Hardware Driven Considerations for Energy Based Applications Étienne Mémin and Tanguy Risset

This paper proposes a design methodology for the semi-automatic derivation of hardware dedicated to a generic class of image analysis reconstruction problems. The study will focus on the implications on the harware of the associated estimation algorithm and of the built-in underlying minimization. A speciic minimization strategy has been designed with a view to improving the eeciency of specialized hardware (in terms of clock cycle and surface area). Convergence proofs are given in the appendix. This new non-linear minimization has proved to be almost 4 times faster than the classical method used in such a context. The vlsi derivation tool presented here is based on a high-level speciication of the updating rules deening the problem at hand. The complete derivation is illustrated on an edge-preserving optical-ow estimator and on image restoration. Consid erations dirig ees par le mat eriel pour des applications bas ees sur des fonctions d' energie R esum e : Ce papier propose une m ethode de conception semi-automatique de mat eriels d edi es a une classe g en erique d'applications de reconstruction en analyse d'images. Ce travail porte princi-palement sur l' etude des cons equences d'une implantation mat erielle des algorithmes d'estimation et de leur minimisation sous-jascente. Une strat egie de minimisation sp eciique a et e elabor ee dans le but d'am eliorer l'eecacit e d'un circuit sp ecialis e (en terme de cycle d'horloge et de surface occup ee). La convergence de cet algorithme est d'autre part donn ee en annexe. Cette nouvelle minimisation non-lin eaire s'est av er ee ^ etre a peu pr es 4 fois plus rapide que les m ethodes utilis ees dans un tel contexte. L'outil de d erivation vlsi pr esent e ici s'appuie sur une sp eciication haut niveau des r egles de remise a jour du probl eme a traiter. Une d erivation compl ete est illustr ee sur des applications robustes d'estimation du mouvement et de restauration d'images.