深度解析M1808?AI核心板硬件性能

近年來，隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，相應(yīng)的AI算法與產(chǎn)品方案也層出不窮。但是技術(shù)門檻高，產(chǎn)品穩(wěn)定性參差不齊成為了制約行業(yè)發(fā)展的主要瓶頸。M1808 AI核心板是ZLG布局AI及計算機視覺領(lǐng)域的重要產(chǎn)品，旨在為用戶提供“嵌入式”+“AI”解決方案平臺，以AI算法賦能傳統(tǒng)嵌入式硬件，除了提供穩(wěn)定可靠的硬件平臺之外，同時免費提供基于各種應(yīng)用數(shù)據(jù)集訓(xùn)練的AI算法，極大降低了“嵌入式”和“AI”的開發(fā)門檻。

在當(dāng)前熱門的人臉識別領(lǐng)域，ZlG將人臉識別算法免費植入M1808 AI核心板中，為用戶提供“硬件+軟件+算法”系統(tǒng)化解決方案。這一方案既能夠滿足客戶快速開發(fā)的需求，又能最大程度保證驗證結(jié)果的精準(zhǔn)度，可廣泛應(yīng)用于火車站、安檢卡口、校園、小區(qū)、寫字樓等出入管理場景。

本文將從主控平臺，配套硬件以及檢測Demo這三個方面對ZLG人臉識別解決方案做具體介紹。

一、主控平臺

人臉識別的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，但解決方案的框架大體類似。ZLG緊跟行業(yè)發(fā)展，歸納出如下圖所示人臉識別方案的框圖。

圖1.1

由框圖可知，主控平臺選擇ZLG最新推出的M1808 AI核心板。作為一款面向人工智能開發(fā)平臺的產(chǎn)品，M1808在視覺處理方面有著高運算速率、高運算精度以及低功耗的高性能表現(xiàn)。

圖1.2 M1808核心板產(chǎn)品

如上圖所示，M1808 AI核心板板載1.6GHz雙核64位Cortex-A35架構(gòu)的處理器RK1808，集成NPU峰值算力可達(dá)3.0TOPs，支持INT8/INT16/FP16混合運算，最大程度兼顧性能、功耗、運算精度，并支持TensorFlow/MXNet/PyTorch/Caffe等一系列框架的網(wǎng)絡(luò)模型轉(zhuǎn)換，兼容性強。其VPU視頻處理單元支持全格式的1080P視頻編解碼，支持?jǐn)z像頭視頻信號輸入，并具有內(nèi)置ISP。如圖1.3所示為RK1808芯片功能方框圖。

圖1.3 處理器RK1808功能方框圖

核心板整體功能特點一覽：

l   MPU采用高性能64位的Cortex?-A35處理器RK1808，工作頻率可達(dá)1.6GHz；

l   集成 32KByte 一級指令緩存；集成 32KByte 一級數(shù)據(jù)緩存；

l   集成NPU（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元）協(xié)處理器；

l   支持最大1920 Int8 MAC operations per cycle；

l   支持最大64 FP16 MAC operations per cycle；

l   支持最大192 Int16 MAC operations per cycle；

l   512Kbyte內(nèi)部緩沖空間；

l   支持支持全格式的H.264 1080p@60fps解碼和H.264 1080p@30fps編碼；

l   集成高品質(zhì)的JPEG編/解碼器；

l   內(nèi)存：1GByte DDR4 SDRAM；

l   存儲：4GByte eMMC；

l   Linux操作系統(tǒng)。

如圖1.4所示為M1808_EV_Board評估板產(chǎn)品圖片。

圖1.4  M1808_EV_Board評估板產(chǎn)品

二、配套硬件

圖像數(shù)據(jù)采集方面，M1808_EV_Board評估板為開發(fā)用戶提供了1路CSI攝像頭接口和1路可擴展USB接口。人臉檢測識別方案可以選用USB接口的雙目攝像頭，以支持具有活體檢測功能的人臉識別算法庫。雙目攝像頭如圖1.5所示。

圖1.5  雙目攝像頭

圖像顯示方面，M1808評估板為用戶提供MIPI-DSI接口和RGB接口兩種液晶顯示接口。本文介紹的人臉識別Demo運行顯示是采用一款由ZLG生產(chǎn)的10.1寸LVDS接口的液晶顯示屏LCD-1280800W101TC，如圖1.6所示。攝像頭采集的人臉將會以實時方框形式在液晶屏上標(biāo)記顯示。

圖1.6  LCD-1280800W101TC 10.1寸LVDS液晶顯示屏套件

三、人臉識別檢測Demo

1. 開發(fā)環(huán)境搭建

將M1808平臺的交叉編譯工具m1808-sdk-1.0-ga.tar.gz拷貝至開發(fā)主機Ubuntu下，并執(zhí)行如下命令解壓安裝：

$ sudo mkdir -p /opt/zlg
$ sudo tar -xf m1808-sdk-1.0-ga.tar.gz –C /opt/zlg

在用戶配置文件~/.bashrc中添加如下語句，保存后重新打開終端就可以直接使用該平臺工具鏈，完成工具鏈環(huán)境搭建：

$ export PATH=/opt/zlg/m1808-sdk-1.0-ga/host/bin:$PATH

2. Demo程序

Demo采用Qt圖形界面開發(fā)框架。在工程文件中添加OpenCV庫、Sqlite3庫和由ZLG算法團隊研發(fā)的人臉識別算法庫等相關(guān)庫，之后內(nèi)部程序通過調(diào)用相關(guān)庫提供的各種接口，包括數(shù)據(jù)存儲、模型構(gòu)建初始化、人臉檢測、人臉比對等API進(jìn)行相關(guān)人臉檢測識別功能的實現(xiàn)。

例如有關(guān)人臉檢測功能實現(xiàn)，先定義rockx_handle_t類型的句柄，通過操作該句柄調(diào)用如下API完成指定功能模塊的初始化：

rockx_ret_t rockx_create(rockx_handle_t* handle,rockx_module_t m,void* config,size_t config_size);

再調(diào)用人臉檢測API實現(xiàn)人臉檢測功能：

rockx_ret_t rockx_face_detect(rockx_handle_t handle,rockx_image_t* in_img,rockx_object_array_t* face_array,rockx_async_callback callback);

Demo整體流程框圖如下圖1.7所示：

圖1.7  Demo程序流程圖

3. Demo效果

實際檢測的人臉以綠色選框標(biāo)記出來，Demo運行顯示效果展示如圖1.8所示：

圖1.8  Demo展示效果

M1808 AI核心板在不同維度的卓越硬件功能，使其具備了成為一款高端產(chǎn)品的基本要素。相信這款產(chǎn)品對于構(gòu)建智能物聯(lián)系統(tǒng)，助力創(chuàng)造AIoT無限可能會有很好的推動作用，ZLG未來也將致力更多此類優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的研發(fā)。