进阶|HDR-ISP支持ROS2以及GPU实时处理啦！

引言

之前我们开源了一份HDR-ISP代码供大家入门学习，但很多后台同学反馈CPU版本是实时性不够、对于相机无法实时处理。没关系，今天Cuda加速、支持ROS2可以实时处理的的HDR-ISP GPU版本来啦！

此次GPU版本开源版本只提供lib供学习测试！加入星球后可以找星主获取资料以及源码，白嫖党、伸手党可以自行走开！

1. 项目描述

1.1 项目特点

一个使用C++编写的、使用GPU加速用于HDR相机的ISP Pipeline

ISP模块使用C风格编写
除仓库文件外，无其它第三方库依赖
可以通过json配置自定义你的pipeline
可以在任意支持C++的嵌入式平台上部署
可以在支持Cuda的PC上运行，同时支持Nvidia Jeston嵌入式设备
支持文件离线处理、支持ROS2实时Online运行
支持通过配置选择ISP Pipeline是在CPU上运行还是GPU上运行

1.2 默认Pipeline

默认Json配置pipeline:

1.3 当前支持的模块

支持的ISP模块列表(CPU and GPU)：

• Raw Domain
  • MipiUnPack: Mipi原始数据转RAW16
  • DePwl: 解压缩数据
  • Dpc: 动态坏点校准
  • Lsc: 镜头阴影校准
  • Blc: 黑电平校准
  • Rns: Raw域降噪
  • WbGain: 白平衡增益
  • Demoasic: 解马赛克
• RGB Domain
  • Ltm: 局部色调映射
  • RgbGamma: rgb伽马曲线
  • Ccm: 色彩校准矩阵
  • Rgb2Yuv: rgb域转yuv域
• YUV Domain
  • YGamma: 灰度伽马曲线
  • Contrast: 对比度提升
  • Sharpen: 锐化边缘增强
  • Cns: 颜色滤波
  • Saturation: 色度提升
  • Yuv2Rgb: yuv域rgb域

2. 如何编译与运行

2.1 Linux系统

开发环境 :

• nvcc
• cmake
• g++

编译

• 不使用ROS2

git clone https://github.com/JokerEyeAdas/HDR-ISP
cd HDR-ISP/
git checkout gpu_dev
mkdir build
cmake ..
make -j12

• 使用ROS2编译

1. 克隆仓库

git clone https://github.com/JokerEyeAdas/HDR-ISP
cd HDR-ISP/
git checkout gpu_dev

1. 编辑 CMakeLists.txt，设置ROS2_ENABLE成true

set(ROS2_ENABLE true)

3. 编译

cd ${ros2_wk}
colcon build

2.2 Windows

开发环境 (x64):

• vs code
• cmake
• nvcc
• vs2019 c++ gen tool

编译

• 不使用 ROS2

git clone https://github.com/JokerEyeAdas/HDR-ISP
code HDR-ISP
git checkout gpu_dev
#cmake choose Debug or Release
#compiler choose xxx-amd64
#build all

• 使用ROS2

1. 克隆仓库

git clone https://github.com/JokerEyeAdas/HDR-ISP
cd HDR-ISP/
git checkout gpu_dev

2. 编辑CMakeLists.txt设置ROS2_ENABLE为true

set(ROS2_ENABLE true)

3. 编译

cd ${ros2_wk}
colcon build --merge-install

2.3 运行

• 离线模式

cd build
#cp cfgs and data
cp -r ../data/ ./
cp -r ../cfgs/ ./
#run isp
./HDR_ISP ./cfgs/isp_config_cannon.json

• 在线模式

ros2 run hdr_isp pub_raw ./cfgs/xxxx.json
ros2 run hdr_isp hdr_isp ./cfgs/xxxx.json
ros2 run rviz2 rviz2

2.4 改变模式以及运行设备

• 使用GPU加速（通过Json进行配置）:

    "device":"gpu",

• 使用CPU运行（通过Json进行配置）:

    "device":"cpu",

• ROS2实时处理模式以及修改Topic

    "mode":"online",
    "topic":"/raw/connan",

• 离线处理RAW图

    "mode":"offline",
    "raw_file": "./data/connan_raw14.raw",
    "out_file_path": "./",

2.5 如何调试参数

通过修改json配置来配置ISP模块的基本参数

如，修改sensor基本参数：

    "info": {
        "sensor_name": "cannon",
        "cfa": "RGGB",
        "data_type": "RAW16",
        "bpp": 16,
        "max_bit": 14,
        "width": 6080,
        "height": 4044,
        "mipi_packed": 0
    },

修改rgb gamma参数如下：

"rgbgamma": {
        "enable": true,
        "in_bit": 10,
        "out_bit": 8,
        "gammalut_nums": 11,
        "gammalut": [
            0,
            0.3504950718773984,
            0.48243595264750255,
            0.57750428843709,
            0.6596458942714417,
            0.731034378464739,
            0.7925580792857235,
            0.8509817015104557,
            0.9029435754464383,
            0.9534255851019492,
            1.0
        ]
    }

3. GPU性能与ROS2支持

使用ROS以及GPU

• GPU性能(不发布ISP处理结果)

Index	Resolution	GTX1080	MX550
1	6080*4044	15	8
2	3840*2160	40	20
3	1920*1080	125	60

• ROS2 Online mode

4. 后续工作

4.1 TBD工作

• 编写Python或者GUI调试工具

4.2 资料获取

• 如果想学习源码、获取模块说明，请加入星球，我们共同开发！（毕竟开发者也要恰饭）

• 加入星球:

4.3 项目支持

• 感谢您的支持，希望我的项目对您有帮助~
  

5. 结束语

今天我们给大家介绍了HDR-ISP-GPU，希望对于入门的新人有一定的借鉴作用，同时希望我们的开源对于处于行业里面的你们有所帮助！

如果您对自动驾驶感兴趣，可以关注本公众号，当然有想了解的话题，也可以私信我，我们将对各位看官感兴趣的话题进行技术分享。

项目地址：https://github.com/JokerEyeAdas/HDR-ISP

项目分支：gpu_dev

项目GitHub快速传送门：HDR-ISP

6. 项目预告

哈哈，还没完！后台有老哥想要3D AVM实现方法，没关系，现在已经在准备实现中了，目前3D碗以及车的模型已经导入工作已经完成，状态如下：

想学习的加入知识星球，第一时间获取资料。今天就到这，peace。

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如果您对ADAS感兴趣，欢迎关注我的公众号、知乎、CSDN等，同时发表文章中使用源码会在我的GitHub进行开源（网页About Me中有公众号、Github等信息）