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一种新的视频缩放算法(英文)

北京大学学报（自然科学版） 2013年第2期49卷 191-196页

作者：曹喜信刘京吴帅张奇惠林金龙王平北京大学软件与微电子学院北京102600 河南大学物理与电子学院开封475001

基于量子力学新模型,提出一种新的实用的图像缩放算法,使得处理后的视频能有很好的图像质量。不同于量子力学中的一些模型,新方法将图像看做一个连续的能量场。此方法修改了传统的基数样条函数,并通过减少跨越图像物体边缘的采样来增加... 详细信息

基于量子力学新模型,提出一种新的实用的图像缩放算法,使得处理后的视频能有很好的图像质量。不同于量子力学中的一些模型,新方法将图像看做一个连续的能量场。此方法修改了传统的基数样条函数,并通过减少跨越图像物体边缘的采样来增加视觉的舒适度。该算法具有复杂度低和一致稳定的特点,特别适合用于嵌入式设备,如手机及PDA。

关键词：视频缩放插值自适应量子力学

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视频缩放在FPGA中的应用和实现

电子技术应用 2016年第6期42卷 34-37页

作者：张梁王景存梅镖武汉科技大学信息科学与工程学院湖北武汉430081

针对某显示系统中监控视频控制器的实际需求,设计了一种可实现四路视频信号实时缩放的电路架构。通过权衡几种常用图像缩放算法的显示质量和硬件可行性,选择用双线性插值算法实现视频的缩放,并在FPGA平台上以双口RAM资源构建的线缓存作... 详细信息

针对某显示系统中监控视频控制器的实际需求,设计了一种可实现四路视频信号实时缩放的电路架构。通过权衡几种常用图像缩放算法的显示质量和硬件可行性,选择用双线性插值算法实现视频的缩放,并在FPGA平台上以双口RAM资源构建的线缓存作为算法硬件实现,该算法主要由视频数据缓冲模块、插值系数产生模块以及整体控制模块构成。本设计在满足视频缩放质量要求的基础上,避免了采用过于复杂算法而消耗过多的FPGA资源,有效地解决了视频缩放时原始图像信息量丢失导致图像失真的问题。结果表明,该设计能够实现任意比例的视频缩放,实时性高,应用灵活,缩放后显示效果良好,能够满足实际工程的要求。

关键词：视频缩放双线性插值线缓存 FPGA

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基于轴对齐变形的视频缩放技术的研究

计算机应用与软件 2014年第8期31卷 213-218,256页

作者：宁兰芳黄章进郭利财中国科学技术大学计算机科学与技术学院安徽合肥230027 安徽省计算与通信软件重点实验室安徽合肥230027 中国科学技术大学中科院沈阳计算所网络与通信联合实验室安徽合肥230027

多样化的显示设备对视频显示的适应性提出越来越高的要求。提出并实现一种基于轴对齐变形的内容感知视频缩放方法。首先根据梯度、人脸和运动的信息对视频进行分析,然后结合相邻帧信息建立二次规划系统进行变形求解。实验表明,求解方法... 详细信息

多样化的显示设备对视频显示的适应性提出越来越高的要求。提出并实现一种基于轴对齐变形的内容感知视频缩放方法。首先根据梯度、人脸和运动的信息对视频进行分析,然后结合相邻帧信息建立二次规划系统进行变形求解。实验表明,求解方法简单有效,对有人脸或运动的视频进行缩放能够得到高质量的结果,能去除抖动现象。求解一帧可在毫秒级时间内完成,同时具有很好的鲁棒性。

关键词：轴对齐变形内容感知视频分析视频缩放

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基于Davinci平台视频缩放操作的改进

电视技术 2008年第8期32卷 31-32,35页

作者：姜巧巧冯维王身鸿瞬联软件科技(北京)有限公司北京100044

以TI公司Davinci系列中的TMS320DM6446为硬件平台,通过分析视频的缩放处理,运用迭代的方法实现了任意比例的视频缩放,拓展了目前该平台硬件所支持的缩放比例[1/4 x,4x]。

关键词： TMS320DM6446 视频缩放缩放器 Davinci平台

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基于FPGA的实时视频缩放算法设计实现

电子技术应用 2014年第8期40卷 34-37页

作者：杨大伟李健哈尔滨工程大学信息与通信工程学院黑龙江哈尔滨150001 大连民族学院机电信息与工程学院辽宁大连116600

通过权衡几种线性插值算法的显示效果和硬件可实现性,选择用双线性插值算法实现视频缩放,并在FPGA平台上以RAM_FIFO架构作为该算法硬件实现的核心思想,设计主要包括数据缓存模块、系数产生模块以及整体控制模块。结果表明,该设计能够实... 详细信息

通过权衡几种线性插值算法的显示效果和硬件可实现性,选择用双线性插值算法实现视频缩放,并在FPGA平台上以RAM_FIFO架构作为该算法硬件实现的核心思想,设计主要包括数据缓存模块、系数产生模块以及整体控制模块。结果表明,该设计能够实现任意比例缩放,系统频率高,实时性好,缩放后显示清晰稳定,能够满足实际工程的应用要求。

关键词：视频缩放 FPGA 双线性插值 RAM_FIFO

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基于时空显著性的视频缩放技术研究

基于时空显著性的视频缩放技术研究

作者：杨风涛河北工业大学

学位级别：硕士

为了适应不同场合的监控系统和显示设备的需求，需要对图像和视频进行缩放。传统图像缩放技术并不能达到很好的效果，会出现内容缺失、图像失真和发生畸变等现象。图像的显著性技术的发展为这一难题的解决提供了可能。本文针对图像和视... 详细信息

为了适应不同场合的监控系统和显示设备的需求，需要对图像和视频进行缩放。传统图像缩放技术并不能达到很好的效果，会出现内容缺失、图像失真和发生畸变等现象。图像的显著性技术的发展为这一难题的解决提供了可能。本文针对图像和视频的缩放提出了一种基于时空显著性的视频缩放算法。首先,该方法通过改进Itti模型，用纹理信息替换方向信息，即提取原始图像的颜色，亮度，纹理三个特征信息,并将其各个特征的显著性图融合成空间显著性图，从而体现空间显著区域的信息;其次,针对视频帧序列，利用自适应的核密度估计来计算时间显著性图，有效地提取了视频中运动目标的信息;然后，根据这两种显著性图的权值进行时空显著性的动态融合来得到时空显著性图;再对显著性区域和非显著性区域分别进行非线性和线性缩放处理，最后利用拟合函数和图像缩放参数来完成图像和视频的缩放。本文的实验是在视频中运动目标信息明显的条件下进行，利用多组图像和视频与Itti，GBVS等方法进行比较，能够更加准确地检测到图像和视频中的显著性区域，实现了图像和视频缩放，保证了显著性区域信息的完整和内容的不缺失。该方法运算时间少，效率高。

关键词：空间显著性图时间显著性图时空显著性图图像缩放视频缩放

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基于接缝裁剪的快速视频缩放算法研究

基于接缝裁剪的快速视频缩放算法研究

作者：李晨阳武汉大学

学位级别：硕士

随着不同分辨率的移动设备数量的快速增长,如何将视频适配于多样的移动设备成为一项重要的研究课题。视频缩放技术将视频分辨率缩放至目标分辨率或长宽比以适应不同的播放设备。传统的视频缩放方法,例如均匀缩放或裁剪视频内容,通常会... 详细信息

随着不同分辨率的移动设备数量的快速增长,如何将视频适配于多样的移动设备成为一项重要的研究课题。视频缩放技术将视频分辨率缩放至目标分辨率或长宽比以适应不同的播放设备。传统的视频缩放方法,例如均匀缩放或裁剪视频内容,通常会造成视频失真或内容损失,从而效果较差。基于内容感知的视频缩放方法,在改变视频分辨率的同时,能够保持视频中关键对象的形状,并协调视频帧之间的时间一致性和空间一致性,从而产生更少的视频伪影,提供了更加愉悦的观看体验。内容感知的视频缩放方法通常分为两种:基于接缝裁剪的视频缩放方法和基于网格的视频缩放方法。基于接缝裁剪的视频缩放来源于图像缩放中的接缝裁剪技术,同时考虑当前帧和相邻帧的一致性信息,找到最佳接缝对视频进行缩放;而基于网格的视频缩放将每帧视频划分为固定尺度的网格,通过连续帧之间的一致性信息对网格进行缩放。近几年来,研究者们提出了很多视频缩放方法并取得了较好的效果。然而,当前的视频缩放方法还有很多不足:（1）基于接缝裁剪的方法通常在单帧处理上有较好的效果,能够较好地保持单帧图像的空间一致性,但往往无法处理好多帧视频之间的时间一致性,导致出现视频伪影和抖动。此外,由于采用的动态规划方法时间复杂度过高,导致这类方法往往非常耗时。大部分基于接缝裁剪的方法无法很好地协调时间一致性和空间一致性,在处理包含高速运动对象的视频时效果较差。（2）基于网格的方法通常能够在多帧之间保持较好的时间一致性,从而产生较少的视频抖动。但由于处理粒度较粗（基于网格）,该方法会在视频中产生较多变形,单帧处理效果较差。此外,虽然基于网格的方法处理速度较快,但通常需要一次性处理所有的视频帧,因此不能应用于实时视频流,导致方法应用上有较大的局限性。基于网格的方法在处理包含低速运动对象的视频上有较好效果,但对于具有高速运动目标的视频流,则会丢失时间一致性,导致效果较差。针对当前视频缩放算法存在的问题,本文拟开展基于接缝裁剪的视频缩放技术的研究,本文的主要研究内容包括:（1）基于时空一致性的视频缩放能量函数目前基于接缝裁剪的视频缩放方法大都采用连续接缝来改变视频分辨率,然而这种做法的缺陷十分明显。对于相隔的两帧视频,帧间连续的接缝虽然能够较好地保持时间一致性,但同样有可能造成下一帧的关键目标被扭曲,产生视频伪影或抖动,导致缩放效果较差。为了解决这些问题,我们提出了一种新的基于时空一致性的能量函数,得到的接缝能够避免产生视频伪影,产生更好的缩放效果。（2）基于遗传算法的视频缩放方法基于接缝裁剪的视频缩放算法,核心步骤之一就是查找要删除或添加的接缝。在已提出的方法中,通常使用动态规划算法在能量图上查找能量值最低的接缝。然而,这种方法需要扫描能量图上的所有可能路径,时间复杂度非常高,从而导致算法执行效率低下。我们观察到,对于视频缩放来说,次优接缝的缩放效果与最优接缝的缩放效果类似。因此,我们采用了遗传算法来代替动态规划算法执行接缝查找过程,在保证算法执行效果的情况下,极大地降低了算法运行的时间复杂度。与目前的最佳方法相比,我们的算法执行速度达到了该方法的三倍。综上所述,本文旨在开展基于接缝裁剪的快速视频缩放算法的研究。针对目前基于接缝裁剪的方法无法协调好时空一致性的缺陷,本文提出了新的时空一致性能量函数,很好地解决了时空一致性的协调问题,提升了算法的运行效果;此外,为解决基于接缝的视频缩放方法时间复杂度过高的问题,本文使用遗传算法代替动态规划执行接缝查找过程,极大提升了算法的运行速度。

关键词：视频缩放时空一致性接缝裁剪时间复杂度遗传算法

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基于FPGA的多通道视频缩放研究与设计

基于FPGA的多通道视频缩放研究与设计

作者：李晓明哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

随着人们生活水平的不断提高，固定尺寸、单一画面的视频图像显示已经无法满足人们的视觉要求，超高清、超大分辨率的视频画面显示以及多通道视频信号融合已逐渐成为视频显示的主流。若单纯使用软件算法来实现这些功能，将会增加核处理... 详细信息

随着人们生活水平的不断提高，固定尺寸、单一画面的视频图像显示已经无法满足人们的视觉要求，超高清、超大分辨率的视频画面显示以及多通道视频信号融合已逐渐成为视频显示的主流。若单纯使用软件算法来实现这些功能，将会增加核处理器CPU的运算时间和运算量，因此本论文基于降低CPU处理数据的复杂度，提出了一种可在硬件平台上实现高清视频图像实时输出的设计方案。论文以FPGA为核处理器，实现对视频信号的实时处理及整体系统的逻辑功能控制。设计的主要内容是完成图像缩放算法的硬件实现，以及实现FPGA与外部存储器间的高速视频数据交互功能，首先通过MATLAB对缩放算法进行仿真，在对图像的质量和可实时性进行权衡的基础上，选取一种能够用硬件语言对其理论公式进行行为级描述的插值算法。设计采用模块化思想对系统进行了划分，在XILINX公司的开发工具ISE上使用硬件描述语言Verilog HDL进行了模块功能的实现，并通过Isim前仿真验证了系统逻辑功能的正确性，然后通过布局布线、后仿真、时序约束及硬件调试，最终使得系统性能都达到预期指标。实现了输入视频图像的分辨率最高可达1920×1080，输出可支持4个LCD/LED液晶屏幕拼接，且每屏最大分辨率可为1920×1080的高清视频图像显示。同时为今后视频图像在异型拼接、融合处理以及远距离传输等方面的研究设计，提供了硬件基础，并对相关类型设计具有一定的参考价值。

关键词：视频缩放多通道 FPGA 外部存储器

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一种视频缩放插值算法的FPGA实现

杭州电子科技大学学报（自然科学版） 2014年第4期34卷 93-97页

作者：樊凌雁徐向阳杭州电子科技大学微电子研究中心浙江杭州310018 杭州士兰微电子股份有限公司设计所浙江杭州310012

针对视频后处理信号,提出了一种视频缩放插值算法的FPGA硬件实现方案。实现过程中,插值系数采用矩阵形式存放,根据不同的设置,调用特定的系数矩阵,实现不同的缩放比例,在保证插值效果的同时,可支持多种分辨率的显示器输出。最后通过FPG... 详细信息

针对视频后处理信号,提出了一种视频缩放插值算法的FPGA硬件实现方案。实现过程中,插值系数采用矩阵形式存放,根据不同的设置,调用特定的系数矩阵,实现不同的缩放比例,在保证插值效果的同时,可支持多种分辨率的显示器输出。最后通过FPGA验证,满足视频图像缩放的要求。

关键词：插值算法视频缩放视频后处理