一种视频后处理驱动增强系统及图像优化方法与流程

本发明属于图像处理，具体涉及一种视频后处理驱动增强系统及图像优化方法。

背景技术：

1、现在车载行车影像、车辆全景环视、低空航拍无人机、红外探测设备这类嵌入式设备，都会搭载专用vpu视频处理芯片，负责完成前端视频解码、后端画面画质优化；但嵌入式芯片本身有功耗、硬件引脚、底层固定驱动的多重限制。

2、市面上传统vpu驱动功能做得很基础，只能够简单转发视频码流、拷贝像素画面，很难拓展缩放、调色、色域转换这类画质优化功能。

3、公告号为cn121691710a的低功耗高算力视频处理芯片的硬件架构设计方法，该方法通过构建神经处理单元与视频编码器运动补偿单元深度融合的异构计算宏单元，集成张量计算阵列与运动矢量计算阵列，并配置分布式共享静态随机存取存储器组；同时设计专用硬件数据通路，绕过片上网络总线与片外动态随机存取存储器控制器，实现异构计算宏单元和熵编码单元之间的运动矢量数据传输；还设置硬件级任务编排单元，根据视频帧处理任务类型生成配置指令和传输控制时序，并集成嵌入式数据格式重构引擎，将张量特征图数据转换为符合视频编码标准的运动矢量格式数据；该现有技术主要聚焦于视频处理芯片的硬件架构优化，并未针对嵌入式终端vpu视频后处理驱动的功能拓展、可编程性优化等工程问题进行改进，无法解决传统vpu驱动功能单一、难以实现画质优化的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种视频后处理驱动增强系统及图像优化方法，提升图像处理质量以及驱动的可维护性。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种视频后处理驱动增强系统，包括驱动层模块、算法适配模块、配置管理模块以及输出适配模块，所述驱动层模块与嵌入式设备的vpu视频处理芯片底层硬件连接，所述算法适配模块分别与驱动层模块、配置管理模块连接，所述输出适配模块与算法适配模块连接；

3、所述驱动层模块用于构建可配置的驱动接口，实现与vpu视频处理芯片之间的视频数据交互、硬件资源调用，同时接收算法适配模块的控制指令，完成视频数据的读取、转发及处理结果的回传；

4、所述算法适配模块用于集成视频后处理优化算法，算法适配模块内置可配置接口，能够根据配置管理模块的配置指令，对视频后处理优化算法进行灵活切换、参数调整及组合调用；

5、所述配置管理模块用于接收用户输入的配置参数，配置管理模块将配置指令下发至算法适配模块，实现对视频后处理过程的控制；

6、所述输出适配模块用于对算法适配模块处理后的视频数据进行格式转换，将处理后的视频数据输出至对应的显示终端或存储模块。

7、作为本发明的一种优选的技术方案，所述视频后处理优化算法包括色彩空间转换算法、分辨率缩放算法、图像锐化算法、噪声滤波算法、局部动态范围补偿算法。

8、作为本发明的一种优选的技术方案，配置参数包括画质优化等级、色彩模式、分辨率参数、扫描模式转换参数。

9、作为本发明的一种优选的技术方案，视频数据处理结果回传方法如下：驱动层模块从vpu视频处理芯片中实时采集原始视频数据，并将其存储至系统存储装置中；驱动层模块接收算法适配模块的回传指令后，对存储装置中已完成画质优化处理的视频数据进行标记，区分待回传数据与原始数据；驱动层模块根据配置管理模块的预设参数，对标记后的视频数据进行裁切和压缩，得到符合传输要求的视频数据；驱动层模块接收输出适配模块反馈的目标设备网络地址及格式要求，将处理后的视频数据发送至目标设备，并将回传状态反馈给配置管理模块，完成回传。

10、作为本发明的一种优选的技术方案，视频数据进行格式转换的方法如下：读取裁切压缩后的原视频多媒体文件，分离该原多媒体文件的码流数据；对分离后的码流数据进行解码处理；接着按照目标设备要求的待转换格式对解码后的视频数据进行编码；将编码后的多媒体数据打包成符合目标格式的转换文件；完成格式转换后，驱动层模块将该转换文件基于目标设备网络地址发送至目标设备，并将回传状态反馈给配置管理模块，完成回传。

11、作为本发明的一种优选的技术方案，处理后的视频数据输出至对应的显示终端方法如下：输出适配模块获取显示终端的显示规格参数，将参数反馈至驱动层模块，驱动层模块按照该参数对完成裁切、压缩及格式转换后的视频转换文件进行二次适配，确保视频数据与显示终端的显示规格匹配；驱动层模块通过系统硬件连接通道或网络通道，将适配后的视频转换文件发送至对应的显示终端。

12、本发明还公开了一种图像优化方法，具体操作步骤如下：

13、用户向配置管理模块输入画质等级、色彩模式、分辨率、扫描模式配置参数，配置管理模块生成配置指令下发至算法适配模块；

14、驱动层调用vpu底层硬件采集原始视频帧，缓存至系统存储并建立数据索引；

15、算法适配模块根据配置指令切换、调配色彩转换、缩放、锐化、降噪、动态范围补偿算法，逐帧优化原始视频帧，生成优化视频数据；

16、驱动层接收回传指令，标记优化后视频数据，依据预设参数完成画面裁切与码流压缩；

17、输出适配模块同步目标设备格式要求，驱动层分离、解码码流后按目标标准重新编码打包，生成兼容格式文件；

18、输出适配模块采集显示终端规格参数，驱动层对视频文件二次适配后，通过硬件/网络通道推送至显示终端或本地存储；

19、驱动层汇总传输、渲染、存储状态并回传配置管理模块，模块留存优化日志，完成图像优化流程。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

21、可灵活集成色彩转换、缩放、锐化、降噪、动态范围补偿多类画质优化算法，支持算法自由切换、参数自定义与组合调用，大幅拓展底层驱动的视频后处理能力；

22、可自动适配不同显示终端分辨率、色深、格式规范，同时支持本地硬件通道与网络双通道输出，既能实时投屏显示，也可存储归档，设备兼容性更强；

23、用户可实时查看采集、处理、传输、渲染全链路运行状态，便于故障排查与参数迭代，提升整套视频后处理系统的可维护性。

1.一种视频后处理驱动增强系统，其特征在于：包括驱动层模块、算法适配模块、配置管理模块以及输出适配模块，所述驱动层模块与嵌入式设备的vpu视频处理芯片底层硬件连接，所述算法适配模块分别与驱动层模块、配置管理模块连接，所述输出适配模块与算法适配模块连接；

2.根据权利要求1所述的一种视频后处理驱动增强系统，其特征在于：所述视频后处理优化算法包括色彩空间转换算法、分辨率缩放算法、图像锐化算法、噪声滤波算法、局部动态范围补偿算法。

3.根据权利要求1所述的一种视频后处理驱动增强系统，其特征在于：配置参数包括画质优化等级、色彩模式、分辨率参数、扫描模式转换参数。

4.根据权利要求1所述的一种视频后处理驱动增强系统，其特征在于：视频数据处理结果回传方法如下：驱动层模块从vpu视频处理芯片中实时采集原始视频数据，并将其存储至系统存储装置中；驱动层模块接收算法适配模块的回传指令后，对存储装置中已完成画质优化处理的视频数据进行标记，区分待回传数据与原始数据；驱动层模块根据配置管理模块的预设参数，对标记后的视频数据进行裁切和压缩，得到符合传输要求的视频数据；驱动层模块接收输出适配模块反馈的目标设备网络地址及格式要求，将处理后的视频数据发送至目标设备，并将回传状态反馈给配置管理模块，完成回传。

5.根据权利要求1所述的一种视频后处理驱动增强系统，其特征在于：视频数据进行格式转换的方法如下：读取裁切压缩后的原视频多媒体文件，分离该原多媒体文件的码流数据；对分离后的码流数据进行解码处理；接着按照目标设备要求的待转换格式对解码后的视频数据进行编码；将编码后的多媒体数据打包成符合目标格式的转换文件；完成格式转换后，驱动层模块将该转换文件基于目标设备网络地址发送至目标设备，并将回传状态反馈给配置管理模块，完成回传。

6.根据权利要求1所述的一种视频后处理驱动增强系统，其特征在于：处理后的视频数据输出至对应的显示终端方法如下：输出适配模块获取显示终端的显示规格参数，将参数反馈至驱动层模块，驱动层模块按照该参数对完成裁切、压缩及格式转换后的视频转换文件进行二次适配，确保视频数据与显示终端的显示规格匹配；驱动层模块通过系统硬件连接通道或网络通道，将适配后的视频转换文件发送至对应的显示终端。

7.一种图像优化方法，其特征在于：依托如权利要求1-6任意一项所述的视频后处理驱动增强系统实现，具体操作步骤如下：