[发明专利]一种图像缩放装置、方法及图像显示设备

说明书

技术领域

本发明属于图像显示领域，尤其涉及一种图像缩放装置、方法及图像显示设备。

背景技术

嵌入式图像显示设备，例如计算机系统的视频回放、图形显示是当前应用广泛并且很有发展前途的方向。由于原始图像或视频的尺寸大小与实际使用的显示器的显示分辨率不一致，如何实现图像缩放便成为计算机显示中的一个重要问题。

图像缩放涉及到二维缩放的问题，通常做法为在垂直方向和水平方向上先后进行两个一维的缩放，垂直缩放时，由于图像数据都是基于水平扫描方式，图像中上下点在时间上会有一行数据的延时，因此在进行多抽头的插值运算时相应地使用若干条行缓存器对数据进行缓存；水平缩放时，同一行内的每个像素点在时间上只有一个时钟的延时，只需要使用若干个简单的寄存器进行缓存即可，其中，垂直、水平缩放相互独立，可以采取相同或不同的插值算法。

数字电子领域中图像显示的色彩空间主要有两种，即按照三基色红(Red，R)、绿(Green，G)、蓝(Blue，B)加光系统的原理来描述颜色的RGB色彩空间和按照亮度、色差原理描述颜色的YUV色彩空间，其中，Y分量代表图像的亮度信息，U和V代表色差，一般是红色和蓝色的相对值。YUV数据在内存中的存放方式主要有YUV分块存放和交错存放两种方式，RGB数据则一般为565和888两种存放方式。YUV色彩空间中，由于人眼对亮度Y信号最为敏感，从成本等方面考虑在图像缩放处理中仅需要对Y信号进行高抽头的复杂滤波插值，而对U、V信号采用较为简单的双线性插值的方法，即对YUV通道采用不对称的结构，已经足以产生令人满意的效果。这种Y通道和U、V通道的不对称性决定了进行垂直缩放时在Y通道和U、V通道使用行缓存器的数目不同，例如4抽头的Y通道运算，2抽头的U、V通道运算，在YUV分块存放模式中，由于YUV数据独立的存放在内存的3段空间中，以内存进发模式读取YUV数据，且YUV三组数据可以独立进行，相互间不受对方延时的影响，但对于数据存放在内存的同一空间段内的YUV交错存放模式，却存在各个通道不同步的问题，例如在图像输出第1行时，Y分量必须已经缓存第1、2，3行数据并读入第4行，以进行4抽头的插值运算，而此时U、V应该已经缓存第1行并需要读入第2行，以进行2抽头的插值运算，但由于YUV交错存放的数据在内存进发读取的时候同一时间只能读出第2行的YUV或者第4行的YUV，而不能同时读出第4行的Y和第2行的U、V，因此只能读一次第2行的YUV，丢弃Y分量，获得第2行的U、V，再读取一次第4行的YUV，丢弃U、V分量，获得第4行Y分量，这种情况下内存访问效率会减半，图像缩放的效率较低，Y通道比U、V通道要有所延时，如果对U、V通道采用与Y通道同样数目的行缓存器，即采用对称结构，可以解决延时的问题，但成本又有所增加。

总之，目前的图像缩放装置没有同时兼顾到成本和图像输出延时的问题，要么采用不对称结构减低成本，但在处理YUV交错数据格式时内存访问效率过低，要么采用对称结构，可保证YUV分块或交错格式的内存访问效率，但硬件成本升高。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种图像缩放装置，旨在解决目前的图像缩放装置没有同时兼顾到成本和图像输出延时的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种图像缩放装置，包括垂直缩放单元和水平缩放单元，所述垂直缩放单元包括与Y数据对应的一个数据通道控制器、至少两个行缓存器、一个插值运算器，与U数据对应的一个数据通道控制器、至少两个行缓存器、一个插值运算器，与V数据对应的一个数据通道控制器、至少两个行缓存器、一个插值运算器，所述垂直缩放单元进一步包括：

一个可配置行缓存器，用于根据所述Y数据通道控制器的控制进行Y数据缓存，或根据U、V数据通道控制器的控制进行U、V数据缓存；以及

一个可配置行缓存器控制器，其根据图像像素数据存放模式设置所述可配置行缓存器作为与Y数据通道控制器对应的行缓存器或与U、V数据通道控制器对应的行缓存器。

本发明实施例的另一目的在于提供一种图像缩放方法，所述方法包括以下步骤：

根据YUV数据存放模式设置可配置行缓存器接受相应的数据通道控制器的控制；

将Y、U、V数据分别读取至与各数据通道控制器对应的行缓存器中；

分别对Y、U、V数据进行垂直缩放；

分别对Y、U、V数据进行水平缩放。