一种缩小图像的数字滤波方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种缩小图像的数字滤波方法，包括：根据源图像和目标图像的水平宽度，将当前源图像数据中的第一行数据进行水平滤波处理，并将结果数据保存到缓存单元中；根据源图像和目标图像的水平宽度，对当前源图像数据中的下一行数据进行水平滤波处理，并将结果数据与所述缓存单元中的数据一一对应相加，用相加后的结果数据覆盖所述缓存单元中的原有数据；如此直至当前源图像数据的最后一行；输出所述缓存单元中的数据作为当前源图像数据的目标图像数据。本发明专利技术的技术方案不需要耗费大量的存储介质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像处理
，尤指一种缩小图像的数字滤波方法和装置。
技术介绍
在视频监控和视频会议等应用中，经常会出现由于显示终端的不同，需 要进行图像分辨率变换的处理，其中很重要的一类处理就是将输入图像的分 辨率缩小，从而使得整个图像缩小，然后将多个缩小后的图像拼接在一个画面中显示。为了完成图像的缩小，比较常见的方式有两种 一种是基于软件 的方式来完成，另一种是基于硬件结构完成。基于软件的图像缩小技术比较灵活，且可以采用复杂的算法，包括滤波 算法，边界搜索、然后进行羽化处理的算法等。这些算法所得到的图像质量 比较高，但缺点是带宽比较小，在滤波处理比较复杂的情况下，数字信号处 理(DSP)的次数成倍增加，处理速度慢。基于硬件架构的图像缩小技术的最大优点是速度快，但其缺点是算法实 现比较单一，且需要耗费即现场可编程门阵列(FPGA， Field - Programmable Gate Array)内部的宝贵存储资源。图1是现有技术中实现图像缩小处理的 FIR滤波器的结构示意图。在图1中以4阶有限冲激响应(FIR, Finite Impulse Response)滤波器为例进行说明，参见图4,緩沖LBUF0 LBUF3为4行原始 图像数据的緩存空间，K0和K1是受控的逻辑开关，其中KO负责滤波的起 止的控制，Kl负责在适当的时刻输出滤波结果。在图1中，4阶FIR滤波 器实现图像缩小的具体方案为当K0闭合时4个緩沖(LBUF0 LBUF3 ) 中的数据分别被加权然后求和，从而使得4行数据变为一行数据，以达到垂直方向的缩小处理，然后由Kl选择性地输出垂直滤波所得到的一行数据中 的部分数据，比如从垂直滤波所得到的一行数据中的每3个数据中选择一个 输出，而丟弃其余的两个数据，以达到水平方向的缩小处理。其中，系数控 制模块根据当前的滤波情况加载不同的系数，负责对当前输入的分量进行不 同的加权。不同的加权矩阵得到的图像效果是不同的，对不同的系数，硬件 实现上也会有些差异，但是从控制层面来看，实现方式是一致的。但是，在图1所示的采用硬件架构实现图像缩小的方案中，需要4个行 緩沖单元，并且所需行缓冲单元的个数随着F1R滤波器的阶数的增加而增 加，即现有的采用硬件架构实现图像缩小的方案，需要耗费大量的存储介质。
技术实现思路
本专利技术提供了一种缩小图像的数字滤波方法，该方法在实现图像縮小时不需要耗费大量的存储介质。本专利技术还提供了 一种缩小图像的数字滤波装置，该装置在实现图像缩小时不需要耗费大量的存储介质。本专利技术还提供了两种种缩小图像的数字滤波系统，该系统在实现图像缩小时不需要耗费大量的存储介质。为达到上述目的，本专利技术的技术方案具体是这样实现的本专利技术公开了 一种缩小图像的数字滤波方法，该方法包括根据源图像和目标图像的水平宽度，将当前源图像数据中的第 一行数据进行水平滤波处理，并将水平滤波后的结果数据保存到緩存单元中；根据源图像和目标图像的水平宽度，对当前源图像数据中的下 一行数据进行水平滤波处理，并将水平滤波后的结果数据与所述緩存单元中的数据一一对应相加，用相加后的结果数据覆盖所述緩存单元中的原有数据；如此直至当前源图像数据的最后 一行；输出所述缓存单元中的数据作为当前源图像数据的目标图像数据。 本专利技术公开了 一种缩小图像的数字滤波装置，该装置包括水平滤波单元，用于根据源图像和目标图像的水平宽度，将当前源图像 数据中的每一行数据进行水平滤波处理后，输出水平滤波后的结果数据；垂直求和单元，用于在接收到水平滤波单元输出的一个水平滤波结果数 据时，判断该水平滤波结果数据是否对应于当前源图像数据中的第 一行数 据，是则直接将所接收的数据输出至缓存单元的输入端，否则从緩存单元的 输出端获取一个数据与所接收的数据进行相加，然后将相加结果输出至緩存单元的IIT入端；緩存单元，用于接收并存储来自垂直求和单元的数据，并所述垂直求和 单元需要获取数据时，以先入先出的原则向垂直求和单元输出所存储的数 据；用于在接收并存储完对应于所述当前源图像数据中的最后一行的数据 时，将所存储的数据作为当前源图像数据的目标图像数据输出。本专利技术公开了一种缩小图像的数字滤波系统，该系统用于对N个源图 像进行缩小处理，该系统包括N个水平滤波单元、与所述N个水平滤波单 元分别相连的N个垂直求和单元、緩存分配单元、缓存单元和输出选择单 元；所述N个垂直求和单元通过緩存分配单元与所述緩存单元相连，所述 输出选择单元与所述緩存单元的输出端相连；N为大于1的自然数；所述每个水平滤波单元，用于根据源图像和目标图像的水平宽度，将当 前源图像数据中的每一行数据进行水平滤波处理后，输出水平滤波后的结果 数据；所述每个垂直求和单元，用于在接收到所连接的水平滤波单元输出的一 个水平滤波结果数据时，判断该水平滤波结果数据是否对应于当前源图像数 据中的第一行数据，是则直接将所接收的数据输出至緩存分配单元，否则从 緩存分配单元获取一个数据与所接收的数据进行相加，然后将相加结果输出 至緩存分配单元；所述緩存分配单元，用于根据N个源图像所各自对应的目标图像的水 平宽度，为每个源图像分配緩存单元中的存储空间，并在接收到来自所述N 个垂直求和单元的数据时，将数据存储到所分配的对应的存储空间中，并在所述N个垂直求和单元需要获取数据时，以先入先出的原则从所述对应的存储空间中读取数据并输出给垂直求和单元；所述緩存单元，用于接收并存储来自緩存分配单元的数据，并在所述緩 存分配单元需要获取数据时，以先入先出的原则向緩存分配单元输出所存储的数据；所述输出选择单元，用于根据为每个源图像所分配的緩存单元中的存储 空间，从緩存单元中分别读取对应于每个源图像的目标图像数据并输出。本专利技术还公开了一种缩小图像的数字滤波系统，该系统包括依次相连 的调度单元、水平滤波单元、垂直求和单元、緩存分配单元、緩存单元和输 出选择单元；所述调度单元，用于据预定的策略调度所述N个源图像的数据，并输 出给水平滤波单元；N为大于1的自然数所述水平滤波单元，用于根据源图像和目标图像的水平宽度，将当前接 收到的源图像数据中的每一行数据进行水平滤波处理后，输出水平滤波后的 结果数据；所述垂直求和单元，用于在接收到水平滤波单元输出的一个水平滤波结 果数据时，判断该水平滤波结果数据是否对应于当前源图像数据中的第 一行 数据，是则直接将所接收的数据输出至緩存分配单元，否则从緩存分配单元 获取一个数据与所接收的数据进行相加，然后将相加结果输出至緩存分配单 元；所述緩存分配单元，用于根据所述N个源图像所各自对应的目标图像 的水平宽度，为每个源图像分配緩存单元中的存储空间，并在接收到来自所 述垂直求和单元的数据时，将数据存储到其对应源图像所分配的存储空间 中，并在所述垂直求和单元需要获取数据时，以先入先出的原则从所述分配 的存储空间中读取数据并输出给垂直求和单元；所述缓存单元，用于接收并存储来自緩存分配单元的数据，并在所述緩 存分配单元需要获取数据时，以先入先出的原则向緩存分配单元输出所存储的数据；所述输出选择单元，用于根据为每个源图像所分配的緩存单元中的存储 空间，从緩存单元中分别读取对应于每个源图像的目标图像数据并输出。由上述技术方案可见，本专利技术这种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缩小图像的数字滤波方法，其特征在于，该方法包括：根据源图像和目标图像的水平宽度，将当前源图像数据中的第一行数据进行水平滤波处理，并将水平滤波后的结果数据保存到缓存单元中；根据源图像和目标图像的水平宽度，对当前源图像数据中的下一行数据进行水平滤波处理，并将水平滤波后的结果数据与所述缓存单元中的数据一一对应相加，用相加后的结果数据覆盖所述缓存单元中的原有数据；如此直至当前源图像数据的最后一行；输出所述缓存单元中的数据作为当前源图像数据的目标图像数据。

【技术特征摘要】
1. 一种缩小图像的数字滤波方法，其特征在于，该方法包括根据源图像和目标图像的水平宽度，将当前源图像数据中的第一行数据进行水平滤波处理，并将水平滤波后的结果数据保存到缓存单元中；根据源图像和目标图像的水平宽度，对当前源图像数据中的下一行数据进行水平滤波处理，并将水平滤波后的结果数据与所述缓存单元中的数据一一对应相加，用相加后的结果数据覆盖所述缓存单元中的原有数据；如此直至当前源图像数据的最后一行；输出所述缓存单元中的数据作为当前源图像数据的目标图像数据。2、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，该方法在所有步骤之前进 一步包括根据源图像和目标图像的垂直宽度，将源图像数据在垂直方向上 进行分组，则对于源图像数据中的每一组当前源图像数据执行所述的后续步 骤。3、 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据源图像和目标图 像的垂直宽度，将源图像数据在垂直方向上进行分组包括当源图像的垂直宽度是目标图像的垂直宽度的N倍时，将源图像数据 的每N行分为一组；其中，N为自然数；当源图像的垂直宽度是目标图像垂直宽度的非整数倍时，将源图像数据 在垂直方向上进行分组，使得最终的分组个数等于目标图像数据的行数。4、 如权利要求l所示的方法，其特征在于，所述根据源图像与目标图 像的水平宽度比例，将当前源图像数据中的 一行数据进行水平滤波处理包 括当源图像的水平宽度是目标图像的水平宽度的M倍时，将所述一行数 据中的每M个数据为一组进行加权求和，得到所述一行数据水平滤波后的 结果数据；其中，M为自然数；当源图像的水平宽度是目标图像水平宽度的非整数倍时，将所述一行数据中的各数据进行加权求和，最终得到与目标图像数据的水平宽度相等的一 行水平滤波后的结果数据。5、 如权利要求4所示的方法，其特征在于，所述将水平滤波后的结果数据与所述緩存单元中的数据——对应相加，用相加后的结果数据覆盖所述緩存单元中的原有数据包括在每次进行加权求和得到一个水平滤波后的结果数据后，以先进先出的 原则从所述緩存单元输出一个数据，与所述加权求和后的数据相加，将相加 结果输入到所述緩存单元进行保存。6、 如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，当需要对两 个以上的源图像进行缩小处理时，根据每个源图像所对应的目标图像的水平 宽度，为该源图像分配緩存单元中的存储空间，以用于存储该源图像数据的 目标图像数据。7、 一种缩小图像的数字滤波装置，其特征在于，该装置包括 水平滤波单元，用于根据源图像和目标图像的水平宽度，将当前源图像数据中的每一行数据进行水平滤波处理后，输出水平滤波后的结果数据；垂直求和单元，用于在接收到水平滤波单元输出的一个水平滤波结果数 据时，判断该水平滤波结果数据是否对应于当前源图像数据中的第 一行数 据，是则直接将所接收的数据输出至緩存单元的输入端，否则从緩存单元的 输出端获取一个数据与所接收的数据进行相加，然后将相加结果输出至緩存 单元的输入端；緩存单元，用于接收并存储来自垂直求和单元的数据，并在所述垂直求 和单元需要获取数据时，以先入先出的原则向垂直求和单元输出所存储的数 据；用于在接收并存储完对应于所述当前源图像数据中的最后一行的数据 时，将所存储的数据作为当前源图像数据的目标图像数据输出。8、 如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述水平滤波单元包括 M个寄存器、M个乘法器、 一个加法器和一个系数控制模块，M为自然数； 所述M个寄存器依次串联，且每个寄存器的输出端通过开关分别与M个乘法器的输入端相连，所述M个乘法器的输出端与所述加法器相连；其中，当所述开关断开时，所述M个寄存器接收所述当...

【专利技术属性】
技术研发人员：晋兆虎，俞柏峰，
申请(专利权)人：杭州华三通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]