基于边缘的实时视频缩放引擎的设计与实现

杨金孝， 张金凤，， 周坚峰， 万 鹏

（1.西北工业大学 电子信息学院，陕西 西安 710129；2.中航工业无线电电子研究所 上海 200233；3.中国人民解放军边防学院训练部办公室 陕西 西安710108）

由于显示器分辨率是固定的，所以当源输入图像分辨率与显示器的分辨率不匹配时，必须使用图像缩放引擎对输人图像分辨率进行调节使其在显示器上满屏显示。

图像缩放的算法很多，目前应用于图像缩放的算法主要分两大类[1]，第l类是不基于边缘的图像缩放算法，主要包括：最近邻插值算法、双线性插值算法、双三次插值算法、B样条插值算法等，在这类算法中，新得到的目标像素值与图像的边缘信息无关，只与其位置及其邻域的像素值有关，这些经典算法硬件实现比较容易，数据处理过程容易控制，计算时间相对较短，但是低阶算法得到的图像会出现“马赛克”现象[2]，而高阶算法由于“振铃”效应会使图像边界模糊[3]。第2类是基于边缘的图像插值算法，这类算法新得到的目标像素点的灰度值与源图像的边缘相关，缩放后的图像有很好的视觉效果，图像失真度比较小，但是此类算法硬件实现复杂，数据运算的时间长，占用了比较多的片上资源，很少应用于实时条件下的图像缩放[4-5]。文中设计的缩放引擎用到的图像插值方法是一种用于实时条件下的基于边缘的自适应图像插值算法。该算法通过比较相邻源像素的二阶差商[6]的绝对值自动选取一组源像素，之后根据二阶牛顿插值公式获得目标像素的值。……