專利名稱：圖像插補的處理裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像插補的處理裝置及其方法，特別是運用在圖像分辨率的縮放處理裝置及其方法，其是運用三次方程式處理方式及減少斜率的參考點，以達(dá)到圖像品質(zhì)佳和減少硬件資源設(shè)計。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)今的顯示裝置中，電子屏幕系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在各種的產(chǎn)品上，例如數(shù)字照相機(jī)、LCD電視以及LCD顯示器等等，而其圖像呈現(xiàn)與圖像來源通常具有不同的分辨率，使用者無法預(yù)知下一筆圖像數(shù)據(jù)的分辨率是否符合目前系統(tǒng)上所設(shè)定的分辨率，因此無法在顯示之前決定是否需要做分辨率的調(diào)整。
例如輸入圖像分辨率為VGA模式(640×480)，輸出端需求為XGA模式(1024×768)，則需將圖像分辨率提高，若輸入圖像分辨率為SXGA模式(1280×1024)，輸出端需求為XGA模式(1024×768)，則需將圖像分辨率降低，以符合系統(tǒng)應(yīng)用的規(guī)格?，F(xiàn)今品質(zhì)與價格的挑戰(zhàn)下，成本與品質(zhì)的兼顧，已然成為產(chǎn)品勝負(fù)的決戰(zhàn)點，所以圖像分辨率的處理方式是屬相當(dāng)重要的功能，目前已知方法有Bilinear、Cubic、B-Spline、Besier、Natural、Catmull-Rom、Hermite等，都是為插補所慣用的濾波方式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是在提供一種圖像插補的轉(zhuǎn)換裝置，以符合系統(tǒng)應(yīng)用端的功能。
本發(fā)明的再一目的，就是運用三次方程式提升圖像插補品質(zhì)，和只用兩點的斜率參考方式以減少硬件資源設(shè)計，以提升競爭力。
為達(dá)到上述的目的，本發(fā)明使來源端p(1)和p(2)為參考點，設(shè)定三次方程式v1(t)＝2t^3-3t^2+1；v2(t)＝-2t^3+3t^2；v3(t)＝t^3-2t^2+t；v4(t)＝t^3-t^2。斜率因素T＝[p(1)-p(2)]，令插補點pi(t)＝v1(t)p(1)+v2(t)p(2)+T(v3(t)+v4(t))，并將插補點pi(t)限制在有效表示范圍，以8-bit表示為例就是將pi(t)限制在0-255之間，t為插補點的間隔增益因素，例如640點要插補至1024點，則t＝0.625，由640/1024得知，若是1280點要插補至1024點，則t＝1.25，由1280/1024得知，此法可達(dá)到任意圖像大小的插補方式以及保護(hù)圖像的銳利度，不因插補濾波而使圖像變得模糊不清。本發(fā)明相較于低階濾波Bilinear、高階濾波Cubic、B-Spline、Besier、Natural、Catmull-Rom等有更好的效果外，相較于高階濾波Hermite而言，也能大幅減少運算量，減少硬件資源的需求。
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。


圖1示出了依照本發(fā)明的一較佳實施例插補示意圖；圖2示出了依照本發(fā)明所定義的三次方程式曲線圖；以及圖3示出了依照本發(fā)明的硬件架構(gòu)的示意圖。
附圖符號說明100來源圖像端的參考圖素P1和P2101斜率向量T具體實施方式
為了讓本技術(shù)領(lǐng)域者能輕易理解本案的技術(shù)內(nèi)容，請同時參照圖1，圖1示出了依照本發(fā)明一較佳實施例插補示意圖。圖1包含P1和P2為來源圖像端的圖素100，T為P1到P2斜率向量101，Pi為利用本發(fā)明計算出的圖像插補點102，t為插補點的間隔增益因素103。
定義一元三次方程式分別為v1(t)＝2t^33t^2+1； 等式1v2(t)＝-2t^3+3t^2； 等式2v3(t)＝2t^3-3t^2+t；等式3定義斜率因素T＝P1-P2等式4t為插補點的間隔增益因素例如640點要插補至1280點，則t＝0.5，由640/1280得知
Pi為計算出的插補點已知兩參考點P1和P2為來源圖像的取樣點，令插補點Pi＝v1(t)P1+v2(t)P2+Tv3(t) 等式5根據(jù)等式1-等式5，則可得到下列式子Pi＝P1(2t^3 3t^2+1)+P2(-2t^3+3t^2)+T(2t^3-3t^2+t) 等式6并將插補點Pi限制在有效表示范圍，以8-bit表示為例就是將Pi限制在0-255之間，所以只需調(diào)整t間隔增益因素和兩點參考點，就可以得到任意大小分辨率的插補點，圖1則是以t為0.5為例說明。
請參照圖2，其是依照本發(fā)明所定義的三次方程式曲線圖。y為垂直軸表示變量值200，x為水平軸表示t值201，曲線202代表v1(t)，曲線203代表v2(t)，曲線204代表v3(t)，曲線205代表v4(t)。
根據(jù)上述的說明，可清楚了解本發(fā)明的精神在于當(dāng)插補點較接近P1(較遠(yuǎn)離P2)時，P1的比重v1(t)大于P2的比重v2(t)，反則反之。也就是說，0＜t＜0.5時，v1(t)＞0.5而v2(t)＜0.5，而當(dāng)0.5＜t＜1時，v1(t)＜0.5而v2(t)＞0.5。另外，v1(t)與v2(t)的和為1。當(dāng)然，v1(t)、v2(t)除了為一元三次方程式外，也可以為任何一元多次方程式，如一元二次或四次方程式，只要符合上述的原則。
另外，修正方程式v3(t)必須符合t＝0及1時，v3(t)＝0，如此，可符合t＝0時，Pi＝P1及t＝1時，Pi＝P2的邊界狀態(tài)。因此，可得而知，v3(t)的常數(shù)為0(才能滿足v3(0)＝0)。另外，可觀察到一元補償方程式v3(t)的函數(shù)值以t＝0.5為中心上下左右對稱(或者可說函數(shù)值的絕對值以t＝0.5為中心左右對稱)，以及函數(shù)值范圍在變量值在0至1之間時在-1至1之間。如此，除可讓插補點的平均值落在P1及P2之間外，每一個插補點的值也能落在P1及P2之間。再者，修正方程式v3(t)的另一個特性為其為三次以上的方程式時，在0＜t＜1區(qū)間有v3(t)＝0的解。也就是三次以上的修正方程式v3(t)為零的解有三個以上。
本發(fā)明的方法可以用以任何硬件、軟件、固件、或該等的組合形式實現(xiàn)之。參考圖3，為利用本發(fā)明的方法的硬件架構(gòu)。該硬件架構(gòu)包含一輸入單元301以及一運算單元302，用以將一圖像數(shù)據(jù)的分辨率從一第一分辨率縮放成一第二分辨率。輸入單元301接收該圖像數(shù)據(jù)的一第一圖像值P1及一第二圖像值P2。而運算單元302，內(nèi)建一第一一元方程式、一第二一元方程式及一一元補償方程式，并基于第一分辨率及一第二分辨率的比例而得到一差補點的圖像值Pi，并利用差補點的圖像值Pi而組成具有第二分辨率的圖像數(shù)據(jù)。其中該內(nèi)建第一一元方程式、第二一元方程式及一元補償方程式如上述的描述，在此不多累述。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的申請專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種圖像縮放方法，包含下述步驟接收一第一圖像值、一第二圖像值及一差點參考值；設(shè)定一第一一元三次方程式、一第二一元三次方程式及一一元補償方程式；將該差點參考值代入該第一一元三次方程式、第二一元三次方程式及該一元補償方程式以得到一第一值、一第二值及一補償值；以及將該第一值乘以該第一圖像值、該第二值乘以該第二圖像值、及該補償值乘以該第一圖像值與該第一圖像值的差，并將上述三乘積進(jìn)行運算以得到一圖像插補點的圖像值；其中，該第一一元三次方程式在變量值大于0、小于0.5時函數(shù)值大于0.5，而變量值大于0.5、小于1時函數(shù)值小于0.5，以及該第二一元三次方程式在變量值大于0、小于0.5時函數(shù)值小于0.5，而變量值大于0.5、小于1時函數(shù)值大于0.5，該一元補償方程式在變量值等于0及1時，函數(shù)值等于0。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像縮放方法，其中，該一元補償方程式是為一一元三次補償方程式。
3.如權(quán)利要求1或2所述的圖像縮放方法，其中，該第一一元三次方程式為2t^3 3t^2+1，而該第二一元三次方程式為-2t^3+3t^2。
4.如權(quán)利要求1或2所述的圖像縮放方法，其中，該第一元補償方程式為2t^3-3t^2+t。
5.如權(quán)利要求1或2所述的圖像縮放方法，其中，該第一元補償方程式的函數(shù)值等于零的解至少有三個。
6.一種圖像縮放方法，包含步驟接收一第一圖像值P1、一第二圖像值P2及一差點參考值t；設(shè)定一第一一元方程式v1(t)、一第二一元方程式v2(t)及一一元補償方程式v3(t)；將該差點參考值t代入該第一一元方程式v1(t)、第二一元方程式v2(t)及該一元補償方程式v3(t)以得到一第一值v1、一第二值v2及一補償值v3；以及令一圖像插補點的圖像值Pi＝P1*v1+P2*v2+v3*(P1-P2)；其中，該v1在t大于0、小于0.5時大于0.5，t值大于0.5、小于1時小于0.5、該v2在t大于0、小于0.5時小于0.5，而在t大于0.5、小于1時大于0.5，該v3在t等于0及1時，等于0。
7.如權(quán)利要求6所述的圖像縮放方法，其中，該一元補償方程式v3(t)是為一一元三次補償方程式。
8.如權(quán)利要求6所述的圖像縮放方法，其中，該第一一元三次方程式v1(t)及該第二一元三次方程式v2(t)的和為1。
9.一種圖像縮放裝置，用以將一圖像數(shù)據(jù)的分辨率從一第一分辨率縮放成一第二分辨率，該圖像縮放裝置包含一輸入單元，接收該圖像數(shù)據(jù)的一第一圖像值及一第二圖像值；以及一運算單元，內(nèi)建一第一一元方程式、一第二一元方程式及一一元補償方程式，并基于第一分辨率及一第二分辨率的比例而得到一具有第二分辨率的圖像數(shù)據(jù)；其中，該第一一元方程式在變量值大于0、小于0.5時函數(shù)值大于0.5，而變量值大于0.5、小于1時函數(shù)值小于0.5，以及該第二一元方程式在變量值大于0、小于0.5時函數(shù)值小于0.5，而變量值大于0.5、小于1時函數(shù)值大于0.5，該一元補償方程式在變量值等于0及1時，函數(shù)值等于0。
10.如權(quán)利要求9所述的圖像縮放裝置，其中，該一元補償方程式是為一一元三次補償方程式。
11.如權(quán)利要求9所述的圖像縮放裝置，其中，該第一一元方程式及該第二一元方程式的和為1。
12.如權(quán)利要求9、10或11所述的圖像縮放裝置，其中，該一元補償方程式的函數(shù)值的絕對值以變量值為0.5為中心左右對稱。
13.如權(quán)利要求9、10或11所述的圖像縮放裝置，其中，該一元補償方程式的函數(shù)值范圍在變量值在0至1之間時在-1至1之間。
全文摘要
一種圖像分辨率插補的方法，使用兩參考點，利用兩個比重方程式及一修正方程式來計算出插補點。其是以該兩個比重方程式來決定兩參考點各自比重，并在以修正方程式和兩參考點差的積來進(jìn)行調(diào)整。本發(fā)明可達(dá)到任意圖像大小的插補方式以及保護(hù)圖像的銳利度，不因插補而使圖像變得模糊不清。
文檔編號G06T3/40GK1991907SQ200510136899
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月27日
發(fā)明者鐘貞健 申請人:碩頡科技股份有限公司