一种图像加权融合装置及方法与流程

本发明涉及图像处理，尤其涉及一种图像加权融合装置及方法。

背景技术：

1、在图像处理中，经常使用到对两幅图像加权融合的操作。

2、目前对两幅图像进行加权融合时，一般使用中央处理器(central processingunit，简称cpu)进行计算，将两帧图像传输至处理器缓存，计算完成后，再传输至存储单元，但是，数据多次传输，导致中央处理器cpu功耗大、耗时长，且cpu处理融合涉及到的加法和乘法效率低，无法并行处理多个数据。还有一种加权融合方式是针对特定使用场景进行了硬件化设计，即通过根据图像的参数(例如通道数等)搭建对应的硬件电路，但是只能适用于特定场景，适用性较差。

技术实现思路

1、本发明提供了一种图像加权融合装置及方法，以解决中央处理器进行图像加权融合时功耗大、无法并行处理多个数据，硬件电路进行图像加权融合适用性较差的问题。

2、根据本发明的一方面，提供了一种图像加权融合装置，图像加权融合装置包括：接口模块、控制模块和至少一个计算模块；

3、所述接口模块连接于外部存储设备与所述控制模块之间，所述接口模块用于将所述外部存储设备中的图像数据传输至所述控制模块；其中，所述图像数据包括至少两帧图像的数据；

4、所述控制模块与所述计算模块连接，所述控制模块用于根据所述图像数据的通道数和传输数据个数确定目标权值地址，并将所述目标权值地址对应的权值和所述图像数据传输至所述计算模块，所述计算模块用于根据所述权值和所述图像数据对两帧图像进行加权融合；其中，所述传输数据个数为所述接口模块每次传输的数据个数，每个图像对应一组通道，每组通道对应一个权值地址。

5、可选地，所述控制模块包括：

6、至少一个权值地址计算单元，所述权值地址计算单元用于将当前数据对应的当前序号和段内偏移量之和，与所述通道数进行比较，得到第一比较结果，并根据前一权值地址、当前数据对应的当前段数与所述第一比较结果得到当前数据对应的当前权值地址，即为所述目标权值地址。

7、可选地，所述控制模块还包括：

8、至少一个序号计算单元，所述序号计算单元与所述权值地址计算单元连接，用于根据前一序号与所述传输数据个数之和，对所述通道数求余数得到当前数据对应的当前序号；或者，在所述通道数小于预设值时，所述序号计算单元用于从预先存储的序号序列获取当前数据对应的当前序号；在所述通道数大于或等于所述预设值时，所述序号计算单元用于将前一序号与所述预设值之和，减去所述通道数与第二比较结果的乘积作为当前序号；其中，所述第二比较结果为前一序号与所述传输数据个数之和，与所述通道数的比较结果；

9、至少一个段数计算单元，所述段数计算单元与所述权值地址计算单元连接，用于根据当前数据在当前轮数据中的位置，除以所述通道数得到当前段数；

10、至少一个段内偏移计算单元，所述段内偏移计算单元与所述权值地址计算单元连接，用于根据当前数据在当前轮数据中的位置，与当前轮数据中历史数据个数的差值得到所述当前数据对应的段内偏移量；其中，所述历史数据个数为所述通道数与所述当前段数的乘积。

11、可选地，所述序号计算单元包括：

12、序号存储器，用于存储所述通道数小于预设值时的序号序列；

13、计数器，用于每传输一次数据进行一次计数，并得到计数值；

14、第一选择器，分别与所述序号存储器和所述计数器电连接，用于根据所述计数值和所述序号序列输出当前数据对应的第一序号；

15、序号寄存器，用于存储前一序号；

16、序号加法器，所述序号加法器的第一输入端与所述序号寄存器电连接，所述序号加法器的第二输入端接入所述预设值，所述序号加法器用于计算所述前一序号与所述预设值之和，得到第一求和值；

17、序号比较器，所述序号比较器的第一输入端与所述序号加法器的输出端电连接，所述序号比较器的第二输入端接入所述通道数，用于将所述第一求和值与所述通道数进行比较，并输出第二比较结果；

18、序号减法器，所述序号减法器的第一输入端与所述序号加法器的输出端电连接，所述序号减法器的第二输入端接入所述通道数，用于计算所述第一求和值与所述通道数的第一差值；

19、第二选择器，分别与所述序号加法器、所述序号减法器、所述序号比较器与所述序号寄存器电连接，用于根据所述第二比较结果输出所述第一求和值或所述第一差值作为第二序号，并将所述第二序号传输至所述序号寄存器；

20、第三选择器，接入所述通道数，并分别与所述第一选择器和所述第二选择器连接，用于根据所述通道数与所述预设值的比较结果，将所述第一序号或所述第二序号作为当前序号输出；

21、和/或，所述权值地址计算单元包括：

22、第一地址加法器，所述第一地址加法器的输入端分别接入所述当前序号与所述段内偏移量，用于计算所述当前序号与所述段内偏移量的第二求和值；

23、地址比较器，所述地址比较器的第一输入端接入所述通道数，所述地址比较器的第二输入端与所述第一地址加法器的输出端电连接，用于对所述第二求和值与所述通道数进行比较，并输出所述第一比较结果；

24、第二地址加法器，所述第二地址加法器的第一输入端接入所述当前段数，所述第二地址加法器的第二输入端与所述地址比较器的输出端电连接，用于将所述当前段数与所述第一比较结果相加，得到第三求和值；

25、第三地址加法器，所述第三地址加法器的第一输入端接入前一权值地址，所述第三地址加法器的第二输入端与所述第二地址加法器的输出端电连接，用于将所述第三求和值与所述前一权值地址相加，得到当前权值地址。

26、可选地，所述图像数据包括第一图像数据和第二图像数据；所述计算模块包括：

27、取反器，与所述控制模块连接，用于将所述控制模块输出的权值取反；

28、第四选择器，所述第四选择器的第一输入端接入数值1，所述第四选择器的第二输入端与所述取反器的输出端电连接，用于输出1或取反后的权值；

29、第一计算乘法器，所述第一计算乘法器的输入端分别与所述第四选择器的输出端和所述取反器的输出端电连接，用于计算所述第四选择器的输出值与取反后的权值的第一权值乘积；

30、第二计算乘法器，所述第二计算乘法器的输入端分别与所述第一计算乘法器的输出端和所述控制模块连接，用于将所述第一图像数据与所述第一权值乘积相乘，得到第一加权结果；

31、第五选择器，所述第五选择器的第一输入端接入数值1，所述第五选择器的第二输入端与所述控制模块连接，用于输出1或所述权值；

32、第三计算乘法器，所述第三计算乘法器的输入端分别与所述第五选择器的输出端和所述控制模块连接，用于根据所述第五选择器的输出值与所述权值得到第二权值乘积；

33、第四计算乘法器，所述第四计算乘法器的输入端分别与所述第三计算乘法器的输出端和所述控制模块连接，用于将所述第二图像数据与所述第二权值乘积相乘，得到第二加权结果；

34、计算加法器，所述计算加法器的输入端分别与所述第二计算乘法器的输出端和所述第四计算乘法器的输出端电连接，用于将所述第一加权结果与所述第二加权结果相加，以对两帧图像进行加权融合。

35、可选地，所述图像数据包括第一图像数据和第二图像数据；所述控制模块包括：

36、第一fifo寄存器，与所述接口模块连接，用于接收所述接口模块传输的第一图像数据；

37、第二fifo寄存器，与所述接口模块连接，用于接收所述接口模块传输的第二图像数据；

38、第三fifo寄存器，与所述接口模块连接，用于接收所述接口模块传输的权值数据；

39、fifo控制器，分别与所述第一fifo寄存器、所述第二fifo寄存器、所述第三fifo寄存器与所述计算模块连接，用于将所述第一fifo寄存器的第一图像数据和所述第二fifo寄存器的第二图像数据传输至所述计算模块，还用于根据所述通道数和所述传输数据个数确定权值地址，并将所述权值地址对应的权值传输至所述计算模块，所述计算模块用于根据所述权值对所述第一图像数据和所述第二图像数据加权融合，得到融合数据；

40、第四fifo寄存器，连接于所述接口模块与所述fifo控制器之间，用于将所述fifo控制器发出的融合数据传输至所述接口模块。

41、可选地，所述控制模块还包括：

42、选择单元，分别与所述第三fifo寄存器、所述权值地址计算单元和所述计算模块连接，用于接收所述第三fifo寄存器的所有权值，并将所述当前权值地址对应的当前权值传输至所述计算模块。

43、可选地，所述控制模块还包括：

44、配置模块，分别与所述控制模块和所述计算模块连接，所述配置模块用于根据外部控制器中的配置数据对所述控制模块和所述计算模块进行配置。

45、可选地，所述配置模块包括：接口单元、配置寄存器和时钟单元；

46、所述接口单元连接于所述外部控制器与所述配置寄存器之间，所述接口单元用于将所述外部控制器的配置数据发送至所述配置寄存器；

47、所述时钟单元的第一端与所述配置寄存器连接，所述时钟单元的第二端分别与所述控制模块和所述计算模块连接，所述时钟单元用于将所述配置数据配置到所述控制模块和所述计算模块。

48、根据本发明的另一方面，提供了一种图像加权融合方法，由本发明任一实施例所述的图像加权融合装置实现，所述装置包括：接口模块、控制模块和至少一个计算模块；所述接口模块连接于外部存储设备与所述控制模块之间，所述控制模块与所述计算模块连接；所述方法包括：

49、所述控制模块通过接口模块接收所述外部存储设备中的图像数据；其中，所述图像数据包括至少两帧图像的数据；

50、所述控制模块根据所述图像数据的通道数和传输数据个数确定目标权值地址，并将所述目标权值地址对应的权值和所述图像数据传输至所述计算模块；其中，所述传输数据个数为所述接口模块每次传输的数据个数，每个图像对应一组通道，每组通道对应一个权值地址；

51、所述计算模块根据所述权值和所述图像数据对两帧图像进行加权融合。

52、本发明实施例的技术方案，图像加权融合装置包括接口模块、控制模块和计算模块，接口模块可以一次传输多个数据，实现多个数据的并行传输，便于实现多路并行计算，计算模块通过逻辑计算器件对图像数据和权值的加权融合。如此，无需通过中央处理器cpu进行加权融合，有利于降低功耗，并且可以一次并行计算多个数据，有利于提高计算效率。并且，控制模块根据图像数据的通道数和传输数据个数确定目标权值地址，使得每一帧图像数据对应一个权值，并且可以适用于任意通道数的图像数据的加权融合，有利于提升加权融合的适用性。

53、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。