一种自适应图像插值算法及加速引擎的协同设计

作     者：严忻恺 丁晟 YAN Xinkai;DING Sheng

作者机构：浙江大学杭州310015 江苏省专用集成电路设计重点实验室(无锡)无锡214153 

基　　金：江苏省高等学校自然科学研究项目(19KJB510027) 江苏省“333工程”科研资助项目(BRA2020318) 江苏省专用集成电路设计重点实验室开放基金(2020KLOP005) 

出 版 物：《电子与信息学报》 (Journal of Electronics & Information Technology)

年 卷 期：2023年第45卷第9期

页      码：3284-3294页

摘      要：为提高高清彩色图像超分辨率重建效果,该文提出了一种基于边缘对比度的新型自适应图像插值算法。使用边缘对比度检测和不同尺度的感受野来自适应选择Lanczos插值的系数,自适应性和不同感受野可以进一步提升图像放大质量,图像质量相比于双线性插值平均峰值信噪比(PSNR)提高1.1 dB,结构相似度(SSIM)提高0.025,图像感知相似度(LPIPS)提高0.051,相比于双三次插值平均PSNR提高0.34 dB,SSIM提高0.01,LPIPS提高0.033。同时为减少硬件资源以及提高存储效率协同设计了一种高并行、高能效的加速插值引擎架构,通过两级数据重用和系数脉动机制极大提高计算访存比。加速引擎在16 nm工艺库的综合结果达到2 GHz时钟频率;在Xilinx Zynq Ultra scale+xczu15eg FPGA上工作频率达到200 MHz,帧速度(fps)达到60的实时性能。

主 题 词：插值算法 自适应 并行度 高能效 加速引擎 

学科分类：080903[080903] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.11999/JEIT221503

馆 藏 号：203124056...