Título
Redes memristivas para procesamiento de imágenes: un enfoque de tratamiento en Paralelo
Autor
Juan Manuel Ugalde Franco
Colaborador
Librado Arturo Sarmiento Reyes (Asesor de tesis)
Nivel de Acceso
Acceso Abierto
Materias
Resumen o descripción
In this thesis, the memristive grid is introduced as an analog massive parallel processor applied to image processing. A memristive fuse is the key component for the grid, which contains memristors that are modelled by a charge-controlled memristance function The parallel functioning of the grid is based on circuit topology, which yields a smart classification of the resulting differential equations (DEs) arising from the nodal analysis. The parallelizing scheme is linked to the degree of the node which expresses the number of memristance functions present in the node DE. As a direct result, a vectorizing scheme is applied to the set of variables and node equations of the whole grid. The manuscript introduces the memristive grid as the evolution of the resistive grid with the aim of establishing the topological aspects of the resistive grid and extrapolating them to the memristive grid. From the point of view of Graph Theory, we have resorted to the fact that a grid (a lattice) is the result of the cartesian product of 2 path-graphs, which allows us to establish the main properties of the resulting graph in a very transparent way, with emphasis on those properties connected to the parallelizing methodology. Along the development of this work, the memristive grid has been programmed in several implementations. The memristive grid with parallel processing has been used for several tasks of image processing, such as smoothing, defining and edge-detection, for gray-level images and color images. As an application of the capabilities of the grid, the morphological analysis of seeds is presented.
En esta tesis de maestría se presenta a la red memristiva como un procesador analógico masivo con funcionamiento en paralelo aplicado al procesamiento de imágenes. Como elemento fundamental de la red se utiliza un fusible memristivo para el cual se emplea un memristor modelado por expresiones de memristancia controlada por carga. El funcionamiento en paralelo de la red está basado en la metodología de procesado que se deriva del análisis topológico del grafo de la red. Esto permite clasificar las ecuaciones diferenciales (ED) a resolver (ecuaciones de nodo) en función de los grados de los nodos con la finalidad de aplicar esquemas de paralelización ad hoc a la cantidad de funciones de memristancia que se hallan presentes en dichas EDs. Como resultado de esta clasificación, se asignan expresiones vectorizadas a las variables de la red memristiva involucradas en el análisis nodal. La red memristiva se presenta en el documento como resultado de la evolución de la red resistiva, lo cual permite estudiar los aspectos topológicos en la red resistiva y extrapolarlos a la red memristiva. Desde el punto de vista de teoría de Grafos, la red es un arreglo rectangular de elementos que es resultado del producto cartesiano de dos grafos-trayectoria, lo cual permite establecer las propiedades topológicas de la red de una manera transparente y en especial las propiedades que dan origen a la base de la metodología de procesamiento en paralelo. Es importante señalar que como resultado del desarrollo de la aplicación de procesamiento de imágenes, se generaron herramientas en diversas plataformas y variantes, dependiendo del estadio de desarrollo. La red memristiva con funcionamiento en paralelo es utilizada para el procesamiento de imágenes en tareas específicas de suavizado, resaltado y detección de bordes, tanto para imágenes en escala de gris como para imágenes en color. Finalmente, como aplicación del procesamiento de imágenes en paralelo, se presenta el cálculo de los parámetros morfológicos de semillas.
Editor
Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
Fecha de publicación
septiembre de 2022
Tipo de publicación
Tesis de maestría
Versión de la publicación
Versión aceptada
Recurso de información
Formato
application/pdf
Idioma
Español
Audiencia
Estudiantes
Investigadores
Público en general
Sugerencia de citación
Ugalde Franco, Juan Manuel, (2022), Redes memristivas para procesamiento de imágenes: un enfoque de tratamiento en Paralelo, Tesis de Maestría, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica.
Repositorio Orígen
Repositorio Institucional del INAOE
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