CN106851296A - 基于嵌入式平台的图像处理系统和图像处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一基于嵌入式平台的图像处理系统和图像处理方法，其中所述图像处理系统包括一数据传输中心和一数据管理中心，所述数据管理中心被通信地连接于所述数据传输中心，其中所述数据管理中心包括一分组单元和一核间共享的内存池，所述分组单元对藉由所述数据传输中心传输的一图像的像素按照预设方式进行分组以得到所述图像的核间数据，所述核间数据被传输到和存储至所述内存池，从而在后续所述核间数据能够被从所述内存池中调用以对所述图像进行处理，通过这样的方式，能够保证所述图像在所述嵌入式平台下被处理时的稳定性和可靠性。

Description

基于嵌入式平台的图像处理系统和图像处理方法

技术领域

本发明涉及图像处理领域，特别涉及一基于嵌入式平台的图像处理系统和图像处理方法，其中所述图像处理系统能够提高在嵌入式平台下处理图像的效率和稳定性。

背景技术

像素是构成图像最基本的单元，其中每个像素均是由红、绿以及蓝三个基点组成的，通过每个像素的三个基点的发光强度之比，就可以让每个像素产生任何的颜色和亮度及其组合的变化，从而，多个被按行和列相互排列在一起的像素能够构成一幅完整的图像。例如，当每个像素在响应图像数据的输入后能够基于图像的数据自动地调整每个像素的三个基点的发光强度，从而形成与该图像数据相关的图像。多个图像可以组成一个视频，也就是说，在一个视频中，可以由多个连贯的图像按照时间顺序组合在一起形成的，此时，每个图像都是这个视频的帧图像。受限于PC机和嵌入式设备的设计原理和设计特征的差别，PC机和嵌入式设备在处理图像时的方式也各不相同。具体地说，PC机是按帧处理图像的，也就是说，PC机能够同时处理多行和多列的图像，以一次性地完成一幅图像的处理；而对于嵌入式设备而言，由于嵌入式平台的限制其只能够按照像素的一个排列方向通过依次处理每个像素或者按组处理每组像素的方式对图像进行处理。因此，区别于PC机，嵌入式设备在处理图像的过程中需要调整像素的变化方式。目前嵌入式设备最常用的是按行来处理图像，这对于一部分比较复杂的图像以及不适于按行处理的图像来说，在其被这种方式进行处理的过程中存在效率低、稳定性差等问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一基于嵌入式平台的图像处理系统和图像处理方法，其中所述图像处理系统能够提高在所述嵌入式平台下每个处理核处理图像时的效率和稳定性。

本发明的一个目的在于提供一基于嵌入式平台的图像处理系统和图像处理方法，其中所述图像处理系统能够提高在所述嵌入式平台下每个处理核协同处理所述图像时的稳定性。

本发明的一个目的在于提供一基于嵌入式平台的图像处理系统和图像处理方法，其中所述图像处理系统能够被应用于不同类型的处理核或者不同类型的处理核的组合，以扩大所述嵌入式平台的应用范围。

本发明的一个目的在于提供一基于嵌入式平台的图像处理系统和图像处理方法，其中所述图像处理系统包括一数据管理中心，所述数据管理中心进一步包括一分组单元和一核间共享的内存池，所述分组单元对藉由所述数据传输中心传输的所述图像的像素按照预设方式进行分组以得到所述图像的核间数据，并且将所述核间数据存储到所述内存池中，从而在后续所述核间数据能够被从所述内存池中调用以对所述图像进行处理，通过这样的方式，可以实现不同类型的所述核间数据的同步和反馈机制。

本发明的一个目的在于提供一基于嵌入式平台的图像处理系统和图像处理方法，其中所述分组单元包括一选择模块和一分组模块，所述选择模块根据所述图像的按行和按列排列的像素之间的行间数据的相关性提供所述预设方式，所述分组模块执行所述预设方式以对所述图像的像素进行分组，从而得到所述图像的所述核间数据。例如在本发明的一个实施例中，当所述图像的按行和按列排列的像素之间的行间数据的相关性大时，所述分组模块沿着垂直方向对所述图像的像素进行分组，当所述图像的按行和按列排列的像素之间的行间数据的相关性小时，所述分组模块沿着水平方向对所述图像的像素进行分组。

本发明的一个目的在于提供一基于嵌入式平台的图像处理系统和图像处理方法，其中所述分组单元还包括一数据填充模块，在所述分组模块执行所述预设方式对所述图像的像素进行分组的过程中，所述数据填充模块在所述图像的被分组后的像素之间填充相应的像素，通过这样的方式，能够保证所述图像的完整性，从而确保所述图像处理系统在对所述图像进行处理时的可靠性。

本发明的一个目的在于提供一基于嵌入式平台的图像处理系统和图像处理方法，其中所述数据管理中心还包括一模块化单元，所述模块化单元对被其接收的所述图像的原始数据进行模块化搭建，所述选择模块根据所述模块化单元对所述图像的原始数据进行模块化搭建的目的提供所述预设方式。

为了达到上述目的，本发明提供一基于嵌入式平台的图像处理系统，其包括：

一数据传输中心；和

一数据管理中心，所述数据管理中心被通信地连接于所述数据传输中心，其中所述数据管理中心包括一分组单元和一核间共享的内存池，所述分组单元对藉由所述数据传输中心传输的一图像的像素按照预设方式进行分组以得到所述图像的核间数据，所述核间数据被传输到和存储至所述内存池，从而在后续所述核间数据能够被从所述内存池中调用以对所述图像进行处理。

根据本发明的一个优选的实施例，所述分组单元进一步包括一选择模块和一分组模块，所述选择模块根据所述图像的按行和按列排列的像素之间的行间数据的相关性提供预设方式，所述分组模块执行所述预设方式以对所述图像的像素进行分组，从而得到所述图像的所述核间数据。

根据本发明的一个优选的实施例，所述分组单元进一步包括一数据填充模块，其中在所述分组模块执行所述预设方式对所述图像的像素进行分组的过程中，所述数据填充模块在所述图像的被分组后的像素之间填充相应的像素，以保证所述图像的完整性。

根据本发明的一个优选的实施例，所述数据管理中心还包括一模块化单元，所述模块化单元对被其接收的所述图像的原始数据进行模块化搭建，所述选择模块根据所述模块化单元对所述图像的原始数据进行模块化搭建的目的判断所述图像的行间数据的相关性大小以提供所述预设方式。

根据本发明的一个优选的实施例，所述预设方式是沿着垂直方向或者沿着水平方向对所述图像的像素进行分组，以得到所述核间数据。

根据本发明的一个优选的实施例，所述预设方式是按区域对所述图像的像素进行分组，以得到所述核间数据。

根据本发明的一个优选的实施例，所述数据管理中心还包括一滤波模块，所述滤波模块被通信地连接于所述内存池以对所述图像的所述核间数据进行优化。

根据本发明的一个优选的实施例，所述数据管理中心还包括一检测模块，所述检测模块被通信地连接于所述内存池以对所述嵌入式平台的每个处理核进行检测。

根据本发明的另一个方面，本发明还提供一基于嵌入式平台的图像处理方法，其特征在于，所述图像处理方法包括如下步骤：

(a)在所述嵌入式平台的每个处理核之间建立一核间共享的内存池；

(b)按照预设方式对一图像的像素进行分组，以得到所述图像的核间数据；以及

(c)将所述核间数据传输到和存储至所述内存池，以在后续能够使所述核间数据被从所述内存池中调用和对所述图像进行处理。

根据本发明的一个优选的实施例，在所述步骤(b)之前，还包括步骤：

对所述图像的原始数据进行模块化搭建；和

根据对所述图像的原始数据进行模块化搭建的目的判断所述图像的行间数据的相关性大小以提供所述预设方式。

根据本发明的一个优选的实施例，在所述步骤(b)中，在对所述图像的像素按照所述预设方式进行分组的同时，对所述图像的被分组后的像素之间填充相应的像素，以保证所述图像的完整性。

根据本发明的一个优选的实施例，在所述步骤(c)中，藉由至少一滤波模块对所述图像的所述核间数据进行优化。

根据本发明的一个优选的实施例，所述预设方式是沿着垂直方向或者沿着水平方向或者按区域对所述图像的像素进行分组。

附图说明

图1是根据本发明一优选实施例的图像处理系统的框图结构图。

图2是根据本发明上述优选实施例的图像处理系统的流程示意图。

图3是根据本发上述优选实施例的图像处理方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将通过结合附图和实施例对本发明作进一步说明，以使任何所属领域的技术人员能够制造和使用本发明。在下面的描述中的实施例仅作为例子和修改物对该领域熟练的技术人员将是显而易见的。在下面的描述中定义的一般原理将适用于其它实施例，替代物，修改物，等效实施和应用中，而不脱离本发明的精神和范围。

依本发明的说明书附图之图1，根据本发明的一优选实施例的基于嵌入式平台的图像处理系统被阐明，其中所述图像处理系统包括一数据管理中心10和一数据传输中心20，所述数据管理中心10被通信地连接于所述数据传输中心20，并且所述数据传输中心20能够将应用了所述嵌入式平台的电子设备获取的一图像传输到所述数据管理中心10进行处理。例如所述嵌入式平台能够被应用于诸如手机等电子设备，所述手机的摄像模组获取的所述图像能够通过所述数据传输中心20被传输到所述数据管理中心10进行处理。

进一步地，所述数据管理中心10包括一分组单元11和一核间共享的内存池12，所述分组单元11对藉由所述数据传输中心20传输的所述图像的像素按照预设方式进行分组以得到所述图像的核间数据，所述图像的所述核间数据被传输到和存储至所述内存池12中，从而在后续所述图像的所述核间数据能够被从所述内存池12中调用以对所述图像进行处理，通过这样的方式，能够实现不同类型的所述图像的所述核间数据的同步和反馈机制。值得一提的是，所述内存池12是所述嵌入式系统的每个处理核共享的内存，也就是说，每个处理核都能够从所述内存池12中读取被存储的数据对被该数据进行处理。还值得一提的是，所述嵌入式系统的每个处理核的类型可以是一致的，也可以是不一致的，其根据所述嵌入式系统的应用环境被提供和选择。

区别于PC机按帧处理图像的方式，在本发明的所述图像处理系统中，当所述图像的原始数据被通过所述数据传输中心20传输至所述数据管理中心10时，组成所述图像的每个像素是按行和按列的排列方式呈发方阵形排列的，此时，所述分组单元11能够按照所述预设方式对所述图像的每个像素进行分组，通过这样的方式，能够获得所述图像的所述核间数据。

进一步地，所述分组单元11包括一选择模块111和一分组模块112，所述选择模块111根据所述图像的按行和按列排列的像素之间的行间数据的相关性提供所述预设方式，所述分组模块112执行所述选择模块111提供的所述预设方式对所述图像的像素进行分组，从而得到所述图像的所述核间数据。

值得一提的是，所述图像的每行和每列像素之间具有相关性，不同类型的所述图像的每行和每列像素之间的相关性不同，例如在本发明的一个实施例中，所述图像的每行和每列像素之间的相关性可以是每行和每列像素的黏连性。在所述分组模块112对所述图像的每行和每列像素进行分组的过程中，需要考虑所述图像的每行和每列像素的相关性大小，然后根据所述图像的每行和每列像素的相关性的大小选择不同的分组方式。例如在本发明的一个较佳的实施方式中，如果所述图像的每行和每列像素的行间数据的相关性大，则所述分组模块112可以按照垂直方向对其进行分组，相对应地，如果所述图像的每行和每列像素的行间数据的相关性小，则所述分组模块112可以按照水平方向对其进行分组。本领域的技术人员可以理解的是，所述分组模块112还能够按照所述图像的像素所在的区别对所述图像的像素进行分组。换言之，所述预设方式是沿着垂直方向或者水平方向或者区域对所述图像的像素进行分组，以得到所述图像的所述核间数据。

所述分组单元11还包括一数据填充模块113，在所述分组模块112执行所述选择模块111提供的所述预设方式对所述图像的像素进行分组的过程中，所述数据填充模块113在所述图像的被分组后的像素之间填充相应的像素，以保证所述图像的完整性。本领域的技术人员能够理解，当所述图像的像素被分组后，相邻组的像素之间的像素类型的差别性相对较大，此时，需要在相邻组的像素之间填充一些像素，以使其连续，在另一个实施例中，同一组的相邻像素之间也可以被根据需要藉由所述数据填充模块113填充相应的像素，以保证所述图像的完整性，从而提高藉由所述图像处理系统处理的所述图像的品质。

另外，所述数据管理中心10还包括一模块化单元13，所述模块化单元13对被其接收的所述图像的原始数据进行模块化搭建，其中所述选择模块111根据所述模块化单元13对所述图像的原始数据进行模块化搭建的目的提供所述预设方式。本领域的技术人员能够理解的是，所述模块化单元13在对被其接收的所述图像的原始数据进行模块化搭建的过程中，需要考虑到所述嵌入式平台的自身特点。例如在这个过程中，所述图像的原始数据能够被所述数据传输中心20传输倒到所述嵌入式平台的处理核(RISC，Reduce Instruction Set Computer，精简指令集计算机)的处理核上，然后根据所述嵌入式平台的自身特点建立相应的行间数据处理模式，之后再在完成数据流的模块化搭建后，藉由所述选择模块111提供所述预设方式。

进一步地，所述数据管理中心10还包括一滤波模块14，所述滤波模块14被通信地连接于所述内存池12，其中所述滤波模块14能够对所述图像的所述核间数据进行优化，以提高被所述图像处理系统处理的所述图像的品质。

更进一步地，所述数据管理中心10还包括一检测模块15，所述检测模块15被通信地连接于所述内存池12，其中所述检测模块15度所述嵌入式平台的每个处理和进行检测。本领域的技术人员可以理解的是，在DSP(Digital SignalProcessor，数值信号处理器)的各个处理核上的空间通常情况下是多余的，但是对于一些复杂的且大型的项目来说，所述图像处理系统的各个模块的代码的编写会造成内存溢出的情况。因此，可以到处工程的内存映射表用来观察所述图像处理系统的各个模块各个数据段和代码段所在的位置，而在找出溢出部分代码则可以从算法逻辑上进行考虑是否能够进行流程上的优化，即对所述图像处理系统的各个模块进行逻辑优化。如果对所述图像处理系统的各个模块的逻辑优化解决不了内存溢出的问题，则可以采用动态链接的方式进行优化，即所述图像处理系统的各个模块采用分时加载数据的方式。另外，本发明的采用多个处理核并行处理所述图像的数据的方式可能会存在非动态段内存的调用冲突，此时，需要在所述内存池12中开辟任务地址，以解决上述问题。

图2示出了本发明的所述图像处理系统的一个具体的实施例对所述图像进行处理的流程200，其中所述图像处理系统与RISC处理器和DSP(Random－Access Memory，随机存取存储器)处理器相关。也就是说，所述图像处理系统的所述图像管理中心10的所述内存池12是所述RISC处理器的每个处理核所述DSP处理器的每个处理核之间共享的内存池。

具体地说，在步骤201，图像数据输入。当被应用了所述嵌入式平台的电子设备在获取所述图像之后，所述图像处理系统的所述数据传输中心20能够将所述图像的原始数据输入到所述图像管理中心10以对其进行后续的操作。

在步骤202，所述RISC处理器上数据流接口的定义。当所述图像的原始数据以数据流的形式被传输到所述RISC处理器时，需要对所述RISC处理器的数据流接口进行重新定义。

在步骤203，行数据流框架的建立。在所述图像的原始数据被输入到所述图像管理中心10之后，所述模块化单元13对所述图像的原始数据进行模块化搭建，并且所述选择模块111会根据所述模块化单元13对所述图像的原始数据进行模块化搭建的目的提供所述预设方式。

在步骤204，判断行间数据相关性的大小，如果行间数据的相关性大，则进行步骤205，沿着垂直方向对所述图像的像素进行分组并进行数据填充，如果行间数据的相关性小，则进行步骤206，沿着水平方向对所述图像的像素进行分组并进行数据填充。也就是说，所述分组模块112执行所述选择模块111提供的所述预设方式对所述图像的像素进行分组，并且在同时，藉由所述数据填充模块113进行数据填充，以保证所述图像的完整性。

在步骤207，所述RISC处理器和所述DSP处理器的核间共享的内存池共享参数的配置。

在步骤208，具体滤波算子的编写。具体地说，当所述图像的像素被分组之后会得到所述图像的核间数据，并且在所述步骤207中，将所述图像的所述核间数据传输到和存储至所述内存池12中，在步骤208中，通过编写滤波算子提供所述滤波模块14以对所述图像的所述核间数据进行优化。

在步骤209，所述DSP处理器的每个处理核RAM空间大小的判断，如果所述DSP处理器的每个处理核RAM空间足，则进行步骤210，所述DSP的每个处理核同时进行数据处理，如果所述DSP处理器的每个处理核RAM空间不够，则进行步骤211，导出内存映射分析溢出情况，并且在步骤212中，重新配置，以执行步骤210。值得一提的是，在步骤212中的配置方式可以包括动态链接数据段和逻辑调整优化，其根据需要被选择。

在步骤213，将在步骤210中获得的结果通过共享参数传递到所述RISC处理器。

在步骤214，判断是否为最终数据，如果该结果为最终数据，则进行步骤215，图像数据输出，完成对所述图像的处理，如果该结果不为最终数据，则重复进行步骤204。

依据图3，本发明还提供一基于嵌入式平台的图像处理方法300，其中所述图像处理方法300包括如下步骤：

在步骤301，(a)在所述嵌入式平台的每个处理核之间建立一核间共享的内存池12；

在步骤302，(b)按照预设方式对一图像的像素进行分组，以得到所述图像的核间数据；以及

在步骤303，(c)将所述核间数据传输到和存储至所述内存池12，以在后续能够使所述核间数据被从所述内存池12中调用和对所述图像进行处理。

进一步地，在所述步骤(b)之前，还包括步骤：

对所述图像的原始数据进行模块化搭建；和

根据对所述图像的原始数据进行模块化搭建的目的判断所述图像的像素的行间数据的相关性大小以提供所述预设方式。

更进一步地，在所述步骤(b)中，在对所述图像的像素按照所述预设方式进行分组的同时，对所述图像的被分组后的像素之间填充相应的像素，以保证所述图像的完整性。

更进一步地，在所述步骤(c)中，藉由至少一滤波模块14对所述图像的所述核间数据进行优化。

上述内容为本发明的具体实施例的例举，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。

同时本发明上述实施例仅为说明本发明技术方案之用，仅为本发明技术方案的列举，并不用于限制本发明的技术方案及其保护范围。采用等同技术手段、等同设备等对本发明权利要求书及说明书所公开的技术方案的改进应当认为是没有超出本发明权利要求书及说明书所公开的范围。

Claims (14)

1.一基于嵌入式平台的图像处理系统，其特征在于，包括：

一数据传输中心；和

一数据管理中心，所述数据管理中心被通信地连接于所述数据传输中心，其中所述数据管理中心包括一分组单元和一核间共享的内存池，所述分组单元对藉由所述数据传输中心传输的一图像的像素按照预设方式进行分组以得到所述图像的核间数据，所述核间数据被传输到和存储至所述内存池，从而在后续所述核间数据能够被从所述内存池中调用以对所述图像进行处理。

2.根据权利要求1所述的图像处理系统，其中所述分组单元进一步包括一选择模块和一分组模块，所述选择模块根据所述图像的按行和按列排列的像素之间的行间数据的相关性提供预设方式，所述分组模块执行所述预设方式以对所述图像的像素进行分组，从而得到所述图像的所述核间数据。

3.根据权利要求2所述的图像处理系统，其中所述分组单元进一步包括一数据填充模块，其中在所述分组模块执行所述预设方式对所述图像的像素进行分组的过程中，所述数据填充模块在所述图像的被分组后的像素之间填充相应的像素，以保证所述图像的完整性。

4.根据权利要求1或2所述的图像处理系统，其中所述数据管理中心还包括一模块化单元，所述模块化单元对被其接收的所述图像的原始数据进行模块化搭建，所述选择模块根据所述模块化单元对所述图像的原始数据进行模块化搭建的目的判断所述图像的行间数据的相关性大小以提供所述预设方式。

5.根据权利要求3所述的图像处理系统，其中所述数据管理中心还包括一模块化单元，所述模块化单元对被其接收的所述图像的原始数据进行模块化搭建，所述选择模块根据所述模块化单元对所述图像的原始数据进行模块化搭建的目的判断所述图像的行间数据的相关性大小以提供所述预设方式。

6.根据权利要求5所述的图像处理系统，其中所述预设方式是沿着垂直方向或者沿着水平方向对所述图像的像素进行分组，以得到所述核间数据。

7.根据权利要求5所述的图像处理系统，其中所述预设方式是按区域对所述图像的像素进行分组，以得到所述核间数据。

8.根据权利要求6所述的图像处理系统，其中所述数据管理中心还包括一滤波模块，所述滤波模块被通信地连接于所述内存池以对所述图像的所述核间数据进行优化。

9.根据权利要求8所述的图像处理系统，其中所述数据管理中心还包括一检测模块，所述检测模块被通信地连接于所述内存池以对所述嵌入式平台的每个处理核进行检测。

10.一基于嵌入式平台的图像处理方法，其特征在于，所述图像处理方法包括如下步骤：

(a)在所述嵌入式平台的每个处理核之间建立一核间共享的内存池；

(b)按照预设方式对一图像的像素进行分组，以得到所述图像的核间数据；以及

(c)将所述核间数据传输到和存储至所述内存池，以在后续能够使所述核间数据被从所述内存池中调用和对所述图像进行处理。

11.根据权利要求10所述的图像处理方法，其中在所述步骤(b)之前，还包括步骤：

对所述图像的原始数据进行模块化搭建；和

根据对所述图像的原始数据进行模块化搭建的目的判断所述图像的行间数据的相关性大小以提供所述预设方式。

12.根据权利要求10或11的所述图像处理方法，其中在所述步骤(b)中，在对所述图像的像素按照所述预设方式进行分组的同时，对所述图像的被分组后的像素之间填充相应的像素，以保证所述图像的完整性。

13.根据权利要求12所述的图像处理方法，其中在所述步骤(c)中，藉由至少一滤波模块对所述图像的所述核间数据进行优化。

14.根据权利要求12所述的图像处理方法，其中所述预设方式是沿着垂直方向或者沿着水平方向或者按区域对所述图像的像素进行分组。