[发明专利]一种分布式架构的图像处理系统

说明书

本发明公开了一种分布式架构的图像处理系统，包括核心控制器、多个嵌入式GPU；所述核心控制器包括并行的地址通道、图像通道和结果通道；所述地址通道用于接收远程控制设备发送的配置参数；所述图像通道用于接收待处理的图像数据并进行解码，根据解码得到的目标设备掩码将所述图像数据分发到对应的嵌入式GPU，由多个所述嵌入式GPU执行并行数据处理；所述结果通道用于接收所述嵌入式GPU对图像数据的处理结果并输出；本发明基于FPGA核心控制板和多个嵌入式GPU的架构，不仅大大提高了图像处理速度，而且实现了系统的结构简单化、高度集成化、系统小型化，增强了系统的使用灵活性，满足大尺寸、高分辨率显示面板的测试需求。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，更具体地，涉及一种分布式架构的图像处理系统。

背景技术

随着LCD和OLED的显示行业的发展，针对LCD和OLED屏幕的自动光学检测（Automated Optical Inspection，AOI）的图像处理系统得到越来也广泛的应用。但是随着面板厂商向大尺寸、高分辨率显示面板进阶，检测所需要的相机分辨率、相机数量、数据计算量越来越高，对AOI系统的检测能力、系统复杂度都提出了更高的要求；AOI系统既要有采集图像功能部分，又需要快速的图像处理计算功能，造成整个图像处理系统结构复杂。

现有AOI的光学图像处理系统通常由多个功能模块组合而成，包括基于FPGA的系统控制平台、基于FPGA的图像采集单元以及用于图像计算单元的多台PC；整套系统由多个分离的单元组成。该系统架构存在以下缺点：

（1）PC的计算处理能力有限，响应速度慢，并且采用多台PC导致系统体积大；

（2）系统结构复杂，例如针对不同的分辨率的屏幕，需要配置不同的采像单元；

（3）分离组成的系统架构，使用和功能灵活性低。

发明内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种分布式架构的图像处理系统，基于核心控制器的并行控制实现图像数据在图像采集器和多个嵌入式GPU之间的数据交换以及协调处理；在此基础上，利用分布式架构的嵌入式GPU对图像数据的并行处理，大大提高了图像处理速度，满足大尺寸、高分辨率显示面板的测试需求。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了分布式架构的图像处理系统，该系统包括核心控制器、多个嵌入式GPU；

所述核心控制器包括并行的地址通道、图像通道和结果通道；所述地址通道、图像通道和结果通道中的每一个均包含由多个耦合的通道单元形成的指令处理的流水线结构；

所述地址通道中的每个所述通道单元用于接收远程控制设备发送的配置参数；

所述图像通道中的每个所述通道单元用于接收待处理的图像数据并进行解码，根据所述配置参数将解码后的图像数据分发到对应的嵌入式GPU，由各所述嵌入式GPU执行并行数据处理；所述配置参数为远程控制设备根据所述图像数据的计算量确定的用来处理该图像数据的一个或多个嵌入式GPU对应的目标设备掩码；

所述结果通道中的每个所述通道单元用于接收所述嵌入式GPU对图像数据的处理结果并输出。

优选的，上述图像处理系统，多个所述嵌入式GPU之间通过Nvlink总线彼此互联，所述核心控制器将互联的多个嵌入式GPU虚拟化为一个整体GPU以实现多个嵌入式GPU之间的显存共享，并控制图像数据在多个嵌入式GPU之间进行均衡分配。

优选的，上述图像处理系统，其核心控制器还用于对与其通信的各设备进行地址编码；核心控制器根据编码后的设备地址将图像数据分发到对应的嵌入式GPU或远程控制设备，或将处理结果输出至对应的远程控制设备。

优选的，上述图像处理系统，其核心控制器为包含FPGA控制芯片的核心板卡，所述核心板卡上扩展有多路光纤接口和PCIE信号接口。