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《基于雙立方插值算法的圖像縮放硬件設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、基于雙立方插值算法的圖像縮放硬件設(shè)計(jì)摘要：該文首先介紹了三種圖像縮放時(shí)常見(jiàn)的插值算法，并對(duì)它們進(jìn)行比較分析，最終確定了該文是基于雙立方插值(也叫雙三次插值)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，接著在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用于視頻圖像縮放的算法，最后在硬件方面實(shí)現(xiàn)了相對(duì)應(yīng)的圖像縮放的硬件設(shè)計(jì)并對(duì)它進(jìn)行了功能仿真。該文的亮點(diǎn)在于視頻圖像縮放的雙立方插值算法的設(shè)計(jì)，以及在硬件實(shí)現(xiàn)上為節(jié)省硬件資源所做的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：雙立方插值；圖像縮放；算法；視頻圖像中圖分類號(hào)：TP391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2013)07-1638-04隨著信息技術(shù)時(shí)代的到來(lái)，數(shù)字圖像處理技術(shù)越來(lái)越成熟。而其中
2、的圖像縮放技術(shù)更是被廣泛運(yùn)用在如視頻監(jiān)控、高清電視、醫(yī)學(xué)成像等眾多領(lǐng)域。實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合常常會(huì)出現(xiàn)原始輸入圖像分辨率與目標(biāo)顯示設(shè)備分辨率不同的情況，這時(shí)就需要使用圖像縮放技術(shù)。而插值是在圖像縮放技術(shù)中最常用的一種方法。1常用的圖像縮放技術(shù)像的插值過(guò)程就是根據(jù)已知的觀測(cè)點(diǎn)像素值建立起一個(gè)簡(jiǎn)單、連續(xù)的解析模型，以便能夠讓該模型預(yù)知或者推測(cè)物理量在非觀測(cè)點(diǎn)處的特性。在實(shí)際中我們最廣泛采用的插值方法有最鄰近插值、雙線性插值、雙立方插值。1.1最鄰近插值這是一種最簡(jiǎn)單的插值方法，原理就是令待插入點(diǎn)像素等于最靠近的臨近點(diǎn)的像素值。1.2雙線性插值這種方法主要利用映射點(diǎn)在輸入圖像的4個(gè)鄰
3、點(diǎn)的灰度值對(duì)映射點(diǎn)進(jìn)行插值，即待插點(diǎn)處的數(shù)值用離待插點(diǎn)最近的四個(gè)點(diǎn)的值加權(quán)求得。雙線性插值的原理圖如下：經(jīng)計(jì)算得到插值公式(2)：1.3雙三次方插值1雙三次方差值(又稱立方卷積插值)，該方法是通過(guò)計(jì)算與待插值的像素點(diǎn)相鄰近的16個(gè)像素點(diǎn)的像素值，從而得到待插值的像素值。這種方法需要以插值基函數(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行運(yùn)算，常用的插值基函數(shù)如下圖所示：2.1視頻圖像縮放處理流程目前計(jì)算機(jī)與電視機(jī)彩色顯示器顯示彩色都是采用R、G、B相加混色的原理。因此我們?cè)谔幚硪曨l圖像縮放之前，首先將用攝像機(jī)或者其他設(shè)備攝得的彩色視頻圖像信號(hào)經(jīng)過(guò)分色、分別放大校正后得到RGB圖像2,然后再進(jìn)行如4的分析
4、。4是視頻圖像信號(hào)經(jīng)過(guò)攝像攝得的并經(jīng)過(guò)相關(guān)處理之后的算法流程3，因?yàn)镽GB顏色空間適合于顯示系統(tǒng)，卻并不適合于圖像處理，所以通過(guò)（1）中RGBtoYUV模塊將RGB信號(hào)轉(zhuǎn)換成YUV信號(hào)，YUV是被歐洲電視系統(tǒng)所采用的一種顏色編碼方法，Y表示明亮度（Luminance）,也就是灰階值；U、V表示的則是色度（Chrominance）,描述影像色彩及飽和度。其中YUV與RGB信號(hào)轉(zhuǎn)換的如公式（4）所示：2.2雙立方插值算法在這里我們?cè)O(shè)計(jì)一種基于雙立方插值的算法并且能夠運(yùn)用在視頻圖像縮放中，具體的流程圖如下：如圖5所示，其中（i，j）代表目標(biāo)像素，i代表行數(shù)，j代表列數(shù)，設(shè)置他
5、們的初始值為0,它在源圖像中的鄰近像素坐標(biāo)為（X，y）。從RGBtoYUV模塊傳送的源圖像數(shù)據(jù)，得到寬w和高h(yuǎn)，然后第一步根據(jù)寬和高的縮放比例的倒數(shù)Sx、Sy得到目標(biāo)圖像的寬wd=w/Sx、高h(yuǎn)d=h/Sy。首先因?yàn)樵O(shè)置了初始值，i的值小于寬度hd，對(duì)橫向進(jìn)行一次縮放，j加1，如此循環(huán)一直到j(luò)不滿足條件，即j>=寬度wd;此時(shí)，i的值開(kāi)始加1，當(dāng)i
