[發明專利]基于FPGA的改進誤差擴散算法IP核設計方法

無效

• 申請號: 201310477261.8
• 申請日: 2013-10-11
• 公開（公告）號: CN103607522A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 王泉;楊鵬飛;羅楠;張文琪;張吉陽
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04N1/405
• 分類號: H04N1/405
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 董芙蓉

1.基于FPGA的改進誤差擴散算法IP核設計方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：

1)彩色半色調的并行處理

彩色圖像經過轉換以后由C、Y、M、K表示作為打印設備的輸入，將基色之間并行處理；

2)有符號數的硬件處理；

通過增加額外的寄存器空間，以及符號位復制及擴展，將無符號數轉換為有符號數進行運算，完成對誤差擴散法的符號處理過程，包括對負數的處理和溢出數據的處理；

3)誤差值-誤差擴散值查找表的設計

各方向誤差擴散值提前計算出來，保存在誤差值一誤差擴散值查找表中；

4)系統流水線設計

將誤差擴散過程劃分為四級流水：FIFO原始數據讀取、半色調值計算及誤差擴散值查找、誤差擴散值累加以及誤差擴散值存儲；在誤差擴散值累加部分采用寄存器結構同時緩存多個誤差擴散值；5)IP核封裝設計

通過對主從端信號的分析，對已經編寫好的半色調誤差擴散算法模塊進行封裝，實現快速復用。

2.根據權利要求1所述的基于FPGA的改進誤差擴散算法IP核設計方法，其特征在于：在步驟2)中，模塊在接收到像素值后，通過與前一個像素點的誤差擴散值和上一行鄰域像素誤差擴散值的累加和做差，得出更新像素值；根據更新像素值與閾值之間的大小關系，求出該像素點的半色調值，并求出半色調值與輸入像素值之間的誤差值；誤差值取值分正負，將所有誤差值的符號位單獨提取，并將負的誤差值轉換為它的絕對值輸出，而更后一級的運算需通過判斷誤差值的符號位來進行誤差擴散值的正負數處理。

3.根據權利要求1所述的基于FPGA的改進誤差擴散算法IP核設計方法，其特征在于：在步驟3)中，構建四個E-D?LUT，分別存儲四個方向上的誤差擴散值，誤差值至多有128個，每個誤差擴散系數對應128個誤差擴散值，每個誤差擴散值10位。

4.根據權利要求1所述的基于FPGA的改進誤差擴散算法IP核設計方法，其特征在于：在步驟4)中，將誤差擴散過程劃分為四個部分：原始數據讀取、半色調值計算及誤差擴散值查找、誤差擴散值累加以及誤差擴散值存儲，在誤差擴散值累加部分采用寄存器結構同時緩存多個誤差擴散值，以提高流水線效率，在具體實現中，FIFO對應源圖像讀取模塊，E-D?LUT對應誤差擴散值查找模塊，累加/誤差擴散值寄存器堆對應誤差擴散值累加模塊，而雙口RAM對應誤差擴散值存儲模塊。

5.根據權利要求1所述的基于FPGA的改進誤差擴散算法IP核設計方法，其特征在于：在步驟5)中，整個IP核對外接口包括：reset_n和clk是Avalon復位和時鐘接口；wr、address和writedata是Avalon內存映射接口，而半色調結果輸出接口為Avalon電路接口。