專利名稱：：一種色度1/3插值計算方法和裝置的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及圖像處理的插值
技術領域：
，尤其涉及一種用于RealVideo8中的色度l/3的插值計算方法和裝置。
背景技術：
：RealVideo(ra、ram)格式一開始就定位在視頻流應用方面的，是視頻流技術的始創(chuàng)者。RealVideo8是指rmvb(real8.0)。rmvb中的vb是指variablebit(即動態(tài)碼率)，為RealNetworks公司新的編碼格式。其圖象質量和MPEG2、DIVX相比雖差很多，但在碼率較低的圖像領域卻得到廣泛的應用。RealVideo8中，色度預測釆用1/3像素的精度。相對整像素或半像素預測，1/3像素能夠提供更好壓縮比。在四個整像素之間，如圖l所示，有8個點可能用來做l/3插值，其中不包括左上角的整像素點(O,O)。RealVideo8中，色度的1/3插值計算和亞像素位置直接相關，便于PC串行實現，但是很難用硬件方式實現。隨著攝像類產品和MP4類移動多媒體的發(fā)展，基于RealVideo8的色度l/3插值的硬件實現有迫切的現實需要。但目前對于RealVideo8的色度l/3插值計算沒有一個統(tǒng)一的公式來進行描述及處理，就不能對RealVideo8的色度l/3插值進行硬件實現。
發(fā)明內容為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一個統(tǒng)一的公式來描述所有1/3插值計算，并相應給出了模塊級的硬件實現。本發(fā)明提供一種基于4x4圖像宏塊的色度l/3插值計算方法和相應的色度l/3插值計算裝置，所述圖像宏塊包括四個整像素點。該方法包括以下步驟Sl:從基于待插值點到所述圖像宏塊的邊界距離dx和dy計算得到的多個系數中，為每個整像素點選擇兩個系數，并且進行乘法運算，生成與每個整像素點有關的加權系數；S2:輸入四個整像素點的色度值，結合與每個整像素點有關的加權系數分別計算與每個整像素點有關的加權色度值；S3:把與每個整像素點有關的加權色度值和與所述插值點相關的一個常數進行相加；S4:對所述相加的總和進行歸一化處理，得到所述待插值點色度值。相應的，色度1/3插值計算裝置包括加權系數生成單元，從基于待插值點到所述圖像宏塊的邊界距離dx和dy計算得到的多個系數中，為每個整像素點選擇兩個系數，并且進行乘法運算，生成與每個整像素點有關的加權系數；加權色度生成單元，用于根據所述加權系數計算出每個整像素點的加權色度；常數整合處理單元，用于從預存的常數數值集合中選擇與待插值點相關的常數，結合所述加權色度值，加權色度總和；歸一化單元，用于把所述加權色度總和進行歸一化處理，以得到所述待插值點的色度值。其中，加權系數生成單元包括多路選擇器和乘法器，多路選擇器對所述多個系數進行選通，并由乘法器生成所述加權系數。加權色度生成單元包括乘法器和寄存器陣列，所述乘法器把加權系數生成單元生成的加權系數分別與存儲于所述寄存器陣列的相應的整像素點的色度值由乘法器相乘，得到加權色度值。此外，該裝置還包括控制邏輯單元，用以對上述多路選擇器、乘法器及加法器進行邏輯控制，實現各單元之間的信號耦合以及選擇信號輸出。本發(fā)明可以可運用在所有RealVideo解碼芯片上，根據本發(fā)明給出的一種圖像色度l/3插值方法及其裝置，為圖像色度l/3插值的統(tǒng)一處理以及硬件實現，提供了一種全新的色度l/3插值方法和裝置。圖1表示色度1/3插值各像素點的位置關系示意圖；圖2表示本發(fā)明的色度l/3插值一個實施例的裝置結構圖。具體實施例方式以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。為了實現基于RealVideo8的色度l/3插值的統(tǒng)一處理以及硬件實現，本發(fā)明提供了一種圖像色度l/3插值計算方法及其裝置。接下來將以每個圖像亞宏塊內各類l/3插值點為例，具體說明該插值計算方法及其裝置。圖l示出色度l/3值的各像素點的位置關系圖。如圖1所示，在一個3x3的圖像亞宏塊內，有9個l/3插值點，其中方塊表示整像素點，圓表示l/3像素點。下面，本發(fā)明將以4x4個整像素點為例，說明1/3插值點的情況。在4x4個整像素點情況下，對每個l/3插值點來說，它所相關的整像素點一共4行或4列，而每行或列又有4個整像素點。在圖l中，四個方塊(O，O)、(O，l)、(l，O)、(l，l)分別表示四個整像素點，為了表述上的方便，在以下的說明中，四個整像素點的色度值分別表示為Po，o、Pi,o、Po，i、Pl,l，也可以簡要的表示為A、B、C、D四個值。首先，了解RealVideo8的色度l/3插值的描述及處理方法，色度1/3插值采用4階濾波器，每個點的插值公式如表l所示<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表l色度三分之一插值公式從表l中可以看出，(O,l)和(l,O)點的插值公式相同，(0,2)和(2，0)點的插值公式相同，(1,1)、(1,2)、(2,1沐(2，2)點的插值公式系數不同。由此，可以把色度的l/3插值公式分為四大類1.(O，O)使用整像素值；2.(0,1)(l,O)使用相同的二階l/3插值；3.(0,2)(2，0)使用相同的二階l/3插值；4.(U)(1，2)(2，1)(2，2欣用系數不同的四階l/3插值。下面，對色度的l/3插值計算作統(tǒng)一的公式描述。首先，對每個點插值公式的右向移位位數統(tǒng)一為六，具體結果見表2:<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>elsefdx,dy=(8*(7—2dx)*p00+8*(l+2dx)*pl0+32)6根據上述統(tǒng)一的色度l/3插值公式，本發(fā)明提出了基于4x4圖像宏塊的色度l/3插值計算裝置，圖2示出本發(fā)明基于4x4圖像宏塊的色度1/3插值一個優(yōu)選實施例的裝置結構圖。如圖2所示，該裝置包括加權系數生成單元、加權色度生成單元、常數整合處理單元、歸一化單元以及控制邏輯單元。其中，加權系數生成單元用于生成與四個整像素點有關的加權系數，它包括多路選擇器MUX、乘法器和寄存器。首先，基于當前的色度l/3插值點，對上述統(tǒng)一的色度插值l/3插值公式中與四個整像素點的色度值Po,o、P(u、Pu)、Pu有關的系數8、(7-2dx)、(l+2dx)和8、(7-2dy)、(l+2dy)分別釆用多路選擇器M0和Ml進行選通；然后再使用一次多路選擇器MUX對M0和M1選通的系數以及pixel—A寄存器中整像素A色度值進行選通，并由乘法器生成插值公式中與四個整像素有關的加權系數，并且分別存放在四個Coef—X寄存器中，這里X二A，B,C或D。應當注意，Coef—A寄存器值輸出作為多路選擇器MUX的第四個輸入。加權色度生成單元用于根據與四個整像素點有關的加權系數計算出它們的加權色度，它包括乘法器和寄存器，把加權系數生成單元生成的與四個整像素有關的加權系數分別對應與輸入的四個整像素點的色度值A、B、C、D由乘法器相乘，生成的加權色度分別送入四個寄存器Weight—X,這里X二A,B,C或D。其中插值需要的四個整像素點的色度值A、B、C、D分別存放在四個pixe1—X寄存器中。值得注意的是，在上述加權色度生成的過程中，pixel—A的加權的色度生成是在最上面即加權系數生成單元的乘法器中進行，也即加權色度生成單元在計算與像素A有關的加權色度時利用了加權系數生成單元的多路選擇器MUX和乘法器。這樣一來就節(jié)省了一個乘法器，同時各元器件所屬單元并不唯一，以在不同步驟實現的功能為準。具體在圖2的實施情況下，最上面的乘法器既屬于加權系數生成單元，又歸屬于加權色度生成單元；也即在加權系數生成步驟，屬于加權系數生成單元，而在加權色度生成步驟，又屬于加權色度生成單元。其他的元器件的功能劃分，和該乘法器的情況均相似。常數整合處理單元，包括多路選擇器M3和加法器，把預存的常數constant數值集合由多路選擇器M3選擇其一，結合加權色度生成單元生成的加權色度，通過加法器的級聯組合處理，得到加入常數constant的加權色度總和。歸一化單元，即移位寄存器，把常數整合處理單元得到的加入常數constant的加權色度總和進行移位處理，最終得到色度1/3插值點?？刂七壿媶卧獙θ舾啥嗦愤x擇器、寄存器、乘法器及加法器進行邏輯控制，實現各單元之間的信號耦合以及選擇信號輸出。在該實施例中，加權系數生成單元由兩個多路選擇器MO、Ml分別對各自三個寄存器中的8、7-2dx和l+2dx以及8、7-2dy和l+2dy進行選通，兩兩送入加權系數生成單元的乘法器進行運算，得到加權系數并把運算結果保存到四個寄存器中。加權色度生成單元由四個乘法器和8個寄存器組成，把加權系數生成單元的四個CoefLX寄存器中的加權系數，結合存放于另四個pixel—X寄存器中的四個整像素點的色度值A、B、C、D,對應送入相應的乘法器進行運算，并把運算結果送入Weight—A、Weight—B、Weight—C、Weight一D四個寄存器中。在這一過程中，四個整像素點色度值A、B、C、D從四個pixel—X寄存器中并行輸入，與B、C、D略有不同的是，A以及由寄存器經連接旁路返回的加權系數，經過多路選擇器選通后，復用加權系數生成單元的乘法器，和其他三個乘法器并行運算，得到加權色度值。也就是說，前述的加權色度生成單元中的四個乘法器中有一個是復用了加權系數生成單元的乘法器。常數整合處理單元由一個多路選擇器M3和四個加法器組成，把預存的常數(constant)數值集合由多路選擇器M3選擇其一，結合加權色度生成單元中的Weigh^A、Weight一B、Weight—C、Weight一D寄存器存儲的加權色度，兩兩相加，求出總和。然后由歸一化單元，把常數整合處理單元得到的加入常數的加權色度總和進行歸一化即移位處理，以得到所述l/3插值點色度值。作為替代方案或附加方案，其它的一個或多個與整像素點有關的加權色度按與色度A相同的方式產生。也就是說，加權系數生成單元的乘法器輸出的與至少一個上述整像素點有關的加權系數，經寄存器輸入加權系數生成單元的多路選擇器，然后該加權系數生成單元的多路選擇器對所述至少一個整像素點的色度值和所述與至少一個上述整像素點有關的加權系數進行選通，使得所述加權系數生成單元的乘法器對其進行乘法運算從而得到與該至少一個整像素點有關的加權色度值。此外，在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，色度l/3插值計算裝置還包括旁路裝置，使得至少一個整像素點的加權色度值直接輸入常數整合處理單元，而不經過加權色度生成單元。整個過程都由控制邏輯單元實現該裝置的邏輯控制，對若干多路選擇器、寄存器、乘法器及加法器進行控制，實現各單元之間的信號耦合以及選擇信號輸出。計算四個系數時，多路選擇器MO的數據逸擇如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>計算四個系數時，多路選擇器M1的數據選擇如下表所示:<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>接下來，結合圖l、圖2以及上述多路選擇器M0和M1的數據選擇，以其中的個別點為例來說明該方法及裝置的工作過程。對于(0，0)來說，其到圖像宏塊邊界的距離分別為0和0，故dx、dy、對應的值分別為O、0。則對于M0來說，四個Coef一X寄存器中只有Coef—A選擇8，Coef—B選擇dx即為O，Coef—C沒有選擇，Coef—D選擇dx即為0;對于M1來說，四個Coef—X寄存器中，Coef—A選擇8，Coef一B沒有選擇，Coef—C選擇dy即為l,CoefLD選擇沒有選擇；相乘以后只有Coef—A中的加權系數為8*8;然后再與pixe1—A中的po，J故乘法運算，最終得到結果8*8*p。,。存入寄存器Weight一A中；最后進行常數整合及歸一化處理，就得到&,0=8*8*p。，。》6的色度l/3插值計算公式。再比如，對于(0，1)來說，其到圖像宏塊邊界的距離分別為0和1，故dx、dy對應的值分別為O、1。則對于M0來說，四個Coef一X寄存器中，Coef—A選擇8，Coef一B選擇dx即為O,CoefLC選擇8，Coef一D選擇dx即為0;對于M1來說，四個Coef—X寄存器中，Coef—A選擇(7-2dy)即為5，CoefLB沒有選擇，CoefLC選擇(l+2dy)即為3，Coef—D選擇沒有選擇；相乘以后Coef—八中的加權系數為8*5=40,0)6￡1(:中的加權系數為8*3=24;然后再分別與pixeLA中的po,o和pixd一C中的pcu做乘法運算，最終得到結果40po,。和24p(u分別存入寄存器Weigh^A和Weight—C中；最后進行常數整合及歸一化處理，就得到&,1=(4(^0，()+24(),1+32)6的色度1/3插值計算公式。雖然本發(fā)明是結合一個具體實施方式表述的，但本領域技術人員可以對其中的某些特征加以適當改變或者將其應用到其它領域以解決上述問題，因此本領域技術人員在本實施例的基礎上進行的所有相關的擴展和應用都應落入本申請的保護范圍。權利要求1、一種基于4x4圖像宏塊的色度1/3插值計算方法，所述圖像宏塊包括四個整像素點，其特征在于該方法包括以下步驟S1從基于待插值點到所述圖像宏塊的邊界距離dx和dy計算得到的多個系數中，為每個整像素點選擇兩個系數，并且進行乘法運算，生成與每個整像素點有關的加權系數；S2輸入四個整像素點的色度值，結合與每個整像素點有關的加權系數分別計算與每個整像素點有關的加權色度值；S3把與每個整像素點有關的加權色度值和與所述插值點相關的一個常數進行相加；S4對所述相加的總和進行歸一化處理，得到所述待插值點色度值。2、如權利要求l所述的色度l/3插值計算方法，其特征在于所述多個系數包括8、(7-2dx)和(l+2dx),與8、(7—2dy)和(l+2dy)兩組，所述兩個系數由兩組分別選出。3、如權利要求2所述的色度l/3插值計算方法，其特征在于所述插值計算方法基于RealVideo8的色度l/3插值標準，所述常數的取值范圍為(O,32}。4、如權利要求1所述的色度1/3插值計算方法，其特征在于所述歸一化處理包括將相加的總和右移六位。5、一種基于4x4圖像宏塊的色度1/3插值計算裝置，圖像宏塊包括四個整像素點，其特征在于該色度1/3插值計算裝置包括加權系數生成單元，從基于待插值點到所述圖像宏塊的邊界距離dx和dy計算得到的多個系數中，為每個整像素點選擇兩個系數，并且進行乘法運算，生成與每個整像素點有關的加權系數；加權色度生成單元，用于根據所述加權系數計算出每個整像素點的加權色度；常數整合處理單元，用于從預存的常數數值集合中選擇與待插值點相關的常數，結合所述加權色度值，加權色度總和；歸一化單元，用于把所述加權色度總和進行歸一化處理，以得到所述待插值點的色度值。6、如權利要求5所述的色度1/3插值計算裝置，其特征在于所述加權系數生成單元包括多路選擇器和乘法器，多路選擇器對所述多個系數進行選通，并由乘法器生成所述加權系數。7、如權利要求5所述的色度1/3插值計算裝置，其特征在于所述加權色度生成單元包括乘法器和寄存器陣列，所述乘法器把加權系數生成單元生成的加權系數分別與存儲于所述寄存器陣列的相應的整像素點的色度值由乘法器相乘，得到加權色度值。8、如權利要求6或7所述的色度1/3插值計算裝置，其特征在于所述裝置還包括控制邏輯單元，對上述多路選擇器、乘法器及加法器進行邏輯控制，實現各單元之間的信號耦合以及選擇信號輸出。9、如權利要求6所述的色度1/3插值計算裝置，其特征在于所述加權系數生成單元的乘法器輸出的與至少一個上述整像素點有關的加權系數經寄存器輸入所述加權系數生成單元的多路選擇器，所述加權系數生成單元的多路選擇器對所述至少一個整像素點的色度值和所述與至少一個上述整像素點有關的加權系數進行選通，使得所述加權系數生成單元的乘法器對其進行乘法運算得到該至少一個整像素點的加權色度值。10、如權利要求9所述的色度1/3插值計算裝置，其特征在于該裝置還包括旁路裝置，使前述至少一個整像素點的加權色度值直接輸入常數整合處理單元，而不經過加權色度生成單元。11、如權利要求5所述的色度1/3插值計算裝置，其特征在于所述歸一化處理是移位處理。全文摘要本發(fā)明涉及圖像處理技術的插值
技術領域：
，提供一種色度1/3插值計算方法和裝置，該裝置包括加權系數生成單元，用于生成四個整像素點的加權系數；加權色度生成單元，用于根據加權系數生成單元生成的加權系數計算出四個整像素點的加權色度；常數整合處理單元，用于從預存的常數數值集合中選擇與插值點相關的常數，結合加權色度值，通過加法器的級聯組合處理，得到加入常數的加權總和；歸一化單元，用于把常數整合處理單元得到的加入常數的加權色度總和進行歸一化處理，以得到所述1/3插值點色度值。本發(fā)明可以可運用在所有RealVideo解碼芯片上，完成了圖像色度1/3插值的統(tǒng)一處理以及硬件實現。文檔編號H04N7/26GK101355704SQ20081011838公開日2009年1月28日申請日期2008年8月15日優(yōu)先權日2008年8月15日發(fā)明者馬鳳翔申請人:北京中星微電子有限公司