分布式多視角目標跟蹤算法在OMAP3平臺上的實現(xiàn)與優(yōu)化

　　4.2　軟件優(yōu)化

　　軟件優(yōu)化就是對程序代碼進行優(yōu)化。只在C語言的層面上進行優(yōu)化有利于保持程序良好的移植性。不管是ARM上的C程序，還是DSP上的C程序，其優(yōu)化的一般方法都具有相似性。

　　A.dsplib的使用：TI公司為程序員提供了一個高效的函數(shù)庫dsplib，這個函數(shù)庫實現(xiàn)了很多常用運算，如相關(guān)、乘加、FFT等。通過使用dsplib，一方面減少了算法優(yōu)化的時間和工作量，另一方面又能到達與匯編優(yōu)化相近的效果。

　　B.循環(huán)內(nèi)部優(yōu)化及循環(huán)展開：內(nèi)循環(huán)往往是程序運行效率低下的瓶頸，通過優(yōu)化內(nèi)循環(huán)代碼，可以大大提高代碼的運行效率。一方面，應盡量精簡內(nèi)循環(huán)的代碼，合理安排內(nèi)循環(huán)存儲器的操作;另一方面，通過循環(huán)展開的方法提高代碼運行的并行程度，充分發(fā)揮C64+DSP單周期多指令的性能。

　　C.提高存儲器操作的并行性：通過在函數(shù)聲明中使用關(guān)鍵字const和restrict等，并合理安排存儲器的操作，可以消除存儲器的關(guān)聯(lián)性，使串行的存取操作變成并行的存取操作，從而提高程序運行速度。

　　D.浮點運算轉(zhuǎn)定點運算：C64+DSP核是一款定點DSP處理器，不支持硬件的浮點運算，只支持軟件的浮點運算。為了提高運算速度，需要盡可能把浮點運算轉(zhuǎn)化為定點運算。

　　E.intrinsics函數(shù)(內(nèi)聯(lián)函數(shù))的使用： instrinsics是直接映射為內(nèi)聯(lián)的C64x+指令的特殊函數(shù)，使用instrinsics函數(shù)相當于在一定程度上做匯編優(yōu)化，可以大大提高了代碼的執(zhí)行效率。

　　5.實現(xiàn)的性能與結(jié)果

　　5.1　跟蹤效果演示

　　圖3所示為遮擋情況下跟蹤情況。本系統(tǒng)可以抗各種類型遮擋，包括短期遮擋，長遮擋。此外，本系統(tǒng)為分布式跟蹤，也就是說部分節(jié)點的失效并不會影響我們最終的跟蹤效果，節(jié)點的失效可以是網(wǎng)絡的出錯或者節(jié)點斷電。在圖4中從左到右有三個視角，每個視角內(nèi)的白框為當前視角跟蹤結(jié)果，藍框為其他視角的跟蹤結(jié)果在本地的投影。視角內(nèi)的綠色點為粒子位置。

　　一幀視頻消耗的DSP周期數(shù)

　　為了測量優(yōu)化效果，我們使用CCS對跟蹤算法進行了離線仿真。通過使用Clock工具和斷點配合，我們可以精確地得到整個程序處理一整幀視頻數(shù)據(jù)及程序內(nèi)各函數(shù)需要的時鐘周期數(shù)。我們選取了其中一個攝像頭的某一幀視頻，對跟蹤算法所消耗的時鐘周期數(shù)進行測量。表1顯示了優(yōu)化前和優(yōu)化后這幀視頻所消耗的DSP時鐘周期數(shù)。表1只對DSP上運行的跟蹤算法的主流程進行測量，其他的如視頻采集和預處理等不在測量范圍中。

　　從表中可以發(fā)現(xiàn)，在小模板的情況下，優(yōu)化比率并不高，這是由于粒子濾波中產(chǎn)生粒子的開銷不隨模板的變化而變化。在模板較大的情況下，優(yōu)化比率迅速上升，因為起主導作用的是SSIM計算函數(shù)和插值函數(shù)。特別是SSIM計算函數(shù)，其優(yōu)化比率隨模板大小增加而迅速上升。在63×63大小的模板下，SSIM計算函數(shù)優(yōu)化比率為117.6倍，而插值函數(shù)的優(yōu)化比率為32.9倍，插值函數(shù)的優(yōu)化比率基本不隨模板的大小而變化。