一种2-D卷积器制造技术

2-D卷积计算在图像处理领域中有着广泛的应用，本发明专利技术公开了一种2-D卷积器，通过将2-D卷积计算分解为多1-D卷积计算窗口并行计算以及采用图像数据以行或列主导Zigzag扫描格式输入的策略，减少了片上存储器的容量，降低了片上资源开销；并且2-D卷积器能接受行或列主导Zigzag扫描格式这两种不同图像数据输入格式的特点，使得本2-D卷积器适用于不同的应用系统；通过调整中间结果暂存单元各双端口SRAM的深度W，在片上存储器容量和外部带宽之间做出较好的折中，带来系统设计的灵活性。与现有的2-D卷积器相比，本发明专利技术占用的硬件资源少，吞吐率可以满足大多数图像处理系统的实时性要求，可用于实现低成本嵌入式系统中2-D卷积计算。本发明专利技术属于超大规模集成电路结构设计领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于超大规模集成电路(VLSI,Very Large Scale Integrated Circuit) 结构设计领域，具体涉及到一种用于数字图像信号处理的2-D卷积器的VLSI结构。
技术介绍
2-D卷积计算在图像处理领域有着广泛的应用，例如空间滤波，图像增强，模板匹配等。但由于卷积计算所需要的乘-加运算量特别大，当处理较大的图像或者卷积模板较大时，采用常用的商用DSP器件很难达到实时性能。因此，有必要研究出高效的2-D卷积器 VLSI结构来满足实时图像处理系统中对速度和成本的要求。2-D图像卷积计算如公式①所示，I为M行N列的图像，T为R行S列的卷积模板， 0(x,y)为输出图像。每个输出图像像素为卷积模板和图像中对应RXS子块的点乘累加和。i=R J=S=垵 + 卜 + 1),其中 、n/f D n c，、①可以看出，2-D卷积计算的数据流非常规整，且具有行、列方向上的2-D数据复用， 因此，卷积计算很适合于VLSI硬件实现。公式①可以分解为如下②，③两式权利要求1.一种2-D卷积器，卷积模板系数以光栅扫描格式输入，图像数据以行主导或者列主导Zigzag扫描格式输入本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种２－Ｄ卷积器，卷积模板系数以光栅扫描格式输入，图像数据以行主导或者列主导Ｚｉｇｚａｇ扫描格式输入；其特征在于：该卷积器包括中心控制单元（１），图像缓存单元（２），卷积计算单元（３），中间结果暂存单元（４），输入接口单元（５）和输出缓冲单元（６）；输入接口单元（５）接收外部输入的卷积模板系数和图像数据，在中心控制单元（１）的控制下将卷积模板系数输出到卷积计算单元（３），将图像数据输出到图像缓存单元（２）；图像缓存单元（２）从输入接口单元（５）中读取图像数据，串行移入并行输出，将转化后的并行图像数据输出到卷积计算单元（３）；卷积计算单元（３）在卷积计算开始前，预先接收由输入接口单元（５）输...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：桑红石，廖定彬，袁雅婧，陈鹏，张静，梁巢兵，赵华龙，胡孔阳，高伟，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：83