攝像頭數(shù)據(jù)直接傳給gpu處理的設(shè)計(jì)方法，這技術(shù)領(lǐng)域是屬于計(jì)算機(jī)、人工智能和機(jī)器人視覺處理技術(shù)領(lǐng)域，主要的技術(shù)是把攝像頭的數(shù)據(jù)直接傳遞給gpu，而不是把數(shù)據(jù)傳遞給內(nèi)存，然后通過(guò)cpu處理，傳遞給gpu進(jìn)行計(jì)算，把攝像頭的數(shù)據(jù)直接傳遞給gpu大大的提高了對(duì)攝像頭數(shù)據(jù)的處理速度，對(duì)以后的智能視頻圖像處理，人工智能的發(fā)展，機(jī)器人的發(fā)展等等領(lǐng)域，會(huì)產(chǎn)生巨大作用。

背景技術(shù)：

現(xiàn)在的攝像頭一般的連接方法有usb，并口連接，csi連接，usb接口攝像頭的工作原理大致為：景物通過(guò)鏡頭(lens)生成的光學(xué)圖像投射到圖像傳感器表面上，然后轉(zhuǎn)為電信號(hào)，經(jīng)過(guò)a/d(模數(shù)轉(zhuǎn)換)轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字圖像信號(hào)，再送到數(shù)字信號(hào)處理芯片(dsp)中加工處理，再通過(guò)usb接口傳輸?shù)诫娔X的接口緩存，然后傳給內(nèi)存，再顯示到顯示屏上，這樣的設(shè)計(jì)存在著2大缺點(diǎn)，1.這樣的設(shè)計(jì)只能進(jìn)行2根線傳輸數(shù)據(jù)，速度比較慢，2.數(shù)據(jù)要經(jīng)過(guò)緩存和內(nèi)存，速度比較慢，這樣的數(shù)據(jù)一般不需要gpu加速作為一般視頻使用，如果要通過(guò)gpu進(jìn)行處理，那么就要把內(nèi)存的數(shù)據(jù)倒入顯存，然后寫入線程的寄存器，這樣十分麻煩，并且接口的速度更加的慢了，csi接口的設(shè)計(jì)，大大的提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰?，也可以進(jìn)行多路傳輸，但這樣的傳輸路徑一般是攝像頭傳出差分?jǐn)?shù)據(jù)，然后通過(guò)csi接口把數(shù)據(jù)傳給soc上的微分電路，然后通過(guò)ad轉(zhuǎn)換，把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)，再存入寄存器，然后把這些數(shù)據(jù)傳給isp進(jìn)行處理，再傳給內(nèi)存，再把內(nèi)存的數(shù)據(jù)傳給顯存，然后進(jìn)行運(yùn)算，雖然這樣的方法處理的速度相對(duì)比較快，而且經(jīng)過(guò)isp處理后圖片的效果也可以，可是要把這樣的設(shè)計(jì)用于更高層次的智能設(shè)備，就顯得十分差勁了，1它要多次的調(diào)用存儲(chǔ)器，2.根本沒有辦法直接把gpu寄存器的數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)到isp里，因此有了本發(fā)明的設(shè)計(jì)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

由于人工智能和機(jī)器人的快速發(fā)展，要求處理的信息速度要求越來(lái)越快，這樣對(duì)攝像頭提出更高的要求，因?yàn)閿z像頭如同人的眼睛，人對(duì)外部的信息傳入，有大于百分之八十來(lái)自眼睛的輸入，因此攝像頭對(duì)人工智能和機(jī)器人十分重要，當(dāng)然要設(shè)計(jì)處理圖片的速度越快越好，因此產(chǎn)生了本發(fā)明，攝像頭數(shù)據(jù)直接傳給gpu處理的設(shè)計(jì)方法，其特征是，把攝像頭的每一個(gè)像素的電壓掃描出來(lái)，然后直接通過(guò)ad轉(zhuǎn)換，把它們變成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，這其中對(duì)像素的讀出有很多方法，最重要的是分塊讀出，就是最大限度的設(shè)計(jì)ad轉(zhuǎn)換器的個(gè)數(shù)，每個(gè)ad轉(zhuǎn)換器平均管多少個(gè)像素，這樣最快速度的把總像素讀完，然后把a(bǔ)d轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，通過(guò)2種方法直接傳遞給gpu的寄存器，一種方法是直接傳遞給gpu的寄存器，另一種方法是把a(bǔ)d轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)先傳給isp，然后經(jīng)過(guò)isp處理，把處理后的數(shù)據(jù)直接傳遞給gpu，這樣的設(shè)計(jì)就是把數(shù)據(jù)不經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)的內(nèi)存，也不經(jīng)過(guò)gpu的顯存，由于攝像頭的像素越來(lái)越大，因此數(shù)據(jù)越來(lái)越大，并且處理的方法十分簡(jiǎn)單，因此不需要通過(guò)內(nèi)存調(diào)用，直接用gpu處理十分合適，并且人工智能或機(jī)器人對(duì)外部信息的識(shí)別，主要還是通過(guò)各種各樣的攝像頭，因此提高攝像頭的處理能力是十分關(guān)鍵的，其中包括這樣的技術(shù)，把a(bǔ)d轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)直接傳給gpu，讓gpu快速的處理數(shù)據(jù)，gpu把處理好的數(shù)據(jù)直接加以使用，并直接把處理后的這些數(shù)據(jù)加以利用或保存，另一種使用方法把數(shù)據(jù)直接傳給gpu寄存器并設(shè)置各種特定信息的閾值，如果這時(shí)gpu處理的的數(shù)據(jù)的變化率大于這些閾值數(shù)值時(shí)，需要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，就讓數(shù)據(jù)先傳遞給isp，讓isp處理數(shù)據(jù)，然后傳給gpu再處理，處理完后把需要保存的數(shù)據(jù)保存起來(lái)，再一種處理的方法是把a(bǔ)d轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)輸入isp，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理以后，把數(shù)據(jù)從isp傳給gpu寄存器，經(jīng)過(guò)gpu處理后，直接使用或保存起來(lái)再用，上面這幾種方法根據(jù)程序和數(shù)據(jù)的特性智能的進(jìn)行選擇，并且把不同方法的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較運(yùn)算，得到想要的數(shù)據(jù)，進(jìn)行最有效的處理數(shù)據(jù)。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有的設(shè)計(jì)方法，1.2代表攝像頭，當(dāng)然不一定只有2個(gè)，可以根據(jù)設(shè)計(jì)需求安裝多少個(gè)，3代表scl，4代表sda，5代表i2c，6代表host接口器，7代表攝像頭連接交換器，8代表ad轉(zhuǎn)換，這里也要根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)多個(gè)ad轉(zhuǎn)換器，9代表視頻輸入設(shè)備，10代表isp1，11代表isp2，這也可以設(shè)計(jì)多個(gè)isp，12代表內(nèi)存，13代表cpu，14代表顯存，15.16代表顯存，這里有很多的顯存，因?yàn)楫嫴幌轮荒墚?個(gè)代表，17.18.19.20代表寄存器，這里有很多的寄存器，因?yàn)楫嫴幌轮荒墚?個(gè)代表，21.22.23.24代表處理單元，也就是核，這里有很多的處理單元，因?yàn)楫嫴幌轮荒墚?個(gè)代表，圖2是攝像頭數(shù)據(jù)直接傳給gpu處理設(shè)計(jì)方法的結(jié)構(gòu)圖，1.2代表攝像頭，當(dāng)然不一定只有2個(gè)，可以根據(jù)設(shè)計(jì)需求安裝多少個(gè)，3代表scl，4代表sda，5代表i2c，6代表host接口器，7代表攝像頭連接交換器，8代表ad轉(zhuǎn)換，這里也要根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)多個(gè)ad轉(zhuǎn)換器，9代表視頻輸入設(shè)備，10代表isp1，11代表isp2，這也可以設(shè)計(jì)多個(gè)isp，12代表內(nèi)存，13代表cpu，14代表顯存，15.16代表顯存，這里有很多的顯存，因?yàn)楫嫴幌轮荒墚?個(gè)代表，17.18.19.20代表寄存器，這里有很多的寄存器，因?yàn)楫嫴幌轮荒墚?個(gè)代表，21.22.23.24代表處理單元，也就是核，這里有很多的處理單元，因?yàn)楫嫴幌轮荒墚?個(gè)代表，25代表直接把a(bǔ)d轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)直接傳遞給gpu的寄存器，26.27代表isp和gpu寄存器的數(shù)據(jù)直接交換。

實(shí)施方案

打開計(jì)算機(jī)，攝像頭就輸入電源，進(jìn)行寄存器設(shè)計(jì)，給攝像頭設(shè)定頻率，這樣攝像頭就可以把數(shù)據(jù)讀出來(lái)，這讀數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)有很多種，當(dāng)然設(shè)計(jì)的方法是讓數(shù)據(jù)進(jìn)行分塊讀出，這樣有利于多個(gè)ad轉(zhuǎn)換器同時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，十分有利于后期對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行粗細(xì)度的處理，這樣十分有利于快速，細(xì)致的，正確的處理數(shù)據(jù)，然后把a(bǔ)d轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)直接輸入gpu的寄存器，進(jìn)行對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，這樣的好處是十分快，如果這時(shí)處理的數(shù)據(jù)沒有達(dá)到設(shè)定的要求，那么就把數(shù)據(jù)先傳給isp處理，然后再傳給gpu處理，或者可以先直接進(jìn)行g(shù)pu處理，對(duì)有用的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，那么就把處理過(guò)的數(shù)據(jù)存入內(nèi)存，然后通過(guò)isp處理再保存，或再調(diào)到gpu里進(jìn)行處理，這樣就十分快的處理好數(shù)據(jù)，使處理的速度達(dá)到最快，或者先進(jìn)行isp處理，再gpu處理，上面這幾種方法根據(jù)程序和數(shù)據(jù)的特性智能的進(jìn)行選擇，進(jìn)行最有效的處理數(shù)據(jù)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
攝像頭數(shù)據(jù)直接傳給GPU處理的設(shè)計(jì)方法，這技術(shù)領(lǐng)域是屬于計(jì)算機(jī)、人工智能和機(jī)器人視覺處理技術(shù)領(lǐng)域，主要的技術(shù)是把攝像頭的數(shù)據(jù)直接傳遞給GPU，而不是把數(shù)據(jù)傳遞給內(nèi)存，然后通過(guò)CPU處理，傳遞給GPU進(jìn)行計(jì)算，把攝像頭的數(shù)據(jù)直接傳遞給GPU大大的提高了對(duì)攝像頭數(shù)據(jù)的處理速度，對(duì)以后的智能視頻圖像處理，人工智能的發(fā)展，機(jī)器人的發(fā)展等等領(lǐng)域，會(huì)產(chǎn)生巨大作用。

技術(shù)研發(fā)人員：胡明建
受保護(hù)的技術(shù)使用者：胡明建
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.26
技術(shù)公布日：2017.08.18