CN101510972A

CN101510972A - 视频图像局部实时无级缩放装置

Info

Publication number: CN101510972A
Application number: CNA2009100256248A
Authority: CN
Inventors: 袁杰; 姚赛杰; 朱毅; 好特乐
Original assignee: Nanjing University
Current assignee: Nanjing University
Priority date: 2009-03-04
Filing date: 2009-03-04
Publication date: 2009-08-19

Abstract

本发明涉及一种视频图像局部实时无级缩放技术，其特征包括以下步骤：步骤1：通过视频解码芯片将模拟视频信号转换为数字视频信号。步骤2：对转换后的数字视频信号的感兴趣区域进行无级缩放处理，缩放后的信号叠加在原始信号上，合并为一帧后显示。步骤3：将处理后的数字视频信号通过视频编码芯片转化为模拟视频信号。还包括以下步骤：通过视频解码芯片输出的行场同步信号、点时钟信号来确定感兴趣的区域和缩放后的显示区域；感兴趣的区域和缩放后的显示区域都可以任意指定；缩放时可选择重复插值法、近邻插值法、线性插值法中的一种；可以对YUV4:4:4，YUV4:2:2，YUV4:1:1，YUV4:2:0这四种数字视频格式兼容处理。

Description

视频图像局部实时无级缩放装置

技术领域：

本发明涉及视频图像处理技术领域，特别是这种局部实时无级缩放技术，该技术旨在通过无级缩放技术使得用户能够实时地对感兴趣区域进行无级缩放处理并叠加显示，且感兴趣的区域和缩放后的显示区域都可以被任意指定。

背景技术：

实时视频处理技术一方面广泛应用于高速公路，治安卡口，十字路口等监控管理领域，对自动化和智能管理有着重要的作用；另一方面，随着机顶盒的问世和数字电视的推广，实时视频处理技术在该领域中也扮演了相当重要的角色。实时视频处理技术还可与计算机，因特网技术相结合，能够满足远程监控，远程医疗等要求，使其应用更加广泛，因而具有广阔的发展前景。

传统的监控装置功能单一，只能实时显示而不能实时处理，如发生突发事件只能通过事后处理视频录像来解决问题。视频图像局部实时无级缩放装置解决了以上问题，局部实时无级缩放技术可对感兴趣的区域实时地进行无级缩放处理并显示，并且可以通过外部控制来指定感兴趣区域和缩放后的显示区域，这对反恐、刑侦、安防工作等都带来了极大的帮助。

数字电视在全国范围内的推广，促进了数字视频处理技术的进步，视频图像局部实时无级缩放装置可以实时地对电视节目的局部进行无级缩放处理，用户可以任意指定感兴趣的区域进行细节观察，使得电视更加人性化，该技术通过独立外部设备或者内嵌在电视机控制电路中实现。

发明内容：

本发明针对现有技术中存在的缺点和不足，提供一种利用视频图像实时无级缩放技术来实现图像局部处理的方法，采用该方法能够实时地对感兴趣的区域进行无级缩放处理并叠加显示在原始视频信号上，并且可以任意指定感兴趣的区域和缩放后的显示区域，缩放时插值算法可选择采用重复插值法、近邻插值法、线性插值法中的一种，可以对4:4:4，4:2:2，4:1:1，4:2:0这四种数字视频格式兼容处理。

本发明的技术构思为，利用高速逻辑器件对图像局部进行插值、抽样技术对数字视频信号的感兴趣的区域进行无级缩放处理并在指定区域叠加在原始视频信号上显示，通过外部控制信号来任意指定感兴趣区域和缩放后的显示区域。

本发明的一个实施例如下：

视频图像局部实时无级缩放技术，其特征包括以下步骤：

步骤1：通过视频解码芯片将模拟视频信号转换为数字视频信号。

步骤2：对转换后的数字视频信号的感兴趣部分进行无级缩放处理，缩放后的信号与原始信号合并为一帧。

步骤3：将处理后的数字视频信号通过视频编码芯片转化为模拟视频信号。

还包括以下步骤：

通过视频解码芯片输出的行场同步信号来确定感兴趣的区域和缩放后的显示区域；

感兴趣的区域和缩放后的显示区域都可通过外部控制任意指定，即可以对屏幕任意区域进行无级缩放处理。

所述图像无级缩放是采用插值法进行非整数倍缩放，即有理数无级缩放，如放大M/N倍，M，N都为整数，先放大M倍，再做1/N抽样。

所述无级缩放倍数根据显示区域和感兴趣区域的尺寸比例来计算，如放大1.5倍，即3/2倍放大，先放大3倍，再做1/2抽样，这种方法可以实现任意有理数倍缩放。

所述插值算法采用重复插值法。

所述图像无级缩放技术和区域指定均通过CPLD来实现。

所述外部控制信号由按键发出。

所述输入视频信号为CVBS信号，经过视频解码芯片后的信号为YUV4:2:2格式的数字信号，在经过视频编码芯片后为CVBS信号，进行无级缩放处理的是YUV4:2:2信号。

本发明技术效果如下：

1.本发明能够实时地无级缩放感兴趣区域并显示，实时性好。

2.任意指定感兴趣区域和缩放后显示区域，平滑效果好。

3.有理数无级缩放。

附图说明：

图1为本发明的工作原理图

图2为整体效果示意图

图3为放大3/2倍的示意图

图4为YUV4:2:2颜色空间示意图

具体实施方式：

如图1所示，本发明提出了一种利用图像无级缩放处理技术来实时处理视频图像的一种方法，该方法可对感兴趣区域进行无级缩放处理并显示，并且可以任意指定感兴趣的区域和缩放后的显示区域，起到局部实时无级缩放处理并显示的效果，工作原理如下：

通过视频解码芯片，将模拟视频信号转换为原始的隔行扫描的视频数据以及行场同步信号和视频格式信号。

通过行场同步信号和点时钟信号确定感兴趣的区域和缩放后的显示区域。

对选定区域进行无级缩放处理，如果选定区域的大小为60*40，进行1.5倍放大，即放大3倍后1/2抽样，则放大后的区域大小为90*60(如图2所示)，视频数据格式为YUV4:2:2，选定区域的数据被写入一片RAM中。

通过重复读取RAM中的数据来实现缩放功能。

通过外部按键来任意指定感兴趣的区域和缩放后的显示区域，即两个区域都可根据用户需要任意选择位置和大小。

将缩放后的信号与原始信号合并为一帧。

将处理后的信号和视频格式信号送给视频编码芯片，直接在显示器上输出。

所述YUV是指一种标准的颜色空间，其中“Y”表示亮度，“U”和“V”表示色度。

所述图像缩放通过CPLD控制读取RAM中的数据来实现。放大时进行重复读取，缩小时则抽样读取，本例中对于选定区域中相邻4个点的放大如图3所示。

所述输入视频信号为CVBS信号，经过视频解码芯片后的信号为YUV4:2:2格式信号，在经过视频编码芯片后为CVBS信号，进行放大处理的是YUV4:2:2格式信号。

所诉YUV4:2:2格式信号表示每4个像素有4个亮度分量，4个色度分量，是DVD、数字电视、HDTV以及其它消费类视频设备的最常用格式。每个色差信道的抽样率是亮度信道的一半，所以水平方向的色度抽样率只是4:4:4的一半。对非压缩的8比特量化的图像来说，每个由两个水平方向相邻的像素组成的宏像素需要占用4字节内存。

应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。因此，尽管说明书参照附图对本发明进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，如处理不同格式的视频信号，采用其他的插值方法，采用FPGA实现等等。而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案和改进，其均因涵盖在本发明专利的保护范围中。

Claims

1.视频图像局部实时无级缩放技术，其特征包括以下步骤：

步骤2：对转换后的数字视频信号的感兴趣区域进行无级缩放处理，缩放后的信号叠加在原始信号上，合并为一帧输出。

2.根据权利要求1所述的视频图像局部实时无级缩放技术，其特征还包括以下步骤：通过视频解码芯片输出的行、场同步信号和点时钟信号来确定感兴趣的区域和缩放后的显示区域；感兴趣的区域和缩放后的显示区域都可以被任意指定，缩放倍数根据显示区域和感兴趣区域的比值来确定。

3.根据权利要求1所述的视频图像局部实时无级缩放技术，其特征还在于：所述图像无级缩放技术是采用插值法进行非整数倍缩放，即有理数无级缩放，如缩放M/N倍，M，N都为整数，先放大M倍，再做1/N抽样，M，N根据显示区域和感兴趣区域的尺寸比例来确定。

4.根据权利要求3所述的视频图像局部实时无级缩放技术，其特征还在于：所述插值算法可选择采用重复插值法、近邻插值法、线性插值法中的一种。

5.根据权利要求2所述的视频图像局部实时无级缩放技术，其特征还在于：通过外部控制信号来指定感兴趣的区域和缩放后的显示区域。所述外部控制信号可由按键，遥控器等发出。

6.根据权利要求1所述的视频图像局部实时无级缩放技术，其特征还在于：可以对YUV4:4:4，YUV4:2:2，YUV4:1:1，YUV4:2:0这四种数字视频格式兼容处理。