[发明专利]可重构的并行图像细节增强方法和装置

说明书

本发明涉及一种可重构的并行图像细节增强方法，包括：参数预加载、数据缓冲、水平与垂直方向的滤波、核化滤波、过冲抑制、幅度抑制、缓存数据更新；本发明还涉及一种可重构的并行图像细节增强装置，包括局部存储器、访存控制单元、通用缓冲器、并行算术逻辑单元ALU、状态机、并行乘累加器MAC。本发明增强了图像细节信号，使纹理区域更加清晰，同时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，而且可以实现了硬件资源的重复利用。

技术领域

本发明涉及视频图像处理领域，具体涉及一种可重构的并行图像细节增强方法和装置。

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。

传统的视频图像细节增强解决方案主要有针对高清及以下标准的需求设计，在面对4K图像处理需求时，很有可能处理能力不足的问题；同时4K超高清图像可以带来更精细的画面效果，因此现有细节增强算法应用于4K分辨率图像时，过冲等负面效果可能会更加容易被观看者察觉。

此外，由于传统方案通常采用固化算法的专用集成电路芯片作为具体实施方案，在面临算法升级需求时，成本压力巨大。

因此，需要提出一种新的视频图像细节增强解决方案，对该方案的要求是，1能提升图像锐利度，2对细节增强带来的过冲、噪声放大等负面效果有较好的抑制，3满足实时超高清视频流的处理需求，4成本可控前提下，具备算法升级潜力。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，本发明一方面提出了一种可重构的并行图像细节增强方法，包括以下步骤：

步骤1，将待处理的图像数据加载至缓冲器；所述待处理的图像数据为R*Q的像素点阵，其中R或Q的值等于并行度N；所述像素点阵可拆分为多个包含N像素点的一维点阵；

步骤2，对所述一维点阵中各待增强像素点，分别并行进行水平与垂直方向的滤波，获取两个方向的细节信号；

步骤3，对两个方向的细节信号核化滤波，过滤掉由图像噪声引入的微小细节信号；

步骤4，通过待增强像素点邻域两侧的灰度对称性以及该待增强像素点细节信号强度，对增强后的细节信号强度进行控制，进行过冲抑制，将完成过冲抑制的两个细节信号相加，获得这N个像素点的细节信号；

步骤5，进一步对步骤4中获取的细节信号进行幅度抑制；

步骤6，依次对待处理的图像数据中各一维点阵执行步骤2至步骤5进行处理，完成该待处理的图像数据的细节增强。

优选地，所述缓冲器包括NM个大小为N个像素的缓冲单元；所述缓冲器配备有4个读取端口和4个写入端口。

优选地，所述水平与垂直方向的滤波，所采用的滤波器分别对应为水平NH阶和垂直NV阶的一维滤波器，分别计算像素点左右各(NH-1)/2个和上下各(NV-1)/2个像素的灰度，并结合该像素点的灰度值获取该像素点两个方向的细节信号。

优选地，所述的缓冲器为多粒度的离散存储器结构。

优选地，所述水平与垂直方向的滤波，具体为将滤波模板与图像数据进行空域卷积，其滤波结果表示为：

其中，(i，j)表示图像数据中第i行第j列位置上的像素点，DEH(i,j)表示(i，j)处的水平滤波结果，DEV(i,j)表示(i，j)处的垂直滤波结果，P(i，j)表示图像第i行第j列位置上的像素灰度，FH(k)表示水平模板第k个元素，FV(t)表示垂直模板第t个元素。