图像缩放需要哪些参数和端口

视频缩放功能是将输入图像从一种分辨率转换到另一种分辨率输出，同时满足视频实时输入实时输出的要求。如果用FPGA实现该功能，需要涉及分辨率，缩放算法，数据位宽等等多种可变信息。那么该如何设置参数和端口，举例如下图所示。参数可配置，但不能动态修改。而端口可以动态修改，实时可变。

1.图像缩放参数

用FPGA实现的缩放功能，参数在生成模块时是可以配置的，但生成后就固定，不可以动态修改。参数表示的信息对实现缩放功能的资源，架构也都会有影响，那么以下信息适合用参数表示。

（1）颜色分量位宽DATA_BW

图像一般用RGB或YC444格式表示，每个颜色分量R，G，B，或者亮度Y和色度Cb，Cr表示的数据位宽，比如8bit，10bit，12bit等等。

（2）分量通道数NUM_CH

比如只有一个亮度分量，通道数就为1。或者有R，G，B分量，通道数就为3。

（3）每时钟像素数NUM_PPC

通常情况，1个时钟就1个像素，但在大分辨率下，时钟频率过高，就采取降时钟，扩位宽的方式处理，就出现1个时钟2个像素，或1个时钟4个像素情况。用Pixel Per Clock（PPC，每时钟像素）表示。

（4）缩放算法

不同的缩放算法，最近邻，双线性，双立方，lanczos等等，对设计架构影响比较大，所以一般用参数表示。

（5）输入最大宽度

决定了输入一行图像缓存的深度，也就决定了RAM资源的使用量，还有表示分辨率的bit位宽。

（6）输出最大宽度

决定了输出一行图像缓存的深度，也决定了RAM资源的使用量，还有表示分辨率的bit位宽。

（7）输入最大高度

对RAM资源的使用量不影响，但影响表示分辨率的bit位宽。

（8）输出最大高度

对RAM资源的使用量不影响，但影响表示分辨率的bit位宽。

2.图像缩放端口

端口与参数不同，在生成之后运行时也可以动态修改，而且端口信息的改变对缩放功能的资源，架构不会有影响。那么以下信息适合用端口表示。

（1）输入图像宽度

表示输入图像水平分辨率。比如1920x1080分辨率的1920值。

（2）输入图像高度

表示输入图像垂直分辨率。比如1920x1080分辨率的1080值。

（3）输入图像有效区宽度

比如输入图像1924x1084分辨率，但有效区为1920x1080，其中的1920值。为什么会有这种需求，因为大图像分块处理时，边缘处需扩展数据处理，这样才能保证缩放后拼接边缘过渡平滑。扩展处理时，有效区就与实际输入分辨率有差别。

（4）输入图像有效区高度

比如输入图像1924x1084分辨率，但有效区为1920x1080，其中的1080值。

（5）输入图像水平偏移

比如输入图像1924x1084分辨率，水平起始位置为4，即水平偏移为4。

（6）输入图像垂直偏移

比如输入图像1924x1084分辨率，垂直起始位置为4，即垂直偏移为4。

（7）输出图像宽度

表示缩放后输出图像水平分辨率，比如2560x1440分辨率的2560值。

（8）输出图像高度

表示缩放后输出图像垂直分辨率，比如2560x1440分辨率的1440值。

（9）水平缩放因子HSF

也叫水平插值步进，计算方法通常是用(vin_hor-1)/(vout_hor-1)，再乘以放大比例，通常是65536，转成整数。

（10）垂直缩放因子VSF

也叫垂直插值步进，计算方法通常是用(vin_verr-1)/(vout_ver-1)，再乘以放大比例，通常是65536，转成整数。

（11）水平初始相位HIPHASE

当做图像分块处理后再拼接时，缩放水平起始位置相位。计算方法，用水平缩放因子HSF乘以水平起始位置到有效区起始点距离HWIDTH，再对65536取模，即水平初始相位HIPHASE = (HSF*HWIDTH) % 65536。

（12）垂直初始相位VIPHASE

当做图像分块处理后再拼接时，缩放垂直起始位置相位。计算方法，用垂直缩放因子VSF乘以水平起始位置到有效区起始点距离VHEIGHT，再对65536取模，即水平初始相位VIPHASE = (VSF*VHEIGHT) % 65536。

这里只列了一些常用的参数和端口，还有一些如系数位宽，相位数，lanczos的Tap数等并没有列出，这些往往是对图像质量有更高的要求时才会使用。