[发明专利]一种实现图像尺寸放大的上采样装置及其方法

权利要求书

1.一种实现图像尺寸放大的上采样装置，其特征在于，该装置包括：

总控制单元，用于协调控制不同单元的工作时序；

读控制单元，用于配置图像数据存储的起始地址和突发传输长度，并采用分块读取的策略从数据存储单元读取数据；在读取数据的时候，第2行分块至m行分块需要分别复用第1行至m-1行分块的最后一行，第2列至n列分块需要分别复用第1列至n-1列分块的最后一列，其中，m代表图像分块的行，n代表图像分块的列；

写控制单元，用于配置数据写入数据存储单元的地址信息和传输长度，并将卷积运算单元的结运算结果数据写入数据存储单元；

数据传输单元，用于传输数据；

数据存储单元，用于存储待处理的图像数据，以及接受卷积运算单元的运算结果；

数据接收单元，用于接收数据传输单元的数据，并对输入的图像数据进行插零和补零操作；

卷积运算单元，用于读取数据接收单元经插零和补零操作后的图像数据，并进行卷积运算。

2.根据权利要求1所述的一种实现图像尺寸放大的上采样装置，其特征在于，所述数据传输单元采用FIFO。

3.根据权利要求1所述的一种实现图像尺寸放大的上采样装置，其特征在于，所述数据存储单元采用DRAM存储器，当读控制单元发起读数据请求时，数据存储单元将需要送出的数据经由数据传输单元传输至数据接收单元，当写控制单元发起写数据请求时，数据存储单元将卷积运算单元的运算结果写入数据存储单元。

4.根据权利要求1所述的一种实现图像尺寸放大的上采样装置，其特征在于，所述数据接收单元中，进行插零和补零操作的规则为：第1列分块的最左侧需要补一列0，第2列至第n列分块的最左侧不补零；第1行分块的最上方补一行0，第2行至m行分块的最上方不补零；补完零之后按照每次传输4行3列数据的方式传输给卷积运算单元；其中，m代表图像分块的行，n代表图像分块的列。

5.一种实现图像尺寸放大的上采样的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)假设输入图像的长和宽分别为M、N，将输入图像进行分块，长边分为m行，宽边分为n列，整个图像即分为m*n个分块；

(2)根据图像的存储地址，记录下每个分块最后一行的地址last_addr，从而分块读取数据；在进行读取数据的时候，第2行分块至m行分块需要分别复用第1行至m-1行分块的最后一行，第2列至n列分块需要分别复用第1列至n-1列分块的最后一列；

(3)根据分块地址进行数据读取，对读取之后的图像数据进行插零以及补零操作；

(4)将步骤(3)处理后的图像数据进行卷积运算操作，包括乘法和累加操作，并将累加结果进行移位输出；

(5)将卷积运算结果进行存储。

6.根据权利要求5所述的一种实现图像尺寸放大的上采样的方法，其特征在于，步骤(3)中，进行插零以及补零操作的具体步骤为：第1列分块的最左侧需要补一列0，第2列至第n列分块的最左侧不补零；第1行分块的最上方补一行0，第2行至m行分块的最上方不补零。

7.根据权利要求5所述的一种实现图像尺寸放大的上采样的方法，其特征在于，步骤(4)中，在进行卷积运算操作的时候，采用两个8bit乘8bit的乘法单元，并且每次取出12个点的图像数据，即4行3列的图像像素点，与上采样的卷积核进行乘法操作，并将结果进行累加，最后将运算结果右移quant位，并截取低8位输出；其中quant为量化系数。

8.根据权利要求7所述的一种实现图像尺寸放大的上采样的方法，其特征在于，卷积运算采用固定的卷积核，即采用[[0.25,0.5,0.25],[0.5,1,0.5],[0.25,0.5,0.25]]。