基于多相滤波图像缩放算法的研究与实现

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1、硕士学位论文基于多相滤波图像缩放算法的研究与实现作者姓名张勤豪学校导师姓名、职称王悦湖副教授企业导师姓名、职称卢捷高工申请学位类别工程硕士ｔ学校代码10701学号1511122839分类号TN4密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于多相滤波图像缩放算法的研究与实现作者姓名：张勤豪领域：软件工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：王悦湖副教授企业导师姓名、职称：卢捷高工学院：微电子学院提交日期：2018年4月Researchandimplementationofimagescalingalgorithmbasedonpolyphase

2、filteringAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinSoftwareEngineeringByZhangQinhaoSupervisor:WangYuehuTitle:AssociateProfessorSupervisor:LuJieTitle:SeniorEngineerApril2018西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师

3、指导下进行的研究工作及取得的研宂成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一。学位论文若有不实之处，本人承担切法律责任本人签名：日期：Ｌｎ西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定：研究生在，即＜校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学？学

4、校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印。、缩印或其它复制手段保存论文同时本人保证，结合学位论文研宄成果完成的论。文、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学保密的学位论文在年解密后适用本授权书。＿＾本人签名：导师签名：－２＿＿＾日期：Ｈ期：摘要摘要随着数字电视的日益发展和人们的视觉享受需要逐步提高的情况下，视频图像画质分辨率的提升则变得更加迅猛。现如今，在4K电视还未大面积占领市场的情况下，8K电视已经在各大品牌实现商用，并逐步出现在群众家庭里。图像缩放作为决定图像

5、画质分辨率的核心功能，在视频图像处理芯片中占着至关重要的地位。因此本研究具有一定的经济与科研价值。本文主要通过两个方面对图像缩放开展研究工作。一方面，先是对图像缩放原理进行理论探究。其次，针对一些经典的图像缩放算法进行对比分析，发现经典缩放算法是利用线性插值法来实现。经典的插值算法有：最近邻域插值法，双线性插值法，双立方插值法等。这些插值算法各有优势，但都存在较为明显的局限性：有的尽管算法简单，容易实现，但会引起边缘模糊甚至出现边缘锯齿等现象；有的算法缩放效果良好，但是计算复杂度太高，不利于硬件实现。针对传统算法的不足之处，近些年来业内出现一种新的缩放算法：非线性

6、滤波。本文所提出的图像缩放算法是基于多相滤波的缩放算法，正是一种工业常用的非线性滤波算法。文章探讨该算法理论依据，并对多相滤波的理想低通特性可能会导致的振铃现象进行了详细分析，最后提出了一种优化算法将其改进。下一步，利用Matlab软件对本文算法进行仿真，并且通过缩放实例效果图将它和经典算法进行了对比，得出直观结论：本文所提出的算法相对与经典算法确实有明显优势，缩放效果良好，硬件实现不复杂。另一方面，通过本文所研究优化后的算法思想，提出了一种硬件架构的实现方案。第一步，阐明了图像缩放模块的整体架构。接着，按照内部功能差异，将整个模块划分成几个子模块。然后，介绍了整

7、个缩放过程的数据流向，并详细描述了配置模块，色彩转换模块，缩放模块等几个重要子模块的硬件结构和实现方式。特别在缩放模块的实现上，利用了人眼对亮度变化较为敏感的特性，将YUV像素分量分别采用不同的滤波器进行缩放，降低了计算复杂度，节省了硬件资源。最后利用Modelsim软件对图像缩放模块进行功能仿真，也就是前仿真，以验证代码和模块功能的正确性。并对整个验证方案和验证流程进行详细描述，给出仿真后的结果波形图。最后经过仿真验证，证明模块功能正确，电路设计正确，图像缩放模块可用。关键词：图像缩放，多相滤波，硬件设计，功能仿真IABSTRACTABSTRACTWiththe

8、devel