[發明專利]一種用于FAST角點檢測的向量化硬件裝置

有效

• 申請號: 202110998588.4
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113781290B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 劉檬;張智也;賈云鵬;胡冬青
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G06T1/20
• 分類號: G06T1/20;G06F13/42;G06F9/30
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

1.一種用于FAST角點檢測的向量化硬件裝置，其特征在于，所述裝置包括：圖像緩存寄存器堆單元、向量處理單元、數據寫回單元和狀態機控制單元，其中：

所述圖像緩存寄存器堆單元用于接收待輸入的灰度圖像數據,并按照所設計的寄存器資源大小進行緩存，用于供給向量處理單元進行角點檢測計算，其中，圖像緩存寄存器所裝載數據對應多個角點待計算窗口數據；

所述向量處理單元用于對多個角點的并行化計算，對于待判斷像素點進行角點屬性判定計算，非極大值抑制響應值計算和像素點坐標值換算；

所述數據寫回單元用于將角點計算結果壓縮到結果寄存器，以使角點計算結果合并寫出；

所述狀態機控制單元用于控制圖像緩存寄存器堆單元、向量處理單元和數據寫回單元的任務調度。

2.根據權利要求1所述的向量化硬件裝置，其特征在于，所述的圖像緩存寄存器堆單元由9個多比特位向量寄存器組成，用于緩存多組角點檢測算法所需的像素點窗口數據；灰度圖像數據按連續組分發到圖像緩存寄存器堆單元，并由狀態機控制灰度圖像數據拼接步長；圖像緩存寄存器堆單元采用乒乓架構來平衡緩存過程和計算過程的時間開銷。

3.根據權利要求2所述的向量化硬件裝置，其特征在于，所述的多比特位向量寄存器批量裝載每幀圖像的行像素數據和單個邊界像素點的坐標位置信息。

4.根據權利要求1所述的向量化硬件裝置，其特征在于，向量處理單元通過并行訪問圖像緩存寄存器堆單元獲取多組計算窗口數據，且并行化的運行角點檢測計算過程。

5.根據權利要求4所述的向量化硬件裝置，其特征在于，向量處理單元具有和計算窗口數據組數相同的角點檢測計算單元，計算單元共享整個圖像緩存寄存器堆單元，并同步訪問角點計算窗口數據。

6.根據權利要求5所述的向量化硬件裝置，其特征在于，角點檢測計算單元采用流水線式架構實現FAST角點運算邏輯和非極大值抑制比較邏輯。

7.根據權利要求1所述的向量化硬件裝置，其特征在于，裝置由狀態機單元控制任務調度，并具有AXI總線讀寫接口協議；圖像緩存寄存器堆單元可通過AXI總線批量刷新待計算像素點的灰度圖像數據；所述向量化硬件裝置可通過AXI總線協議與其他裝置配置完成處理任務。

8.根據權利要求7所述的向量化硬件裝置，其特征在于，狀態機單元具有圖像緩存寄存器堆接收灰度圖像數據的狀態和向量處理單元計算狀態；所述向量化硬件裝置具有啟動和結束信號的配置控制端口。

9.根據權利要求1所述的向量化硬件裝置，其特征在于，所述數據寫回單元通過多比特位向量寄存器組成，將結果向量處理單元的多組結果同步壓縮到該向量寄存器,存儲信息包括角點屬性判定結果、非極大值抑制響應值計算結果和像素點坐標值換算結果；數據寫回單元通過AXI總線寫回到目的裝置。