Εργαστηριακή Άσκηση: Υπερφασματική Απεικόνιση

Abstract

Τα τελευταία χρόνια, η Υπερφασματική Aπεικόνιση (Hyperspectral Imaging - HSI) έχει βρει τον δρόμο της σε μια σειρά εφαρμογών, οι οποίες κυμαίνονται από την περιβαλλοντική παρακολούθηση έως την ανίχνευση υψηλής ταχύτητας και την επεξεργασία τροφίμων με απόδοση σε πραγματικό χρόνο. Η ενίσχυση των ικανοτήτων ανίχνευσης αυτής της τεχνολογίας βασίζεται στην αύξηση των δυνατοτήτων επεξεργασίας των υπολογιστικών μονάδων που υποστηρίζουν τους αισθητήρες υπερφασματικής απεικόνισης. Προς αυτήν την κατεύθυνση, οι επιταχυντές υλικού που βασίζονται σε Συστοιχίες Επιτόπια Προγραμματιζόμενων Πυλών (Field Programmable Gate Arrays - FPGAs) έχουν κερδίσει το ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας λόγω των πολύ γρήγορων δυνατοτήτων επεξεργασίας, της χαμηλής κατανάλωσης ισχύος, καθώς και της δυνατότητας αναδιάταξης που προσφέρουν αυτές οι πλατφόρμες. Μέχρι σήμερα, ο αποτελεσματικός προγραμματισμός αυτών των συσκευών γίνεται συνήθως με τις γλώσσες περιγραφής υλικού, όπως VHDL ή Verilog. Στην τρέχουσα εργασία, θα αναπτυχθεί σε παραμετρική VHDL ο πυρήνας ενός υπερφασματικού συστήματος απεικόνισης με πολλαπλές διαμορφώσεις στο Zynq SoC FPGA της εταιρείας Xilinx. Η εργασία αυτή αποτελεί μέρος ερευνητικού έργου που έχει ήδη δημοσιευτεί.

In recent years, Hyperspectral Imaging (HSI) has paved its way into a range of applications, from environmental monitoring to high-speed detection and real-time food processing. The enhancement of this technology's detection capabilities is based on the increased processing abilities of the computing units supporting hyperspectral imaging sensors. In this direction, hardware accelerators based on Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) have attracted the interest of the scientific community due to their rapid processing capabilities, low power consumption, and the reconfigurability that these platforms offer. To date, the effective programming of these devices is usually done with hardware description languages such as VHDL or Verilog. In the current work, a parametric VHDL core of a hyperspectral imaging system with multiple configurations will be developed on the Zynq SoC FPGA by Xilinx. This work is part of a research project that has already been published.