專利名稱：格式變換裝置及其方法
技術領域：
本發(fā)明是關于對數(shù)字影像的空間分辨率進行變換的裝置及其方法。
背景技術：
表現(xiàn)影像空間分辨率的格式有QCIF格式、QVGA格式、SIF格式、CIF格式、NTSC格式、PAL格式、480P格式、720P格式、1080I格式等。因此，在輸入多種分辨率的固定顯示裝置中，為了協(xié)調(diào)輸出，必須進行空間分辨率變換。
通常，為了變換影像的空間分辨率，需要使用一種將輸出影像的坐標在輸入影像的坐標上進行再映射(Re-mapping)的反演映射(Inversemapping)方法。
圖1是顯示這種反演映射方法的例子。
當輸入影像和輸出影像的大小不同時，由于在輸入影像坐標上映射的輸出影像坐標不在一個輸入影像坐標上，因此，需要一種利用周圍輸入影像坐標的像素值，決定輸出影像坐標像素值的方法。
為此，我們將求得在輸入影像坐標上映射的輸出像素坐標的方法稱為再采樣(Re-sampling)。并且，我們將利用周圍輸入影像坐標的像素，決定上述再采樣求得的輸出影像坐標的像素值的方法稱為插補(Interpolation)。
通過上述插補方法，決定所需要的周圍輸入影像的像素數(shù)量。
圖2到圖4是現(xiàn)存的變換空間分辨率的格式變換裝置的一個例子的示意圖，使用的是美國專利US 5,835,160技術。
該美國專利US 5,835,160技術使用圖2的DDA(Digital DifferentialAnalyzers數(shù)字微分分析器)，變換空間分辨率。
即，每個輸出像素，將增加比率(11-BIT RATIO REGISTER11-位比率寄存器)和以前累積值(12-BIT STATUS REGISTER12-位狀態(tài)寄存器)相加，使用這樣相加的累積值，變換空間分辨率。這里，特別是，如圖3所示累積值的整數(shù)部分，移動輸入取樣。而且，小數(shù)部分顯示了在輸入樣品之間，輸出像素應該進行再采樣的位置。即，在圖1中，小數(shù)部分就是Sx和Sy。而且，插補濾波器的系數(shù)保持小數(shù)點2位。
此時，變換影像的空間分辨率把輸入速率變換為輸出速率，其處理時間是輸入速率和輸出速率中大速率的時間。即，當與輸入影像的大小相比，輸出影像小的執(zhí)行降頻轉(zhuǎn)換(Down Conversion)時，需要輸入速率大小的處理時間。相反，當進行與輸入影像的大小相比，輸出影像大的升頻轉(zhuǎn)換(Up Conversion)時，需要輸出速率大小的處理時間。
因此，在上面提到的美國專利US 5,835,160的情況下進行升頻轉(zhuǎn)換時，需要輸出速率大小的處理時間。這是由于在一個時鐘周期期間，插補并輸出一個輸出像素的緣故。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述問題，其目的是為使用者提供一種升頻轉(zhuǎn)換時，能夠縮短處理時間的格式變換裝置及其方法。
本發(fā)明的另外一個目的是為使用者提供一種升頻轉(zhuǎn)換時，處理時間與輸入速率相同或者小于輸出速率的格式變換裝置及其方法。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明格式變換裝置由以下幾個部分構(gòu)成，并以此為特征接收輸入/輸出影像大小，檢測格式信息，根據(jù)檢測的格式信息，計算在兩個輸入像素之間要映射的輸出像素的位置值，同時輸出影像的再采樣部；多個插補部。上述各個插補部的特征是從上述影像再采樣部輸出的相應輸出像素的位置值中，生成插補濾波器的系數(shù)，利用生成的系數(shù)和輸入像素，插補并生成上述輸出像素位置的像素。
上述影像再采樣部的特征是每個時鐘周期，一邊移動輸入像素，一邊輸出在兩個輸入像素之間要映射的輸出像素的位置值。
上述影像再采樣部的特征是如果在兩個輸入像素之間要映射的輸出像素的個數(shù)比上述多個插補部的個數(shù)多，在現(xiàn)在時鐘周期，插補移動輸入像素，輸出上述插補部數(shù)量的輸出像素的位置值后，在下一個時鐘周期，一邊移動輸入像素，一邊輸出其余輸出像素的位置值。
上述影像再采樣部的特征是以現(xiàn)在輸入像素的位置為基準，將其到要映射的輸出像素位置的距離向相關輸出像素的位置值輸出。
本發(fā)明格式變換方法包括以下幾個階段，并以此為特征(a)接收輸入/輸出影像尺寸，檢測格式信息，根據(jù)檢測的格式信息，計算在兩個輸入像素之間要映射的輸出像素的位置值，同時輸出，移動輸入像素的階段；(b)按照在上述(a)階段中輸出的輸出像素位置值的大小，并列地從上述(a)階段輸出的相關輸出像素的位置值中生成插補濾波器的系數(shù)和利用生成的系數(shù)和輸入像素，對上述輸出像素位置的像素進行插補的過程，在一個時鐘周期生成兩個輸入像素之間要映射的輸出像素的階段。
本發(fā)明的其他目的、特征及優(yōu)點將通過附圖對實施例的詳細說明可以充分理解。


圖1為在輸入像素網(wǎng)格中，再采樣輸出像素的一個例子的示意圖。
圖2為現(xiàn)存的格式變換裝置的一個實施例的示意圖。
圖3為圖2中的DDA控制部的詳細方框圖。
圖4為圖3中的狀態(tài)寄存器的詳細示意圖。
圖5為按照1∶3進行升頻轉(zhuǎn)換時，在輸入像素網(wǎng)格中，輸出像素的位置的一個例子的示意圖。
圖6為本發(fā)明格式變換裝置的一個實施例的構(gòu)成方框圖。
附圖主要部分符號說明110影像再采樣部 210-230插補部具體實施方式
下面，將參照附圖對本發(fā)明的實例的結(jié)構(gòu)和作用加以說明，依據(jù)

的本發(fā)明的構(gòu)造和作用僅僅作為一個實施例進行說明，而本發(fā)明的上述技術思想和核心構(gòu)成及作用并不局限于此。
通常，升頻轉(zhuǎn)換時，要插補的輸出像素位于兩個輸入像素之間。
此時，如果利用輸入/輸出影像大小的信息，在變換空間分辨率前，能夠預先知道要插補的輸出像素的位置。
因此，在本發(fā)明中，通過在一個時鐘周期期間，在兩個輸入像素之間同時插補生成多個輸出像素，能夠縮短空間分辨率變換時間。即，每個時鐘周期，通過一邊移動輸入像素，一邊插補位于兩個輸入像素之間的多個輸出像素，能夠達到減少處理時間的效果。
上述處理時間與輸入速率相同或者小于輸出速率。
圖5是按照1∶3進行升頻轉(zhuǎn)換的實施例，如果知道輸入/輸出影像大小，可以知道在兩個輸入像素之間要映射的輸出像素的數(shù)量及其位置。在圖5的情況下，兩個輸入像素之間要映射的輸出像素是2個。即，表示在兩個輸入像素之間，要插補的像素是2個。因此，輸入像素每次要移動時，同時插補2個輸出像素。
而且，上述兩個要插補的輸出像素的位置值是s1，s2。上述s1是將兩個輸入像素之間的距離規(guī)定為1時，從基準輸入像素f(n-1)的位置到再采樣位置x1為止的距離值，s2是到再采樣位置x2的距離值。
圖6是本發(fā)明格式變換裝置的一個實施例的示意圖，其由影像再采樣部110和多個插補部210-230構(gòu)成。在本發(fā)明中，將插補部的數(shù)量規(guī)定為3個，由于不同的設計者可能規(guī)定的數(shù)量不同，所以，并不僅僅限定在這個例子上。
在每個時鐘周期，上述影像再采樣部110移動輸入像素，同時，每次移動輸入像素時，將兩個輸入像素之間要映射的多個輸出像素位置分別向多個插補部210-230輸出。
上述各個插補部由以下幾個部分構(gòu)成從輸入的輸出像素位置值中生成插補濾波器的系數(shù)的系數(shù)產(chǎn)生器；利用生成的系數(shù)和輸入像素，插補相關位置的輸出像素的插補濾波器。
上述系數(shù)產(chǎn)生器利用影像再采樣部110輸出的像素位置值(fractional point；s)生成直線的、立體的插補濾波器等多相(polyphase)濾波器的系數(shù)。
而且，上述系數(shù)產(chǎn)生器將輸出像素的位置值作為地址，在已經(jīng)存儲的系數(shù)中，可以通過訪問(Look up)的方式實現(xiàn)。
在按照上述結(jié)構(gòu)構(gòu)成的本發(fā)明中，影像再采樣部110接收輸入/輸出影像大小，檢測格式比，根據(jù)檢測的格式比，計算在兩個輸入像素之間要映射的輸出像素的位置值。舉例來說，如果格式變換比是圖5中所顯示的1∶3，在兩個輸入像素之間要映射的輸出像素的位置值是s1，s2。各個輸出像素的位置值分別向各個插補部輸出。
即，第1輸出像素位置值s1向第1插補部210輸出，第2輸出像素位置值s2向第2插補部220時輸出。
上述第1插補部210的系數(shù)產(chǎn)生器從上述輸出像素位置值s1生成濾波器系數(shù)。
此時，在本發(fā)明中，以直線插補為例進行說明。上述系數(shù)產(chǎn)生器從像素位置值s1生成2個系數(shù)C0(＝1-s1)，C1(＝s1)。上述系數(shù)可以通過計算像素位置值s1生成，預先構(gòu)成各個系數(shù)的訪問表后，將上述位置值s1作為地址，在存儲的系數(shù)中，可以讀取一個，也可以生成一個。將在上述第1插補部210的系數(shù)產(chǎn)生器中產(chǎn)生的系數(shù)向插補濾波器輸出。上述插補濾波器利用系數(shù)C0，C1，生成上述輸出像素位置s1的輸出像素x1。下面，以直線插補為例進行說明，上述輸出像素x1按照下面的數(shù)學公式1插補生成。
數(shù)學公式1x1＝f(n-1)*C0+f(n)*C1同樣，接收輸出像素位置值s2的第2插補部220的系數(shù)產(chǎn)生器利用輸出像素位置值s2，生成濾波器系數(shù)C0，C1后，向插補濾波器輸出。上述插補濾波器按照上面的公式1，將各個系數(shù)和輸入像素相乘后相加，生成輸出像素位置s2的輸出像素x2。
本發(fā)明的特點是每個時鐘周期，在影像再采樣部110，移動輸入像素，每次移動輸入像素時，多個輸出像素位置同時向多個插補部分別輸出，同時插補生成多個輸出像素。
此時，如果在上述兩個輸入像素之間要映射的輸出像素的數(shù)量比插補部的個數(shù)多，不移動輸入像素，在下一個時鐘周期，輸出剩余的輸出像素位置值。舉例來說，如果在兩個輸入像素之間要映射的輸出像素的數(shù)是5，如圖6所示，插補部的個數(shù)是3個，在一個時鐘周期，輸出3個輸出像素位置值，不移動輸入像素。然后，在下個時鐘周期，一邊移動輸入像素，一邊重新輸出2個輸出像素位置值。
另一方面，在本發(fā)明中所使用的用語(terminology)可能選擇了現(xiàn)在廣泛使用的普通用語，在特定情況下，也存在申請人設定的用語。在這種情況下，由于在本發(fā)明相應說明部分詳細記載了這一用語所具有的意義，應該充分理解其并不是單純的用語名稱，而且還具有更深刻的意義。
本發(fā)明格式變換裝置及其方法的特點是升頻轉(zhuǎn)換時，通過在一個時鐘周期同時插補并生成在兩個輸入像素之間要映射的多個輸出像素，達到縮短格式變換時間的效果。尤其是，由于提高了作業(yè)處理量(Throughput)，使處理時間減少。所以，通過一個格式變換機，在一個輸出垂直同步區(qū)間(VSYN)，可以處理2個輸入影像。即，本發(fā)明格式變換裝置及其方法具有只使用一個格式變換機，能夠處理主畫面/次畫面的優(yōu)點。而且，當只處理1個輸入影像時，動作速度慢，具有可以低電力進行處理的優(yōu)點。
通過上述說明，本領域工作人員完全可以在不偏離本發(fā)明技術思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更和修改。
因此，本項發(fā)明的技術性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利范圍來確定其技術性范圍。
權(quán)利要求
1.格式變換裝置，其特征在于，由以下幾個部分構(gòu)成接收輸入/輸出影像大小，檢測格式信息，根據(jù)檢測的格式信息，計算在兩個輸入像素之間要映射的輸出像素的位置值，并將其輸出的影像再采樣部；多個插補部；上述各個插補部從上述影像再采樣部輸出的相應輸出像素的位置值中，生成插補濾波器的系數(shù)，利用生成的系數(shù)和輸入像素，插補并生成上述輸出像素位置的像素。
2.如權(quán)利要求1所述的格式變換裝置，其特征在于每個時鐘周期，上述影像再采樣部一邊轉(zhuǎn)移輸入像素，一邊輸出在兩個輸入像素之間要映射的輸出像素的位置值。
3.如權(quán)利要求2所述的格式變換裝置，其特征在于如果在兩個輸入像素之間要映射的輸出像素的個數(shù)比上述多個插補部的個數(shù)多，在現(xiàn)在時鐘周期，影像再采樣部不轉(zhuǎn)移輸入，根據(jù)上述插補部的數(shù)量輸出像素的位置值后，在下一個時鐘周期，一邊轉(zhuǎn)移輸入像素，一邊輸出其余輸出像素的位置值。
4.如權(quán)利要求項2所述的格式變換裝置，其特征在于上述影像再采樣部以現(xiàn)在輸入像素的位置為基準，將其到要映射的輸出像素位置的距離向相關輸出像素的位置值輸出。
5.如權(quán)利要求項2所述的格式變換裝置，其特征在于上述各個插補部由以下幾個部分構(gòu)成從輸入的輸出像素位置值中生成插補濾波器的系數(shù)產(chǎn)生器；利用生成的系數(shù)和輸入像素，對相關位置的輸出像素進行插補的插補濾波器。
6.如權(quán)利要求項5所述的格式變換裝置，其特征在于上述系數(shù)產(chǎn)生器預先將上述輸出像素的位置值的系數(shù)進行訪問表化后，將上述影像再采樣部輸出的輸出像素的位置值作為地址，在上述訪問表中讀取并生成相關系數(shù)。
7.格式變換方法，其特征在于，包括以下幾個階段(a)接收輸入/輸出影像大小，檢測格式信息，根據(jù)檢測的格式信息，計算在兩個輸入像素之間要映射的輸出像素的位置值并將其輸出，轉(zhuǎn)移輸入像素的階段；(b)按照在上述(a)階段中輸出的輸出像素位置值的大小并列地從上述(a)階段輸出的相關輸出像素的位置值中生成插補濾波器的系數(shù)，利用生成的系數(shù)和輸入像素，對上述輸出像素位置的像素進行插補的過程，在一個時鐘周期生成兩個輸入像素之間要映射的輸出像素的階段。
8.如權(quán)利要求項7所述的格式變換方法，其特征在于上述(a)階段，以現(xiàn)在輸入像素的位置為基準，直到要映射的輸出像素位置為止的距離向相關輸出像素的位置值輸出。
全文摘要
格式變換裝置及其方法的特征是當輸入影像的尺寸比輸出影像的尺寸小，進行升頻轉(zhuǎn)換時，通過在一個時鐘周期同時插補并生成在兩個輸入像素之間要映射的多個輸出像素，達到縮短格式變換時間的效果。
文檔編號H04N7/01GK1893616SQ200510035640
公開日2007年1月10日 申請日期2005年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月7日
發(fā)明者金大重 申請人:樂金電子(惠州)有限公司