Detail práce

Koevoluční algoritmus v FPGA

Diplomová práce Student: Hrbáček Radek Akademický rok: 2012/2013 Vedoucí: Drahošová Michaela, Ing., Ph.D.
Název anglicky
Coevolutionary Algorithm in FPGA
Jazyk práce
český
Abstrakt

Tato práce se zabývá návrhem hardwarové jednotky urychlující návrh obrazových filtrů pomocí koevolučních algoritmů. V práci je nejprve představena technologie rekonfigurovatelných logických obvodů, na kterých je akcelerační jednotka založena. Teoretická část dále stručně popisuje evoluční a koevoluční algoritmy, jejich principy a aplikace. Tradiční metody návrhu obrazových filtrů jsou porovnány s metodami inspirovanými procesy pozorovanými v přírodě. Navržená hardwarová jednotka využívá dvojici procesorů MicroBlaze doplněných o vlastní periferie pro akceleraci kartézského genetického programování. Koevoluční návrh obrazových filtrů je tak urychlen až 58 krát oproti optimalizované softwarové implementaci. Funkčnost jednotky je ověřena na úlohách návrhu filtru impulzního šumu a detektoru hran.

Klíčová slova

evoluční algoritmus, koevoluce, kartézské genetické programování, digitální zpracování obrazu, FPGA, MicroBlaze

Ústav
Studijní program
Informační technologie, obor Počítačové a vestavěné systémy
Soubory
Stav
obhájeno, hodnocení A
Obhajoba
19. června 2013
Oponent
Průběh obhajoby

Student nejprve prezentoval výsledky, kterých dosáhl v rámci své práce. Komise se pak seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Student následně odpověděl na otázky oponenta a na další otázky přítomných. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studenta na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm "A".

Otázky u obhajoby
  1. Proč bylo pro demonstraci vytížení (kapitola 5.4) zvoleno právě 13 obvodů VRC, když reálná implementace uvedená později jich obsahuje mnohem méně?
  2. Jaký dopad by mělo implementovat generátor náhodných čísel přímo v hardware?
  3. Je možné snížit dobu mutace zavedením hardwarové podpory pracující přímo nad populační pamětí?
Komise
Dvořák Václav, prof. Ing., DrSc. (UPSY FIT VUT), předseda
Kořenek Jan, doc. Ing., Ph.D. (UPSY FIT VUT), člen
Kotásek Zdeněk, doc. Ing., CSc. (UPSY FIT VUT), člen
Křivka Zbyněk, Ing., Ph.D. (UIFS FIT VUT), člen
Ryšavý Ondřej, doc. Ing., Ph.D. (UIFS FIT VUT), člen
Vlček Karel, prof. Ing., CSc. (FAI UTB), člen
Citace
HRBÁČEK, Radek. Koevoluční algoritmus v FPGA. Brno, 2013. Diplomová práce. Vysoké učení technické v Brně, Fakulta informačních technologií. 2013-06-19. Vedoucí práce Drahošová Michaela. Dostupné z: https://www.fit.vut.cz/study/thesis/15212/
BibTeX
@mastersthesis{FITMT15212,
    author = "Radek Hrb\'{a}\v{c}ek",
    type = "Diplomov\'{a} pr\'{a}ce",
    title = "Koevolu\v{c}n\'{i} algoritmus v FPGA",
    school = "Vysok\'{e} u\v{c}en\'{i} technick\'{e} v Brn\v{e}, Fakulta informa\v{c}n\'{i}ch technologi\'{i}",
    year = 2013,
    location = "Brno, CZ",
    language = "czech",
    url = "https://www.fit.vut.cz/study/thesis/15212/"
}
Nahoru