本发明专利技术提供一种手持设备上视频图像的快速缩放方法，包括水平方向上的缩放和垂直方向上的缩放；将水平方向或垂直方向上的每个像素长度均分为四等分，形成四个等分参照区间，每个等分参照区间具有两个端点的坐标值；采用改进的画直线方法进行缩放；之后按下述步骤进行操作：首先在水平方向上画点，完成后再在垂直方向上重复水平方向上画点的过程；亦可以首先在垂直方向上画点，完成后再在水平方向上重复垂直方向上画点的过程；当水平方向和垂直方向上的点均达到终点，则结束。本发明专利技术主要采用改进后的画直线方法，可有效减少运算量，尤其是乘累加的次数，同时缩放后的质量显著好于最近领域缩放。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种视频处理技术，特别涉及一种。
技术介绍
目前，手持消费电子设备上的视频播放是一个很重要的功能，消费者要求能够将 互联网上的各种视频下载到手持设备上直接进行播放，而无需提前经过转换。互联网上 常见的视频格式，其分辨率千差万别。从QVGA (32(^240像素)，到VGA (640*480像素)， Dl (720*480像素)，再到最近两年大量增加的720P (1280*720像素)，1080P (1920*1080像 素)。所有这些不同分辨率的视频，要在手持设备上顺利播放，除了要求手持设备具有很高 的解码性能和全面的解码兼容性外，也无一例外要求能够提供视频图像的实时缩放功能。 其主要的原因在于，手持设备受限于显示屏(IXD)的工艺和整体成本，其显示分辨率主要 有WQVGA08(^272像素)，VGA(640*480像素)和WVGA(800*480像素)几种。因此，要将不 同视频的分辨率按照显示屏(LCD)的分辨率输出，必须在嵌入式多媒体系统设计中增加视 频图像的实时缩放功能。在嵌入式系统中，视频图像的实时缩放，一直都是整个系统设计中不可缺少的模 块。通常，视频图像的缩放模块都采用硬件或软件来完成。采用硬件的方案，可以使用复杂 的缩放算法，缩放后质量最好。但是这一类硬件通常直接挂在系统总线上，它需要不断的读 取解码器解码得到的视频图像数据，经过缩放后，再送到外部存储器或者直接送到显示屏 (IXD)上。其一般性的系统框图如图Ia和图Ib所示。图Ia中，视频图像缩放模块(Video Scaler)直接将存储在外部存储器(External Memory)的原始视频图像数据读入其中，缩 放后再直接送到LCD上。由于原始视频图像数据量太大，因此在缩放模块中设计一个同样 大小的图像数据缓冲来一次存储整帧的数据的成本就变得非常高。减小内部数据缓冲的结 果必然使得Video kaler需要从外部存储器中不断地分批分块读取图像数据进来缩放。如 果LCD的刷新率是60赫兹/秒，则Video Scaler每秒所需要从外部存储器读取的数据就 是60倍原始视频图像大小。毫无疑问，这加重了系统总线和存储器访问的负担，必然反过 来影响视频编解码器的性能。同理，在图Ib中的设计中，缩放后的数据重新写回到外部存 储器中，再从外部存储器写到IXD，这种方式比前一种方式进一步加重了系统负担。为了降低系统负担，可在视频编解码器(Video Decoder)内部实现Video Scaler 功能。这样直接送到外部存储器的是经过缩放后的解码图像，如此对总线带宽和存储器访 问的影响远小于上面两个方案。Video Codec通常由可编程处理器或专用的硬件完成。采 用可编程处理器实现Video Codec,需要考虑增加的缩放模块所带来的复杂程度和缩放效 果，并尽量在这二者之间寻找折中。过于复杂的缩放算法会消耗大量的处理器运算资源，反 过来严重影响视频解码性能；而过于简单的缩放算法将造成缩放后图像的质量急剧下降。常见的视频缩放算法包括最近领域缩放，双线性缩放，双立方缩放等算法。最近领 域缩放最简单，但效果最差，极容易引起锯齿现象。双线性缩放是一种被广泛使用的缩放算法。一般的，缩放倍数在0. 5倍以上，2倍以下的，采用双线性缩放对任何图像的缩放结果都 是完全可以接受的。在0.5倍以下，2倍以上的缩放效果存在一定下降。双线性缩放的不足 之处在于二维方向上每缩放一个点需要共计8次乘累加。这在软件上存在一定量的开销。 双立方缩放的效果更好，但需要增加的运算复杂度也是三个中最高的，并且远超过前两者。由上可知，即使采用双线性缩放，仍需要一定的计算量，而采用最近领域缩放的质 量却是最差的。考虑到视频最大的原始分辨率为1080P(1920*1088像素)，最小的原始分 辨率基本在QVGA(32(^240像素)左右。而通常需要缩放到的目标分辨率都是IXD的显示 分辨率，即介于WQVGA 08(^272像素)和WVGA (800*480像素)之间，可见缩小的最大倍数 是4倍，而放大的倍数是3倍左右，即缩放倍数介于原始视频图像的0. 25到3倍之间。因 此，本专利技术综合考虑了最近领域和双线性缩放，同时结合了视频图像的组织方式，提出一种 缩放方法，可有效减少运算量，尤其是乘累加的次数，同时缩放后的质量显著好于最近领域 缩放，逼近双线性缩放效果。图像缩放的一般方法从一维方向上看，可以表示成如下形式。以X方向缩放为 例Xs = kxd其中，xd表示缩放后点的χ坐标，Xs表示对应的缩放前点的χ坐标，k表示缩放的 倍数。从此表达式来看，它和直线方程是一致的。既然如此，通用的画直线方法也一样适用 于 χ 方向的缩放° 在文献 Jack Ε. Bresenham, “ Algorithm for computer control of a digital plotter" , IBM Systems Journal, Vol. 4, No. 1, January 1965, pp. 25-30的Bresenham直线绘制(Bresenham Line Drawing)算法是最为常见的直线画法。它的基 本原理如下1.画第i点P(Xi，Yi)，Xi表示P点在水平方向上的坐标，Yi表示P点在垂直方向 上的坐标，其像素值表示为PixelO^yi)；2.准备画第i+1点，χ坐标加1，即xi+1 = Xi+1 ；判断如果达到终点，则完成；否则， 由图2可知，下个要画的点或者是当前点的右邻接点B(注申请人指明是哪一点，最好能在 图中有相应标示)，或者是当前点的右上邻接点A ；3.如果直线方程y = kx与xi+1的交点的y坐标大于M(Xi，yi+0.5)的y坐标的话， 下个点即A(xw，yi+1)，像素值为Pixel(xi+1，yi+1)；否则，下个点为B (xi+1，yi)，其像素值为 Pixel (xi+1, Yi)；4.画点 A(xi+1，yi+1)或者 B(xi+1，y)；5.跳回第2步。上述的Bresenham直线绘制算法借助于一个误差量(直线与当前实际绘制像素点 的距离)，来确定下一个像素点的位置。该算法的巧妙之处在于采用增量计算，使得对于每 一列，只要检查误差量的符号，就可以确定该下一列的像素位置。采用该算法绘制直线，虽然下一个点的获取可由一次比较完成，但直线的效果还 是比较粗糙的。利用该算法原理进行图像缩放，其质量和最近领域法本质是一样的。文 献 Riemersma, Thiadmer ； “ Quick and smooth image scaling with Bresenham “ ；Dr. Dobb ' s Journal ；May 2002.提出了 一禾中 smooth scaling with Bresenham。其核心思想是在Bresenham直线绘制(Bresenham Line Drawing)算法基础上引入半像素。参考图2，若对应的y坐标在N点，由于N点的y坐标大于M点的y坐标， 则该点像素值和M点相同，其像素值为pixel (xi+1, yi+0.5)，它是对A点和B点的像素值求平 均得到的。若小于M点的y坐标，则取B(xi+1，yi)本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种手持设备上视频图像的快速缩放方法，包括水平方向上的缩放和垂直方向上的缩放；其特征在于：将水平方向或垂直方向上的每个像素长度均分为四等分，形成四个等分参照区间，每个等分参照区间具有两个端点的坐标值；之后按下述步骤进行操作：首先沿水平方向上画点，完成后再沿垂直方向画点；亦可以首先沿垂直方向上画点，完成后再沿水平方向上画点；其中沿水平方向上画点包括：步骤１１、画第ｉ点Ｐ（ｘｉ，ｙｉ），ｉ是为方便叙述而引入的索引，ｘｉ表示Ｐ在缩放后水平方向上的坐标，ｙｉ对应着Ｐ在缩放前水平方向上的坐标，其像素值表示为ｐｉｘｅｌ（ｘｉ，ｙｉ）；步骤１２、判断是否达到终点，若达到终点，则退出沿水平方向上画点的过程；否则，准备画第ｉ＋１点，对ｘｉ坐标加１得到ｘｉ＋１，即ｘｉ＋１＝ｘｉ＋１；步骤１３、确定第ｉ＋１点的缩放前水平方向像素值：构建水平方向上的缩放直线方程ｙｉ＝ｋ１ｘｉ，式中的ｘｉ表示缩放后点的水平方向坐标，ｙｉ表示对应的缩放前点的水平方向坐标；ｋ１为图像在水平方向上的缩放倍数，该直线方程与坐标轴ｘｉ＋１的交点，判断该交点的ｙ坐标处于ｙｉ和ｙｉ＋１之间的像素长度的哪个等分参照区间，则第ｉ＋１点的缩放前水平方向像素值就取该等分参照区间下方端点的像素值；步骤１４、根据步骤１３所确定的第ｉ＋１点的缩放前水平方向像素值进行画点；之后返回步骤１２；其中在垂直方向上画点包括：步骤２１、画第ｊ点Ｑ（ｘｊ，ｙｊ），ｊ是为方便叙述而引入的索引，ｙｊ表示Ｑ在缩放后垂直方向上的坐标，ｘｊ表示Ｑ在缩放前垂直方向上的坐标，其像素值表示为ｐｉｘｅｌ（ｘｊ，ｙｊ）；步骤２２、判断是否达到终点，若达到终点，则退出沿垂直方向上画点的过程；否则，准备画第ｊ＋１点，对ｘｊ坐标加１得到ｘｊ＋１，即ｘｊ＋１＝ｘｊ＋１；步骤２３、确定第ｊ＋１点的缩放前垂直方向像素值：构建垂直方向上的缩放直线方程ｙｊ＝ｋ２ｘｊ，式中的ｘｊ表示缩放后点的垂直方向坐标，ｙｊ表示对应的缩放前点的垂直方向坐标；ｋ２为图像在垂直方向上的缩放倍数，该直线方程与坐标轴ｘｉ＋１的交点，判断该交点的ｙ坐标处于ｙｊ和ｙｊ＋１之间的像素长度的哪个等分参照区间，则第ｊ＋１点的缩放前垂直方向像素值就取该等分参照区间下方端点的像素值；步骤２４、根据步骤２３所确定的第ｊ＋１点的垂直方向像素值进行画点；之后返回步骤２２；当水平方向和垂直方向上的点均达到终点，则结束。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：简欢，
申请(专利权)人：福州瑞芯微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：35
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。