[发明专利]可调矩形窗图像缩放方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及数字图像处理领域中的缩放方法及装置，具体涉及到一种可调矩形窗图像缩放及装置。

背景技术

日趋流行的平板显示器的最佳分辨率是固定的，它需要将不同分辨率的图像信号源转换成与其分辨率一致的图像，这样一个处理过程被称为图像缩放(scaling)，图像缩放装置(Scaler)即为完成这一工作的图像处理模块。作为平板显示系统的核心部分，它可以为显示屏提供可靠的图像缩放装置和图像增强处理，以满足不同用户、不同应用环境的需求。在图像缩放装置中，主要采用插值方法来实现图像缩放的功能。目前，双线性插值和最近邻域插值是芯片中使用较多的算法，其硬件实现简单，代价小，但用它们进行缩放会产生比较明显的边缘锯齿现象。而双三次插值、米切尔插值等三次插值算法能够较好得还原图像的原始信息，但由于涉及三次方的计算导致硬件实现复杂。

为了在提高传统缩放方法的缩放质量的同时减少硬件实现所消耗的资源，本发明提出了一种新型的可调矩形窗缩放方法，并以该方法为核心，设计了相应的图像缩放装置。该缩放装置不仅能实现源图像和目标图像之间不同分辨率的转换，而且还可通过此方法中参数的可调特性，在相同目标分辨率的条件下实现不同的显示效果(介于最近邻域插值和双线性插值之间的插值效果)。本发明提出的可调矩形窗方法及其装置由可编程器件FPGA硬件实现，并在TFT-LCD显示系统中对其可调缩放效果进行了验证。实验结果表明，以可调矩形窗方法为基础的缩放装置具有成本低、灵活性高、画质可调的优势。此外，本发明所述方法的应用目标不仅限于TFT-LCD显示终端，还可以用于其他显示终端。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可调矩形窗图像缩放方法及装置，以获得目标图像在横向、纵向方向上的象素值。所述的方法能以尽量少的资源来实现较高图像缩放质量的缩放装置，力求在图像缩放质量、硬件实现成本、算法运行速度等因素之间寻求平衡点，通过最优化的组合获得最高的性价比。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种可调矩形窗图像缩放方法，其特征在于所述图像包括多个象素点，所述象素点成二维矩阵式排布，横向为行、纵向为列，每个象素点被看成为具有一定宽度和高度的象素块，其操作步骤如下：

1)获取待求目标象素块的顶点在源图像中所处的行、列位置；

2)获取缩放过程中目标象素块所在可调矩形窗的位置及大小，即获取可调缩放参数；

3)根据上述的可调矩形窗的大小及位置，获取计算目标象素块时所需的源象素块的位置及象素值；

4)根据获取的所述待求目标象素块的顶点在源图像中所处的行、列位置及所需的源象素块的位置及象素值，求取所述的待求目标象素值；

5)进一步获取待求目标图像上的所有象素值。

一种可调矩形窗图像缩放装置，应用于上述方法，包括：

一个输入接收模块，其特征在于：

所述输入接收模块，用于接收输入源图像数据；

一个输入缓存模块，用于存数输入的源图像，供一个列预缩放模块调用所需图像数据；

所述列预缩放模块，用于获取象素在水平方向上的列预缩放值，完成缩放的中间过程；

一个列预缩放输出缓存模块，用于缓存经所述列预缩放模块处理后的中间数据，供一个行缩放模块调用所需的中间数据；

所述行缩放模块，用于获取象素在垂直方向上的行缩放值，完成最终的缩放过程，并将数据存储到一个行缩放输出缓存模块；

所述行缩放输出缓存模块，用于缓存经所述行缩放模块处理后所得的目标象素数据，供输出显示模块调用；

一个参数计算与控制模块，计算缩放装置所需的各项缩放参数，包括接收上位机提供的缩放模式要求；

一个时序输出生成模块，生成一帧图像的起止信号和行同步、场同步等时序信号。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：

本发明通过采用参数可调的矩形窗算法，使图像缩放效果可以为一般矩形窗缩放、双线性插值缩放、最近邻域插值缩放以及介于它们之间的任一种模式；缩放装置采用列预缩放和行缩放两次缩放来计算出某个目标象素值，且在列预缩放或行缩放的过程中，只需使用相邻的两个点进行计算，节约了图像的缓存单元，且列与行的缩放可以同时进行，减少了缩放时间、提高了缩放效率；缩放装置在时钟速度允许的条件下，可以支持任意不同分辨率之间的转换。

附图说明

图1为可调矩形窗图像缩放方法源图像和目标图像的重叠视图。

图2为可调矩形窗图像缩放方法的矩形窗口视图。

图3为可调矩形窗图像缩放方法的实例图。