ИССЛЕДОВАНИЕ ОГРАНИЧЕНИЙ ПРИМЕНИМОСТИ МИКРОПРОЦЕССОРОВ РЯДА ЭЛЬБРУС ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ

Аннотация

Одним из ключевых направлений развития области искусственного интеллекта явля- ется направление технического зрения. Для ресурсоемких задач технического зрения соз- даются высокопроизводительные вычислительные комплексы (ВК), использующие специа- лизированные ускорители. Использование таких ускорителей обусловлено неспособностью микропроцессоров (МП) общего назначения решить такие задачи за поставленное время вследствие большой вычислительной нагрузки. Однако, в настоящее время, МП ряда Эль- брус успешно используются для решения задач технического зрения как в серверном, так и в бортовом режимах, а появление МП Эльбрус шестого поколения должно еще больше повысить производительность на таких задачах. В силу дороговизны, большей сложности и ограничений в использовании систем со специализированными ускорителями встает во- прос об определении условий, в которых для решения рассматриваемых задач достаточно использовать МП общего назначения, например из ряда Эльбрус, без специальных ускори- телей. Одними из самых ресурсоемких задач в области технического зрения являются за- дачи обнаружения и классификации объектов на изображении. Для обнаружения объектов одним из популярных методов является метод Виолы-Джонса. Для решения задачи клас- сификации как правило используются сверточные нейронные сети. На примере сетей VGG16 и VGG19 разработаны математические модели вычислений применительно к ак- туальным микропроцессорам ряда Эльбрус. С использованием разработанных моделей обоснована теоретическая достаточность производительность микропроцессоров Эль- брус для задач технического зрения. Также, на основе данных методов разработаны про- граммы моделирования поиска и объектов на фото и в видеопотоке. Программы написаны на языке C++ с использованием библиотеки OpenCV, ОПО Эльбрус, библиотеки Платфор- мы-ГНС и базы данных соревнований ImageNet. С использованием реализованных программ было проведено сравнительное тестирование на ряде ВК с процессорами Эльбрус, а также ВК с процессорами intel и ускорителем в виде видеокарты Nvidia. На основе полученных результатов показано, что для решения задачи поиска объектов на изображении выбран- ным методом достаточно МП Эльбрус-8С для входных разрешений до 1920 х 1080, где обеспечивается скорость обработки видеопотока более 20 кадров в секунду.