[发明专利]一种GPU图像处理卷积过滤的实现方法

说明书

本发明涉及计算机图形学技术领域，尤其涉及一种GPU图像处理卷积过滤的实现方法，卷积是一种像素过滤器，用像素本身以及邻近像素的加权平均值来替换这个像素。本发明提供了一种GPU图像处理卷积过滤的实现方法，该方法包括如下步骤：1)加载卷积核：2)卷积参数初始化：3)卷积数据存储：4)卷积过滤计算：5)余行卷积过滤。本发明解决了GPU图像处理卷积过滤的问题，包括在有限的DDR存储，和不同的卷积模式情况下，原始数据存储与卷积操作时取数据的计算地址的策略，输出行数的统一，以及最后由于非缩减模式卷积模式导致遗留卷积核高度/2的余行处理，实现了GPU的卷积核加载、像素数据与卷积核算子的卷积过滤功能。

技术领域

本发明属于计算机图形学技术领域，涉及一种GPU图像处理卷积过滤的实现方法。

背景技术

在图形处理器芯片(下简称GPU)设计中，卷积过滤是图像处理中一个重要功能，OpenGL API定义了加载卷积核的函数，包括glConvolutionFilter*D()、glCopyConvolutionFilter*D()、glSeparableFilter2D()，卷积核是卷积计算的算子。OpenGL API定义的glTexImage*D、glTexSubImage*D、glCopyTexImage*D、glCopyTexSubImage*D、glDrawPixels、glCopyPixels,glReadPixels是在卷积使能的情况下会进行卷积计算的函数。OpenGL API还定义了三种卷积模式，这些都是必须要支持的功能。卷积过滤计算的因子包括了卷积核算子、纹理或者像素矩形的原始像素数据。如何在有限的DDR存储，和不同的卷积模式情况下，将原始数据存储与卷积操作时取数据的地址配合正确，并且输出行数的统一，以及最后由于非缩减模式卷积模式导致遗留的余行数据未处理，这都是需要解决的技术问题。

发明内容

本发明目的是提供一种GPU图像处理卷积过滤的实现方法。

本发明的技术解决方案是：

提供了一种GPU图像处理卷积过滤的实现方法，该方法包括如下步骤：

1)加载卷积核：

2)卷积参数初始化：

3)卷积数据存储：

4)卷积过滤计算：

5)余行卷积过滤。

进一步的，所述步骤1)包括：

1.1)卷积核参数预处理：

首先从加载卷积核命令获取卷积核的像素格式、数据类型、内部格式以及宽高，

然后对像素格式、数据类型以及内部格式进行预处理，根据卷积模式以及卷积核的输入宽高，重置卷积核宽高以及宽高的一半；

1.2)加载卷积算子：

将按照像素格式和数据类型、内部格式对卷积算子进行转换后写入对应卷积目标的卷积核；

如果是分立卷积核，进行矩阵乘后写入分立卷积核；

加载进卷积核的数据就是卷积算子。

进一步的，所述步骤2)包括：

初始化原始像素写DDR的初始地址和DDR已存储数据的行数都为卷积核高度/2，已完成图像处理行数为0；

如果卷积模式是缩减模式，卷积输出图像宽高等于原始宽高减卷积核宽高加1；

如果是非缩减模式，卷积输出图像宽高等于原始输入宽高。

进一步的，所述步骤3)包括：

3.1)存储基址和行数统计：

卷积数据是逐像素输入存储，