多層次並行的可重構視覺處理SoC關鍵技術研究

《多層次並行的可重構視覺處理SoC關鍵技術研究》是依託西安交通大學，由梅魁志擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：多層次並行的可重構視覺處理SoC關鍵技術研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：梅魁志
• 依託單位：西安交通大學

中文摘要

本課題將從視覺計算系統的微型化和低功耗套用背景出發，主要開展實時視覺處理算法、視覺處理SoC架構與軟硬體協同機制的研究：① 在分層互動、多線索集成和統計學習的視覺計算框架下，研究具有一定物理可實現性的算法模組、具有生物選擇性注意機制特性的感測輸入數據重組及計算控制流；② 針對多樣化視覺計算在特徵提取、特徵組合與模式生成兩個層次，分別以SIMD和VLIW指令數據流特徵構造像素級和目標處理級的可重構計算陣列，進而研究多層次、任務級並行的晶片實現架構、片上緩衝和多通道DMA等機制提高計算和傳輸效率；③ 通過電路級與算法模組的編譯、重構和配置研究，尋求適應機器視覺和統計學習套用下的多種視覺信息處理在視覺處理SoC的軟硬體協同計算機制。預期研究成果將為目標自動檢測與跟蹤系統、個性化的圖像分析與識別系統等套用提供高性能、微型化的核心晶片實現所需要的關鍵技術。

結題摘要

針對視覺計算系統的微型化和低功耗套用需求，開展了可重構視覺處理SoC的關鍵技術研究：通過對人臉檢測、目標識別與跟蹤等視覺套用系統的實時計算分析，與主動視覺計算框架對應，提出了視覺計算的多層次並行實現的軟硬體計算架構與軟硬體任務劃分方法；構建了像素級PE陣列、DSP級PE陣列以及滿足複雜視覺前處理等可重構IP的結構和電路設計，並採用暫存器配置檔案實現了重配置數據的高效傳輸和指令控制；通過多級分層的匯流排集成方法將各視覺任務功能IP核有效集成為一款視覺處理SoC晶片；實現了面向人臉檢測、目標識別和姿態控制等視覺算法的多層次並行處理和動態配置的嵌入式實時計算驗證；同時針對某專用領域的視覺系統，驗證了該晶片與架構的實時計算有效性和高效能比較分析。 項目組在異構多核的視覺處理晶片架構、可重構視覺計算單元、視覺算法與物理晶片的並行計算映射與編譯、互動適應與最佳化探查、大規模視覺計算模型等關鍵技術方面取得了較好的研究進展：申請國家發明專利4項，發表/錄用學術論文9篇，培養碩士5名，在讀博士3名（其中1名將畢業）、碩士3名。