专利名称：图像的缩小方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明有关于一种图像的缩小技术，且特别是有关于一种将大尺寸的图像转换成小尺寸图像的缩小技术。
背景技术：
液晶显示器具有轻、薄、体积小、低电压驱动、低消耗电功率及应用范围广等优点，而被广泛应用于中、小型可携式电视、移动电话、摄录放像机、组记型计算机、桌上型显示器、以及投影电视等消费性电子或计算机产品，且将逐渐取代映像管(CRT)成为显示器的主流。
当一个小尺寸的屏幕(例如移动电话上的屏幕)要显示较大尺寸的显示画面时，势必要对图像进行缩小处理。图1即表示一种公知图像的缩小方法的示意图。请参照图1，空白的圆圈(例如101)表示原始图像的像素。当要对图像进行缩小时，需要先对一预设数目的像素进行取样。例如，在图1中，每四个像素就形成一个取样区域，例如虚线120所围的区域。而每一个取样区域中的各像素，都具有各自的权重值。因此，公知的图像的缩小方法就是依据每一个像素的权重值，而在每个取样区域内产生一取样像素。在图1A中，取样像素是以黑点作代表，例如取样像素122。由于取样像素的数量比原始像素要少，代表显示画面的清晰度降低了，因此就可以在小尺寸的屏幕上显示。
图2表示依照图1所设计的图像缩小装置的硬件结构图。请参照图2，公知的图像缩小装置200包括了缓冲器201、203、205和207，该四者是用来分别寄存所取样的四个像素数据。而这四个缓冲器的输出分别送至乘法器209、211、213和215，以分别将四个取样的像素分别乘以运算因子FA1、FA2、FA3和FA4。而后，乘法器209和211会将运算的结果送至加法器217，而乘法器213和215则会将运算的结果送至加法器219。另外，加法器217和219的输出则会耦接至加法器221，并且加法器221会将加法器217和219的运算结果相加，以产生一取样像素。最后，该取样像素会通过缓冲器223后输出。
然而，由于上述的图像缩小技术仅取样四个原始像素来产生取样像素，因此会使得显示画面的色彩不均匀，并造成图像的失真。另外，由于取样的像素数量少，会使得有些像素不会被取样到，例如图1中以斜线填满的圆圈132。因此，原本存在于原始画面上的物体，在经过缩小后的画面上就可能发生消失的情形。
图3表示一种改良图1的图像缩小方法的示意图。请参照图3，为了解决上述的问题，因此就有人想到一次取样较多的原始像素来产生取样像素，例如在图3中，每个取样像素(黑点)都是利用取样16个原始像素所产生。如此，不但能够使画面均匀，以致于降低失真，并且也能够将每个像素都取样到。
然而，由于在图3中，每个取样像素都是参考16个原始像素的权重而产生，因此就会让整个显示画面模糊不清。由于一次需要计算16个像素的权重值来产生取样像素，也会让硬件的成本上升。
发明内容
因此，本发明提供了一种图像的缩小技术，能够用较低的硬件成本来对图像进行缩小，并且能获得画质较好的显示画面。
本发明提供了一种图像的缩小方法，其适用于由一奇图场(field)和一偶图场交错组成的图像数据，而奇图场和偶图场都是由多个像素所组成。本发明包括(a)决定奇图场的一第一取样区域；(b)定义第一取样区域中取样像素的权重；(c)依据(b)步骤而产生一第一像素；(d)决定偶图场的一第二取样区域；(e)定义第二取样区域中取样像素的权重；(f)依据(e)步骤产生一第二像素，而该第二像素与第一像素于各自帧内的相对位置为不同；以及(g)根据第一像素和第二像素，而产生第三像素，以用来组成缩小的图像。
在本发明的其中一个实施例中，上述第一取样区域和第二取样区域于各自帧内的相对位置相同或是邻近。
另外，上述(b)步骤还包括定义第一取样区域中相交的水平线与垂直线上的像素的权重。
从另一观点来看，本发明提供了一种图像缩小装置，其包括了水平权重值产生单元和垂直权重值产生单元。其中，水平权重值产生单元会依据多组运算因子数据而产生多个水平权重值数据。类似地，垂直权重值产生单元则依据上述的运算因子数据而产生多个垂直权重值数据。在本发明中，还包括了水平运算模块和垂直运算模块。其中，水平运算模块用来接收多个像素数据，并依据上述的水平权重值数据来对该多个像素数据进行运算，其中像素数据可以构成一显示图像。而垂直运算模块则是接收水平运算模块的输出，并且依据上述的垂直权重值数据来对水平运算模块的输出进行运算，以产生多个取样像素，以及产生新的显示图像。
在较佳的情况下，本发明还包括了运算因子输出模块，是用来输出上述的运算因子。
在本发明的实施例中，运算因子输出模块包括了第一切换控制单元和第一多工器。其中，第一切换控制单元会产生一第一选择信号，而第一多工器则是接收一第一水平运算因子和一第二水平运算因子，并且依据该第一选择信号而选择第一水平运算因子或是第二水平运算因子送至水平权重值产生单元。另外，运算因子输出模块还包括第一切换控制单元和第一多工器，而该二者的工作原理与第一切换控制单元和第一多工器相同。
由于本发明在奇图场和偶图场会产生不同的取样像素，因此本发明所显示的图像会较均匀，并且本发明一次仅取样四个像素，因此显示画面也不会模糊。另外，由于本发明仅取样四个像素进行运算，因此硬件成本也较低。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图1表示一种公知图像的缩小方法的示意图。
图2表示依照图1所设计的图像缩小装置的硬件结构图。
图3表示一种改良图1的图像缩小方法的示意图。
图4表示依照本发明的一较佳实施例的一种图像的缩小方法的示意图。
图5表示依照本发明的第一实施例的一种图像的缩小方法的步骤流程图。
图6表示依照本发明另一实施例的一种图像的缩小方法的示意图。
图7表示依照本发明的第二实施例的一种图像的缩小方法的步骤流程图。
图8表示图6的奇图场和偶图场所产生的取样像素的混合示意图。
图9表示依照本发明的一较佳实施例的一种图像的缩小方法的步骤流程图。
图10表示依照本发明的一较佳实施例的一种图像缩小装置的硬件结构图。
图11表示依照本发明的一较佳实施例的一种水平运算模块的硬件结构图。
图12表示依照本发明的一较佳实施例的一种垂直运算模块的硬件结构图。
主要元件符号说明101、132、401、403、405、407、605原始像素120虚线122、409、411、601、603取样像素200图像缩小装置201、203、205、207、223、1102、1104、1112、1202、1204、1212缓冲器209、211、213、215、1106、1108、1206、1208、111210乘法器217、219、221、1110加法器910输出模块912、914切换控制单元916、918多工器922水平权重值产生单元924垂直权重值产生单元926水平运算模块928垂直运算模块1100水平运算模块1200垂直运算模块A1、A2、A3取样区域DI图像缩小装置的输入DO图像缩小装置的输出FA1、FA2、FA3、FA4运算因子
HW1、HW2水平权重值VW1、VW2垂直权重值S501、S503、S505、S507、S509、S701、S703、S705、S707、S709、S711、S901、S903、S905、S907、S909、S911、S913图像的缩小方法的步骤流程具体实施方式
图4表示依照本发明的一较佳实施例的一种图像的缩小方法的示意图。请参照图4，在图像数据中，包括了多个例如401的像素，都是以阵列方式排列。本发明主要的精神，在于图像数据为奇图场和偶图场时，其取样的像素会有不同的权重，详细的说明可以参照以下的叙述。
图5表示依照本发明的第一实施例的一种图像的缩小方法的步骤流程图。请合并参照图4和图5，当本发明接收到一图像数据时，会如步骤S501所述，将奇偶图场的图像数据分成多个例如图4的A1的取样区域。而在每一个取样区域中，都具有一预设数目的取样像素。在较佳的实施例中，该预设数目为4，也就是说，每个取样区域中都具有四个取样像素。例如，在取样区域A1中，具有取样像素401、403、405和407。另外，在本发明的实施例中，取样区域可以是矩形的区域，而其四角刚好配置了四个取样像素。
接着，如步骤S503所述，检测目前所显示的图像数据为奇图场还是偶图场。若是目前所显示的图像数据为奇图场时，则如步骤S505所述，依据一第一预设比例而在每一取样区域中，设定各取样像素的权重值，以使每一取样区域产生新像素。相对地，若是目前所显示的图像为偶图场时，则如步骤S507所述，依据一与奇图场的第一预设比例不同的第二预设比例，在每一取样区域中设定各取样像素的权重值，以使每一取样区域产生一新像素。当奇偶图场分别产生新像素后，就可以进行步骤S509，就是利用奇图场所产生的新像素与偶图场所产生新像素来组成新的图像数据。
以图4奇图场取样区域A1为例叙述，在取样区域A1中包括了取样像素401、403、405和407。当图像数据为奇图场时，我们可以利用内插法来计算出上述的第一预设比例，以设定每个取样像素的权重值。假设取样像素407的权重较重，而其余的取样像素权重较轻，因此就可以依据各取样像素的权重来产生新像素409。相对地，当图像数据为偶图场时，则同样利要内插法来计算出上述的第二预设比例来设定每个每个取样像素的权重值。假设在偶图场时，偶图场的取样区域A1包括了取样像素402、404、406和408，且像素402的权重较重，而其余的权重较轻，因此就依据各像素的权重来产生新像素411。
从图4可以清楚的看到，新像素409和新像素411于奇偶图场取样区域A1中的位置并不相同。藉此，在奇图场显示的图像可以和在偶图场所显示的图像互补，使得整个画面看起来比较均匀。
虽然本发明每一取样区域为利用四个像素来产生取样像素，但是在较佳的情况下，本发明仅需要利用每一取样区域中相交的水平线与垂直线上共三个像素，就可以产生取样像素。以图4奇图场的取样区域A1为例，当显示数据为奇图场时，本发明仅需要利用水平线上的两个像素405和407，以及利用相交于水平线上的垂直线上的两个像素403和407，总共三个像素，就可以产生所需要的取样像素409，而在偶图场时也是相同的做法。
图6表示依照本发明的第二实施例的一种图像的缩小方法的示意图。图7表示依照本发明另一实施例的一种图像的缩小方法的步骤流程图。请合并参照图6和图7，在本实施例中，当接收到图像数据时，会先检测所显示的图像数据为奇图场或是偶图场，也就是步骤S701所叙述的内容。假设目前所显示的图像数据为奇图场，则进行步骤S703，就是从图像数据中，取样一预设数目的像素，并形成例如图6的A2取样区域。接着如步骤S705所述，依据例如取样区域A2内各像素的权重值而产生取样像素601。
相对地，当目前所显示的图像数据为偶图场，则如步骤S707所述，从图像数据中取样同样数目的像素，并形成例如图6的A3取样区域。在本实施例中，A2取样区域可以和A3取样区域会彼此相接。例如在图6中，取样区域A2右下角配置了像素605，而在取样区域A3的左上角也是配置像素606。当步骤S707结束后，本发明会如步骤S709所述，同样依据例如取样区域A3内各像素的权重值而产生取样像素，例如图6的取样像素603。当取得奇图场的取样像素与偶图场的取样像素后，本发明就会进行步骤S711，就是利用奇图场的取样像素与偶图场的取样像素来组成新的图像数据。
由上可知，奇偶图场用来作为互补的两取样区域，其在帧内的相对位置可相同(如图4所示)或不相同(如图6所示)。
图8表示图6的奇图场和偶图场所产生的取样像素的混合示意图。从图8中可以很明显地看出，图7所揭示的缩小方法，可以有效地减少没有被取样的像素(以斜线填满的圆圈代表)的数目。也就是说，在图像数据中不会有一整列或是一整行的像素没有被取样到。
综合上述两个实施例，本发明提出了一种图像的缩小方法，如图9所示。请参照图9，如步骤S901所述，本发明会先决定一图像数据中，奇图场的一第一取样区域，并且如步骤S903所述，定义第一取样区域中取样像素的权重，以产生一第一像素，就如步骤S905所述。此外，本发明也会如步骤S907所述，决定图像数据中偶图场的第二取样区域，并且如步骤S909所述，定义第二取样区域中取样像素的权重，以产生第二像素，也就是步骤S911。其中，上述第一像素和第二像素在各自帧的相对位置是不同的，如以上第一实施例和第二实施例所表示。接着，如步骤S913所述，依据第一像素和第二像素来产生一第三像素，以组成缩小的图像。
图10表示依照本发明的一较佳实施例的一种图像缩小装置的硬件结构图。请参照图10，本发明所提供的图像缩小装置包括运算因子输出模块1010，其输出分别送至水平权重值产生单元1022和垂直权重值产生单元1024。另外，水平权重值产生单元1022的输出耦接至水平运算模块1026，而垂直权重值产生单元1024的输出则是耦接至垂直运算模块1028。此外，水平运算模块1026的会通过本发明的图像缩小装置的输入端DI接收多组像素数据，并且其输出会送至垂直运算模块1028，而垂直运算模块1028的输出则是耦接至本发明的图像缩小装置的输出端D0。
运算因子输出模块1010包括了切换控制单元1012和1014，以及多工器1016和1018。其中，多工器1016接收了水平运算因子HF1和HF2，而多工器1018则是接收垂直运算因子VF1和VF2。另外，切换控制单元1012会控制多工器1016输出水平运算因子HF1或是HF2给水平权重值产生单元1022，类似地，切换控制单元1014则会控制多工器1018输出垂直运算因子VF1或是VF2给垂直权重值产生单元1024。当水平权重值产生单元1022和垂直权重值产生单元1024收到运算因子输出模块所送来的运算因子后，就会分别产生输出至水平运算模块1026和垂直运算模块1028。
图11表示本发明较佳实施例的一种水平运算模块的硬件结构图，其可以适用于图10的水平运算模块1026。请参照图11，在水平运算模块1100中，包括了缓冲器1102，其用来接收多组像素数据，而这些像素数据可以组成一显示画面，其例如是图4中的像素401。
当第一组像素数据被送至缓冲器1102时，会再被送至缓冲器1104寄存。而当下一组像素数据送入缓冲器1102时，缓冲器1102和1104会将输出分别送至乘法器1106和1108。而乘法器1108和1106会分别将缓冲器1106和1102的输出乘以水平权重值HW1和HW2后，再送至加法器1110，并且加法器1110的输出会通过缓冲器1112输出。
图12表示本发明较佳实施例的一种垂直运算模块的硬件结构图。请参照图12，与水平运算模块1100类似，垂直运算模块1200也包括了两个缓冲器1202和1204。其中，缓冲器1202会接收例如水平运算模块1100的输出。缓冲器1202和1204地输出同样会被送至两个乘法器，分别是1206和1208。其中，乘法器1208会将缓冲器1204的输出乘以垂直权重值VW1，而乘法器1206则会将缓冲器1202的输出乘以垂直权重值VW2。另外，乘法器1206和1208的输出会送至加法器111210，并且通过缓冲器1212输出。
从以上可知，图10所提供的装置可以实现图5或图7的缩小方法。例如，垂直运算模块1028可以将取样区域中垂直线上的两个像素分别乘以对应的权重值，并且水平运算模块1026可以将取样区域中水平线上的两个像素分别乘以对应的权重值，就可以产生对应的取样像素，以用来组成缩小过后的图像数据。
综上所述，在本发明至少有以下优点1.本发明在奇图场和偶图场会分别产生不同的取样像素，因此经过缩小后的显示图像色彩会看起来更均匀。
2.由于本发明每次仅取样四个像素，因此缩小过后的显示图像看起来还是很清晰。
3.由于本发明仅对取样区域中水平线和垂直线上的像素进行运算，因此硬件结构可以简化，并且进而降低了硬件的成本。
本发明虽以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行更动与修改，因此本发明的保护范围以所提出的权利要求所限定的范围为准。
权利要求
1.一种图像的缩小方法，适用于由一奇图场以及一偶图场交错组成的一图像数据，该奇图场与该偶图场分别由多个像素所组成，其中该缩小方法包括下列步骤(a)决定该奇图场的一第一取样区域；(b)定义该第一取样区域中取样像素的权重；(c)根据(b)步骤，产生一第一像素；(d)决定该偶图场的一第二取样区域；(e)定义该第二取样区域中取样像素的权重；(f)根据(e)步骤，产生一第二像素，其中该第二像素与该第一像素于各自帧内的相对位置为不同；以及(g)根据该第一像素以及该第二像素，产生一第三像素，用以组成缩小的该图像。
2.如权利要求1所述的图像的缩小方法，其中该第一取样区域与该第二取样区域于帧内的相对位置相同。
3.如权利要求1所述的图像的缩小方法，其中该第一取样区域与该第二取样区域于帧内的相对位置邻近。
4.如权利要求1所述的图像的缩小方法，其中该第一取样区域与该第二取样区域分别包括有四取样像素。
5.如权利要求1所述的图像的缩小方法，其中该第一取样区域与该第二取样区域为一正方形，且该正方形内的取样像素为位于该正方形的四个顶点。
6.如权利要求1所述的图像的缩小方法，其中(b)步骤还包括定义该第一取样区域中相交的一水平线与一垂直线上的像素的权重。
7.一种图像缩小装置，包括；一水平权重值产生单元，依据多个运算因子数据而产生多个水平权重值数据；一垂直权重值产生单元，依据该多个运算因子数据而产生多个垂直权重值数据；一水平运算模块，接收多个像素数据，并依据该多个水平权重值数据来对该多个像素数据进行运算，其中该多个像素数据构成一显示图像；以及一垂直运算模块，接收该水平运算模块的输出，并依据该多个垂直权重值数据来对该水平运算模块的输出进行运算，以产生多个取样像素，并产生新的显示图像。
8.如权利要求7所述的图像缩小装置，其中还包括一运算因子输出模块，用以输出该多个运算因子，而该运算因子输出模块包括一第一切换控制单元，用以产生一第一选择信号；一第一多工器，接收一第一水平运算因子和一第二水平运算因子，并依据该第一选择信号而选择该第一水平运算因子和该第二水平运算因子二者其中的一送至该水平权重值产生单元；一第二切换控制单元，用以产生一第二选择信号；以及一第二多工器，接收一第一垂直运算因子和一垂直水平运算因子，并依据该第二选择信号而选择该第一垂直运算因子和该第二垂直运算因子二者其中的一送至该垂直权重值产生单元。
9.如权利要求7所述的图像缩小装置，其中该水平运算模块包括一第一缓冲器，用以接收该多个像素数据；一第二缓冲器，接收该第一缓冲器的输出；一第一乘法器，用以将该第二缓冲器的输出乘以该水平权重值产生单元所产生的一第一水平权重值；一第二乘法器，用以将该第一缓冲器的输出乘以该水平权重值产生单元所产生的一第二水平权重值；一第一加法器，用以将该第一乘法器和该第二乘法器所产生的运算结果相加；以及一第三缓冲器，接收该第一加法器的运算结果，并将其送至该垂直运算模块。
10.如权利要求7所述的图像缩小装置，其中该垂直运算模块包括一第四缓冲器，用以接收该水平运算模块的输出；一第五缓冲器，接收该第四缓冲器的输出；一第三乘法器，用以将该第五缓冲器的输出乘以该垂直权重值产生单元所产生的一第一垂直权重值；一第四乘法器，用以将该第四缓冲器的输出乘以该垂直权重值产生单元所产生的一第二垂直权重值；一第二加法器，用以将该第三乘法器和该第四乘法器所产生的运算结果相加；以及一第六缓冲器，输出该第二加法器的运算结果，以产生该多个取样像素。
全文摘要
一种图像的缩小方法，其适用于具有多个像素的图像数据。本发明包括将图像数据分割成数个取样区域，而各取样区域都具有一预设数目的像素。当图像数据为奇图场时，则依据一第一预设比例而在每一取样区域中，设定各像素的权重值，以使每一取样区域能分别产生一第一取样像素。当图像数据为偶图场时，则依据一第二预设比例而在每一取样区域中，设定各像素的权重值，以使每一取样区域分别产生一第二取样像素，并依据上述的第一取样像素和第二取样像素而组成产生新的图像数据。
文档编号G09G5/373GK101043575SQ20061006820
公开日2007年9月26日 申请日期2006年3月20日 优先权日2006年3月20日
发明者陈嘉兴 申请人:硕颉科技股份有限公司