專利名稱：數(shù)字圖像的縮放方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)字視頻信號(hào)處理領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種數(shù)字圖像的縮放方法及裝置。
背景技術(shù)：
數(shù)字圖像的縮放是目前所有數(shù)字視頻處理芯片都必須支持的功能。首先，數(shù)字視 頻在進(jìn)入高清時(shí)代以后，顯示設(shè)備如液晶顯示器的分辨率可高達(dá)1920X1080，這就要求數(shù) 字視頻處理芯片能很好的將傳統(tǒng)的標(biāo)清視頻源(如NTSC720X480及PAL720X576)信號(hào)放 大到合適的尺寸以在相應(yīng)的高分辨率顯示設(shè)備上顯示。另一方面，一些流行的低端或便攜 式顯示設(shè)備可能只有很低的分辨率，如640X480等等，又要求將輸入的高分辨率視頻信號(hào) 進(jìn)行相應(yīng)的縮小。這些無(wú)處不在的應(yīng)用都要求數(shù)字視頻處理芯片能提供優(yōu)異的圖像縮放功 能。當(dāng)圖像被放大時(shí)，圖像的高頻信息會(huì)隨著放大倍數(shù)的增加不斷流失，我們都有這 樣的經(jīng)驗(yàn)，即圖像放大會(huì)讓圖像變模糊，所以在圖像放大時(shí)一個(gè)主要的問(wèn)題是如何盡量保 持圖像的清晰度。而另一方面，當(dāng)圖像縮小時(shí)，一些額外的高頻信息會(huì)被引入到結(jié)果圖像中 來(lái)，從而造成結(jié)果圖像呈現(xiàn)顆粒狀并使圖像的平滑感降低，所以在圖像縮小時(shí)我們又要面 對(duì)一個(gè)如何保持圖像平滑度的問(wèn)題。這種兩難的處境促使目前的數(shù)字視頻處理芯片通常都 需要準(zhǔn)備兩套或者更多套不同的圖像縮放器參數(shù)來(lái)完成不同的放大或縮小任務(wù)。舉個(gè)例子 來(lái)說(shuō)，三次多項(xiàng)式法是一種比較常見(jiàn)的圖像縮放方法，也就是說(shuō)縮放的結(jié)果圖像的像素是 通過(guò)對(duì)原始圖像像素利用三次多項(xiàng)式函數(shù)進(jìn)行插值來(lái)得到的。選取不同的三次多項(xiàng)式函數(shù) 可以得到不同的縮放效果，有的三次多項(xiàng)式函數(shù)產(chǎn)生的圖像比較平滑但也較模糊，而有的 則比較清晰。從前面的分析可以看出我們可以在圖像縮小時(shí)選取結(jié)果較平滑模糊的三次多 項(xiàng)式函數(shù)，而在圖像放大的情況下選用結(jié)果較清晰的三次多項(xiàng)式函數(shù)。如果圖像縮放器要 處理的情況分布較離散，也就是說(shuō)既可能要將圖像縮的很小，有可能要將圖像放的很大，那 么通常我們會(huì)需要準(zhǔn)備很多不同的三次多項(xiàng)式函數(shù)來(lái)處理不同的情況。上面描述的方法是目前數(shù)字視頻處理芯片中的圖像縮放器常用的方法。它至少有 以下幾個(gè)缺點(diǎn)1)芯片所需的存儲(chǔ)空間較大。這是因?yàn)橥ǔ?shù)字視頻處理芯片中的圖像縮 放器所使用的插值函數(shù)是以查找表的方式存儲(chǔ)的，越多的插值函數(shù)就對(duì)應(yīng)越多的查找表， 也就需要更多的存儲(chǔ)空間。2)芯片調(diào)試不方便。由于目前的顯示設(shè)備的分辨率分布很分 散，從很小的320X240到全高清的1920X1080都有，而且輸入圖像的尺寸也千差萬(wàn)別，所 以數(shù)字視頻處理芯片要準(zhǔn)備的不同的插值函數(shù)會(huì)很多，那么在調(diào)試芯片時(shí)每當(dāng)縮放比例變 化時(shí)就需要裝載不同的查找表，不能做到直觀的觀察縮放結(jié)果的變化。3)插值函數(shù)不容易 確定。同樣由于需要的插值函數(shù)會(huì)很多，確定這些插值函數(shù)就需要芯片的設(shè)計(jì)人員在不同 的縮放比例下嘗試很多不同函數(shù)，這種工作既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。為了提高圖像縮放器的設(shè)計(jì)效 率和芯片的使用效率，理想的圖像縮放器應(yīng)當(dāng)做到只使用一套查找表(對(duì)應(yīng)一個(gè)單一的插 值函數(shù))，而在不同的縮放比例下能通過(guò)調(diào)節(jié)單一的寄存器來(lái)方便地達(dá)到實(shí)時(shí)直觀的調(diào)節(jié)效果。我們先介紹一下傳統(tǒng)的圖像縮放器。圖1給出了一幅尺寸為NXM的原始圖像，即 橫向每行N個(gè)像素，縱向共M行，原始像素用“眷”表示。在進(jìn)行圖像縮放時(shí)，如果目標(biāo)圖像 的尺寸為N’和M’，我們先定義橫向縮放步長(zhǎng)step_x = (N-I)/(N' -1)及縱向縮放步長(zhǎng)step_y = (M_1)/(M，_1)再?gòu)膱D像的左上角ρ (1，1)開(kāi)始從左到右按step_x移動(dòng)，每移動(dòng)一次產(chǎn)生一個(gè)新 的像素點(diǎn)“■”。當(dāng)移動(dòng)到圖像最右邊的像素時(shí)再跳回圖像最左邊并向下方移動(dòng)step_y，接 著重復(fù)從左到右按st印^的移動(dòng)。這樣直到到達(dá)最右下角的原始像素ρ (M，N)。不難檢查 出如果step_x和step_y是按上面的計(jì)算得出的，那么從ρ (1，1)開(kāi)始的這樣的移動(dòng)一定可 以準(zhǔn)確到達(dá)P (M，N)，并且產(chǎn)生出共N’ XM’個(gè)新像素“ ■”。這N’ XM’的新像素“· ”就組 成了縮放的結(jié)果圖像。因?yàn)檩斎雸D像是一行接著一行順次進(jìn)入芯片的，所以在集成電路中實(shí)現(xiàn)圖像縮放 器需要使用行緩存，也就是用以存儲(chǔ)視頻圖像一行數(shù)據(jù)的緩存器。如果圖像縮放的運(yùn)算需 要多行圖像數(shù)據(jù)，那么就需要多條的行緩存來(lái)保存這些數(shù)據(jù)?？紤]到目前常用的圖像縮放 器都使用4X4的原始圖像像素來(lái)進(jìn)行插值運(yùn)算，也就是說(shuō)每一個(gè)新像素“· ”是由其周圍 的4X4= 16個(gè)原始圖像像素插值產(chǎn)生的，我們的描述也以此為例，這樣一來(lái)，我們就需要 4行圖像數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行縮放的插值運(yùn)算，也就是說(shuō)先將圖像的第1，2，3，4行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在4條 行緩存中，并從左到右順次進(jìn)行插值計(jì)算產(chǎn)生相應(yīng)的新像素“■”。當(dāng)原始圖像的第1，2，3， 4行數(shù)據(jù)所能產(chǎn)生的新像素都計(jì)算完畢后，再開(kāi)始利用第2，3，4，5行進(jìn)行運(yùn)算。依此類推， 直到完成所有的新像素“■”的產(chǎn)生。在實(shí)際的芯片設(shè)計(jì)中，由于圖像數(shù)據(jù)預(yù)讀的需要，行 緩存的數(shù)目會(huì)多于4。這里，輪換使用行緩存在圖像縮放器設(shè)計(jì)中已是眾所周知的技術(shù)，所 以我們不再作詳細(xì)的描述。下面我們介紹在傳統(tǒng)縮放器中一個(gè)新像素“·”是如何從其周 圍的4X4 = I6個(gè)原始圖像像素插值產(chǎn)生的。前面我們介紹了新象素“■”產(chǎn)生的位置是由St印)和step_y從原始圖像的左上 角移動(dòng)到右下角來(lái)確定的。如圖2中所示，對(duì)于某一個(gè)新像素A，假設(shè)A周圍的4X4= 16 個(gè)原始圖像的像素被稱為a(l)，a(2)，. . .，a(16)，并且它們屬于原始圖像的第i i+3行。 新像素A距其左上角像素a(6)的橫向距離為offset)，縱向距離為0ffset_y。原始圖像橫 向與縱向的相鄰像素間的距離都計(jì)為1. 0，那么我們有0 ( offset_x < 1. 0及0彡offset, y < 1.0o圖像的縮放運(yùn)算的核心就是利用a(l) a(16)來(lái)插值產(chǎn)生新像素A的值。另 外，為了便于集成電路的實(shí)現(xiàn)，考慮到一條行緩存中的像素是從左到右順次進(jìn)入的，我們可 以將橫向和縱向的計(jì)算進(jìn)行解耦，即先進(jìn)行縱向的計(jì)算得到4列的中間結(jié)果，再進(jìn)行橫向 的計(jì)算得到隨后的A值。假設(shè)插值函數(shù)為F(t)，那么我們有coll = [F(l+offset_y) * a (1)+F (off set_y) * a (5)+F (1-off set_y) * a(9)+F(2-offset_y) * a (13) ]/SUM_C0Lcol2 = [F(l+offset_y) * a (2)+F (off set_y) * a (6)+F (1-off set_y) * a(10)+F(2-offset_y) * a(14)]/SUM_C0Lcol3 = [F(l+offset_y) * a (3)+F (off set_y) * a (7)+F (1-off set_y) *a(ll)+F(2-offset_y) * a (15) ]/SUM_C0Lcol4 = [F(l+offset_y) * a (4) +F(offset_y) * a (8)+F (1-off set_y) * a(12)+F(2-offset_y) * a(16)]/SUM_C0L其中SUM_C0L = F(1+offset_y) +F(offset_) +F(1-offset_y) +F(2-offset_y)和A = [coll * F(l+offset_x)+col2 * F(offset_x)+col3 * F(l-offset_x)+col4 * F(2-offset_x)]/SUM_R0ff其中SUM_R0W = F(1+offset_x) +F(offset_x) +F(1-offset_x) +F(2-offset_x)需要注意一點(diǎn)，當(dāng)新像素A在原始圖像中的位置處于圖像的邊界附近時(shí)，我們有 可能無(wú)法找到其周圍的4X4= 16個(gè)原始像素。在這種情況下，用戶可以通過(guò)重復(fù)邊界像 素來(lái)補(bǔ)足16個(gè)點(diǎn)，也可以簡(jiǎn)單的將離A最近的原始像素直接賦予新像素A。這些邊界情況 的處理在圖像縮放器設(shè)計(jì)中是眾所周知的技術(shù)，在此不做詳細(xì)論述。根據(jù)用戶的喜好，插值 函數(shù)F(t)可以是不同的函數(shù)，如常用的CR樣條函數(shù)，Mitchell函數(shù)等。用戶也可以基于 經(jīng)驗(yàn)自行產(chǎn)生插值函數(shù)。通常插值函數(shù)F(t)都擁有類似圖3中的曲線。在實(shí)際的集成電路實(shí)現(xiàn)中，通常F(t)的數(shù)值是預(yù)先計(jì)算好并存在查找表中的。也 就是說(shuō)，上面的計(jì)算公式中的F(0ffset_X)，F(xiàn)(l-0ffSet_y)等的數(shù)值是從查找表中得到來(lái) 進(jìn)行新像素A的計(jì)算的。不同的插值函數(shù)F(t)會(huì)給出不同的圖像縮放結(jié)果，有的比較模糊， 而有的比較清晰。從插值函數(shù)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的查找表的過(guò)程是數(shù)字視頻處理芯片里圖像縮放器 設(shè)計(jì)中眾所周知的技術(shù)，在此不作詳細(xì)論述。按我們開(kāi)頭介紹的，為了使圖像縮放器得到好 的效果，用戶通常需要準(zhǔn)備兩個(gè)或多個(gè)查找表，對(duì)應(yīng)不同的插值函數(shù)F(t)，來(lái)處理不同的縮 放比例的情況。圖4給出了傳統(tǒng)圖像縮放的流程，其中行緩存器中圖像數(shù)據(jù)的讀取，查找表的讀 取及各計(jì)算單元在數(shù)字視頻處理芯片的設(shè)計(jì)中都是眾所周知的技術(shù)，所以在此不作詳細(xì)描 述。上面介紹了通常圖像縮放器的實(shí)現(xiàn)方法。這種方法在視頻處理中有諸多的缺點(diǎn)， 如需要準(zhǔn)備不同的插值函數(shù)F(t)的查找表來(lái)應(yīng)對(duì)不同的縮放比例，耗費(fèi)芯片的資源。在芯 片的調(diào)試中，由于針對(duì)不同的縮放比例需要重新裝載不同的查找表，也妨礙了調(diào)試人員對(duì) 圖像縮放效果的直觀感受。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種數(shù)字圖像的縮放方法及裝置，以解決現(xiàn)有數(shù)字圖像縮 放器的芯片所需的存儲(chǔ)空間較大、芯片調(diào)試不方便以及插值函數(shù)不容易確定的技術(shù)問(wèn)題。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種數(shù)字圖像的縮放方法，包括如下步驟將視頻圖像輸入行緩存器；對(duì)行緩存 器中存儲(chǔ)的NXM的原始圖像中的像素進(jìn)行插值運(yùn)算得到新像素，直至將該原始圖像縮放 為N’ XM'的目標(biāo)圖像；所述插值運(yùn)算包括在插值函數(shù)表中查找縱向的縮放系數(shù)數(shù)值；對(duì) 該縱向的縮放系數(shù)數(shù)值進(jìn)行修正后，利用修正后的縱向的縮放系數(shù)數(shù)值對(duì)像素進(jìn)行縱向的 縮放操作；在插值函數(shù)表中查找橫向的縮放系數(shù)數(shù)值；對(duì)該橫向的縮放系數(shù)數(shù)值進(jìn)行修正 后，利用修正后的橫向的縮放系數(shù)數(shù)值對(duì)像素進(jìn)行橫向的縮放操作；其中的修正步驟為
6判斷所述縮放系數(shù)數(shù)值是否小于零；若是，則令該縮放系數(shù)數(shù)值乘以一個(gè)大于等于0且小 于等于1的系數(shù)后作為修正后的縮放系數(shù)數(shù)值；否則直接以該縮放系數(shù)數(shù)值作為修正后的 縮放系數(shù)數(shù)值?！N數(shù)字圖像的縮放裝置，利用基于新像素的HXH個(gè)周圍像素來(lái)插值產(chǎn)生新像 素；該縮放裝置包括行緩存器，其中存儲(chǔ)NXM的原始圖像；插值函數(shù)查找表，輸出H個(gè)橫 向的縮放系數(shù)數(shù)值和H個(gè)縱向的縮放系數(shù)數(shù)值；插值函數(shù)修正單元，對(duì)所述輸出H個(gè)橫向的 縮放系數(shù)數(shù)值和H個(gè)縱向的縮放系數(shù)數(shù)值進(jìn)行修正當(dāng)縮放系數(shù)數(shù)值小于0時(shí)，令該縮放系 數(shù)數(shù)值乘以一個(gè)大于等于0且小于等于1的修正系數(shù)后作為修正后的縮放系數(shù)數(shù)值；否則 直接以該縮放系數(shù)數(shù)值作為修正后的縮放系數(shù)數(shù)值；H個(gè)對(duì)像素進(jìn)行橫向縮放操作的計(jì)算 單元，每個(gè)計(jì)算單元利用修正后的橫向的縮放系數(shù)數(shù)值對(duì)HXH個(gè)周圍像素中位于同一列 上的像素進(jìn)行橫向的縮放操作；對(duì)像素進(jìn)行縱向縮放操作的計(jì)算單元，該對(duì)像素進(jìn)行縱向 縮放操作的計(jì)算單元接收來(lái)自所述H個(gè)對(duì)像素進(jìn)行橫向縮放操作的計(jì)算單元的計(jì)算結(jié)果， 利用所述修正后的縱向的縮放系數(shù)數(shù)值對(duì)HX H個(gè)周圍像素進(jìn)行縱向的縮放操作。本發(fā)明在傳統(tǒng)圖像縮放器的實(shí)現(xiàn)架構(gòu)基礎(chǔ)上提出了一種新的方案，只需要一個(gè)插 值函數(shù)(對(duì)應(yīng)一個(gè)查找表)，就能在不同縮放比例情況下只通過(guò)單一的寄存器調(diào)節(jié)實(shí)時(shí)直 觀地改變縮放效果，既節(jié)省了查找表的存儲(chǔ)空間，又方便了芯片的調(diào)試工作。


圖1是原始圖像及縮放步長(zhǎng)定義的示意圖；圖2是圖像縮放中的插值運(yùn)算的示意圖；圖3是插值函數(shù)圖；圖4是傳統(tǒng)圖像縮放流程圖；圖5是本發(fā)明的含插值函數(shù)修正功能的圖像縮放流程圖；圖6是圖5中的插值函數(shù)修正單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是修正前后的插值函數(shù)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面根據(jù)圖5至圖7，給出本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并予以詳細(xì)描述，使能更好地理 解本發(fā)明的功能、特點(diǎn)。圖5給出了本發(fā)明中圖像縮放的流程。與圖4中所示的傳統(tǒng)流程不同的是，本發(fā)明 在讀取插值函數(shù)F(t)查找表后對(duì)所讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行了修正。對(duì)于縱向和橫向的查找表數(shù) 據(jù)，分別加入一個(gè)插值函數(shù)修正單元，其修正還分別受到一個(gè)用戶可調(diào)節(jié)的寄存器的控制， 即圖中所示的用戶縱向修正寄存器SCKX和用戶橫向修正寄存器SCKY。這兩個(gè)寄存器分別 代表兩個(gè)在0到1. 0之間的數(shù)值，即0彡SCKX ^ 1.0,0^ SCKY彡1. 0。圖6描述了插值函 數(shù)修正單元中的處理。在橫向插值函數(shù)修正單元中，圖中的Bi，B2，B3, B4就是從插值函數(shù)查找表中讀取 的 F(l+offset_y)，F(xiàn)(offset_y), F (l-offset_y)，F(xiàn) (2_offset_y)，而用戶修正寄存器 SCK 就是圖5中的SCKY。類似的，對(duì)于縱向插值函數(shù)修正單元，圖中的Bi，B2, B3, B4就是從插 值函數(shù)查找表中讀取的 F(l+offset_x)，F(xiàn)(offset_x)，F(xiàn) (l_offset_x)，F(xiàn) 0_offset_x)，而用戶修正寄存器SCK就是圖5中的SCKX。SCKX和SCKY分別用以調(diào)整縱向和橫向的圖像縮 放清晰度，越大的SCK值對(duì)應(yīng)越清晰的結(jié)果。也就是說(shuō)，當(dāng)SCKX = 0時(shí)縱向圖像縮放的結(jié) 果最模糊，當(dāng)SCKX = 1時(shí)縱向圖像縮放的結(jié)果最清晰；當(dāng)SCKY = 0時(shí)橫向圖像縮放的結(jié)果 最模糊，當(dāng)SCKY = 1時(shí)橫向圖像縮放的結(jié)果最清晰。在實(shí)際的應(yīng)用中，過(guò)于清晰的縮放處 理會(huì)導(dǎo)致過(guò)于明顯的噪音及圖像的不平滑，所以用戶在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)將SCKX和SCKY寄存 器調(diào)節(jié)到合適的數(shù)值。可以看出，通過(guò)SCKX和SCKY，用戶可以獨(dú)立的調(diào)節(jié)縱向及橫向的圖像縮放清晰 度。這樣，用戶在設(shè)計(jì)圖像縮放器時(shí)只需要選取一個(gè)滿意的插值函數(shù)，產(chǎn)生一個(gè)對(duì)應(yīng)的查找 表。在不同的縮放比例情況下，用戶不再需要重新裝載不同的插值函數(shù)查找表，而只需要調(diào) 節(jié)SCKX和SCKY就可以了。另外，如果我們合并SCKX和SCKY成為一個(gè)寄存器，那么就可以 做到通過(guò)單一寄存器調(diào)節(jié)圖像縮放結(jié)果的清晰度了。不過(guò)在實(shí)際中，因?yàn)榭v向和橫向的縮 放比例不盡相同，所以保留兩個(gè)寄存器可以有更大的調(diào)節(jié)自由度。如上我們的介紹都是基于利用4X4 = 16個(gè)周圍像素來(lái)插值產(chǎn)生新像素。如果用 戶希望利用更多的圖像信息來(lái)進(jìn)行插值運(yùn)算，如使用每個(gè)新像素位置周圍的6X6 = 36個(gè) 原始圖像像素，本發(fā)明對(duì)此并不作任何限制。在這種情況下，圖5中計(jì)算單元每次從插值函 數(shù)查找表中讀取的數(shù)值將會(huì)是6個(gè)而不是4個(gè)。對(duì)于插值函數(shù)修正單元，只對(duì)這6個(gè)數(shù)值 中對(duì)應(yīng)中間4個(gè)像素的那4個(gè)數(shù)值進(jìn)行修正，這是因?yàn)槿绻麑?duì)6個(gè)像素均進(jìn)行類似的修正， 對(duì)最外邊上的兩個(gè)像素的修正會(huì)在圖像中的物體邊界附近產(chǎn)生重影，而且縮放結(jié)果越清晰 這種重影也越明顯。換句話說(shuō)，即使用戶選用多于4X4 = 16個(gè)原始圖像像素來(lái)插值產(chǎn)生 新像素A，插值函數(shù)修正單元也只對(duì)如圖2中所示的a(l) a(16)像素所對(duì)應(yīng)的插值系數(shù) 進(jìn)行修正。如圖7所示，實(shí)線為用戶選擇的插值函數(shù)F(t)，本發(fā)明并不對(duì)F(t)有任何特殊 的要求，用戶可以按自己的喜好決定。按照?qǐng)D5中所示，用戶從查找表中得到橫向插值系 數(shù) F(l+offset_y)，F(xiàn)(offset_y), F(l_offset_y)，F(xiàn)Q-offset_y)，作為 Bi，B2, B3, B4 輸 入給圖6中的插值函數(shù)修正單元。這樣，凡是小于零的系數(shù)都會(huì)乘以SCKY。因?yàn)槲覀円?guī)定 了 SCKY是0到1之間的數(shù)，所以，小于零的系數(shù)經(jīng)過(guò)修正后會(huì)更靠近零，這等效于將上圖中 實(shí)線代表的原始F(t)改變成了虛線對(duì)應(yīng)的修正后的F(t)，即其小于零的部分幅度收窄了。 在SCKY等于1時(shí)，修正后的F(t)與原始F(t)相同，即等效于不做修正。當(dāng)SCKY = O時(shí)， F(t)的小于零的部分均被設(shè)置成了零。在設(shè)置SCKY時(shí)，越大的(即越靠近1)SCKY對(duì)應(yīng)越 清晰的橫向縮放結(jié)果。對(duì)于縱向插值系數(shù)F(l+0ffSet_X)，F(xiàn)(offset_x), F(l-offset_x), F(2-offset_x)和縱向修正系數(shù)SCKX，其操作方式類似。也就是說(shuō)，先進(jìn)行橫向的計(jì)算得到4列的中間結(jié)果，再進(jìn)行縱向的計(jì)算得到隨后 的A值。結(jié)合附圖，假設(shè)插值函數(shù)為F(t)，那么步驟一將縱向的縮放系數(shù)數(shù)值F(l+offset_y)、F(offset_y)、F(l-offset_y) 和F(2-0ffset_y)變換成修正后的縱向的縮放系數(shù)數(shù)值F(l+0ffSet_y)，、F(0ffset_y)，、 F(l-offset_y)，和 F Q-offset_y)，1)首先判斷縱向的縮放系數(shù)數(shù)值 F(l+offset_y)、F(offset_y)、F (l-offset_y) 和i^2_offset_y)是否小于0 ；2)若四個(gè)縱向的縮放系數(shù)數(shù)值中存在小于0的，則對(duì)應(yīng)修正后的縱向的縮放系數(shù)數(shù)值等于原始縮放系數(shù)數(shù)值乘以一個(gè)縱向修正系數(shù)SCKY(0 ^ SCKY ^ 1.0),否則修正 后的縱向的縮放系數(shù)數(shù)值等于原始縮放系數(shù)數(shù)值，即假如四個(gè)縱向的縮放系數(shù)數(shù)值中僅有 F (1+offset_y), F (offset_y)小于 0，則有F(l+offset_y)，= F (l+offset_y) * SCKY ；F(offset_y)，= F(offset_y) * SCKY ；F(l-offset_y) ‘ = F (l-offset_y)；F(2-offset_y)，= F (2-offset_y)。步驟二coll = [F(l+offset_y)‘ * a(1)+F(offset_y)‘ * a(5)+F(l-offset_y)' * a(9)+F(2-offset_y) ' * a (13) ]/SUM_C0Lcol2 = [F(l+offset_y) ' a (2)+F (offset_y) ' * a (6)+F (l_ofTset_y)，* a(10)+F(2-offset_y)' * a (14)]/SUM_C0Lcol3 = [F(l+offset_y)' * a(3)+F(offset_y)， * a(7)+F(l_ofTset_y)， * a(ll)+F(2-offset_y) ' * a (15) ]/SUM_C0Lcol4 = [F(l+offset_y) ' a (4)+F (offset_y) ' * a (8)+F (l_ofTset_y)，* a(12)+F(2-offset_y)' * a(16)]/SUM_C0L其中SUM_C0L = [F(l+offset_y) '+F(offset_y)，+F(l_ofTset_y) '+F(2-offset_ y)，]步驟三將橫向的縮放系數(shù)數(shù)值？(1+#作討_。、？(#作討_。、？(1-#作討_。 和F(2-0ffset_X)變換成修正后的橫向的縮放系數(shù)數(shù)值F(l+0ffSet_X)，、F(0ffset_X)，、 F(l-offset_x)，和 F Q-offset_x)，1)首先判斷橫向的縮放系數(shù)數(shù)值 F (1+offset_x)、F(offset_x)、F (l-offset_x) 和i^2_offset_x)是否小于0 ；2)若四個(gè)橫向的縮放系數(shù)數(shù)值中存在小于0的，則對(duì)應(yīng)修正后的橫向的縮放系 數(shù)數(shù)值等于原始縮放系數(shù)數(shù)值乘以一個(gè)橫向修正系數(shù)SCKX (0 ( SCKX ^ 1.0),否則修正 后的橫向的縮放系數(shù)數(shù)值等于原始縮放系數(shù)數(shù)值，即假如四個(gè)橫向的縮放系數(shù)數(shù)值中僅有 F(l+offset_x)小于 0，則有F(l+offset_x)，= F (l+offset_x) * SCKX ；F(offset_x)' =F(offset_x)；F(l-offset_x)‘ = F(l-offset_x)；F(2-offset_x)，= F (2-offset_x)。步驟四A = [coll * F(l+offset_x)‘ +col2 * F(offset_x)‘ +col3 * F(l-offset_ χ)，+col4 * F(2-offset_x)，]/SUM_R0ff其中SUM_R0W = [F(l+offset_x) '+F(offset_x)，+F(l_ofTset_x) '+F(2-offset_ X)，]也就是說(shuō)，本發(fā)明的修正步驟為判斷所述縮放系數(shù)數(shù)值是否小于零；若是，則令 該縮放系數(shù)數(shù)值乘以一個(gè)大于等于0且小于等于1的修正系數(shù)后作為修正后的縮放系數(shù)數(shù) 值；否則直接以該縮放系數(shù)數(shù)值作為修正后的縮放系數(shù)數(shù)值。
前面提供了對(duì)較佳實(shí)施例的描述，以使本領(lǐng)域內(nèi)的任何技術(shù)人員可使用或利用本 發(fā)明。對(duì)該較佳實(shí)施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明原理的基礎(chǔ)上，可以作出各種 修改或者變換。應(yīng)當(dāng)理解，這些修改或者變換都不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字圖像的縮放方法，包括如下步驟將視頻圖像輸入行緩存器；對(duì)行緩存器中存儲(chǔ)的NXM的原始圖像中的像素進(jìn)行插值運(yùn)算得到新像素，直至將該 原始圖像縮放為N’ XM'的目標(biāo)圖像；所述插值運(yùn)算包括在插值函數(shù)表中查找縱向的縮放系數(shù)數(shù)值；對(duì)該縱向的縮放系數(shù)數(shù)值進(jìn)行修正后，利用修正后的縱向的縮放系數(shù)數(shù)值對(duì)像素進(jìn)行 縱向的縮放操作；在插值函數(shù)表中查找橫向的縮放系數(shù)數(shù)值；對(duì)該橫向的縮放系數(shù)數(shù)值進(jìn)行修正后，利用修正后的橫向的縮放系數(shù)數(shù)值對(duì)像素進(jìn)行 橫向的縮放操作；其中的修正步驟為判斷所述縮放系數(shù)數(shù)值是否小于零；若是，則令該縮放系數(shù)數(shù)值 乘以一個(gè)大于等于0且小于等于1的修正系數(shù)后作為修正后的縮放系數(shù)數(shù)值；否則直接以 該縮放系數(shù)數(shù)值作為修正后的縮放系數(shù)數(shù)值。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字圖像的縮放方法，其特征在于，所述修正系數(shù)的數(shù)值由用 戶通過(guò)寄存器確定。
3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字圖像的縮放方法，其特征在于，所述插值運(yùn)算是利用新像 素周圍的4X4 = 16個(gè)周圍像素來(lái)插值產(chǎn)生新像素。
4.如權(quán)利要求3所述的數(shù)字圖像的縮放方法，其特征在于，所述16個(gè)周圍像素中位于 同一列上的4個(gè)像素作為一組，每組分別利用修正后的4個(gè)橫向的縮放系數(shù)數(shù)值進(jìn)行橫向 的縮放操作。
5.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字圖像的縮放方法，其特征在于，所述插值運(yùn)算是利用新像 素周圍的6 X 6 = 36個(gè)周圍像素來(lái)插值產(chǎn)生新像素。
6.如權(quán)利要求4所述的數(shù)字圖像的縮放方法，其特征在于，所述36個(gè)周圍像素中位于 同一列上的6個(gè)像素作為一組，對(duì)于對(duì)應(yīng)新像素周圍最接近的4X4 = 16個(gè)周圍像素的橫 向的縮放系數(shù)數(shù)值進(jìn)行修正后，對(duì)所述36個(gè)周圍像素分別利用橫向的修正后的縮放系數(shù) 數(shù)值進(jìn)行橫向的縮放操作。
7.如權(quán)利要求6所述的數(shù)字圖像的縮放方法，其特征在于，對(duì)于對(duì)應(yīng)新像素周圍最接 近的4X4= 16個(gè)周圍像素的縱向的縮放系數(shù)數(shù)值進(jìn)行修正后，對(duì)所述36個(gè)周圍像素分別 利用縱向的修正后的縮放系數(shù)數(shù)值進(jìn)行縱向的縮放操作。
8.如權(quán)利要求1至7中任一權(quán)利要求所述的數(shù)字圖像的縮放方法，其特征在于，在設(shè)置 所述修正系數(shù)時(shí)，越大的修正系數(shù)對(duì)應(yīng)越清晰的縮放結(jié)果。
9.一種數(shù)字圖像的縮放裝置，利用基于新像素的HXH個(gè)周圍像素來(lái)插值產(chǎn)生新像素； 該縮放裝置包括行緩存器，其中存儲(chǔ)NXM的原始圖像；插值函數(shù)查找表，輸出H個(gè)橫向的縮放系數(shù)數(shù)值和H個(gè)縱向的縮放系數(shù)數(shù)值；插值函數(shù)修正單元，對(duì)所述輸出H個(gè)橫向的縮放系數(shù)數(shù)值和H個(gè)縱向的縮放系數(shù)數(shù)值 進(jìn)行修正當(dāng)縮放系數(shù)數(shù)值小于0時(shí)，令該縮放系數(shù)數(shù)值乘以一個(gè)大于等于0且小于等于1 的修正系數(shù)后作為修正后的縮放系數(shù)數(shù)值；否則直接以該縮放系數(shù)數(shù)值作為修正后的縮放 系數(shù)數(shù)值；H個(gè)對(duì)像素進(jìn)行橫向縮放操作的計(jì)算單元，每個(gè)計(jì)算單元利用修正后的橫向的縮放系 數(shù)數(shù)值對(duì)HXH個(gè)周圍像素中位于同一列上的像素進(jìn)行橫向的縮放操作；對(duì)像素進(jìn)行縱向縮放操作的計(jì)算單元，該對(duì)像素進(jìn)行縱向縮放操作的計(jì)算單元接收來(lái) 自所述H個(gè)對(duì)像素進(jìn)行橫向縮放操作的計(jì)算單元的計(jì)算結(jié)果，利用所述修正后的縱向的縮 放系數(shù)數(shù)值對(duì)HXH個(gè)周圍像素進(jìn)行縱向的縮放操作。
10.如權(quán)利要求9所述的數(shù)字圖像的縮放裝置，其特征在于，該縮放裝置還包括寄存 器，用于寄存由用戶確定的所述修正系數(shù)的數(shù)值并發(fā)送到所述插值函數(shù)修正單元。
11.如權(quán)利要求10所述的數(shù)字圖像的縮放裝置，其特征在于，所述寄存器包括用戶橫 向修正寄存器，用于寄存由用戶確定的橫向的修正系數(shù)的數(shù)值。
12.如權(quán)利要求11所述的數(shù)字圖像的縮放裝置，其特征在于，所述寄存器包括用戶縱 向修正寄存器，用于寄存由用戶確定的縱向的修正系數(shù)的數(shù)值。
13.如權(quán)利要求12所述的數(shù)字圖像的縮放裝置，其特征在于，所述插值函數(shù)修正單元 包括橫向的插值函數(shù)修正單元，接收來(lái)自所述插值函數(shù)查找表的H個(gè)橫向的縮放系數(shù)數(shù)值 以及所述用戶橫向修正寄存器的橫向的修正系數(shù)的數(shù)值。
14.如權(quán)利要求13所述的數(shù)字圖像的縮放裝置，其特征在于，所述插值函數(shù)修正單元 包括縱向的插值函數(shù)修正單元，接收來(lái)自所述插值函數(shù)查找表的H個(gè)縱向的縮放系數(shù)數(shù)值 以及所述用戶縱向修正寄存器的縱向的修正系數(shù)的數(shù)值。
15.如權(quán)利要求9至14中任一權(quán)利要求所述的數(shù)字圖像的縮放裝置，其特征在于，插值 函數(shù)修正單元只對(duì)新像素周圍最接近的4X4= 16個(gè)周圍像素的橫向以及縱向的縮放系數(shù) 數(shù)值進(jìn)行修正。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種數(shù)字圖像的縮放方法及裝置，其中的插值運(yùn)算包括在插值函數(shù)表中查找縱向的縮放系數(shù)數(shù)值并進(jìn)行修正后，利用該數(shù)值對(duì)像素進(jìn)行縱向縮放操作；在插值函數(shù)表中查找橫向的縮放系數(shù)數(shù)值并進(jìn)行修正后，利用該數(shù)值對(duì)像素進(jìn)行橫向的縮放操作；其中的修正步驟為判斷所述縮放系數(shù)數(shù)值是否小于零；若是，則令該縮放系數(shù)數(shù)值乘以一個(gè)大于等于0且小于等于1的系數(shù)后作為修正后的縮放系數(shù)數(shù)值；否則直接以該縮放系數(shù)數(shù)值作為修正后的縮放系數(shù)數(shù)值。只需要一個(gè)插值函數(shù)(對(duì)應(yīng)一個(gè)查找表)，就能在不同縮放比例情況下只通過(guò)單一的寄存器調(diào)節(jié)實(shí)時(shí)直觀地改變縮放效果，既節(jié)省了查找表的存儲(chǔ)空間，又方便了芯片的調(diào)試工作。
文檔編號(hào)G09G5/373GK102110431SQ200910200588
公開(kāi)日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者俞誠(chéng), 張琦, 朱舸, 魯恒 申請(qǐng)人:富士通微電子(上海)有限公司