專利名稱：視頻圖像中的卷積方法及視頻圖像處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字信號處理領(lǐng)域，特別涉及像素卷積算法的優(yōu)化。
背景技術(shù)：
隨著信息世界的迅速發(fā)展，數(shù)字視頻產(chǎn)品需求近些年出現(xiàn)猛增。主流應(yīng)用包括視頻通信、安全監(jiān)控、工業(yè)自動化、網(wǎng)絡(luò)視頻等等。數(shù)字視頻的主要挑戰(zhàn)在于原始或未壓縮的視頻需要存儲或傳輸大量數(shù)據(jù)，因此，提出了各種視頻壓縮的標(biāo)準(zhǔn)。視頻壓縮的目的是對數(shù)字視頻進(jìn)行編碼，在保持視頻質(zhì)量的同時(shí)占用盡可能少的空間。由運(yùn)動圖像專家組(Moving Picture Expert Group,簡稱“MPEG”)制定的H.26X視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)逐漸成為多媒體通信中的主流標(biāo)準(zhǔn)。然而，為了保證壓縮視頻的畫面質(zhì)量，還需要對壓縮視頻進(jìn)行卷積操作，用像素本身以及鄰近像素的加權(quán)平均值來替換這個(gè)像素，可用于模糊和銳化圖像、查找圖像邊緣以及調(diào)整圖像的對比度。公式(I)即為現(xiàn)有的卷積公式:
權(quán)利要求
1.一種視頻圖像中的卷積方法，其特征在于，包含以下步驟: 將在L個(gè)卷積結(jié)果中起到相同作用的像素組成X位數(shù)的并行計(jì)算像素，其中，每個(gè)像素的位數(shù)為T，L*T = X, X為處理器支持的算術(shù)指令位數(shù)，所述起到相同作用的像素為卷積公式中表示相同含義的像素； 根據(jù)組成的各所述并行計(jì)算像素，并行計(jì)算出所述L個(gè)卷積結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻圖像中的卷積方法，其特征在于，所述根據(jù)組成的各所述并行計(jì)算像素，并行計(jì)算出所述L個(gè)卷積結(jié)果的步驟中，包含以下子步驟: 根據(jù)所述卷積公式確定單獨(dú)計(jì)算一個(gè)卷積結(jié)果時(shí)，參與計(jì)算的像素運(yùn)算后溢出的位數(shù)N，并將所述參與計(jì)算的像素最低N比特位相加，得到補(bǔ)償值e ;其中，所述最低N比特位相加需要進(jìn)位時(shí)，所述e為1，所述最低N比特位相加不需要進(jìn)位時(shí)，所述e為O ; 將組成的各所述并行計(jì)算像素均右移N位； 將右移N位后的各所述并行計(jì)算像素與所述補(bǔ)償值e按X位相加，得到所述L個(gè)卷積結(jié)果。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻圖像中的卷積方法，其特征在于，通過以下方式將在L個(gè)卷積結(jié)果中起到相同作用的像素組成X位數(shù)的并行計(jì)算像素: 一次性取出L個(gè)所述在L個(gè)卷積結(jié)果中起到相同作用的像素。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的視頻圖像中的卷積方法，其特征在于， 如果當(dāng)前需要一次性取 出的L個(gè)像素，與之前已經(jīng)一次性取出的L個(gè)像素存在交叉像素，則通過對所述已經(jīng)一次性取出的L個(gè)像素和不交叉像素進(jìn)行位移操作，得到當(dāng)前需要一次性取出的L個(gè)像素，其中，所述不交叉像素為當(dāng)前需要一次性取出的L個(gè)像素中除所述交叉像素外的其他像素。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的視頻圖像中的卷積方法，其特征在于，所述X為32,所述T為8,所述L為4 ;或者,所述X為32,所述T為16,所述L為2 ; 所述卷積公式為/=Pf; 其中，I為卷積結(jié)果，U、D為垂直方向上的上下兩個(gè)相鄰像素。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的視頻圖像中的卷積方法，其特征在于，所述X為32,所述T為8,所述L為4 ;或者,所述X為32,所述T為16,所述L為2 ; 所述卷積公式為/ =X4 其中，Ix為卷積結(jié)果，UX、DXS垂直方向上的上下兩個(gè)相鄰像素，UX+1、DX+1為垂直方向上的上下兩個(gè)相鄰像素，Ux、Ux+1為水平方向上的左右兩個(gè)相鄰像素，Dx、Dx+1為水平方向上的左右兩個(gè)相鄰像素。
7.一種視頻圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，包含: 并行計(jì)算像素獲取模塊，用于將在L個(gè)卷積結(jié)果中起到相同作用的像素組成X位數(shù)的并行計(jì)算像素，其中，每個(gè)像素的位數(shù)為T，L*T = X, X為處理器支持的算術(shù)指令位數(shù)，所述起到相同作用的像素為卷積公式中表示相同含義的像素； 卷積計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述并行計(jì)算像素獲取模塊組成的各所述并行計(jì)算像素，并行計(jì)算出所述L個(gè)卷積結(jié)果。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的視頻圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，所述卷積計(jì)算模塊包含以下子模塊: 溢出位數(shù)獲取子模塊，用于根據(jù)所述卷積公式確定單獨(dú)計(jì)算一個(gè)卷積結(jié)果時(shí)，參與計(jì)算的像素運(yùn)算后溢出的位數(shù)N; 補(bǔ)償值獲取子模塊，用于將所述參與計(jì)算的像素最低N比特位相加，得到補(bǔ)償值e ;其中，所述最低N比特位相加需要進(jìn)位時(shí)，所述e為1，所述最低N比特位相加不需要進(jìn)位時(shí)，所述e為O ; 右移子模塊，用于將組成的各所述并行計(jì)算像素均右移N位； 相加子模塊，用于將右移N位后的各所述并行計(jì)算像素與所述補(bǔ)償值e按X位相加，得到所述L個(gè)卷積 結(jié)果。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的視頻圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，所述并行計(jì)算像素獲取模塊通過一次性取出L個(gè)所述在L個(gè) 卷積結(jié)果中起到相同作用的像素，將在L個(gè)卷積結(jié)果中起到相同作用的像素組成X位數(shù)的并行計(jì)算像素。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的視頻圖像處理系統(tǒng)，其特征在于， 所述并行計(jì)算像素獲取模塊在當(dāng)前需要一次性取出的L個(gè)像素，與之前已經(jīng)一次性取出的L個(gè)像素存在交叉像素時(shí)，通過對所述已經(jīng)一次性取出的L個(gè)像素和不交叉像素進(jìn)行位移操作，得到當(dāng)前需要一次性取出的L個(gè)像素，其中，所述不交叉像素為當(dāng)前需要一次性取出的L個(gè)像素中除所述交叉像素外的其他像素。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)所述的視頻圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，所述X為32,所述T為8,所述L為4 ;或者,所述X為32,所述T為16,所述L為2 ; 所述卷積公式為
12.根據(jù)權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)所述的視頻圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，所述X為·32,所述T為8,所述L為4 ;或者,所述X為32,所述T為16,所述L為2 ; 所述卷積公式為
全文摘要
本發(fā)明涉及數(shù)字信號處理領(lǐng)域，公開了一種視頻圖像中的卷積方法及視頻圖像處理系統(tǒng)。本發(fā)明中，通過將多個(gè)卷積結(jié)果中起到相同作用的像素合并成具有與處理器支持的X位算術(shù)指令相同位寬的并行計(jì)算像素，并通過并行計(jì)算得到多個(gè)卷積結(jié)果。比如說，可利用32位算術(shù)指令實(shí)現(xiàn)4個(gè)8位或2個(gè)16位的并行卷積運(yùn)算。使得在視頻圖像的處理系統(tǒng)中，能夠充分利用處理器的算術(shù)指令位數(shù)，從而大大提高了卷積運(yùn)算效率。其中，通過將需要計(jì)算的像素按X位右移N比特，將運(yùn)算控制在8比特或16比特范圍之內(nèi)，并對右移致使的最低N位丟失所引入的誤差，通過補(bǔ)償值e進(jìn)行補(bǔ)償。
文檔編號H04N7/26GK103188487SQ20111044886
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者孫皓 申請人:聯(lián)芯科技有限公司