[发明专利]图优化系统、方法、计算机程序产品以及存储介质

说明书

本申请的实施例提供了一种图优化系统、方法、计算机程序产品以及存储介质。系统包括第一计算装置和多个第二计算装置，第一计算装置用于：获取图的顶点数据；对图的顶点数据进行分块处理，以获得多组分块顶点数据，并将每组分块顶点数据一对一地存储到多个第二计算装置；自多个第二计算装置分别接收优化后的分块顶点数据，并基于优化后的分块顶点数据，重建图；第二计算装置用于：基于各自存储的分块顶点数据执行第一计算操作以获得计算数据，并基于计算数据以及从多个第二计算装置中的其他第二计算装置获得的计算数据确定优化后的分块顶点数据。避免了由于中间数据较多而导致的系统崩溃问题，保证了图优化的顺利进行，显著提高了图优化的效率。

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，更具体地涉及一种图优化系统、一种图优化方法、一种计算机程序产品以及一种存储介质。

背景技术

图优化技术把一个常规的优化问题以图(Graph)的形式来表述。图是由顶点和边组成的结构，例如其可以是地图、路线图、人脸图等。具体例如，线路图中的特征点以及人脸图中的关键点等都可以看作图的顶点。每个顶点之间可以根据不同的规则进行连线以获得拓扑图。图优化可以认为是对这些拓扑图中的顶点数据以及采集这些图所利用的相机的位姿信息等参数进行误差分析并优化的过程。图优化技术在三维(3D)视觉、同步定位与建图(SLAM)的后端优化等领域有着广泛的应用。其应用范围包括但不限于例如大规模地图重建、高精度地图重建等。

一般地，在执行图优化的过程中需要求解稀疏线性方程。现有的图优化系统通常仅包括一个图形处理器(GPU)，依赖该GPU的计算能力对稀疏线性方程求解。具体地，在求解稀疏线性方程时，该GPU往往首先利用舒尔消元法对该稀疏线性方程进行消元，之后对消元后得到的消元线性方程进行求解。而在利用舒尔消元法进行消元的过程中包括一系列计算操作，进而可能产生并存储大量的中间数据。因此，上述消元过程可能会占用大量的内存，而内存占用过多必然对GPU的处理速度造成较大影响，从而降低图优化的效率。此外，随着稀疏线性方程的规模的增大，舒尔消元过程中涉及到的中间数据也更多。在中间数据的数量超过内存所能承载的阈值时，该GPU将无法实现对稀疏线性方程的求解，进而，无法实现图优化。

因此，亟需一种新的技术方案以解决上述技术问题。

发明内容

考虑到上述问题而提出了本申请。根据本申请的一个方面，提供了一种图优化系统，包括：第一计算装置和多个第二计算装置，第一计算装置用于：获取图的顶点数据；对图的顶点数据进行分块处理，以获得多组分块顶点数据，并将每组分块顶点数据一对一地存储到多个第二计算装置；自多个第二计算装置分别接收优化后的分块顶点数据，并基于优化后的分块顶点数据，重建图；第二计算装置用于：基于各自存储的分块顶点数据执行第一计算操作以获得计算数据，并基于计算数据以及从多个第二计算装置中的其他第二计算装置获得的计算数据确定优化后的分块顶点数据。

示例性地，第一计算装置还用于获取用于计算图的重投影误差的目标函数；对于第i个第二计算装置，第i个第二计算装置基于所存储的分块顶点数据执行第一计算操作以获得计算数据，并基于计算数据以及从多个第二计算装置中的其他第二计算装置获得的计算数据确定优化后的分块顶点数据，通过以下方式实现：基于所存储的分块顶点数据以及目标函数，计算分块重投影误差、分块重投影误差关于分块顶点数据的分块雅可比矩阵；基于分块重投影误差，构建关于分块雅可比矩阵的分块稀疏线性方程；以及基于第i个第二计算装置的计算数据以及从其他第二计算装置获得的计算数据确定优化后的分块顶点数据，其中，第i个第二计算装置的计算数据是基于分块重投影误差、分块雅可比矩阵和分块稀疏线性方程执行第二计算操作获得的。