OpenVX特征抽取函数在可编程并行架构的实现

作者：张好聪; 李涛; 邢立冬; 潘风蕊

来源：计算机科学与探索, 2021, 1-13.

• OpenVX规范1.3
• 计算机视觉函数
• 底层特征抽取
• 图执行模型
• 并行处理器

针对数字图像处理计算量大、串行结构计算速度慢等特点，完成了最新的开源OpenVX计算机视觉加速规范1.3中底层特征抽取核函数的并行实现，使用自主设计的OpenVX可编程并行处理器进行了验证。在对图像的底层特征提取中，前期滤波及平滑处理选择OpenVX 规范1.3中基本像素点处理函数Color Convert（颜色转换）、局部图像处理函数Gaussian Filter（高斯滤波）、Median Filter（中值滤波）等，核心的特征抽取操作选择Harris Corners（哈里斯角点检测）和Canny Edge Detector（坎尼边缘检测）核函数，通过将计算量大的复杂结点拆分为多个简单结点，构建不同的基于图的执行模型，并映射在OpenVX并行处理器上，分别实现图像的边缘检测和特征点抽取。使用Verilog语言设计整体硬件电路，经Xilinx公司的FPGA芯片xcvu440-flga-2892-2-e综合验证，与串行映射结构相比，所选核函数在OpenVX可编程并行处理器上的并行加速比最高可达14.269。实验结果表明，OpenVX规范1.3中的核函数尤其是复杂核函数能够在本并行处理结构上达到预期的加速效果，且并行与串行结构加速比呈线性增长。

• 单位
  电子工程学院; 西安邮电大学