CN102982507B - 视频图像处理的方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种视频图像处理的方法，包括步骤：获取图像分辨率，分配行存储区；接收数据，将数据存储在当前行存储区中，对数据进行计数；判断计数个数是否等于图像分辨率横轴像素点个数，若不等，则继续接收数据，直到相等；判断存储数据行数是否等于预设行，若不等于预设行，分配下一行存储区，计数清零，并返回继续接收数据，直到等于预设行；接收一个新数据；分配列存储区，每次从各行中取一数据，将数据按接收的顺序存储在列存储区中；判断存储数据列数是否等于预设列，若否，则继续从各行中取数据，若是，则确定像素参考矩阵。本发明提供相应的装置。本发明通过将数据按行、列分开保存在不同存储区，生成像素参考矩阵，提高处理速度，使操作更简单。

Description

视频图像处理的方法及装置

技术领域

本发明涉及图像处理领域，特别是涉及视频图像处理的方法及装置。

背景技术

图像处理，用计算机对图像进行分析，以达到所需结果的技术。又称影像处理。基本内容图像处理一般指数字图像处理。数字图像是指用数字摄像机、扫描仪等设备经过采样和数字化得到的一个大的二维数组，该数组的元素称为像素，其值为一整数，称为灰度值。图像处理技术的主要内容包括图像压缩，增强和复原，匹配、描述和识别3个部分。常见的处理有图像数字化、图像编码、图像增强、图像复原、图像分割和图像分析等。图像处理一般指数字图像处理。视频处理，即在计算机上播放和录制视频，可以将家庭电影复制到计算机，使用视频和音频剪贴工具进行编辑、剪辑、增加一些很普通的特效效果，使视频可观赏性增强。21世纪是一个充满信息的时代，图像和视频作为人类感知世界的视觉基础，是人类获取信息、表达信息和传递信息的重要手段。

目前，传统中实现视频处理时，通常是对输入的行数据直接处理，然后再处理列数据。当需要同时参考行和列进行处理时，却无法实现，且处理速度慢、处理复杂。

发明内容

基于此，有必要针对处理速度慢、处理复杂的问题，提供一种视频图像处理的方法及装置。

一种视频图像处理的方法，包括步骤：

步骤S101：获取图像分辨率，分配第一行存储区；

步骤S102：接收数据，将所述数据存储在当前行存储区中，对所述数据进行计数；

步骤S103：判断所述计数个数是否等于所述图像分辨率横轴像素点个数，若计数个数不等于横轴像素点个数，则返回步骤S102；

步骤S104：若计数个数等于横轴像素点个数，判断存储数据行数是否等于预设行，若等于预设行，进入步骤S105，若不等于预设行，分配下一行存储区，计数清零，并返回步骤S102；

步骤S105：接收一个新数据；

步骤S106：第N次取数时，分配第N列存储区，从各行中取行存储区中最早接收数据所在列后第N-1列的数据，将数据按接收的顺序存储在所述第N列存储区中，其中，N为正整数；

步骤S107：判断存储数据列数是否等于预设列，若否，返回步骤S106，若是，则根据行存储区和列存储区确定像素参考矩阵，根据所述像素参考矩阵进行视频图形处理。

上述视频图像处理的方法，通过将数据按行、列分开保存在不同存储区，生成像素参考矩阵，能同时参考行和列数据对图像进行处理，提高了处理速度，使操作更简单。

一种视频图像处理装置，包括生成模块，所述生成模块包括：

获取模块，用于获取图像分辨率；

接收模块，用于从一帧数据的帧头开始接收数据；

分配存储模块，用于根据第一判断模块的行存储指令，将数据存储在当前行存储区，根据第二判断模块的行存储指令，分配下一行存储区，将数据存储在下一行存储区，根据第三判断模块的列存储指令，第N次取数时，分配第N列存储区，从各行中取行存储区中最早接收数据所在列后第N-1列的数据，将数据按接收的顺序存储在所述第N列存储区中，其中，N为正整数；

计数模块，用于对接收模块接收的数据进行计数，根据第二判断模块发送的清零指令对计数清零；

第一判断模块，用于判断所述计数个数是否等于所述图像分辨率横轴像素点个数，若否，向分配存储模块发送行存储指令；

第二判断模块，用于判断存储数据行数是否等于预设行，若不等于预设行，则向分配存储模块发送行存储指令，向计数模块发送清零指令，若等于预设行，则向第三判断模块发送触发指令；

第三判断模块，用于接收第二判断模块触发指令，判断是否有新数据输入，若是，则向存储模块发送列存储指令；

第四判断模块，用于判断存储数据列数是否等于预设列，若是，则根据行存储区和列存储区确定像素参考矩阵，根据所述像素参考矩阵进行视频图形处理。

上述视频图像处理装置，通过像素参考矩阵生成模块将数据按行、列分开保存在不同存储区，生成像素参考矩阵，能同时参考行和列数据对图像进行处理，提高了处理速度，使操作更简单。

附图说明

图1为本发明视频图像处理的方法实施例的流程示意图；

图2为本发明视频图像处理装置实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下针对本发明视频图像处理的方法及装置的各实施例进行详细描述。

实施例一

参见图1，为本发明视频图像处理的方法实施例的流程示意图，包括步骤：

步骤S101：获取图像分辨率，分配第一行存储区；

步骤S102：接收数据，将数据存储在当前行存储区中，对数据进行计数；

步骤S103：判断计数个数是否等于图像分辨率横轴像素点个数，若是，则进入步骤S104，若否，则返回步骤S102；

步骤S104：判断存储数据行数是否等于预设行，若是，则进入步骤S106，若否，则进入步骤S105；

步骤S105：分配下一行存储区，计数清零，并返回步骤S102；

步骤S106：接收一个新数据；

步骤S107：第一次取数时，分配第一列存储区，从各行中取行存储区中最早接收数据所在列的数据，将数据按接收的顺序存储在第一列存储区中，第N次取数时，分配第N列存储区，从各行中取行存储区中最早接收数据所在列后第N-1列的数据，将数据按接收的顺序存储在第N列存储区中；

步骤S108：判断存储数据列数是否等于预设列，若否，返回步骤S107，若是，则进入步骤S109；

步骤S109：确定像素参考矩阵。

获取数据时，从一帧数据的帧头开始获取。以下以生成N×M像素参考矩阵为例进行说明。

一帧数据为一幅图，首先获取图像分辨率，比如H×V。分配第一行存储区，从一帧数据的帧头开始接受数据，将数据存储在第一行存储区中，对数据进行计数，当输入数据满H个时，代表达到一整行。判断存储数据行数是否等于预设行，即是否达到M行，若没有，则分配第二行存储区，将输入的数据存储在第二存储区中，对数据重新进行计数。当计数满H个时，代表第二行达到一整行。判断存储数据行数是否等于预设行，即是否达到M行，若没有，则分配第三行存储区，将输入的数据存储在第三存储区中。以此类推，直到完成M行，则代表行数准备完毕。

当接收到一个新数据，则进入列控制。从存储好的M行中取行存储区中最早接收数据所在列的数据，并将数据按接收的顺序存储到寄存器REG_1,n、REG_2,n…REG_m，n，然后，将寄存器REG_1,n、REG_2,n…REG_m,n中数据存储到REG_1,n-1、REG_2,n-1…REG_m,n-1，从存储好的M行中取行存储区中最早接收数据所在列的下一列数据，并将重新取的M行中的每一个数据存储在REG_1,n、REG_2,n…REG_m,n中。这样，数据每一次都有一个更新与移动存储过程，依次重复此过程，直到读入数据至REG_1,1、REG_2,1…REG_m,1，此时，就产生了一个矩阵如下，

$\left[\begin{array}{c}{R}_{11},R_{12}\·\·\·R_{1n}\\ R_{21},R_{22}\·\·\·R_{2n}\\ \·\·\·,\·\·\·,\·\·\·\\ R_{m1},R_{m2}\·\·\·R_{\mathrm{mn}}\end{array}\right]$

将接收的这个新数据替换行存储区中最早接收的数据，如这次为新数据替换帧头，更新存储的行数据。

当接收到下一个新时，则重复上述步骤，获取下一个像素参考矩阵。下面举其中一个例子进行说明：

一帧10X5图像例如：

第一行：1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

第二行：11  12  13  14  15  16  17  18  19  20

第三行：21  22  23  24  25  26  27  28  29  30

第四行：31  32  33  34  35  36  37  38  39  40

第五行：41  42  43  44  45  46  47  48  49  50

对于视频图像数据流为：1，2，3------50

设取像素参考矩阵为3X3

从一帧数据的帧头1开始接受数据，分配第一行存储区，将数据存储在第一行存储区中，对数据进行计数，当输入数据满10个时，代表达到一整行，判断有没有达到3行，没有，则分配第二行存储区，将输入的数据存储在第二存储区中，对数据重新进行计数，当计数满10个时，代表第二行达到一整行，判断有没有达到3行，没有，则分配第三行存储区。将输入的数据存储在第三存储区中，对数据重新进行计数，当计数满10个时，代表第三行达到一整行，判断有没有达到3行，达到，则如下：

第一行：1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

第二行：11  12  13  14  15  16  17  18  19  20

第三行：21  22  23  24  25  26  27  28  29  30

当第四行第一个像素，即数据31来时，从原来存储的三行中，每行取一个数据，将数据按接收的顺序存储在列存储区中。输出一个3X3像素参考矩阵：

1   2   3

11  12  13

21  22  23

同时原来存的三行也变成了：

31  2   3   4   5   6   7   8   9   10

11  12  13  14  15  16  17  18  19  20

21  22  23  24  25  26  27  28  29  30

当第四行第二个像素，即数据32来时，输出第二个3X3像素参考矩阵：

2   3   4

12  13  14

22  23  24

同时原来存的三行也变成了：

31  32  3   4   5   6   7   8   9   10

11  12  13  14  15  16  17  18  19  20

21  22  23  24  25  26  27  28  29  30

第四行一整行完时存储的三行也就变成：

31  32  33  34  35  36  37  38  39  40

11  12  13  14  15  16  17  18  19  20

21  22  23  24  25  26  27  28  29  30

接下可形成3X3就可以是：

第一个是：

11  12  13

21  22  23

31  32  33

第二个是：

12  13  14

22  23  24

32  33  34

以此类推，即可得到这一帧数据的像素参考矩阵，共有24个。第二帧数据更新第一帧数据时，再重复上述步骤，确定第二帧数据的像素参考矩阵。本发明可以适用于FPGA视频处理，但不限于此种视频处理。

实施例二

参见图2，为本发明视频图像处理装置的结构示意图，包括生成模块201，生成模块201包括：

获取模块2011，用于获取图像分辨率；

接收模块2012，用于从一帧数据的帧头开始接收数据；

分配存储模块2013，用于根据第一判断模块的行存储指令，将数据存储在当前行存储区，根据第二判断模块的行存储指令，分配下一行存储区，将数据存储在下一行存储区，根据第三判断模块的列存储指令，第一次取数时，分配第一列存储区，从各行中取行存储区中最早接收数据所在列的数据，将数据按接收的顺序存储在所述第一列存储区中，第N次取数时，分配第N列存储区，从各行中取行存储区中最早接收数据所在列后第N-1列的数据，将数据按接收的顺序存储在所述第N列存储区中；

计数模块2014，用于对接收模块接收的数据进行计数，根据第二判断模块发送的清零指令对计数清零；

第一判断模块2015，用于判断所述计数个数是否等于所述图像分辨率横轴像素点个数，若否，向分配存储模块发送行存储指令；

第二判断模块2016，用于判断存储数据行数是否等于预设行，若不等于预设行，则向分配存储模块发送行存储指令，向计数模块发送清零指令，若等于预设行，则向第三判断模块发送触发指令；

第三判断模块2017，用于接收第二判断模块触发指令，判断是否有新数据输入，若是，则向存储模块发送列存储指令；

第四判断模块2018，用于判断存储数据列数是否等于预设列，若是，则确定像素参考矩阵。

进一步地，还包括输出模块202，用于接受输出所述像素参考矩阵指令，输出所述像素参考矩阵；

处理模块203，用于根据所述像素参考矩阵进行视频图像处理。

获取数据时，从一帧数据的帧头开始获取。以下以生成N×M像素参考矩阵为例进行说明。

一帧数据为一幅图，首先获取模块2011获取图像分辨率，比如H×V。分配存储模块2013分配第一行存储区，接收模块2012从一帧数据的帧头开始接受数据，分配存储模块2013将数据存储在第一行存储区中，计数模块2014对数据进行计数，第一判断模块2015判断所述计数个数是否等于所述图像分辨率横轴像素点个数，当输入数据满H个时，代表达到一整行。第二判断模块2016判断存储数据行数是否等于预设行，即是否达到M行，若没有，则分配存储模块2013分配第二行存储区，将输入的数据存储在第二存储区中，计数模块2014接收第二判断模块的清零指令，将计数数据清零，对数据重新进行计数。当计数满H个时，代表第二行达到一整行。第二判断模块2016判断存储数据行数是否等于预设行，即是否达到M行，若没有，则分配存储模块2013分配第三行存储区，将输入的数据存储在第三存储区中。以此类推，直到完成M行，则代表行数准备完毕。

第三判断模块2017，用于接收第二判断模块触发指令，判断是否有新数据输入。当接收模块2012接收到一个新数据，则进入列控制。分配存储模块2013从存储好的M行中取行存储区中最早接收数据所在列的数据，并将数据按接收的顺序存储到寄存器REG_1,n、REG_2,n…REG_m，n，然后，将寄存器REG_1,n、REG_2,n…REG_m,n中数据存储到REG_1,n-1、REG_2,n-1…REG_m,n-1，从存储好的M行中取行存储区中最早接收数据所在列下一列的数据，并将重新取的M行中的每一个数据存储在REG_1,n、REG_2,n…REG_m,n中。这样，数据每一次都有一个更新与移动存储过程，第四判断模块2018判断存储数据列数是否等于预设列，若否，依次重复此过程，直到读入数据至REG_1,1、REG_2,1…REG_m,1，此时，就产生了一个矩阵如下，

$\left[\begin{array}{c}{R}_{11},R_{12}\·\·\·R_{1n}\\ R_{21},R_{22}\·\·\·R_{2n}\\ \·\·\·,\·\·\·,\·\·\·\\ R_{m1},R_{m2}\·\·\·R_{\mathrm{mn}}\end{array}\right]$

将接收的这个新数据替换行存储区中最早接收的数据，如这次为新数据替换帧头，更新存储的行数据。

当接收到下一个新时，则重复上述步骤，获取下一个像素参考矩阵。下面举其中一个例子进行说明：

一帧10X5图像例如：

第一行：1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

第二行：11  12  13  14  15  16  17  18  19  20

第三行：21  22  23  24  25  26  27  28  29  30

第四行：31  32  33  34  35  36  37  38  39  40

第五行：41  42  43  44  45  46  47  48  49  50

对于视频图像数据流为：1，2，3------50

设取像素参考矩阵为3X3

从一帧数据的帧头1开始接受数据，分配第一行存储区，将数据存储在第一行存储区中，对数据进行计数，当输入数据满10个时，代表达到一整行，判断有没有达到3行，没有，则分配第二行存储区，将输入的数据存储在第二存储区中，对数据重新进行计数，当计数满10个时，代表第二行达到一整行，判断有没有达到3行，没有，则分配第三行存储区。将输入的数据存储在第三存储区中，对数据重新进行计数，当计数满10个时，代表第三行达到一整行，判断有没有达到3行，达到，则如下：

第一行：1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

第二行：11  12  13  14  15  16  17  18  19  20

第三行：21  22  23  24  25  26  27  28  29  30

当第四行第一个像素，即数据31来时，从原来存储的三行中，每行取一个数据，将数据按接收的顺序存储在列存储区中。输出一个3X3像素参考矩阵：

1   2   3

11  12  13

21  22  23

同时原来存的三行也变成了：

31  2   3   4   5   6   7   8   9   10

11  12  13  14  15  16  17  18  19  20

21  22  23  24  25  26  27  28  29  30

当第四行第二个像素，即数据32来时，输出第二个3X3像素参考矩阵：

2   3   4

12  13  14

22  23  24

同时原来存的三行也变成了：

31  32  3   4   5   6   7   8   9   10

11  12  13  14  15  16  17  18  19  20

21  22  23  24  25  26  27  28  29  30

第四行一整行完时存储的三行也就变成：

31  32  33  34  35  36  37  38  39  40

11  12  13  14  15  16  17  18  19  20

21  22  23  24  25  26  27  28  29  30

接下可形成3X3就可以是：

第一个是：

11  12  13

21  22  23

31  32  33

第二个是：

12  13  14

22  23  24

32  33  34

以此类推，即可得到这一帧数据的像素参考矩阵，共有24个。第二帧数据更新第一帧数据时，再重复上述步骤，确定第二帧数据的像素参考矩阵。本发明可以适用于FPGA视频处理，但不限于此种视频处理。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种视频图像处理的方法，其特征在于，包括步骤：

步骤S101：获取图像分辨率，分配第一行存储区；

步骤S102：接收数据，将所述数据存储在当前行存储区中，对所述数据进行计数；

步骤S103：判断所述计数个数是否等于所述图像分辨率横轴像素点个数，若计数个数不等于横轴像素点个数，则返回步骤S102；

步骤S104：若计数个数等于横轴像素点个数，判断存储数据行数是否等于预设行，若等于预设行，进入步骤S105，若不等于预设行，分配下一行存储区，计数清零，并返回步骤S102；

步骤S105：接收一个新数据；

步骤S106：第N次取数时，分配第N列存储区，从各行中取行存储区中最早接收数据所在列后第N-1列的数据，将数据按接收的顺序存储在所述第N列存储区中，其中，N为正整数；

步骤S107：判断存储数据列数是否等于预设列，若否，返回步骤S106，若是，则根据行存储区和列存储区确定像素参考矩阵，根据所述像素参考矩阵进行视频图像处理。

2.根据权利要求1所述的视频图像处理的方法，其特征在于，从一帧数据的帧头开始接收数据。

3.根据权利要求2所述的视频图像处理的方法，其特征在于，所述确定像素参考矩阵后，还包括步骤：

接受输出所述像素参考矩阵指令，输出所述像素参考矩阵；

根据所述像素参考矩阵进行视频图像处理。

4.根据权利要求1或2或3所述的视频图像处理的方法，其特征在于，所述确定像素参考矩阵后，还包括步骤：

所述接收的一个新数据替换行存储区中最早接收的数据；

当有下一个新数据进来时，返回步骤S105。

5.一种视频图像处理装置，其特征在于，包括生成模块，所述生成模块包括：

获取模块，用于获取图像分辨率；

接收模块，用于从一帧数据的帧头开始接收数据；

分配存储模块，用于根据第一判断模块的行存储指令，将数据存储在当前行存储区，根据第二判断模块的行存储指令，分配下一行存储区，将数据存储在下一行存储区，根据第三判断模块的列存储指令，第N次取数时，分配第N列存储区，从各行中取行存储区中最早接收数据所在列后第N-1列的数据，将数据按接收的顺序存储在所述第N列存储区中，其中，N为正整数；

计数模块，用于对接收模块接收的数据进行计数，根据第二判断模块发送的清零指令对计数清零；

第一判断模块，用于判断所述计数个数是否等于所述图像分辨率横轴像素点个数，若否，向分配存储模块发送行存储指令；

第二判断模块，用于判断存储数据行数是否等于预设行，若不等于预设行，则向分配存储模块发送行存储指令，向计数模块发送清零指令，若等于预设行，则向第三判断模块发送触发指令；

第三判断模块，用于接收第二判断模块触发指令，判断是否有新数据输入，若是，则向存储模块发送列存储指令；

第四判断模块，用于判断存储数据列数是否等于预设列，若是，则根据行存储区和列存储区确定像素参考矩阵，根据所述像素参考矩阵进行视频图像处理。

6.根据权利要求5所述的视频图像处理装置，其特征在于，还包括：

输出模块，用于接受输出所述像素参考矩阵指令，输出所述像素参考矩阵；

处理模块，用于根据所述像素参考矩阵进行视频图像处理。

7.根据权利要求5或6所述的视频图像处理装置，其特征在于，所述第三判断模块接收第二判断模块触发指令时，向分配存储模块发送更新指令；

分配存储模块将接收的一个新数据替换行存储区中最早接收的数据。