基于異構(gòu)多核的運動目標(biāo)檢測系統(tǒng)的設(shè)計與研究.pdf

1、運動目標(biāo)檢測是計算機視覺領(lǐng)域的一個重要分支，廣泛應(yīng)用于社會生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域。運動目標(biāo)檢測是視頻圖像分析的初始階段，檢測效果對后續(xù)階段有直接影響，提高運動目標(biāo)檢測算法的準(zhǔn)確率、魯棒性和實時性具有重要意義。
　　光流法是一種應(yīng)用廣泛的運動目標(biāo)檢測算法，可以在無需運動場景信息的情況下較為準(zhǔn)確的估算出運動目標(biāo)的運動信息和三維結(jié)構(gòu)，同時可以用在靜態(tài)場景和動態(tài)場景下，具有較高的準(zhǔn)確率和魯棒性。但是光流法的算法復(fù)雜度較高，計算量較大，所以處理

2、耗時，實時性較差，限制了其在實時場景中，尤其是嵌入式平臺上的應(yīng)用。由于光流法具有內(nèi)在的并行特性，研究人員提出采用GPU、DSP或FPGA等異構(gòu)處理器的實現(xiàn)方案，以并行和流水的方式提高光流法的實時性。
　　本文的主要研究內(nèi)容是基于異構(gòu)多核架構(gòu)以軟硬件協(xié)作方式提高光流法的實時性，加速運動目標(biāo)檢測過程。本文采用基于ARM-FPGA的異構(gòu)多核架構(gòu)，通過對光流法進(jìn)行合理的軟硬件功能劃分，在ARM子系統(tǒng)實現(xiàn)圖像采集、預(yù)處理和結(jié)果分析等功能，在

3、FPGA子系統(tǒng)實現(xiàn)算法的關(guān)鍵耗時部分，以軟硬件協(xié)作的方式加速運動目標(biāo)檢測過程。本文采用Xilinx公司的Zynq系列 SOC實現(xiàn)基于ARM-FPGA架構(gòu)的軟硬件協(xié)作平臺，該平臺采用AXI總線和共享內(nèi)存的方式實現(xiàn)多核間數(shù)據(jù)通信，實驗結(jié)果表明該架構(gòu)具有較高的內(nèi)部通信效率，滿足多核通信的實時性要求。本文采用Horn&Schunck光流法作為運動目標(biāo)檢測算法，針對算法的內(nèi)在并行性，實現(xiàn)基于FPGA的高并行和全流水的H&S光流法。實驗結(jié)果表明，在