专利名称：视频图像中的卷积方法及视频图像处理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及数字信号处理领域，特别涉及像素卷积算法的优化。
背景技术：
随着信息世界的迅速发展，数字视频产品需求近些年出现猛增。主流应用包括视频通信、安全监控、工业自动化、网络视频等等。数字视频的主要挑战在于原始或未压缩的视频需要存储或传输大量数据，因此，提出了各种视频压缩的标准。视频压缩的目的是对数字视频进行编码，在保持视频质量的同时占用尽可能少的空间。由运动图像专家组(Moving Picture Expert Group,简称“MPEG”)制定的H.26X视频压缩编码标准，已经逐渐成为多媒体通信中的主流标准。然而，为了保证压缩视频的画面质量，还需要对压缩视频进行卷积操作，用像素本身以及邻近像素的加权平均值来替换这个像素，可用于模糊和锐化图像、查找图像边缘以及调整图像的对比度。公式(I)即为现有的卷积公式:
权利要求
1.一种视频图像中的卷积方法，其特征在于，包含以下步骤: 将在L个卷积结果中起到相同作用的像素组成X位数的并行计算像素，其中，每个像素的位数为T，L*T = X, X为处理器支持的算术指令位数，所述起到相同作用的像素为卷积公式中表示相同含义的像素； 根据组成的各所述并行计算像素，并行计算出所述L个卷积结果。
2.根据权利要求1所述的视频图像中的卷积方法，其特征在于，所述根据组成的各所述并行计算像素，并行计算出所述L个卷积结果的步骤中，包含以下子步骤: 根据所述卷积公式确定单独计算一个卷积结果时，参与计算的像素运算后溢出的位数N，并将所述参与计算的像素最低N比特位相加，得到补偿值e ;其中，所述最低N比特位相加需要进位时，所述e为1，所述最低N比特位相加不需要进位时，所述e为O ; 将组成的各所述并行计算像素均右移N位； 将右移N位后的各所述并行计算像素与所述补偿值e按X位相加，得到所述L个卷积结果。
3.根据权利要求1所述的视频图像中的卷积方法，其特征在于，通过以下方式将在L个卷积结果中起到相同作用的像素组成X位数的并行计算像素: 一次性取出L个所述在L个卷积结果中起到相同作用的像素。
4.根据权利要求3所述的视频图像中的卷积方法，其特征在于， 如果当前需要一次性取 出的L个像素，与之前已经一次性取出的L个像素存在交叉像素，则通过对所述已经一次性取出的L个像素和不交叉像素进行位移操作，得到当前需要一次性取出的L个像素，其中，所述不交叉像素为当前需要一次性取出的L个像素中除所述交叉像素外的其他像素。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的视频图像中的卷积方法，其特征在于，所述X为32,所述T为8,所述L为4 ;或者,所述X为32,所述T为16,所述L为2 ; 所述卷积公式为/=Pf; 其中，I为卷积结果，U、D为垂直方向上的上下两个相邻像素。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的视频图像中的卷积方法，其特征在于，所述X为32,所述T为8,所述L为4 ;或者,所述X为32,所述T为16,所述L为2 ; 所述卷积公式为/ =X4 其中，Ix为卷积结果，UX、DXS垂直方向上的上下两个相邻像素，UX+1、DX+1为垂直方向上的上下两个相邻像素，Ux、Ux+1为水平方向上的左右两个相邻像素，Dx、Dx+1为水平方向上的左右两个相邻像素。
7.一种视频图像处理系统，其特征在于，包含: 并行计算像素获取模块，用于将在L个卷积结果中起到相同作用的像素组成X位数的并行计算像素，其中，每个像素的位数为T，L*T = X, X为处理器支持的算术指令位数，所述起到相同作用的像素为卷积公式中表示相同含义的像素； 卷积计算模块，用于根据所述并行计算像素获取模块组成的各所述并行计算像素，并行计算出所述L个卷积结果。
8.根据权利要求7所述的视频图像处理系统，其特征在于，所述卷积计算模块包含以下子模块: 溢出位数获取子模块，用于根据所述卷积公式确定单独计算一个卷积结果时，参与计算的像素运算后溢出的位数N; 补偿值获取子模块，用于将所述参与计算的像素最低N比特位相加，得到补偿值e ;其中，所述最低N比特位相加需要进位时，所述e为1，所述最低N比特位相加不需要进位时，所述e为O ; 右移子模块，用于将组成的各所述并行计算像素均右移N位； 相加子模块，用于将右移N位后的各所述并行计算像素与所述补偿值e按X位相加，得到所述L个卷积 结果。
9.根据权利要求7所述的视频图像处理系统，其特征在于，所述并行计算像素获取模块通过一次性取出L个所述在L个 卷积结果中起到相同作用的像素，将在L个卷积结果中起到相同作用的像素组成X位数的并行计算像素。
10.根据权利要求9所述的视频图像处理系统，其特征在于， 所述并行计算像素获取模块在当前需要一次性取出的L个像素，与之前已经一次性取出的L个像素存在交叉像素时，通过对所述已经一次性取出的L个像素和不交叉像素进行位移操作，得到当前需要一次性取出的L个像素，其中，所述不交叉像素为当前需要一次性取出的L个像素中除所述交叉像素外的其他像素。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的视频图像处理系统，其特征在于，所述X为32,所述T为8,所述L为4 ;或者,所述X为32,所述T为16,所述L为2 ; 所述卷积公式为
12.根据权利要求7至10中任一项所述的视频图像处理系统，其特征在于，所述X为·32,所述T为8,所述L为4 ;或者,所述X为32,所述T为16,所述L为2 ; 所述卷积公式为
全文摘要
本发明涉及数字信号处理领域，公开了一种视频图像中的卷积方法及视频图像处理系统。本发明中，通过将多个卷积结果中起到相同作用的像素合并成具有与处理器支持的X位算术指令相同位宽的并行计算像素，并通过并行计算得到多个卷积结果。比如说，可利用32位算术指令实现4个8位或2个16位的并行卷积运算。使得在视频图像的处理系统中，能够充分利用处理器的算术指令位数，从而大大提高了卷积运算效率。其中，通过将需要计算的像素按X位右移N比特，将运算控制在8比特或16比特范围之内，并对右移致使的最低N位丢失所引入的误差，通过补偿值e进行补偿。
文档编号H04N7/26GK103188487SQ20111044886
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者孙皓 申请人:联芯科技有限公司