Jump to content

    

Преобразование видео формата на ПЛИС

Recommended Posts

ovs_pavel

День добрый коллеги. Возник вопрос по преобразованию видео потока (grayscale, 8 бит/пиксель, 25 кадр/сек) на ПЛИС.

Исходный формат - 1280х1024. Необходимый формат - 960x768.

 

Я сделал просто и быстро (было задача главное сделать) - убрал каждую 4-ую строку и каждый четвертый пиксель в строке. Все работает и ок, но видны на косых линиях маленькие ступеньки.

 

Поэтому и вопрос - есть ли простые (именно простые) алгоритмы аппроксимации, которые хорошо ложатся на ПЛИС (ну по соседним пикселям высчитывать новые или что-то в этом роде).

 

Можно ссылку на литературу (не занимался видео обработкой даже в таком простом виде, поэтому и сделал все в лоб). Заранее спасибо.

Share this post


Link to post
Share on other sites

ViKo

Например, "распределить" каждые 4 входные точки на 3 выходные, линейно:

 

X1 = (3x1 + x2) / 4;

X2 = (2x2 + 2x3) / 4;

X3 = (x3 + 3x4) / 4;

Share this post


Link to post
Share on other sites

ovs_pavel
Например, "распределить" каждые 4 входные точки на 3 выходные, линейно:

 

X1 = (3x1 + x2) / 4;

X2 = (2x2 + 2x3) / 4;

X3 = (x3 + 3x4) / 4;

 

Не совсем ясно, где какой пиксел на сколько умножать.

Share this post


Link to post
Share on other sites

ViKo
Не совсем ясно, где какой пиксел на сколько умножать.

Входные: x1, x2, x3, x4

Выходные: X1, X2, X3

Еще то же нужно сделать по координате Y. Получается, из матрицы 4 x 4 нужно сделать 3 x 3.

Share this post


Link to post
Share on other sites

ovs_pavel

Для линейной интерполяции:

 

P'[0] = P[0];

P'[1] = (2/3)*P[1]+(1/3)*P[2];

P'[2] = (1/3)*P[2]+(2/3)*P[3];

 

А эта формула с какого-то источника??

 

И здесь я так понимаю из входных 4-ех пикселей, мы получаем 3 выходных?

 

 

И соответственно по 4-ем строкам та же формула.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

ViKo
Для линейной интерполяции:

Это не будет равномерным размазыванием 4-х пикселов на 3. Входные пикселы используются с разным весом. Возможно, и заметно не будет, но...

Share this post


Link to post
Share on other sites

blackfin
И здесь я так понимаю из входных 4-ех пикселей, мы получаем 3 выходных?

Обозначив расстояние между пикселями в исходном формате как "d", а расстояние между пикселями в новом формате как "D", находим:

 

1280*d = 960*D.

 

Откуда:

 

D - d = (1280/960)*d - d = (4/3)*d - d = (1/3)*d.

 

Предполагаем, что все пиксели кратные трем в новом формате совпадают с пикселями кратными четырем в старом формате, тогда:

 

P'[3*n] = P[4*n].

 

Для остальных пикселей P'[1] и P'[2] (и им подобных) в новом формате видим, что:

 

P'[1] расположен между P[1] и P[2], причем так, что расстояние от P'[1] до P[1] равно (1/3)*d, а расстояние от P'[1] до P[2] равно (2/3)*d, и

P'[2] расположен между P[2] и P[3], причем так, что расстояние от P'[2] до P[2] равно (2/3)*d, а расстояние от P'[2] до P[3] равно (1/3)*d.

 

Используя далее линейную интерполяцию, находим значения P'[1] и P'[2].

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

ViKo
Например, "распределить" каждые 4 входные точки на 3 выходные, линейно:

X1 = (3x1 + x2) / 4;

X2 = (2x2 + 2x3) / 4;

X3 = (x3 + 3x4) / 4;

Чтобы сохранить яркость прежней, нужно умножить все на 3/4.

X[1] = (9x[1] + 3x[2]) / 16;

X[2] = (6x[2] + 6x[3]) / 16;

X[3] = (3x[3] + 9x[4]) / 16;

Share this post


Link to post
Share on other sites

_pv
Чтобы сохранить яркость прежней, нужно умножить все на 3/4.

X[1] = (9x[1] + 3x[2]) / 16;

X[2] = (6x[2] + 6x[3]) / 16;

X[3] = (3x[3] + 9x[4]) / 16;

 

x[1] = 255, x[2] = 255 -> X[1] = 191.

первый вариант правильный был, оно уже на 3/4 умножено

 

X1 = (3x1 + x2) / 4;

X2 = (2x2 + 2x3) / 4;

X3 = (x3 + 3x4) / 4;

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

ViKo
x[1] = 255, x[2] = 255 -> X[1] = 191.

первый вариант правильный был, оно уже на 3/4 умножено

Да, что-то я перемудрил. :rolleyes:

Share this post


Link to post
Share on other sites

_pv
Предполагаем, что все пиксели кратные трем в новом формате совпадают с пикселями кратными четырем в старом формате, тогда:

P'[3*n] = P[4*n].

у них размеры разные. если P[0] = 255, а P[1] = 0, то P'[0] должен быть темнее на четверть, а не таким же.

поэтому P'[0] = (P[0] + P[1] / 3) / 1.33333333

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

blackfin
первый вариант правильный был, оно уже на 3/4 умножено

ИМХО, тоже неправильный.

 

Вот если взять линейную входную последовательность и преобразовать, то выходная последовательность будет уже нелинейной.. :biggrin:

 

Имеем входную последовательность:

 

x[1] = 1,

x[2] = 2,

x[3] = 3,

x[4] = 4,

x[5] = 5,

x[6] = 6.

 

Считаем по формуле:

 

X[1] = (3*x[1] + 1*x[2]) / 4;

X[2] = (2*x[2] + 2*x[3]) / 4;

X[3] = (1*x[3] + 3*x[4]) / 4;

 

X[4] = (3*x[5] + 1*x[6]) / 4;

X[5] = (2*x[6] + 2*x[7]) / 4;

X[6] = (1*x[7] + 3*x[8]) / 4;

 

Находим выходную последовательность:

 

X[1] = (3*1 + 1*2) / 4 = 5/4;

X[2] = (2*2 + 2*3) / 4 = 10/4;

X[3] = (1*3 + 3*4) / 4 = 15/4;

X[4] = (3*5 + 1*6) / 4 = 21/4;

 

Находим разницу между последовательными значениями:

 

X[2]-X[1] = 5/4;

X[3]-X[2] = 5/4;

X[4]-X[3] = 6/4;

 

То есть, на выходе уже нет линейной зависимости..

 

Как быть? :biggrin:

Share this post


Link to post
Share on other sites

_pv
ИМХО, тоже неправильный.

То есть, на выходе уже нет линейной зависимости..

ах так, у Вас зато интегралы не сохраняются. бе-бе-бе :)

 

подайте дельта функцию (один пиксел белый все остальные чёрные), в зависимости от его положения интенсивность получивщейся картинки будет неправильная.

или подайте не линейную функцию, а какую-нибудь другую, например параболу и Ваша линейная интерполяция тоже врать начнёт.

 

просто Вы потребовали чтобы линейная функция отображалась в линейную, а ViKo чтобы интегралы сохранялись.

что будет лучше выглядеть зависит от картинки, если там очень плавные градиенты то наверное лучше будет от сохранения линейности (в jpege кстати косинусное преобразование именно по этой причине выбрано), а если куча резких переходов, и векторная графика то они с такой линейной интерполяцией не совсем правильно сгладятся.

и вертикальная линия в один пиксел под небольшим углом заметно испортится.

 

а можно порядок интерполирующей кривой повыше взять, параболу там по трём точкам или куб по четырём и всё станет заметно красивее, считать придётся чуть побольше, но не сильно.

ну или даже так: http://www.dsplib.ru/content/farrow/farrow.html

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.