[发明专利]一种面向GPU硬件图像处理卷积过滤系统的TLM微结构

权利要求书

1.一种面向GPU硬件图像处理卷积过滤系统的TLM微结构，其特征在于：包括了卷积核加载模块1、参数初始化模块2、卷积数据存储模块3、卷积过滤模块4以及像素收集模块5；

所述卷积核加载模块1用于将加载卷积核命令携带或拷贝的数据按照命令中设置的像素类型、数据格式、内部格式转换后写入卷积核，并且根据卷积模式计算卷积核的宽高及宽高的一半；

所述参数初始化模块2用于初始化原始像素写DDR的初始地址、DDR已存储数据的行数、已完成图像处理行数，并根据卷积模式、原始图像宽高计算卷积过滤后输出图像宽高；

所述卷积数据存储模块3用于将纹理或者像素矩形命令中的像素存储到DDR中，直到存储像素行数满足卷积条件，即达到卷积核的高度；

所述卷积过滤模块4用于计算被卷积数据的取值地址和根据卷积模式进行的边界处理，根据上述计算结果进行被卷积像素的取值，将此值与卷积核加载模块1加载的卷积核算子进行卷积过滤计算，完成一行像素的卷积过滤；

所述像素收集模块5用于收集一行像素卷积完成的计算结果；

所述卷积过滤模块4包括地址计算子模块41、地址边界处理子模块42、像素取值子模块43、卷积计算子模块44；

所述地址计算子模块41用于计算原始像素读取DDR的地址；

所述地址边界处理子模块42用于对上述计算的原始像素地址进行修正或者置边界替换标志位；

所述像素取值子模块43用于根据卷积模式和边界替换标志位判断原始像素是取边框常量颜色还是从上述像素地址进行原始像素的读取；

所述卷积计算子模块44用于根据卷积核加载模块1发送的卷积算子，像素取值子模块43发送的原始像素，进行卷积计算。

2.根据权利要求1所述的一种面向GPU硬件图像处理卷积过滤系统的TLM微结构，其特征在于，所述卷积核加载模块1将收到的加载卷积核命令、卷积模式，经过卷积核参数处理以及加载卷积算子后，将卷积核宽高及宽高的一半通过TLM接口发送给参数初始化模块2，并将卷积算子通过TLM接口发送给卷积过滤模块4。

3.根据权利要求1所述的一种面向GPU硬件图像处理卷积过滤系统的TLM微结构，其特征在于，所述参数初始化模块2将收到的纹理或者像素矩形命令、卷积模式、卷积核加载模块1发送的卷积核宽高及宽高的一半，用于初始化原始像素写DDR的初始地址、DDR已存储数据的行数，然后将原始图像宽高、DDR的初始地址、DDR已存储数行数、原始像素、卷积模式、卷积核宽高及宽高的一半通过TLM接口发送给卷积数据存储模块3。

4.根据权利要求1所述的一种面向GPU硬件图像处理卷积过滤系统的TLM微结构，其特征在于，所述卷积数据存储模块3将收到的参数初始化2发送的原始图像宽高、DDR的初始地址、DDR已存储数行数、原始像素、卷积模式、卷积核宽高及宽高的一半，用于将原始像素存储到DDR中，直到存储像素行数满足卷积条件，开始进行一行像素的卷积过滤计算；

以及在存储完成原始图像的最后一行后，根据卷积模式判断是否还有卷积核高度一半的行数未完成卷积过滤计算，将一行的像素卷积序号、DDR的初始地址、卷积核宽高的一半、像素行号通过TLM接口发送给卷积过滤模块4。

5.根据权利要求1所述的一种面向GPU硬件图像处理卷积过滤系统的TLM微结构，其特征在于，所述卷积过滤模块4将收到的卷积模式、边框常量颜色，卷积核加载模块1发送的卷积算子，卷积数据存储模块3发送的卷积像素序号、DDR的初始地址、卷积核宽高的一半、像素行号，用于读取DDR中的像素或边框常量颜色，将读取的值与卷积核的算子进行卷积过滤计算，将计算结果通过TLM接口发送给像素收集模块5。

6.根据权利要求1所述的一种面向GPU硬件图像处理卷积过滤系统的TLM微结构，其特征在于，所述地址计算子模块41接收到卷积数据存储模块3发送的卷积像素序号、DDR的初始地址，计算原始像素读取DDR的地址，并将原始像素地址发送给地址边界处理子模块42。