一種電腦顯卡及其圖像處理方法
2023-06-30 17:30:11 2
一種電腦顯卡及其圖像處理方法
【專利摘要】本發明公開了一種電腦顯卡，包括第一過濾模塊、第二過濾模塊、第三過濾模塊，以及分別和第一過濾模塊、第二過濾模塊、第三過濾模塊相連的第一緩衝區、第二緩衝區和第三緩衝區，第一緩衝區和第二緩衝區共同連接至第一GPU，第一GPU和第三緩衝區共同連接至第二GPU，第二GPU連接至第三GPU，第三GPU連接至第四緩衝區。本發明還公開了一種使用上述電腦顯卡進行圖像處理的方法。本發明能夠改進現有技術的不足，通過改進顯卡結構和處理方法，在使用相同硬體的前提下，提高顯卡圖像處理能力。
【專利說明】一種電腦顯卡及其圖像處理方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及圖像處理顯示【技術領域】，尤其是一種電腦顯卡及其圖像處理方法。
【背景技術】
[0002] 隨著技術的發展，電腦對圖像的處理能力快速增強。電腦對圖像處理的核心是電 腦顯卡。為了達到提高電腦顯卡的處理能力的目的，現有技術都是通過增加顯存數量或者 提高顯卡運算速度而實現的。這種一味通過提升硬體性能的方式存在成本增加較多，硬體 技術瓶頸直接影響顯卡處理能力的問題。
【發明內容】
[0003] 本發明要解決的技術問題是提供一種電腦顯卡及其圖像處理方法，能夠解決現有 技術的不足，通過改進顯卡結構和處理方法，在使用相同硬體的前提下，提高顯卡圖像處理 能力。
[0004] 為解決上述技術問題，本發明所採取的技術方案如下。
[0005] -種電腦顯卡，包括第一過濾模塊、第二過濾模塊、第三過濾模塊，以及分別和第 一過濾模塊、第二過濾模塊、第三過濾模塊相連的第一緩衝區、第二緩衝區和第三緩衝區， 第一緩衝區和第二緩衝區共同連接至第一GPU，第一GPU和第三緩衝區共同連接至第二 GPU，第二GPU連接至第三GPU，第三GPU連接至第四緩衝區。
[0006] 作為優選，所述第一緩衝區、第二緩衝區和第三緩衝區的儲存格式相同，均以數據 塊的形式使用堆棧格式儲存，每個數據塊設置有一個特徵標記。
[0007] 作為優選，所述第四緩衝區的儲存格式為矩陣格式，第四緩衝區與第三GPU之間 通過雙向讀寫通路連接。
[0008] -種使用上述電腦顯卡的圖像處理方法，包括以下步驟：
[0009]A、圖像數據依次經過第一過濾模塊、第二過濾模塊和第三過濾模塊，第一過濾模 塊將圖像數據中的結構特徵數據儲存入第一緩衝區，第二過濾模塊將圖像數據中的顏色 特徵數據儲存入第二緩衝區，第三過濾模塊將圖像數據中的渲染特徵數據儲存入第三緩衝 區；
[0010]B、第一GPU將結構特徵數據和顏色特徵數據進行整合處理，形成圖像第一中間 體；
[0011]C、第二GPU將圖像第一中間體與渲染特徵數據進行整個處理，形成圖像第二中間 體；
[0012]D、第三GPU將圖像第二中間體進行均化處理，然後進行邊緣修復處理。
[0013] 作為優選，步驟A中，同一圖像塊的結構特徵數據和顏色特徵數據之間，以及顏色 特徵數據和渲染特徵數據之間設置有唯一的位置坐標聯繫表。
[0014] 作為優選，步驟B中，首先將結構特徵數據進行組合，形成完整的圖像塊；然後將 顏色特徵數據根據位置坐標聯繫表對圖像塊中的結構特徵數據進行替換，每個顏色特徵數 據包的覆蓋範圍大於相對應的結構特徵數據包；最後，將重疊部分的兩個顏色特徵數據的 色度和灰度進行加權平均處理。
[0015] 作為優選，步驟C中，使用渲染特徵數據按照位置坐標聯繫表的標記位置對顏色 特徵數據進行渲染；渲染過程中，首先隨機抽取若干個顏色特徵數據進行渲染，然後以已經 渲染的染色特徵的位置為圓心，向外逐步渲染，直至全部顏色數據渲染完畢。
[0016] 作為優選，步驟D中，對圖像第二中間體進行均化處理的步驟包括，
[0017] D11、對圖像第二中間體按照像素進行逐行掃描，分別設定檢測距離和檢測閾值， 將掃描出的在檢測距離內像素的色度或者灰度大於檢測閾值的位置進行標記；
[0018] D12、將標記的位置上對應的原始的結構特徵數據和顏色特徵數據重新進行提取， 然後根據結構數據特徵確定顏色結構特徵的位置分布，將位置上相鄰的顏色特徵數據包進 行平均化，使用平均化後的顏色特徵數據與結構數據特徵進行整合處理，形成均化第一中 間體；
[0019] D13、使用均化第一中間體與步驟Dll中標記的位置進行加權平均。
[0020] 採用上述技術方案所帶來的有益效果在於：本發明改變了現有技術中對圖像進行 一次性直接處理的模式，通過將圖像數據分為三個部分，並對其進行適當的聯繫，減小了數 據處理過程中的重複運算，提高了處理速度。另外，通過利用三層的數據結構，可以進一步 對圖像的顯示質量進行進一步優化，這種優化由於是基於上述的數據結構，所以增加的運 算量極小，不會給系統帶來額外的運算負擔。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021] 圖1是本發明一個【具體實施方式】中硬體結構的示意圖。
[0022] 圖中：1、第一過濾模塊；2、第二過濾模塊；3、第三過濾模塊；4、第一緩衝區；5、第 二緩衝區；6、第三緩衝區；7、第一GPU;8、第二GPU;9、第三GPU;10、第四緩衝區；11、雙向讀 與通路。
【具體實施方式】
[0023] 本發明中使用到的標準零件均可以從市場上購買，異形件根據說明書的和附圖的 記載均可以進行訂製，各個零件的具體連接方式均採用現有技術中成熟的螺栓、鉚釘、焊 接、粘貼等常規手段，在此不再詳述。
[0024] 參照圖1，本發明一個【具體實施方式】包括第一過濾模塊1、第二過濾模塊2、第三過 濾模塊3,以及分別和第一過濾模塊1、第二過濾模塊2、第三過濾模塊3相連的第一緩衝區 4、第二緩衝區5和第三緩衝區6,第一緩衝區4和第二緩衝區5共同連接至第一GPU7,第一 GPU7和第三緩衝區6共同連接至第二GPU8,第二GPU8連接至第三GPU9,第三GPU9連接至 第四緩衝區10。
[0025] 值得注意的是，所述第一緩衝區4、第二緩衝區5和第三緩衝區6的儲存格式相同， 均以數據塊的形式使用堆棧格式儲存，每個數據塊設置有一個特徵標記。
[0026] 值得注意的是，所述第四緩衝區10的儲存格式為矩陣格式，第四緩衝區10與第三 GPU9之間通過雙向讀寫通路11連接。
[0027] 一種使用上述電腦顯卡的圖像處理方法，包括以下步驟：
[0028] A、圖像數據依次經過第一過濾模塊1、第二過濾模塊2和第三過濾模塊3,第一過 濾模塊1將圖像數據中的結構特徵數據儲存入第一緩衝區4,第二過濾模塊2將圖像數據中 的顏色特徵數據儲存入第二緩衝區5,第三過濾模塊3將圖像數據中的渲染特徵數據儲存 入第三緩衝區6;
[0029] B、第一GPU7將結構特徵數據和顏色特徵數據進行整合處理，形成圖像第一中間 體；
[0030] C、第二GPU8將圖像第一中間體與渲染特徵數據進行整個處理，形成圖像第二中 間體；
[0031] D、第三GPU9將圖像第二中間體進行均化處理，然後進行邊緣修復處理。
[0032] 步驟A中，同一圖像塊的結構特徵數據和顏色特徵數據之間，以及顏色特徵數據 和渲染特徵數據之間設置有唯一的位置坐標聯繫表。
[0033] 步驟B中，首先將結構特徵數據進行組合，形成完整的圖像塊；然後將顏色特徵數 據根據位置坐標聯繫表對圖像塊中的結構特徵數據進行替換，每個顏色特徵數據包的覆蓋 範圍大於相對應的結構特徵數據包；最後，將重疊部分的兩個顏色特徵數據的色度和灰度 進行加權平均處理，其中色度佔70 %的權重，灰度佔30 %的權重。
[0034] 步驟C中，使用渲染特徵數據按照位置坐標聯繫表的標記位置對顏色特徵數據進 行渲染；渲染過程中，首先隨機抽取若干個顏色特徵數據進行渲染，然後以已經渲染的染色 特徵的位置為圓心，向外逐步渲染，直至全部顏色數據渲染完畢。
[0035] 步驟D中，對圖像第二中間體進行均化處理的步驟包括，
[0036] D11、對圖像第二中間體按照像素進行逐行掃描，分別設定檢測距離和檢測閾值， 將掃描出的在檢測距離內像素的色度或者灰度大於檢測閾值的位置進行標記；其中，檢測 距離為10個像素距離，檢測閾值為大小兩個極值的比值為2 : 1;
[0037] D12、將標記的位置上對應的原始的結構特徵數據和顏色特徵數據重新進行提取， 然後根據結構數據特徵確定顏色結構特徵的位置分布，將位置上相鄰的顏色特徵數據包進 行平均化，使用平均化後的顏色特徵數據與結構數據特徵進行整合處理，形成均化第一中 間體；
[0038] D13、使用均化第一中間體與步驟Dll中標記的位置進行加權平均，首先使用1 : 1 的比例進行加權平均，然後再次進行檢測，如果仍然超出檢測閾值，則根據變化趨勢對加權 比例進行調整，重複上述過程，直至結果落入檢測閾值之內。
[0039] 步驟D中，對圖像第二中間體進行邊緣修復處理的步驟包括，
[0040] D21、對圖像邊緣進行採樣處理，每個位於邊緣的結構特徵數據包至少包括一個採 樣點；
[0041] D22、對採樣點的圖像第一中間體和圖像第二中間體的圖像進行讀取，對兩個圖像 點的色度和灰度進行對比，若一致性均大於70%，則標記為正確點，否則標記為錯誤點；
[0042] D23、將正確點進行線性回歸，回歸目標方程為ax2+bx+(cx/x)+d=y，其中參數a、 b、c、d通過線性回歸算法確定。
[0043] D24、使用計算出的線性回歸方程對圖像邊緣進行重新計算，得出最終結果。
[0044] 最終，第四緩衝區10對處理結果進行輸出。
[0045] 將市場上銷售的NVIDIA品牌的GTX650顯卡與採用與GTX650相同硬體封裝而成 的本實施例的顯卡進行對比，對比過程使用同一圖像和同一圖像輸出質量作為標準，兩個 顯卡各進行了 100次試驗，求得的平均處理速度為：
[0046]
【權利要求】
1. 一種電腦顯卡，其特徵在於：包括第一過濾模塊（I)、第二過濾模塊（2)、第三過濾模 塊（3)，以及分別和第一過濾模塊（1)、第二過濾模塊（2)、第三過濾模塊（3)相連的第一緩 衝區（4)、第二緩衝區（5)和第三緩衝區￠)，第一緩衝區（4)和第二緩衝區（5)共同連接 至第一 GPU (7)，第一 GPU (7)和第三緩衝區（6)共同連接至第二GPU (8)，第二GPU (8)連接 至第三GPU(9)，第三GPU(9)連接至第四緩衝區（10)。
2. 根據權利要求1所述的電腦顯卡，其特徵在於：所述第一緩衝區（4)、第二緩衝區 (5)和第三緩衝區￠)的儲存格式相同，均以數據塊的形式使用堆棧格式儲存，每個數據塊 設置有一個特徵標記。
3. 根據權利要求1所述的電腦顯卡，其特徵在於：所述第四緩衝區（10)的儲存格式為 矩陣格式，第四緩衝區（10)與第三GPU(9)之間通過雙向讀寫通路（11)連接。
4. 一種使用上述任意一項中的電腦顯卡的圖像處理方法，其特徵在於包括以下步驟： A、 圖像數據依次經過第一過濾模塊（1)、第二過濾模塊（2)和第三過濾模塊（3)，第一 過濾模塊（1)將圖像數據中的結構特徵數據儲存入第一緩衝區（4)，第二過濾模塊（2)將圖 像數據中的顏色特徵數據儲存入第二緩衝區（5)，第三過濾模塊（3)將圖像數據中的渲染 特徵數據儲存入第三緩衝區（6); B、 第一 GPU(7)將結構特徵數據和顏色特徵數據進行整合處理，形成圖像第一中間體； C、 第二GPU(S)將圖像第一中間體與渲染特徵數據進行整個處理，形成圖像第二中間 體； D、 第三GPU(9)將圖像第二中間體進行均化處理，然後進行邊緣修復處理。
5. 根據權利要求4所述的圖像處理方法，其特徵在於：步驟A中，同一圖像塊的結構特 徵數據和顏色特徵數據之間，以及顏色特徵數據和渲染特徵數據之間設置有唯一的位置坐 標聯繫表。
6. 根據權利要求5所述的圖像處理方法，其特徵在於：步驟B中，首先將結構特徵數據 進行組合，形成完整的圖像塊；然後將顏色特徵數據根據位置坐標聯繫表對圖像塊中的結 構特徵數據進行替換，每個顏色特徵數據包的覆蓋範圍大於相對應的結構特徵數據包；最 後，將重疊部分的兩個顏色特徵數據的色度和灰度進行加權平均處理。
7. 根據權利要求5所述的圖像處理方法，其特徵在於：步驟C中，使用渲染特徵數據按 照位置坐標聯繫表的標記位置對顏色特徵數據進行渲染；渲染過程中，首先隨機抽取若干 個顏色特徵數據進行渲染，然後以已經渲染的染色特徵的位置為圓心，向外逐步渲染，直至 全部顏色數據渲染完畢。
8. 根據權利要求4所述的圖像處理方法，其特徵在於：步驟D中，對圖像第二中間體進 行均化處理的步驟包括， D11、對圖像第二中間體按照像素進行逐行掃描，分別設定檢測距離和檢測閾值，將掃 描出的在檢測距離內像素的色度或者灰度大於檢測閾值的位置進行標記； D12、將標記的位置上對應的原始的結構特徵數據和顏色特徵數據重新進行提取，然 後根據結構數據特徵確定顏色結構特徵的位置分布，將位置上相鄰的顏色特徵數據包進行 平均化，使用平均化後的顏色特徵數據與結構數據特徵進行整合處理，形成均化第一中間 體； D13、使用均化第一中間體與步驟Dll中標記的位置進行加權平均。
【文檔編號】G06T1/20GK104318511SQ201410572961
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月24日 優先權日:2014年10月24日
【發明者】梁小江, 蘇攀, 王雪松, 遊平 申請人:江西創成電子有限公司