[发明专利]融合大模板图的模板匹配并行实现方法及装置

摘要

本发明公开了一种融合大模板图的模板匹配并行实现方法及装置，属于归一化相关图像模板匹配领域，其由归一化相关系数计算模块逻辑架构包括模板图灰度值求和，模板图灰度值平方求和，实时图灰度值求和、实时图灰度值平方求和模块和实时图模板图灰度值乘积求和、后续计算、实时图模板图灰度值总和缓冲、实时图灰度值总和缓冲、实时图灰度值平方总和缓冲等模块。通过增加实时图灰度值总和缓冲模块、实时图灰度值平方总和缓冲模块、实时图模板图灰度值乘积总和缓冲模块；同时控制流程中通过比较模板图大小与实现的并行通道数目，分别执行大模板图模式和小模板图模式逻辑控制，使所实现架构不再受限于并行通道数目，提高了资源利用率。

主权项

一种融合大模板图的模板匹配并行实现方法，其特征是：包括以下步骤：A、在外部微处理器输入参数和启动命令系统启动以后进行初始化，并且设置u＝0，v＝0，c＝0，其中u代表当前行，v代表当前列，c代表当前块；判断模板图是否大于所实现的并行处理通道数P，当模板图不大于P时，执行步骤C1～C6小模板图模式工作流程，否则执行步骤B1～B7大模板图模式工作流程；小模板图模式工作流程如下：C1、从外部存储器中读取每一行模板图数据存储到对应的内部模板图数据RAM缓冲块中同时进行模板图灰度值总和模板图灰度值平方总和计算；读取模板图相同行数的实时图数据分别到对应的内部实时图数据RAM缓冲块中，同时计算第0行第0列搜索位置处实时图灰度值总和实时图灰度值平方总和同时分别存储到Acc缓冲、A2cc缓冲中，其中当前行、当前列初始化为u＝0,v＝0，M、N分别代表模块图中的行数和列数；C2、计算当前行第0列模板图实时图灰度值乘积总和同时存储到ABcc缓冲中；从Acc缓冲、A2cc缓冲、ABcc缓冲中同时输出当前行当前列实时图灰度值总和、实时图灰度值平方总和、模板图实时图灰度值乘积总和，同时计算当前行当前列归一化互相关结果；C3、由实时图数据RAM缓冲块数据及当前行第0列搜索位置处实时图灰度值总和、实时图灰度值平方总和，采用一加一减两步操作计算搜索位置当前行第1列的实时图灰度值总和及实时图灰度值平方总和同时存储到Acc缓冲、A2cc缓冲中；C4、由步骤C2到步骤C3相同的方式，依次计算当前行后续各列v归一化相关系数直到所有列计算完成；C5、读入下一行实时图数据存储到数据已经无效的内部实时图RAM缓冲块中，同时计算当前行第0列的实时图灰度值总和实时图灰度值平方总和同时存储到Acc缓冲、A2cc缓冲中；C6、采用步骤C2到步骤C5相同的方式，依次计算出后续各行各列归一化相关系数；大模板图模式工作流程如下：B1、从外部存储器中读取第u+P*c到u+P*c+P‑1行实时图数据到对应的内部RAM缓冲块中，计算第u行第0列搜索处第c块实时图灰度值总和实时图灰度值平方总和同时从Acc(v＝0)、A2cc(v＝0)缓冲当前列位置v读取已经存储起来的前c‑1块的累加值和当前第c块的Acc(u,v,c)、A2cc(u,v,c)相加后存储到Acc、A2cc在V＝0的缓冲对应位置；从外部存储器中读取第P*c到P*c+P‑1行模板图数据到对应的内部RAM缓冲块中，同时利用累加运算进行前c块模板图灰度值总和模板图灰度值平方总和计算；B2、计算当前行第0列第c块模板图实时图灰度值乘积总和从ABcc缓冲当前列位置v读取已经存储起来的前c‑1块的累加值和当前第c块的ABcc(u,v,c)相加后存储到ABcc缓冲对应位置；B3、由实时图数据RAM缓冲块数据及当前行第0列搜索位置处第c块实时图灰度值总和、实时图灰度值平方总和，采用一加一减两步操作计算搜索位置当前行第1列第c块的实时图灰度值总和及实时图灰度值平方总和从Acc缓冲、A2cc缓冲当前列位置v读取已经存储起来的前c‑1块的累加值和当前第c块的Acc(u,v,c)、A2cc(u,v,c)相加后存储到Acc缓冲、A2cc缓冲对应位置；B4、由步骤B2到步骤B3相同的方式，依次计算当前行后续各列v第c块实时图灰度值总和、实时图灰度值平方总和、模板图实时图灰度值乘积总和，从缓冲中读取此前所有块的累加值与新计算结果相加，并且存储到相应的Acc缓冲、A2cc缓冲、ABcc缓冲对应列v位置中；B5、v重新初始化为0，由步骤B2到步骤B4相同的方式，依次计算当前行各列v各块实时图灰度值总和、实时图灰度值平方总和、模板图实时图灰度值乘积总和，从缓冲相应位置读取此前所有块的累加值与新计算结果相加，并且存储到相应的Acc缓冲、A2cc缓冲、ABcc缓冲中，由此得到当前行各列实时图灰度值总和、实时图灰度值平方总和、模板图实时图灰度值乘积总和；B6、由Acc缓冲、A2cc缓冲、ABcc缓冲中依次输出当前行各列实时图灰度值总和、实时图灰度值平方总和、模板图实时图灰度值乘积总和，同时计算当前行各列归一化互相关结果；B7、块序c重新初始化为0，采用步骤B1到步骤B6，依次计算出后续各行各列归一化相关系数。