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
技術領域：
本發(fā)明涉及數(shù)字信號處理領域，特別涉及像素卷積算法的優(yōu)化。
背景技術：
隨著信息世界的迅速發(fā)展，數(shù)字視頻產品需求近些年出現(xiàn)猛增。主流應用包括視頻通信、安全監(jiān)控、工業(yè)自動化、網絡視頻等等。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準。視頻壓縮的目的是對數(shù)字視頻進行編碼，在保持視頻質量的同時占用盡可能少的空間。由運動圖像專家組(Moving Picture Expert Group,簡稱“MPEG”)制定的H.26X視頻壓縮編碼標準，已經逐漸成為多媒體通信中的主流標準。然而，為了保證壓縮視頻的畫面質量，還需要對壓縮視頻進行卷積操作，用像素本身以及鄰近像素的加權平均值來替換這個像素，可用于模糊和銳化圖像、查找圖像邊緣以及調整圖像的對比度。公式(I)即為現(xiàn)有的卷積公式:
權利要求
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個卷積結果中起到相同作用的像素組成X位數(shù)的并行計算像素，其中，每個像素的位數(shù)為T，L*T = X, X為處理器支持的算術指令位數(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算像素，并行計算出所述L個卷積結果。
2.根據(jù)權利要求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算像素，并行計算出所述L個卷積結果的步驟中，包含以下子步驟: 根據(jù)所述卷積公式確定單獨計算一個卷積結果時，參與計算的像素運算后溢出的位數(shù)N，并將所述參與計算的像素最低N比特位相加，得到補償值e ;其中，所述最低N比特位相加需要進位時，所述e為1，所述最低N比特位相加不需要進位時，所述e為O ; 將組成的各所述并行計算像素均右移N位； 將右移N位后的各所述并行計算像素與所述補償值e按X位相加，得到所述L個卷積結果。
3.根據(jù)權利要求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個卷積結果中起到相同作用的像素組成X位數(shù)的并行計算像素: 一次性取出L個所述在L個卷積結果中起到相同作用的像素。
4.根據(jù)權利要求3所述的視頻圖像中的卷積方法，其特征在于， 如果當前需要一次性取 出的L個像素，與之前已經一次性取出的L個像素存在交叉像素，則通過對所述已經一次性取出的L個像素和不交叉像素進行位移操作，得到當前需要一次性取出的L個像素，其中，所述不交叉像素為當前需要一次性取出的L個像素中除所述交叉像素外的其他像素。
5.根據(jù)權利要求1至4中任一項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為卷積結果，U、D為垂直方向上的上下兩個相鄰像素。
6.根據(jù)權利要求1至4中任一項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為卷積結果，UX、DXS垂直方向上的上下兩個相鄰像素，UX+1、DX+1為垂直方向上的上下兩個相鄰像素，Ux、Ux+1為水平方向上的左右兩個相鄰像素，Dx、Dx+1為水平方向上的左右兩個相鄰像素。
7.一種視頻圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，包含: 并行計算像素獲取模塊，用于將在L個卷積結果中起到相同作用的像素組成X位數(shù)的并行計算像素，其中，每個像素的位數(shù)為T，L*T = X, X為處理器支持的算術指令位數(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； 卷積計算模塊，用于根據(jù)所述并行計算像素獲取模塊組成的各所述并行計算像素，并行計算出所述L個卷積結果。
8.根據(jù)權利要求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計算一個卷積結果時，參與計算的像素運算后溢出的位數(shù)N; 補償值獲取子模塊，用于將所述參與計算的像素最低N比特位相加，得到補償值e ;其中，所述最低N比特位相加需要進位時，所述e為1，所述最低N比特位相加不需要進位時，所述e為O ; 右移子模塊，用于將組成的各所述并行計算像素均右移N位； 相加子模塊，用于將右移N位后的各所述并行計算像素與所述補償值e按X位相加，得到所述L個卷積 結果。
9.根據(jù)權利要求7所述的視頻圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，所述并行計算像素獲取模塊通過一次性取出L個所述在L個 卷積結果中起到相同作用的像素，將在L個卷積結果中起到相同作用的像素組成X位數(shù)的并行計算像素。
10.根據(jù)權利要求9所述的視頻圖像處理系統(tǒng)，其特征在于， 所述并行計算像素獲取模塊在當前需要一次性取出的L個像素，與之前已經一次性取出的L個像素存在交叉像素時，通過對所述已經一次性取出的L個像素和不交叉像素進行位移操作，得到當前需要一次性取出的L個像素，其中，所述不交叉像素為當前需要一次性取出的L個像素中除所述交叉像素外的其他像素。
11.根據(jù)權利要求7至10中任一項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)權利要求7至10中任一項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，通過將多個卷積結果中起到相同作用的像素合并成具有與處理器支持的X位算術指令相同位寬的并行計算像素，并通過并行計算得到多個卷積結果。比如說，可利用32位算術指令實現(xiàn)4個8位或2個16位的并行卷積運算。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指令位數(shù)，從而大大提高了卷積運算效率。其中，通過將需要計算的像素按X位右移N比特，將運算控制在8比特或16比特范圍之內，并對右移致使的最低N位丟失所引入的誤差，通過補償值e進行補償。
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