一种加速ELBP-IP核的方法及MR智能眼镜技术

本发明专利技术提供了一种加速ELBP‑IP核的方法及MR智能眼镜，包括：提取算法相关数据并进行编译。输入第一激励文件对像素文件处理得到第一纹理图像和第一处理时间。将提取文件进行改写后综合为待烧写文件，并映射到可编程逻辑门阵列中，得到可编程ELBP‑IP核后输入第二激励文件对相同像素文件进行处理得到第二纹理图像和第二处理时间。将第一纹理图像与第二纹理图像，第一处理时间和第二处理时间进行比对，得到纹理相同，第二处理时间小于第一处理时间的结果。由于新的IP核基于可编程逻辑门阵列运行，而可编程门阵列具有多线程同时处理数据的能力，从而提升了处理图形图像数据的速度，达到了加速处理的目的，和现有技术相比由于不需要增加处理器频率减小了功耗。

A Method of Accelerating ELBP-IP Core and MR Smart Glasses

【技术实现步骤摘要】
一种加速ELBP-IP核的方法及MR智能眼镜
本专利技术涉及图像处理领域，尤其涉及一种加速ELBP-IP核的方法及MR智能眼镜。
技术介绍
随着科技的发展，虚拟现实VR、增强现实AR和混合现实MR逐渐进入大众视野。目前应用于AR/MR领域的计算机视觉、计算机图形学技术以及人工智能技术，均采用绝大部分依托于CPU+GPU架构。而且由CPU进行来主导运算处理。CPU在处理多线程调度任务等领域有诸多优势，但其处理运算方式为串行运算。在VR、AR和MR领域中，人脸识别作为一种生物特征识别技术,受到了广泛的关注，成为应用于数学、信息技术紧密结合的前沿热点问题。识别算法是人脸识别系统的核心部分,直接影响到系统的性能。基于局部二进制模式(LocalBinaryPattern,简称LBP)改进的采用圆形算子的ELBP算法(ExtendedLocalBinaryPattern，拓展局部二进制模式)可以有效的应用在人脸识别算法中，它相比LBP的效果锐度更强。通过ELBP处理的图像得到的特征不仅反映纹理变化的大小,而且反映了纹理变化的趋势，并且还应用在人脸识别训练过程中。人脸识别是计算机视觉中的一项重要分支，现有技术中CPU以串行运算的方式对外设获取的图形图像数据流进行一步步处理，最后统一输出至GPU，GPU对数据进行渲染后输出。在这个过程中，需要对图形图像数据进行逐步数据处理，比如：图形图像检测、位姿检测、像素匹配等环节。进一步的，每一个环节的具体进程也是串行的。由此导致了处理速度进一步变慢。以ELBP算法为例，其算子为圆形算子，现有技术中，在运用此算法对图形图像数据流处理时：将图形图像数据流分解为多个像素图片，从一张像素图片中选定一个中心像素，然后将邻近的八个像素值与此中心像素值进行比较，若邻近像素点的值比中心像素值小，就将此位置记0，反之，则记1。将得到的8位二进制数按照位置及对应的权值进行求和，最后得到的十进制整数就是该中心像素的ELBP值。对一张像素图片处理完成后再对下一张像素图片进行处理，直至这个图形图像数据流中的所有像素图片被处理完毕之后输出。从长远来看，上述架构已经无法满足大数据高并发实时处理的业务需求，在现行框架下只有增加处理器主频来提升处理速度，但是由此带了来了功耗增大的影响，如何提升图形图像处理速度成为了亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种加速ELBP-IP核的方法及MR智能眼镜，用以解决如何提升图形图像处理速度问题。为了实现上述目的，本专利技术实施例采用如下技术方案：第一方面，本专利技术技术方案提供了一种加速ELBP-IP核的方法，所述方法包括：从数据库中提取与ELBP算法相关数据，得到提取文件。对提取文件进行编译，得到编译结果，在所述编译结果的基础上通过运行第一激励文件对像素文件进行运算处理得到第一纹理图像及第一处理时间。根据HLS视频图片库函数规则对所述编译结果中的算法主文件，算法头文件进行改写，得到改写文件。将改写文件综合为待烧写文件，将待烧写文件映射到可编程逻辑门阵列中，得到可编程ELBP-IP核，并运行第二激励文件对所述像素文件进行运算处理得到第二纹理图像及第二处理时间。分别对，所述第一纹理图像和所述第二纹理图像，所述第一处理时间和所述第二处理时间进行比较，若得到纹理图像比较结果相同，所述第二处理时间小于所述第一处理时间的比较结果则所述可编程ELBP-IP核正确。其中，所述像素文件为图像采集设备采集的；其中，所述提取文件包括：算法主文件，算法头文件；其中，第一纹理图像与第二纹理图像相同。在第一种可能实现的方式中，结合第一方面的实现方式，所述对所述提取文件进行编译，得到编译结果，在所述编译结果的基础上通过运行第一激励文件对像素文件进行运算处理得到第一纹理图像及第一处理时间，包括：将所述提取文件中的动态内存替换为行缓存或窗口缓存。将提取文件中的除法运算替换为乘法运算。将循环变量的最大值写入提取文件，得到编译结果。在第二种可能实现的方式中，结合第一方面的实现方式，所述根据HLS视频图片库函数规则对所述编译结果中的算法主文件，算法头文件进行改写，得到改写文件，包括：用HLS视频图片库函数改写所述算法主文件得到改写主文件。用HLS视频图片库函数替换所述算法头文件中的代码库函数，得到改写头文件。所述改写主文件、改写头文件的集合为所述改写文件。在第三种可能的实现方式中，结合第一方面的第二种可能，所述改写，还包括：用HLS视频图片库函数改写所述第一激励文件，得到所述第二激励文件。在第四种可能实现的方式中，结合第一方面的实现方式及第一方面的第一至三种可能，所述将所述改写文件综合为待烧写文件，将所述待烧写文件映射到可编程逻辑门阵列中，得到可编程ELBP-IP核，并运行第二激励文件对所述像素文件进行运算处理得到第二纹理图像及第二处理时间，包括：新建可编程逻辑门阵列工程，在所述可编程逻辑门阵列工程中导入所述改写文件，得到待烧写文件。对所述可编程逻辑门阵列工程中的内部电路进行设计得到初步设计结果，具体包括：设计系统和时钟，配置VDMA模块，设计显示模块。对初步设计结果进行布线，并根据所述待烧写文件生成下载文件。将下载文件下载至所述可编程逻辑门阵列工程，得到所述可编程ELBP-IP核。向可编程ELBP-IP核输入所述第二激励文件，并在所述可编程ELBP-IP核上对所述像素文件进行运算处理，得到第二纹理图像及第二处理时间。第二方面，本专利技术技术方案提供了一种加速ELBP-IP核的MR智能眼镜，所述MR智能眼镜包括：提取单元，用于从数据库中提取与ELBP算法相关数据，得到提取文件。第一运算处理单元，用于对所述提取单元提取的所述提取文件进行编译，得到编译结果，还用于在所述编译结果的基础上通过运行第一激励文件对像素文件进行运算处理得到第一纹理图像及第一处理时间。改写单元，用于根据HLS视频图片库函数规则对所述第一运算处理单元得到的所述编译结果中的算法主文件，算法头文件进行改写，得到改写文件。可编程ELBP-IP核获取单元，用于将所述改写单元通过改写后得到的所述改写文件综合为待烧写文件，将所述待烧写文件映射到可编程逻辑门阵列中，得到可编程ELBP-IP核。第二运算处理单元，用于在所述可编程ELBP-IP核上运行第二激励文件对所述像素文件进行运算处理得到第二纹理图像及第二处理时间。比校单元，用于将所述第一运算处理单元得到的所述第一纹理图像与所述第二运算处理单元得到的所述第二纹理图像进行比较，对所述第一处理时间和所述第二处理时间进行比较，根据比较结果判断所述可编程ELBP-IP核获取单元获取的所述可编程ELBP-IP核是否正确。其中，所述像素文件为图像采集设备采集的。其中，所述提取文件包括：算法主文件，算法头文件。所述第一运算处理单元、改写单元位于主控电路板中；可编程ELBP-IP核获取单元位于可编程逻辑门阵列中，具体为被待烧写文件映射的集成运算电路；第二运算处理单元为，在可编程逻辑门阵列中的具有运算处理功能的集成运算电路。在第一种可能实现的方式中，结合第二方面的实现方式，所述第一运算处理单元，包括：内存替换子单元，用于将所述提取单元提取的所述提取文件中的动态内存替换为行缓存或窗口缓存。运算替换子单元，用于将所述提取单元提取本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加速ELBP‑IP核的方法，其特征在于，所述方法包括：从数据库中提取与ELBP算法相关数据，得到提取文件；对所述提取文件进行编译，得到编译结果，在所述编译结果的基础上通过运行第一激励文件对像素文件进行运算处理得到第一纹理图像及第一处理时间；根据HLS视频图片库函数规则对所述编译结果中的算法主文件，算法头文件进行改写，得到改写文件；将所述改写文件综合为待烧写文件，将所述待烧写文件映射到可编程逻辑门阵列中，得到可编程ELBP‑IP核，并运行第二激励文件对所述像素文件进行运算处理得到第二纹理图像及第二处理时间；分别对，所述第一纹理图像和所述第二纹理图像，所述第一处理时间和所述第二处理时间进行比较，若得到纹理图像比较结果相同，所述第二处理时间小于所述第一处理时间的比较结果则所述可编程ELBP‑IP核正确；其中，所述像素文件为图像采集设备采集的；其中，所述提取文件包括：算法主文件，算法头文件；其中，所述第一纹理图像与所述第二纹理图像相同。

【技术特征摘要】
1.一种加速ELBP-IP核的方法，其特征在于，所述方法包括：从数据库中提取与ELBP算法相关数据，得到提取文件；对所述提取文件进行编译，得到编译结果，在所述编译结果的基础上通过运行第一激励文件对像素文件进行运算处理得到第一纹理图像及第一处理时间；根据HLS视频图片库函数规则对所述编译结果中的算法主文件，算法头文件进行改写，得到改写文件；将所述改写文件综合为待烧写文件，将所述待烧写文件映射到可编程逻辑门阵列中，得到可编程ELBP-IP核，并运行第二激励文件对所述像素文件进行运算处理得到第二纹理图像及第二处理时间；分别对，所述第一纹理图像和所述第二纹理图像，所述第一处理时间和所述第二处理时间进行比较，若得到纹理图像比较结果相同，所述第二处理时间小于所述第一处理时间的比较结果则所述可编程ELBP-IP核正确；其中，所述像素文件为图像采集设备采集的；其中，所述提取文件包括：算法主文件，算法头文件；其中，所述第一纹理图像与所述第二纹理图像相同。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述提取文件进行编译，得到编译结果，在所述编译结果的基础上通过运行第一激励文件对像素文件进行运算处理得到第一纹理图像及第一处理时间，包括：将所述提取文件中的动态内存替换为行缓存或窗口缓存；将所述提取文件中的除法运算替换为乘法运算；将循环变量的最大值写入所述提取文件，得到所述编译结果。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据HLS视频图片库函数规则对所述编译结果中的算法主文件，算法头文件进行改写，得到改写文件，包括：用HLS视频图片库函数改写所述算法主文件得到改写主文件；用HLS视频图片库函数替换所述算法头文件中的代码库函数，得到改写头文件；所述改写主文件、改写头文件的集合为所述改写文件。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述改写，还包括：用HLS视频图片库函数改写所述第一激励文件，得到所述第二激励文件。5.根据权利要求1-4所述的方法，其特征在于，所述将所述改写文件综合为待烧写文件，将所述待烧写文件映射到可编程逻辑门阵列中，得到可编程ELBP-IP核，并运行第二激励文件对所述像素文件进行运算处理得到第二纹理图像及第二处理时间，包括：新建可编程逻辑门阵列工程，在所述可编程逻辑门阵列工程中导入所述改写文件，得到待烧写文件；对所述可编程逻辑门阵列工程中的内部电路进行设计得到初步设计结果，具体包括：设计系统和时钟，配置VDMA模块，设计显示模块；对所述初步设计结果进行布线，并根据所述待烧写文件生成下载文件；将所述下载文件下载至所述可编程逻辑门阵列工程，得到所述可编程ELBP-IP核；向所述可编程ELBP-IP核输入所述第二激励文件，并在所述可编程ELBP-IP核上对所述像素文件进行运算处理，得到第二纹理图像及第二处理时间。6.一种加速ELBP-IP核的MR智能眼镜，其特征在于，所述MR智能眼镜包括：提取单元，用于从数据库中提取与ELBP算法相关数据，得到提取文件；第一运算处理单元，用于对所述提取单元提取的所述提取文件进行编译，得到编译结果，还用于在所述编译结果的基础上通过运行第一激励文件对像素文件进行运算处理得到第一纹理图像及第一处理时间；改写单元，用于根据HLS视频图片库...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜晶，张弦，范懿文，张云雷，贾惟宜，马云，
申请(专利权)人：幻视互动北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11