[發明專利]一種紅外實時成像系統的幀緩存調度裝置及調度方法

有效

• 申請號: 201210006172.0
• 申請日: 2012-01-06
• 公開（公告）號: CN102541660A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 劉子驥;楊書兵;勞常委;蔡貝貝;蔣亞東;鄭興
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50
• 代理公司: 成都華典專利事務所(普通合伙) 51223
• 代理人: 楊保剛;徐豐

技術領域

本發明涉及紅外圖像采集技術領域，尤其涉及一種紅外實時成像系統中幀緩存的調度裝置及相應的調度方法。

背景技術

紅外實時成像系統所采集的紅外圖像數據通常都未經壓縮，數據量大，并且還需通過校正、拉伸等進一步處理才能顯示視頻圖像；因此紅外圖像的讀取、處理過程非常耗費系統的硬件資源。一種紅外成像系統設計方案是通過FPGA采集非制冷焦平面的紅外數據，然后由上位機（比如ARM芯片）提供的參數在FPGA內進行非均勻矯正、拉伸等圖像處理，最后通過中斷告知上位機，由上位機讀取數據并顯示；上位機從FPGA讀取原始紅外圖像數據，計算參數再傳回FPGA。該方案中上位機通常須要在內存中開辟空間用于緩存兩種紅外數據。

現有的紅外圖像緩存空間的調度方法通常是將幀緩存抽象成基于數組的隊列，通過調度隊列元素，來實現調度幀緩存；現有技術存在如下問題：

（1）由于原始紅外數據和處理后的紅外數據類型不同，對于傳統的基于數組的隊列，須要為兩種類型紅外數據分別開辟獨立的緩存塊分別管理。這種方案雖然簡單，但需要為兩類紅外幀分別分配緩存，由于通常不會同時采集兩類紅外幀圖像，因此這種分配緩存的方法未能高效利用內存。因此需要設計一種方法，使兩種類型的紅外數據可以共同使用一組緩存塊。

（2）當沒有空閑圖像緩存時，傳統的基于數組的隊列調度算法無法保證最新的紅外幀數據總是能夠替換還未被讀取的舊紅外數據。

發明內容

針對上述現有技術，本發明要解決的技術問題是提供一種紅外實時成像系統的幀緩存調度方法及調度裝置，其根據緩存的狀態來管理緩存，當存在可寫入紅外幀數據的緩存時，新的幀緩存總是被寫入。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種紅外實時成像系統的幀緩存調度裝置，包括：

調度裝置初始單元，用于為每個系統已分配的幀緩存分配一個對應的鏈表結點，以及根據幀緩存的狀態分配五個管理緩存的鏈表，初始化操作包括：初始化空閑狀態對應的鏈表List_I、正在寫入原始紅外幀數據的狀態對應的鏈表List_B、原始紅外幀數據寫入完成狀態對應的鏈表List_R、正在寫入處理后的紅外幀數據的狀態對應的鏈表List_B、處理后紅外幀數據寫入完成狀態對應的鏈表List_R，并將所有鏈表結點均掛載到List_I鏈表上；

讀緩存調度單元，用于為讀操作分配可讀緩存，將讀操作緩存對應的鏈表結點信息返回給申請者；

寫緩存調度單元，用于為寫操作分配緩存，將分配的緩存對應的鏈表結點信息返回申請者；

調度裝置回收單元，用于將已經讀或寫完畢的緩存對應的鏈表結點插入到正確的鏈表中。

一種使用上述調度裝置的紅外實時成像系統的幀緩存調度方法，包括如下步驟：

A：首先，系統在分配了緩存之后，調用調度裝置初始單元，該單元為緩存初始化對應的調度裝置單元，使該調度裝置投入使用；

其中：讀緩存操作包括如下步驟：

1A：讀進程調用所述調度裝置的讀緩存調度單元申請可讀緩存，讀緩存調度單元將可讀的緩存信息返回給讀進程，

1B：讀進程根據獲得的緩存信息，通過讀緩存調度單元進行讀緩存調度，

1C：在完成讀緩存調度后，讀進程通過調用調度裝置回收單元處理完成一次讀緩存操作；

寫緩存操作包括如下步驟：

2A：寫過程調用所述調度裝置的寫緩存調度單元申請可寫緩存，寫緩存調度單元將可寫的緩存信息返回給寫過程，

2B：寫過程根據獲得的緩存信息，通過寫緩存調度單元進行寫緩存調度，

2C：在完成寫緩存調度后，寫過程通過調用調度裝置回收單元處理完成一次寫緩存操作。

進一步地，所述讀緩存調度單元的讀緩存調度包括如下步驟：

步驟200：執行讀操作的過程調用該單元申請讀n個緩存的某類紅外幀數據，并進入步驟210，某類紅外幀數據為原始紅外幀數據和處理后的紅外幀數據；

步驟210：該單元查詢該類紅外幀對應的List_R是否為空，如不為空，則跳至220；否則跳至240，

步驟220：當該類紅外幀對應的List_R鏈表中包含m個鏈表結點，調度裝置將該鏈表中的前min(m，n)個鏈表結點取出，并跳至步驟230，

步驟230：調度成功，將步驟220中取出的min(m，n)個鏈表結點的信息返回給申請者，

步驟240：調度失敗，返回失敗信息。

更進一步地，所述調度裝置回收單元的處理包括如下步驟：