DSpace Repository

Real-time image super-resolution reconstruction for system on chip FPGA

Show simple item record

dc.contributor.advisor Supavadee Aramvith
dc.contributor.advisor Takao Onoye
dc.contributor.author Watchara Ruangsang
dc.contributor.other Chulalongkorn University. Faculty of Engineering
dc.date.accessioned 2023-08-04T07:35:13Z
dc.date.available 2023-08-04T07:35:13Z
dc.date.issued 2021
dc.identifier.uri https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/83004
dc.description Thesis (Ph.D.)--Chulalongkorn University, 2021
dc.description.abstract In recent years, image super-resolution (SR) techniques based on Convolutional Neural Network (CNN) have achieved impressive attention from computer vision scholars and artificial intelligence (AI) companies. Due to the necessity of using the SR algorithms in real-world applications, designing an efficient and lightweight SR algorithm that improves the sharpness and visual quality of the SR results is a critical issue in real-time hardware implementation. To address these issues, we proposed the Multi-FusNet of Cross Channel Network (MFCC) network by constructing the groups of Residual-in-Residual architecture under the multi-path cascading framework. Additionally, a residual connection is used to transfer the low-level features of the early layer to the reconstructed SR image. The proposed SR model is initially trained with the GPU's training image dataset. To implement our trained model in System on Chip FPGA, the size of the proposed model is required to reduce. We convert the floating-point checkpoint into a fixed-point integer checkpoint in the quantization procedure. According to the experimental results, the proposed method reduces the number of network parameters significantly (8.4 times compared to RCAN), can execute fast in System On Chip FPGA, around 30 frames per second, and image accuracy of the proposed method in terms of PSNR value does not decrease over 1 dB.
dc.description.abstractalternative ในปัจจุบัน การสร้างคืนภาพความละเอียดสูงยิ่งยวดใช้เทคนิคภายใต้โครงข่ายประสาทเทียมแบบคอนโวลูชั่น ได้รับความสนใจอย่างมาก ในการใช้งานด้านคอมพิวเตอร์วิชชั่นและบริษัทที่ทำเกี่ยวกับปัญญาประดิษฐ์  อย่างไรตามวิธีการการสร้างคืนความละเอียดสูงยิ่งยวดต้องใช้ทรัพยากรในการประมวลที่ต้องใช้พลังงานสูง และการใช้หน่วยความจำจำนวนมาก ซึ่งปัญหาที่สำคัญ ในการนำไปใช้งานจริง คือ การออกแบบให้มีประสิทธิภาพและโมเดดมีขนาดเหมาะสม ปรับปรุงความคมชัดและคุณภาพของภาพไม่เสียไป โดยการแก้ไขดังกล่าว เราจึงเสนอโครงข่ายข้ามช่องสัญญาณตกค้างรวมหลายทาง จากการใช้สัญญาณตกค้างในสัญญาตกค้างภายใต้การเชื่อมต่อหลายทาง พร้อมทั้งคุณลักษณะพื้นฐานของชั้นข้อมูลก่อนหน้าในการสร้างคืนภาพความละเอียดสูง โดยใช้การฝึกฝนโมเดลกับฐานข้อมูลจากการใช้การ์ดประมวลผลภาพ และนำไปใช้งานกับเอฟพีจีเอแบบชิปที่มีระบบประมวลผลโดยการใช้เทคนิคการแบบนับ จากข้อมูลแบบอิงดรรชนีเป็นไม่อิงดรรชนีแบบจำนวนเต็ม ไปประมวลผลโดยใช้โมดูลดีพียู  โดยผลการทดลองแสดงเห็นว่า วิธีการที่นำเสนอสามารถลดขนาดตัวแปรได้อย่างมีนัยสำคัญ (8.4 เท่าเมื่อเทียบกับวิธีการแบบอาร์ซ๊เอเอ็น) โดยที่รักษาคุณภาพของภาพและค่าพีเอสเอ็นอาร์กับเทคนิคทันสมัยต่างๆ อีกทั้งสามารถนำไปประมวลผลเอฟพีจีเอแบบชิปที่มีระบบประมวลผลด้วยความเร็ว 30 เฟรมต่อวินาที และภาพมีความถูกต้องในรูปแบบการวัดค่าแบบพีเอสเอ็นอาร์ไม่ลดลงน้อยกว่า 1 เดซิเบล
dc.language.iso en
dc.publisher Chulalongkorn University
dc.relation.uri http://doi.org/10.58837/CHULA.THE.2021.138
dc.rights Chulalongkorn University
dc.title Real-time image super-resolution reconstruction for system on chip FPGA
dc.title.alternative การสร้างคืนภาพความละเอียดสูงยิ่งยวดเวลาจริงสำหรับเอฟพีจีเอแบบชิปที่มีระบบประมวลผล
dc.type Thesis
dc.degree.name Doctor of Philosophy
dc.degree.level Doctoral Degree
dc.degree.discipline Electrical Engineering
dc.degree.grantor Chulalongkorn University
dc.identifier.DOI 10.58837/CHULA.THE.2021.138


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record