基于三次卷积插值法的图像缩放处理方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于三次卷积插值法的图像缩放处理方法及装置，该方法包括：根据输入原图像尺寸和输出目标插值图像尺寸，采用缩放比例计算法，计算出图像缩放比例；根据图像缩放比例，计算出输出目标插值图像在原图像坐标系所对应的位置，得到输出目标插值图像中插值点周围的坐标点信息；根据坐标点信息，基于三次卷积插值法进行卷积计算，得到卷积处理后的输出目标插值图像的像素值；对卷积处理后的输出目标插值图像的像素值进行数据对齐处理，并输出对齐处理后的目标图像。本发明专利技术方法使缩放后的图像能够更好的保持原图的细节，不易产生走样、边缘锯齿等现象；且装置为易于集成的硬件电路，减小了硬件电路面积小且易于实现。减小了硬件电路面积小且易于实现。减小了硬件电路面积小且易于实现。

【技术实现步骤摘要】
基于三次卷积插值法的图像缩放处理方法及装置


[0001]本专利技术涉及图像缩放处理
，具体涉及基于三次卷积插值法的图像缩放处理方法及装置。

技术介绍

[0002]目前，图像缩放方法大多是基于软件平台进行设计实现，而且现有的图像缩放硬件电路采用的算法大多为最近邻插值法、双线性插值法的简单算法，导致缩放后的图片会出现走样、轮廓模糊、边缘锯齿等现象，且对应的硬件实现方式复杂且实现困难。
[0003]有鉴于此，特提出本申请。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是现有图像缩放处理大多采用最近邻插值法、双线性插值法的简单算法，导致缩放后的图片会出现走样、轮廓模糊、边缘锯齿等现象，且对应的硬件实现方式复杂、硬件电路面积大且实现困难。
[0005]本专利技术目的在于提供基于三次卷积插值法的图像缩放处理方法及装置，本专利技术方法使缩放后的图像能够更好的保持原图的细节，不易产生走样、边缘锯齿等现象；基于图像尺寸变化间隔的特性，使用一级运算(基于减法的移位操作)替代除法器，从而在不影响功能效果的前提下减小硬件电路面积；同时，优化卷积运算过程，通过水平运算与垂直运算拆分计算的方式，减少计算器个数与缓冲存储器使用量，从而达到减小面积的效果。本专利技术装置为易于集成的硬件电路，减小了硬件电路面积小且易于实现。
[0006]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0007]第一方面，本专利技术提供了基于三次卷积插值法的图像缩放处理方法，该方法包括：
[0008]根据输入原图像尺寸和输出目标插值图像尺寸，采用缩放比例计算法，计算出图像缩放比例Ka和Kb；
[0009]根据图像缩放比例，计算出输出目标插值图像(x,y)在原图像坐标系所对应的位置，得到输出目标插值图像中插值点周围的16个坐标点信息；
[0010]根据坐标点信息，基于三次卷积插值法进行卷积计算，得到卷积处理后的输出目标插值图像的像素值；
[0011]对卷积处理后的输出目标插值图像的像素值进行数据对齐处理，并输出对齐处理后的目标图像。
[0012]进一步地，缩放比例计算法是采用基于减法的移位操作来计算图像缩放比例。
[0013]进一步地，当输入原图像尺寸为x*y，输出目标插值图像尺寸为a*b时，缩放比例计算法的具体步骤：
[0014]步骤A，计算图像水平方向的缩放比例，先将x和a进行行扩位(由计算位宽决定)；
[0015]步骤B，将扩位后的x向左移位，与扩位后的a进行比较，若x<a，继续移位，否则执行x
‑
a+1，执行的次数为计算的位宽，最终得到商和余数；其中，商即为缩放比例的整数部分；
[0016]步骤C，把步骤B得到的余数扩大10^N倍后，执行步骤A和步骤B，得到缩放比例的小数部分；其中，N为计算精度；
[0017]步骤D，垂直方向的缩放比例通过将y和b代入步骤A、步骤B和步骤C中计算，即可得到。
[0018]进一步地，输出目标插值图像中插值点周围的16个坐标点信息，是通过输入行同步计数器、输入列同步计数器、插值点行计数器和插值点列计数器，进行同步计数，实现在不同的缩放比例下，确定当前插值点的所需的像素点。
[0019]进一步地，输出目标插值图像中插值点周围的16个坐标点信息，对于多数据通道并行传输系统，假设通道数量为N个，图像垂直方向的缩放比例为Ka，图像水平方向的缩放比例为Kb，具体包括：
[0020]步骤a，设置同步计数器，同步计数器包括输入行同步计数器v_cnt、输入列同步计数器h_cnt0～h_cntN
‑
1、每行输入总像素数计数器h_cnt_all、输出图像的行同步计数器v_cnt_y、输出列同步计数器h_cnt_x_0～h_cnt_x_N
‑
1、输出有效数据个数的计数器value_data_cnt和通道有效数据输出判断FLAG信号value_data_flag_0～value_data_flag_N
‑
1；
[0021]步骤b，当输入原图像中每输入一行时，计算v_cnt＝v_cnt+1；v_cnt_y＝v_cnt_y+Ka；在每一个时钟周期下，判断此时输出列同步计数器加上图像水平方向的缩放比例取整后，是否等于输入列同步计数器；其中，判断表达式为：
[0022]h_cnt_(A)＝(A)+1+h_cnt_all；
[0023]h_cnt_all＝h_cnt_all+N；
[0024]h_cnt_x_(A)＝(int(h_cnt_x_(A)+Kb)＝＝h_cnt_(A))？h_cnt_x_(A)+Kb:h_cnt_x_(A)，其中，A取值范围是0～N
‑
1；
[0025]如果相等，输出列同步计数器加上图像水平方向的缩放比例，并且对应通道的有效数据输出判断FLAG(value_data_flag_*)拉高；否则，输出列同步计数器保持上一个时钟周期CLK的计数值；
[0026]步骤c，通过步骤b中判断输出行同步计数器/列同步计数器取整后的值是否等于输入行同步计数器/输入列同步计数器，如果相等，即可确定插值点周围16个坐标点信息，同时也能得到其对应的卷积插值公式(g(u
’
))的值，然后用三次卷积插值法就可以得到图像缩放后目标像素点的像素值。
[0027]进一步地，根据所标点信息，基于三次卷积插值法进行卷积计算，得到卷积处理后的输出目标插值图像的像素值，包括：
[0028]根据坐标点信息，将输入的每一行的像素点进行卷积运算，得到行卷积值数据；
[0029]将行卷积值数据存入行缓存单元SRAM中，
[0030]判断插值点(i,j)中的i与输入列同步计数器h_cnt_0～N是否相等，且j与输入行同步计数器v_cnt是否相等；
[0031]若相等，则在行缓存单元SRAM中将有效的行卷积值数据提取出来，并与列卷积值数据进行卷积，得到卷积处理后的输出目标插值图像的像素值。
[0032]进一步地，数据对齐处理是采用通道有效数据信号flag和触发器相结合的结构，直接通过通道有效数据信号的动作来判断当前通道是否为有效数据，如果是有效数据，那么将有效数据存入预设的触发器中；直至触发器存满后将所有有效数据输出，实现有效数
据的对齐处理。
[0033]进一步地，数据对齐处理的具体步骤为：
[0034]步骤H，获取插值点输出通道的有效数据判断Flag信号(value_data_flag_*)；
[0035]步骤I，设置有效数据计数器CNT_ALL，满计数为2N，超过2N的计数值为CNT_ALL
‑
2N；
[0036]步骤J，设置各个通道对应的计数器CH_0_CNT～CH_N
‑
1_CNT，满记数为2N，超过2N的计数值为CH_*_CNT
‑
2N；
[0037]步骤K，根据步骤H和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于三次卷积插值法的图像缩放处理方法，其特征在于，该方法包括：根据输入原图像尺寸和输出目标插值图像尺寸，采用缩放比例计算法，计算出图像缩放比例；根据所述图像缩放比例，计算出输出目标插值图像在原图像坐标系所对应的位置，得到输出目标插值图像中插值点周围的坐标点信息；根据所述坐标点信息，基于三次卷积插值法进行卷积计算，得到卷积处理后的输出目标插值图像的像素值；对卷积处理后的输出目标插值图像的像素值进行数据对齐处理，并输出对齐处理后的目标图像。2.根据权利要求1所述的基于三次卷积插值法的图像缩放处理方法，其特征在于，所述缩放比例计算法是采用基于减法的移位操作来计算图像缩放比例。3.根据权利要求2所述的基于三次卷积插值法的图像缩放处理方法，其特征在于，当输入原图像尺寸为x*y，输出目标插值图像尺寸为a*b时，所述缩放比例计算法的具体步骤：步骤A，计算图像水平方向的缩放比例，先将x和a进行行扩位；步骤B，将扩位后的x向左移位，与扩位后的a进行比较，若x<a，继续移位，否则执行x
‑
a+1，执行的次数为计算的位宽，最终得到商和余数；其中，商即为缩放比例的整数部分；步骤C，把步骤B得到的余数扩大10^N倍后，执行步骤A和步骤B，得到缩放比例的小数部分；其中，N为计算精度；步骤D，垂直方向的缩放比例通过将y和b代入步骤A、步骤B和步骤C中计算，即可得到。4.根据权利要求1所述的基于三次卷积插值法的图像缩放处理方法，其特征在于，所述输出目标插值图像中插值点周围的坐标点信息，是通过输入行同步计数器、输入列同步计数器、插值点行计数器和插值点列计数器，进行同步计数，实现在不同的缩放比例下，确定当前插值点的所需的像素点。5.根据权利要求4所述的基于三次卷积插值法的图像缩放处理方法，其特征在于，所述输出目标插值图像中插值点周围的坐标点信息，对于多数据通道并行传输系统，假设通道数量为N个，图像垂直方向的缩放比例为Ka，图像水平方向的缩放比例为Kb，具体包括：步骤a，设置同步计数器，所述同步计数器包括输入行同步计数器v_cnt、输入列同步计数器h_cnt0～h_cntN
‑
1、每行输入总像素数计数器h_cnt_all、输出图像的行同步计数器v_cnt_y、输出列同步计数器h_cnt_x_0～h_cnt_x_N
‑
1、输出有效数据个数的计数器value_data_cnt和通道有效数据输出判断FLAG信号value_data_flag_0～value_data_flag_N
‑
1；步骤b，当输入原图像中每输入一行时，计算v_cnt＝v_cnt+1；v_cnt_y＝v_cnt_y+Ka；在每一个时钟周期下，判断此时输出列同步计数器加上图像水平方向的缩放比例取整后，是否等于输入列同步计数器；如果相等，输出列同步计数器加上图像水平方向的缩放比例，并且对应通道的有效数据输出判断FLAG拉高；否则，输出列同步计数器保持上一个时钟周期的计数值；步骤c，通过步骤b中判断输出行同步计数器/列同步计数器取整后的值是否等于输入行同步计数器/输入列同步计数器，如果相等，即可确定插值点周围16个坐标点信息。6.根据权利要求1所述的基于三次卷积插值法的图像缩放处理方法，其特征在于，所述根据所述所标点信息，基于三次卷积插值法进行卷积计算，得到卷积处理后的输出目标插
值图像的像素值，包括：根据所述坐标点信息，将输入的每一行的像素点进行卷积运算，得到行卷积值数...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：创视微电子成都有限公司，
类型：发明
国别省市：