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

来源：电子与信息学报, 2023, 45(09): 3284-3294.

• 插值算法
• 自适应
• 并行度
• 高能效
• 加速引擎

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。

• 单位
  浙江大学