CN111275615B - 基于双线性插值改进的视频图像缩放方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于双线性插值改进的视频图像缩放方法，根据视频源图像的分辨率和目标图像的分辨率确定缩放比率；根据所述缩放比率分别确定源图像的搜索块的大小和目标图像的目标块的大小；根据双线性插值算法确定搜索块的像素值、以及对应的基础系数；根据所述基础系数、搜索块的像素值确定目标图像的目标块的像素值；根据所述目标图像的目标块的像素值获得缩放后的目标图像。本发明能够减少图像缩放算法占用的资源面积，增加系统的稳定性。

Description

基于双线性插值改进的视频图像缩放方法
技术领域
本发明属于视频图像处理技术领域，具体涉及一种基于双线性插值改进的视频图像缩放方法。
背景技术
在现在的显示领域，因为显示屏幕的分辨率不一样，因此需要对视频源的图像数据进行缩放，使其适应后端屏幕分辨率。在视频缩放中应用最多的是双线性插值算法，其具有良好的缩放效果、较低的算法复杂度。由于现在的移动显示设备功能日益增加，功能与设备资源面积的冲突日益增大，而实现基于双线性插值的图像缩放算法相对占用较多的资源，因此，如何用较少的资源实现视频图像的缩放具有重要意义。
双线性插值算法的本质是在两个方向分别进行一次线性插值。传统的双线性插值算法硬件实现有两种方式：方式一，通过行号计算基础系数，先对输入的数据做水平方向插值，利用line-buffer缓存水平方向插值的结果，最后从line-buffer中读取数据用于垂直方向插值，把垂直方向插值结果输出到后端显示；方式二，提前将需要用于插值计算的基础系数存储在ram中，利用查找表减少插值的计算量。方式一需要大量的乘除法运算操作，同时需要line-buffer进行缓存操作，乘除法及line-buffer缓存占用的资源较多，降低系统的稳定性。方式二虽减少了乘除法及line-buffer缓存，但增多了ram查找表，不适用如1080*1920等较大分辨率的缩放。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于双线性插值改进的视频图像缩放方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供一种基于双线性插值改进的视频图像缩放方法，该方法为：
根据视频源图像的分辨率和目标图像的分辨率确定缩放比率；
根据所述缩放比率分别确定源图像的搜索块的大小和目标图像的目标块的大小；
根据双线性插值算法确定搜索块的像素值、以及对应的基础系数；
根据所述基础系数、搜索块的像素值确定目标图像的目标块的像素值；
根据所述目标图像的目标块的像素值获得缩放后的目标图像。
上述方案中，所述根据视频源图像的分辨率和目标图像的分辨率确定缩放比率，具体为：所述视频源图像的分辨率为src_w*src_h，目标图像的分辨率为dst_w*dst_h，水平方向的缩放比率为ratio_w＝src_w/dst_w，垂直方向的缩放比率为ratio_h＝src_h/dst_h。
上述方案中，根据所述缩放比率分别确定源图像的搜索块的大小和目标图像的目标块的大小，具体为：将水平方向的缩放比率ratio_w和垂直方向的缩放比率ratio_h简化成分式ratio_w＝src_w/dst_w＝a_w/b_w，ratio_h＝src_h/dst_h＝a_h/b_h，其中a_w、b_w、a_h、b_h为整数，则源图像的搜索块的大小为a_w*a_h，目标图像的目标块的大小为b_w*b_h。
上述方案中，根据双线性插值算法确定搜索块的像素值、以及对应的基础系数，具体为：源图像的搜索块大小为a_w*a_h，则搜索块内共有a_w*a_h个像素点，源图像的搜索块像素值为源图像的RGB值；根据双线性插值公式
Figure BDA0002359263580000021
确定基础系数为/>
Figure BDA0002359263580000022
上述方案中，根据所述基础系数、搜索块的像素值确定目标图像的目标块的像素值，具体为：所述搜索块包括若干个源像素，所述目标块包括若干个目标像素；根据双线性插值公式确定目标图像的目标块中每个目标像素对应的源像素；将所述基础系数与该目标像素所有对应的源像素的像素值和的积即为该目标像素的像素值；遍历目标块内所有的目标像素即可得到目标块的像素值。上述方案中，搜索目标块中的第一个目标像素，将所述基础系数与该目标块第一个目标像素所有对应的源像素的像素值和的积即为该目标块第一个目标像素的像素值；依序分别确定目标块中的每个目标像素的像素值；遍历目标块内所有的目标像素即可得到目标块的像素值。
上述方案中，根据所述目标图像的目标块的像素值获得缩放后的目标图像，具体为：由源搜索块的像素值可得对应目标块的像素值，遍历视频图像中的搜索块即可得到每一个搜索块对应的目标块，最后拼接所有的目标块得到缩放后的目标图像。
与现有技术相比，本发明能够减少图像缩放算法占用的资源面积，增加系统的稳定性。
附图说明
图1为本发明实施例提供一种基于双线性插值改进的视频图像缩放方法的流程图；
图2为本发明实施例提供一种基于双线性插值改进的视频图像缩放方法中源搜索块与目标块示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种基于双线性插值改进的视频图像缩放方法，如图1所示，该方法通过以下步骤实现：
步骤101：根据视频源图像的分辨率和目标图像的分辨率确定缩放比率；
具体地，所述视频源图像的分辨率为src_w*src_h，目标图像的分辨率为dst_w*dst_h，水平方向的缩放比率为ratio_w＝src_w/dst_w，垂直方向的缩放比率为ratio_h＝src_h/dst_h。
步骤102：根据所述缩放比率分别确定源图像的搜索块的大小和目标图像的目标块的大小；
具体地，将水平方向的缩放比率ratio_w和垂直方向的缩放比率ratio_h简化成分式ratio_w＝src_w/dst_w＝a_w/b_w，ratio_h＝src_h/dst_h＝a_h/b_h，其中a_w、b_w、a_h、b_h为整数，则源图像的搜索块大小为a_w*a_h，目标图像的目标块的大小为b_w*b_h。例如，源图像的分辨率为1080*1920，目标图像的分辨率为720*1280，水平方向的缩放比率为ratio_w＝1080/720＝3/2，垂直方向的缩放比率为ratio_h＝1920/1280＝3/2。由ratio_w及ratio_h可得a_w＝3、b_w＝2、a_h＝3、b_h＝2，因此，源图像的搜索块的大小为a_w*a_h＝3*3，目标图像的目标块的大小为b_w*b_h＝2*2。
步骤103：根据双线性插值算法确定搜索块的像素值、以及对应的基础系数；
具体地，源图像的搜索块大小为a_w*a_h，则搜索块内共有a_w*a_h个像素点，源图像的搜索块像素值为源图像的RGB值。例如1080*1920->720*1280，源图像的搜索块的大小为3*3，所以搜索块内一共有9个像素点，搜索块内的像素s1～s9的像素值为源图像的RGB值。根据双线性插值公式
Figure BDA0002359263580000041
确定基础系数为/>
Figure BDA0002359263580000042
步骤104：根据所述基础系数、搜索块的像素值确定目标图像的目标块的像素值；
具体地，所述搜索块包括若干个源像素，所述目标块包括若干个目标像素；根据双线性插值公式确定目标图像的目标块中每个目标像素对应的源像素；将所述基础系数与该目标像素所有对应的源像素的像素值和的积即为该目标像素的像素值。
搜索目标块中的第一个目标像素，将所述基础系数与该目标块第一个目标像素所有对应的源像素的像素值和的积即为该目标块第一个目标像素的像素值；依序分别确定目标块中的每个目标像素的像素值；遍历目标块内所有的目标像素即可得到目标块的像素值。
步骤105：根据所述目标图像的目标块的像素值获得缩放后的目标图像。
具体地，由源图像搜索块的像素值可得对应目标图像目标块的像素值，遍历视频源图像中的搜索块即可得到每一个搜索块对应的目标块，最后拼接所有的目标块得到缩放后的目标图像。
例如，源图像的分辨率为9*9，目标图像的分辨率为6*6，则水平方向的缩放比率为3/2，垂直方向的缩放比率为3/2，搜索块的大小为3*3，目标块的大小为2*2。源图像9*9可以划分成9个3*3的搜索块，每一个3*3的搜索块计算得到对应的2*2目标块，共可得到9个2*2的目标块，最后将9个目标块拼接可得缩放后的目标图像。
实施例一
本发明实施例提供一种基于双线性插值改进的视频图像缩放方法，如图2所示，以源图像的分辨率为1080*1920，目标图像的分辨率为720*1280为例进行说明。
步骤201：根据源图像的分辨率1080*1920和目标图像的分辨率720*1280确定水平方向的缩放比率为3/2，垂直方向的缩放比率为3/2。
步骤202：根据所述水平方向缩放比率3/2，垂直方向缩放比率3/2确定源图像的搜索块的大小为3*3、目标图像的目标块的大小为2*2；
步骤203：根据双线性插值算法确定搜索块内的像素s1～s9对应的像素值、以及对应的基础系数为1/4、1/2、1/2、1；
步骤204：搜索目标块中的第一个目标像素，将所述基础系数与该目标块第一个目标像素所有对应的源像素的像素值和的积即为该目标块第一个目标像素的像素值；即目标块第一个目标像素t1＝1/4(s1+s2+s4+s5)；
同理目标块第二个目标像素t2＝1/2(s3+s6)，目标块第三个目标像素t3＝1/2(s7+s8)，目标块第四个目标像素t4＝s9。
t1～t4组成完整的目标块像素。
步骤205：由目标图像的分辨率为720*1280及目标块的大小为2*2可得，共有(720*1280)/(2*2)＝230400个目标块，将所有的230400个目标块拼接可得缩放后的目标图像。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于双线性插值改进的视频图像缩放方法，其特征在于，该方法为：
根据视频源图像的分辨率和目标图像的分辨率确定缩放比率；
根据所述缩放比率分别确定源图像的搜索块的大小和目标图像的目标块的大小；
具体为：将水平方向的缩放比率ratio_w和垂直方向的缩放比率ratio_h简化成分式ratio_w＝src_w/dst_w＝a_w/b_w，ratio_h＝src_h/dst_h＝a_h/b_h，其中a_w、b_w、a_h、b_h为整数，则源图像的搜索块的大小为a_w*a_h，所述目标图像的目标块的大小为b_w*b_h；
根据双线性插值算法确定搜索块的像素值、以及对应的基础系数；
具体为：源图像的搜索块大小为a_w*a_h，则搜索块内共有a_w*a_h个像素点，源图像的搜索块像素值为源图像的RGB值；根据双线性插值公式
Figure FDA0004151103280000011
确定基础系数为/>
Figure FDA0004151103280000012
根据所述基础系数、搜索块的像素值确定目标图像的目标块的像素值；
根据所述目标图像的目标块的像素值获得缩放后的目标图像。
2.根据权利要求1所述的基于双线性插值改进的视频图像缩放方法，其特征在于，根据所述视频源图像的分辨率和目标图像的分辨率确定缩放比率，具体为：所述视频源图像的分辨率为src_w*src_h，目标图像的分辨率为dst_w*dst_h，水平方向的缩放比率ratio_w＝src_w/dst_w，垂直方向的缩放比率为ratio_h＝src_h/dst_h。
3.根据权利要求2所述的基于双线性插值改进的视频图像缩放方法，其特征在于，根据所述基础系数、搜索块的像素值确定目标图像的目标块的像素值，具体为：所述搜索块包括若干个源像素，所述目标块包括若干个目标像素；根据双线性插值公式确定目标图像的目标块中每个目标像素对应的源像素；将所述基础系数与该目标像素所有对应的源像素的像素值和的积即为该目标像素的像素值；遍历目标块内所有的目标像素即可得到目标块的像素值。
4.根据权利要求3所述的基于双线性插值改进的视频图像缩放方法，其特征在于，搜索目标块中的第一个目标像素，将所述基础系数与该目标块第一个目标像素所有对应的源像素的像素值和的积即为该目标块第一个目标像素的像素值；依序分别确定目标块中的每个目标像素的像素值；遍历目标块内所有的目标像素即可得到目标块的像素值。
5.根据权利要求4所述的基于双线性插值改进的视频图像缩放方法，其特征在于，根据所述目标图像的目标块的像素值获得缩放后的目标图像，具体为：由源图像搜索块的像素值可得对应目标图像目标块的像素值，遍历源图像中的搜索块即可得到每一个搜索块对应的目标块，最后拼接所有的目标块得到缩放后的目标图像。
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