邊緣可適性即時數位影像放大硬體之FPGA實現

Abstract

近年來，消費性影像產品如：數位像機、數位攝影機、手機…等的普及率以相當快的速度提升。相對的，在轉換影像解析度以及大小所用到影像補插法，其重要性也是隨之上升；影像補插主要的目的在於由低解析度的影像產生高解析度之補插影像。一些傳統的影像補插方法例如雙線性補插以及雙立方補插並不能滿足高畫質之需求，因為這些方法可能會使影像模糊或者在影像邊緣產生鋸齒狀。再者，高畫質高解析度影像放大所處理的影像資料量及運算量非常大，因此需要使用硬體來加速運算之處理速度。 本論文實現了一個即時影像放大硬體，能夠對於一般標準數位視訊訊號作即時性的放大。本論文採用即時影像補插方法的特色是：(1)決策模組能夠自動辨別輸入影像之特徵將其分類，來決定影像補插模組之使用。當輸入影像對肉眼不明顯時，選用雙線性補插方法以節省計算能耗，若輸入影像對肉眼明顯且具有方向性時，為了減少在影像邊緣所產生之鋸齒狀以及模糊狀，則選用邊緣可適性影像補插模組。(2)使用CORDIC 電路來運算反三角函數之解，大幅度省去為了近似角度時使用查表所造成硬體的大量使用。 本論文所實現之即時影像放大硬體若操作在95Mhz 頻率狀態下，每秒能夠處理約300張大小為CIF (320×240) 之影像，並且在影像品質方面有相當好的效果，能夠有效的消除傳統影像補插法在影像邊緣產生鋸齒狀及模糊狀之缺點，對於使用者來說能夠擁有更佳的視覺效果。