CN107657587A - 图像处理方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种图像处理方法，包括：获取待缩放图像数据的缩放方式；根据所述缩放方式，选择指定处理路径对所述待缩放图像数据进行处理，以得到处理后图像数据，其中所述指定处理路径包括水平缩放处理操作、垂直缩放处理操作和缓存至外部存储器操作，且所述水平缩放处理操作和所述垂直缩放处理操作是先后进行的两个操作。本发明还公开了一种图像处理装置和一种图像处理系统。本发明可以提高图像处理效率以及减小图像处理对带宽的消耗。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种图像处理方法、一种图像处理装置及一种图像处理系统。
背景技术
在视频的缩放处理领域中，常常会将视频图像缩小或者放大之后与其他经过处理后的视频源进行叠加、融合、拼接等等的操作；在视频缩放处理过程中，不可避免的需要外部高速缓存来存储未处理与已处理的图像；因此，在视频的缩放处理过程中对外部高速缓存的读取带宽消耗是非常巨大的，而对外部存储器的存储深度要求不高；对于同样读写速率的外部高速缓存来讲，视频缩放处理的带宽消耗越大，所能同时处理的缩放视频路数越小，缩放处理效率越低，反之，视频缩放处理对外部高速缓存的带宽消耗越小，该外部缓存所能同时处理的视频路数越多，缩放处理效率越高；因此，在实际的应用中，需要在不损失缩放处理效果的基础上，尽可能的提高缩放处理的效率以及降低缩放处理过程中对外部存储器的带宽消耗。
发明内容
本发明的实施例提供一种图像处理方法、一种图像处理装置及一种图像处理系统，可以提高图像处理效率以及减小图像处理对带宽的消耗。
本发明实施例提供的一种图像处理方法，包括：获取待缩放图像数据的缩放方式；根据所述缩放方式，选择指定处理路径对所述待缩放图像数据进行处理，以得到处理后图像数据，其中所述指定处理路径包括水平缩放处理操作、垂直缩放处理操作和缓存至外部存储器操作，且所述水平缩放处理操作和所述垂直缩放处理操作是先后进行的两个操作。
在本发明的一个实施例中，所述缩放方式选自水平缩小、水平放大、垂直缩小、垂直放大、水平缩小且垂直缩小、水平缩小且垂直放大、水平放大且垂直缩小和水平放大且垂直放大之一。
在本发明的一个实施例中，所述缩放方式为水平缩小且垂直放大或者水平放大且垂直缩小，所述指定处理路径中的所述缓存至外部存储器操作位于所述水平缩放处理操作和所述垂直缩放处理操作之间。
在本发明的一个实施例中，当所述缩放方式为水平缩小且垂直放大，所述指定处理路径中的所述水平缩放处理操作位于所述缓存至外部存储器操作之前、且所述垂直缩放处理操作位于所述缓存至外部存储器操作之后；或者，当所述缩放方式为水平放大且垂直缩小，所述指定处理路径中的所述垂直缩放处理操作位于所述缓存至外部存储器操作之前、且所述水平缩放处理操作位于所述缓存至外部存储器操作之后。
在本发明的一个实施例中，所述缩放方式为水平缩小且垂直缩小，所述指定处理路径中的所述缓存至外部存储器操作位于所述水平缩放处理操作和所述垂直缩放处理操作之后。
在本发明的一个实施例中，所述缩放方式为水平放大且垂直放大，所述指定处理路径中的所述缓存至外部存储器操作位于所述水平缩放处理操作和所述垂直缩放处理操作之前。
在本发明的一个实施例中，所述指定处理路径中的所述垂直缩放处理操作位于所述水平缩放处理操作之前。
本发明实施例还提供的一种图像处理装置，用于执行如前述任意一个实施例所述的图像处理方法；所述图像处理装置包括：获取模块，用于获取待缩放图像数据的缩放方式；处理模块，用于根据所述缩放方式，选择指定处理路径对所述待缩放图像数据进行处理，以得到处理后图像数据，其中所述指定处理路径包括水平缩放处理操作、垂直缩放处理操作和缓存至外部存储器操作，且所述水平缩放处理操作和所述垂直缩放处理操作是先后进行的两个操作。
本发明实施例还提供的一种图像处理系统，包括可编程逻辑器件和外接于所述可编程逻辑器件的动态随机存储器；其中，所述可编程逻辑器件用于执行如前述任意一个实施例所述的图像处理方法。
在本发明的一个实施例中，所述可编程逻辑器件为FPGA器件，所述动态随机存储器为DDR。
上述技术方案可以具有如下一个或多个优点：本发明实施例通过获取待缩放图像的缩放方式，并根据所述缩放方式选择规定了进行水平缩放处理操作、垂直缩放处理操作和缓存至外部存储器操作的先后顺序和数据处理的流向的指定处理路径对所述待缩放图像数据进行处理，从而可以实现根据缩放方式来判断数据的最小带宽流量，调整数据处理的流向，提高图像处理效率，同时减小对外部存储器的带宽消耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明第一实施例提供的一种图像处理方法的流程示意图；
图2A为本发明第二实施例提供的一种图像处理装置的模块示意图；
图2B至2E为图2A中处理模块的模块示意图；
图3所示为本发明第三实施例提供的一种图像处理系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
第一实施例
如图1所示，为本发明第一实施例提供的一种图像处理方法的流程示意图，所述图像处理方法主要包括步骤：
S11:获取待缩放图像数据的缩放方式；
S13:根据所述缩放方式，选择指定处理路径对所述待缩放图像数据进行处理，以得到处理后图像数据，其中所述指定处理路径包括水平缩放处理操作、垂直缩放处理操作和缓存至外部存储器操作，且所述水平缩放处理操作和所述垂直缩放处理操作是先后进行的两个操作。
具体地，所述水平缩放处理操作例如先于所述垂直缩放处理操作进行或者所述垂直缩放处理操作先于所述水平缩放处理操作进行。另外，得到的所述处理后图像数据会根据需要输出给后端处理器件进行进一步加工处理例如图层叠加处理等、直接输出在显示屏上显示缩放结果或存储起来供后续使用等等，在此值得一提的是，本发明实施例并不局限于在此列举的几种对所述处理后图像数据的处理情况。
具体地，所述水平缩放处理操作和所述垂直缩放处理操作例如分别是对待缩放图像进行相应的水平方向上的缩放处理和垂直方向上的缩放处理；所述外部存储器例如是动态随机存储器，更具体地所述外部存储器例如是DDR；所述图像处理方法例如是实现于可编程逻辑器件上的，所述可编程逻辑器件例如是FPGA；所述外部存储器例如是外接于所述可编程逻辑器件的。
进一步地，步骤S13之前例如还包括步骤：获取所述待缩放图像数据。获取到所述待缩放图像数据之后例如还进行缓存，缓存之后再根据选择的所述指定处理路径对所述待缩放图像数据进行处理。所述缩放方式例如是可以通过直接输入的控制信息直接得到，还可以通过获取待缩放图像的当前分辨率和目标分辨率之后，对所述当前分辨率和所述目标分辨率进行比较得到的。例如当初始分辨率为128像素*512像素，目标分辨率为1024像素*256像素，进行比较，因为128<1024，所以长度(或水平)方向上的缩放方式为放大(可以称为水平放大或长度放大)，因为512>256，所以宽度(或垂直)方向上的缩放方式为缩小(可以称为垂直缩小或宽度缩小)。如此一来，缩放方式例如可以分为以下8种情况，分别为：(1)水平缩小(此时垂直方向不变)，(2)水平放大(此时垂直方向不变)，(3)垂直缩小(此时水平方向不变)，(4)垂直放大(此时水平方向不变)，(5)水平缩小且垂直缩小，(6)水平缩小且垂直放大，(7)水平放大且垂直缩小，(8)水平放大且垂直放大。所述待缩放图像数据的所述缩放方式例如可以选以上8种情况之一，也即选自水平缩小、水平放大、垂直缩小、垂直放大、水平缩小且垂直缩小、水平缩小且垂直放大、水平放大且垂直缩小和水平放大且垂直放大之一。
具体地，当所述待缩放图像数据的所述缩放方式为水平缩小且垂直放大和水平放大且垂直缩小也即前述情况(6)和(7)中任意一种时，所述指定处理路径中的所述缓存至外部存储器操作位于所述水平缩放处理操作和所述垂直缩放处理操作之间。也即先进行一个方向的缩放处理之后，再把得到的数据缓存至外部存储器，最后读出缓存至外部存储器的数据进行另一个方向上的缩放处理。更具体地，当所述缩放方式为水平缩小且垂直放大也即情况(6)时，所述指定处理路径中的所述水平缩放处理操作位于所述缓存至外部存储器操作之前、且所述垂直缩放处理操作位于所述缓存至外部存储器操作之后；也即缩放方式为情况(6)时，待缩放图像数据会依次进行水平方向上的缩小、缓存至外部存储器和进行垂直方向上的放大。当所述缩放方式为水平放大且垂直缩小也即情况(7)时，所述指定处理路径中的所述垂直缩放处理操作位于所述缓存至外部存储器操作之前、且所述水平缩放处理操作位于所述缓存至外部存储器操作之后；也即缩放方式为情况(7)时，待缩放图像数据会依次进行垂直方向上的缩小、缓存至外部存储器和进行水平方向上的放大。这样，在情况(6)和(7)时，依据所述指定处理路径对所述待缩放处理图像进行处理的过程中，每次数据进入所述外部存储器时和从所述外部存储器读出的过程中都是经过缩小处理之后的数据，保证了对所述外部存储器带宽的消耗都是最小的，同时也能提高图像处理效率。
当所述缩放方式为水平缩小且垂直缩小也即情况(5)，所述指定处理路径中的所述缓存至外部存储器操作位于所述水平缩放处理操作和所述垂直缩放处理操作之后；其中，所述水平缩放处理操作和所述垂直缩放处理操作的顺序可以根据需要指定。优选地，在情况(5)时，所述指定处理路径中的所述垂直缩放处理操作位于所述水平缩放处理操作之前，此时，会对所述待缩放图像数据先执行垂直方向上的缩小，之后进行水平方向上的缩小，最后再把得到的数据缓存至所述外部存储器，这样可以提高图像数据的读写和处理效率。这样，在情况(5)时，依据所述指定处理路径对所述待缩放处理图像进行处理的过程中都是经过两次缩小处理之后的数据，每次数据进入所述外部存储器和从所述外部存储器读出的过程中，对所述外部存储器带宽的消耗都是最小的，同时也能提高图像处理效率。
当所述缩放方式为水平放大且垂直放大也即情况(8)，所述指定处理路径中的所述缓存至外部存储器操作位于所述水平缩放处理操作和所述垂直缩放处理操作之前；其中，同情况(5)一样，所述水平缩放处理操作和所述垂直缩放处理操作的顺序可以根据需要指定；优选地，所述指定处理路径中的所述垂直缩放处理操作位于所述水平缩放处理操作之前，此时，会对所述待缩放图像数据先缓存至所述外部存储器，再执行垂直方向上的放大，最后进行水平方向上的放大。这样，在情况(8)时，依据所述指定处理路径对所述待缩放处理图像进行处理的过程中，每次数据进入所述外部存储器和从所述外部存储器读出的过程中都是没有经过一次放大处理的数据，对所述外部存储器带宽的消耗都是最小的，同时也能提高图像处理效率。
当所述缩放方式为水平缩小时，也即情况(1)，所述指定处理路径中的所述水平缩放处理操作位于所述缓存至外部存储器操作和所述垂直缩放处理操作之前；所述垂直缩放处理操作可以根据需要设置为位于所述缓存至外部存储器操作之前或之后。
当所述缩放方式为垂直缩小时，也即情况(3)，所述指定处理路径中的所述垂直缩放处理操作位于所述缓存至外部存储器操作和所述水平缩放处理操作之前；所述水平缩放处理操作可以根据需要设置为位于所述缓存至外部存储器操作之前或之后。
这样，在情况(1)和(3)时，依据所述指定处理路径对所述待缩放处理图像进行处理的过程中，每次数据进入所述外部存储器和从所述外部存储器读出的过程中都是经过一次缩小处理的数据，对所述外部存储器带宽的消耗都是最小的，同时也能提高图像处理效率。
当所述缩放方式为水平放大时，也即情况(2)，所述指定处理路径中的所述水平缩放处理操作位于所述缓存至外部存储器操作和所述垂直缩放处理操作之后；所述垂直缩放处理操作可以根据需要设置为位于所述缓存至外部存储器操作之前或之后。
当所述缩放方式为垂直放大时，也即情况(4)，所述指定处理路径中的所述垂直缩放处理操作位于所述缓存至外部存储器操作和所述水平缩放处理操作之后；所述水平缩放处理操作可以根据需要设置为位于所述缓存至外部存储器操作之前或之后。
这样，在情况(2)和(4)时，依据所述指定处理路径对所述待缩放处理图像进行处理的过程中，每次数据进入所述外部存储器和从所述外部存储器读出的过程中都是没有经过放大处理的数据，对所述外部存储器带宽的消耗都是最小的，同时也能提高图像处理效率。
综上所述，本发明第一实施例，通过获取待缩放图像的缩放方式，并根据所述缩放方式分情况选择相应的处理路径，不同的缩放方式，水平缩放处理操作、垂直缩放处理操作和缓存至外部存储器操作的执行顺序不同，通过分情况规定不同的指定处理路径对所述待缩放图像数据进行处理，从而可以实现根据缩放方式来判断数据的最小带宽流量，调整数据处理的流向，提高图像处理效率，同时减小对外部存储器的带宽消耗的技术效果。
第二实施例
如图2A所示，为本发明第二实施例提供的一种图像处理装置10，用于执行如前述第一实施例所述的图像处理方法；主要包括：获取模块11和处理模块13。其中，获取模块11用于执行前述第一实施例中图像处理方法的步骤S11；处理模块13用于执行前述第一实施例中图像处理方法的步骤S13。所述图像处理方法的详细流程和具体细节请参考前述第一实施例的描述，在此不再赘述。
如图2B、2C、2D和2E所示，为图2A中处理模块13的内部模块示意图，分别对应前述情况(5)、(6)、(7)和(8)时数据处理的流向。可见，处理模块13包括：垂直缩放处理模块131和水平缩放处理模块133。垂直缩放处理模块131和水平缩放处理模块133分别执行所述水平缩放处理操作和所述垂直缩放处理操作，所述缓存至外部存储器操作是将数据缓存至动态随机存储器DDR。如图2B所示，当所述缩放方式为情况(5)也即垂直缩小且水平缩小时，所述指定处理路径例如优选为先通过垂直缩放处理模块131进行垂直缩放处理操作，再通过水平缩放处理模块133进行水平缩放处理操作，之后进行缓存至外部存储器操作将数据缓存至DDR，在此值得一提的是，在此情形下，所述垂直缩放处理操作和所述水平缩放处理操作的先后顺序可以根据需要设置，并不局限于此处列举的顺序。如图2C所示，当所述缩放方式为情况(6)也即水平缩小且垂直放大时，所述指定处理路径例如为先通过水平缩放处理模块133进行水平缩放处理操作，再进行缓存至外部存储器操作将数据缓存至DDR，之后读出DDR中的数据通过垂直缩放处理模块131进行垂直缩放处理操作。如图2D所示，当所述缩放方式为情况(7)也即垂直缩小且水平放大时，所述指定处理路径例如优选为先通过垂直缩放处理模块131进行垂直缩放处理操作，再进行缓存至外部存储器操作将数据缓存至DDR，之后读出DDR中的数据通过水平缩放处理模块133进行水平缩放处理操作。如图2E所示，当所述缩放方式为情况(8)也即垂直放大且水平放大时，所述指定处理路径例如为先进行缓存至外部存储器操作将数据缓存至DDR，之后读出DDR中的数据通过垂直缩放处理模块131进行垂直缩放处理操作，再通过水平缩放处理模块133进行水平缩放处理操作，在此值得一提的是，在此情形下，所述垂直缩放处理操作和所述水平缩放处理操作的先后顺序可以根据需要设置，并不局限于此处列举的顺序。这样，在以上几种缩放情况下，依据所述指定处理路径对所述待缩放处理图像进行处理的过程中，每次数据进入DDR时和从DDR读出的过程中保证了对DDR带宽的消耗都是最小的，同时也能提高图像处理效率。
本发明第二实施例的图像处理装置10通过执行前述第一实施例所述的图像处理方法，可以提高图像处理效率以及减小图像处理对带宽的消耗。
第三实施例
如图3所示，为本发明第三实施例提供的一种图像处理系统20，主要包括可编程逻辑器件21和外接于可编程逻辑器件21的动态随机存储器23；其中，可编程逻辑器件21例如用于执行如前述第一实施例所述的图像处理方法。所述图像处理方法的详细流程和具体细节请参考前述第一实施例的描述，在此不再赘述。其中，所述图像处理方法中的所述缓存至外部存储器操作例如是将数据缓存至动态随机存储器23。
具体地，所述可编程逻辑器件例如为FPGA器件，所述动态随机存储器例如为DDR。
本发明第三实施例的图像处理系统20通过可编程逻辑器件21执行前述第一实施例所述的图像处理方法，可以提高图像处理效率以及减小图像处理对带宽的消耗。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和/或方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元/模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多路单元或模块可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元/模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元/模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多路网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元/模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元/模块可以集成在一个处理单元/模块中，也可以是各个单元/模块单独物理存在，也可以两个或两个以上单元/模块集成在一个单元/模块中。上述集成的单元/模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元/模块的形式实现。
上述以软件功能单元/模块的形式实现的集成的单元/模块，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)的一个或多个处理器执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种图像处理方法，其特征在于，包括：
获取待缩放图像数据的缩放方式；
根据所述缩放方式，选择指定处理路径对所述待缩放图像数据进行处理，以得到处理后图像数据，其中所述指定处理路径包括水平缩放处理操作、垂直缩放处理操作和缓存至外部存储器操作，且所述水平缩放处理操作和所述垂直缩放处理操作是先后进行的两个操作。
2.如权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，所述缩放方式选自水平缩小、水平放大、垂直缩小、垂直放大、水平缩小且垂直缩小、水平缩小且垂直放大、水平放大且垂直缩小和水平放大且垂直放大之一。
3.如权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，所述缩放方式为水平缩小且垂直放大或者水平放大且垂直缩小，所述指定处理路径中的所述缓存至外部存储器操作位于所述水平缩放处理操作和所述垂直缩放处理操作之间。
4.如权利要求3所述的图像处理方法，其特征在于，当所述缩放方式为水平缩小且垂直放大，所述指定处理路径中的所述水平缩放处理操作位于所述缓存至外部存储器操作之前、且所述垂直缩放处理操作位于所述缓存至外部存储器操作之后；或者，
当所述缩放方式为水平放大且垂直缩小，所述指定处理路径中的所述垂直缩放处理操作位于所述缓存至外部存储器操作之前、且所述水平缩放处理操作位于所述缓存至外部存储器操作之后。
5.如权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，所述缩放方式为水平缩小且垂直缩小，所述指定处理路径中的所述缓存至外部存储器操作位于所述水平缩放处理操作和所述垂直缩放处理操作之后。
6.如权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，所述缩放方式为水平放大且垂直放大，所述指定处理路径中的所述缓存至外部存储器操作位于所述水平缩放处理操作和所述垂直缩放处理操作之前。
7.如权利要求5或6所述的图像处理方法，其特征在于，所述指定处理路径中的所述垂直缩放处理操作位于所述水平缩放处理操作之前。
8.一种图像处理装置，用于执行如权利要求1至7任意一项所述的图像处理方法；其特征在于，所述图像处理装置包括：
获取模块，用于获取待缩放图像数据的缩放方式；
处理模块，用于根据所述缩放方式，选择指定处理路径对所述待缩放图像数据进行处理，以得到处理后图像数据，其中所述指定处理路径包括水平缩放处理操作、垂直缩放处理操作和缓存至外部存储器操作，且所述水平缩放处理操作和所述垂直缩放处理操作是先后进行的两个操作。
9.一种图像处理系统，其特征在于，包括可编程逻辑器件和外接于所述可编程逻辑器件的动态随机存储器；其中，所述可编程逻辑器件用于执行如权利要求1至7任意一项所述的图像处理方法。
10.如权利要求9所述的图像处理系统，其特征在于，所述可编程逻辑器件为FPGA器件，所述动态随机存储器为DDR。
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