[发明专利]可配置实时视差点云计算装置及方法

说明书

本发明提供一种可配置实时视差点云计算装置和方法，包括图像缓存单元、缓存控制器、PE阵列、结果整形模块、最小值搜索模块以及配置解析模块；图像缓存单元用于输出指定窗口大小和滑窗顺序的图像窗口数据；缓存控制器用于控制图像缓存单元输出图像窗口数据，并分发至PE阵列中的PE；PE阵列用于生成指定结构的若干PU，并得到SAD匹配代价计算结果；结果整形模块用于对匹配代价进行数据字段添加；最小值搜索模块用于对匹配代价逐级搜索最小值得到视差值；配置解析模块用于解析接收到的配置信息，生成相应的控制信号分别输入其他模块，可以实现视差点云计算实时进行，匹配参数可配置且无需重构。

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，尤其涉及一种可配置实时视差点云计算装置及方法。

背景技术

立体匹配是双目立体视觉中的关键环节，立体匹配算法根据像素信息相似性来搜索左右图的对应点，从而确定视差。通过对全图的像素点进行对应点搜索，可以生成整张图的视差点云，进而用于测距或三维重建等任务。立体匹配算法可以部署在中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、图形处理器(Graphic Processing Unit，GPU)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)、专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC)等不同的平台上。

CPU和GPU具有较好的可编程性，可以最大程度地适配不同的匹配参数，能够满足不同场景的立体匹配任务，但其实时性差，无法满足高实时性的应用需求；ASIC具有较高的能效与实时性，但其灵活性较差，无法适应不同的匹配参数。FPGA可以有效地加速计算密集型任务，但现有技术只能通过重构来适配不同的匹配参数，重构设计的时间成本较大。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种可配置实时视差点云计算装置和方法。

第一方面，本发明提供一种可配置实时视差点云计算装置，包括：

图像缓存单元、缓存控制器、处理单元PE阵列、结果整形模块、最小值搜索模块以及配置解析模块；

其中，所述图像缓存单元与所述缓存控制器连接，用于在所述缓存控制器的控制下，按照指定窗口大小和滑窗顺序，对缓存的双目图像数据进行整形后输出图像窗口数据至所述缓存控制器；

所述缓存控制器分别与所述配置解析模块和所述PE阵列连接，用于根据所述配置解析模块传递的控制信号，控制所述图像缓存单元输出图像窗口数据，所述图像窗口数据经所述缓存控制器分发至所述PE阵列中的PE；

所述PE阵列分别与所述配置解析模块和所述结果整形模块连接，用于根据所述配置解析模块传递的控制信号，生成指定结构的若干PU，并基于所述指定结构的若干PU对输入的图像窗口数据进行处理，得到SAD匹配代价计算结果输出至所述结果整形模块；

所述结果整形模块分别与所述配置解析模块和所述最小值搜索模块连接，用于根据所述配置解析模块传递的控制信号，对输入的SAD匹配代价计算结果进行字段添加后输出至所述最小值搜索模块；

所述最小值搜索模块与所述配置解析模块连接，用于根据所述配置解析模块传递的控制信号和最小值搜索算法，对输入的SAD匹配代价计算结果逐级搜索最小值，并输出最小匹配代价对应的视差值；

所述配置解析模块用于对接收到的配置信息进行解析，生成相应的控制信号分别输入至所述缓存控制器、所述PE阵列、所述结果整形模块和所述最小值搜索模块。

可选地，所述PE阵列中的PE采用上下左右互联的方式，在垂直方向上进行中间结果的传递，在水平方向上进行操作数及匹配代价的传递。

可选地，所述PE阵列中包括以下类型PE中的一种或多种：