恭喜西安电子科技大学宋锐获国家专利权
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龙图腾网恭喜西安电子科技大学申请的专利一种光束法平差算法数字图像处理的加速方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114998090B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-23发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210614337.6,技术领域涉及:G06F17/40;该发明授权一种光束法平差算法数字图像处理的加速方法及系统是由宋锐;武川杰;曹锴郎;齐洋磊;侯红雁;李娇娇;李云松设计研发完成,并于2022-06-01向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种光束法平差算法数字图像处理的加速方法及系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种光束法平差算法数字图像处理的加速方法及系统,属于数字图像处理领域,包括步骤:存储输入的观测数据和相机参数;利用数据中三维点所对应相机编号的观测信息,将需要计算的观测数据无差别的分配到每一条计算流水线中,实现基于时间平衡策略的多相机数据提前分类的并行化计算加速;雅可比矩阵的计算包括重投影计算模块单元和元素计算模块单元;按照雅可比矩阵中偏导元素位置,对计算完成的雅可比矩阵数据进行分布式存储;利用观测点的共视信息和观测序号,对海森矩阵的计算进行多并行分块计算加速;利用海森矩阵中矩阵块的稀疏分布性,将计算完成的海森矩阵数据进行分块存储。本发明优化了数字图像处理计算速度与数据读写速度。
本发明授权一种光束法平差算法数字图像处理的加速方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种光束法平差算法数字图像处理的加速方法,其特征在于,包括步骤:准备数据源;雅可比矩阵计算单元加速:通过输入数据缓存传输所述数据源数据到光束法平差算法数字图像处理系统的雅可比矩阵计算单元,在所述雅可比矩阵计算单元设多条观测点计算流水线,用于计算出当前观测点的雅可比矩阵中的元素,且所述观测点计算流水线包括:通过相机参数和三维点坐标进行三维点的重投影计算的流程、利用重投影后的坐标和相机参数进行雅可比矩阵中每个元素计算的流程;还包括利用优化的雅可比矩阵存储结构对雅可比矩阵数据进行存储的步骤:雅可比矩阵存储结构优化:在雅可比矩阵计算单元计算完成的雅可比矩阵元素数据将通过输出数据缓存单元进行分组拼合,待到所有的雅可比矩阵观测点计算流水线单次计算完成后,将结果按照RAM存储的标号进行重排,之后通过多条RAM总线分组并行写入之后的RAM存储阵列中;雅可比矩阵数据经过重排后将被存入雅可比矩阵数据存储阵列中;还包括对光束法平差算法数字图像处理系统的海森矩阵计算单元进行加速的步骤:通过海森矩阵计算单元,并利用分组计算的方法分别计算海森矩阵H中的矩阵块E、矩阵块B和矩阵块C,在海森矩阵计算单元的数据计算完成后,通过海森矩阵存储单元将所计算出的海森矩阵H的数据进行分组分类存储到多个RAM中;利用JP块计算单元进行海森矩阵中E矩阵块的计算,在计算完成之后将E矩阵块的数据通过RAM总线存储到后级的E矩阵存储RAM中;利用多个二叉树计算乘法树结构进行并行计算海森矩阵中的B矩阵块,在计算完成之后将B矩阵块的数据通过RAM总线存储到后级的B矩阵存储RAM中;利用多个JP块计算单元进行并行计算海森矩阵中的C矩阵块,在计算完成之后将C矩阵块的数据通过RAM总线存储到后级的C矩阵存储RAM中;对E矩阵计算单元,B矩阵计算单元,C矩阵计算单元所产生的雅可比矩阵数据需求进行译码,之后通过RAM总线从前级雅可比矩阵存储阵列中进行雅可比矩阵数据的读取;利用三个存储区域进行海森矩阵数据的存储,其中三个存储区域分别是B矩阵数据存储区域、C矩阵数据存储区域和E矩阵数据存储区域;在雅可比矩阵计算单元加速中,包括子步骤:将三维点坐标重投影到相机坐标系中的重投影环节计算,重投影的计算过程中,设置计算三维空间点向相机坐标系重投影后的坐标Pc,以R表示相机外参中的旋转矩阵,以t表示相机外参中的平移向量,以Pw表示真实三维点在世界坐标系下的坐标,则计算Pc的公式表示为:Pc=RPW+t雅可比矩阵中的每个偏导数元素计算环节过程中,设置计算目标函数对相机外参的偏导数F,以Pc=Xc,Yc,ZcT表示三维点重投影后的坐标,以fx和fy表示坐标轴的缩放比例,则计算目标函数对相机外参的偏导数F的公式表示为: 雅可比矩阵中的每个偏导数元素计算环节过程中,设置计算目标函数对三维点的偏导数E,计算目标函数对相机外参的偏导数E的公式表示为:
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