CN105513004A - 一种图像畸变校正系统及其存储方法和寻址方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种图像畸变校正系统及其存储方法和寻址方法，本发明的存储方法是一种畸变校正系统中以查找表数据为中心对称点的灰度数据存储方法，使所占用的硬件存储资源降低，能够进一步优化寻址公式，能够在同一时刻读取N个RAM的不同数据，从而提高系统的实时性，有利于在不更改现有硬件情况下应用本技术。

Description

一种图像畸变校正系统及其存储方法和寻址方法
技术领域
本发明涉及视频处理技术领域，特别涉及一种图像畸变校正系统的存储和寻址算法。
背景技术
在平视显示系统中由于物镜离轴角较大，导致显示画面出现严重畸变，同时畸变校正处理过程实时性要求较高，数据存储空间较大，所以快速读取存储操作数据以及减少存储空间进行图像畸变校正处理是必须且必要的。
现有畸变校正系统的图像灰度数据存储方法(如奇偶行奇偶列、乒乓缓存)，在存储灰度数据时相同数据在多个存储器中反复存储，造成存储空间的极大浪费；或在反向读取灰度数据时不能同时读取多个存储器的数据，造成读取时间上的延迟。
发明内容
本发明的目的是提供一种图像畸变校正系统中的存储方法，用以解决现有存储方法空间浪费的问题。同时还提供了一种对应该存储方法的寻址方法，以及应用存储、寻址方法的图像畸变校正系统。
为实现上述目的，本发明的方案包括：
一种图像畸变校正系统中的存储方法，对于N个RAM的RAM组，N＝n2，n为非1的自然数；基于查找表的(X,Y)值为中心，得到其周围N个点的像素灰度值；将该N个点的像素值依次分别存入N个RAM中，该N个RAM依次编号，按照设定规则分别存储N个点的像素值。
N＝4时，RAM1、RAM2、RAM3、RAM4分别表示四个RAM；RAM1中存储的是位于图像偶行偶列位置的像素点灰度值；RAM2中存储的是位于图像偶行奇列位置的像素点灰度值；RAM3中存储的是位于图像奇行偶列位置的像素点灰度值；RAM4中存储的是位于图像奇行奇列位置的像素点灰度值。
N＝9时，RAM1-RAM9分别表示九个RAM；RAM1中存储的像素点所在的行值为4n，列值为4n；RAM2中存储的像素点所在的行值为4n，列值为2n+1；RAM3中存储的像素点所在的行值为4n，列值为4n+2；RAM4中存储的像素点所在的行值为2n+1，列值为4n；RAM5中存储的像素点所在的行值为2n+1，列值为2n+1；RAM6中存储的像素点所在的行值为2n+1，列值为4n+2；RAM7中存储的像素点所在的行值为4n+2，列值为4n；RAM8中存储的像素点所在的行值为4n+2，列值为2n+1；RAM9中存储的像素点所在的行值为4n+2，列值为4n+2。
N＝16时，RAM1-RAM16分别表示十六个RAM；RAM1中存储的像素点所在的行值为4n，列值为4n；RAM2中存储的像素点所在的行值为4n，列值为4n+1；RAM3中存储的像素点所在的行值为4n，列值为4n+2；RAM4中存储的像素点所在的行值为4n，列值为4n+3；RAM5中存储的像素点所在的行值为4n+1，列值为4n；RAM6中存储的像素点所在的行值为4n+1，列值为4n+1；RAM7中存储的像素点所在的行值为4n+1，列值为4n+2；RAM8中存储的像素点所在的行值为4n+1，列值为4n+3；RAM9中存储的像素点所在的行值为4n+2，列值为4n；RAM10中存储的像素点所在的行值为4n+2，列值为4n+1；RAM11中存储的像素点所在的行值为4n+2，列值为4n+2；RAM12中存储的像素点所在的行值为4n+2，列值为4n+3；RAM13中存储的像素点所在的行值为4n+3，列值为4n；RAM14中存储的像素点所在的行值为4n+3，列值为4n+1；RAM15中存储的像素点所在的行值为4n+3，列值为4n+2；RAM16中存储的像素点所在的行值为4n+3，列值为4n+3。
本发明还提供了一种寻址方法，在写RAM时，对于N个RAM的RAM组，N＝n2，n为非1的自然数；基于查找表的(X,Y)值为中心，得到其周围N个点的像素灰度值；将该N个点的像素值按照设定次序依次分别存入N个RAM中；在读RAM时，按照所述N值、所述设定次序和设定规则读取各RAM中的像素值。
最后，本发明还提供了一种畸变校正系统，包括存储模块：在读RAM是时，对于N个RAM的RAM组，N＝n2，n为非1的自然数；以查找表的(X,Y)值为中心，得到其周围N个点的像素灰度值；将该N个点的像素值依次分别存入N个RAM中，该N个RAM依次编号，按照设定规则分别存储N个点的像素值。
进一步的，在读RAM时，按照所述N值、所述设定次序和设定规则读取各RAM中的像素值。
本发明的存储方法是一种畸变校正系统中以查找表数据为中心对称点的灰度数据存储方法，使所占用的硬件存储资源降低，能够进一步优化寻址公式，能够在同一时刻读取N个RAM的不同数据，从而提高系统的实时性，有利于在不更改现有硬件情况下应用本技术。相比现有畸变校正的存储寻址技术，本发明具有优势如下：1.寻址算法本身兼顾了图像的对称性，有效的消除锯齿与边缘模糊；2.所占用图像缓存资源少；3.较低复杂度，易于硬件实现；4.实时性好，低延迟。
附图说明
图1为以查找表数据(2,2,0.4,0.7)为中心对称点N＝9和N＝16时所对应的查找窗；
图2为N＝4的几何校正地址转换示意图；
图3为N＝9的几何校正地址转换示意图；
图4为N＝16的几何校正地址转换示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图像畸变校正过程，包括存储和寻址过程。具体的，包括：
S101、根据系统精度要求，选取RAM组的N值，N＝n2(n为非1的自然数)。N＝n2的选取主要取决于：
1、畸变校正系统精度要求。精度越高，N值越大，相对应的存储寻址算法越复杂；
2、基于中心寻址的要求。寻址时以查找表(X，Y)/(X，Y，dx,dy)为中心对称点，得到其周围N个点的像素灰度值。由于选取像素的对称性，使得N个点的灰度值进行插值后的像素值更接近原图像的灰度值，更好的保留原图像显示特性，提高图像精度。如图1所示，当查找表数据为(2,2,0.4,0.7)时，若N＝9，则以(2,2)为中心对称点，需计算小窗内的9个点的像素灰度值；若N＝16，则以(2,2,0.4,0.7)为中心对称点，需计算大窗内的16个点的像素灰度值。
3、RAM组间的存储寻址算法具有规律性。以查找表(X，Y)/(X，Y，dx,dy)为中心对称点外围的N个点在行列信息上具有规律性，使得算法存储寻址算法具有统一性，使得硬件实现容易实现，同时减少设计的硬件资源。
S102、根据N值确定写RAM算法，即确定每个RAM中所要存储的灰度数据特性。
N值的不同使得每个RAM的存储特性不同，下面举例进行说明，其中R(n)表示图像数据中的第n行数据，L(n)表示图像数据中的第n列数据，R(n)&L(n)组合使用表示图像数据中的第n行第n列：
1、当N＝4时，4个RAM中存储的灰度数据可以进行如下分配：
表1
注：表中除表头外的n均为正整数，即n＝n＝0,1,2……。
RAM组的部分存储数据如图2第2幅图所示。
2、当N＝9时，9个RAM中存储的灰度数据可以进行如下分配：
表2
注：表中除表头外的n均为正整数，即n＝n＝0,1,2……。
RAM组的部分存储数据如图3第2幅图所示
3、当N＝16时，16个RAM中存储的灰度数据可以进行如下分配：
表3
注：表中除表头外的n均为正整数，即n＝n＝0,1,2……。
RAM组的部分存储数据如图3第2幅图所示
通过上述表1表3中N＝4和N＝16两组偶数值对比，发现N值越大写RAM组时写控制器越简单。同时通过图2、图4发现当N为偶数时，每个RAM中的存储空间相同，存储方式唯一确定。
通过上述图2、图3中N＝4和N＝9奇偶数值对比，发现N为奇数时奇偶RAM的存储空间出现不一致，并且可以有多种不同的存储方式。
另外，关于行列编码，都是设定的存储规则，使得每个点的行列编码都不相同，都有唯一的行列编码。除了以上的规则，还可以采用其他方式，比如N＝9时，还可以采用3n，3n+1,3n+2组织行列编码规则，然后进行行列组合。
S103、RAM组写控制寄存器将输入视频灰度数据按照写RAM算法存储在RAM组中。
S104、基于以查找表的(X,Y)/(X,Y,dx,dy)值为中心对称点的要求，根据N值和写RAM算法，确定读RAM算法。
首先根据图像最大畸变率计算出需要缓存的图像行数，再根据写RAM算法得出每个RAM缓存区域的空间大小，这里用M1、M2……表示。
N值的不同，读RAM算法也不同，下面结合S102中N＝9和N＝16的写RAM算法给出相应的读RAM算法：
1、当N＝9，写算法如S102中N＝9的算法时，读RAM算法如下：
当N＝9时，由于N为奇数，为满足以查找表的(X,Y)/(X,Y,dx,dy)为中心对称的要求，这里将以(X，Y)为中心对称点。表4-表6为X、Y为不同情况输入时RAM1-RAM9相应的寻址地址转换关系。
表4
表5
表6
2、当N＝16，写算法如S102中N＝16的算法时，读RAM算法如下：
当N＝16时，由于N为偶数，为满足以查找表的(X,Y)/(X,Y,dx,dy)为中心对称的要求，这里将以(X,Y,dx,dy)为中心对称点。表7-表10为X、Y
为不同情况输入时RAM1-RAM16相应的寻址地址转换关系。
表7
注：这里M1＝M2＝……＝M16＝M。
表8
注：这里M1＝M2＝……＝M16＝M。
表9
注：这里M1＝M2＝……＝M16＝M。
表10
注：这里M1＝M2＝……＝M16＝M。
S105、RAM组读控制器将输入的查找表(X,Y)数据按照读RAM算法，计算出以(X,Y)为中心的外围N个点在RAM组中的存储地址。
S106、根据计算得出的N个点的存储地址，同时读取N点的灰度值进行畸变校正处理。
以上给出了本发明涉及的具体实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种图像畸变校正系统中的存储方法，其特征在于，对于N个RAM的RAM组，N＝n2，n为非1的自然数；以查找表的(X,Y)值为中心，得到其周围N个点的像素灰度值；将该N个点的像素值依次分别存入N个RAM中，该N个RAM依次编号，按照设定规则分别存储N个点的像素值。
2.根据权利要求1所述的一种图像畸变校正系统中的存储方法，其特征在于，N＝4时，RAM1、RAM2、RAM3、RAM4分别表示四个RAM；RAM1中存储的是位于图像偶行偶列位置的像素点灰度值；RAM2中存储的是位于图像偶行奇列位置的像素点灰度值；RAM3中存储的是位于图像奇行偶列位置的像素点灰度值；RAM4中存储的是位于图像奇行奇列位置的像素点灰度值。
3.根据权利要求1所述的一种图像畸变校正系统中的存储方法，其特征在于，N＝9时，RAM1-RAM9分别表示九个RAM；RAM1中存储的像素点所在的行值为4n，列值为4n；RAM2中存储的像素点所在的行值为4n，列值为2n+1；RAM3中存储的像素点所在的行值为4n，列值为4n+2；RAM4中存储的像素点所在的行值为2n+1，列值为4n；RAM5中存储的像素点所在的行值为2n+1，列值为2n+1；RAM6中存储的像素点所在的行值为2n+1，列值为4n+2；RAM7中存储的像素点所在的行值为4n+2，列值为4n；RAM8中存储的像素点所在的行值为4n+2，列值为2n+1；RAM9中存储的像素点所在的行值为4n+2，列值为4n+2。
4.根据权利要求1所述的一种图像畸变校正系统中的存储方法，其特征在于，N＝16时，RAM1-RAM16分别表示十六个RAM；RAM1中存储的像素点所在的行值为4n，列值为4n；RAM2中存储的像素点所在的行值为4n，列值为4n+1；RAM3中存储的像素点所在的行值为4n，列值为4n+2；RAM4中存储的像素点所在的行值为4n，列值为4n+3；RAM5中存储的像素点所在的行值为4n+1，列值为4n；RAM6中存储的像素点所在的行值为4n+1，列值为4n+1；RAM7中存储的像素点所在的行值为4n+1，列值为4n+2；RAM8中存储的像素点所在的行值为4n+1，列值为4n+3；RAM9中存储的像素点所在的行值为4n+2，列值为4n；RAM10中存储的像素点所在的行值为4n+2，列值为4n+1；RAM11中存储的像素点所在的行值为4n+2，列值为4n+2；RAM12中存储的像素点所在的行值为4n+2，列值为4n+3；RAM13中存储的像素点所在的行值为4n+3，列值为4n；RAM14中存储的像素点所在的行值为4n+3，列值为4n+1；RAM15中存储的像素点所在的行值为4n+3，列值为4n+2；RAM16中存储的像素点所在的行值为4n+3，列值为4n+3。
5.一种图像畸变校正系统中的寻址方法，其特征在于，在写RAM时，对于N个RAM的RAM组，N＝n2，n为非1的自然数；以查找表的(X,Y)值为中心，得到其周围N个点的像素灰度值；将该N个点的像素值按照设定次序依次分别存入N个RAM中；在读RAM时，按照所述N值、所述设定次序和设定规则读取各RAM中的像素值。
6.一种图像畸变校正系统，其特征在于，包括存储模块：在读RAM时，对于N个RAM的RAM组，N＝n2，n为非1的自然数；以查找表的(X,Y)值为中心，得到其周围N个点的像素灰度值；将该N个点的像素值依次分别存入N个RAM中，该N个RAM依次编号，按照设定规则分别存储N个点的像素值。
7.根据权利要求6所述的一种图像畸变校正系统，其特征在于，N＝4时，RAM1、RAM2、RAM3、RAM4分别表示四个RAM；RAM1中存储的是位于图像偶行偶列位置的像素点灰度值；RAM2中存储的是位于图像偶行奇列位置的像素点灰度值；RAM3中存储的是位于图像奇行偶列位置的像素点灰度值；RAM4中存储的是位于图像奇行奇列位置的像素点灰度值，该N个RAM依次编号，按照设定规则分别存储N个点的像素值。
8.根据权利要求6所述的一种图像畸变校正系统，其特征在于，N＝9时，RAM1-RAM9分别表示九个RAM；RAM1中存储的像素点所在的行值为4n，列值为4n；RAM2中存储的像素点所在的行值为4n，列值为2n+1；RAM3中存储的像素点所在的行值为4n，列值为4n+2；RAM4中存储的像素点所在的行值为2n+1，列值为4n；RAM5中存储的像素点所在的行值为2n+1，列值为2n+1；RAM6中存储的像素点所在的行值为2n+1，列值为4n+2；RAM7中存储的像素点所在的行值为4n+2，列值为4n；RAM8中存储的像素点所在的行值为4n+2，列值为2n+1；RAM9中存储的像素点所在的行值为4n+2，列值为4n+2。
9.根据权利要求6所述的一种图像畸变校正系统，其特征在于，N＝16时，RAM1-RAM16分别表示十六个RAM；RAM1中存储的像素点所在的行值为4n，列值为4n；RAM2中存储的像素点所在的行值为4n，列值为4n+1；RAM3中存储的像素点所在的行值为4n，列值为4n+2；RAM4中存储的像素点所在的行值为4n，列值为4n+3；RAM5中存储的像素点所在的行值为4n+1，列值为4n；RAM6中存储的像素点所在的行值为4n+1，列值为4n+1；RAM7中存储的像素点所在的行值为4n+1，列值为4n+2；RAM8中存储的像素点所在的行值为4n+1，列值为4n+3；RAM9中存储的像素点所在的行值为4n+2，列值为4n；RAM10中存储的像素点所在的行值为4n+2，列值为4n+1；RAM11中存储的像素点所在的行值为4n+2，列值为4n+2；RAM12中存储的像素点所在的行值为4n+2，列值为4n+3；RAM13中存储的像素点所在的行值为4n+3，列值为4n；RAM14中存储的像素点所在的行值为4n+3，列值为4n+1；RAM15中存储的像素点所在的行值为4n+3，列值为4n+2；RAM16中存储的像素点所在的行值为4n+3，列值为4n+3。
10.根据权利要求6－9中任一项所述的一种图像畸变校正系统，其特征在于，其特征在于，还包括寻址模块：在读RAM时，按照所述N值、所述设定次序和设定规则读取各RAM中的像素值。
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