Um sistema que realiza a detecção de movimento procura, numa seqüência de imagens, sinais que confirmem a existência de movimentação no ambiente monitorado. Uma vez realizada a detecção do movimento, pode-se realizar o rastreamento (tracking) do objeto na cena em questão. A detecção e o rastreamento de objetos, em tempo real, são técnicas que estão despertando grande interesse por parte de pesquisadores e empresas pois, estas técnicas, podem ser utilizadas em diversas áreas que se estendem desde a engenharia e computação até áreas como a geologia e medicina. Sendo assim, seguindo-se a idéia básica de detecção e rastreamento, encontram-se diversas aplicações para estas técnicas como: sistemas de vigilância, análise de movimentos humanos, sistemas de detecção e rastreamento de pedestres ou veículos, dentre outras. Neste trabalho é mostrado um sistema que foi desenvolvido para armazenamento de imagens em tons de cinza de uma seqüência de vídeo e um posterior processamento dessas imagens para detecção de características que indiquem movimento. O processamento se resume em integrar o sinal de vídeo, que está armazenado nas memórias, nas direções horizontal e vertical gerando os histogramas de intensidade horizontal e vertical. Comparando os histogramas de quadros diferentes da seqüência de vídeo será possível detectar a presença de movimento e a região da imagem onde este ocorreu. Devido à necessidade de um processamento rápido das imagens e no interesse de produzir um sistema dedicado com hardware reduzido, utilizou-se de dispositivos de lógica programável complexa (CPLDs). / A system that performs movement detection in a sequence of images looks for signs that confirm the occurrence of the movement in the controlled environment. Once the movement of the object is detected it is possible to perform the tracking of the object. Real time object detection and tracking techniques are of great interests to researchers and industries because these techniques can be used in several areas going from engineering and computing to geology and medicine. There is a wide field of applications of detection and tracking techniques, such as: surveillance systems, human movement analysis, pedestrians or vehicle detection. This work presents an implementation able to store a gray level image from a video sequence and from these images detect in real time a object movement in the scene. The detection will be performed integrating an image from the video sequence in the horizontal and vertical directions in order to obtain the intensities histograms in these directions. Comparing the histograms with those of a different frame of the video sequence it will be possible to detect the presence of movement and locate where in the image the movement occurs. Due to real time digital image processing requirements and in order to produce a reduce dedicated hardware, complex programmable logic devices (CPLDs) were used.

A morfologia matemática é o estudo da forma utilizando as ferramentas da teoria de conjuntos e representa uma área extremamente importante em análise de imagens. Suas operações básicas são a dilatação e a erosão, e através destas é possível realizar outras operações mais complexas. A morfologia matemática fornece ferramentas poderosas para a realização de análise de imagens em baixo nível e tem encontrado aplicações em diversas áreas, tais como: visão robótica, inspeção visual, medicina, análise de textura, entre outras. Muitas destas aplicações requerem processamento em tempo real, e para sua execução de forma eficiente freqüentemente é utilizado hardware dedicado. A análise de imagens em baixo nível geralmente envolve computações repetidas sobre estruturas grandes de dados. Assim, o paralelismo parece ser um atributo necessário de um sistema de hardware capaz de executar eficientemente estas tarefas. As ferramentas da morfologia matemática são bem adequadas à implementação em arquiteturas pipeline. A necessidade de sistemas capazes de realizar o processamento de imagens digitais em tempo real, com o menor custo e tempo de desenvolvimento, tem sido suprida pela tecnologia de dispositivos de lógica programável complexa. Assim, neste trabalho foi projetada e implementada uma arquitetura pipeline dedicada para dilatação e erosão de imagens binárias em tempo real utilizando dispositivos lógicos programáveis de alta capacidade. Esta arquitetura é capaz de processar imagens binárias de 512 x 512 pixels. Os estágios desta arquitetura são flexíveis, permitindo a reprogramação da forma e do tamanho dos elementos estruturantes utilizados nas operações morfológicas. A arquitetura desenvolvida apresentou um desempenho satisfatório, demonstrando ser uma alternativa viável e eficiente. / Mathematical morphology is a very important image analysis area that uses set theory tools to study shapes. The basic operations in mathematical morphology are dilation and erosion, these can be used for more complex operations. Mathematical morphology has powerful tools for low level image processing and has been used in a wide range of applications such as robotic vision, visual inspection, medicine and texture analysis. Low level image processing requires repetitive processing over large data structures, dedicated parallel computing hardware is often used. Complex field programmable logic devices (CPLDs) have increasingly been used for the fast development of real time image processing systems. In this work we present a pipeline architecture for real time erosion and dilation operations, the architecture was developed using high density programmable logic devices. The developed architecture can process 512 x 512 pixels binary images, and has flexible stages that can be reprogrammed according to the shape and size of the structuring elements used in the morphological operations. Tests performed using the architecture demonstrated its good performance and that it is a good and efficient alternative for dedicated morphological image processing operations.

A morfologia matemática é o estudo da forma utilizando as ferramentas da teoria de conjuntos e representa uma área extremamente importante em análise de imagens. Suas operações básicas são a dilatação e a erosão, e através destas é possível realizar outras operações mais complexas. A morfologia matemática fornece ferramentas poderosas para a realização de análise de imagens em baixo nível e tem encontrado aplicações em diversas áreas, tais como: visão robótica, inspeção visual, medicina, análise de textura, entre outras. Muitas destas aplicações requerem processamento em tempo real, e para sua execução de forma eficiente freqüentemente é utilizado hardware dedicado. A análise de imagens em baixo nível geralmente envolve computações repetidas sobre estruturas grandes de dados. Assim, o paralelismo parece ser um atributo necessário de um sistema de hardware capaz de executar eficientemente estas tarefas. As ferramentas da morfologia matemática são bem adequadas à implementação em arquiteturas pipeline. A necessidade de sistemas capazes de realizar o processamento de imagens digitais em tempo real, com o menor custo e tempo de desenvolvimento, tem sido suprida pela tecnologia de dispositivos de lógica programável complexa. Assim, neste trabalho foi projetada e implementada uma arquitetura pipeline dedicada para dilatação e erosão de imagens binárias em tempo real utilizando dispositivos lógicos programáveis de alta capacidade. Esta arquitetura é capaz de processar imagens binárias de 512 x 512 pixels. Os estágios desta arquitetura são flexíveis, permitindo a reprogramação da forma e do tamanho dos elementos estruturantes utilizados nas operações morfológicas. A arquitetura desenvolvida apresentou um desempenho satisfatório, demonstrando ser uma alternativa viável e eficiente. / Mathematical morphology is a very important image analysis area that uses set theory tools to study shapes. The basic operations in mathematical morphology are dilation and erosion, these can be used for more complex operations. Mathematical morphology has powerful tools for low level image processing and has been used in a wide range of applications such as robotic vision, visual inspection, medicine and texture analysis. Low level image processing requires repetitive processing over large data structures, dedicated parallel computing hardware is often used. Complex field programmable logic devices (CPLDs) have increasingly been used for the fast development of real time image processing systems. In this work we present a pipeline architecture for real time erosion and dilation operations, the architecture was developed using high density programmable logic devices. The developed architecture can process 512 x 512 pixels binary images, and has flexible stages that can be reprogrammed according to the shape and size of the structuring elements used in the morphological operations. Tests performed using the architecture demonstrated its good performance and that it is a good and efficient alternative for dedicated morphological image processing operations.

Um sistema que realiza a detecção de movimento procura, numa seqüência de imagens, sinais que confirmem a existência de movimentação no ambiente monitorado. Uma vez realizada a detecção do movimento, pode-se realizar o rastreamento (tracking) do objeto na cena em questão. A detecção e o rastreamento de objetos, em tempo real, são técnicas que estão despertando grande interesse por parte de pesquisadores e empresas pois, estas técnicas, podem ser utilizadas em diversas áreas que se estendem desde a engenharia e computação até áreas como a geologia e medicina. Sendo assim, seguindo-se a idéia básica de detecção e rastreamento, encontram-se diversas aplicações para estas técnicas como: sistemas de vigilância, análise de movimentos humanos, sistemas de detecção e rastreamento de pedestres ou veículos, dentre outras. Neste trabalho é mostrado um sistema que foi desenvolvido para armazenamento de imagens em tons de cinza de uma seqüência de vídeo e um posterior processamento dessas imagens para detecção de características que indiquem movimento. O processamento se resume em integrar o sinal de vídeo, que está armazenado nas memórias, nas direções horizontal e vertical gerando os histogramas de intensidade horizontal e vertical. Comparando os histogramas de quadros diferentes da seqüência de vídeo será possível detectar a presença de movimento e a região da imagem onde este ocorreu. Devido à necessidade de um processamento rápido das imagens e no interesse de produzir um sistema dedicado com hardware reduzido, utilizou-se de dispositivos de lógica programável complexa (CPLDs). / A system that performs movement detection in a sequence of images looks for signs that confirm the occurrence of the movement in the controlled environment. Once the movement of the object is detected it is possible to perform the tracking of the object. Real time object detection and tracking techniques are of great interests to researchers and industries because these techniques can be used in several areas going from engineering and computing to geology and medicine. There is a wide field of applications of detection and tracking techniques, such as: surveillance systems, human movement analysis, pedestrians or vehicle detection. This work presents an implementation able to store a gray level image from a video sequence and from these images detect in real time a object movement in the scene. The detection will be performed integrating an image from the video sequence in the horizontal and vertical directions in order to obtain the intensities histograms in these directions. Comparing the histograms with those of a different frame of the video sequence it will be possible to detect the presence of movement and locate where in the image the movement occurs. Due to real time digital image processing requirements and in order to produce a reduce dedicated hardware, complex programmable logic devices (CPLDs) were used.