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基于条件插值算法的手持终端图像显示技术研究

作　者: 程文华
导　师: 刘一清
学　校: 华东师范大学
专　业: 电路与系统
关键词: 图像缩放条件插值 FPGA
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 43次
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内容摘要

在信息化网络时代、数字化视听感受给我们提供丰富的娱乐生活之余,也让人们获得信息、知识提供公平的机会和更加快捷的渠道。文字、图像、音频和视频作为载体给人们传递着各种各样的信息,人机交互的深入发展让每个人都可成为信息的参与者,其中视频在传递信息方面所占的比重最大。移动手持终端产品的移动化,便捷化及多媒体化的趋势,让终端对视频的支持更广泛。而这种视频多基于存储卡的读写实现的,如果要观看直播节目,就必需要求在手持终端上具有视频的接口。因为手持设备分辨率的不同,所以在终端显示的连接中就要解决好目标显示设备与视频信号的格式问题,这便是图像缩放技术。文章介绍和总结了一系列的图像缩放算法：最近邻插值、双线性插值、样条插值、立方卷积插值等,应用MATLAB进行算法仿真,对各种算法的优缺点进行对比分析,并在此基础上提出了一种新的条件插值方法,弥补了最近邻、双线性插值两种算法各自的不足之处,以计算机的显示器模拟手持终端,并在FPGA硬件平台上加以实现来验证该算法,较之一般的算法,硬件实现简单,图像质量有所改善,系统可以支持动态视频。本文做了如下工作：1对手持终端及其视频接口标准进行了广泛的讨论。2系统地总结了目前常用的一些图像缩放算法原理及应用,介绍了最新的图像缩放技术,并使用MATLAB对其中部分算法进行仿真分析,对实现结果、优缺点进行评价。3综合了最近邻法和双线性插值法的优点,提出了一种硬件实现简单,图像缩放显示效果较好的条件插值算法,并对这种条件插值算法进行了深入讨论和扩展研究。4在数据和实验结果的基础上对各种算法进行对比分析。5用计算机显示器模拟手持终端设备,以本实验室设计的FPGA视频处理板作为硬件平台,对最近邻法、双线性插值、条件插值算法进行了Modelsim的仿真分析和FPGA设计实现。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-10
第一章绪论  10-16
  1.1 研究背景  10-12
    1.1.1 标准之争  10-11
    1.1.2 技术更新  11-12
  1.2 研究意义  12-15
  1.3 本章小结  15-16
第二章手持终端简介及视频信号处理  16-30
  2.1 手持终端简介  16-17
  2.2 视频简介  17-26
    2.2.1 视频概述  17-20
    2.2.3 视频接口和时序  20-26
  2.3 数字图像处理中的缩放技术  26-28
    2.3.1 数字图像缩放简介  26-27
    2.3.2 数字图像缩放技术分类  27-28
  2.4 图像品质评价  28-29
  2.5 本章小结  29-30
第三章图像缩放算法研究  30-45
  3.1 最近邻法  30-31
    3.1.1 算法原理  30
    3.1.2 仿真及分析  30-31
  3.2 双线性插值法  31-35
    3.2.1 算法原理  31-34
    3.2.2 仿真及分析  34-35
  3.3 其它几种插值算法  35-41
    3.3.1 立方卷积  35-36
    3.3.2 样条插值  36-41
  3.4 条件插值算法  41-44
    3.4.1 条件插值算法原理  41-42
    3.4.2 算法特点  42
    3.4.3 算法仿真及分析  42-44
  3.5 本章小结  44-45
第四章基于FPGA的系统实现  45-63
  4.1 FPGA技术简介  45-46
  4.2 系统硬件平台  46-48
  4.3 FPGA设计模块  48-56
  4.4 缩放模块实现  56-62
    4.4.1 最近邻法的FPGA实现  56-59
    4.4.2 双线性插值法的FPGA实现  59-60
    4.4.3 条件插值法的FPGA实现  60-62
  4.5 本章小结  62-63
第五章结束语  63-64
附录一:攻读硕士期间取得的成果  64
附录二:色空转换及条件插值法缩放模块verilog程序  64-72
附录三:本文所涉matlab程序  72-74
参考文献  74-76
致谢  76-77

基于条件插值算法的手持终端图像显示技术研究

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