Support Vector Machine working on FPGA and the segmentation method of brain MR screening

Abstract

Alan Programlanabilir Kapı Dizileri (Field Programmable Gate Array-FPGA) programlanabilir sayısal bloklar ve baÄŸlantılarını içeren cihazlar olup çok esnek ve hızlı çalışabilme özelliklerine sahiptir. Programlanabilen bu sayısal kapılar sayesinde karmaşık tasarımlar kolay bir ÅŸekilde geliÅŸtirilebilmektedir. FPGA’lar küçük boyutlarda olup bilgisayardan bağımsız mobil olarak ve bilgisayarlardan daha yüksek hızlarda çalışabilmektedirler. Veri madenciliÄŸinin görevlerinden biri olan sınıflandırma probleminin çözümü için geliÅŸtirilmiÅŸ önemli makine öğrenimi algoritmalarından biri Destek Vektör Makineleri’ dir. Literatürde Destek Vektör Makineleri’ nin diÄŸer birçok tekniÄŸe göre daha baÅŸarılı sonuçlar verdiÄŸi kanıtlanmıştır. Tümör analizi, yüz tanıma, robotik göz oluÅŸturma gibi konular, araÅŸtırmacıların görüntü iÅŸleme alanında yoÄŸun olarak üzerinde çalıştıkları güncel, önemli ve zor problemlerden bazılarıdır. Bilgisayarda yapılan tümör analizinde, grafik ve resimlerin iÅŸlenmesinde yavaÅŸ iÅŸlem yapma ve aynı zamanda mobil olmama sorunlarından, FPGA donanımı ile görüntü iÅŸlemede bu sorunların üstesinden gelinmektedir. Bu çalışmada FPGA donanımında çalışan destek vektör makinası kullanılarak daha gerçekçi tümör analizi yapılarak tümörlü bölgelerin bulunması ve gerekli analiz sonuçlarının gösterilmesi amaçlanmaktadır. Böylece saÄŸlık alanında da kullanılabilecek yararlı bir donanımın tasarımı gerçekleÅŸtirilecektir. Dolayısıyla gömülü sistemlerle anlatılan bu iÅŸlem süreçlerini gerçekleÅŸtiren çalışma sayısı çok az olduÄŸundan çalışma özgün deÄŸer taşımaktadır. Buna ek olarak, FPGA’ ya özgü donanım tanımlama dillerinden biri olan Çok Yüksek Hızlı TümleÅŸik Devre Tanımlama Dili (Very High Speed Integrated Circuit  Hardware Description Language- VHDL) kullanılacaktır. Bölütleme sonucunun deÄŸerlendirilmesi için Uniformity Measure (UM) kullanılmıştır. UM deÄŸerlendirme sonucunun baÅŸarılı olduÄŸu görülmüştür.

Anahtar Kelimeler: Alan Programlanabilir Kapı Dizileri, FPGA, çok yüksek hızlı tümleşik devre tanımlama dili, vhdl, segmentasyon, destek vektör makinesi