基于FPGA的高速高质量图像旋转1
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2022-08-03
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第
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卷 第
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期
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年
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月
中国图象图形学报
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收稿日期
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改回日期
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基于
DEFG
的高速高质量图像旋转
李开宇 张焕春 经亚枝
H
南京航空航天大学自动化学院
;
南京
#B$$B@I
摘 要 为了进行高质量
J
高速的图像旋转变换
;
通过对传统图像旋转矩阵的分解
;
将图像在二维空间中的旋转运
算分解成为三次一维空间内的平移运算
;
从而将用于图像旋转运算的二维插值运算简化为在一维空间中进行的一
维插值运算
K
为了保证图像旋转后的质量
;
采用
"
阶
L
?
样条对每次平移后像素点的灰度值进行插值运算
;
并提出了
一种基于
..M
和
N.M
数字滤波器的
"
阶
L
?
样条插值法的高速实现方案
A
最后针对
#O@
灰度级
;#O@P #O@
像素的图
像设计出一种基于
NQ3R
的高速
J
高质量的硬件图像旋转及显示系统
K
关键词 图像旋转 现场可编程门阵列
L
?
样条插值 有限脉冲响应 无限脉冲响应
中图法分类号
>
SQ
"!B:%B
文献标识码
>
R
文章编号
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DEFG
T
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T
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+5684+41)6*+)’2(718+51
+44)’+75’-217’/4’86
+6’*’-++-’
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26/1*86’*+,)’+++6’*6*+’+5)11
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26/1*86’*+,856-+.k217’/4’86*0+51
+)+26+6’*+,/++)6/’-6/+01)’+++6’*
;
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26/1*86’*+,
84+71
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.*’)21)
+’1*8()15605,(+,6+k’-)’+++126/+01
;
+514+41)(818+517(.67L
?
84,6*16*+1)4’,++6’*+’7+,7(,++1
+510)+k’-46/1,8+-+1)1+756/+01856-+
:
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;
+514+41)2111,’48+*..M
H
6*-6*6+16/4(,81)184’*81
I?
.+812
+*2+N.M
H
-6*6+16/4(,81)184’*81
I?
.+8122606++,-6,+1)+’)1+,6o1-+8+7(.67L
?
84,6*16*+1)4’,++6’*
;
-5675+()*8’(+
+
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:
R*2 6+21860*8+NQ3R
H
-61,2
4)’0)+//+.,10++1+))+k
I?
.+812-+8++*25605,(+,6+k6/+01)’+++6’*8k8+1/ -’)+51
#O@P#O@
46/1,86/+0186*
#O@
0)+k,1
11,8
:
Lk+51/1+*8’-7’’)26*++18+)+*8-’)/6*0
;
+517+,7(,++6’*+6/1+*28+’)+01-6,,*’+6*7)1+8111621*+,k
-51*+516/+018)’+++1+++,+)01+*0,16*+518k8+1/
:
.*+-’)2
;
+516/+01)’+++6’*8k8+1/ 68+.,1+’/11++51
)1,(18+’-)1+,
?
+6/1+*25605
?
,(+,6+k)’+++6’*’-6/+01+++*k+*0,1
:
2Xc3e)YW 6/+01)’+++6’*
;
-61,24)’0)+//+.,10++1+))+k
H
NQ3R
I;
L
?
84,6*16*+1)4’,++6’*
;
-6*6+16/4(,81)184’*81
H
N.M
I;
6*-6*6+16/4(,81)184’*81
H
..M
I
4
引 言
图像旋转是一种常用的的数字图像处理技术
;
目前已广泛地应用于军事
J
航空
J
医学等方面
K
大家
知道
;
传统的图像旋转都是在二维空间中进行的
;
由
于旋转后图像像素点坐标不再是整数
;
故旋转后必
须对像素点灰度进行二维插值运算
;
由于其运算过
程复杂
;
运算量也大
;
尤其是当对旋转后的图像质量
要求较高时
;
需要采用高阶数的插值运算
;
如
"
阶
J%
阶等
;
则运算量更大
;
因此
;
单纯采用软件实现
;
其运
算时间过长
;
实时性差
;
无法满足高速图像旋转的要
求
K
本文通过对传统图像旋转矩阵的分解
;
首先将二
维旋转运算分解成为三次一维的平移运算
;
然后在
一维空间中对像素点灰度值进行插值
;
从而简化了
插 值 运 算
;
再 配 合 现 场 可 编 程 门 阵 列
H
-61,2
4)’0)+//+.,10++1+))+k
;
简称
NQ3R
I
硬 件 系统
;
则可以有效地提高运算速度
K
为了保证图像旋转时
插值 的 效果
;
本文 采 用基 于
"
阶
L
?
样 条 函数的 插
值
;
并提出了一种基于无限脉冲响应
H
..M
I
和有限脉
冲响应
H
N.M
I
数字滤波器的快速
L
?
样条插值算法
K
同 时 还 针 对
#O@
级 灰 度 图 像
;
5555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555
设 计 出 一 种 基 于
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