[發明專利]一種多核DSP平臺上的實時圖像細節增強方法

有效

• 申請號: 201711293987.0
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN108288247B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 劉小劍;楚要欽;劉碩;陳川;閆昆
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安航空計算技術研究所
• 主分類號: G06T1/20
• 分類號: G06T1/20;G06T5/10
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發明屬于機載圖形圖像處理領域，涉及一種多核DSP平臺上的圖像細節增強方法。本發明基于一階因果迭代雙邊濾波器對圖像進行細節增強處理，利用多核DSP的并行處理能力對圖像增強算法并行處理和優化。主核發送IPC中斷給從核，從核激活后對圖像進行迭代雙邊濾波行方向的并行濾波處理；行方向濾波處理完后，各個核發送IPC中斷給主核已示完成。主核收到各個核的完成標志后繼續發送IPC中斷給從核，從核收到中斷后進行迭代雙邊濾波列方向的并行濾波處理，處理完成后給主核發送完成標志中斷。主核收到濾波完成標志后，進行細節增強和融合顯示輸出。本發明大大提高了圖像增強的處理速度，圖像增強的效果顯著，可以應用于對實時性要求較高的領域。

技術領域

本發明屬于機載圖形圖像處理領域，涉及一種多核DSP平臺上的圖像細節增強方法。

背景技術

座艙顯示系統需要提供從起飛、導航、著陸等全過程所需要的各種信息。然而在低能見度或夜間等自然環境下，成像圖像與原始圖像之間存在一定的差異，畫面中的細節信息往往被淹沒在背景中，無法辨識，需要采用圖像細節增強技術來優化圖像質量，提高圖像的清晰度和可解譯性。傳統的圖像細節增強方法復雜度較高，難以達到實時化處理的要求。且由于傳統雙邊濾波非迭代相關的特點，無法對其進行并行優化，對算法本身的優化又將導致算法的精度難以保證，無法滿足機載顯示的性能要求。因此，傳統的圖像細節增強算法在對圖像處理時間嚴格要求的場合(尤其是嵌入式領域)應用較少。需要尋找一種既能滿足圖像細節增強的性能要求，又能達到實時性處理要求的圖像細節增強方法。

發明內容

本發明的目的是：

解決在低能見度或夜間等自然環境下的圖像細節增強的問題。

本發明解決的技術問題為：本發明提出一種多核DSP平臺上的圖像細節增強方法，利用復雜度為0(1)的新型迭代雙邊濾波進行圖像分層，并充分利用DSP強大的多核并行處理能力，核間通信采用IPC中斷。大大提高了圖像增強的處理速度，圖像增強的效果顯著，滿足了實時性的處理要求。

本發明的技術方案為：

第一步，主核對輸入的RGB圖像進行采集，給從核(設從核數量為N)依次發送IPC中斷，激活從核，同時將圖像均分成N塊(如果不能均分，每個核分配的行數可不一致，保證并行執行的最優方案即可)，每個圖像塊與每個從核一一對應。N個從核并行執行色彩空間轉換函數，將圖像由RGB空間轉換到HSI空間。完成后發送IPC中斷給主核。

第二步，主核接收到完成標志中斷，提取出I分量圖像。主核依次發IPC中斷給從核，激活從核；同時，將I分量圖像按照行方向均分成N塊(如果不能均分，方法同上)，并將每一個圖像塊對應到每個從核上。N個從核并行執行行方向的一階因果迭代雙邊濾波，完成后各核發送IPC中斷給主核已示完成。

第三步，主核接收到N個從核的完成標志再發送IPC中斷給各從核，同樣將I分量圖像按照列方向均分成N塊(如果不能均分，方法同上)對應到各個從核上，各從核并行執行列方向的一階因果迭代雙邊濾波，完成后各核給主核發送IPC中斷已示完成。

第四步，主核接收到N個從核的濾波完成標志，得到I分量圖像的基底層，主核通過計算得到I分量圖像的細節層，對細節層進行放大處理。主核將處理后的細節層與基底層進行線性融合，得到完整的I分量圖像；并與H、S分量合并，得到增強后的HSI圖像。然后依次發IPC中斷給N個從核。

第五步，N個從核收到中斷后并行執行空間轉換函數，將HSI圖像轉換成RGB圖像。各核執行完成后發IPC中斷給主核。

第六步，主核激活后將細節增強后的圖像輸出。

作為本技術方案的一種改進，圖像增強的處理數據和過程數據都進行緩存，并保持緩存一致性，讀寫數據的加速效果顯著。

核間通信和同步使用IPC中斷，占用資源較少，多核并行加速效果顯著。