[发明专利]基于FPGA的改进误差扩散算法IP核设计方法无效

专利信息
申请号: 201310477261.8 申请日: 2013-10-11
公开(公告)号: CN103607522A 公开(公告)日: 2014-02-26
发明(设计)人: 王泉;杨鹏飞;罗楠;张文琪;张吉阳 申请(专利权)人: 西安电子科技大学
主分类号: H04N1/405 分类号: H04N1/405
代理公司: 北京方圆嘉禾知识产权代理有限公司 11385 代理人: 董芙蓉
地址: 710071 陕西省西安*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 基于 fpga 改进 误差 扩散 算法 ip 设计 方法
【说明书】:

技术领域

发明属于半色调图像处理领域。算法以FPGA为运行平台,通过对传统误差扩散算法的改进,实现算法在嵌入式平台上的快速高效执行。

背景技术

一股印刷机、油墨打印机、激光打印机只有两种色彩或非常有限的几种色彩,还有一些老式的显示器不能显示真彩色图像,它们不能完全显示出一幅连续色调图像所包含的全部色彩信息。因此,必须对原始的灰度级图像进行变换,将灰度图像转化成二值图像。利用半色调技术可以将一幅高分辨率的灰度级图像转换为低分辨率的二值图像(0或1),由于人类视觉的低通滤波特性,在一定的距离外观察转换后的二值图像,仍然觉得是一幅连续色调的图像。

传统的半调方法按照改变半调图像中点的大小或点之间的距离分为幅度调制半调和频率调制半调。幅度调制(AM)是一种根据灰度级调整网点大小来得到视觉上的连续灰度变化的半调技术;频率调制(FM)半调技术保持网点面积固定不变,通过改变网点在二维空间中的分布密度来表现原始图像的灰度变化。现有的半色调算法有抖动法、误差分散法、点扩散法、模板法等,其中以阈值抖动法和误差扩散法比较常用,而误差扩散法的效果又明显优于阈值抖动法。

典型的误差扩散(E-D)方法过程如图1所示。它由floyd和Steinberg于1975年提出。其中,输入x(i,j)∈[0,1]表示原始的连续色调的图像,输出y(i,j)∈{0,1}表示半色调图像,将图像看作一维信号。u(i,j)为量化输入,h(k,l)为误差分散核的权重系数,e(i,j)为量化误差,Q(·)为阈值量化函数,误差分散法的数学模型可用式(1),式(2),式(3)表示:

u(i,j)=x(i,j)-Σk,lSh(k,l)e(i-k,j-l)]]>    式(1)

y(i,j)=Q(u(i,j))     式(2)

e(i,j)=y(i,j)-u(i,j)     式(3)

为了保证误差被全部分散,权系数的和为1,即

且h(k,l)≥0     式(4)

阈值量化函数表示为:

Q(x)=0xλ/2λxλ/2]]>      式(5)

其中由于量化所造成的误差e(i,j)将按h(k,l)系数所规定的比例传递给后面的像素点,得到u(i,j)。误差传递算子系数一股需要满足式(4)。

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