一種用于外置拼接器或混合矩陣的圖像采樣算法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于外置拼接器或混合矩陣的圖像采樣算法，分為下采樣和上采樣兩個(gè)部分，下采樣是將原來(lái)4:4:4采樣的信號(hào)處理為4:2:2采樣的信號(hào)，既由原來(lái)每個(gè)采樣點(diǎn)各取一個(gè)亮度分量，一個(gè)紅色色度分量和一個(gè)藍(lán)色色度分量，處理為每四個(gè)采樣點(diǎn)各取四個(gè)亮度分量，二個(gè)紅色色度分量和二個(gè)藍(lán)色色度分量。上采樣就是相反的過(guò)程，把4:2:2采樣的信號(hào)轉(zhuǎn)換為4:4:4采樣的信號(hào)。本發(fā)明算法簡(jiǎn)單，對(duì)圖像的處理效果更好，細(xì)節(jié)損失少，色彩質(zhì)量高；下采樣后對(duì)于信道帶寬要求減少1/3，同時(shí)存儲(chǔ)空間和CPU的占用率也減少1/3；不需要額外的修改硬件節(jié)約成本，性價(jià)比高。
【專利說(shuō)明】一種用于外置拼接器或混合矩陣的圖像采樣算法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開(kāi)了一種用于外置拼接器或混合矩陣的圖像采樣算法，涉及電子設(shè)備制造領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]外置拼接器/混合矩陣的作用是實(shí)現(xiàn)圖像視頻的傳輸存儲(chǔ)，在傳輸存儲(chǔ)中由于受到傳輸信道帶寬，存儲(chǔ)器大小以及CPU處理能力的影響，往往需要對(duì)圖像進(jìn)行上下采樣后，再進(jìn)行處理。
[0003]傳統(tǒng)下采樣就是將原來(lái)4:4:4的采樣方式轉(zhuǎn)換成4:2:2的采樣方式。下采樣后，每個(gè)像素從24bit變換為16bit，可以節(jié)約傳輸信道帶寬，存儲(chǔ)器大小以及CPU處理能力，節(jié)約三分之一的資源。上采樣是把每個(gè)像素從16bit變換為24bit，用于后續(xù)的處理，是下采樣的逆過(guò)程。
[0004]在每個(gè)采樣點(diǎn)，亮度信號(hào)Y，色差信號(hào)Cb，Cr都各取一個(gè)樣本。這種采樣方式就是4:4:4采樣，這種采樣方式可以保證色彩質(zhì)量，但信息量大，占用CPU資源。為了節(jié)省信道帶寬，利用人眼對(duì)圖像彩色細(xì)節(jié)不如亮度細(xì)節(jié)敏感的特點(diǎn)。對(duì)連續(xù)4個(gè)采樣點(diǎn)，取4個(gè)亮度Y樣本，各取二個(gè)Cb，Cr色差信號(hào)，這就是傳統(tǒng)的4:2:2采樣方式。上采樣則是對(duì)4:2:2采樣方式中每個(gè)采樣點(diǎn)丟失的色差信號(hào)通過(guò)插入左右采樣點(diǎn)色差信號(hào)的平均值來(lái)補(bǔ)充。
[0005]但是經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)的下采樣和上采樣后，由于只是對(duì)色差信號(hào)進(jìn)行簡(jiǎn)單的抽刪，插值，如果畫(huà)面平滑過(guò)度時(shí)，這樣的抽取插值對(duì)圖像色彩影響較小，但如果遇到反差大的圖像，這樣的抽取插值必然會(huì)引起圖像色彩質(zhì)量的下降，細(xì)節(jié)的損失。經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)的下采樣處理后，圖像必定會(huì)有細(xì)節(jié)的損失?，F(xiàn)有技術(shù)缺少一種圖像上采樣、下采樣的算法，能有效的將下采樣后的圖像損失減至最少，以滿足在上采樣后，還能夠很好的還原圖像的細(xì)節(jié)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種用于外置拼接器或混合矩陣的圖像采樣算法，通過(guò)改進(jìn)抽取插值方法，最大的保留圖像的色彩質(zhì)量。
[0007]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案:
一種用于外置拼接器或混合矩陣的圖像采樣算法，包括下采樣算法和上采樣算法； 所述下采樣算法具體如下:
首先對(duì)每幀圖像的第一個(gè)和最后一個(gè)像素處理，對(duì)第一個(gè)像素將4:4:4采樣的藍(lán)色色度分量直接賦給4:2:2采樣的藍(lán)色色度分量；對(duì)最后一個(gè)像素將4:4:4采樣的最后一個(gè)紅色色度分量直接賦給4:2:2采樣的最后一個(gè)紅色色度分量；
然后對(duì)其它像素判斷左右色差采樣信號(hào):
(a)對(duì)偶像素取樣時(shí)，分別計(jì)算4:4:4采樣時(shí)當(dāng)前像素的藍(lán)色色度分量與其前一個(gè)像素的藍(lán)色色度分量差的絕對(duì)值P、當(dāng)前像素的藍(lán)色色度分量與其后一個(gè)像素的藍(lán)色色度分量差的絕對(duì)值Q，如果P〈=Q，則將4:4:4采樣的亮度分量直接賦給4:2:2采樣的亮度分量，色差信號(hào)中4:2:2采樣的紅色色度分量的最低位為O ;如果P>Q，則將4:4:4采樣的亮度分量直接賦給4:2:2采樣的亮度分量，色差信號(hào)中4:2:2采樣的紅色色度分量的最低位為I ;
(b)對(duì)奇像素取樣時(shí)，分別計(jì)算4:4:4采樣時(shí)當(dāng)前像素的紅色色度分量與其前一個(gè)像素的紅色色度分量差的絕對(duì)值M、當(dāng)前像素的紅色色度分量與其后一個(gè)像素的紅色色度分量差的絕對(duì)值N，如果M〈=N，則將4:4:4采樣的亮度分量直接賦給4:2:2采樣的亮度分量，色差信號(hào)中4:2:2采樣的藍(lán)色色度分量的最低位為O ;如果M>N，則將4:4:4采樣的亮度分量直接賦給4:2:2采樣的亮度分量，色差信號(hào)中4:2:2采樣的藍(lán)色色度分量的最低位為I ;
所述上采樣算法具體如下:
首先對(duì)每幀圖像的第一個(gè)像素和最后一個(gè)像素處理，色差信號(hào)分別取相鄰的色差值，將4:2:2采樣的第一個(gè)像素的藍(lán)色色度分量賦給4:4:4采樣的第一個(gè)像素的藍(lán)色色度分量，同時(shí)將4:2:2采樣的第二個(gè)像素的紅色色度分量賦給4:4:4采樣的第一個(gè)像素的紅色色度分量；將4:2:2采樣的最后一個(gè)像素的紅色色度分量賦給4:4:4采樣的最后一個(gè)像素的紅色色度分量，同時(shí)將4:2:2采樣的倒數(shù)第二個(gè)像素的藍(lán)色色度分量賦給4:4:4采樣的最后一個(gè)像素的藍(lán)色色度分量；
(c)對(duì)偶像素插值時(shí)，首先判斷4:2:2采樣時(shí)當(dāng)前像素紅色色度分量的最低位是否為O，如果為O，則將4:2:2采樣時(shí)當(dāng)前像素的前一個(gè)像素的藍(lán)色色度分量信號(hào)賦值給4:4:4采樣當(dāng)前像素的藍(lán)色色度分量信號(hào)，4:2:2采樣的紅色色度分量信號(hào)賦給4:4:4采樣的紅色色度分量信號(hào)，同時(shí)將4:2:2采樣的亮度分量信號(hào)賦給4:4:4采樣的亮度分量信號(hào)；如果4:2:2采樣時(shí)當(dāng)前像素紅色色度分量的最低位為I，則將4:2:2采樣時(shí)當(dāng)前像素的后一個(gè)像素的藍(lán)色色度分量信號(hào)賦給4:4:4采樣時(shí)當(dāng)前像素的藍(lán)色色度分量信號(hào)，同時(shí)將4:2:2采樣的亮度分量信號(hào)賦給4:4:4采樣的亮度分量信號(hào)；
(d)對(duì)奇像素插值時(shí)，首先判斷4:2:2采樣時(shí)當(dāng)前像素藍(lán)色色度分量的最低位是否為O，如果為O，則將4:2:2采樣時(shí)當(dāng)前像素的前一個(gè)像素的紅色色度分量信號(hào)賦給4:4:4采樣當(dāng)前像素的紅色色度分量信號(hào)，同時(shí)將4:2:2采樣的亮度分量信號(hào)賦給4:4:4采樣的亮度分量信號(hào)；如果4:2:2采樣時(shí)當(dāng)前像素藍(lán)色色度分量的最低位為1，則將4:2:2采樣時(shí)當(dāng)前像素的后一個(gè)像素的紅色色度分量信號(hào)賦給4:4:4采樣時(shí)當(dāng)前像素的紅色色度分量，同時(shí)將4:2:2采樣的亮度分量信號(hào)賦給4:4:4采樣的亮度分量信號(hào)。
[0008]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
1、算法簡(jiǎn)單，相對(duì)于傳統(tǒng)采樣方式，對(duì)圖像的處理效果更好，細(xì)節(jié)損失少，色彩質(zhì)量
聞;
2、下采樣后對(duì)于信道帶寬要求減少1/3，同時(shí)存儲(chǔ)空間和CPU的占用率也減少1/3；
3、不需要額外的修改硬件節(jié)約成本，提高性價(jià)比。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是傳統(tǒng)下采樣4:4:4到4:2:2采樣示意圖。
[0010]圖2是下采樣偶像素采樣流程圖。
[0011]圖3是下采樣奇像素采樣流程圖。
[0012]圖4是傳統(tǒng)上采樣4:2:2到4:4:4采樣示意圖。
[0013]圖5是上采樣偶像素采樣流程圖。[0014]圖6是上采樣奇像素采樣流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明:
傳統(tǒng)下采樣圖如圖1，改進(jìn)后的下采樣流程圖如圖2、圖3所示，首先對(duì)每幀圖像的第一個(gè)和最后一個(gè)像素處理，對(duì)第一個(gè)像素CBO=CbO:將4:4:4采樣的藍(lán)色色度分量CbO直接賦給4:2:2采樣的藍(lán)色色度分量CB0，對(duì)最后一個(gè)像素CRx=Crx:將4:4:4采樣的最后一個(gè)紅色色度分量直接賦給4:2:2采樣的最后一個(gè)紅色色度分量。其它像素首先判斷左右色差采樣信號(hào)。
[0016]對(duì)偶像素取樣時(shí)，例如對(duì)第二個(gè)像素采樣，先判斷Cbl-CbO和Cb2_Cbl的大小，既將4:4:4采樣的藍(lán)色色度分量與前后藍(lán)色色度分量之間差的絕對(duì)值比較大小，如果
Cbl-CbO I <= I Cb2-Cbl I，則對(duì)亮度信號(hào)Yl=Yl,也就是將4:4:4采樣的亮度分量直接賦給4:2:2采樣的亮度分量，色差信號(hào)CRl [O] =0，也就是4:2:2采樣的紅色色度分量的最低位為O ;如果I Cbl-CbO I > I Cb2-Cbl I，則將亮度信號(hào)Yl=Yl,也就是將4:4:4采樣的亮度分量直接賦給4:2:2采樣的亮度分量，色差信號(hào)CRl [O] =1，也就是4:2:2采樣的紅色色度分量的最低位為I。
[0017]對(duì)奇像素取樣時(shí)，例如對(duì)第三個(gè)像素采樣，先判斷|Cr2-Crl|和| Cr3_Cr2 |的大小，既將4:4:4采樣的紅色色度分量與前后紅色色度分量之間差的絕對(duì)值比較大小，如果
Cr2-Crl |〈=|Cr3-Cr2|，則對(duì)亮度信號(hào)TZ=TZ,也就是將4:4:4采樣的亮度分量直接賦給4:2:2采樣的亮度分量，色差信號(hào)CB2[O] =0，也就是4:2:2采樣的藍(lán)色色度分量的最低位為O ;如果I Cr2-Crl | > | Cr3-Cr2 |，則將亮度信號(hào)TZ=TZ,也就是將4:4:4采樣的亮度分量直接賦給4:2:2采樣的亮度分量，色差信號(hào)CB2 [O] =1，也就是4:2:2采樣的藍(lán)色色度分量的最低位為I。
[0018]傳統(tǒng)上采樣圖如圖4，改進(jìn)后的上采樣流程圖如圖5、圖6所示，同樣首先對(duì)每幀圖像的第一個(gè)像素和最后一個(gè)像素處理，色差信號(hào)分別取相鄰的色差值，第一個(gè)像素色差信號(hào)取值CbO=CBO, CrO=CRl,也就是將4:2:2采樣的第一個(gè)像素的藍(lán)色色度分量賦給4:4:4采樣的第一個(gè)像素的藍(lán)色色度分量，同時(shí)將4:2:2采樣的第二個(gè)像素的紅色色度分量賦給4:4:4采樣的第一個(gè)像素的紅色色度分量，最后一個(gè)像素色差信號(hào)取值Crx=CRx; Cbx=CB (χ-l):即將4:2:2采樣的最后一個(gè)像素的紅色色度分量賦給4:4:4采樣的最后一個(gè)像素的紅色色度分量，同時(shí)將4:2:2采樣的上一個(gè)像素的藍(lán)色色度分量賦給4:4:4采樣的最后一個(gè)像素的藍(lán)色色度分量。
[0019]對(duì)偶像素插值時(shí)，以第二個(gè)像素為例，首先判斷CRl [O]是否為0，既4:2:2采樣的紅色色度分量的最低位是否為0，如果CRl [O] =0，則將4:2:2采樣的前一像素的藍(lán)色色度分量信號(hào)CBO賦給4:4:4的藍(lán)色色度分量信號(hào)Cb 1，即Cbl=CBO, 4:2:2采樣的藍(lán)色色度分量信號(hào)賦給4:4:4采樣的藍(lán)色色度分量信號(hào)，即Crl=CRl,同時(shí)4:2:2采樣的亮度分量信號(hào)賦給4:4:4采樣的亮度分量信號(hào)Yl=Yl ;如果CRl [0]=1，既4:2:2采樣的紅色色度分量信號(hào)的最低位為I，則將4:2:2采樣的后一像素的藍(lán)色色度分量信號(hào)CB2賦給4:4:4采樣的藍(lán)色色度分量信號(hào)Cbl，即Cbl=CB2，Crl=CRl,同時(shí)4:2:2采樣的亮度分量信號(hào)賦給4:4:4采樣的亮度分量信號(hào)Yl=Yl。[0020]對(duì)奇像素插值時(shí)，以第三個(gè)像素為例，首先判斷CB2[0]是否為0，既4:2:2采樣的藍(lán)色色度分量的最低位是否為0，如果CB2[0]=0，則將4:2:2采樣的前一像素的紅色色度分量信號(hào)CRl賦給4:4:4采樣的紅色色度分量信號(hào)Cr2，即Cb2=CB2，Cr2=CRl，同時(shí)將4:2:2采樣的亮度分量信號(hào)賦給4:4:4采樣的亮度分量信號(hào)，Y2=Y2 ;如果CB2[0]=1，則將4:2:2采樣的后一像素的紅色色度分量信號(hào)CR3賦給4:4:4采樣的紅色色度分量信號(hào)Cr2，即Cb2=CB2，Cr2=CR3，同時(shí)將4:2:2采樣的亮度分量信號(hào)賦給4:4:4采樣的亮度分量信號(hào)，Y2=Y2。
[0021]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種用于外置拼接器或混合矩陣的圖像采樣算法，其特征在于:包括下采樣算法和上采樣算法； 所述下采樣算法具體如下: 首先對(duì)每幀圖像的第一個(gè)和最后一個(gè)像素處理，對(duì)第一個(gè)像素將4:4:4采樣的藍(lán)色色度分量直接賦給4:2:2采樣的藍(lán)色色度分量；對(duì)最后一個(gè)像素將4:4:4采樣的最后一個(gè)紅色色度分量直接賦給4:2:2采樣的最后一個(gè)紅色色度分量； 然后對(duì)其它像素判斷左右色差采樣信號(hào): (a)對(duì)偶像素取樣時(shí)，分別計(jì)算4:4:4采樣時(shí)當(dāng)前像素的藍(lán)色色度分量與其前一個(gè)像素的藍(lán)色色度分量差的絕對(duì)值P、當(dāng)前像素的藍(lán)色色度分量與其后一個(gè)像素的藍(lán)色色度分量差的絕對(duì)值Q，如果P〈=Q，則將4:4:4采樣的亮度分量直接賦給4:2:2采樣的亮度分量，色差信號(hào)中4:2:2采樣的紅色色度分量的最低位為O ;如果P>Q，則將4:4:4采樣的亮度分量直接賦給4:2:2采樣的亮度分量，色差信號(hào)中4:2:2采樣的紅色色度分量的最低位為I ; (b)對(duì)奇像素取樣時(shí)，分別計(jì)算4:4:4采樣時(shí)當(dāng)前像素的紅色色度分量與其前一個(gè)像素的紅色色度分量差的絕對(duì)值M、當(dāng)前像素的紅色色度分量與其后一個(gè)像素的紅色色度分量差的絕對(duì)值N，如果M〈=N，則將4:4:4采樣的亮度分量直接賦給4:2:2采樣的亮度分量，色差信號(hào)中4:2:2采樣的藍(lán)色色度分量的最低位為O ;如果M>N，則將4:4:4采樣的亮度分量直接賦給4:2:2采樣的亮度分量，色差信號(hào)中4:2:2采樣的藍(lán)色色度分量的最低位為I ; 所述上采樣算法具體如下: 首先對(duì)每幀圖像的第一個(gè)像素和最后一個(gè)像素處理，色差信號(hào)分別取相鄰的色差值，將4:2:2采樣的第一個(gè)像素的藍(lán)色色度分量賦給4:4:4采樣的第一個(gè)像素的藍(lán)色色度分量，同時(shí)將4:2:2采樣的第二個(gè)像素的紅色色度分量賦給4:4:4采樣的第一個(gè)像素的紅色色度分量；將4:2:2采樣的最后一個(gè)像素的紅色色度分量賦給4:4:4采樣的最后一個(gè)像素的紅色色度分量，同時(shí)將4:2:2采樣的倒數(shù)第二個(gè)像素的藍(lán)色色度分量賦給4:4:4采樣的最后一個(gè)像素的藍(lán)色色度分量； (c)對(duì)偶像素插值時(shí)，首先判斷4:2:2采樣時(shí)當(dāng)前像素紅色色度分量的最低位是否為O，如果為O，則將4:2:2采樣時(shí)當(dāng)前像素的前一個(gè)像素的藍(lán)色色度分量信號(hào)賦值給4:4:4采樣當(dāng)前像素的藍(lán)色色度分量信號(hào)，4:2:2采樣的紅色色度分量信號(hào)賦給4:4:4采樣的紅色色度分量信號(hào)，同時(shí)將4:2:2采樣的亮度分量信號(hào)賦給4:4:4采樣的亮度分量信號(hào)；如果4:2:2采樣時(shí)當(dāng)前像素紅色色度分量的最低位為I，則將4:2:2采樣時(shí)當(dāng)前像素的后一個(gè)像素的藍(lán)色色度分量信號(hào)賦給4:4:4采樣時(shí)當(dāng)前像素的藍(lán)色色度分量信號(hào)，同時(shí)將4:2:2采樣的亮度分量信號(hào)賦給4:4:4采樣的亮度分量信號(hào)； (d)對(duì)奇像素插值時(shí)，首先判斷4:2:2采樣時(shí)當(dāng)前像素藍(lán)色色度分量的最低位是否為O，如果為O，則將4:2:2采樣時(shí)當(dāng)前像素的前一個(gè)像素的紅色色度分量信號(hào)賦給4:4:4采樣當(dāng)前像素的紅色色度分量信號(hào)，同時(shí)將4:2:2采樣的亮度分量信號(hào)賦給4:4:4采樣的亮度分量信號(hào)；如果4:2:2采樣時(shí)當(dāng)前像素藍(lán)色色度分量的最低位為1，則將4:2:2采樣時(shí)當(dāng)前像素的后一個(gè)像素的紅色色度分量信號(hào)賦給4:4:4采樣時(shí)當(dāng)前像素的紅色色度分量，同時(shí)將4:2:2采樣的亮度分量信號(hào)賦給4:4:4采樣的亮度分量信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H04N1/56GK103747162SQ201310729453
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】顧為征, 徐奇敏 申請(qǐng)人:南京洛菲特?cái)?shù)碼科技有限公司