OpenCV的加速嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中的應用

嵌入式處理器的性能日益提升、價格不斷下降，帶來日益廣泛的嵌入式計算機視覺應用，包括從安全及工業(yè)監(jiān)控到自動化車輛與汽車安全等領域。開發(fā)人員可充分利用越來越高級的硬件，在不影響基本質(zhì)量的同時，更快速、更低成本地開發(fā)具有突破性性能的產(chǎn)品。

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

　　OpenCV就是PC軟件進入嵌入式開發(fā)領域的一個實例。OpenCV是一款免費的開源計算機視覺庫，可提供從影像過濾及轉(zhuǎn)換，到特性抽象與機器學習等幾十個不同類別的數(shù)百種算法。它已被成千上萬的開發(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(tǒng)的，但很少有像OpenCV這樣能夠在計算機視覺領域得到普遍推廣，而且涵蓋如此豐富的算法。

圖1：OpenCV庫縮略圖

　　盡管OpenCV最初來源于Intel的x86架構(gòu)，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(xiàn)已移植到嵌入式處理器常用CPU選擇ARM架構(gòu)上，這點也并不奇怪。我們完全能夠在嵌入式器件上原封不動地采用OpenCV的交叉編譯版，不過，存儲器限制與其它架構(gòu)注意事項可能會帶來一個技術難題。因此我們需要對OpenCV進行優(yōu)化，以使它在新的主機上實現(xiàn)更高性能與更高效率。

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

　　典型的嵌入式器件可描述為系統(tǒng)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從相關支持任務中解放出來。SoC甚至可能具有多個ARM內(nèi)核，或其它功能齊全的協(xié)處理器。