Reconocimiento de micro partículas de polen con algoritmos de procesamiento de imágenes implementados en dispositivos reconfigurables - Recognition of pollen micro particles with image processing algorithms implemented in reconfigurable devices

Abstract

En este artículo se presenta una propuesta de un dispositivo capaz de identificar y enumerar las diversas familias de esporas de polen existentes a partir de una muestra obtenida. Este dispositivo cuenta con la implementación de dos algoritmos, el primero se enfoca al procesamiento de imágenes y el segundo a la extracción de firmas de las imágenes ya procesadas, de ésta forma es posible obtener la identificación y clasificación de cada una de las esporas de polen en la muestra, para así posteriormente hacer el conteo. Este proyecto se lleva a cabo utilizando una videocámara Costar SI-C400N adaptada a un microscopio, la tarjeta de desarrollo DE2i Altera, basada en un dispositivo Cyclone IV FPGA, memorias embebidas y un Softcore NIOS II. Esto será de gran utilidad en el área de la medicina, siendo más objetivos en el área de la alergología e inspección. Para la realización del proyecto se desarrollan las siguientes etapas, la primera está basada en la extracción de la imagen, esto se desarrolla con la ayuda de una videocámara montada en un microscopio con el cuál obtendremos el video de la muestra de esporas de polen a tratar. Se utiliza una videocámara la cual proporciona a su salida una señal analógica, dicha señal es introducida en la tarjeta para desarrollar el procesamiento adecuado. Al adquirir el video, éste es almacenado en la memoria SDRAM, la siguiente etapa se basa principalmente en leer el video almacenado y procesarlo correctamente con la ayuda del Softcore NIOS II, el cual tiene los algoritmos programados con lenguaje de alto nivel para hacer el procesamiento adecuado sobre el video entrante. En la tercera etapa, se guarda el video ya procesado en la memoria SRAM, para finalmente ser mostrado mediante el puerto VGA.Abstract: This paper presents a proposal of a device capable of identifying and listing the various families of existing pollen spores from a sample obtained is presented . This device has the implementation of two algorithms, the first focuses the image processing and the second to the extraction of signatures of images already processed , this way it is possible to obtain the identification and classification of each pollen spores in the sample , so then do the counting. This project is carried out using a camcorder Costar SI- C400N adapted to a microscope, DE2i Altera development board , based on a Cyclone IV FPGA device , embedded memories and Nios II Softcore . This will be useful in the area of medicine , being more goals in the area of allergy and inspection. For the project the following stages are developed , first is based on the extraction of the image, it develops with a camcorder mounties on a microscope what we get the video of sample pollen spores. Using a camcorder which provides an output analog signal, this signal is introduced into the card to develop appropriate processing. By acquiring the video, it is stored in the SDRAM memory , the next stage is mainly based on reading the stored video and process it correctly with the help of Softcore NIOS II , which has programming algorithms with high-level language for processing right on the incoming video. In the third stage, video already processed is stored in the SRAM memory , to finally be shown through the VGA port.Keywords: FPGA, Softcore NIOS II, embedded memories, Processor, image processing, embedded systems, microscopio, memoria SDRAM, memoria SRAM, puerto VGA.