基于MPCore多核并行化的宽景视觉研究与实现

来源 :西南交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lmwtz7x8f0
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着计算密集型的嵌入式应用的不断扩展,对嵌入式平台的计算性能及功耗控制提出了更高的挑战,而嵌入式多核处理器能够实现高性能同时保持灵活性和动态低功耗性,已经成为嵌入式高性能计算的一个有效解决方案。因此对应用程序进行并行化改造,使其能够适应于嵌入式处理器的硬件架构,发挥嵌入式多核处理器的并行计算优势,实现高性能和低功耗的平衡,具有较大的研究意义。实时视频拼接技术将若干个具有视角重叠的图像传感器同时拍摄的场景序列,拼接成宽视角、接近原始场景、没有明显缝合痕迹的高分辨率视频,视频拼接可以广泛的应用于视频会议、视频监控、遥感探测、医学图像处理及军事领域。然而目前视频拼接技术研究仍以X86硬件平台为主,而基于嵌入式平台实现的视频拼接在视频采集质量、拼接实时性、拼接视觉效果上存在很大的不足,导致基于低功耗、微型的嵌入式平台实现实时视频拼接仍没有稳定可靠的解决方案。课题从图像拼接技术原理出发,分析视频拼接的工作流程并对目前基于X86平台及嵌入式平台实现的视频拼接解决方案进行比对分析,研究基于MPCore多核并行机制实现实时视频拼接在技术路线的可行性;其次分析MPCore多核处理器的体系架构特性,比较多核处理器对称多处理机制相比单核处理器在计算效率、内核扩展性及功耗管理的优势,对嵌入式多核并行的关键技术深入研究,包括MPCore处理器SMP的工作原理、多核并行改造的分析模型、并行化编程方法及并行效率评估方法,研究嵌入式并行编程可用的性能分析工具,分析嵌入式并行开发相比桌面并行开发存在的难点;随后研究高清图像传感器、视频采集平台及VideoCoreⅣ多媒体编解码引擎的硬件特点及工作流程、基于OpenMAX编程组件实现双路同步视频的实时采集及H264编码,同时通过网络通信将编码视频流传输到MPCore多核平台,而MPCore多核平台采用OpenMP编程方法完成双路视频解码流程的并行改造,有效提高视频解码效率;同时深入研究不同特征点提取算法在复杂度、算法鲁棒性的差异性,采用了SURF特征点提取算法并对SURF算法进行并行化分析,针对已有SURF并行方法存在的多核间负载不平衡、并行效率不高等问题,提出了动态人工池流水并行机制来提高SURF算法的执行效率,并对RANSAC特征点变换矩阵计算进行并行化改造,同时采用多核并行优化的透视投影变换及带阈值渐变均值融合算法完成同步视频帧的拼接。测试结果显示,基于MPCore多核并行化的视频拼接技术实现了双路同步480P视频每秒28帧的拼接、720P视频每秒12帧的拼接,且拼接视频比较平滑、没有明显的缝合痕迹,有效提高了人工视觉的视场范围,可以广泛应用于视频监控、视频会议及军事领域,具有较大的实际应用价值。
其他文献
在典型的分布式防火墙模型中,存在一个策略控制中心,统一管理安全策略的制定和分发工作。随着网络规模的扩大,策略控制中心的负载越来越重。本文基于一种新型的分布式防火墙模型
随着有线电视网的普及,单向广播网络的有效利用越来越吸引了众多方面的关注,在单向广播网络上,应用也越来越广泛,如远程教育,政策文件下放等。而这些应用中,文件传输必不可少,如何在
近些年来,由于软件规模的不断增大,传统的手工测试已严重影响了软件的发展。它不但需要投入大量的人力、物力和时间,最终还是由于测试的工作量太大,而无法保证软件测试的充分性,从
20世纪90年代以来,工作流的研究与应用成为IT技术研究的热门课题。深入研究工作流技术对企业改进工作流程、提高工作质量与效率都有着重要意义。工作流模型的好坏对于工作流
随着网络技术和数据库技术的快速发展,数据挖掘技术应运而生。聚类分析是数据挖掘中的重要分支之一,是一种数据划分或分组处理的重要手段和方法。聚类的应用是非常广泛的,无论是
Ad Hoc网络是一种工作在无固定结构环境下的自组织的无线移动网络。它适用于军事或是一些特殊应用场合,例如,战场上部队快速展开和推进、发生地震或水灾后的营救等。在没有网络
地理信息系统(Geographic Information System,GIS)具有集成管理海量空间数据和属性数据的能力,被广泛地应用到各领域。随着其应用的深入,人们在业务应用中越来越重视空间数据和
糖尿病作为一种常见的慢性非传染性疾病,严重威胁人类健康。目前中国的糖尿病患者人数已经超过一亿。糖尿病患者长期有纪律的自我管理可以有效地防止并发症、将病情维持在安
电力系统实时信息软件依赖于多个不同功能的子系统,而各个子系统之间的传统的数据交换方式没有一个统一的标准,造成接口众多、访问性、安全性差等多方面的问题,从而形成了一
随着我国通信事业的发展和基础通信设施的建设,电信网的规模迅速扩大,同时国内电信市场的竞争也日益激烈。对于中国电信运营商的核心业务——网络运行维护工作来说,传统的电