[发明专利]并行图像色彩增强方法

说明书

本发明涉及一种并行图像色彩增强方法，包括：步骤1，加载图像数据，计算三维查表系数和插值权重；所述三维查表系数为每个单独色彩通道的查找表的表项对应的索引系数；步骤2，基于查找表，通过查表操作获取插值所需RGB三通道查表结果；步骤3，基于步骤2的查表结果以及所述插值权重计算每个插值点的RGB值，并输出结果。本发明还提出了一种并行图像色彩增强装置，包括局部存储器、访存控制单元、缓冲器、并行算术逻辑单元、并行乘累加器、状态机、数据交织单元。本发明增强了图像色彩，提高了数据的使用效率，减少了运算部件与外围存储器之间的数据交互，降低了访存带宽压力，实现了硬件资源的重复利用。

技术领域

本发明属于视频图像处理领域，具体涉及一种并行图像色彩增强方法和装置。

背景技术

目前，视频技术的主流发展方向之一为超高清(4K分辨率)显示技术。相对于高清(1920*1080)视频，4K视频的像素数从2M提升到8M，因此对图像增强算法的画质和效能提出了更高的要求。

当前，图像色彩增强技术基本上以三维插值为基础，在进行增强时，需要通过查表和插值实现色彩变换，对于RGB图像，每个像素对应RGB三个通道，需要查表3×8＝24次，并且需要计算8个权重，每个权重需要进行两次乘法运算，计算量较大，在面对4K图像处理需求时，很有可能处理能力不足的问题。

因此，传统方案在超高清时代面临两个困难，1传统方案通常采用固化算法的专用硬件电路，难以对算法进行灵活修改，当需要修改算法时，需要重新设计流片，成本压力巨大；2传统方案在实现并行查表时，通常采用多个访存通道并行工作，增加了硬件成本。

针对这两个问题，本发明提出了一种并行的图像色彩增强装置以及方法，该装置主要用于实现低成本，高速并行查表，同时支持根据图像处理算法对硬件进行重构；该方法实现了针对不同分辨率和查找表的插值权重实时计算以及并行的灰度映射操作。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了进一步提升超高清图像的色彩增强处理速度，本发明的一方面，提出了一种并行图像色彩增强方法，包括以下步骤：

步骤1，加载图像数据，计算三维查表系数和插值权重；所述三维查表系数为每个单独色彩通道的查找表的表项对应的索引系数；

步骤2，基于查找表，通过查表操作获取插值所需RGB三通道查表结果；

步骤3，基于步骤2的查表结果以及所述插值权重计算每个插值点的RGB值，并输出结果。

优选地，步骤1之前还设置有参数预加载步骤，包括：将三维RGB空间颜色查找表以及计算插值权重所需参数加载至缓冲器；所述三维RGB空间颜色查找表为R、G、B三色单独色彩通道的查找表。

优选地，所述通过查表操作获取插值所需RGB三通道查表结果，采用分段查表进行灰度变换，包括以下步骤：

步骤21，将所述灰度映射查找表拆分为M个子查找表；M＝L/N，M值会向上取整，其中，L为所述灰度映射查找表的大小，N为预设的并行度；

步骤22，通过像素灰度值的低位字节对M个大小为N的子查找表进行查表；

步骤23，通过高位字节对M个查表结果进行筛选，最终获得查表数据作为灰度变换的结果。

优选地，所述缓冲器中缓冲单元大小为N个像素；所述缓冲器配备有4个读取端口和4个写入端口。

优选地，缓冲器支持直接使用序号对其中的缓冲单元进行读写；缓冲器与运算部件同步运行。

本发明的另一方面，提出了一种并行图像色彩增强装置，该装置包括局部存储器、访存控制单元、缓冲器、并行算术逻辑单元ALU、并行乘累加器MAC、状态机、数据交织单元SHU；