Implementering av en detektionsalgoritm för realtidsbearbetning av IR-video

Rapporten beskriver en C++-implementering i signalbehandlingshårdvara av en algoritm för detektering i realtid av markstridsfordon i IR-video från flygande plattformar som UAV:er eller styrda vapen. Algoritmen är baserad på Viola och Jones sekventiella boosting-ansats med särdrag beräknade ur en summed area table-representation. Studien visar att kvalificerad realtidsdetektering i IR-video är möjlig att realisera med ett litet, billigt och strömsnålt inbyggt signalbehandlingssystem. För sekvenser i 16-bitars QVGA-format (320x240 pixlar) fås en bearbetningstakt på ca 7 Hz vid dataparallell exekvering i två MPC7457 PowerPC G4 mikroprocessorer med vardera 2MB L3- cache. Algoritmens struktur gör det svårt att använda blockbaserad bearbetning (L1 strip mining), en vanlig teknik för att minimera antalet minnesaccesser vid lokala omgivningsoperationer. Bearbetningen blir därför i PowerPC G4 minnesbegränsad, men en betydande uppsnabbning kan åstadkommas genom att kritiska data allokeras i processorns L3-cache (s.k. private memory) istället för primärminnet. Av kostnadsskäl är det önskvärt att kunna implementera algoritmen i enklare signalprocessorer som arbetar med 16 bitars precision. Flera databuffertar måste emellertid representeras som 32-bitars heltal, i något fall krävs 64 bitars precision. Aritmetiska operationer på dessa data måste delas upp i flera steg och tar betydligt länge tid att utföra än med 16-bitars operander.