o n fig u r a b le  p la tfo r m:   P r e - p r o c ess in g   b lo ck   h a r d w a r e   … ( C h ir a n jeev i G .   N . )   231   v alu es  in   g r o u p   o r   co n ca ten at ed   f o r m   with   k er n el - d ef in ed   s ize.   FP GAs   h av b ec o m th f u lly   in d ep en d e n im p lem en tatio n   f r am ewo r k   f o r   n u m b er   o f   co m p u ter   v is io n   ap p licatio n s   d u to   ad v a n ce m en ts   in   FP GA   tech n o lo g y   [ 1 0 ] .   T h is   r esear ch   p ap er   is   o r g an i ze d   as  f o llo ws.  Sectio n   2   d is cu s s es  ab o u Pre   p r o ce s s in g   B lo ck s   in   I m ag Pro ce s s in g ,   Sectio n   3   e x p lain s   clea r ly   ab o u Pre   p r o c ess in g   b lo ck   Har d war Ar ch it ec tu r u s ed   f o r   t h is   r esear ch   wo r k .   Sectio n   4   s h o ws   Pre - p r o ce s in g   b lo ck   m em o r y .   s ec tio n   5   s h o ws  E x p er im e n tal  ev alu atio n   o v er   r ec o n f ig u r ab le  p latf o r m   ca r r i ed   th r o u g h o u th p r ep r o c ess in g   p r o ce s s .   Fin ally ,   s ec tio n   6   co n clu d es  th e   r esear ch   wo r k   with   its   f in d in g s .       2.   P RE   P RO CE SS I NG   B L O C K S IN I M AG E   P RO C E SS I NG   Pr ep ar atio n   o f   d ata   is   th p r i m ar y   g o al  o f   m o s p r ep r o c ess i n g   s y s tem s .   So   th at  f o llo win g   b lo ck s   ca n   m ak o p tim u m   u s o f   th e m .   T h m ain   aim   o f   p r e - p r o ce s s in g   is   to   en h an ce   t h im ag e' s   q u ality   [ 1 1 ] [ 1 2 ]   s o   th at  we  ca n   p r o p er l y   an aly z it.  W ca n   r em o v u n wan t ed   d is to r tio n s   [ 1 3 ]   an d   im p r o v s o m f ea tu r es   ( r ec o n s tr u ctio n   an d   r eg r ess io n )   [ 1 4 ] [ 1 5 ]   th at  a r ess en tial  f o r   th a p p licatio n   we' r wo r k in g   o n   b y   p r ep r o ce s s in g .   T h o s ch ar ac te r is tics   ca n   d if f er   d ep en d i n g   o n   th ap p licatio n   s o   th at  o th er   t y p es  o f   alg o r it h m s   [ 1 6 ]   ca n   u s th em   e f f ec tiv ely   ( g en er al  im ag p r o ce s s in g ,   im a g en h a n ce m en t,  o r   im ag e   an a ly s is ) .   T h en o r m o u s   am o u n o f   in f o r m atio n   n ee d ed   t o   d ep ict  im ag es  is   o n o f   th eir   m o s d is tin g u is h in g   f ea tu r es ( ar ch itectu r u s in g   V ed ic  co m p u tin g )   [ 1 7 ] .   E v en   g r a y - s ca le  im ag with   m o d e r ate  r eso lu tio n ,   s u ch   as 5 1 2   b y   5 1 2 ,   r eq u ir es 5 1 2   * 5 1 2 * 8 2 * 1 0 6   b its   to   r ep r esen t.  As a  r esu lt,  in   o r d er   to   s to r e   an d   tr an s m it d ig ital  im ag es  ( u s in g   XSG  b lo ck s )   [ 1 8 ] ,   s o m ty p o f   im a g co m p r ess io n   an d   im ag e d g d ete ctio n   [ 1 9 ]   o r   th u s e   o f   p r e - p r o c ess in g   h ar d war is   r eq u ir ed .   W ith in   FP G p r p r o ce s s in g   s u b - s y s tem s   ( DSP  m o d u les)  [ 2 0 ] ,   al g o r ith m s   ev o lv f r o m   s tan d ar d   s o f twar e - s u itab le  r ep r esen tatio n s   [ 2 1 ]   t o   m o r h ar d war e - f r ien d ly   o n es,  wh ich   ca n   co m p letely   ex p lo it  d ata   p ar allelis m   [ 2 2 ] ,   [ 2 3 ]   ac r o s s   ap p licatio n - s p ec if ic  h ar d w ar ar ch itectu r es(sig n al  an d   v id eo   p r o ce s s in g   ar ch itectu r e)   [ 2 4 ] ,   wh ic h   ar e   o f ten   s ig n if ica n tly   d i f f er en t   f r o m   th e   co n v en tio n al   Vo n   Ne u m an n   m o d el,   s u ch   as d ataf lo [ 2 5 ] .   T h aim   o f   th e   ar ch itectu r e   is   to   p r e p ar e   d ata  a n d   m ak e   im a g p r o ce s s in g   ac tiv ities   ea s ier   [ 2 6 ] [ 2 7 ] .   T h g en er al  s tr u ctu r o f   th s tr ateg y   s u g g ested   in   th is   s tu d y   is   d ep icted   in   Fig u r 1 .   T h e   im ag p r elim in ar y   p r e - p r o ce s s in g   m eth o d   an d   th im ag s cr ee n in g   alg o r ith m   a r th f o u n d atio n s   o f   th is   ar tic le.             F ig u re   1 .   Arc h it e c tu re   o f   th e   w o r k       3.   P RE   P RO CE SS I NG   B L O C K   M E M O RY   Desig n   o f   p r ep r o ce s s in g   b lo c k   m em o r y ,   two   co n s tr ain ts   n ee d   to   b tak en   ca r f r o m   th u s er   en d .   T h f ir s o n is   wr itin g   o n p i x el  v alu wh ich   is   o f   o n b y te   in to   th m em o r y   at  ea ch   cl o c k   cy cle  o f   t h tar g et  d ev ice.   T h s ec o n d   o n is   th s ize  o f   th in p u im ag ( ex am p le:  5 1 2 * 5 1 2 ) .   T h m ain   tar g et  we  ar e   co n s id er in g   in   th is   b lo c k   m e m o r y   is   f le x ib ilit y   in   m o d if y in g   th e   s ize  o f   k er n el  d u r i n g   r ea d   an d   wr ites   o p er atio n s .   T h ab ilit y   to   ch o o s th k er n el  s ize  d u r in g   r ea d   o p er atio n s   is   s ee n   a s   b en ef it   o v er   th in b u ilt  I co r m o d el.   A   d etail  th I P c o r ca n   ac ce s s   th d ata  in   ter m s   o f   2 powers  b it [ i.e .   2 ,   4 , 8 , 1 6 , 3 2 , 6 4 ] d ata  d u r in g   r ea d   o p er atio n ,   b u t   in   th e   p r o p o s ed   d esig n   it  ca n   ac ce s s   b ased   o n   th k e r n el  r e q u ir em e n ts   an d   n o r eser v e d   to   an y   s p ec if ic  v alu es.  g en er al  8 b it   p ix el  v alu *   k er n el  s ize  is   th d ata  ac ce s s ed   d u r in g   r ea d   o p er atio n .     3 . 1 .     Writ m o de   As  in d icate d   b y   th a d d r ess   p o in ter ,   o n p ix el  o f   d ata  i s   wr itten   in to   th m em o r y   d u r in g   th is   o p er atio n   with   r eg ar d   to   th cl o ck   cy cle.     3 . 2 .     Rea m o de   T o   g et   ar o u n d   th e   f ir s t - in   f ir s t - out   ( FIFO )   p ar a d ig m ,   th p r o p o s ed   h ar d war e   ar c h itectu r e   ac tiv ates  r ea d   o p er atio n s   N'   tim es d ep e n d in g   o n   th u s er ' s   n ee d s .   T h e   r ea d   o p er atio n   iter atio n   is   ac tiv ated   b ased   o n   th e   k er n el  s ize.   Fo r   e x am p le,   if   th k er n el  s ize  is   3   b y   3 ,   th v a lu es  f r o m   th r ee   ad jace n p o s it io n s   ar r ea d .   T h is   will  d ec id wh eth er   en o u g h   d ata  is   av ailab le  f o r   I co r ar ch itectu r e.   T h e   u s er   m u s s p ec if y   th m e m o r y         Pre  p ro ce ss i n g   b l o ck  ha rdw a re   I n p u t :   a n   i m a g u s u a l l y   co m i n g  fr o m  c amer a   O u t p u t :   a n   i m ag m ea n t   t o   b e  a  s o u r ce  i n p u t   t o   i m a g e   p r o ce ss i n g   co r e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   20 89 - 4 8 6 4   I n t J Reco n f ig u r a b le  &   E m b ed d ed   Sy s t ,   Vo l.  10 ,   No .   3 No v em b er   2 0 2 1 :   2 30     2 3 6   232   h ar d war lo ca tio n   f r o m   wh ic h   we  will  r ea d .   T h at  is ,   th e   r ea d   o u tp u is   ex tr ac ted   as  c o n ca t en atio n   o f   th r ee - p ix el   d ata  v alu es  h ig h lig h ted   b y   th r ea d   p o i n ter   f r o m   th p r e - p r o ce s s in g   b lo ck   h ar d war e.   Fin ally ,   d ata  was   ac ce s s ed   s im u ltan eo u s ly   f r o m   all  th r ee   lo ca tio n s .     3 . 3 .     Addi t io na l us er   cho ice   Ar o u n d   th ed g es  o f   an   im ag e,   im ag p ad d in g   ad d s   n e p ix els.  W h en   ad v an ce d   f ilter in g   m eth o d s   ar u s ed ,   th b o r d er   p r o v id es  s p ac f o r   a n n o tatio n s   o r   s er v es  as  b o u n d a r y .   As  u s er   p r e f er en ce   i n p u ts ,   th e   th r ee   s ep ar ate  ca s s tu d ies ar u s ed .     3 . 4 .     Dupl ica t mo de   T wo   r o ws  an d   two   co lu m n s   h av b ee n   ad d e d .   T h f ir s r o w ' s   an d   last   r o w ' s   p ix el  v alu es  ar co p ied   f o r   th n ew  r o th at  c o m es  b ef o r t h f ir s r o an d   af ter   th last   r o w,   r esp ec tiv ely   w h ich   is   in d icate d   in   Fig u r 2 .   Similar ly ,   th v alu es  o f   th f ir s an d   las co lu m n s   o f   th o r ig in al  im ag a r co p ied   to   th n ew  co lu m n s .   L ea d in g   t o   th ca s c ad in g   o f   two   a d d itio n al   r o ws  an d   two   a d d itio n al  c o lu m n s ,   th im ag w o u ld   b e   5 1 4   b y   5 1 4   af ter   d u p licatio n .     3 . 5 .     Z er o   pa dd ing   Ad d itio n al  r o ws  ar e   ad d e d ,   wi th   all  p ix el  v al u es  s et  to   ze r o   wh ich   is   in d icate d   in   Fig u r 3 .   Similar ly ,   co lu m n s   with   p ix el  v alu o f   ze r o   ar in tr o d u ce d .     3 . 6 .     No n dup lica t mo de    Fo r   I co r o p er atio n s ,   f u n cti o n   with   ex is tin g /ig n o r th b o u n d a r ies  in   th is   ca s m o d el.   I g n o r e   th v alu o f   th ed g p ix el  an d   co m p u te  f o r   th o s p ix els  th at  h av all  o f   th eir   n eig h b o r s   wh ich   ar h ig h lig h te d   in   Fig u r 4 .             F ig u r e   2 .   Du p licate  m o d e:  Or i g in al  im ag v /s   with   p a d d in g   ex tr r o a n d   co l           F ig u r e   3 .   Z e r o   p a d d in g   m o d es:   Or ig in al  im ag v /s   with   p a d d in g   ex tr r o an d   co l f illed   wi th   ze r o           Fig u r e   4 .   No n   -   Du p licate  m o d e:   R em ain s   s am as o r ig in al  im ag ( n o   ad d itio n al  r o a n d   c o l)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Reco n f ig u r a b le  &   E m b ed d ed   Sy s t   I SS N:  2089 - 4 8 6 4       I ma g p r o ce s s in g   u s in g   a   r ec o n fig u r a b le  p la tfo r m:   P r e - p r o c ess in g   b lo ck   h a r d w a r e   … ( C h ir a n jeev i G .   N . )   233   4.   E XP E R I M E N T A L   E VA L U AT I O O V E RE CO NF I G URAB L E   P L AT F O R M   On   an   FP GA,   h ar d war d esig n   s tr ateg ies  s u ch   as   p ar allelis m   an d   p ip elin in g   ar f ea s ib le,   wh ich   ar n o p o s s ib le  in   d ed icate d   DSP  m o d u les.  T h u s e   o f   r ec o n f ig u r ab le  h ar d war e   to   im p lem e n im ag e   p r o ce s s in g   alg o r ith m s   r e d u ce s   tim e - to - m ar k et  co s ts ,   allo ws  f o r   r a p id   p r o to ty p in g   o f   c o m p lex   alg o r ith m s ,   an d   s im p lifie s   d eb u g g in g   an d   v er i f icatio n .   As  r esu lt,  FP GAs  ar an   ex ce llen alter n ativ f o r   r ea l - tim im ag p r o ce s s in g   alg o r ith m s .   Ver ilo g   co d i n g   is   u s ed   in   th is   r esear ch   p ap er   to   b u ild   th p r e p r o ce s s in g   h ar d war ar ch itectu r e .   T h v e r if icatio n   o f   f u n ctio n a lity   is   ca r r ied   o u t   o n   r ec o n f i g u r ab le   h ar d war with   th h elp   o f   d esig n   f lo d iag r am   wh ich   is   s h o wn   in   Fi g u r 5.   T h is   is   th ex ter n al  v iew  th a is   in clu d ed   in   th e   5   b y   5   k er n el  s h o wn   in   Fig u r 6 .   T h e   o u tp u is   in d icate d   as  4 0   b its   in   th is   ca s e.   I n   o n clo c k   cy cl e,   th at' s   5   tim es  th 8 - b it  p ix el   v alu e   wh ich   d ep icts   in   t h ab o v f i g u r e.   I t is h av in g   ac ce s s   to   all  th ex ter n al  in p u an d   o u tp u p in s .           Fig u r 5 .   Desig n   f lo f o r   p r e p r o ce s s in g   ar ch itectu r o f   th w o r k           Fig u r e   6 .   E x ter n al  v iew  f o r   p r ep r o ce s s in g   ar ch itectu r e   o f   t h e   wo r k       Fig u r 7   d ep icts ,   R eg is ter - tr an s f er   lev el  ( R T L )   is   d esig n   ab s tr ac tio n   f o r   m o d elin g   s y n ch r o n o u s   d ig ital  cir cu it  in   ter m s   o f   th f lo o f   d ig ital  s ig n als  ( d a ta)   b etwe en   h a r d war r eg is ter s   an d   th e   lo g ica l   o p er atio n s   p e r f o r m ed   o n   th o s e   s ig n als in   d ig ital c ir cu it d esig n .                                                           I n p u t   i m a g e   5 1 2   b y   5 1 2   B l o c k   m e mo r y   B a se d   o n   k e r n e l   si z e     C h o o se  [ ( 3   * 3 ) ,   ( 5 * 5 ) …. .   ( K * K ) ]     Wr i t e   R e a d   A d d i t i o n a l   u ser  c h o i c e   0 0 :   D u p l i c a t i o n                                                                 0 1 :   Z e r o   p a d d i n g                                                         1 0 :   N o n   d u p l i c a t i n g     C h o i c e   o f   d i f f e r e n t   o p e r a t i o n s   i n   I P   c o r e   [ S mo o t h ,   B l u r ,   E n h a n c e ]     O u t p u t   i ma g e     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   20 89 - 4 8 6 4   I n t J Reco n f ig u r a b le  &   E m b ed d ed   Sy s t ,   Vo l.  10 ,   No .   3 No v em b er   2 0 2 1 :   2 30     2 3 6   234   T h f in d in g s   f r o m   Fig u r e   8 ,   d em o n s tr ate  th ef f ec tiv en ess   o f   FP GA - b ased   r ec o n f ig u r ab le  s y s tem s   in   im ag p r o ce s s in g   ap p licatio n s ,   d em o n s tr atin g   s ig n if ican s p ee d u p   o v er   s o f twar v er s io n s   as  o p er atio n s   b ec o m m o r e   co m p le x .   T h en ,   u s in g   o u r   s ch em e,   we   will  b e   ab le  to   r elax   th n u m b e r   o f   o p er atio n s   in   r ea l - tim ap p licatio n ,   en a b lin g   u s   to   in co r p o r ate   m o r co m p lex   al g o r ith m s .           Fig u r e   7 .   R T L   d esig n   f o r   p r ep r o ce s s in g   ar ch itectu r o f   th w o r k           Fig u r e   8 .   Utilizatio n   r e p o r t f o r   p r ep r o ce s s in g   ar ch itectu r o f   th wo r k       5.   RE SU L T A ND  D IS CU SS I O N   C o n v o lu tio n   is   g en er al - p u r p o s im ag e   f ilter   ef f ec th at  d eter m in es  th v alu o f   th ce n te r   p ix el  b y   ad d in g   th weig h ted   v alu es  o f   all  its   n eig h b o r s .   T h p r o d u ct  o f   co n v o lu tio n   o f   5 1 2 * 5 1 2   im ag m atr ix   with   k er n el  o f   [ ( 3   * 3 ) ,   ( 5 * 5 )   …  ( K* K) ]   is   a   n ew  m o d if ied   f ilter ed   im ag e.   Ov er lap   th k er n el  o n   to p   o f   th im ag e,   ca lcu late  th p r o d u ct  o f   th m u tu ally   o v e r lap p in g   p ix els  an d   th eir   s u m   in   ea c h   ca s e,   an d   th r esu lt  will  b th v alu o f   t h o u t p u t p ix el  at   th a t p ar ticu lar   lo ca tio n   Fig u r 9   d ep icts   in p u p ix els  b ein g   wr itten   in to   m em o r y   an d   ac ce s s ed   th r o u g h   r ea d   o p e r atio n th e   ab o v e   r esu lts   ar f o r   3   b y   3   m atr ix   k er n el.   I n   o th er   wo r d s ,   it' s   tu r n in g   o n   t h co n s ec u tiv r ea d   o p er atio n   th r ee   tim es in   r o w.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Reco n f ig u r a b le  &   E m b ed d ed   Sy s t   I SS N:  2089 - 4 8 6 4       I ma g p r o ce s s in g   u s in g   a   r ec o n fig u r a b le  p la tfo r m:   P r e - p r o c ess in g   b lo ck   h a r d w a r e   … ( C h ir a n jeev i G .   N . )   235       Fig u r e   9 .   Simu latio n   r esu lts   f o r   p r ep r o ce s s in g   ar ch itectu r e   o f   th wo r k       6.   CO NCLU SI O N     T h p r e - p r o ce s s in g   tech n iq u u s ed   in   th is   s tu d y   aid s   in   th a cc ess   o f   d ata  r eq u ir e d   b y   t h I P c o r an d   th en h a n ce m en o f   im ag q u ality   b y   th u s o f   v ar i o u s   im ag p r o ce s s in g   tech n iq u e s .   T h f in d in g s   a r e   an aly ze d   an d   ch ec k e d   with   s tan d ar d   r ec o n f ig u r ab le  p latf o r m   ( Z y n q   b o a r d ) ,   a n d   th c o n s is ten cy   in   ter m s   o f   h ar d war u tili za tio n   is   also   e v alu ated   ( ar ea )   T h f o cu s   o f   th is   r esear ch   is   to   co n ce n tr a te  o n   s elec tin g   th ap p r o p r iate  m em o r y   o p er atio n s ,   s u ch   as  m u ltip le   r ea d   an d   w r ite  tech n iq u es,  as  wel as  tak i n g   in t o   ac co u n t h e   u s er ' s   ch o ice  o f   k er n el  s ize  as  p r im ar y   in p u t.  No o n ly   d o e s   th p r e - p r o ce s s in g   tech n i q u e   m in im ize  m em o r y   ac ce s s   tim e.   T h in f o r m atio n   g ath er e d   as  a   r esu lt  o f   t h is   p r o ce s s   co u ld   b e   u s ef u l   in   f u r th er in g   th is   s tu d y .   FP GA s   as  d e p lo y m e n r ec o n f ig u r a b le  p latf o r m s   f o r   h ig h - lev el  im ag e   p r o ce s s in g   ap p licatio n s   in clu d e   ef f icien t m ap p i n g   o f   h ig h - lev e l d escr ip tio n s   o f   im a g f r am es   to   lo w - lev el  m em o r y   s y s tem s .       ACK NO WL E DG E M E NT S   T h is   wo r k   is   b ein g   d o n e   at  t h PESI T   B an g alo r So u th   C am p u s ' s   R esear ch   C en ter   o f   E lectr o n ics  an d   C o m m u n icatio n s ,   w h ich   is   r ec o g n ized   a n d   af f iliate d   b y   Vis v esv ar ay a   T ec h n o l o g ical  Un iv er s ity   B elag av i,  Kar n atak a,   I n d ia.       RE F E R E NC E S   [1 ]   T.   F.   S m it h   a n d   M . S . Wate rm a n ,   " I d e n ti fica ti o n   o f   c o m m o n   m o lec u lar  su b se q u e n c e ’s, "   J o u rn a o f   M o lec u l a Bi o lo g y   (J M B) ,   v o l.   1 4 7 ,   n o .   1 ,   p p .   1 9 5 1 9 7 ,   1 9 8 1 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 / 0 0 2 2 - 2 8 3 6 (8 1 )9 0 0 8 7 - 5.   [2 ]   R.   Nik h il ,   " Bl u e sp e c   sy ste m   v e ri lo g Eff icie n t ,   c o rre c RTL   fro m   h ig h   le v e sp e c ifi c a ti o n s, "   Pro c e e d in g s.   S e c o n d   ACM   a n d   IEE E   In ter n a ti o n a l   C o n fer e n c e   o n   Fo rm a M e th o d s   a n d   M o d e ls   fo r   Co - De sig n ,   2 0 0 4 .   M E M OCO DE  ' 0 4 . ,   2 0 0 4 ,   p p .   6 9 - 7 0 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /M EM COD . 2 0 0 4 . 1 4 5 9 8 1 8 .   [3 ]   R.   S h o u p ,   " P a ra m e teriz e d   c o n v o l u ti o n   fil terin g   in   a   f ield   p r o g ra m m a b le  g a te  a rra y   i n terv a l , "   T e c h n i c a Rep o rt ,   P a l o   Alto ,   Ca li f o rn ia,   1 9 9 3 .   [4 ]   H.  S .   Ne o h   a n d   A.  Ha z a n c h u k ,   " Ad a p ti v e   e d g e   d e tec ti o n   f o re a l - ti m e   v i d e o   p ro c e ss in g   u si n g   F P G As , "   Glo b a S ig n a l   Pro c e ss in g ,   v o l.   7 ,   n o .   3 ,   p p .   2 - 3 ,   2 0 0 4   [5 ]   J.  Wan g ,   S .   Z h o n g ,   L.   Ya n   a n d   Z.   Ca o ,   " An   e m b e d d e d   sy ste m - on - c h ip   a rc h it e c t u re   fo r eal - ti m e   v isu a d e tec ti o n   a n d   m a tch i n g , "   i n   I EE T ra n s a c t io n o n   Circ u it s   a n d   S y ste ms   fo r   Vi d e o   T e c h n o l o g y ,   v o l.   2 4 ,   n o .   3 ,   p p .   5 2 5 - 5 3 8 ,   M a rc h   2 0 1 4 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /T CS V T. 2 0 1 3 . 2 2 8 0 0 4 0 .   [6 ]   P .   M o n d a l,   P .   K.  Biswa a n d   S .   Ba n e rjee ,   " F P G b a se d   a c c e le ra ted   3 a ffin e   tran sfo rm   fo r e a l - ti m e   ima g e   p ro c e ss in g   a p p l ica ti o n s, "   C o mp u ter &   El e c trica E n g in e e rin g ,   v o l.   4 9 ,   p p .   6 9 - 8 3 ,   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j. c o m p e lec e n g . 2 0 1 5 . 0 4 . 0 1 7 .   [7 ]   E.   Ka d ric,   D.   Lak a ta  a n d   A.  De h o n ,   " Im p a c o p a ra ll e li sm   a n d   m e m o ry   a rc h it e c tu re   o n   F P G c o m m u n i c a ti o n   e n e rg y , "   ACM   T ra n sa c ti o n o n   Rec o n fi g u ra b le  T e c h n o l o g y   a n d   S y ste ms ,   v o l.   9 ,   n o .   4 ,   p p .   1 - 2 3 ,   2 0 1 6 ,   d o i:   1 0 . 1 1 4 5 / 2 8 5 7 0 5 7 .     [8 ]   I.   Ka u r,   L.   R o h il la,  A.   Na g p a l ,   B .   P a n d e y ,   a n d   S .   S h a rm a ,   " Diffe r e n c o n fig u ra ti o n   o l o w - p o we m e m o ry   d e sig n   u sin g   c a p a c it a n c e   sc a li n g   o n   2 8 - n m   field - p r o g ra m m a b le  g a te  a rr a y , "   i n   S y ste a n d   Arc h it e c tu re ,   S .   K .   M u tt o o   S p rin g e r:  Ne w Yo r k ,   2 0 1 8 ,   p p .   1 5 1 1 6 1 .   [9 ]   L.   P e z z a ro ss a ,   A.  T.   Kriste n se n ,   M .   S c h o e b e rl  a n d   J .   S p a rsø ,   " Us i n g   d y n a m ic  p a rti a re c o n fig u ra ti o n   o F P G As   in   re a l - ti m e   sy ste m s, "   M icr o p ro c e ss o rs   a n d   M icr o sy ste ms ,   v o l .   6 1 ,   1 9 8 - 2 0 6 ,   2 0 1 8 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 / j. m icp ro . 2 0 1 8 . 0 5 . 0 1 7 .   [1 0 ]   S .   D.  Bro w n ,   R.   J.  F ra n c is,  J.  R o se ,   a n d   Z.   G.   Vra n e sic ,   Fi e ld   Pro g ra mm a b le  Ga te  Arra y s v o l .   1 8 0 ,   S p ri n g e r   S c ien c e   &   Bu sin e ss   M e d ia ,   1 9 9 2 .   [1 1 ]   S .   Hira i ,   M .   Zak o u ji ,   T.   Tsu b o i ,   " Im p lem e n ti n g   ima g e   p r o c e ss in g   a lg o rit h m o n   F P G A - b a se d   re a lt ime   v isio n   sy ste m , "   Pro c .   1 1 th   S y n t h e sis  a n d   S y ste In teg ra ti o n   o f   M ix e d   In f o rm a ti o n   T e c h n o lo g ies   ( S AS I M 2 0 0 3 ) Hiro sh ima ,   Ap r .   2 0 0 3 ,   p p .   3 7 8 - 3 8 5 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   20 89 - 4 8 6 4   I n t J Reco n f ig u r a b le  &   E m b ed d ed   Sy s t ,   Vo l.  10 ,   No .   3 No v em b er   2 0 2 1 :   2 30     2 3 6   236   [1 2 ]   C.   To rre s - Hu it z il   a n d   M .   A.  Nu ñ o - M a g a n d a ,   " Are a   ti m e   e ff icie n imp lem e n tatio n   o l o c a a d a p ti v e   ima g e   th re sh o l d i n g   in   re c o n fi g u ra b le  h a rd wa re ,"   AC M   S IGAR CH  C o mp u ter   Arc h it e c tu re   Ne ws ,   v o l .   4 2 ,   n o .   4 ,   p p .   3 3 3 8 ,   2 0 1 4 ,   d o i:   1 0 . 1 1 4 5 / 2 6 9 3 7 1 4 . 2 6 9 3 7 2 1 .   [1 3 ]   Jo h n   C.   Ru ss ,   T h e   ima g e   p ro c e ss in g   h a n d b o o k ,   6 th   ed ,   CRC P re ss ,   2 0 1 1   [1 4 ]   A.  S u n g h e e th a ,   R.   S h a rm a   R. ,   " n o v e Ca p sN e b a se d   ima g e   re c o n stru c ti o n   a n d   re g re ss io n   a n a ly sis , "   J o u rn a o f   In n o v a ti v e   Ima g e   Pro c e ss in g   (J II P) ,   v o l.   2 ,   n o .   0 3 ,   1 5 6 - 1 6 4 ,   2 0 2 0 ,   d o i:   1 0 . 3 6 5 4 8 / ji ip . 2 0 2 0 . 3 . 0 0 6 .   [1 5 ]   Zai n a lab e d in   Na v a b i,   Dig it a d e si g n   a n d   imp lem e n ta ti o n   wit h   fi e ld   p ro g r a mm a b le  d e v ice s ,   USA:  S p r in g e r,   2 0 1 1 .   [1 6 ]   P .   L y sa g h t,   B .   Bl o d g e t,   J.  M a so n ,   J.   Yo u n g   a n d   B .   Bri d g f o rd ,   " I n v it e d   p a p e r En h a n c e d   a rc h i tec tu re s,  d e sig n   m e th o d o lo g ies   a n d   CAD   t o o ls  fo d y n a m ic  re c o n fi g u ra ti o n   o f   Xil in x   F P G As , "   2 0 0 6   I n ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   Fi e ld   Pro g ra mm a b le L o g ic  a n d   A p p li c a ti o n s ,   2 0 0 6 ,   p p .   1 - 6 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 / F P L. 2 0 0 6 . 3 1 1 1 8 8 .   [1 7 ]   G .   N.  Ch iran jee v i   a n d   S .   Ku l k a rn i,   " P i p e li n e   a rc h it e c tu re   f o r   N= K* 2 Bit   m o d u lar  ALU:   Ca se   stu d y   b e twe e n   c u rre n g e n e ra ti o n   c o m p u ti n g   a n d   v e d ic  c o m p u ti n g , 2 0 2 1   6 th   In ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   fo Co n v e rg e n c e   in   T e c h n o l o g y   (I 2 CT ) ,   2 0 2 1 ,   p p .   1 - 4 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /I 2 CT 5 1 0 6 8 . 2 0 2 1 . 9 4 1 7 9 1 7 .   [1 8 ]   B.   S .   Du r g a k e ri  a n d   G .   N.  Ch iran jee v i,   " Im p lem e n ti n g   ima g e   p ro c e ss in g   a lg o r it h m u si n g   Xi li n x   sy ste m   g e n e ra to with   re a ti m e   c o n stra i n ts, "   2 0 1 9   4 th   I n ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   Rec e n T re n d o n   El e c tro n ic s,  In fo rm a t io n ,   Co mm u n ica ti o n   &   T e c h n o l o g y   (R T EICT ) ,   2 0 1 9 ,   p p .   2 3 0 - 2 3 4 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /R TE ICT4 6 1 9 4 . 2 0 1 9 . 9 0 1 6 9 6 2 .   [1 9 ]   S.  Ra v i,   B.   A .   Ra h im ,   F s h a ik ,   " F P G b a se d   d e sig n   a n d   imp le m e n tatio n   o f   ima g e   e d g e   d e tec ti o n   u si n g   Xili n x   sy ste m   g e n e ra to r , "   In ter n a ti o n a J o u rn a o E n g in e e rin g   T re n d a n d   T e c h n o l o g y   (IJ ET T ) ,   v o l.   4 ,   n o .   1 0 ,   p p .   4 6 5 7 - 4 6 6 0 ,   Oc 2 0 1 3 .   [2 0 ]   N .   P .   Ra u t   a n d   A.   V.   G o k h a le,   " F P G imp lem e n tatio n   f o im a g e   p r o c e ss in g   a lg o r it h m u sin g   Xili n x   sy ste m   g e n e ra t or , "   IOS J o u rn a o V L S I   a n d   S ig n a lP r o c e ss in g ,   v o l.   2 ,   n o .   4 p p . 2 6 - 36 ,   2 0 1 3 ,   d o i:   1 0 . 9 7 9 0 / 4 2 0 0 - 0 2 4 2 6 3 6 .   [2 1 ]   V.  C .   De e p th i   a n d   P .   S .   P ra d a d ,   " M e d ica ima g e   fu si o n   u si n g   X il in x   sy ste m   g e n e ra to r   in   F P G A, "   In ter n a ti o n a l   J o u rn a o VL S S y ste m De sig n   a n d   C o mm u n ica ti o n   S y ste ms ,   v o l .   4 ,   no .   1 0 ,   p p .   0 9 9 0 - 0 9 9 3 ,   2 0 1 6 .   [2 2 ]   C G Na r a sim h a m u rth y   a n d   S .   Ku lk a rn i ,   " Va li d a ti o n   o th e   F P G A - b a s e d   ima g e   p ro c e ss in g   tec h n iq u e u sin g   th e   e fficie n to o l   li k e   Xili n x   d e v ice   g e n e ra to rs , "   I n ter n a ti o n a J o u rn a o Eme rg i n g   T re n d in   En g in e e rin g   Res e a rc h v o l.   9 ,   n o .   4 ,   p p .   4 3 1 - 4 3 4 ,   2 0 2 1 ,   d o i:   1 0 . 3 0 5 3 4 /i jete r/2 0 2 1 / 1 6 9 4 2 0 2 1 .   [2 3 ]   C.   Li ,   R.   H u a n g ,   Z.   Di n g ,   J.  C .   G a ten b y ,   D.   N.  M e tax a s a n d   J.   C.   G o re ,   " lev e se m e th o d   fo ima g e   se g m e n tatio n   in   th e   p re se n c e   o i n ten sit y   in h o m o g e n e it ies   with   a p p l ica ti o n   to   M RI, "   i n   IEE T ra n sa c ti o n o n   I ma g e   Pro c e ss in g v o l.   2 0 ,   n o .   7 ,   p p .   2 0 0 7 - 2 0 1 6 ,   Ju l .   2 0 1 1 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /T IP . 2 0 1 1 . 2 1 4 6 1 9 0 .   [2 4 ]   A.  Bo se   a n d   K.   M a li ,   " F u z z y - b a s e d   a rti fc ial  b e e   c o lo n y   o p ti m iza ti o n   f o g ra y   ima g e   se g m e n tatio n , "   S i g n a l,   Im a g e   a n d   Vi d e o   Pr o c e ss in g ,   v o l .   10 ,   p p .   1 0 8 9 - 1 0 9 6 ,   2 0 1 6 ,   d o i:   1 0 . 1 0 0 7 /s 1 1 7 6 0 - 0 1 6 - 0 8 6 3 - z .   [2 5 ]   Q Liu M Jia n g P Ba i a n d   G .   Ya n g ,   " A   n o v e lev e se m o d e with   a u to m a ted   in it ializa ti o n   a n d   c o n tr o ll i n g   p a ra m e ters   fo m e d ica ima g e   se g m e n tatio n , Co mp u ter ize d   M e d i c a Ima g in g   Gr a p h ics ,   v o l.   48 ,   p p .   21 - 29 ,   2 0 1 6 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 /j . c o m p m e d ima g . 2 0 1 5 . 1 2 . 0 0 5 .   [2 6 ]   M .   S .   F a rid ,   M .   Lu c e n tef o rte  a n d   M .   G ra n g e tt o ,   " DO S T:   A d istri b u ted   o b jec se g m e n tatio n   t o o l ,"   M u lt ime d ia   T o o ls   a n d   Ap p li c a ti o n s v o l u me v o l.   7 7 ,   p p .   2 0 8 3 9 2 0 8 6 2 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 /s1 1 0 4 2 - 0 1 7 - 5 5 4 6 - 4.   [2 7 ]   M .   N.  Qu re sh a n d   M .   V.   Ah a m a d ,   " A n   imp r o v e d   m e th o d   fo ima g e   se g m e n tatio n   u si n g   K - m e a n c lu ste rin g   wi th   n e u tro s o p h ic l o g ic , "   Pro c e d i a   Co mp u ter   S c ien c e v o l .   1 3 2 ,   p p .   5 3 4 5 4 0 ,   2 0 1 8 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 /j . p ro c s. 2 0 1 8 . 0 5 . 0 0 6 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS        Chi r a n je e v G .   N   re c e iv e d   h is  Ba c h e lo in   El e c tro n ics   a n d   Co m m u n ica ti o n   E n g i n e e rin g   fr o m   Visv e sv a ra y a   Tec h n o lo g ica u n i v e rsity ,   Be lg a u m ,   Ka rn a tak a ,   In d ia,  i n   2 0 1 0   a n d   M .   Tec h   i n   VLS De sig n   fro m   Na ti o n a In st it u te  o Tec h n o l o g y   Ka rn a tak a   (NITK  S u ra th k a l) ,   Ka rn a tak a ,   In d ia  in   2 0 1 2 .   C u rre n tl y   wo rk i n g   a As sist a n P ro fe ss o a P ES   Un iv e rsit y   EC  Ca m p u (P ES I T   Ba n g a lo re   S o u th   Ca m p u s);   Ba n g a lo re ,   Ka rn a tak a ,   I n d ia.  Are a o i n tere st  a re   i n   th e   field   o f   VLS I,   F P G a n d   Im a g e   p ro c e ss in g   a p p li c a ti o n s.  Cu rre n t ly   t h e   re se a rc h   in tere st  in   lo p o we r   VLS I,   F P G A an d   M e d ica Im a g e   p ro c e ss in g .         S u b h a sh  K u lk a r n i   o b tai n e d   P h d e g re e   in   2 0 0 2   fr o m   E&ECE  De p a rtme n t,   In d ian   I n stit u te  o f   Tec h n o l o g y ,   Kh a ra g p u r ,   In d ia.  H e   c o m p lete d   h is  M a ste rs’  d e g re e   fro m   CEDT,   I n d ian   In stit u te   o S c ien c e ,   Ba n g a l o re   in   1 9 9 5   with   El e c tro n ic  De sig n   a n d   T e c h n o l o g y   sp e c ializa ti o n .   He   c o m p le ted   B. in   ECE   fr o m   P DA   Co ll e g e   o En g in e e rin g ,   G u lb a rg a ,   Ka rn a tak a .   His  re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   Im a g e   P ro c e ss in g ,   Co n tro S y ste m s,  a n d   Hig h - S p e e d   Arc h it e c tu re u sin g   Ve d ic  M a th s.  He   h a s b e e n   in t o   tea c h in g   in   El e c tro n ics   a n d   C o m m u n ica ti o n   E n g in e e rin g   si n c e   1 9 8 9 .   He   is  p re se n tl y   wo rk in g   a P rin c ip a a n d   P ro fe ss o in   EC a P ES I Ba n g a lo re   S o u th   Ca m p u s,  Ba n g a lo re .   He   h a g u i d e d   9   P h D   S c h o lars   ti ll   d a te   a n d   h a p u b li s h e d   1 2 0   Re se a rc h   Article i n   Jo u rn a ls an d   C o n fe re n c e s.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.