摘要：介绍了根据ARM+DSP架构的嵌入式机器视觉体系的特性，剖析了限制嵌入式机器视觉体系功用的要素。从操作体系和使用程序方面，评论了嵌入式机器视觉体系的优化计划。经过对嵌入式Linux内核和文件体系进行裁剪，对使用程序代码进行很多的优化，并充分利用Cotex —A处理器独有的NEON加快技能，使体系开机发动时问缩短25 s，使用程序运转速度进步2．5倍。
关键词：嵌入式；机器视觉；优化；ARM；NEON
嵌入式体系是以使用为中心，以计算机技能为根底，而且软硬件可裁剪，适用于使用体系对功用、可靠性、本钱、体积、功耗有严格要求的专用计算机体系。嵌入式机器视觉体系是指用嵌入式计算机处理由光学传感器接收到的图画信息，以完成对物体的检测和辨认的设备，如数码相机、手持二维码辨认设备，体感交互游戏机等。因为机器视觉体系需求进行很多杂乱的数据运算，因而现在大多数的机器视觉体系仍是根据PC体系构建，但随着近年来嵌入式体系的高速开展，嵌入式机器视觉体系越来越多地使用于工业检测与操控、智能交通、安防、医疗器械、机器人导航及消费电子等范畴。
嵌入式机器视觉体系的功用首要取决于硬件和软件两方面。现在使用于嵌入式机器视觉体系的硬件渠道首要有Intel根据x86架构的Atom渠道、TI根据ARM—DSP的OMAP系列渠道、NVIDIA根据ARM—GeForce的Tegra系列渠道、IBM等根据PowerPC的处理渠道等，其间ARM—DSP是一种高性价比的、使用广泛的体系结构。除了硬件渠道之外，嵌入式操作体系的挑选对机器视觉体系的功用也很重要，如开机时刻，体系安稳性等。嵌入式操作体系的品种比较多，其间较为盛行的首要有μC／OS、Windows CE、VxWorks、Android、iOS、Meego、QNX和Linux等。在许多嵌入式操作体系中，Linux以其内核安稳、支撑多种硬件渠道、彻底免费、源代码彻底敞开、可裁剪定制、易于移植的特性，成为大多数厂家的绝佳挑选。此外，因为嵌入式机器视觉体系具有处理数据量大，算法杂乱的特色，对嵌入式机器视觉使用程序的优化也至关重要。
文中以选用ARM—DSP结构的Beagleboard—xM开发板为例，构建了用于方针检测盯梢的嵌入式机器视觉体系，从操作体系和机器视觉使用程序方面临体系进行优化，并充分利用Cotex—A处理器的NEON加快技能，明显进步了嵌入式机器视觉体系的功用。
1 体系软硬件组成
文中所选用的嵌入式机器视觉体系的硬件组成如图1所示。其间DM3730处理器是由TI出产的单片体系(SoC)处理器，选用了POP(Package on Package)封装技能，内含1G主频的ARM Cortex—A8，主频800 M的TMS320C64+内核和512 M的LPDDR内存。该处理器有较强的多媒体图画、视频处理才能，特别适合于构建嵌入式机器视觉体系。Beagleboard—xM没有Flash，体系是从MicroSD卡发动的。PMIC为电源与音频办理模块，它经过McBSP总线与处理器衔接。摄像头和以太网数据经过USB接口传给处理器，处理器运转方针检测与盯梢程序，并将处理结果送到LCD显现。Minicom用于和上位机进行通讯，便于调试。
图2为体系的软件结构图。在嵌入式Linux内核中包含了对CPU、USB摄像头、电源办理设备及USB以太网等的驱动支撑。其间V4L是Linux内核中关于视频设备的API接口，UVC(USB Video Class)是为USB摄像头供给即插即用功用的驱动模块，在此根底上将开源的跨渠道机器视觉库OpenCV2．2移植到了嵌入式渠道上，并在使用程序中完成对视频信号的收集和处理。
