面向监控视频摘要的GPU加速技术的设计与实现

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随着“和谐社会”、“平安城市”建设的不断深入,视频安防监控技术的更新换代、新技术的更迭以及未来的发展越来越受到各界的高度重视。智能视频源自计算机视觉技术,可以实现对原始视频浓缩,形成视频摘要,并对视频分类,可实现视频检索等功能。然而视频摘要要对时空域的图片序列进行处理,大量数据的处理必然效率慢,时间消耗严重,视频图像处理方法千篇一律,然而优化技术直接决定了系统是否有效可靠的运用于实际,所以GPU加速技术的研究具有重大的现实意义。  监控视频摘要主要包括视频编解码、运动目标检测、背景估计、运动目标跟踪、颜色信息提取、目标重排、目标识别和视频摘要融合等模块。通过研究GPU矢量运算和CPGPU并行运算等具体机制,设计并实现了针对于监控视频摘要的单帧GPU加速方法、改进的单帧GPU加速方法和多帧的GPU加速方法。针对监控视频摘要中的各模块算法复杂度及其耗时原因进行了探讨,并针对系统中运动目标检测、颜色信息提取模块和融合摘要模块耗时多的问题,提出了帧内数据计算GPU加速方法,并针对CPGPU流程中时间负荷积累从计算模块转移到传输模块的问题,从异步传输数据和多帧同步运算的角度进行了探讨,实现了数据传输与运算并行的错位GPU加速方法和多帧积累降低传输次数的GPU加速方法。  最后通过系统的实际运行评测,验证了几个不同GPU加速方法对于系统性能的影响,取得了一定提升系统加速性能的成果,并对需要继续研究改进的问题提出了展望。
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