專利名稱：放大圖像的方法與電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明有關于圖像縮放(image scaling)，且特別是有關于以模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(analog to digital converter；ADC)將圖像放大的放大圖像的方法與電路(Method and Circuit for Image Upscaling)。
背景技術：
在諸如計算機系統(tǒng)與電視系統(tǒng)及攝影機的圖像系統(tǒng)中，圖像通常會由圖像數(shù)據(jù)(如RGB數(shù)據(jù)或YUV數(shù)據(jù))來表示，并且利用這些圖像數(shù)據(jù)來產(chǎn)生顯示信號，再透過圖像再生，使圖像重現(xiàn)于一對應的顯示屏上。
在這種圖像系統(tǒng)中，于顯示至對應的顯示屏之前，基于某些理由，圖像可能需要先被放大，舉例而言，原始圖像為某一分辨率(如只讀光盤譯碼器所提供的160×120的圖像數(shù)據(jù))，而該圖像需顯示于一較大的顯示屏上(如640×480的陰極射線管屏幕)，為了發(fā)揮大顯示面積的優(yōu)勢，圖像系統(tǒng)將原始圖像放大。
此外，由于使用者接口的功能的增強，使用者可能不想保持圖像原有的尺寸比(aspect ratio)，而將圖像重新以另一尺寸顯示，即、圖像需在長度與寬度上以不同的比例被放大，因此，使用者需指定圖像系統(tǒng)可接受的需求條件，舉例而言，圖像的高度放大為兩倍，而寬度只放大1.5倍。
圖像系統(tǒng)一般包含特殊電路來放大圖像，此類電路包括現(xiàn)有的在計算機系統(tǒng)的主機板上的圖像控制芯片以及具有液晶顯示屏幕的計算機系統(tǒng)或攝影機的特殊芯片組。
除了提供放大的功能，這些特殊電路可能需要滿足特殊環(huán)境下的特定需求，舉例而言，假如特殊電路被用在平板顯示器，該電路需要夠小巧，此外，特別是在便攜式設備的應用(如筆記型計算機)上，減少電路的功耗也為期望之一。
在傳統(tǒng)的圖像系統(tǒng)中，原始圖像的水平與垂直方向的像素數(shù)據(jù)都是以數(shù)字方式放大，因此便需要同時于水平與垂直方向放大原始圖像的電路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種放大圖像的電路，此電路包括一超取樣單元(oversampling unit)以及一放大單元，該超取樣單元接收一圖像信號，并對該圖像信號進行超取樣以產(chǎn)生一超取樣的數(shù)據(jù)流，其中該超取樣單元的取樣率等于或超過一第一維度的輸出分辨率，放大單元耦接至該超取樣單元并將圖像的第二維度放大，以產(chǎn)生二維的放大圖像。
本發(fā)明提供一種放大圖像的方法，該方法包括對一圖像信號進行超取樣以產(chǎn)生一超取樣的數(shù)據(jù)流，以及將該圖像的第二維度放大，以產(chǎn)生二維的放大圖像。
在本發(fā)明中，僅需要一維的數(shù)字放大單元，即可以以任何尺寸比放大一圖像的水平與垂直分量，由于超取樣是以模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器進行，所以圖像的放大較能抗噪聲，且信號的相位檢測效能也有所提升，此外，不需要任何外部的內(nèi)存(如動態(tài)隨機存取內(nèi)存)。


圖1為依據(jù)本發(fā)明一實施例所繪的放大圖像的電路的方塊圖。
圖2顯示依據(jù)本發(fā)明一實施例所繪的放大圖像的方法流程圖。
主要組件符號說明100～模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器；111～時鐘脈沖控制單元；113～時鐘脈沖產(chǎn)生單元；120～數(shù)字濾波單元；
130～中繼處理單元；140～放大單元；210～以一等于或大于一第一維度的分辨率的取樣率對一圖像信號進行超取樣，以產(chǎn)生一超取樣的數(shù)據(jù)流；230～對該超取樣的數(shù)據(jù)流進行濾波，以產(chǎn)生一濾波過的數(shù)據(jù)流，其第一維度的分辨率等于輸出分辨率；240～對該濾波過的數(shù)據(jù)流進行信號處理；250～放大該圖像的第二維度以產(chǎn)生一二維的放大圖像。
具體實施例方式
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，下文特舉出較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下圖1為依據(jù)本發(fā)明一實施例所繪的放大圖像的電路的方塊圖，電路100包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(analog to digital converter；ADC)110以及放大單元140，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器110接收一二維的模擬圖像信號I，并對其一維度的分量以等于或超過第一維度的輸出分辨率的取樣率進行超取樣，以產(chǎn)生一超取樣的數(shù)據(jù)流。放大單元140耦接至模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器110，并將圖像的第二維度放大以產(chǎn)生二維的放大圖像。放大單元140的輸出信號O包含二維模擬圖像信號I的水平與垂直分量的放大圖像數(shù)據(jù)流，更明確地說，二維模擬圖像信號I的的第一維度為一水平維度，而第二維度為垂直維度。
在此實施例中，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器110包括時鐘脈沖控制單元111以及時鐘脈沖產(chǎn)生單元113，時鐘脈沖控制單元111產(chǎn)生控制時鐘脈沖產(chǎn)生單元113的控制信號，時鐘脈沖產(chǎn)生單元113產(chǎn)生取樣時鐘脈沖，并提供第一時鐘脈沖信號C1給放大單元140。
此外，圖1的電路100更包括數(shù)字濾波單元120，耦接至模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器110與放大單元140，數(shù)字濾波單元120接收來自模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器110的超取樣數(shù)據(jù)流以及來自時鐘脈沖產(chǎn)生單元113的第二時鐘脈沖信號C2，并產(chǎn)生一濾波過的數(shù)據(jù)流，數(shù)字濾波單元120的輸出數(shù)據(jù)流A包含了該濾波過的數(shù)據(jù)流。
再者，圖1的電路100更包括一中繼處理單元(intermediate processingunit)130耦接至該數(shù)字濾波單元120與該放大單元140，中繼處理單元130接收來自時鐘脈沖產(chǎn)生單元113的第三時鐘脈沖信號C3與由數(shù)字濾波單元120濾波過的數(shù)據(jù)流，中繼處理單元130對該濾波過的數(shù)據(jù)流進行信號處理并產(chǎn)生二維模擬圖像信號I的第一維度的放大數(shù)據(jù)流，中繼處理單元130的輸出數(shù)據(jù)流A’包含該放大的數(shù)據(jù)流。
模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器110自一數(shù)據(jù)線或數(shù)據(jù)總線接收一原始圖像信號，原始圖像信號攜帶了代表復數(shù)個二維的原始圖像幀(source image frame)的信息，每個原始圖像幀由復數(shù)條掃瞄線組成，每一掃瞄線有復數(shù)個原始像素數(shù)據(jù)，每秒的原始圖像幀數(shù)以FRAME_src代表，而原始掃瞄線與原始像素數(shù)據(jù)的數(shù)目分別以LINE_src與PXL_src代表，電路100產(chǎn)生目標圖像信號并將其輸出到一數(shù)據(jù)線或數(shù)據(jù)總線，目標圖像信號包括復數(shù)個目標圖像幀，每一目標圖像幀由復數(shù)條目標掃瞄線所組成，每一目標掃瞄線包括復數(shù)個原始像素數(shù)據(jù)，每秒的目標圖像幀數(shù)以FRAME_dst代表，而目標掃瞄線與目標像素數(shù)據(jù)的數(shù)目分別以LINE_dst與PXL_dst代表。
原始圖像幀與目標圖像幀的第一維度(此處以水平方向為例)決定模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器110最低的超取樣比率(oversampling ratio)F＝PXL_dst/PXL_src，此處以一范例來說明放大圖像的方法與電路的不同方面，以一幀頻(framerate)為60Hz的VGA圖像信號的原始圖像信號與一幀頻(frame rate)為60Hz的XGA圖像信號的目標圖像信號進行說明，換言之，F(xiàn)RAME_src、LINE_src與PXL_src分別等于60、480與640，而FRAME_dst、LINE_dst與PXL_dst分別為60、768與1024，因此模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器110的最低超取樣比率F便定義為1024/640＝1.6，于是，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器110的超取樣比率可以設成大于或等于1.6的任何數(shù)字，在此范例中，為了便于實作，超取樣比率選為2，當模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器110的超取樣比率選定為較高值時，目標圖像信號的圖像完整度便可在犧牲功耗、設計便利性等的條件下有所提升，實際的超取樣比率由時鐘脈沖控制單元所控制，此外，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器110可為一可調(diào)適型的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，當噪聲耦合至原始圖像信號上時，或者當原始圖像上有一嚴重的相位偏移時，進行較多的取樣可防止畫質(zhì)劣化，可調(diào)適型的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器可以動態(tài)地增加其超取樣比率，因此可達到抗噪聲的功效。
在此范例中，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器110提供一輸出數(shù)據(jù)流I’給數(shù)字濾波單元120，在輸出數(shù)據(jù)流I’中，水平分量的數(shù)據(jù)(即每一掃瞄線的像素數(shù)目)超過目標圖像所需的量，因此數(shù)字濾波單元120對輸出數(shù)據(jù)流I’進行濾波，并將每一掃瞄線的像素數(shù)目減少使得其輸出數(shù)據(jù)流A的每一掃瞄線的像素數(shù)目等于目標圖像信號的每一掃瞄線的像素數(shù)目PXL_dst，需注意的是，垂直分量的數(shù)據(jù)(即每一幀的掃瞄線數(shù)目LINE_src)還未被放大或縮小。
數(shù)字濾波單元120提供輸出數(shù)據(jù)流A給中繼處理單元130，中繼處理單元130產(chǎn)生和數(shù)據(jù)流A的分辨率相同的輸出數(shù)據(jù)流A’，中繼處理單元130只對數(shù)據(jù)流A進行信號處理使得目標圖像的畫質(zhì)更好，更明確地說，中繼處理單元130對超取樣過的數(shù)據(jù)流A進行畫質(zhì)提升或畫質(zhì)回復。
放大單元140從中繼處理單元130接收輸出數(shù)據(jù)流A’，并只將垂直分量的數(shù)據(jù)(即每一幀的掃瞄線數(shù)目)放大，放大單元140所產(chǎn)生的輸出數(shù)據(jù)流O攜帶了原始圖像的二維的放大圖像信號，由于放大單元140僅將垂直分量放大，放大單元140的實施例包括一內(nèi)建的緩沖器以儲存屬于諸多掃瞄線的數(shù)據(jù)，而且垂直放大可由線性內(nèi)插或者其它的算法完成。
圖2顯示依據(jù)本發(fā)明一實施例所繪的放大圖像的方法，該方法包括以一等于或大于一第一維度的分辨率的取樣率對一圖像信號進行超取樣，以產(chǎn)生一超取樣的數(shù)據(jù)流(步驟210)，并放大該圖像的第二維度以產(chǎn)生一二維的放大圖像(步驟250)，再者，該維度分量的超取樣的超取樣比率是動態(tài)調(diào)整，使得數(shù)據(jù)傳送可以更好的抵抗噪聲，更明確地說，該第一維度為一水平維度，而該第二維度為一垂直維度，此外，該方法更包括對該超取樣的數(shù)據(jù)流進行濾波，以產(chǎn)生一濾波過的數(shù)據(jù)流，該濾波過的數(shù)據(jù)流的第一維度的分辨率等于該維度的輸出分辨率(步驟230)，并對該濾波過的數(shù)據(jù)流進行信號處理(步驟240)，更明確地說，信號處理可為圖像提升或者圖像回復。
在說明書與權利要求中，特定的名詞被用來對應于特定的系統(tǒng)組件，熟知此技藝者當知消費電子設備制造者會以不同的名稱來稱呼一組件，此說明書以功能來區(qū)分組件，而非以名稱來做區(qū)分，在揭露過程與權利要求中，所用的“包含”與“包括”都為開放式語法，因此解讀應為“包含、但不限于…”，而所用的“耦接”則意味直接或者間接地電性連接，因此，假若一第一組件耦接至一第二組件，該連接可為透過一直接的電性連結(jié)完成，或者透過其它組件與連結(jié)的間接電性連結(jié)而達成。
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，任何熟習此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視權利要求范圍所界定者為準。
權利要求
1.一種放大圖像的電路，其特征在于，所述電路包括一超取樣單元，接收一圖像信號，并對所述圖像信號進行超取樣以產(chǎn)生一超取樣的數(shù)據(jù)流，其中所述超取樣單元的取樣率等于或大于一第一維度的輸出分辨率；以及一放大單元，耦接至所述超取樣單元，并將所述圖像信號的第二維度放大，以產(chǎn)生一二維的放大圖像。
2.如權利要求1所述的放大圖像的電路，其特征在于，所述超取樣單元包括一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
3.如權利要求1所述的放大圖像的電路，其特征在于，所述放大單元將一垂直維度放大，且所述第一維度為一水平維度。
4.如權利要求1所述的放大圖像的電路，其特征在于，所述超取樣單元為可調(diào)適型的，并可依據(jù)一超取樣比率動態(tài)地調(diào)整所述取樣率。
5.如權利要求4所述的放大圖像的電路，其特征在于，所述超取樣比率等于或大于所述第一維度的輸出分辨率除以所述第一維度的一輸入分辨率。
6.如權利要求1所述的放大圖像的電路，其特征在于，所述電路還包括一時鐘脈沖產(chǎn)生單元，其產(chǎn)生一取樣時鐘脈沖給所述超取樣單元，以及產(chǎn)生一第一時鐘脈沖信號給所述放大單元。
7.如權利要求1所述的放大圖像的電路，其特征在于，所述電路還包括一數(shù)字濾波單元，其耦接至所述超取樣單元與所述放大單元，接收所述超取樣的數(shù)據(jù)流并加以濾波，以產(chǎn)生一濾波過的數(shù)據(jù)流，其中所述第一維度等于所述輸出分辨率。
8.如權利要求1所述的放大圖像的電路，其特征在于，所述電路還包括一中繼處理單元，其耦接至所述超取樣單元以所述放大單元，接收所述超取樣的數(shù)據(jù)流并進行信號處理，以輸出一處理過的數(shù)據(jù)流給所述放大單元。
9.如權利要求8所述的放大圖像的電路，其特征在于，所述中繼處理單元對所述超取樣的數(shù)據(jù)流進行圖像提升或圖像回復。
10.一種放大圖像的方法，其特征在于，所述方法包括以一等于或大于一第一維度的分辨率的取樣率對一圖像信號進行超取樣，以產(chǎn)生一超取樣的數(shù)據(jù)流；以及放大所述圖像信號的第二維度以產(chǎn)生一二維的放大圖像。
11.如權利要求10所述的放大圖像的方法，其特征在于，所述第一維度為一水平維度，而所述第二維度為一水平維度。
12.如權利要求10所述的放大圖像的方法，其特征在于，所述取樣率可依據(jù)一超取樣比率動態(tài)地調(diào)整。
13.如權利要求10所述的放大圖像的方法，其特征在于，所述方法還括對所述超取樣的數(shù)據(jù)流進行濾波，以產(chǎn)生一濾波過的數(shù)據(jù)流，所述濾波過的數(shù)據(jù)流的第一維度的分辨率等于所述維度的輸出分辨率。
14.如權利要求10所述的放大圖像的方法，其特征在于，所述方法還包括對所述濾波過的數(shù)據(jù)流進行信號處理。
15.如權利要求14所述的放大圖像的方法，其特征在于，所述信號處理包括圖像提升或圖像回復。
全文摘要
本發(fā)明提供一種放大圖像的方法與電路，此電路包括一超取樣單元(oversampling unit)以及一放大單元，超取樣單元接收一圖像信號，并對圖像信號進行超取樣以產(chǎn)生一超取樣的數(shù)據(jù)流，其中超取樣單元的取樣率等于或超過一第一維度的輸出分辨率，放大單元耦接至超取樣單元并將圖像的第二維度放大，以產(chǎn)生二維的放大圖像。在本發(fā)明中，僅需要一維的數(shù)字放大單元，即可以以任何尺寸比放大一圖像的水平與垂直分量，由于超取樣是以模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器進行，所以圖像的放大較能抗噪聲，且信號的相位檢測效能也有所提升，此外，不需要任何外部的內(nèi)存。
文檔編號H04N1/393GK101043593SQ20071007874
公開日2007年9月26日 申請日期2007年2月17日 優(yōu)先權日2006年3月24日
發(fā)明者李新民, 王繼輝 申請人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司