CN101902654A - 一种应用于多通道视频解码芯片的视频缩放控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种应用于多通道视频解码芯片的视频缩放控制方法,包括以下步骤:1)将复合模拟视频信号转化为数字复合视频信号,并通过同步锁定、YC分离以及色度解调产生亮色独立的Y,U,V信号;2)将Y,U,V信号经过色彩空间转化,产生对应的色差信号Y,Cb,Cr;3)利用拉各朗日多项式插值分别对Y,Cb,Cr进行降采样,分别在Y,Cb,Cr上取连续的n个样本值,重构出拟合函数Ly(x),Lcb(x)和Lcr(x);4)依照所需的缩放比例,通过取值x坐落的位置,计算缩放后的Y,U,V的值。既能得到较好的图像质量、同时不会消耗过多的硬件成本。
Description
技术领域
本发明应用于2D多通道视频解码芯片(video decoder)视频传输之前的缩放,涉及采用多项式插值的方法实现数字图像按比例进行缩小到目标分辨率的装置。
背景技术
目前主流的安防监控系统,例如硬盘录像机,板卡或者网络监控设备都由视频采集,视频解码,图象压缩和传输组成。视频采集一般由模拟相机完成,得到的视频格式为模拟的复合视频信号,这个信号需要通过视频解码才能转换为数字视频信号,更加方便的应用于图像的压缩,存储和传输。
为了实现多通道的监控和降低视频压缩的带宽,需要在视频解码芯片里实现视频图像的缩放。
传统的应用较多的图像缩放方法,主要有以下3种:
近邻取样法:对于通过反向变换得到的一个浮点坐标,对其进行简单的取整,得到一个整数型坐标,这个整数型坐标对应的像素值就是目的像素的像素值,也就是说,取浮点坐标最邻近的点对应的像素值。可见,最邻近插值简单且直观,但得到的图像质量不高。
双线性内插值:对于一个目的像素,设置坐标通过反向变换得到的浮点坐标为 ,其中、均为非负整数,、为[0,1)区间的浮点数,则这个像素得值可由原图像中坐标为 (,)、(+1,)、(,+1)、(+1,+1)所对应的周围四个像素的值决定,即: = +++。其中表示源图像(,)处的像素值。
分析上述的3种图像缩放方法,近邻取样法实现简单,需要的硬件成本比较小,但是缩放的效果不佳,图像会出现不连续的情况;双线性内插值法计算稍大,缩放后图像质量会比近邻取样法高,不会出现像素不连续的情况。但是双线性插值具有低通滤波器的性质,使高频分量受损,所以可能会使图像细节在一定程度上变得模糊;三次卷积法获得的缩放效果自然是最好的,但是不仅需要许多乘法器,还需要至少存储4行像素,显然这种方法在芯片中应用需要的成本比较大。
发明内容
为了克服现有的图像缩放方法的不能兼顾图像质量和硬件成本的不足,本发明提供一种既能得到较好的图像质量、同时不会消耗过多的硬件成本的应用于多通道视频解码芯片的视频缩放控制方法。
本发明为解决上述技术问题提出的技术方案为:
一种应用于多通道视频解码芯片的视频缩放控制方法,所述视频缩放控制方法包括以下步骤:
作为优选的一种方案:在所述步骤4)中,如果缩放目标的像素数目与原像素数目不成整数倍,即不能除尽,在每一行缩放插值之前都进行复位。
进一步,在所述步骤4)中,在纵向采用丢行的操作,即放弃整行像素点。
附图说明
图1是应用于多通道视频解码芯片的视频缩放控制的流程图。
图2是拟合函数L(x)和分布函数F(x)的示意图。
图3是取值x坐落位置的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
参照图1~图3, 一种应用于多通道视频解码芯片的视频缩放装置,实现图像缩放的过程包括以下步骤:
3) 一般视频解码器分离处理之后的分分辨率是D1,即PAL制为横向720个像素,纵向576个像素;NTSC制为横向720个像素,纵向480个象素。利用拉各朗日多项式插值分别对进行降采样,从而实现横向与纵向像素达到目标数目的目的。 拉各朗日多项式的定义为:对于次多项式在个节点上满足,那么就是n次插值的基函数;多项式就是拉各朗日插值多项式,由公式推倒得到基函数为并且是唯一存在的。 由以上定理可以知道,分别在取连续的个值,如图2所示,利用拉各朗日插值就可以重构出一个拟合函数,并且该函数与目标的分布函数的接近程度与的取值有关,越大,两者之间的误差就越小。然后通过取值坐落的位置(图3所示,黑点的位置)就可以轻松的算出所需要的的值。
4) 如果缩放目标的像素数目与原像素数目不成整数倍,例如720缩放到352,不能除尽,那么一行产生的误差会积累到下一行中,产生行与行直接的图像有错开的现象,本发明为了避免这种错误发生,在每一行缩放插值之前都进行复位,使得每行对应位置上的相位差都一致,这样就保证了图像的整齐平顺。
在所述步骤4)中,使用拉各朗日插值可以在横向实现任意比例的缩放,但是在纵向采用了丢行的操作,即放弃整行像素点。因此为了实现均匀缩放,本发明在纵向只能实现2或者0.5的整数倍缩放。
2). 经过色彩空间转换之后得到的,可以应用拉各朗日多项式插值,分别进行插值缩放,此处以为例进行详细说明,取10个连续的点对应的亮度值,由拉各朗日多项式的定义,拉各朗日的基函数为 …… 重构的函数与的分布函数非常接近;
3). 原视频的分辨率为,即每行像素为720个,目标分辨率为,即为352个像素,那么插值间隔为720/352=2.045,假设原图像与目标图像的第一个像素点是对齐的,且原图像相邻2个像素点的间隔为1,那么对于的第2个像素点对应的,将代入重构的函数,就可以求出目标像素的值了;
本发明同样适用于视频放大的应用,以下实施例实现D1(分辨率为720*576)到XGA(分辨率为1024*768)的放大操作,取n=12为例:
2). 经过色彩空间转换之后得到的,可以应用拉各朗日多项式插值,分别进行插值缩放,此处以为例进行详细说明,取12连续的点对应的亮度值,由拉各朗日多项式的定义,拉各朗日的基函数为 …… 重构的函数与的分布函数非常接近;
3). 横向放大的时候,从原图像每行720个像素到目标图象每行1024个像素,那么目标像素之间的间隔为720/1024 = 0.7031;假设原图像与目标图像XGA的第一个像素点是对齐的,且原图像相邻2个像素点的间隔为1,那么对于的第2个像素点对应的,将代入重构的函数,就可以求出目标像素的值了;
4). 纵向上,目标图像的行数768不是原图像行数576的2倍,所以纵向不能进行放大,要达到目标图像的大小,只能在视频的上部与下部各补充91行的黑色视频信号。
Claims (4)
2.如权利要求1所述的应用于多通道视频解码芯片的视频缩放控制方法,其特征在于:在所述步骤4)中,如果缩放目标的像素数目与原像素数目不成整数倍,即不能除尽,在每一行缩放插值之前都进行复位。
3.如权利要求1或2所述的应用于多通道视频解码芯片的视频缩放控制方法,其特征在于:在所述步骤4)中,在纵向采用丢行的操作,即放弃整行像素点。
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