一种可扩展智能图像处理加速装置和加速方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可扩展智能图像处理加速装置和加速方法，所述加速装置包括镜头、智能图像采集单元、智能图像处理单元、智能图像处理驱动单元、网络通信单元；所述可扩展智能图像处理加速方法，包括步骤：根据原始数据、需执行的图像处理任务以及所采用的图像处理算法生成具体配置信息；加载图像处理算法，并根据具体配置信息设置加速处理过程；输入所述原始数据，并执行智能图像的加速处理；输出加速处理后的结果。本发明专利技术能低成本、低功效、高效率的实现对智能图形图像处理的加速，并能在适配各种图像压缩算法的同时，减少来了运算过程中对内存访问的带宽需求和延迟，在提升性能的同时降低了功耗。

A Scalable Intelligent Image Processing Acceleration Device and Acceleration Method

The invention discloses an expandable intelligent image processing acceleration device and an acceleration method. The acceleration device comprises a lens, an intelligent image acquisition unit, an intelligent image processing unit, an intelligent image processing driving unit and a network communication unit. Data, image processing tasks to be performed and image processing algorithms used to generate specific configuration information; load image processing algorithms, and set up accelerated processing process according to specific configuration information; input the original data, and perform accelerated processing of intelligent images; output the results of accelerated processing. The invention can realize the acceleration of Intelligent Graphics and image processing with low cost, low efficiency and high efficiency, and can adapt various image compression algorithms at the same time, reduce the bandwidth requirement and delay of memory access in the operation process, improve the performance and reduce power consumption.

【技术实现步骤摘要】
一种可扩展智能图像处理加速装置和加速方法
本专利技术涉及图形图像处理的
，具体涉及一种可扩展智能图像处理加速装置和加速方法。
技术介绍
图像处理是信号与信息处理学科的一部分，也是视频监控领域最为重要的部分，随着技术的飞速发展，图像处理无论是在算法、系统结构上，还是在应用上以及普及程度上都取得了长足的进展，但智能图像的加速处理任由大量技术需要不断研发，目前图像的密集运算方案在硬件成本和功耗需求上都非常高。在不同算法的数据运算与读写要求下，如何确保数据的吞吐不会形成瓶颈，以实现系统运算处理能力的完全发挥并确保系统整体能效的最大化，是系统设计的核心技术难题。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提出了克服以上问题的一种可扩展智能图像处理加速装置和加速方法。本专利技术的技术方案为：一种可扩展智能图像处理加速装置，其特征在于：包括镜头1、智能图像采集单元2、智能图像处理单元3、智能图像处理驱动单元4、网络通信单元5；所述镜头1与所述智能图像采集单元2相连，所述智能图像处理单元3与智能图像采集单元2相连，并与网络通信单元5相连，所述智能图像处理驱动单元4与智能图像处理单元3相连。所述智能图像处理单元3包括控制模块31，FPGA模块32，DSP模块33，压缩模块34，行缓存模块35，以及统一运算模块36。所述智能图像采集单元2包括传感器和图像采集卡，所述传感器采用CCD传感器或CMOS传感器中的一种。一种可扩展智能图像处理加速方法，其特征在于：A.智能图像处理驱动单元4根据原始数据、需执行的图像处理任务以及所采用的图像处理算法生成具体配置信息，其中原始数据包括图像数据和参数数据。B.智能图像处理单元3加载图像处理算法，并根据具体配置信息设置加速处理过程。C.向所述智能图像处理单元3输入所述原始数据，并执行智能图像的加速处理。D.输出加速处理后的结果。所述步骤C的加速处理进一步包括：a.通过压缩模块对原始数据进行解压缩操作，并将解压缩后的数据填入到填入行缓存子模块33中，进行行缓存。b.通过自适应统一行缓存子模块按照预定模式组织内部缓存数据，生成操作数据。c.通过统一运算模块34执行对操作数据的逻辑运算或逻辑组合运算，并将运算结果作为中间结果写回到行缓存模块33中，或经由压缩子模块32输出该运算结果。本专利技术的有益效果为：本专利技术通过采用智能图像处理驱动单元对智能图像处理单元进行配置，能够低成本、低功效、高效率的实现对智能图形图像处理的加速；本专利技术通过引入压缩模块和行缓存模块，在适配各种图像压缩算法的同时，减少来了运算过程中对内存访问的带宽需求和延迟，在提升性能的同时降低了功耗。附图说明图1为本专利技术可扩展智能图像处理加速装置的结构示意图；图2为本专利技术可扩展智能图像处理加速方法的流程图。具体实施方式如图1所示，本专利技术可扩展的智能图像处理加速装置，所述加速装置将图像的采集、处理与通信功能集成于单一相机内，包括镜头1、智能图像采集单元2、智能图像处理单元3、智能图像处理驱动单元4、网络通信单元5。所述镜头1与所述智能图像采集单元2相连，所述智能图像处理单元3与智能图像采集单元2相连，并与网络通信单元5相连，所述智能图像处理驱动单元4与智能图像处理单元3相连。所述智能图像采集单元2包括传感器和图像采集卡，所述传感器采用CCD传感器或CMOS传感器中的一种。所述智能图像采集单元2用于采集图像，并将其传送给智能图像处理单元3。所述智能图像处理驱动单元4用于对智能图像处理单元3进行配置，即根据原始数据、需执行的任务以及所采用的图像处理算法生成具体配置信息，并将该配置信息传送给智能图像处理单元3。其中，该原始数据为当前图形图像处理操作过程中的操作对象，包括图像信息、格式与尺寸等原始图像数据以及图像处理算法的参数数据，还可以进一步包括算法代码描述数据，其可通过图像采集设备采集、网络传输、本地存储、本地运算等方式获取，加速系统对原始数据的来源并无特殊要求。所述智能图像处理单元3包括控制模块31，FPGA模块32，DSP模块33，压缩模块34，行缓存模块35，以及统一运算模块36。所述智能图像处理单元3用于接收图像采集单元2传输的图像数据，对图像进行处理，并且接收从智能图像处理驱动单元4传送的具体配置信息，然后加载图像处理算法，并根据该具体配置信息完成对智能图像的处理及加速。所述FPGA模块32完成对放大和模数转换后的图像的采样和预处理，同时进行格式转换，即RGB转换，同时进行多个图像的识别处理，提供后端可处理的图像数据，并输入至DSP模块33。所述DSP模块33对图像数据完成一系列处理，如白平衡、亮度调整、色调整和修正、锐利化、白点、热燥点补正、噪声处理等。所述控制模块31，接收智能图像处理驱动单元4生成的具体配置信息，并发出控制信号，控制压缩模块34对原始数据进行读取与压缩/解压缩操作，控制行缓存模块35按照预定模式组织内部缓存数据以供统一运算模块36操作处理，并控制各统一运算模块36按照预定的逻辑或逻辑组合对内部缓存数据进行运算。同时，控制模块31还可控制智能图像处理单元3与外部的数据交换。所述压缩模块34，用于接收原始数据，并根据控制模块31发送的控制信号对该原始数据进行解压缩后填入行缓存模块35的行缓存中。所述行缓存模块35，用于根据控制模块31发送的控制信号缓存压缩模块34解压缩后的数据或者由统一运算核心模块36返回的中间结果，并生成操作数据，以求最大限度的减少智能图像处理单元3的外部读写行为，减少带宽需求与延迟。所述统一运算模块36，用于加载图像处理算法，并根据控制模块31发送的控制信号执行对行缓存模块35中操作数据的逻辑或逻辑组合运算，将运算结果作为中间结果写回到行缓存模块35中，或经由压缩模块34将运算结果输出智能图像处理单元3。其中，统一运算模块36为多核可扩展结构，能够根据运算需要增加该子模块的数量以进一步提升数据处理能力。所述网络通信单元5主要完成控制信息、图像数据的通信任务，支持RS232串口和RJ45网口进行通信。如图2所示，本专利技术基于可扩展智能图像处理加速装置的加速方法，该加速方法具体包括如下步骤：A.智能图像处理驱动单元4根据原始数据、需执行的图像处理任务以及所采用的图像处理算法生成具体配置信息，其中原始数据包括图像数据和参数数据。B.智能图像处理单元3加载图像处理算法，并根据具体配置信息设置加速处理过程。a.通过压缩模块对原始数据进行解压缩操作，并将解压缩后的数据填入到填入行缓存子模块35中，进行行缓存。b.通过自适应统一行缓存子模块按照预定模式组织内部缓存数据，生成操作数据。c.通过统一运算模块36执行对操作数据的逻辑运算或逻辑组合运算，并将运算结果作为中间结果写回到行缓存模块35中，或经由压缩模块34输出该运算结果。C.向所述智能图像处理单元3输入所述原始数据，并执行智能图像的加速处理。D.输出加速处理后的结果。数据的输出不一定在所有操作执行完毕后，一般情况下，对于数据吞吐量大的算法操作，处理完成一部分则输出该部分。但本专利技术的该方法会尽可能利用缓存中的数据以避免中间结果的重复读写。输出的加速处理后的数据可作为完整算法的处理结果，也可作为后续算法部分的原始数据继续参与运算。本专利技术的该加速装置和加速方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可扩展智能图像处理加速装置，其特征在于：包括镜头1、智能图像采集单元2、智能图像处理单元3、智能图像处理驱动单元4、网络通信单元5；所述镜头1与所述智能图像采集单元2相连，所述智能图像处理单元3与智能图像采集单元2相连，并与网络通信单元5相连，所述智能图像处理驱动单元4与智能图像处理单元3相连。

【技术特征摘要】
1.一种可扩展智能图像处理加速装置，其特征在于：包括镜头1、智能图像采集单元2、智能图像处理单元3、智能图像处理驱动单元4、网络通信单元5；所述镜头1与所述智能图像采集单元2相连，所述智能图像处理单元3与智能图像采集单元2相连，并与网络通信单元5相连，所述智能图像处理驱动单元4与智能图像处理单元3相连。2.如权利要求1所述的可扩展智能图像处理加速装置，其特征在于：所述智能图像处理单元3包括控制模块31，FPGA模块32，DSP模块33，压缩模块34，行缓存模块35，以及统一运算模块36。3.如权利要求1所述的可扩展智能图像处理加速装置，其特征在于：所述智能图像采集单元2包括传感器和图像采集卡，所述传感器采用CCD传感器或CMOS传感器中的一种。4.一种可扩展智能图像处理加速方法，其特征在于：A.智能图像处...

【专利技术属性】
技术研发人员：张成栋，陈俊霞，钱之越，郭利敏，
申请(专利权)人：南通使爱智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32