一种用于指纹图像处理的硬件加速器、系统及加速方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于指纹图像处理的硬件加速器，包括寄存器模块、乘法模块；所述寄存器模块，用于保存硬件加速器的参数配置和寄存配置，以及保存运算结果；所述乘法模块，用于在配置完成后根据已选择的运算方式开启硬件加速器进行运算；以及将运算完成后产生的中断信号传输至中心处理器以中断运算。本发明专利技术提供了一种用于指纹图像处理的硬件加速器、系统及加速方法，采用硬件形式实现图像算法，能够提高运算速度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于指纹图像处理的硬件加速器、系统及加速方法
本专利技术涉及图像处理
，尤其是涉及一种用于指纹图像处理的硬件加速器、系统及加速方法。
技术介绍
现有的指纹识别算法，通过对指纹图像进行图像处理帮助识别指纹。卷积是指纹识别算法中一种最基本的图像识别运算。若利用软件方式实现图像识别运算，则需要SOC系统具有较高的运算频率，同时运算的存储空间和时间消耗较为严重。现有的技术方案，更多是使用特定规格的卷积神经网络的卷积算法方案，缺少卷积硬件加速器方案。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供了一种用于指纹图像处理的硬件加速器、系统及加速方法，采用硬件形式实现图像算法，能够提高运算速度。所述技术方案如下：一种用于指纹图像处理的硬件加速器，包括寄存器模块、乘法模块；所述寄存器模块，用于保存硬件加速器的参数配置和寄存配置，以及保存运算结果；所述乘法模块，用于在配置完成后根据已选择的运算方式开启硬件加速器进行运算，以及将运算完成后产生的中断信号传输至中心处理器以中断运算。作为优选方案，所述乘法模块还用于执行卷积运算，具体实现如下：设置图像的尺寸、模板的尺寸和中心点位置、归一化处理的函数、输出数据的位宽和最低位，以及卷积计算的步长、卷积模板的各系数、卷积数据输入的起始地址、卷积计算数据输出的存储基地址；清除硬件加速器的error&interrupt状态以执行卷积计算。作为优选方案，所述乘法模块还用于执行欧氏距离运算，具体实现如下：配置欧氏距离计算数据的深度和欧氏距离数据存储的起始地址；清除硬件加速器的error&interrupt状态以执行欧氏距离计算；当欧氏距离运算完成后，欧氏距离的开根结果存储于寄存器模块。作为优选方案，所述乘法模块还用于执行特定乘法运算，具体实现如下：设置乘法数据的位宽、乘法运算的模式和数据深度、乘法运算输入数据的起始地址、乘法运算输出数据的存储基地址；清除硬件加速器的error&interrupt状态以执行特定乘法运算。作为优选方案，所述的用于指纹图像处理的硬件加速器，还包括归一化处理模块；所述归一化处理模块用于：先对运算结果进行饱和处理；再记录本次卷积运算中的最大结果和最小结果；最后根据输出数据类型配置和输出数据格式配置输出相应的数据。为了解决相同的技术问题，本专利技术实施例提供了一种用于指纹图像处理的硬件加速器的系统，包括中心处理器、存储装置以及如上所述的用于指纹图像处理的硬件加速器；所述用于指纹图像处理的硬件加速器通过寄存器总线与所述中心处理器相连，并且通过AHB总线与所述存储装置相连。此外，本专利技术实施例提供了一种用于指纹图像处理的硬件加速方法，步骤包括：选择一种运算方式对硬件加速器进行参数配置和寄存配置；配置完成后，根据已选择的运算方式开启硬件加速器进行运算；将运算完成后产生的中断信号传输至中心处理器以中断运算，并将运算结果保存至寄存器模块或存储装置。作为优选方案，所述的用于指纹图像处理的硬件加速方法，若选择卷积运算方式对硬件加速器进行参数配置和寄存配置，则：设置图像的尺寸、模板的尺寸和中心点位置、归一化处理的函数、输出数据的位宽和最低位，以及卷积计算的步长、卷积模板的各系数、卷积数据输入的起始地址、卷积计算数据输出的存储基地址；清除硬件加速器的error&interrupt状态以执行卷积计算。作为优选方案，所述的用于指纹图像处理的硬件加速方法，若选择欧氏距离运算方式对硬件加速器进行参数配置和寄存配置，则：配置欧氏距离计算数据的深度和欧氏距离数据存储的起始地址；清除硬件加速器的error&interrupt状态以执行欧氏距离计算；当欧氏距离运算完成后，欧氏距离的开根结果存储于寄存器模块。作为优选方案，所述的用于指纹图像处理的硬件加速方法，若选择特定乘法运算方式对硬件加速器进行参数配置和寄存配置，则：设置乘法数据的位宽、乘法运算的模式和数据深度、乘法运算输入数据的起始地址、乘法运算输出数据的存储基地址；清除硬件加速器的error&interrupt状态以执行特定乘法运算。相比于现有技术，本专利技术实施例具有如下有益效果：本专利技术提供一种用于指纹图像处理的硬件加速器、系统及加速方法，根据运算算法对硬件加速器进行参数配置和寄存配置，让硬件加速器执行运算，从而实现根据图像算法执行图像识别运算，同时将运算完成后产生的中断信号传输至中心处理器以中断运算并将运算结果保存至寄存器，完成中断处理使中心处理器和硬件加速器释放性能，降低图像算法所需的存储空间和运算时间。另外，本专利技术的用于指纹图像处理的硬件加速器、系统及加速方法，不但针对于指纹图像的处理，还可以广泛用于小图像的处理。能加快指纹图像的算法处理，采用硬件形式实现算法，相比起软件运算大大提高运算速度，同时在精度方面与软件运算相媲美。附图说明图1是本专利技术实施例中的一种用于指纹图像处理的硬件加速器的模块架构图；图2是本专利技术实施例中的一种用于指纹图像处理的硬件加速器的系统的连接关系示意图；图3是本专利技术实施例中的一种用于指纹图像处理的硬件加速方法的步骤流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参见图1，本专利技术提供一种示例性实施例，一种用于指纹图像处理的硬件加速器，包括寄存器模块、乘法模块；所述寄存器模块，用于保存硬件加速器的参数配置和寄存配置，以及保存运算结果；所述乘法模块，用于在配置完成后根据已选择的运算方式开启硬件加速器进行运算；以及将运算完成后产生的中断信号传输至中心处理器以中断运算。在本实施例中，所述寄存器储存的配置信息包括图像尺寸配置、模板尺寸配置、模板中心点选择、归一化处理类型、模板步长选择、输入数据类型配置、输出数据类型配置、输出数据格式配置、模板系数配置、卷积运算结果存储地址的配置、卷积计算最大值、卷积计算最小值、硬件加速器中断与异常使能配置、硬件加速器中断与异常状态查询、欧式距离数据深度的配置、欧式距离开根结果的查询、第一种乘法运算数据深度的配置、第二种乘法运算数据深度的配置、乘法运算原始数据存储地址的配置、乘法运算结果存储地址的配置和硬件加速器运行功能配置。在本实施例中，所述乘法模块具有多个乘法器单元，每个乘法单位为组合逻辑，兼容卷积运算、欧式距离运算和两种乘法运算，但卷积运算、欧式距离运算和两种特定乘法运算在同一时刻只会进行其中一种操作，不会有两种或多种操作同时进行的情况。所述乘法模块还用于执行卷积运算：设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于指纹图像处理的硬件加速器，其特征在于，包括寄存器模块、乘法模块；/n所述寄存器模块，用于保存硬件加速器的参数配置和寄存配置，以及保存运算结果；/n所述乘法模块，用于在配置完成后根据已选择的运算方式开启硬件加速器进行运算，以及将运算完成后产生的中断信号传输至中心处理器以中断运算。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于指纹图像处理的硬件加速器，其特征在于，包括寄存器模块、乘法模块；
所述寄存器模块，用于保存硬件加速器的参数配置和寄存配置，以及保存运算结果；
所述乘法模块，用于在配置完成后根据已选择的运算方式开启硬件加速器进行运算，以及将运算完成后产生的中断信号传输至中心处理器以中断运算。


2.如权利要求1所述的用于指纹图像处理的硬件加速器，其特征在于，所述乘法模块还用于执行卷积运算，具体实现如下：
设置图像的尺寸、模板的尺寸和中心点位置、归一化处理的函数、输出数据的位宽和最低位，以及卷积计算的步长、卷积模板的各系数、卷积数据输入的起始地址、卷积计算数据输出的存储基地址；
清除硬件加速器的error&interrupt状态以执行卷积计算。


3.如权利要求1所述的用于指纹图像处理的硬件加速器，其特征在于，所述乘法模块还用于执行欧氏距离运算，具体实现如下：
配置欧氏距离计算数据的深度和欧氏距离数据存储的起始地址；
清除硬件加速器的error&interrupt状态以执行欧氏距离计算；当欧氏距离运算完成后，欧氏距离的开根结果存储于寄存器模块。


4.如权利要求1所述的用于指纹图像处理的硬件加速器，其特征在于，所述乘法模块还用于执行特定乘法运算，具体实现如下：
设置乘法数据的位宽、乘法运算的模式和数据深度、乘法运算输入数据的起始地址、乘法运算输出数据的存储基地址；
清除硬件加速器的error&interrupt状态以执行特定乘法运算。


5.如权利要求2所述的用于指纹图像处理的硬件加速器，其特征在于，还包括归一化处理模块；
所述归一化处理模块用于：
先对运算结果进行饱和处理；
再记录本次卷积运算中的最大结果和最小结果；
最后根据输出数据类型配置和输出数据格式配置输出相应的数据。

【专利技术属性】
技术研发人员：许伟明，胡胜发，
申请(专利权)人：安凯广州微电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44