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使用高通的Snapdragon 820啟用深度相機

星星科技指導(dǎo)員 ? 來源:嵌入式計算設(shè)計 ? 作者:Shahrad Payandeh ? 2022-08-12 14:07 ? 次閱讀

深度相機對機器人世界至關(guān)重要,現(xiàn)在有不同的形狀和框架。為了在現(xiàn)實世界中尋找物體或路徑,機器人需要對周圍環(huán)境有感知。這些相機中的大多數(shù)使用兩個具有一定距離的相機并進行大量處理以從這兩個 2D 捕獲的視頻中創(chuàng)建一個 3D 世界。在大多數(shù)情況下,原始捕獲的視頻需要傳遞給其他模塊用于不同的目的——這是大多數(shù)現(xiàn)有深度相機模塊所缺少的部分之一。在本文中,我們將介紹 Qualcomm 的 Snapdragon 820 作為實時深度攝像頭的解決方案,同時不會丟失雙攝像頭系統(tǒng)的基本功能。

高通的 Snapdragon 820 是其系列中功能更強大的 SoC 之一。該 SoC 有一個八核 ARM CPU 作為應(yīng)用處理器,可與一些子系統(tǒng)(如 GPUDSP、RPM 等)配合使用。Hexagon DSP 是一個功能強大的 DSP,具有多個硬件線程、數(shù)據(jù)包指令、L1 和 L2 緩存,以及對外圍設(shè)備和雙倍數(shù)據(jù)速率 (DDR) 的訪問,例如應(yīng)用處理器 Qualcomm (APQ) 和超長指令字 (VLIW)。在 820 中,使用了該結(jié)構(gòu)的版本 6。在這個新結(jié)構(gòu)中,提供了一個可以處理 1024 位向量的 Hexagon Vector eXtension (HVX) 協(xié)處理器。

您可以利用 HVX 進行高分辨率圖像處理。Snapdragon 820 提供的其他功能之一是能夠?qū)⒍ㄖ颇K添加到圖像信號處理 (ISP) 管道(圖 1)。

poYBAGL17lyAd9nAAACGQqQSA_0382.png

【圖1 | ISP中的HVX模塊]

在 ISP 管道中擁有一個自定義模塊將讓用戶在將圖像傳遞給 ISP 中的其他模塊之前對其進行處理。該模塊的輸入是拜耳和非拜耳格式,輸出為拜耳格式。該模塊可以直接訪問DDR,處理結(jié)果可以實時提供給高級操作系統(tǒng)(HLOS)。

Snapdragon 820 有兩個 ISP,并且兩個管道都可以包含定制的圖像處理模塊。換句話說,如果您將兩臺相機連接到 820,您可以為每臺相機單獨定制圖像處理。如果用戶想為兩個自定義圖像處理模塊使用 HVX 模塊,他們可以使用 512 位矢量。使用定制的圖像處理模塊將使 Hexagon 處于特定模式,該模式將為每個定制的圖像處理模塊分配兩個特定的硬件線程(圖 2)。

poYBAGL17mKAcCDBAACgMMctfHs250.png

【圖2 | HVX模塊和HT]

加工結(jié)構(gòu)

出于我們的目的,我們使用了兩個具有相同分辨率的相機,它們排列在一個固定的夾具中。這意味著我們知道兩個相機之間的重疊程度。我們使用如圖 3 所示的處理管道。

poYBAGL17mmAJcPIAAA2a-39X3w094.png

【圖3 | 處理塊]

使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解決方案(圖 1),我們可以使用 HVX 模塊同時對兩個相機圖像進行邊緣檢測過程。一個相機上的邊緣檢測圖像使用反饋指針傳遞給另一個相機。然后,使用 SAD 算法對這兩個圖像進行處理。結(jié)果將在 DDR 中用于與 HLOS 共享。如前所述,相機的位置和對齊方式是固定的,可用于找到兩個捕獲圖像的重疊部分。如果不是這種情況,那么我們需要在整個過程中添加重疊檢測模塊。

實驗

將兩個攝像機固定在一個靜態(tài)幀中,我們可以看到幀具有固定的重疊。

poYBAGL17nKAV7bmAAD3XXHcdfE182.png

【圖4 | 兩個具有固定重疊和使用 NN 的相關(guān)邊緣檢測的相機的視圖]

在兩個相關(guān)幀上使用 SAD 算法,并通過插值將數(shù)字轉(zhuǎn)換為灰度,我們得到了如圖 5 所示的結(jié)果。

pYYBAGL17nmATvowAAFGeFyJMew830.png

【圖5 | 差異結(jié)果]

使用這種算法,我們可以達到 30 FPS 的全高清視頻,同時視頻可以無中斷地提供給 HLOS。

審核編輯:郭婷

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