12.2 体系作业原理剖析
如前所述，本体系首要完结对输入视频图画的两倍扩大。图画的扩大首要是通过插值算法来完结的，下面详细剖析怎么运用双线性插值算法来完结倍焦功用。
1．符号约好
首要对体系作业原理剖析中用到的符号做一个约好：
表明像素点坐标，在本体系中
。
表明原始图画，其宽度为
，高度为
。
表明倍焦后图画，其宽度为
，高度为
。
通过双线性插值完结数字倍焦功用，行将原始图画插值为本来2倍巨细，依然以本来的分辨率输出，即
´x
。
2．双线性插值原理描绘
对新图画中每一点为
，在本体系中
，查找其在原图画中的相邻方位
。
点的灰度值
的核算公式为（12-1）。
（12.1）
公式（12-1）中需求核算的数值为
，如公式（12-2）～（12-5）所示。
（12.2）
（12.3）
（12.4）
（12.5）
3．硬件完结的简化
为削减硬件核算的复杂性，对
的算法做如下处理。
（1）硬件乘法器是有必要的，用以完结
和
的核算，但由于：
所以能够考虑只用8bit´8bit硬件乘法器（而不是16bit´8bit硬件乘法器），即如公式（12-6）所示。
公式（12-6）
（2）求权重
的公式现已写成关于
、
的函数的方式，该函数能够通过离线核算并存储一张表格（“权重表”）的办法完结。该表的巨细为256´8bit。留意求
查询的是相同的表格。
4．算法优化
（1）乘法器规划的简化。
在
的核算进程中，需求一个常数乘法器(´181)，通过查表完结。而
也需求查表，查表也需求一个周期来完结。假如用同一个表，那么
需求串行查出，速度太慢。假如要一起查出来，需求多个表，片内存储器太大。
因而，在核算进程中需求运用移位和加法进行合作，来进步运算速度。
根据这个考虑，将放到2倍的条件放宽到2.25倍，即用1.5´1.5来代替1.414´1.414。这样，公式（12-2）～（12-5）就简化为公式（12-7）～（12-10）的方式。
公式（12-7）
公式（12-8）
公式（12-9）
公式（12-10）
这样，
不用查表发生，而是1/3和2/3替换。关于除3的操作，能够通过一个256´8bit的查找表来完结。
需求阐明的是，通过上面的调整，扩大的倍数为2.25倍，而不是2倍。
（2）队伍的处理次序的优化。
原算法中水平缓笔直方向一起插值，需求4个像素类核算。可是，实践硬件完结进程中假如读取4个数据来核算一个像素点，那么输出很难确保接连，并且速度太慢。因而，完结进程中，对整场图画先做行插值，再做列插值。行将二维线性插值转为两个一维线性插值，如公式（12-11）所示。
公式（12-11）
其间
顺次取1/3和2/3。这样每次插值操作只与两个像素值有关，一个是前一个像素（寄存器中），另一个是当时读出的像素。
当接纳原始帧时，在裁剪后写入SRAM进程中完结行插值；从SRAM读出进程完结列插值，并输出。
考虑到视频信号是按行扫描的，并且是隔行扫描，因而处理进程以场为单位。
（3）硬件完结简化前后的成果比照。
从图12.1和12.2的比照图中能够看出，扩大2.25倍的图画视野上要比扩大2倍的图画小一些，可是图画质量并没有显着下降。
图12.1 扩大2倍后的图画 图12.2 扩大2.25倍后的图画
