CN108259829A - 一种成像处理装置和显示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及图像显示通信技术，特别是一种成像处理装置和显示设备。该成像处理装置包括GPU处理平台，该显示设备包括GPU嵌入式板卡和显示器，GPU处理平台连接传感器，以接收传感器采集的实时图像数据，并压缩存储到硬盘中；GPU嵌入式板卡用于向成像处理装置发送请求指令，请求指令中包括请求方式和请求初始位置点，GPU处理平台接收显示设备发送的请求指令，完成相应的数据应答与传输，因此，本发明实现了图像数据传输、存储以及拼接的实时性，解决了对分布式图像采集装置的图像进行显示输出控制不方便的问题。

Description

一种成像处理装置和显示设备
技术领域
本发明涉及图像显示通信技术，特别是一种成像处理装置和显示设备。
背景技术
广角高清系统普遍利用多个光学传感器结合特定的光学机构实现采集图像的大视场及高分辨率，比如美军新一代无人机“蜂鸟”上面配备的“自动实时地面持续监控影像系统”(ARGUS-IS)，美国主导研发的同心球面光学系统(AWARE)，中航工业的无中继无扫描广角高清系统都是基于这种原理的装置。随着特种监控应用对图像分辨率要求的不断提高，广角高清系统用于采集图像使用的光学传感器的分辨率也越来越高，现在部分系统使用的单传感器像元高达6K*6K，系统全部传感器像元数甚至高达15亿像素。对于如此巨大的像素尺寸图像，如何实现图像数据传输、存储以及拼接的实时性，成为该类系统成像处理装置面对的关键问题及难点。
发明内容
本发明的目的是提供一种成像处理装置和显示设备，用以解决对分布式图像采集装置的图像进行显示输出控制不方便的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种成像处理装置，包括以下装置技术方案：
装置方案一：一种成像处理系统，该处理装置包括至少一个GPU处理平台，所述GPU处理平台用于连接安装在摄像系统光机孔径上的传感器，以接收传感器采集的实时图像数据，并存储到硬盘中；所述GPU处理平台还用于接收显示设备发送的请求指令，判断请求指令中的请求位置点是否在节点图像范围内；若是，则判断请求方式是否为实时图像数据请求；若是，则将接收的实时图像数据进行编码和组包并向显示设备发送应答数据，否则，从硬盘中读取相应的图像数据进行编码和组包并向显示设备发送应答数据。
有益效果是，本装置方案一通过GPU处理平台连接传感器和显示设备，根据显示设备发送的请求指令，控制将接收的实时图像数据进行编码和组包并向显示设备发送应答数据，或从硬盘中读取相应的图像数据进行编码和组包并向显示设备发送应答数据，完成显示设备与成像处理装置的交互，实现图像数据传输、存储以及拼接的实时性，解决了对分布式图像采集装置的图像进行显示输出控制不方便的问题，同时该处理架构具备一定拓展性，便于组建多视场监控网络，解决传统数据汇集式架构在数据存储空间和图像处理带宽受限的问题。
装置方案二：在装置方案一的基础上，所述各GPU处理平台上均连接有对应FPGA转换电路，所述FPGA转换电路的输入端连接相应的传感器的信号输出端。
装置方案三、装置方案四：分别在装置方案一或装置方案二的基础上，所述GPU处理平台还连接有以太网交换机，所述以太网交换机用于连接显示设备。
装置方案五、装置方案六：分别在装置方案三或装置方案四的基础上，所述GPU处理平台采用英伟达TX2模块。
装置方案七、装置方案八：分别在装置方案五或装置方案六的基础上，所述GPU处理平台采用分布式压缩方式进行图像数据存储。
本发明提供一种显示设备，包括以下设备技术方案：
设备方案一：一种显示设备，该显示设备包括GPU嵌入式板卡和显示器，所述GPU嵌入式板卡连接所述显示器，所述GPU嵌入式板卡还用于连接成像处理装置；所述GPU嵌入式板卡用于向成像处理装置发送请求指令，所述请求指令中包括请求方式和请求初始位置点，所述GPU嵌入式板卡用于接收成像处理装置的应答数据并解包，并根据请求方式对解包后的应答数据进行回读至GPU嵌入式板卡或者译码输出到显示器，所述GPU嵌入式板卡对分布存储在不同成像处理装置的数据进行回读，所述显示器对接收到的译码数据进行显示。
设备方案二：在设备方案一的基础上，所述请求方式包括全局显示请求、局部高清显示请求、数据回放请求和记录数据读出请求。
设备方案三：在设备方案二的基础上，所述GPU嵌入式板卡还用于判断是否收到更新请求点指令，若否，则根据请求方式进行图像数据融合，并在所述显示器上进行显示。
附图说明
图1是一种广角高清图像采集处理系统架构示意图；
图2是一种成像处理装置内部架构示意图；
图3是一种显示设备的GPU嵌入式板卡运行的处理方法；
图4是一种成像处理装置的GPU处理平台运行的处理方法。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
本发明提供的一种成像处理装置和显示设备，适用于连接一种广角高清图像采集系统1，如图1所示，包括广角高清图像采集系统1、成像处理装置2和显示设备3，广角高清图像采集系统1的光机孔径上安装有传感器，通过成像处理装置的FPGA转换电路连接传感器实现实时图像数据的采集与传输，如图2所示，成像处理装置2包括FPGA转换电路和GPU处理平台，其中GPU处理平台可以是英伟达TX2模块，该GPU处理平台用于连接安装在广角高清图像采集系统1光机孔径上的传感器，以接收传感器采集的实时图像数据，并存储到硬盘中；GPU处理平台还用于接收显示设备3发送的请求指令，对采集的高清图像进行分布式压缩、存储并根据显示设备3请求发送相应码流至显示设备3。
上述图2中，GPU处理平台数量n由传感器个数n决定，显示设备数量x由最终应用场景决定。
显示设备3与GPU处理平台通过千兆/万兆以太网交换机进行连接，根据广角高清系统光机的变化与拓展以及显示处理的具体应用需求调整GPU处理平台设备个数与显示设备个数。由于引入以太网交换机，使得显示设备可以根据不同应用场景进行集中以及分布式部署，增加成像处理装置的灵活性与普适性。
显示设备3由GPU嵌入式板卡，例如基于TX2，与显示器组成，独立于成像处理装置2，通过以太网交换机接入整个广角高清系统，其中，GPU嵌入式板卡连接显示器，GPU嵌入式板卡还用于连接成像处理装置；GPU嵌入式板卡用于向成像处理装置发送请求指令。
本发明的显示设备的GPU嵌入式板卡运行的处理方法，如图3所示，包括以下步骤：
1)配置请求方式和请求初始位置点，并发送请求信号，配置请求方式包括显示请求、数据回放请求和记录数据读出请求。
其中，显示请求包括全局显示请求和局部高清显示请求。
2)判断是否为记录数据读出请求，若是，则接收相应的图像数据并解包后进入本地储存，将分布存储在GPU处理平台的压缩视频回读至GPU嵌入式板卡上，便于获取分布记录在不同GPU处理平台的感兴趣区域压缩视频。
3)若否，则接收相应的图像数据并解包或译码后判断是否收到更新请求位置点指令，若是，则发送请求信号并进行步骤2)；若否，则控制图像数据融合显示输出。
本发明的成像处理装置的GPU处理平台运行的处理方法，如图4所示，包括以下步骤：
(1)获取请求方式和请求位置点，当请求位置点在节点图像范围内时，判断请求方式是否为记录数据读出请求或数据回放请求；
(2)若是，则从零地址读取硬盘码流进行编码和组包并发送数据至显示设备；若否，则截取实时码流进行编码和组包并发送至显示设备。
运行软件启动后，用户管理员可以通过输入用户名密码进入显示请求软件管理界面，选择不同的应用功能，例如，0xA代表全局显示请求、0xB代表局部高清显示请求、0xC代表数据回放请求、0xD代表记录数据读出请求，显示器输出对应功能视图。数据请求命令格式，如表1、表2所示，数据请求命令帧格式为44byte数据，本发明中采用中航无中继无扫描广角高清系统为6个处理节点，随着节点增加可以进行数据帧格式扩充。
数据应答帧格式为1024byte数据，不足一包数据末尾补零，如表3所示。由于光机拓扑为已知条件，不同的请求命令，对应的响应设备会有不同操作，所以在显示端采取组播的发送方式，进行命令通信。处理节点的编号定义根据光机系统的拓扑结构由用户在离线时定义。
以上给出了本发明涉及的具体实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。
表1
表2
表3
帧起始 图像帧号高位 图像帧号低位 包号高位 包号低位 数据1 数据2 …… 校验和 帧结束
0xAA F[15:8] F[7:0] P[15:8] P[7:0] IMG[7:0] IMG[15:8] …… cheksum 0x55

Claims (8)

1.一种成像处理装置，其特征在于，该处理装置包括至少一个GPU处理平台，所述GPU处理平台用于连接安装在摄像系统光机孔径上的传感器，以接收传感器采集的实时图像数据，并存储到硬盘中；所述GPU处理平台还用于接收显示设备发送的请求指令，判断请求指令中的请求位置点是否在节点图像范围内；若是，则判断请求方式是否为实时图像数据请求；若是，则将接收的实时图像数据进行编码和组包并向显示设备发送应答数据，否则，从硬盘中读取相应的图像数据进行编码和组包并向显示设备发送应答数据。
2.根据权利要求1所述的成像处理装置，其特征在于，所述各GPU处理平台上均连接有对应FPGA转换电路，所述FPGA转换电路的输入端连接相应的传感器的信号输出端。
3.根据权利要求1或2所述的成像处理装置，其特征在于，所述GPU处理平台还连接有以太网交换机，所述以太网交换机用于连接显示设备。
4.根据权利要求3所述的成像处理装置，其特征在于，所述GPU处理平台采用英伟达TX2模块。
5.根据权利要求4所述的成像处理装置，其特征在于，所述GPU处理平台采用分布式压缩方式进行图像数据存储。
6.一种显示设备，其特征在于，该显示设备包括GPU嵌入式板卡和显示器，所述GPU嵌入式板卡连接所述显示器，所述GPU嵌入式板卡还用于连接成像处理装置；所述GPU嵌入式板卡用于向成像处理装置发送请求指令，所述请求指令中包括请求方式和请求初始位置点，所述GPU嵌入式板卡用于接收成像处理装置的应答数据并解包，并根据请求方式对解包后的应答数据进行回读至GPU嵌入式板卡或者译码输出到显示器，所述GPU嵌入式板卡对分布存储在不同成像处理装置的数据进行回读，所述显示器对接收到的译码数据进行显示。
7.根据权利要求6所述的显示设备，其特征在于，所述请求方式包括全局显示请求、局部高清显示请求、数据回放请求和记录数据读出请求。
8.根据权利要求7所述的显示设备，其特征在于，所述GPU嵌入式板卡还用于判断是否收到更新请求点指令，若否，则根据请求方式进行图像数据融合，并在所述显示器上进行显示。
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