OpenCV的加速嵌入式系統開(kāi)發(fā)中的應用

嵌入式處理器的性能日益提升、價(jià)格不斷下降，帶來(lái)日益廣泛的嵌入式計算機視覺(jué)應用，包括從安全及工業(yè)監控到自動(dòng)化車(chē)輛與汽車(chē)安全等領(lǐng)域。開(kāi)發(fā)人員可充分利用越來(lái)越高級的硬件，在不影響基本質(zhì)量的同時(shí)，更快速、更低成本地開(kāi)發(fā)具有突破性性能的產(chǎn)品。

　　開(kāi)發(fā)周期縮短而帶來(lái)的巨大壓力，迫使嵌入式系統開(kāi)發(fā)人員必須高效利用嵌入式領(lǐng)域與傳統PC工作站領(lǐng)域的現有技術(shù)；適應并復用現有穩定軟件可為嵌入式開(kāi)發(fā)人員提供不斷開(kāi)發(fā)重大新項目的必備基礎。

　　OpenCV就是PC軟件進(jìn)入嵌入式開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的一個(gè)實(shí)例。OpenCV是一款免費的開(kāi)源計算機視覺(jué)庫，可提供從影像過(guò)濾及轉換，到特性抽象與機器學(xué)習等幾十個(gè)不同類(lèi)別的數百種算法。它已被成千上萬(wàn)的開(kāi)發(fā)人員所使用，而且還在不斷發(fā)展之中。目前有很多庫是針對嵌入式系統的，但很少有像OpenCV這樣能夠在計算機視覺(jué)領(lǐng)域得到普遍推廣，而且涵蓋如此豐富的算法。

圖1：OpenCV庫縮略圖

　　盡管OpenCV最初來(lái)源于Intel的x86架構，但它也不失為目前功能日益強大的嵌入式器件的自然選擇。OpenCV現已移植到嵌入式處理器常用CPU選擇ARM架構上，這點(diǎn)也并不奇怪。我們完全能夠在嵌入式器件上原封不動(dòng)地采用OpenCV的交叉編譯版，不過(guò)，存儲器限制與其它架構注意事項可能會(huì )帶來(lái)一個(gè)技術(shù)難題。因此我們需要對OpenCV進(jìn)行優(yōu)化，以使它在新的主機上實(shí)現更高性能與更高效率。

　　對嵌入式平臺而言，“優(yōu)化”這個(gè)詞以前意味著(zhù)要無(wú)限制地研究低級架構中不重要的細節，反復編寫(xiě)匯編語(yǔ)言代碼。然而幸運的是，隨著(zhù)嵌入式處理器復雜性的提升，嵌入式開(kāi)發(fā)工具已變得日益強大，用戶(hù)友好性也得以大幅提高。

　　典型的嵌入式器件可描述為系統級芯片（SoC），其中不僅包含ARM處理器，而且還含有多種外設與加速器，可將CPU從相關(guān)支持任務(wù)中解放出來(lái)。SoC甚至可能具有多個(gè)ARM內核，或其它功能齊全的協(xié)處理器。