[發(fā)明專利]一種基于ARM GPU架構(gòu)的人工智能圖像處理系統(tǒng)

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• 申請日: 2021-12-14
• 公開（公告）號: CN114418832A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭光迪;胡園園
• 申請（專利權(quán)）人: 華中光電技術(shù)研究所（中國船舶重工集團公司第七一七研究所）
• 主分類號: G06T1/40
• 分類號: G06T1/40;G06N3/04
• 代理公司: 武漢藍(lán)寶石專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 朱才永

1.一種基于ARM GPU架構(gòu)的人工智能圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，包括：

人工智能核心算法單元：包含多個人工智能核心功能模塊，每個功能模塊針對其應(yīng)用實例進行分析，分析其通用性和特殊性，制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化接口，完成功能函數(shù)的封裝與調(diào)試，封裝好的模塊在人工智能核心算法單元部分進行部署；

參數(shù)/指令監(jiān)聽單元：用于接收各個人工智能功能塊所需的預(yù)定參數(shù)和實時指令，以完成相應(yīng)的功能；

狀態(tài)/結(jié)果發(fā)送單元：用于發(fā)送當(dāng)前軟件模塊的工作狀態(tài)以及各個子功能模塊的計算結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ARM GPU架構(gòu)的人工智能圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，封裝好的人工智能核心算法單元以分層方式進行部署，按照信息處理順序和需求，將各個功能模塊由淺到深進行部署和銜接，其中特征提取部分為圖像后處理的基礎(chǔ)，部署于最靠近圖像數(shù)據(jù)源的位置，即V1層，該層包含大量的圖像卷積運算，在該層中引入TensorRT模塊以實現(xiàn)特征提取的加速；提取后的特征能夠支撐檢測識別模塊進行特征回歸，得到目標(biāo)的位置信息和類別信息，即V2層；在得到目標(biāo)的空間位置和類別信息后，將該信息利用跟蹤算法往時間維度上拓展，實現(xiàn)單目標(biāo)和多目標(biāo)的跟蹤，其中單目標(biāo)跟蹤模塊獲取目標(biāo)的中心偏移量，多目標(biāo)跟蹤模塊得到不同目標(biāo)的特有ID和軌跡信息，即V3層；在獲取目標(biāo)信息在時間軸上的關(guān)聯(lián)后，從時間和空間維度對目標(biāo)區(qū)域圖像數(shù)據(jù)繼續(xù)進行深入挖掘，計算出目標(biāo)屬性，該層處于人工智能核心算法單元頂端，即V4層，子模塊處于的層級越高，其要求的前提越多，反之則前提越少。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于ARM GPU架構(gòu)的人工智能圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，預(yù)定參數(shù)包含主模塊參數(shù)和子模塊參數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于ARM GPU架構(gòu)的人工智能圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，所述主模塊參數(shù)是一些控制軟件全局的參數(shù)，包括各個子功能模塊的開關(guān)、圖像數(shù)據(jù)的通道選取、輸出結(jié)果的格式。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于ARM GPU架構(gòu)的人工智能圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，所述子模塊參數(shù)是各個子功能函數(shù)中的控制參數(shù)，包括檢測識別模塊里的置信度閾值、跟蹤模塊中的搜索區(qū)域大小。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ARM GPU架構(gòu)的人工智能圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，所述電機模型計算模塊通過FPGA邏輯實現(xiàn)，可例化多次，完成多路電機模型計算。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ARM GPU架構(gòu)的人工智能圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，所述狀態(tài)/結(jié)果發(fā)送單元分為緩沖區(qū)和發(fā)送區(qū)，人工智能核心算法單元得到的狀態(tài)和結(jié)果會先存入到緩沖區(qū)中，并按照設(shè)定要求進行篩選和打包；打包后的數(shù)據(jù)信息將依據(jù)指令監(jiān)聽單元獲取的指令狀態(tài)通過發(fā)送區(qū)對客戶端進行發(fā)送。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于ARM GPU架構(gòu)的人工智能圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，首先通過opencv第三方庫對輸入圖像進行采集，然后送入V1層進行圖像卷積、池化等操作提取圖像特征，最后，得到的特征依次經(jīng)過V2、V3、V4層以分別實現(xiàn)目標(biāo)檢測識別、多目標(biāo)跟蹤、單目標(biāo)跟蹤、目標(biāo)屬性分析等功能，除此之外，人工智能圖像處理軟件模塊還引入監(jiān)聽、發(fā)送模塊，用于接收自定義協(xié)議的控制指令，并發(fā)送相應(yīng)的圖像分析結(jié)果。