色彩空间变换电路、设备

专利检索2025-04-09  6


本技术涉及图像处理,具体涉及色彩空间变换电路、设备。


背景技术:

1、图像传感器采集的图像往往可以以不同的方式表示彩色像素。不同的表示方式有各自的功能和优缺点。例如rgb格式可以直接传送到显示器进行显示,但是不便于压缩存储;而yuv/ycbcr格式便于压缩存储但是不能直接传送到显示器进行显示。

2、对于有需求进行格式转换的图像相关应用,其格式转换过程一般需要在一个或者两个像素周期内完成。而对于高清和高帧率的图像,由于其像素频率高,如果采用通用单片机进行转换,不但要求其具有足够高的处理速度,而且还将占用大量的cpu时间和缓存。


技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种色彩空间变换电路、设备,能够实现图像不同格式的高效转换,并且降低对图像信号处理器的要求以及资源占用、功耗。

2、为了解决上述技术问题,本实用新型采用的第一个技术方案为:

3、一种色彩空间变换电路,包括依序连接的时序控制电路模块、输入分量提取寄存器电路模块、色彩分量电平转换和部分积电路模块,以及rgb分量合成加法器模块;所述rgb分量合成加法器模块还分别与所述时序控制电路模块和所述输入分量提取寄存器电路模块连接。

4、可选地,所述输入分量提取寄存器电路模块包括二进制异步计数器和色度y输入寄存器;所述二进制异步计数器包括串联连接的第一级触发器和第二级触发器;

5、所述色度y、色度u/cb输入寄存器和色度v/cr输入寄存器的时钟输入端和所述第一级触发器的输入端分别与所述时序控制电路模块的输出端连接;所述第一级触发器的q非输出端与所述色度y输入寄存器的使能端连接;所述第一级触发器的q输出端与所述第二级触发器的q非输出端经所述与门a相与后再与所述u/cb输入寄存器的使能端连接;所述第一级触发器的q输出端与所述第二级触发器的q输出端经所述与门a相与后再与所述v/cr输入寄存器的使能端连接。

6、可选地,所述色彩分量电平转换和部分积电路模块包括v/cr电平转换和部分积电路以及u/cb电平转换和部分积电路;

7、所述v/cr电平转换和部分积电路以及所述u/cb电平转换和部分积电路的输入端分别与所述输入分量提取寄存器电路模块的输出端连接;所述v/cr电平转换和部分积电路以及所述u/cb电平转换和部分积电路的输出端分别与所述rgb分量合成加法器模块连接。

8、可选地,所述v/cr电平转换和部分积电路包括第一移位加法器、第一进位保留加法器和第二进位保留加法器;

9、所述移位加法器、所述第一进位保留加法器和所述第二进位保留加法器分别与所述输入分量提取寄存器电路模块的输出端连接;所述移位加法器的输出端分别与所述第一进位保留加法器和所述第二进位保留加法器的输入端连接;所述第一进位保留加法器和所述第二进位保留加法器的输出端分别与所述rgb分量合成加法器模块连接。

10、可选地,所述u/cb电平转换和部分积电路包括移位加法器b;所述移位加法器b的输入端与所述输入分量提取寄存器电路模块的输出端连接,其输出端与所述rgb分量合成加法器模块连接。

11、可选地,所述rgb分量合成加法器模块包括r分量合成加法器、g分量合成加法器以及b分量合成加法器;

12、所述r分量合成加法器的输入端分别与所述v/cr电平转换和部分积电路以及所述输入分量提取寄存器电路模块连接;

13、所述g分量合成加法器的输入端分别与所述输入分量提取寄存器电路模块、所述v/cr电平转换和部分积电路以及所述u/cb电平转换和部分积电路连接;

14、所述b分量合成加法器的输入端分别与所述u/cb电平转换和部分积电路以及所述输入分量提取寄存器电路模块连接。

15、可选地,所述r分量合成加法器、所述g分量合成加法器以及所述b分量合成加法器均包括4-2进位保留压缩编码加法器、3-2进位保留压缩编码加法器、合并加法器、溢出饱和判断电路以及输出寄存器;其中,所述4-2进位保留压缩编码加法器和所述3-2进位保留压缩编码加法器分别与所述合并加法器连接;所述合并加法器、所述溢出饱和判断电路以及所述输出寄存器依序连接;所述输出寄存器与所述时序控制电路模块连接。

16、本实用新型采用的第二个技术方案为:

17、一种色彩空间变换设备,所述色彩空间变换设备分别与摄像头和控制器连接;所述色彩空间变换设备包括上述色彩空间变换电路。

18、本实用新型的有益效果在于:本实用新型所述的色彩空间变换电路,通过对具体的变换系数进行简化加法图(reduce adder graph)编码,将变换中的乘法运算转换为并行的移位加运算,从而可以显著减少并行运算和色彩变换电路的面积(逻辑门数量)。以此做到采用通用单片机便能更高效地实现色彩变换功能。



技术特征:

1.一种色彩空间变换电路,其特征在于,包括依序连接的时序控制电路模块、输入分量提取寄存器电路模块、色彩分量电平转换和部分积电路模块,以及rgb分量合成加法器模块;所述rgb分量合成加法器模块还分别与所述时序控制电路模块和所述输入分量提取寄存器电路模块连接。

2.如权利要求1所述的一种色彩空间变换电路,其特征在于,所述输入分量提取寄存器电路模块包括二进制异步计数器和色度y输入寄存器、色度u/cb输入寄存器、色度v/cr输入寄存器、与门a和与门b;所述二进制异步计数器包括串联连接的第一级触发器和第二级触发器;

3.如权利要求1所述的一种色彩空间变换电路,其特征在于,所述色彩分量电平转换和部分积电路模块包括v/cr电平转换和部分积电路以及u/cb电平转换和部分积电路;

4.如权利要求3所述的一种色彩空间变换电路,其特征在于,所述v/cr电平转换和部分积电路包括第一移位加法器、第一进位保留加法器和第二进位保留加法器;

5.如权利要求3所述的一种色彩空间变换电路,其特征在于,所述u/cb电平转换和部分积电路包括第二移位加法器;所述第二移位加法器的输入端与所述输入分量提取寄存器电路模块的输出端连接,其输出端与所述rgb分量合成加法器模块连接。

6.如权利要求3所述的一种色彩空间变换电路,其特征在于,所述rgb分量合成加法器模块包括r分量合成加法器、g分量合成加法器以及b分量合成加法器;

7.如权利要求6所述的一种色彩空间变换电路,其特征在于,所述r分量合成加法器、所述g分量合成加法器以及所述b分量合成加法器均包括4-2进位保留压缩编码加法器、3-2进位保留压缩编码加法器、合并加法器、溢出饱和判断电路以及输出寄存器;其中,所述4-2进位保留压缩编码加法器和所述3-2进位保留压缩编码加法器分别与所述合并加法器连接;所述合并加法器、所述溢出饱和判断电路以及所述输出寄存器依序连接;所述输出寄存器与所述时序控制电路模块连接。

8.一种色彩空间变换设备,其特征在于,所述色彩空间变换设备分别与摄像头和控制器连接;所述色彩空间变换设备包括上述权利要求1至7任意一项所述的色彩空间变换电路。


技术总结
本技术提供色彩空间变换电路、设备,变换电路包括依序连接的时序控制电路模块、输入分量提取寄存器电路模块、色彩分量电平转换和部分积电路模块,以及RGB分量合成加法器模块;所述RGB分量合成加法器模块还分别与所述时序控制电路模块和所述输入分量提取寄存器电路模块连接。由于采用并行的移位加运算,时序控制更简单且速度更快,从而可以显著减少运算时间和色彩变换电路的面积(逻辑门数量);能够更好地满足高像素转换需求;能够做到采用通用单片机便能更高效地实现色彩变换功能。

技术研发人员:黄锐敏,李国刚,邱伟彬
受保护的技术使用者:华侨大学
技术研发日:20231117
技术公布日:2024/5/29
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