[發明專利]一種基于ARM GPU架構的人工智能圖像處理系統

在審

• 申請號: 202111529701.0
• 申請日: 2021-12-14
• 公開（公告）號: CN114418832A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 鄭光迪;胡園園
• 申請（專利權）人: 華中光電技術研究所（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: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 朱才永

本發明公開了一種基于ARM GPU架構的人工智能圖像處理系統，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用實例進行分析，分析其通用性和特殊性，制定統一的標準化接口，完成功能函數的封裝與調試，本發明通過對當前需求和人工智能算法成熟度的分析，目前基于ARM+GPU架構的人工智能圖像處理軟件模塊已加入多目標檢測識別、多目標跟蹤、單目標跟蹤、目標屬性分析算法功能塊，可實現相應的算法功能。其中檢測識別速度能夠到達20Hz，單目標跟蹤速度能夠到達50Hz，多目標跟蹤速度能夠到達10Hz。設計的人工智能通用化軟件模塊預留有多種人工智能功能接口，未來具有很強的可拓展性。

技術領域

本發明涉及數字圖像處理技術領域，具體是一種基于ARM GPU架構的人工智能圖像處理系統。

背景技術

目前，應用于軍事領域的人工智能算法多種多樣，每一種算法都是針對特定問題設計的，具有獨特的設計理念，每種算法的實現環境、接口方式等都存在差異，在缺乏統一的軟件框架和功能接口的情況下，容易造成對接困難和資源浪費的情況。除此之外，由于受限于當前的人工智能頂層代碼框架，每個人工智能功能塊只能使用指定的算法，不能根據外部需求的變化而靈活更變為合適的算法實現相應功能，因此，沿用現有的人工智能圖像處理框架無法靈活應對復雜多變的功能任務。除此之外，當前的人工智能圖像處理框架內部存在大量非標準化、非統一化的接口，使得代碼在外場維護時，需要消耗大量的人力物力，造成了極大的浪費。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于ARM GPU架構的人工智能圖像處理系統，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于ARM GPU架構的人工智能圖像處理系統，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用實例進行分析，分析其通用性和特殊性，制定統一的標準化接口，完成功能函數的封裝與調試，封裝好的模塊直接在人工智能核心算法單元部分進行部署；

參數/指令監聽單元：用于接收各個人工智能功能塊所需的預定參數和實時指令，以完成相應的功能；

狀態/結果發送單元：用于發送當前軟件模塊的工作狀態以及各個子功能模塊的計算結果。

作為本發明的進一步技術方案：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，其中特征提取部分作為圖像后處理的基礎，被部署于最靠近圖像數據源的位置，即V1層，該層由于包含大量的圖像卷積運算，主要的計算量均在該部分，因此在該層中引入TensorRT模塊以實現特征提取的加速；提取后的特征可以支撐檢測識別模塊進行特征回歸，得到目標的位置信息和類別信息，即V2層；在得到目標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進行拓展，實現單目標和多目標的跟蹤，其中單目標跟蹤模塊獲取目標的中心偏移量，多目標跟蹤模塊得到不同目標的特有ID和軌跡信息，即V3層；在獲取目標信息在時間軸上的關聯后，從時間和空間維度對目標區域圖像數據繼續進行深入挖掘，計算出目標屬性，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。

作為本發明的進一步技術方案：預定參數包含主模塊參數和子模塊參數。

作為本發明的進一步技術方案：所述主模塊參數是一些控制軟件全局的參數，包括各個子功能模塊的開關、圖像數據的通道選取、輸出結果的格式。

作為本發明的進一步技術方案：所述子模塊參數是各個子功能函數中的控制參數，包括檢測識別模塊里的置信度閾值、跟蹤模塊中的搜索區域大小。

作為本發明的進一步技術方案：所述電機模型計算模塊通過FPGA邏輯實現，可例化多次，完成多路電機模型計算。