[發明專利]一種基于ARM-NEON移位指令的圖像快速量化方法

在審

• 申請號: 202111489089.9
• 申請日: 2021-12-08
• 公開（公告）號: CN116245711A
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 劉凱;谷一鑫;孫單單;張瑞鈺
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學青島計算技術研究院
• 主分類號: G06T3/00
• 分類號: G06T3/00;G06T1/60;G06F9/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于ARM-NEON移位指令的圖像快速量化方法，其特征在于，包括：將圖像像素值分配到128位NEON寄存器存儲，通過連續移位操作對圖像進行采樣與量化；該方法的步驟如下：

(1)按照下式，計算源圖像中每個像素點的量化比例：

其中，k表示圖像像素值量化比例，dx表示量化后目標圖像的數據類型最大值，di表示量化后目標圖像數據類型最小值，sx表示源圖像數據類型最大值，si表示源圖像數據類型最小值。

(2)將步驟(1)中的k值轉化為圖像像素數據的移位量化補償值：

w＝n-m

value＝p＞＞w

其中，w表示移位差值，n表示源圖像數據類型位寬，m表示量化后圖像數據類型位寬，value表示圖像像素數據的移位量化補償值，p表示源圖像的圖像像素值。

(3)根據步驟(2)計算出來的移位補償值value、移位差值w計算移位量化后的目標圖像像素值：

Pp＝(value+p)＞＞w

其中，Pp表示量化后的目標圖像像素值，p表示源圖像的圖像像素值。

(4)計算源圖像中所有像素點量化后的像素值：

(4a)將焦點區域roi區域中的源圖像從首個像素點開始，逐行依次將像素點加載到源圖像寄存器src中；

(4b)將源圖像寄存器src中的像素點右移w位到補償值寄存器temp中，將補償值寄存器temp中的元素與源圖像寄存器src中的像素點進行連續矢量加法運算，再將相加后的結果右移w位得到量化后的結果寄存器result，最后寫回內存；

(4c)采用與步驟(4b)相同的方式，計算當前行所有可以加載到指令集寄存器中的源圖像像素點的量化值；

(4d)采用與步驟(2)-(3)相同的方式，計算不能夠加載到寄存器的源圖像像素點的量化值；

(4e)采用與步驟(4a)-(4d)相同的方式，計算源圖像所有像素點的量化后目標圖像像素值。

2.根據權利要求1所述的基于ARM-NEON移位指令的圖像快速量化方法，其特征在于，步驟(2)中所述計算圖像像素數據的移位量化補償值的步驟如下：

第一步，按照下式，計算源圖像數據類型與量化后目標圖像間的移位差值w：

w＝n-m

其中，w表示移位差值，n表示源圖像數據類型位寬，m表示量化后目標圖像數據類型位寬；

第二步，計算源圖像像素數據的移位量化補償值value：

value＝p＞＞w

其中，value表示源圖像中的像素值p右移w位的移位補償值，p表示源圖像中的像素點的二進制值，w表示移位差值。

3.根據權利要求1所述的基于ARM-NEON移位指令的圖像快速量化方法，其特征在于，步驟(3)中所述計算移位量化后的目標圖像像素值的步驟如下：

第一步，根據步驟(2)得到的value計算加權圖像值temp：

temp＝value+p

其中，temp表示補償值value與源圖像的圖像像素值p進行加和結果，value表示移位補償值，p表示源圖像的圖像像素值。

第二步，計算將源圖像中的像素值p量化為的目標圖像像素值Pp：

Pp＝temp＞＞w

其中，Pp表示通過移位操作量化后的目標圖像中對應的像素值，temp表示加權圖像像素值，w表示移位差值。

4.根據權利要求1所述的基于ARM-NEON移位指令的圖像快速量化方法，其特征在于，步驟(4b)中所述計算量化后目標圖像像素值的步驟如下：

第一步，通過ARM-NEON移位指令矢量操作，將源圖像寄存器src中的所有像素值向右移動w位，得到補償值并存放到128位NEON寄存器value中；

第二步，通過ARM-NEON加法飽和指令矢量操作，將寄存器src中的每個像素點與寄存器value中對應的補償值進行相加，并將結果存放在128位NEON寄存器temp；

第三步，通過ARM-NEON移位指令矢量操作，將temp寄存器向右移動w位得到量化后的目標圖像結果res。