一種電腦顯卡及其圖像處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電腦顯卡，包括第一過濾模塊、第二過濾模塊、第三過濾模塊，以及分別和第一過濾模塊、第二過濾模塊、第三過濾模塊相連的第一緩沖區(qū)、第二緩沖區(qū)和第三緩沖區(qū)，第一緩沖區(qū)和第二緩沖區(qū)共同連接至第一GPU，第一GPU和第三緩沖區(qū)共同連接至第二GPU，第二GPU連接至第三GPU，第三GPU連接至第四緩沖區(qū)。本發(fā)明還公開了一種使用上述電腦顯卡進行圖像處理的方法。本發(fā)明能夠改進現(xiàn)有技術的不足，通過改進顯卡結構和處理方法，在使用相同硬件的前提下，提高顯卡圖像處理能力。
【專利說明】一種電腦顯卡及其圖像處理方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及圖像處理顯示【技術領域】，尤其是一種電腦顯卡及其圖像處理方法。

【背景技術】
[0002] 隨著技術的發(fā)展，電腦對圖像的處理能力快速增強。電腦對圖像處理的核心是電 腦顯卡。為了達到提高電腦顯卡的處理能力的目的，現(xiàn)有技術都是通過增加顯存數(shù)量或者 提高顯卡運算速度而實現(xiàn)的。這種一味通過提升硬件性能的方式存在成本增加較多，硬件 技術瓶頸直接影響顯卡處理能力的問題。


【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種電腦顯卡及其圖像處理方法，能夠解決現(xiàn)有 技術的不足，通過改進顯卡結構和處理方法，在使用相同硬件的前提下，提高顯卡圖像處理 能力。
[0004] 為解決上述技術問題，本發(fā)明所采取的技術方案如下。
[0005] -種電腦顯卡，包括第一過濾模塊、第二過濾模塊、第三過濾模塊，以及分別和第 一過濾模塊、第二過濾模塊、第三過濾模塊相連的第一緩沖區(qū)、第二緩沖區(qū)和第三緩沖區(qū)， 第一緩沖區(qū)和第二緩沖區(qū)共同連接至第一GPU，第一GPU和第三緩沖區(qū)共同連接至第二 GPU，第二GPU連接至第三GPU，第三GPU連接至第四緩沖區(qū)。
[0006] 作為優(yōu)選，所述第一緩沖區(qū)、第二緩沖區(qū)和第三緩沖區(qū)的儲存格式相同，均以數(shù)據(jù) 塊的形式使用堆棧格式儲存，每個數(shù)據(jù)塊設置有一個特征標記。
[0007] 作為優(yōu)選，所述第四緩沖區(qū)的儲存格式為矩陣格式，第四緩沖區(qū)與第三GPU之間 通過雙向讀寫通路連接。
[0008] -種使用上述電腦顯卡的圖像處理方法，包括以下步驟：
[0009]A、圖像數(shù)據(jù)依次經(jīng)過第一過濾模塊、第二過濾模塊和第三過濾模塊，第一過濾模 塊將圖像數(shù)據(jù)中的結構特征數(shù)據(jù)儲存入第一緩沖區(qū)，第二過濾模塊將圖像數(shù)據(jù)中的顏色 特征數(shù)據(jù)儲存入第二緩沖區(qū)，第三過濾模塊將圖像數(shù)據(jù)中的渲染特征數(shù)據(jù)儲存入第三緩沖 區(qū)；
[0010]B、第一GPU將結構特征數(shù)據(jù)和顏色特征數(shù)據(jù)進行整合處理，形成圖像第一中間 體；
[0011]C、第二GPU將圖像第一中間體與渲染特征數(shù)據(jù)進行整個處理，形成圖像第二中間 體；
[0012]D、第三GPU將圖像第二中間體進行均化處理，然后進行邊緣修復處理。
[0013] 作為優(yōu)選，步驟A中，同一圖像塊的結構特征數(shù)據(jù)和顏色特征數(shù)據(jù)之間，以及顏色 特征數(shù)據(jù)和渲染特征數(shù)據(jù)之間設置有唯一的位置坐標聯(lián)系表。
[0014] 作為優(yōu)選，步驟B中，首先將結構特征數(shù)據(jù)進行組合，形成完整的圖像塊；然后將 顏色特征數(shù)據(jù)根據(jù)位置坐標聯(lián)系表對圖像塊中的結構特征數(shù)據(jù)進行替換，每個顏色特征數(shù) 據(jù)包的覆蓋范圍大于相對應的結構特征數(shù)據(jù)包；最后，將重疊部分的兩個顏色特征數(shù)據(jù)的 色度和灰度進行加權平均處理。
[0015] 作為優(yōu)選，步驟C中，使用渲染特征數(shù)據(jù)按照位置坐標聯(lián)系表的標記位置對顏色 特征數(shù)據(jù)進行渲染；渲染過程中，首先隨機抽取若干個顏色特征數(shù)據(jù)進行渲染，然后以已經(jīng) 渲染的染色特征的位置為圓心，向外逐步渲染，直至全部顏色數(shù)據(jù)渲染完畢。
[0016] 作為優(yōu)選，步驟D中，對圖像第二中間體進行均化處理的步驟包括，
[0017] D11、對圖像第二中間體按照像素進行逐行掃描，分別設定檢測距離和檢測閾值， 將掃描出的在檢測距離內像素的色度或者灰度大于檢測閾值的位置進行標記；
[0018] D12、將標記的位置上對應的原始的結構特征數(shù)據(jù)和顏色特征數(shù)據(jù)重新進行提取， 然后根據(jù)結構數(shù)據(jù)特征確定顏色結構特征的位置分布，將位置上相鄰的顏色特征數(shù)據(jù)包進 行平均化，使用平均化后的顏色特征數(shù)據(jù)與結構數(shù)據(jù)特征進行整合處理，形成均化第一中 間體；
[0019] D13、使用均化第一中間體與步驟Dll中標記的位置進行加權平均。
[0020] 采用上述技術方案所帶來的有益效果在于：本發(fā)明改變了現(xiàn)有技術中對圖像進行 一次性直接處理的模式，通過將圖像數(shù)據(jù)分為三個部分，并對其進行適當?shù)穆?lián)系，減小了數(shù) 據(jù)處理過程中的重復運算，提高了處理速度。另外，通過利用三層的數(shù)據(jù)結構，可以進一步 對圖像的顯示質量進行進一步優(yōu)化，這種優(yōu)化由于是基于上述的數(shù)據(jù)結構，所以增加的運 算量極小，不會給系統(tǒng)帶來額外的運算負擔。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1是本發(fā)明一個【具體實施方式】中硬件結構的示意圖。
[0022] 圖中：1、第一過濾模塊；2、第二過濾模塊；3、第三過濾模塊；4、第一緩沖區(qū)；5、第 二緩沖區(qū)；6、第三緩沖區(qū)；7、第一GPU;8、第二GPU;9、第三GPU;10、第四緩沖區(qū)；11、雙向讀 與通路。

【具體實施方式】
[0023] 本發(fā)明中使用到的標準零件均可以從市場上購買，異形件根據(jù)說明書的和附圖的 記載均可以進行訂制，各個零件的具體連接方式均采用現(xiàn)有技術中成熟的螺栓、鉚釘、焊 接、粘貼等常規(guī)手段，在此不再詳述。
[0024] 參照圖1，本發(fā)明一個【具體實施方式】包括第一過濾模塊1、第二過濾模塊2、第三過 濾模塊3,以及分別和第一過濾模塊1、第二過濾模塊2、第三過濾模塊3相連的第一緩沖區(qū) 4、第二緩沖區(qū)5和第三緩沖區(qū)6,第一緩沖區(qū)4和第二緩沖區(qū)5共同連接至第一GPU7,第一 GPU7和第三緩沖區(qū)6共同連接至第二GPU8,第二GPU8連接至第三GPU9,第三GPU9連接至 第四緩沖區(qū)10。
[0025] 值得注意的是，所述第一緩沖區(qū)4、第二緩沖區(qū)5和第三緩沖區(qū)6的儲存格式相同， 均以數(shù)據(jù)塊的形式使用堆棧格式儲存，每個數(shù)據(jù)塊設置有一個特征標記。
[0026] 值得注意的是，所述第四緩沖區(qū)10的儲存格式為矩陣格式，第四緩沖區(qū)10與第三 GPU9之間通過雙向讀寫通路11連接。
[0027] 一種使用上述電腦顯卡的圖像處理方法，包括以下步驟：
[0028] A、圖像數(shù)據(jù)依次經(jīng)過第一過濾模塊1、第二過濾模塊2和第三過濾模塊3,第一過 濾模塊1將圖像數(shù)據(jù)中的結構特征數(shù)據(jù)儲存入第一緩沖區(qū)4,第二過濾模塊2將圖像數(shù)據(jù)中 的顏色特征數(shù)據(jù)儲存入第二緩沖區(qū)5,第三過濾模塊3將圖像數(shù)據(jù)中的渲染特征數(shù)據(jù)儲存 入第三緩沖區(qū)6;
[0029] B、第一GPU7將結構特征數(shù)據(jù)和顏色特征數(shù)據(jù)進行整合處理，形成圖像第一中間 體；
[0030] C、第二GPU8將圖像第一中間體與渲染特征數(shù)據(jù)進行整個處理，形成圖像第二中 間體；
[0031] D、第三GPU9將圖像第二中間體進行均化處理，然后進行邊緣修復處理。
[0032] 步驟A中，同一圖像塊的結構特征數(shù)據(jù)和顏色特征數(shù)據(jù)之間，以及顏色特征數(shù)據(jù) 和渲染特征數(shù)據(jù)之間設置有唯一的位置坐標聯(lián)系表。
[0033] 步驟B中，首先將結構特征數(shù)據(jù)進行組合，形成完整的圖像塊；然后將顏色特征數(shù) 據(jù)根據(jù)位置坐標聯(lián)系表對圖像塊中的結構特征數(shù)據(jù)進行替換，每個顏色特征數(shù)據(jù)包的覆蓋 范圍大于相對應的結構特征數(shù)據(jù)包；最后，將重疊部分的兩個顏色特征數(shù)據(jù)的色度和灰度 進行加權平均處理，其中色度占70 %的權重，灰度占30 %的權重。
[0034] 步驟C中，使用渲染特征數(shù)據(jù)按照位置坐標聯(lián)系表的標記位置對顏色特征數(shù)據(jù)進 行渲染；渲染過程中，首先隨機抽取若干個顏色特征數(shù)據(jù)進行渲染，然后以已經(jīng)渲染的染色 特征的位置為圓心，向外逐步渲染，直至全部顏色數(shù)據(jù)渲染完畢。
[0035] 步驟D中，對圖像第二中間體進行均化處理的步驟包括，
[0036] D11、對圖像第二中間體按照像素進行逐行掃描，分別設定檢測距離和檢測閾值， 將掃描出的在檢測距離內像素的色度或者灰度大于檢測閾值的位置進行標記；其中，檢測 距離為10個像素距離，檢測閾值為大小兩個極值的比值為2 : 1;
[0037] D12、將標記的位置上對應的原始的結構特征數(shù)據(jù)和顏色特征數(shù)據(jù)重新進行提取， 然后根據(jù)結構數(shù)據(jù)特征確定顏色結構特征的位置分布，將位置上相鄰的顏色特征數(shù)據(jù)包進 行平均化，使用平均化后的顏色特征數(shù)據(jù)與結構數(shù)據(jù)特征進行整合處理，形成均化第一中 間體；
[0038] D13、使用均化第一中間體與步驟Dll中標記的位置進行加權平均，首先使用1 : 1 的比例進行加權平均，然后再次進行檢測，如果仍然超出檢測閾值，則根據(jù)變化趨勢對加權 比例進行調整，重復上述過程，直至結果落入檢測閾值之內。
[0039] 步驟D中，對圖像第二中間體進行邊緣修復處理的步驟包括，
[0040] D21、對圖像邊緣進行采樣處理，每個位于邊緣的結構特征數(shù)據(jù)包至少包括一個采 樣點；
[0041] D22、對采樣點的圖像第一中間體和圖像第二中間體的圖像進行讀取，對兩個圖像 點的色度和灰度進行對比，若一致性均大于70%，則標記為正確點，否則標記為錯誤點；
[0042] D23、將正確點進行線性回歸，回歸目標方程為ax2+bx+(cx/x)+d=y，其中參數(shù)a、 b、c、d通過線性回歸算法確定。
[0043] D24、使用計算出的線性回歸方程對圖像邊緣進行重新計算，得出最終結果。
[0044] 最終，第四緩沖區(qū)10對處理結果進行輸出。
[0045] 將市場上銷售的NVIDIA品牌的GTX650顯卡與采用與GTX650相同硬件封裝而成 的本實施例的顯卡進行對比，對比過程使用同一圖像和同一圖像輸出質量作為標準，兩個 顯卡各進行了 100次試驗，求得的平均處理速度為：
[0046]

【權利要求】
1. 一種電腦顯卡，其特征在于：包括第一過濾模塊（I)、第二過濾模塊（2)、第三過濾模 塊（3)，以及分別和第一過濾模塊（1)、第二過濾模塊（2)、第三過濾模塊（3)相連的第一緩 沖區(qū)（4)、第二緩沖區(qū)（5)和第三緩沖區(qū)￠)，第一緩沖區(qū)（4)和第二緩沖區(qū)（5)共同連接 至第一 GPU (7)，第一 GPU (7)和第三緩沖區(qū)（6)共同連接至第二GPU (8)，第二GPU (8)連接 至第三GPU(9)，第三GPU(9)連接至第四緩沖區(qū)（10)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的電腦顯卡，其特征在于：所述第一緩沖區(qū)（4)、第二緩沖區(qū) (5)和第三緩沖區(qū)￠)的儲存格式相同，均以數(shù)據(jù)塊的形式使用堆棧格式儲存，每個數(shù)據(jù)塊 設置有一個特征標記。
3. 根據(jù)權利要求1所述的電腦顯卡，其特征在于：所述第四緩沖區(qū)（10)的儲存格式為 矩陣格式，第四緩沖區(qū)（10)與第三GPU(9)之間通過雙向讀寫通路（11)連接。
4. 一種使用上述任意一項中的電腦顯卡的圖像處理方法，其特征在于包括以下步驟： A、 圖像數(shù)據(jù)依次經(jīng)過第一過濾模塊（1)、第二過濾模塊（2)和第三過濾模塊（3)，第一 過濾模塊（1)將圖像數(shù)據(jù)中的結構特征數(shù)據(jù)儲存入第一緩沖區(qū)（4)，第二過濾模塊（2)將圖 像數(shù)據(jù)中的顏色特征數(shù)據(jù)儲存入第二緩沖區(qū)（5)，第三過濾模塊（3)將圖像數(shù)據(jù)中的渲染 特征數(shù)據(jù)儲存入第三緩沖區(qū)（6); B、 第一 GPU(7)將結構特征數(shù)據(jù)和顏色特征數(shù)據(jù)進行整合處理，形成圖像第一中間體； C、 第二GPU(S)將圖像第一中間體與渲染特征數(shù)據(jù)進行整個處理，形成圖像第二中間 體； D、 第三GPU(9)將圖像第二中間體進行均化處理，然后進行邊緣修復處理。
5. 根據(jù)權利要求4所述的圖像處理方法，其特征在于：步驟A中，同一圖像塊的結構特 征數(shù)據(jù)和顏色特征數(shù)據(jù)之間，以及顏色特征數(shù)據(jù)和渲染特征數(shù)據(jù)之間設置有唯一的位置坐 標聯(lián)系表。
6. 根據(jù)權利要求5所述的圖像處理方法，其特征在于：步驟B中，首先將結構特征數(shù)據(jù) 進行組合，形成完整的圖像塊；然后將顏色特征數(shù)據(jù)根據(jù)位置坐標聯(lián)系表對圖像塊中的結 構特征數(shù)據(jù)進行替換，每個顏色特征數(shù)據(jù)包的覆蓋范圍大于相對應的結構特征數(shù)據(jù)包；最 后，將重疊部分的兩個顏色特征數(shù)據(jù)的色度和灰度進行加權平均處理。
7. 根據(jù)權利要求5所述的圖像處理方法，其特征在于：步驟C中，使用渲染特征數(shù)據(jù)按 照位置坐標聯(lián)系表的標記位置對顏色特征數(shù)據(jù)進行渲染；渲染過程中，首先隨機抽取若干 個顏色特征數(shù)據(jù)進行渲染，然后以已經(jīng)渲染的染色特征的位置為圓心，向外逐步渲染，直至 全部顏色數(shù)據(jù)渲染完畢。
8. 根據(jù)權利要求4所述的圖像處理方法，其特征在于：步驟D中，對圖像第二中間體進 行均化處理的步驟包括， D11、對圖像第二中間體按照像素進行逐行掃描，分別設定檢測距離和檢測閾值，將掃 描出的在檢測距離內像素的色度或者灰度大于檢測閾值的位置進行標記； D12、將標記的位置上對應的原始的結構特征數(shù)據(jù)和顏色特征數(shù)據(jù)重新進行提取，然 后根據(jù)結構數(shù)據(jù)特征確定顏色結構特征的位置分布，將位置上相鄰的顏色特征數(shù)據(jù)包進行 平均化，使用平均化后的顏色特征數(shù)據(jù)與結構數(shù)據(jù)特征進行整合處理，形成均化第一中間 體； D13、使用均化第一中間體與步驟Dll中標記的位置進行加權平均。
【文檔編號】G06T1/20GK104318511SQ201410572961
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月24日 優(yōu)先權日:2014年10月24日
【發(fā)明者】梁小江, 蘇攀, 王雪松, 游平 申請人:江西創(chuàng)成電子有限公司