СТА №3/2017

82 СТА 3/2017 РАЗРАБОТКИ КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ www.cta.ru В ВЕДЕНИЕ Машинное зрение (machine vision) – это обширный прикладной раздел меж- дисциплинарной теории компьютерно- го зрения (computer vision), представ- ляющий существенный потенциал для встраиваемых систем. Машинное зрение как инженерная дисциплина находится на стыке не- скольких областей, таких как компью- терное зрение, встраиваемые системы, базы данных, машинное обучение. Среди многочисленных областей применения наиболее обширные внед- рения наблюдаются в области промыш- ленности и военных разработок по сле- дующим направлениям: ● системы визуального контроля и управления; ● системы безопасности; ● системы виртуальной и дополненной реальности; ● технические средства высокой степе- ни автономности, от пилотажно- навигационных подсистем боевой информационно-управляющей си- стемы (БИУС) до полностью авто- номных роботизированных техниче- ских средств. Одним из наиболее информативных и мощных каналов получения данных о видовых характеристиках объектов, имеющих прямое отношение к тактиче- ской обстановке или объекту контроля, является визуальный канал получения информации. По этой причине БИУС той или иной единицы военной или специальной техники вне зависимости от типа базирования, как правило, име- ет подсистему сбора, обработки, анали- за и отображения информации об окру- жающей оперативно-тактической об- становке. Мониторинг контролируемого про- странства связан с идентификацией в реальном времени значительного коли- чества разнообразных объектов, их классификацией и своевременным при- нятием по ним решений, поэтому зада- ча совершенствования аппаратно-про- граммных средств для работы с высоко- интенсивными потоками видеоинфор- мации является весьма актуальной. Для встраиваемых систем реального времени, использующих машинное зре- ние для распознавания объектов, осо- бое значение приобретают производи- тельность и скорость реакции. Про- изводительность системы может быть оценена по количеству обрабатываемых в единицу времени видеокадров, ско- рость реакции – по временной задерж- ке между поступлением на приёмник видеокадра и моментом принятия ре- шения по данным с него. Показатели производительности такой системы также достаточно наглядны – так, на- пример, задержки изображения объекта относительно реального прототипа бу- дут хорошо видны наблюдателю. Разработанная в компании ЗАО «НПФ «ДОЛОМАНТ» высокопроизво- дительная гетерогенная вычислитель- ная платформа (ВГВП) ГРИФОН [1] предназначена для решения задач с вы- сокими требованиями к вычислитель- ной мощности и большими объёмами анализируемой информации, она поз- воляет создавать высокопроизводитель- ные БИУС, в том числе многоканаль- ные системы обработки видео. В состав гетерогенной системы могут входить процессорные модули, графические ускорители, ускорители на основе ПЛИС, располагающиеся на межмо- дульной шине PCI Express. Для некото- рых ресурсоёмких задач такое аппарат- ное решение может оказаться наилуч- шим, с точки зрения производительно- сти, стоимости и гибкости [2]. Задачи компьютерного зрения предо- ставляют разработчикам большой про- стор для распараллеливания, например, входящие в состав вычислителей гра- фические модули могут параллельно обрабатывать данные из нескольких ви- деопотоков, накладывать на один и тот же кадр различные фильтры, искать в кадре независимо друг от друга объекты различных типов и др. Структура пото- ка данных в системе может существен- но меняться на различных этапах обра- ботки, от объёмных структурно-разно- родных данных в разнообразных не- стандартных форматах (видеопотоков от камер высокого разрешения) до не- больших пакетов данных (сжатых на видеокарте кадров). Решение задач машинного зрения на базе гетерогенной платформы ГРИФОН Пётр Галаган, Леонард Кузьминский, Алексей Сорокин В статье приводятся материалы по эффективному применению вычислительных возможностей и организации параллельно-конвейерной обработки данных на примере системы обработки видео высокого разрешения в режиме реального времени на платформе ГРИФОН. Пришёл, увидел, победил! (Veni, vidi, vici!) ГайЮлий Цезарь о победе при Зеле над Фарнаком, сыномМитридата, 47 г. до н. э.