嵌入式人臉檢測(cè)系統(tǒng)的軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì).pdf

1、人臉檢測(cè)是機(jī)器視覺的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于人機(jī)交互，視頻監(jiān)控等領(lǐng)域，而這些應(yīng)用領(lǐng)域都有嵌入式化的需求，因此如何在嵌入式平臺(tái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)人臉檢測(cè)是非常有價(jià)值的研究課題。本文使用的AdaBoost人臉檢測(cè)算法計(jì)算復(fù)雜，數(shù)據(jù)訪問量大，很難用純軟件方案在嵌入式平臺(tái)上實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)。本文提出了一種人臉檢測(cè)的SoC方案，通過人臉檢測(cè)加速器提高檢測(cè)速度。加速器使用陣列單元架構(gòu)，通過并行和流水等技術(shù)大大加速了檢測(cè)過程。此外優(yōu)化的窗口掃描策略，可以大大減少加速器

2、對(duì)外部數(shù)據(jù)的訪問次數(shù)，減輕系統(tǒng)的訪存壓力。 本文在設(shè)計(jì)嵌入式人臉檢測(cè)方案的同時(shí)，還給出了一整套基于ESL的嵌入式系統(tǒng)軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的流程。隨著SoC設(shè)計(jì)的復(fù)雜度越來越高，設(shè)計(jì)初期的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)最終SoC各方面性能的影響日益增加。SoC系統(tǒng)中軟件和硬件結(jié)合得更為緊密，需要進(jìn)行軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。傳統(tǒng)的RTL級(jí)軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)和驗(yàn)證只能在設(shè)計(jì)的中后期才能進(jìn)行，不利于盡早發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的瓶頸。本文使用先進(jìn)的電子系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)方法，貫穿整個(gè)系統(tǒng)

3、的開發(fā)過程。首先利用ESL平臺(tái)分析算法的瓶頸，繼而設(shè)計(jì)合適的軟硬件劃分方案和軟硬件接口。在深入研究系統(tǒng)瓶頸和算法數(shù)據(jù)流特點(diǎn)后，設(shè)計(jì)硬件加速器的結(jié)構(gòu)，并利用ESL工具編寫硬件加速器的周期級(jí)精確模型。在開發(fā)過程中，硬件模型逐漸被細(xì)化，任何階段都可將硬件模型集成到ESL平臺(tái)中，進(jìn)行系統(tǒng)的軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。 ESL平臺(tái)的仿真結(jié)果顯示，帶有加速器的嵌入式人臉檢測(cè)系統(tǒng)與純軟件方案相比有很大的性能提升，可以達(dá)到實(shí)時(shí)檢測(cè)的速度。本文的工作對(duì)