基于FPGA的图像采集储存处理方法与流程

本发明涉及图像采集处理，具体涉及基于fpga的图像采集储存处理方法。

背景技术：

1、 fpga是一种可重新配置的集成电路，通过编程可以实现特定的数字逻辑储存功能，fpga具有并行处理能力和高度灵活性，常适合用于图像储存处理领域，随着fpga技术在图像储存处理领域的不断发展和成熟，使其fpga的图像采集储存处理技术能够具有足够的灵活性和可重构性，从而，基于fpga的图像采集储存处理方法应运而生。

2、但是当前技术缺乏有效的资源过剩和不足评估机制，可能导致系统中部分资源被浪费或者无法充分利用，很显然这种图像采集储存处理方法至少具有以下方面问题：1、当前技术中的图像采集储存处理方法缺乏有效的资源过剩和不足评估机制，导致系统中部分资源被浪费或者无法充分利用，这可能会导致系统性能下降，无法满足实时性和高性能的需求，同时，在图像采集储存处理过程中，不同的储存单元或任务对逻辑资源的需求可能存在差异，当前的方法往往无法准确评估和分析逻辑资源的使用情况，导致资源分配不均衡，一些储存单元可能过剩而其他储存单元可能不足，导致资源利用效率低下、资源不均衡。

3、 2、当前技术中的图像采集储存处理往往缺乏动态调整的能力，无法根据实际需求和资源情况进行实时的资源分配和调度，这可能导致系统无法适应不同的工作负载和变化的环境需求，同时，对于实时性要求较高的应用场景，如果系统无法根据实际需求和资源情况进行实时调整，可能无法满足实时图像处理的要求，这会导致图像采集储存处理的时效性降低，影响系统的实时反馈能力。

技术实现思路

1、[针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供基于fpga的图像采集储存处理方法。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：本发明提供基于fpga的图像采集储存处理方法，包括：步骤一、逻辑资源使用数据的获取：通过摄像头采集到各光学信号，并将摄像头采集到各光学信号转为各数字信号，从而将各数字信号储存到目标系统各储存单元中，进而获取目标系统中各储存单元对应的逻辑资源使用数据，逻辑资源使用数据包括计算复杂度、逻辑单元使用率、乘法器使用量和各约束集对应的文件数量。

3、步骤二、逻辑资源使用情况的判断：根据目标系统中各储存单元对应的逻辑资源使用数据，分析得到目标系统中各储存单元对应的逻辑资源使用评估系数，并判断目标系统中各储存单元的逻辑资源使用情况，并将目标系统中逻辑资源使用过剩的各储存单元记为各资源过剩单元，将目标系统中逻辑资源使用不足的各储存单元记为各资源不足单元。

4、步骤三、资源评估系数的获取：获取各资源过剩单元对应的过剩应用数据，过剩应用数据包括资源利用率和资源闲置时长，分析得到各资源过剩单元对应的资源过剩评估系数，获取各资源不足单元对应的不足应用数据，不足应用数据包括资源占用率和吞吐量，分析得到各资源不足单元对应的资源不足评估系数。

5、步骤四、最佳共享单元的分析：根据各资源过剩单元对应的资源过剩评估系数和各资源不足单元对应的资源不足评估系数，进而分析各资源不足单元对应的最佳共享资源过剩单元，并将各资源不足单元与对应的最佳共享资源过剩单元进行资源共享。

6、步骤五、容错检测的分析：当各资源不足单元与对应的最佳共享资源过剩单元进行资源共享，从而对资源共享后的各储存单元进行检测，进而获取资源共享后的各储存单元对应的容错数据，分析得到资源共享后的各储存单元对应的容错评估系数，并判断资源共享后的各储存单元是否运行稳定。

7、优选地，所述分析得到目标系统中各储存单元对应的逻辑资源使用评估系数，具体分析过程如下：将目标系统中各储存单元对应的计算复杂度、逻辑单元使用率、乘法器使用量和各约束集对应的文件数量分别记为、、和，其中，表示各储存单元对应的编号，，表示各约束集对应的编号，，n为大于2的任意整数，u为大于2的任意整数，代入计算公式中，得到目标系统中各储存单元对应的逻辑资源使用评估系数，其中，、、、分别为设定的单元对应的标准计算复杂度、标准逻辑单元使用率、标准乘法器使用量、约束集对应的标准文件数量，、、、分别为设定的单元计算复杂度对应的权重因子、单元逻辑单元使用率对应的权重因子、单元乘法器使用量对应的权重因子、约束集文件数量对应的权重因子。

8、优选地，所述判断目标系统中各储存单元的逻辑资源使用情况，具体判断过程如下：将目标系统中各储存单元对应的逻辑资源使用评估系数与设定的标准单元对应的逻辑资源使用评估系数进行对比，若目标系统中某单元对应的逻辑资源使用评估系数大于或者等于设定的标准单元对应的逻辑资源使用评估系数，则判定目标系统中该单元的逻辑资源使用不足，若目标系统中某单元对应的逻辑资源使用评估系数小于设定的标准单元对应的逻辑资源使用评估系数，则判定目标系统中该单元的逻辑资源使用过剩，以此方式判断目标系统中各储存单元的逻辑资源使用情况。

9、优选地，所述分析得到各资源过剩单元对应的资源过剩评估系数，具体分析过程如下：将各资源过剩单元对应的资源利用率和资源闲置时长分别记为和，其中，表示各资源过剩单元对应的编号，，m为大于2的任意整数，代入计算公式中，得到各资源过剩单元对应的资源过剩评估系数，其中，、分别为设定的资源过剩单元对应的标准资源利用率、标准资源闲置时长，、分别为设定的资源过剩单元资源利用率对应的权重因子、资源过剩单元资源闲置时长对应的权重因子。

10、优选地，所述分析得到各资源不足单元对应的资源不足评估系数，具体分析过程如下：将各资源不足单元对应的资源占用率和吞吐量分别记为和，其中，表示各资源不足单元对应的编号，，b为大于2的任意整数，代入计算公式中，得到各资源不足单元对应的资源不足评估系数，其中，、分别为设定的资源不足单元对应的标准资源占用率、标准吞吐量，、分别为设定的资源不足单元资源占用率对应的权重因子、资源不足单元吞吐量对应的权重因子。

11、优选地，所述分析各资源不足单元对应的最佳共享资源过剩单元，具体分析过程如下：a1、将各资源过剩单元对应的资源过剩评估系数和各资源不足单元对应的资源不足评估系数进行差值计算，进而得到各资源过剩单元对应的资源过剩评估系数和各资源不足单元对应的资源不足评估系数的差值。

12、a2、将各资源过剩单元对应的资源过剩评估系数和各资源不足单元对应的资源不足评估系数的差值按照从小到大的顺序进行排列，若某资源过剩单元对应的资源过剩评估系数和某资源不足单元对应的资源不足评估系数的差值最大，则将该差值最大对应的该资源过剩单元作为该资源不足单元的最佳共享资源过剩单元，以此方式分析各资源不足单元对应的最佳共享资源过剩单元。

13、优选地，所述容错数据包括故障率、故障恢复时长和影响范围。

14、优选地，所述分析得到资源共享后的各储存单元对应的容错评估系数，具体分析过程如下：将资源共享后的各储存单元对应的故障率、故障恢复时长和影响范围分别记为、和，其中，表示各储存单元对应的编号，，n为大于2的任意整数，代入计算公式中，得到资源共享后的各储存单元对应的容错评估系数，其中，、、分别为设定的资源共享后的储存单元对应的标准故障率、标准故障恢复时长、标准影响范围，、、分别为设定的资源共享后的储存单元故障率对应的权重因子、故障恢复时长对应的权重因子、影响范围对应的权重因子。

15、优选地，所述判断资源共享后的各储存单元是否运行稳定，具体判断过程如下：将资源共享后的各储存单元对应的容错评估系数与设定的标准资源共享后的储存单元对应的容错评估系数进行对比，若资源共享后的某储存单元对应的容错评估系数小于设定的标准资源共享后的储存单元对应的容错评估系数，则判定资源共享后的该储存单元运行不稳定，若资源共享后的某储存单元对应的容错评估系数大于或者等于设定的标准资源共享后的储存单元对应的容错评估系数，则判定资源共享后的该储存单元运行稳定，以此方式判断资源共享后的各储存单元是否运行稳定。

16、本发明的有益效果在于：1、本发明提供基于fpga的图像采集储存处理方法，通过优化逻辑资源使用、评估资源过剩和不足情况、最佳共享资源分配，节约资源成本，并提供灵活的系统配置，从而有效提高系统效率和性能，降低成本，增强系统灵活性，这些优点使得该方法在图像储存处理领域具有广泛的应用前景。

17、2、本发明实施例，通过获取实时的逻辑资源使用数据，并根据评估系数进行资源分析和判断，实现了对图像采集处理方法的动态调整能力，同时，通过资源共享和资源分配优化，有效利用了fpga的并行处理能力和高速数据处理能力，提高了系统的处理效率和性能，系统可以更好地适应不同的图像处理任务和应用场景，提供更快速、准确的图像采集处理结果。

18、3、本发明实施例，通过获取的资源过剩评估系数和资源不足评估系数，能够准确评估目标系统中各储存单元的资源情况，有助于及时发现和解决资源过剩和不足的问题。

19、4、本发明实施例，通过容错评估系数的计算，可以全面评估资源共享后的各储存单元的容错能力。这有助于识别哪些储存单元在资源共享后表现稳定，哪些储存单元可能存在潜在的容错问题，可以帮助系统管理员和运维人员优化资源配置。可以根据容错评估系数的结果，对资源共享后的各储存单元进行调整，以实现更合理的资源分配和提高系统整体的稳定性。