攝像頭數(shù)據(jù)直接傳給gpu處理的設計方法，這技術領域是屬于計算機、人工智能和機器人視覺處理技術領域，主要的技術是把攝像頭的數(shù)據(jù)直接傳遞給gpu，而不是把數(shù)據(jù)傳遞給內(nèi)存，然后通過cpu處理，傳遞給gpu進行計算，把攝像頭的數(shù)據(jù)直接傳遞給gpu大大的提高了對攝像頭數(shù)據(jù)的處理速度，對以后的智能視頻圖像處理，人工智能的發(fā)展，機器人的發(fā)展等等領域，會產(chǎn)生巨大作用。

背景技術：

現(xiàn)在的攝像頭一般的連接方法有usb，并口連接，csi連接，usb接口攝像頭的工作原理大致為：景物通過鏡頭(lens)生成的光學圖像投射到圖像傳感器表面上，然后轉為電信號，經(jīng)過a/d(模數(shù)轉換)轉換后變?yōu)閿?shù)字圖像信號，再送到數(shù)字信號處理芯片(dsp)中加工處理，再通過usb接口傳輸?shù)诫娔X的接口緩存，然后傳給內(nèi)存，再顯示到顯示屏上，這樣的設計存在著2大缺點，1.這樣的設計只能進行2根線傳輸數(shù)據(jù)，速度比較慢，2.數(shù)據(jù)要經(jīng)過緩存和內(nèi)存，速度比較慢，這樣的數(shù)據(jù)一般不需要gpu加速作為一般視頻使用，如果要通過gpu進行處理，那么就要把內(nèi)存的數(shù)據(jù)倒入顯存，然后寫入線程的寄存器，這樣十分麻煩，并且接口的速度更加的慢了，csi接口的設計，大大的提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰?，也可以進行多路傳輸，但這樣的傳輸路徑一般是攝像頭傳出差分數(shù)據(jù)，然后通過csi接口把數(shù)據(jù)傳給soc上的微分電路，然后通過ad轉換，把模擬信號轉變成數(shù)字信號，再存入寄存器，然后把這些數(shù)據(jù)傳給isp進行處理，再傳給內(nèi)存，再把內(nèi)存的數(shù)據(jù)傳給顯存，然后進行運算，雖然這樣的方法處理的速度相對比較快，而且經(jīng)過isp處理后圖片的效果也可以，可是要把這樣的設計用于更高層次的智能設備，就顯得十分差勁了，1它要多次的調(diào)用存儲器，2.根本沒有辦法直接把gpu寄存器的數(shù)據(jù)直接轉到isp里，因此有了本發(fā)明的設計方法。

技術實現(xiàn)要素：

由于人工智能和機器人的快速發(fā)展，要求處理的信息速度要求越來越快，這樣對攝像頭提出更高的要求，因為攝像頭如同人的眼睛，人對外部的信息傳入，有大于百分之八十來自眼睛的輸入，因此攝像頭對人工智能和機器人十分重要，當然要設計處理圖片的速度越快越好，因此產(chǎn)生了本發(fā)明，攝像頭數(shù)據(jù)直接傳給gpu處理的設計方法，其特征是，把攝像頭的每一個像素的電壓掃描出來，然后直接通過ad轉換，把它們變成數(shù)字數(shù)據(jù)，這其中對像素的讀出有很多方法，最重要的是分塊讀出，就是最大限度的設計ad轉換器的個數(shù)，每個ad轉換器平均管多少個像素，這樣最快速度的把總像素讀完，然后把ad轉換后的數(shù)據(jù)，通過2種方法直接傳遞給gpu的寄存器，一種方法是直接傳遞給gpu的寄存器，另一種方法是把ad轉換的數(shù)據(jù)先傳給isp，然后經(jīng)過isp處理，把處理后的數(shù)據(jù)直接傳遞給gpu，這樣的設計就是把數(shù)據(jù)不經(jīng)過計算機的內(nèi)存，也不經(jīng)過gpu的顯存，由于攝像頭的像素越來越大，因此數(shù)據(jù)越來越大，并且處理的方法十分簡單，因此不需要通過內(nèi)存調(diào)用，直接用gpu處理十分合適，并且人工智能或機器人對外部信息的識別，主要還是通過各種各樣的攝像頭，因此提高攝像頭的處理能力是十分關鍵的，其中包括這樣的技術，把ad轉換后的數(shù)據(jù)直接傳給gpu，讓gpu快速的處理數(shù)據(jù)，gpu把處理好的數(shù)據(jù)直接加以使用，并直接把處理后的這些數(shù)據(jù)加以利用或保存，另一種使用方法把數(shù)據(jù)直接傳給gpu寄存器并設置各種特定信息的閾值，如果這時gpu處理的的數(shù)據(jù)的變化率大于這些閾值數(shù)值時，需要對這些數(shù)據(jù)進行預處理，就讓數(shù)據(jù)先傳遞給isp，讓isp處理數(shù)據(jù)，然后傳給gpu再處理，處理完后把需要保存的數(shù)據(jù)保存起來，再一種處理的方法是把ad轉換的數(shù)據(jù)輸入isp，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理以后，把數(shù)據(jù)從isp傳給gpu寄存器，經(jīng)過gpu處理后，直接使用或保存起來再用，上面這幾種方法根據(jù)程序和數(shù)據(jù)的特性智能的進行選擇，并且把不同方法的數(shù)據(jù)進行比較運算，得到想要的數(shù)據(jù)，進行最有效的處理數(shù)據(jù)。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有的設計方法，1.2代表攝像頭，當然不一定只有2個，可以根據(jù)設計需求安裝多少個，3代表scl，4代表sda，5代表i2c，6代表host接口器，7代表攝像頭連接交換器，8代表ad轉換，這里也要根據(jù)設計要求設計多個ad轉換器，9代表視頻輸入設備，10代表isp1，11代表isp2，這也可以設計多個isp，12代表內(nèi)存，13代表cpu，14代表顯存，15.16代表顯存，這里有很多的顯存，因為畫不下只能畫2個代表，17.18.19.20代表寄存器，這里有很多的寄存器，因為畫不下只能畫2個代表，21.22.23.24代表處理單元，也就是核，這里有很多的處理單元，因為畫不下只能畫2個代表，圖2是攝像頭數(shù)據(jù)直接傳給gpu處理設計方法的結構圖，1.2代表攝像頭，當然不一定只有2個，可以根據(jù)設計需求安裝多少個，3代表scl，4代表sda，5代表i2c，6代表host接口器，7代表攝像頭連接交換器，8代表ad轉換，這里也要根據(jù)設計要求設計多個ad轉換器，9代表視頻輸入設備，10代表isp1，11代表isp2，這也可以設計多個isp，12代表內(nèi)存，13代表cpu，14代表顯存，15.16代表顯存，這里有很多的顯存，因為畫不下只能畫2個代表，17.18.19.20代表寄存器，這里有很多的寄存器，因為畫不下只能畫2個代表，21.22.23.24代表處理單元，也就是核，這里有很多的處理單元，因為畫不下只能畫2個代表，25代表直接把ad轉換后的數(shù)據(jù)直接傳遞給gpu的寄存器，26.27代表isp和gpu寄存器的數(shù)據(jù)直接交換。

實施方案

打開計算機，攝像頭就輸入電源，進行寄存器設計，給攝像頭設定頻率，這樣攝像頭就可以把數(shù)據(jù)讀出來，這讀數(shù)據(jù)的設計有很多種，當然設計的方法是讓數(shù)據(jù)進行分塊讀出，這樣有利于多個ad轉換器同時進行轉換，十分有利于后期對數(shù)據(jù)進行粗細度的處理，這樣十分有利于快速，細致的，正確的處理數(shù)據(jù)，然后把ad轉換的數(shù)據(jù)直接輸入gpu的寄存器，進行對原始數(shù)據(jù)進行運算，這樣的好處是十分快，如果這時處理的數(shù)據(jù)沒有達到設定的要求，那么就把數(shù)據(jù)先傳給isp處理，然后再傳給gpu處理，或者可以先直接進行gpu處理，對有用的數(shù)據(jù)進行保存，那么就把處理過的數(shù)據(jù)存入內(nèi)存，然后通過isp處理再保存，或再調(diào)到gpu里進行處理，這樣就十分快的處理好數(shù)據(jù)，使處理的速度達到最快，或者先進行isp處理，再gpu處理，上面這幾種方法根據(jù)程序和數(shù)據(jù)的特性智能的進行選擇，進行最有效的處理數(shù)據(jù)。

技術特征：

技術總結
攝像頭數(shù)據(jù)直接傳給GPU處理的設計方法，這技術領域是屬于計算機、人工智能和機器人視覺處理技術領域，主要的技術是把攝像頭的數(shù)據(jù)直接傳遞給GPU，而不是把數(shù)據(jù)傳遞給內(nèi)存，然后通過CPU處理，傳遞給GPU進行計算，把攝像頭的數(shù)據(jù)直接傳遞給GPU大大的提高了對攝像頭數(shù)據(jù)的處理速度，對以后的智能視頻圖像處理，人工智能的發(fā)展，機器人的發(fā)展等等領域，會產(chǎn)生巨大作用。

技術研發(fā)人員：胡明建
受保護的技術使用者：胡明建
技術研發(fā)日：2017.04.26
技術公布日：2017.08.18