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专为高效图像处理打造的硬件内核

时间:2026-01-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:我们提出,在智能摄像机结构中要包含两种类型的可编程处理器,分别是大规模并行SIMD处理器和通用DSP[267,268]。低级图像处理是一些典型的内核操作。这样的处理器具有SIMD结构,该结构中相同的指令并行下达给所有的数据项[268,223]。从功耗的角度来看,SIMD处理器更加经济[293]。图12.4 关于操作类型进行的算法分类图12.5 带有处理特性的数据实体以及通过并行来增加性能的可能方式图像处理的中高级部分,做出决定并转发给用户。

集成技术的发展,实现了在编程平台上的实时图像处理(低成本和低功耗)[4,294,211,580]。视觉方法和应用的不断更新,使得平台可编程变得非常重要。我们提出,在智能摄像机结构中要包含两种类型的可编程处理器,分别是大规模并行SIMD处理器和通用DSP(一个或多个)[267,268]

智能摄像机中的算法可以分为:低级、中级和高级任务。图12.4和图12.5分别显示任务分类和相应数据实体。

低级图像处理是一些典型的内核操作。比如利用当前像素周围的有限点进行卷积或数据相关操作。这个部分通常对像素分类或是初始化。每个像素最终可以按是否为兴趣点分类,因此对每个像素的算法本质上是相同的。所以,如果该级别需要更高的性能,比如每秒高达一亿像素的操作,有效做法是使用这种固有的数据并行在时钟周期内对更多的像素进行操作。这样的处理器具有SIMD(单指令多数据流)结构,该结构中相同的指令并行下达给所有的数据项[268,223]。从功耗的角度来看,SIMD处理器更加经济[293]。并行体系结构减少了内存访问,时钟频率和指令译码,从而使得运算性能的功耗更低[4,294]

图示

图12.4 关于操作类型进行的算法分类(https://www.xing528.com)

图示

图12.5 带有处理特性的数据实体以及通过并行来增加性能的可能方式

图像处理的中高级部分,做出决定并转发给用户。通用处理器是理想选择,因为它们不仅能够灵活地实现复杂的软件任务,而且往往能够运行操作系统和网络应用程序。

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