Acceleration of image processing modules in wide-area aerial surveillance

Geniş Alan Havadan Gözetleme, GAHG, geniş coğrafi alanların gerçek zamanlı olarak izlenmesini ifade eden bir tür gözetim sistemidir. GAHG sistemi, insansız hava aracı (İHA) üzerine monte edilmiş birden fazla kamera veya sensör kullanılarak tasarlanmaktadır. GAHG sistemleri tek seferde birkaç kilometrekarelik bir alanı tarayabilir. Ancak, GAHG sistemleri tarafından toplanan büyük miktardaki verilerin uçakta gerçek zamanlı olarak işlenmesi zor olabilir. Bu çalışma, bir GAHG sisteminin dört temel modülünün performansını hızlandırmak için grafik işleme birimleri (GPU) ve çok çekirdekli programlama tekniklerinin kullanılmasını önermektedir: görüntü eşleştirme/birleştirme, nesne algılama, izleme ve süper çözünürlük. Görüntü eşleştirme/birleştirme, panoramik bir görüntü, başka bir deyişle izlenen alanın mozaik görüntüsü oluşturmak için İHA'daki kameralar tarafından çekilen görüntülerin kaydedilip birleştirilmesini içerir. Nesne tespit ve takip modülleri, arabalar, kamyonlar ve insanlar gibi nesnelerin hareketlerini tespitini ve takibini içerir. Son olarak, süper çözünürlük modülü, görüntülerin çözünürlüğünü artırır ve görüntüler hakkında daha fazla ayrıntı sağlar. Bu modülleri hızlandırmak için GPU ve çok çekirdekli programlama teknikleri kullanılarak WAAS sisteminin hızı ve verimliliği önemli ölçüde iyileştirilmiştir. GPU'lar, paralel işleme için tasarlandıkları ve büyük miktarda veriyi hızlı bir şekilde işlemelerine izin verdiği için bu görev için çok uygundur. Deneyler, GPU'ları ve çok çekirdekli programlama tekniklerini kullanmanın, GAHG sistemi modüllerinin performansını önemli ölçüde iyileştirebileceğini ve bu modüllerin paralel olarak yürütülmesini ve GAHG'tan toplanan büyük miktarda verinin gerçek zamanda işlenmesini mümkün kıldığını gösteriyor. Hızlandırılmış modüller, zorlu test senaryoları için NVIDIA Jetson AGX Xavier gömülü GPU kartı üzerinde test edilerek uç cihazlarda gerçek zamanlı gözetim potansiyelleri ortaya konmuştur.