專利名稱：通用圖像縮放裝置及通用圖像縮放方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像縮放處理，尤其涉及一種通用圖像縮放裝置和通用圖像 縮放方法。
背景技術(shù)：
為了使圖像獲得更好的顯示效果或者有特殊的顯示要求，常常需要對(duì)圖 像進(jìn)行縮放處理。這里所指的圖像不僅包括靜態(tài)圖像，也包括動(dòng)態(tài)圖像， 如視頻圖像。在視頻圖像中，根據(jù)掃描格式的不同，還可能包括幀格式圖 像和場(chǎng)格式圖像。特別對(duì)于視頻圖像，在至少以下幾種情況下一般需要進(jìn)行縮放處理。一是片源格式的轉(zhuǎn)換。由于輸入片源可能有多種幅型比(aspect ratio)，另一方面，視頻后處理系統(tǒng)的輸出可能需要同時(shí)支持多種幅型比， 例如4:3和16:9的標(biāo)清電視(SDTV)，這需要視頻后處理系統(tǒng)能夠根據(jù)要 求將輸入片源調(diào)整到合適的分辨率上。二是畫中畫以及小畫面的顯示。畫 中畫應(yīng)用中，除了正常的全屏幕畫面，還需要將輸入視頻縮小到小窗口顯 示。三是窗口大小的調(diào)整。在某些應(yīng)用中，甚至有可能需要支持對(duì)窗口作 任意比例縮放。對(duì)圖像進(jìn)行縮放處理，是把原始圖像對(duì)應(yīng)地放大或縮小到與原始圖像幅 型比不相同的目標(biāo)圖像。圖像縮放處理常常采用濾波器，通過濾波器而達(dá) 到縮小或放大的目的。濾波器通常針對(duì)圖像中的像素來進(jìn)行濾波， 一般地， 濾波器從源圖像中取多個(gè)像素樣點(diǎn)插值濾波后形成一個(gè)目標(biāo)圖像的像素樣 點(diǎn)，由此類推，得到所有目標(biāo)圖像的像素樣點(diǎn)。每個(gè)樣點(diǎn)的濾波常常會(huì)涉 及多個(gè)縮放參數(shù)，例如濾波函數(shù)、量化階數(shù)、放縮比例、濾波器階數(shù)等。 采用不同的縮放參數(shù)進(jìn)行插值所獲得的目標(biāo)圖像是不相同的?，F(xiàn)有技術(shù)中， 通常對(duì)圖像縮放裝置一次性配置濾波所用的縮放參數(shù)，并以固定的參數(shù)處 理相關(guān)的縮放操作。如果圖像特征發(fā)生變化，或者顯示需求發(fā)生變化，例如顯示屏幕的幅寬比從4: 3變化為16: 9，則圖像縮放裝置的軟硬件結(jié)構(gòu) 都需要進(jìn)行較大的改動(dòng)。有一些改進(jìn)的技術(shù)方案中，還可能在對(duì)每幅圖像進(jìn)行處理前，進(jìn)行-次 圖像縮放裝置的參數(shù)的配置，以滿足對(duì)不同幅有不同參數(shù)的縮放處理。但 在多窗口的圖像縮放時(shí)，每個(gè)窗口可能有不同的縮放要求，需要配置不同 的縮放參數(shù)，甚至同一個(gè)窗口也有不同參數(shù)的縮放要求，例如在非線性拉 伸操作等情況下。通常縮放操作的參數(shù)是由外部中斷后，以軟件配置的。 而每次配置不同的縮放參數(shù)都需要等待中斷，造成大量延遲。這樣勢(shì)必導(dǎo) 致縮放處理速度大幅降低，特別在實(shí)時(shí)視頻播放時(shí)，會(huì)給后面的播放帶來 比較大的影響。目前提出的另一種改進(jìn)方案是把圖像分成多個(gè)塊。對(duì)于每塊圖像，預(yù)先 配置好該塊圖像縮放操作所需的參數(shù)，在預(yù)先設(shè)置的固定區(qū)域內(nèi)縮放參數(shù) 都是固定的。例如，圖l所示的圖像分成7個(gè)塊，由于每塊圖像的進(jìn)行縮 放操作所需的參數(shù)都要預(yù)先設(shè)置并存放在緩沖設(shè)備中，這給圖像縮放裝置 整體的存儲(chǔ)帶來了負(fù)擔(dān)。并且，由于圖像是按照固定的區(qū)域分塊，因此， 無法按照需求靈活地配置圖像的非線性縮放范圍。本質(zhì)上歸納起來，目標(biāo)圖像上的每一個(gè)像素，都是利用原始圖像上某一 些有一定關(guān)聯(lián)的像素，根據(jù)事先確定的一些參數(shù)，通過一定的計(jì)算步驟而 得到的，因此如果能夠處理以上所有的變化因素，確切的說，需要能夠精 確的獨(dú)立控制目標(biāo)屏幕上每一個(gè)像素相關(guān)的所有的以上計(jì)算參數(shù)，就有可 能在一個(gè)統(tǒng)一的構(gòu)架下面進(jìn)行任意的圖像縮放。當(dāng)然這個(gè)代價(jià)無疑是非常巨大的，標(biāo)清模式下就存在720*576，共計(jì)414720個(gè)像素，高清模式下更 是存在1920*1080 ，共計(jì)2073600個(gè)像素。采用硬件存儲(chǔ)的話面積開銷無 法接受，而采用軟件處理方式的話，由于逐個(gè)像素都需要獨(dú)立配置，延遲 和計(jì)算開銷CPU也無法承受。因此，業(yè)界正在努力尋求一種在圖像特征或顯示需求等發(fā)生變化時(shí)，能 靈活配置圖像的非線性縮放范圍，甚至能對(duì)多個(gè)窗口的圖像分別進(jìn)行非線 性縮放又能消耗較少存儲(chǔ)面積的圖像縮放裝置。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提出了一種通用的圖像縮放裝 置，可按需求任意給不同窗口配置不同的縮放參數(shù)，也可給窗口內(nèi)的不同 位置配置不同的縮放參數(shù)，并能降低存儲(chǔ)需求。
本發(fā)明并提供了一種相應(yīng)的圖像縮放方法，該方法可按需求任意給不同 窗口配置不同的縮放參數(shù)，也可給窗口內(nèi)的不同位置配置不同的縮放參數(shù)， 并能降低存儲(chǔ)需求。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種通用圖像縮放裝置，包括
圖像縮放單元，用以對(duì)圖像進(jìn)行垂直縮放和水平縮放；
控制單元，用以接受外部輸入的圖像縮放參數(shù)，并對(duì)圖像縮放單元的圖
像縮放操作進(jìn)行控制；
計(jì)數(shù)單元，用以記錄每次圖像縮放參數(shù)的預(yù)定使用量，并在該圖像縮放 參數(shù)的預(yù)定使用量完成時(shí)提示控制單元更新圖像縮放參數(shù)。
上述通用圖像縮放裝置中，所述控制單元包括存放圖像縮放參數(shù)的 至少一個(gè)圖像縮放參數(shù)寄存器。
上述通用圖像縮放裝置中，所述計(jì)數(shù)單元包括對(duì)所述圖像縮放參數(shù) 的預(yù)定使用量進(jìn)行計(jì)數(shù)的至少一個(gè)計(jì)數(shù)器。
上述通用圖像縮放裝置中，所述控制單元包括多組圖像縮放參數(shù)寄 存器，所述計(jì)數(shù)單元包括與該多組圖像縮放參數(shù)寄存器相對(duì)應(yīng)的多個(gè)計(jì)數(shù) 器。
上述通用圖像縮放裝置中，所述計(jì)數(shù)單元包括垂直方向計(jì)數(shù)器，用 以記錄根據(jù)使用相同圖像縮放參數(shù)的水平行的數(shù)量所確定的圖像縮放垂直 方向預(yù)定使用量并進(jìn)行計(jì)數(shù)，在所述垂直方向預(yù)定使用量到達(dá)時(shí)由計(jì)數(shù)單 元提示控制單元更新圖像縮放參數(shù)和對(duì)應(yīng)的垂直方向預(yù)定使用量。 上述通用圖像縮放裝置中，所述計(jì)數(shù)器為全局性計(jì)數(shù)器。 上述通用圖像縮放裝置進(jìn)一步包括預(yù)測(cè)配置單元，該預(yù)測(cè)配置單元 用以檢測(cè)一幅圖像的全部圖像縮放參數(shù)，并根據(jù)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)下一幅圖像的圖像縮放參數(shù)。
上述通用圖像縮放裝置中，所述圖像縮放參數(shù)包括濾波函數(shù)、量化 階數(shù)、放縮比例、濾波器階數(shù)中的至少一個(gè)。
上述通用圖像縮放裝置中，所述圖像縮放參數(shù)的預(yù)定使用量為圖像 縮放參數(shù)的使用次數(shù)、使用比例、使用時(shí)間或使用長(zhǎng)度。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種通用圖像縮放方法，包括以下步 驟'- '
a. 配置至少一組圖像縮放參數(shù)和與該組圖像縮放參數(shù)相對(duì)應(yīng)的預(yù)定 使用量；
b. 對(duì)圖像上的樣點(diǎn)進(jìn)行圖像縮放處理，并對(duì)其中圖像縮放參數(shù)已經(jīng)
完成的使用量進(jìn)行計(jì)數(shù)；
c. 當(dāng)圖像縮放參數(shù)已經(jīng)完成的使用量達(dá)到配置的預(yù)定使用量時(shí)，重 新配置下一組圖像縮放參數(shù)和與該組圖像縮放參數(shù)相對(duì)應(yīng)的預(yù)定 使用量。
上述通用圖像縮放方法還包括步驟 d.在當(dāng)前的一幅圖像縮放操作完成后，根據(jù)該幅圖像的圖像縮放參數(shù) 預(yù)測(cè)下一幅圖像的圖像縮放參數(shù)。
上述通用圖像縮放方法中，所述圖像縮放參數(shù)包括濾波器的濾波函 數(shù)、量化階數(shù)、放縮比例、濾波器階數(shù)中的至少一個(gè)。
上述通用圖像縮放方法中，所述圖像縮放參數(shù)包括多維圖像的濾波 函數(shù)、量化階數(shù)、放縮比例、濾波器階數(shù)中的至少一個(gè)。
上述通用圖像縮放方法中，所述圖像縮放參數(shù)的預(yù)定使用量為圖像 縮放參數(shù)的使用次數(shù)、使用比例、使用時(shí)間或使用長(zhǎng)度。
上述通用圖像縮放方法中，所述圖像縮放參數(shù)是以目標(biāo)圖像為對(duì)象
的參數(shù)。
上述通用圖像縮放方法中，所述步驟a還包括配置根據(jù)使用相同圖 像縮放參數(shù)的水平行的數(shù)量所確定的圖像縮放參數(shù)垂直方向預(yù)定使用量。 上述通用圖像縮放方法中，所述步驟a還包括預(yù)先配置一幅圖像的所有圖像縮放參數(shù)的步驟。
上述通用圖像縮放方法中，所述步驟b中對(duì)圖像縮放參數(shù)己經(jīng)完成 的使用量進(jìn)行計(jì)數(shù)的步驟包括用自減或自加的方式進(jìn)行計(jì)數(shù)的步驟。
本發(fā)明利用計(jì)數(shù)單元對(duì)每組縮放參數(shù)的使用次數(shù)進(jìn)行獨(dú)立計(jì)數(shù)，因此能 夠獨(dú)立控制目標(biāo)屏幕上任意像素點(diǎn)的所有縮放參數(shù)，從而可以在一個(gè)統(tǒng)一 的通用縮放結(jié)構(gòu)下支持多窗口的圖像縮放，并可支持一維或多維圖像縮放 算法或者算法組合。由于對(duì)縮放參數(shù)采用計(jì)數(shù)方式，相同的縮放參數(shù)不必 重復(fù)進(jìn)行存放，因而可以節(jié)約大量存儲(chǔ)空間。


以下附圖為對(duì)本發(fā)明示例性實(shí)施例的輔助說明，結(jié)合以下附圖對(duì)本發(fā)明 實(shí)施例的闡述，是為進(jìn)一步揭示本發(fā)明的特征所在，但并不限制本發(fā)明， 圖中相同符號(hào)代表實(shí)施例中相應(yīng)元件或步驟，其中
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種圖像縮放裝置的非線性縮放的縮放參數(shù)分配原理 示意圖。
圖2A為根據(jù)本發(fā)明的一種通用圖像縮放裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2B為根據(jù)本發(fā)明的另一種通用圖像縮放裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的濾波器的插值原理示意圖。 圖5為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的通用圖像縮放裝置中，計(jì)數(shù)單元與縮放 參數(shù)寄存器的對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖。
圖6為本發(fā)明的通用圖像縮放方法的流程圖。
圖7為根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的通用圖像縮放裝置中，計(jì)數(shù)單元與縮 放參數(shù)寄存器的對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖。
圖8為根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的通用圖像縮放裝置中，計(jì)數(shù)單元與縮 放參數(shù)寄存器的對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖。
圖9為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的縮放參數(shù)和縮放參數(shù)的預(yù)定使用量的分 布原理示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖2A為根據(jù)本發(fā)明的一種通用圖像縮放裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖 2A，本發(fā)明的圖像縮放裝置包括圖像縮放單元21和對(duì)圖像縮放單元的處理 過程進(jìn)行控制的控制單元22。圖像縮放單元可對(duì)圖像進(jìn)行垂直縮放和水平 縮放?？刂茊卧邮懿⒋鎯?chǔ)外部輸入的縮放參數(shù)，對(duì)圖像縮放單元的縮放 操作進(jìn)行控制。本發(fā)明在圖像縮放裝置中并設(shè)置了計(jì)數(shù)單元23，計(jì)數(shù)單元 能夠記錄縮放參數(shù)的預(yù)定使用量，如使用次數(shù)等，并在該縮放參數(shù)已經(jīng)完
成的使用量到達(dá)預(yù)定使用量時(shí)，提示控制單元更新縮放參數(shù)。
圖像縮放單元中通常利用濾波器對(duì)原始圖像進(jìn)行插值來獲得目標(biāo)圖像。
圖像縮放的主要方法是根據(jù)放縮比例，即目標(biāo)圖像長(zhǎng)度與原始圖像長(zhǎng)度的 比值，確定出目標(biāo)圖像中需要插值的點(diǎn)的位置，然后確定插值點(diǎn)位置所對(duì) 應(yīng)的原始圖像的多個(gè)原始點(diǎn)，這些原始點(diǎn)經(jīng)過插值濾波器，根據(jù)系數(shù)加權(quán) 計(jì)算得到所需要插值的目標(biāo)樣點(diǎn)。不同的插值濾波器可以得到不同的插值 圖像效果。
圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。濾波器所抽取 的數(shù)據(jù)樣點(diǎn)也稱為抽頭(tap)。抽頭的數(shù)量可以根據(jù)顯示精度的要求來設(shè) 置。圖3中濾波器示例性地具有4抽頭。理論上，對(duì)于每個(gè)圖像樣點(diǎn)的縮 放處理，可以取不同的顯示精度值，即抽頭數(shù)。濾波器從源數(shù)據(jù)中抽取多 個(gè)原始點(diǎn)數(shù)據(jù)，每個(gè)樣點(diǎn)都乘上一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的系數(shù)，得到一個(gè)乘積，再 把這些乘積累加起來，輸出所得的結(jié)果，則可獲得目標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)。每個(gè)目標(biāo) 點(diǎn)可以在圖像的源數(shù)據(jù)中選取一個(gè)參考點(diǎn)， 一般參考點(diǎn)選在目標(biāo)點(diǎn)在圖像 中的位置的附近。根據(jù)放縮比例可以確定相鄰目標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的參考點(diǎn)之間的 距離(以點(diǎn)數(shù)為單位)，即步進(jìn)值(step)。運(yùn)算中對(duì)于每一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)，只 需要知道其前一點(diǎn)的參考點(diǎn)和前一點(diǎn)的步進(jìn)值，就可以根據(jù)該點(diǎn)的步進(jìn)值 得到該點(diǎn)的參考點(diǎn)，以此類推，從而得到濾波所需的全部原始點(diǎn)。圖像的 放縮比例既可能是固定的絕對(duì)放縮比例，也可能是非線性縮放中一個(gè)隨位 置變化的放縮比例。因此，放縮比例可以根據(jù)實(shí)際的縮放需求來變化，理論上甚至可以逐點(diǎn)變化。
圖4為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的濾波器的插值原理示意圖。圖中，標(biāo)號(hào)41 表示目標(biāo)圖像，標(biāo)號(hào)411表示目標(biāo)樣點(diǎn)411，標(biāo)號(hào)42表示原圖像，標(biāo)號(hào)421、 422、 423和424分別表示原樣點(diǎn)1至原樣點(diǎn)4，標(biāo)號(hào)43表示濾波器窗口 ， 橫向軸表示目標(biāo)點(diǎn)到X的距離，縱向軸表示目標(biāo)點(diǎn)的權(quán)重，標(biāo)號(hào)45表示濾 波函數(shù)f (x)，標(biāo)號(hào)S表示步進(jìn)值。根據(jù)需要的圖像放縮比例，可以確定 目標(biāo)圖像中每?jī)蓚€(gè)插值點(diǎn)相對(duì)于原圖像中的步進(jìn)值。根據(jù)插值點(diǎn)的位置， 可以得到原圖像中參與插值的N個(gè)點(diǎn)，原圖像中的N個(gè)點(diǎn)與插值濾波器所 計(jì)算出來的加權(quán)值作加權(quán)和就得到了目標(biāo)圖像中插值點(diǎn)的像素值。從以上 過程可以看出，對(duì)于每一個(gè)插值點(diǎn)，首先需要確定插值距離x，然后根據(jù)所 使用的濾波函數(shù)逐點(diǎn)計(jì)算出目標(biāo)點(diǎn)的加權(quán)值，即插值系數(shù)，然后才能進(jìn)行 加權(quán)，而得到插值點(diǎn)。不同的濾波函數(shù)的表現(xiàn)是不相同的，它們引入的誤 差也是不同的。對(duì)于每個(gè)圖像樣點(diǎn)的縮放處理，可以選取不同的濾波函數(shù)。 通常需要根據(jù)具體應(yīng)用來選擇適當(dāng)?shù)臑V波函數(shù)。
在實(shí)際硬件實(shí)現(xiàn)中，采用逐點(diǎn)計(jì)算插值系數(shù)的方法代價(jià)太大，通常所采 取的做法是設(shè)定一定的精度，也稱為量化階數(shù)。根據(jù)量化階數(shù)對(duì)插值距 離x做量化，例如，量化階數(shù)為8，則對(duì)插值距離x作8段量化，將x值量 化成0, 1/8,2/8,3/8,4/8, 5/8, 6/8,7/8。根據(jù)這些量化后的x值預(yù)先計(jì)算出 濾波函數(shù)所對(duì)應(yīng)的插值系數(shù)，可以獲得8組插值系數(shù)。然后，將該8組插 值系數(shù)以表格的形式存放于存儲(chǔ)器中。在插值過程中，根據(jù)每個(gè)樣點(diǎn)得到 的插值距離x，選取最接近的插值系數(shù)做加權(quán)計(jì)算。為了得到更高的精度， 也可以把量化階數(shù)設(shè)為16段，32段或更高的精度。插值系數(shù)也稱為濾波系 數(shù)， 一般地，在設(shè)定了濾波函數(shù)和量化階數(shù)后，則可以得到確定的濾波系 數(shù)的索引表。
對(duì)于圖像中的每個(gè)樣點(diǎn)來說，確定了縮放參數(shù)，即可得到確定的縮放結(jié) 果。例如，根據(jù)前文所述， 一維圖像的縮放操作中，縮放參數(shù)包括濾波函 數(shù)、量化階數(shù)、放縮比例、濾波器階數(shù)。確定了上述縮放參數(shù)，原始圖像 縮放后可得到唯 一 確定的目標(biāo)圖像。圖5為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的通用圖像縮放裝置中，計(jì)數(shù)單元與控制單元的縮放參數(shù)寄存器的對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖。參見圖5，控制單元22中設(shè)有 至少一組縮放參數(shù)寄存器225，用來存放從外部輸入的縮放參數(shù)?？梢灶A(yù)先 確定該圖像縮放裝置在進(jìn)行縮放操作時(shí)可能用到的縮放參數(shù)個(gè)數(shù)，并根據(jù) 縮放參數(shù)個(gè)數(shù)來設(shè)定一組縮放參數(shù)寄存器的個(gè)數(shù)。每次從外部輸入縮放參 數(shù)時(shí)，同時(shí)輸入該縮放參數(shù)所需進(jìn)行使用的預(yù)定使用量。計(jì)數(shù)單元23設(shè)置 了計(jì)數(shù)器235，能夠記錄縮放參數(shù)的預(yù)定使用量，并對(duì)縮放參數(shù)已經(jīng)完成的 使用量進(jìn)行計(jì)數(shù)，在該縮放參數(shù)的預(yù)定使用量完成時(shí)提示控制單元更新縮 放參數(shù)。例如，把該縮放參數(shù)的預(yù)定使用量設(shè)定為計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)初始值， 縮放參數(shù)每使用一次后，計(jì)數(shù)器進(jìn)行自減，當(dāng)計(jì)數(shù)器自減至零值時(shí)，提示 控制單元更新縮放參數(shù)寄存器中的縮放參數(shù)。因此，可以根據(jù)實(shí)際需求預(yù) 先配置好準(zhǔn)備進(jìn)行圖像縮放處理的縮放參數(shù)，在進(jìn)行到適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)時(shí)，再 更新縮放參數(shù)，并使用更新后的縮放參數(shù)繼續(xù)進(jìn)行圖像縮放處理，不必同 時(shí)存放大量相同的縮放參數(shù)，因此節(jié)約了存儲(chǔ)空間。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，計(jì)數(shù)單元為全局性計(jì)數(shù)器。該全局性計(jì)數(shù)器記 錄的多個(gè)計(jì)數(shù)值可以將目標(biāo)圖像中的一個(gè)水平行，或者一幅目標(biāo)圖像，劃分成 任意寬度的小塊，甚至可以以比較小的代價(jià)獲得對(duì)圖像縮放的逐點(diǎn)控制?？s放參數(shù)的預(yù)定使用量是根據(jù)目標(biāo)圖像上的像素來計(jì)算，而非原始圖像上 的像素。在一般情況下，由于我們的效果評(píng)估都是針對(duì)目標(biāo)圖像而言的，所有 縮放參數(shù)變化，例如影響濾波效果與放縮比例的濾波函數(shù)、量化階數(shù)、放縮比 例、濾波器階數(shù)等縮放參數(shù)，也都是針對(duì)目標(biāo)圖像而確定的，這樣做同時(shí)也可 以減少計(jì)算上的開銷。預(yù)定使用量可以自由設(shè)置為使用次數(shù)、使用比例、使用 時(shí)間或使用長(zhǎng)度等，最終采用軟件或硬件計(jì)算統(tǒng)一折換成使用次數(shù)后，作為計(jì) 數(shù)器的計(jì)數(shù)初始值。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，把這些具體的縮放參數(shù)插值計(jì)算交給硬件處理， 而由軟件進(jìn)行目標(biāo)圖像逐個(gè)樣點(diǎn)的參數(shù)配置，則可以用一種通用的硬件結(jié)構(gòu)處 理各類圖像縮放算法，由此可以達(dá)到理論上的"逐點(diǎn)控制"的要求。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，圖像縮放裝置并設(shè)有預(yù)測(cè)配置單元24(參見圖2B)，可以檢測(cè)一幅圖像的全部縮放參數(shù)，并根據(jù)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)下 一幅圖像的縮放參數(shù)。預(yù)測(cè)配置單元可以進(jìn)一步減少裝載縮放參數(shù)所需的 時(shí)間，因而提高圖像縮放裝置的處理速度。圖6為本發(fā)明的通用圖像縮放方法的流程圖。參見圖6，該方法包含以下步驟Sl，配置至少一組圖像縮放參數(shù)和與該組縮放參數(shù)相對(duì)應(yīng)的預(yù)定使用S2，對(duì)圖像上的樣點(diǎn)進(jìn)行圖像縮放處理，并對(duì)縮放參數(shù)已經(jīng)完成的使用 量進(jìn)行計(jì)數(shù)；S3，判斷縮放參數(shù)已經(jīng)完成的使用量是否達(dá)到配置的預(yù)定使用量；如 否，程序返回步驟S2;如是，進(jìn)入步驟S4，重新配置下一組縮放參數(shù) 和與該組縮放參數(shù)相對(duì)應(yīng)的預(yù)定使用量。上述圖像縮放方法可以進(jìn)一步包括如下步驟，在一幅圖像縮放操作完成 后，根據(jù)該幅圖像的縮放參數(shù)，預(yù)測(cè)下一幅圖像的縮放參數(shù)。縮放參數(shù)寄存器225和計(jì)數(shù)器235的數(shù)量可以根據(jù)需求來設(shè)置，以下以幾 個(gè)實(shí)施例來說明幾種不同的配置。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，計(jì)數(shù)單元包括至少一個(gè)計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器中記錄 一組縮放參數(shù)的預(yù)定使用量。如圖5所示，縮放參數(shù)寄存器225設(shè)置了一組縮 放參數(shù)的值，例如包括濾波函數(shù)、量化階數(shù)、放縮比例、濾波器階數(shù)，計(jì)數(shù)器 235中記錄該組縮放參數(shù)預(yù)定使用量的值。例如，該組縮放參數(shù)需要使用在目 標(biāo)圖像100個(gè)像素樣點(diǎn)的縮放處理上，可以把計(jì)數(shù)器的初始值設(shè)為100。在每 次完成一個(gè)像素樣點(diǎn)的縮放處理后，就把計(jì)數(shù)器的值減1，這樣，直到完成100 個(gè)像素樣點(diǎn)的縮放處理，計(jì)數(shù)器的值變?yōu)榱悖?jì)數(shù)單元將提示縮放參數(shù)寄存器 裝載一組新的縮放參數(shù)，并把一同輸入的該組縮放參數(shù)的預(yù)定使用量記錄在計(jì) 數(shù)器中。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，計(jì)數(shù)單元23中也可以設(shè)置一組計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù) 器的數(shù)量與縮放參數(shù)寄存器組225中的縮放參數(shù)寄存器的數(shù)量相對(duì)應(yīng)，對(duì)于每 一個(gè)縮放參數(shù)寄存器分別配置一個(gè)相對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)器，可以存放該縮放參數(shù)寄存器中縮放參數(shù)的預(yù)定使用量。如圖7所示，第一計(jì)數(shù)器231(方框內(nèi)的文字表示該計(jì)數(shù)器所進(jìn)行計(jì)數(shù)的對(duì)象，下同)與縮放參數(shù)寄存器組中的濾波函數(shù)寄存器2251對(duì)應(yīng)，第二計(jì)數(shù)器232與縮放參數(shù)寄存器組中的插值量化階數(shù)寄存器2252 對(duì)應(yīng)，第三計(jì)數(shù)器233與縮放參數(shù)寄存器組中的步進(jìn)值寄存器2253對(duì)應(yīng)，第 四計(jì)數(shù)器234與縮放參數(shù)寄存器組中的濾波器階數(shù)寄存器2254對(duì)應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，如圖8所示，控制單元中設(shè)置了兩組縮放參 數(shù)寄存器，兩組縮放參數(shù)寄存器可以輪流存取。對(duì)應(yīng)每組縮放參數(shù)寄存器，并 各設(shè)置一個(gè)計(jì)數(shù)器，在每次刷新一組縮放參數(shù)寄存器的縮放參數(shù)值時(shí)，同時(shí)把 該組縮放參數(shù)值的預(yù)定使用量輸入與其對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)器。具體而言，可以在第一 縮放參數(shù)寄存器組225 — 1中存放當(dāng)前進(jìn)行縮放處理需要使用的縮放參數(shù)，并 在第一計(jì)數(shù)器單元23 — 1中存放第一組縮放參數(shù)的預(yù)定使用量。在使用第一組 縮放參數(shù)進(jìn)行操作期間，在第二縮放參數(shù)寄存器組225 — 2中存放緊隨其后的 縮放操作需要使用的縮放參數(shù)，弁把第二組縮放參數(shù)預(yù)定使用量輸入對(duì)應(yīng)的第 二計(jì)數(shù)單元23 — 2。在計(jì)數(shù)單元指示第一組縮放參數(shù)寄存器中存放的當(dāng)前的縮 放參數(shù)的預(yù)定使用量已經(jīng)到達(dá)，需要變換縮放參數(shù)時(shí)，直接開始使用第二縮放 參數(shù)寄存器組中存放的縮放參數(shù)。之后，在使用第二組縮放參數(shù)進(jìn)行操作時(shí)， 從外部輸入將要使用的縮放參數(shù)刷新第一縮放參數(shù)寄存器組，并把其對(duì)應(yīng)的縮 放參數(shù)預(yù)定使用量輸入第一計(jì)數(shù)單元。在計(jì)數(shù)單元指示第二縮放參數(shù)寄存器組 中存放的縮放參數(shù)的預(yù)定使用量已經(jīng)到達(dá)，需要變換縮放參數(shù)時(shí)，直接開始重 新取用第一縮放參數(shù)寄存器組的值。按此方式將兩組縮放參數(shù)寄存器和對(duì)應(yīng)的 兩組計(jì)數(shù)器輪換使用，可以在利用一組縮放參數(shù)進(jìn)行操作時(shí)，同時(shí)進(jìn)行另一組 縮放參數(shù)的裝載工作，加快了處理速度。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，可以設(shè)置多組縮放參數(shù)寄存器和多個(gè)與其分 別對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)器。在對(duì)目標(biāo)圖像的某一行進(jìn)行縮放處理的時(shí)候，可以把所有縮 放參數(shù)及其對(duì)應(yīng)的預(yù)定使用量全部記錄下來，同一幅圖像的其他行可以按照該 行的設(shè)置進(jìn)行縮放處理。圖9為根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的縮放參數(shù)和縮放參數(shù)的 預(yù)定使用量的分布原理示意圖。參見圖9，假設(shè)圖像中的第l行需要進(jìn)行非線 性縮放，共分成5個(gè)部分，每個(gè)部分有其對(duì)應(yīng)的縮放參數(shù)和縮放參數(shù)預(yù)定使用量。例如圖9中的第一組縮放參數(shù)和第一組縮放參數(shù)的預(yù)定使用量，第二組縮 放參數(shù)和第二組縮放參數(shù)的預(yù)定使用量，第三組縮放參數(shù)和第三組縮放參數(shù)的 預(yù)定使用量，第四組縮放參數(shù)和第四組縮放參數(shù)的預(yù)定使用量，第五組縮放參 數(shù)和第五組縮放參數(shù)的預(yù)定使用量。由于計(jì)數(shù)單元中記錄了縮放參數(shù)的預(yù)定使 用量，并可根據(jù)預(yù)定使用量來提示更換縮放參數(shù)，因此5個(gè)部分之間的界限是可以靈活設(shè)置的，每個(gè)部分不再被限定成固定的大小和始末地址，可以對(duì)應(yīng)5個(gè)部分分別配置相應(yīng)的縮放參數(shù)寄存器和計(jì)數(shù)器。對(duì)于其后的行，如果仍然分成相同的5個(gè)部分并分別采用相同的縮放參數(shù)時(shí)，例如圖9中的第2至6行， 仍可以直接沿用已經(jīng)配置好的縮放參數(shù)和縮放參數(shù)預(yù)定使用量，而不必重新裝 載5個(gè)部分各自的縮放參數(shù)，因此也提高了處理速度。每一行的縮放參數(shù)的劃 分也完全可以按照實(shí)際需求來確定，例如圖9中的第7到10行還可以分成4 個(gè)部分?？梢詫?duì)應(yīng)這4個(gè)部分分別配置相應(yīng)的縮放參數(shù)寄存器和計(jì)數(shù)器。對(duì)于一幅圖像，計(jì)數(shù)單元還可以在圖像的垂直方向設(shè)置垂直方向計(jì)數(shù) 器，用于記錄一個(gè)水平行上的多組縮放參數(shù)在垂直方向的預(yù)定使用量，并 在垂直方向的預(yù)定使用量到達(dá)時(shí)，提示更新縮放參數(shù)。垂直方向的預(yù)定使 用量可以以行數(shù)為單位。例如，圖9中第1至6行的多組縮放參數(shù)是相同 的，在垂直方向計(jì)數(shù)器中記錄與其相應(yīng)的垂直方向預(yù)定使用量，在圖像的 垂直方向每完成一行縮放操作，就把垂直方向計(jì)數(shù)寄存器的值減1。直到垂 直方向計(jì)數(shù)寄存器的值減為零，計(jì)數(shù)單元指示垂直方向縮放參數(shù)的預(yù)定使 用量已經(jīng)達(dá)到了，再開始裝載第7行的縮放參數(shù)。這樣，在當(dāng)前行與上一 行使用相同的縮放參數(shù)的情況下，在切換行進(jìn)行圖像縮放時(shí)可省略重新裝 載縮放參數(shù)和縮放參數(shù)的預(yù)定使用量的動(dòng)作，因而可以減少中斷次數(shù)，并 節(jié)約裝載縮放參數(shù)的功耗和時(shí)間，同時(shí)也達(dá)到了靈活地對(duì)一幅圖像分成多 個(gè)不同部分分別按照不同的縮放參數(shù)進(jìn)行縮放處理的目的。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，圖像縮放裝置可以預(yù)先配置一幅圖像的所有 縮放參數(shù)。先針對(duì)水平行設(shè)定多組縮放參數(shù)，并在相應(yīng)的計(jì)數(shù)器中配置每 組縮放參數(shù)對(duì)應(yīng)的預(yù)定使用量；再配置多個(gè)垂直方向計(jì)數(shù)器，每個(gè)垂直方 向計(jì)數(shù)寄存器中設(shè)置根據(jù)同組縮放參數(shù)所應(yīng)用的水平行的數(shù)量所確定的縮放參數(shù)垂直方向預(yù)定使用量。在進(jìn)行多窗口的圖像縮放處理中，對(duì)于每個(gè)窗口可以各自設(shè)置縮放參數(shù) 寄存器和相應(yīng)的計(jì)數(shù)器?？s放參數(shù)寄存器中可以預(yù)先存放各窗口的縮放參 數(shù)，計(jì)數(shù)單元分別對(duì)每個(gè)窗口縮放參數(shù)的預(yù)定使用量進(jìn)行記錄和計(jì)數(shù)，避 免了為反復(fù)重新配置縮放參數(shù)而引起的中斷和延遲，大大提高了圖像縮放 處理速度。本發(fā)明的上述任何實(shí)施例中，對(duì)于圖像縮放操作的算法并不做限定。當(dāng)采 用不同的算法處理圖像縮放時(shí)，只需要相應(yīng)地改變圖像縮放所需要的縮放參數(shù) 的類型，而對(duì)于硬件本身并不需要進(jìn)行變更，諸如縮放參數(shù)寄存器和計(jì)數(shù)寄存 器等可以預(yù)先設(shè)置，再在實(shí)際應(yīng)用中采用相應(yīng)數(shù)量的寄存器，也可以直接復(fù)用 電路中現(xiàn)有的寄存器。因此，本發(fā)明可以作為通用的圖像縮放處理的硬件架構(gòu)。 例如，即使在多維的圖像縮放處理中，只需改變縮放參數(shù)寄存器中縮放參數(shù)的 定義，而不必改變硬件結(jié)構(gòu)，即可進(jìn)行多維的圖像縮放處理。本發(fā)明并不限于 實(shí)施例所做的闡述，任何基于本發(fā)明的修改和本發(fā)明的等同物都應(yīng)涵蓋在本發(fā) 明的權(quán)利要求的精神和范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種通用圖像縮放裝置，包括圖像縮放單元，用以對(duì)圖像進(jìn)行垂直縮放和水平縮放；控制單元，用以接受外部輸入的圖像縮放參數(shù)，并對(duì)圖像縮放單元的圖像縮放操作進(jìn)行控制；計(jì)數(shù)單元，用以記錄每次圖像縮放參數(shù)的預(yù)定使用量，并在該圖像縮放參數(shù)的預(yù)定使用量完成時(shí)提示控制單元更新圖像縮放參數(shù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的通用圖像縮放裝置，其特征在于，所述控制單元 包括存放圖像縮放參數(shù)的至少一個(gè)圖像縮放參數(shù)寄存器。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的通用圖像縮放裝置，其特征在于，所述計(jì)數(shù) 單元包括對(duì)所述圖像縮放參數(shù)的預(yù)定使用量進(jìn)行計(jì)數(shù)的至少一個(gè)計(jì) 數(shù)器。
4. 如權(quán)利要求3所述的通用圖像縮放裝置，其特征在于，所述控制單元 包括多組圖像縮放參數(shù)寄存器，所述計(jì)數(shù)單元包括與該多組圖像縮放 參數(shù)寄存器相對(duì)應(yīng)的多個(gè)計(jì)數(shù)器。
5. 如權(quán)利要求4所述的通用圖像縮放裝置，其特征在于，所述計(jì)數(shù)單元 包括垂直方向計(jì)數(shù)器，用以記錄根據(jù)使用相同圖像縮放參數(shù)的水平行 的數(shù)量所確定的圖像縮放垂直方向預(yù)定使用量并進(jìn)行計(jì)數(shù)，在所述垂 直方向預(yù)定使用量到達(dá)時(shí)由計(jì)數(shù)單元提示控制單元更新圖像縮放參 數(shù)和對(duì)應(yīng)的垂直方向預(yù)定使用量。
6. 如權(quán)利要求5所述的通用圖像縮放裝置，其特征在于，所述計(jì)數(shù)器為 全局性計(jì)數(shù)器。
7. 如權(quán)利要求1所述的通用圖像縮放裝置，其特征在于進(jìn)一步包括預(yù)測(cè) 配置單元，該預(yù)測(cè)配置單元用以檢測(cè)一幅圖像的全部圖像縮放參數(shù)， 并根據(jù)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)下一幅圖像的圖像縮放參數(shù)。
8. 如權(quán)利要求3所述的通用圖像縮放裝置，其特征在于，所述圖像縮放 參數(shù)包括濾波函數(shù)、量化階數(shù)、放縮比例、濾波器階數(shù)中的至少一個(gè)。
9. 如權(quán)利要求3所述的通用圖像縮放裝置，其特征在于，所述圖像縮放參數(shù)的預(yù)定使用量為圖像縮放參數(shù)的使用次數(shù)、使用比例、使用時(shí)間 或使用長(zhǎng)度。
10. --種通用圖像縮放方法，包括以下步驟a. 配置至少一組圖像縮放參數(shù)和與該組圖像縮放參數(shù)相對(duì)應(yīng)的預(yù)定 使用量；b. 對(duì)圖像上的樣點(diǎn)進(jìn)行圖像縮放處理，并對(duì)其中圖像縮放參數(shù)已經(jīng)完成的使用量進(jìn)行計(jì)數(shù)；c. 當(dāng)圖像縮放參數(shù)已經(jīng)完成的使用量達(dá)到配置的預(yù)定使用量時(shí)，重 新配置下一組圖像縮放參數(shù)和與該組圖像縮放參數(shù)相對(duì)應(yīng)的預(yù)定 使用量。
11. 如權(quán)利要求IO所述的通用圖像縮放方法，其特征在于還包括步驟d.在當(dāng)前的一幅圖像縮放操作完成后，根據(jù)該幅圖像的圖像縮放參數(shù) 預(yù)測(cè)下 一幅圖像的圖像縮放參數(shù)。
12. 如權(quán)利要求10或11所述的通用圖像縮放方法，其特征在于，所述 圖像縮放參數(shù)包括濾波器的濾波函數(shù)、量化階數(shù)、放縮比例、濾波器階數(shù) 中的至少一個(gè)。
13. 如權(quán)利要求10或11所述的通用圖像縮放方法，其特征在于，所述 圖像縮放參數(shù)包括多維圖像的濾波器的濾波函數(shù)、量化階數(shù)、放縮比例、 濾波器階數(shù)中的至少一個(gè)。
14. 如權(quán)利要求10或11所述的通用圖像縮放方法，其特征在于，所述 圖像縮放參數(shù)的預(yù)定使用量為圖像縮放參數(shù)的使用次數(shù)、使用比例、使用 時(shí)間或使用長(zhǎng)度。
15. 如權(quán)利要求10或11所述的通用圖像縮放方法，其特征在于，所述 圖像縮放參數(shù)是以目標(biāo)圖像為對(duì)象的參數(shù)。
16. 如權(quán)利要求10或11所述的通用圖像縮放方法，其特征在于，所述 步驟a還包括配置根據(jù)使用相同圖像縮放參數(shù)的水平行的數(shù)量所確定的圖 像縮放參數(shù)垂直方向預(yù)定使用量。
17. 如權(quán)利要求10或11所述的通用圖像縮放方法，其特征在于，所述步驟a還包括預(yù)先配置一幅圖像的所有圖像縮放參數(shù)的步驟。
18.如權(quán)利要求10或11所述的通用圖像縮放方法，其特征在于，所述步驟b中對(duì)圖像縮放參數(shù)已經(jīng)完成的使用量進(jìn)行計(jì)數(shù)的步驟包括用自減或 自加的方式進(jìn)行計(jì)數(shù)的步驟。
全文摘要
一種通用圖像縮放裝置和通用圖像縮放方法，其中的裝置包括圖像縮放單元，用以對(duì)圖像進(jìn)行垂直縮放和水平縮放；控制單元，用以接受外部輸入的圖像縮放參數(shù)，并對(duì)圖像縮放單元的圖像縮放操作進(jìn)行控制；計(jì)數(shù)單元，用以記錄每次圖像縮放參數(shù)的預(yù)定使用量，并在該圖像縮放參數(shù)的預(yù)定使用量完成時(shí)提示控制單元更新圖像縮放參數(shù)。本發(fā)明利用計(jì)數(shù)單元對(duì)每組縮放參數(shù)的使用次數(shù)進(jìn)行獨(dú)立計(jì)數(shù)，因此能夠獨(dú)立控制目標(biāo)屏幕上任意像素點(diǎn)的所有縮放參數(shù)，從而可以在一個(gè)統(tǒng)一的通用縮放結(jié)構(gòu)下支持多窗口的圖像縮放，并可支持一維或多維圖像縮放算法或者算法組合。由于對(duì)縮放參數(shù)采用計(jì)數(shù)方式，相同的縮放參數(shù)不必重復(fù)進(jìn)行存放，因而可以節(jié)約大量存儲(chǔ)空間。
文檔編號(hào)G09G5/36GK101276573SQ20071003881
公開日2008年10月1日 申請(qǐng)日期2007年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月30日
發(fā)明者周振亞, 宋東海 申請(qǐng)人:上海奇碼數(shù)字信息有限公司