STM32CubeAI 图像识别模型移植 · 全流程实战课程

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1

课程导学与环境准备工具链

安装CubeMX、CubeIDE、X-CUBE-AI，搭建开发环境

2

AI模型基础与选型 CNN

MobileNet、TinyML，选择适合MCU的轻量模型

3

数据集准备与预处理增强

清洗、标注、旋转/翻转，划分训练/验证/测试集

4

模型训练与导出 Keras

训练图像分类模型，导出.h5及TensorFlow Lite

5

STM32CubeMX项目创建外设

时钟、GPIO、USART、DMA配置，生成初始化代码

6

X-CUBE-AI中间件集成导入

激活AI，导入.tflite，配置内存池与线程

7

代码生成与工程结构分析架构

app_x-cube-ai.c/h, network.c/h 结构解析

8

输入输出数据接口设计接口

摄像头/SD卡采集，归一化、尺寸调整预处理

9

模型推理API调用推理

AI_Network_Process，获取输出张量，解析结果

10

后处理与结果展示 Softmax

Top-K置信度，串口打印/LCD显示识别结果

11

性能优化：内存优化 RAM

激活函数量化、权重共享，减小模型体积

12

性能优化：推理加速 DSP

M4 DSP指令、M7 Cache，优化循环与数据搬运

13

性能优化：量化技术 INT8

INT8量化原理，STM32CubeAI量化校准

14

摄像头驱动集成 OV2640

DCMI接口配置，图像采集与帧缓冲管理

15

图像预处理流水线 RGB

RGB888转RGB565、裁剪、双线性缩放

16

多模型切换与管理管理器

运行时切换分类/检测模型，共享内存池

17

实时性测试与调优 SysTick

测量推理时间，分析瓶颈，调整优先级

18

功耗优化低功耗

Sleep/Stop/Standby，推理间隙进入低功耗

19

模型更新与OTA YModem

串口/YModem更新模型，远程升级

20

调试与日志系统 RTT

SEGGER RTT/串口日志，打印推理时间、内存

21

常见错误排查避坑

内存溢出、堆栈溢出、模型加载失败解决方案

22

案例实战：手写数字识别 MNIST

训练模型，摄像头识别手写数字

23

案例实战：人脸检测 SSD

MobileNet SSD，人脸框选LCD显示

24

案例实战：物体分类 CIFAR-10

10类物体实时分类

25

案例实战：手势识别手势

静态手势识别（数字手势）

26

案例实战：二维码识别 QR

OpenMV/自带摄像头，检测与解码

27

案例实战：异常检测自编码器

工业表面缺陷检测

28

项目部署与测试稳定性

长时间测试，数据记录

29

项目文档与演示产出

文档、演示视频、代码整理

30

课程总结与进阶 TinyML

TFLite Micro、Edge Impulse，未来趋势