专利名称：图像处理系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种图像处理系统及其方法，具体地，涉及一种利用 对映表的硬件设计来提升图像处理的速度的图像处理系统及其方法。
背景技术：
图像处理的技术包含，但不限于，几何变形、旋转、镜像、縮放 及分辨率改变等等。现有使用软件来实现图像处理的技术一般具有速
度太慢的缺点，对于需要实时处理的平台如手机、数字相机、GPS等 电子装置而言，此缺点尤其明显。若能提升图像处理的速度，则该电 子装置将更具实用性。此外，由于某种原因(例如使用不当、设计瑕 疵等)，图像撷取装置所取得的图像会出现例如亮度不足、对比不足、 色彩失调、桶型失真、梯形失真、平行四边形失真、针垫失真等现象， 当出现该现象时，该装置一般便被视为故障而丧失实用性。
发明内容
本发明的一目的提供一种图像处理系统，利用对映表的硬件设计， 进而提升图像处理的速度。
本发明的另一目的提供一种图像处理方法，用于图像处理系统中， 利用对映表的硬件设计，进而提升图像处理的速度。
根据本发明的一方面，以上与其它的目的可通过提供下列图像处
理系统而实现。 一种图像处理系统，其包含第一存储器，用于存储 第一图像数据，该第一图像数据具有多个像素；第二存储器，用于存 储至少一对映表，该对映表记录至少部份像素的对映后的位置；直接 存储器存取控制单元，用于存取该第一存储器及该第二存储器；第一 处理单元，通过该直接存储器存取控制单元存取该第一图像数据及该 对映表，而产生第二图像数据；及第三存储器，用于存储该第二图像数据。在一优选实施例中，该对映表记录全部该像素的对映后位置。 在另一优选实施例中，该图像处理系统的第二存储器耦接外部存储器 供预先存储该对映表。在另一优选实施例中，该图像处理系统还包含: 第二处理单元，用于根据使用者的需求，而自动产生对映表。在另一 优选实施例中，当该第一图像数据具有对称性时，该对映表仅存储具 有代表性的像素的数据，且该第二存储器另存储解对称数据，以利用 该具有代表性的像素的数据^该解对称数据，而产生该第二图像数 据。在另一优选实施例中，该第一处理单元根据该对映表中所记录的 部份像素的对映后位置，将该第一图像数据中的该部份像素搬移至对 映后位置，并利用内差法计算出其余部份像素的数据，而产生该第二
图像数据。在另一优选实施例中，以扫描线(raster)方式存储该第二图 像数据。在另一优选实施例中，以区块模式(block-based)方式存储该
第二图像数据。
根据本发明的另一方面，以上与其它的目的可通过提供下列图像 处理方法而实现。 一种图像处理方法，用于图像处理系统中，该图像 处理系统包含第一存储器，供存储第一图像数据，该第一图像数据 具有多个像素；第二存储器，供存储对映表，该对映表记录至少部份 像素的对映后的位置；第三存储器；直接存储器存取控制单元；及第 一处理单元，包含下列步骤存取该第一图像数据及该对映表；根据 该对映表，产生第二图像数据；及存储该第二图像数据至该第三存储 器。在一优选实施例中，该对映表记录全部该像素的对映后位置。在 另一优选实施例中，该第二存储器耦接外部存储器，还包含下列步骤: 预先存储至少一对映表至该外部存储器。在另一优选实施例中，该图 像处理系统还包含第二处理单元，还包含下列步骤根据使用者的需 求，该第二处理单元自动产生对映表。在另一优选实施例中，当该第 一图像数据具有对称性时，该对映表仅存储具有代表性的像素的数 据，且该第二存储器另存储解对称数据，以利用该具有代表性的像素 的数据及该解对称数据，而产生该第二图像数据。在另一优选实施例 中，该第一处理单元根据该对映表中所记录的部份像素的对映后位 置，将该第一图像数据中的该部份像素搬移至对映后位置，并利用内差法计算出其余部份像素的数据，而产生该第二图像数据。在另一优 选实施例中，以扫描线方式存储该第二图像数据。在另一优选实施例 中，以区块模式方式存储该第二图像数据。
图l显示根据一优选实施例的图像处理系统1; 图2显示根据本发明另一优选实施例的图像处理系统2; 图3显示根据本发明另一优选实施例的图像处理系统3; 图4显示根据图像处理系统1的图像处理方法的流程；
图5显示根据图像处理系统2的图像处理方法的流程； 图 6显示根据图像处理系统3 的图像处理方法的流程；
图7显示对映前的图像数据的范例；
图8显示根据一优选实施例的对映表的范例；
图9显示对映后的图像数据的范例；
图IO显示图像处理的示例功能的范例；
图11显示以扫描线方式存储图像数据的范例；
图12显示以区块模式方式存储图像数据的范例。
具体实施例方式
为更进一步了解本发明上述目的、功能、特点和优点，下文将结 合附图进一步说明本发明的优选实施例。
图1显示根据一优选实施例的图像处理系统1。图像处理系统1 包括第一存储器10，用于存储第一图像数据19，该第一图像数据 19具有多个像素；第二存储器12，用于存储至少一对映表，该对映 表记录至少部份像素的对映后的位置；直接存储器存取控制单元14， 用于存取该第一存储器IO及该第二存储器12;第一处理单元16，通 过该直接存储器存取控制单元14存取该第一图像数据19及该对映 表，而产生第二图像数据；及第三存储器18，用于存储该第二图像 数据。
具体而言，该第一图像数据19可从任何图像撷取装置(未示出，例如数字相机、照相手机等)取得，并存储在第一存储器10。根据图 像撷取装置的设定，该第一图像数据19具有相对应数量的像素，例 如640x480、 800x600、 1024x768…等。图7显示图像数据的范例， 为了方便说明的目的，仅以8x6像素及两种灰度来表示。本领域技术
人员应了解，各像素的色值亦可用RGB或CMYK等方式来表示。图 中，(0， 0)、 (0， 1)、…、(7， 5)表示各像素的坐标，坐标(O， 0)、 (0， l)等颜色较深的像素的灰度为例如50,坐标(l， 0)、 (2， O)等颜色较 浅的像素的灰度为例如255。第二存储器12中存储有对映表，该对 映表记录至少部份像素的对映后的位置。该直接存储器存取控制单元 14用于存取该第一存储器10中的第一图像数据19及该第二存储器 12中的对映表。针对图7的图像数据，图8显示根据一优选实施例 的对映表的范例。该对映表中记录图7的像素的对映后位置。如图所 示，对映前坐标(O， 0)的像素经对映后的位置为坐标(7， 0)，亦即坐 标(7， O)的像素的灰度会变成对映前坐标(O， O)的像素的灰度。同理， 对映前坐标(O， 1)的像素经对映后的位置为坐标(7， 1)，亦即坐标(7, l)的像素的灰度会变成对映前坐标(O， l)的像素的灰度。根据此方式， 由该第一处理单元16通过该直接存储器存取控制单元14分别存取该 第一图像数据19及该对映表，在完成对映表所列出的所有对映关系 之后，而产生第二图像数据，如图9的图像数据。图9显示对映后的 图像数据的范例。该第二图像数据被存储在该第三存储器18。此对 映表所实现的功能可称之为镜像功能。在一实施例中，可根据预先设 定且存储的对映表来实现期望的功能，例如图10所示，梯形变矩形、 旋转、镜像、矩形变棱形、鱼眼、大头狗、縮放、甚至是不规则变化 等等。由于此对映表存储在存储器(即第二存储器12)，故相对于现有 软件技术来实现图像处理，本发明在图像处理的速度上占有相对的优 势，特别是对于需要实时处理的平台，如手机、数字相机、GPS等。 图2显示根据本发明另一优选实施例的图像处理系统2。相对于 图像处理系统1，图像处理系统2还包含外部存储器20。在一实施例 中，可将该对映表预先存储在外部存储器20。该外部存储器20与该 第二存储器12相耦接。当系统2欲使用该对映表时，该对映表被复制到该第二存储器12。本领域技术人员应了解，本发明的第一存储
器10、第二存储器12、及第三存储器18可为静态随机存存取储器 (SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、同步动态随机存取存储器 (SDRAM)、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除 可编程只读存储器(EPROM)、可编程一次只读存储器(OTPROM)、电 可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存(Flashmemory)等。外部存 储器20的型式可为SD卡等，以闪存制成。
图3显示根据本发明另一优选实施例的图像处理系统3。相对于 图像处理系统l，图像处理系统3还包含第二处理单元22，用于根据 使用者的需求39,而自动产生对映表。举例来说，若使用者欲进行 镜像处理，因镜像的对映表的参数具有规则性，故可由处理单元实时 产生该参数。也就是说，该第二处理单元22可自动产生如图8所示 的对映表数据供存储在第二存储器12中。如此，可降低存储器的大 小。
在另一实施例中，当该第一图像数据19具有对称性时，该对映表 仅存储具有代表性的像素的数据，且该第二存储器12另存储解对称 数据，以利用该具有代表性的像素的数据及该解对称数据，而产生该 第二图像数据。举例来说，当该第一图像数据具有上下对称性时，则 代表性的像素可为上半部的像素，而解对称数据则为其对称方式。如 此，可利用一半的存储器而达成此图像处理，可节省存储器的需求。
在另一实施例中，该第一处理单元16根据该对映表中所记录的部 份像素的对映后位置，将该第一图像数据19中的该部份像素搬移至 对映后位置，并利用内差法计算出其余部份像素的数据，而产生第二 图像数据。由于对映表中仅记录部份像素的对映后位置，故搬移至对 映后位置的像素会少于第一图像数据的像素，此时可根据各种内插法 来推算出其余的像素资料。举例来说，坐标(O， 5)的像素的灰度可由 坐标(O， 4)、 (1， 4)、 (1， 5)的像素的平均灰度求得。坐标(3， 2)的像 素的灰度可由坐标(2， 1)、 (2， 2)、 (2， 3)、 (3， 1)、 (3， 3)、 (4， 1)、 (4， 2)、 (4， 3)的像素的平均灰度求得。
在另一实施例中，根据应用端的不同，可用不同方式来存储图像数据。举例来说，当应用端为"LCD"时，则以扫描线(raster)方式(如 图11所示)存储该第二图像数据于第三存储器18中；而当应用端为 "JPEG"时，则以区块模式(block-based)方式(如图12所示)存储该第 二图像数据在第三存储器18中。因LCD须以扫描线方式显示而JPEG 以8x8区块为单位进行压縮及解压縮，故通过本发明根据不同的应用 端而以不同方式来存储图像数据的技术，可直接以所需的格式(即扫 描线或区块模式)来存储图像数据，而不需多一转换步骤(即扫描线转 换成区块模式，或区块模式转换成扫描线)。
图4显示根据图像处理系统1的图像处理方法的流程。该图像处
理系统1包含第一存储器10，供存储第一图像数据19，该第一图 像数据19具有多个像素；第二存储器12，供存储对映表，该对映表 记录至少部份像素的对映后的位置；第三存储器18;直接存储器存 取控制单元14;及第一处理单元16。在步骤S401，该直接存储器存 取控制单元14存取该第一图像数据19及该对映表。在步骤S402， 该第一处理单元16通过该直接存储器存取控制单元14存取该第一图 像数据19及该对映表，以产生第二图像数据。在步骤S403，将该第 二图像数据存储至该第三存储器18。在一实施例中，该对映表记录 全部该像素的对映后位置。
图5显示根据图像处理系统2的图像处理方法的流程。该图像处 理系统2包含第一存储器IO，供存储第一图像数据19，该第一图 像数据19具有多个像素；第二存储器12，供存储对映表，该对映表 记录至少部份像素的对映后的位置；第三存储器18;直接存储器存 取控制单元14;第一处理单元16;及外部存储器20。在步骤S500， 将至少一对映表预先存储至该外部存储器20，其中，该对映表被复 制到该第二存储器12。在步骤S501，该直接存储器存取控制单元14 存取该第一图像数据19及该对映表。在步骤S502，该第一处理单元 16通过该直接存储器存取控制单元14存取该第一图像数据19及该 对映表，以产生第二图像数据。在步骤S503，将该第二图像数据存 储至该第三存储器18。
图6显示根据图像处理系统3的图像处理方法的流程。该图像处理系统3包含第一存储器10,供存储第一图像数据19，该第一图 像数据19具有多个像素；第二存储器12，供存储对映表，该对映表 记录至少部份像素的对映后的位置；第三存储器18;直接存储器存
取控制单元14;第一处理单元16;及第二处理单元22。在步骤S600， 根据使用者的需求，该第二处理单元22自动产生对映表。在步骤 S601,该直接存储器存取控制单元14存取该第一图像数据19及该对 映表。在步骤S602，该第一处理单元16通过该直接存储器存取控制 单元14存取该第一图像数据19及该对映表，以产生第二图像数据。 在步骤S603，将该第二图像数据存储至该第三存储器18。
在另一实施例中，当该第一图像数据19具有对称性时，该对映表 仅存储具有代表性的像素的数据，且该第二存储器12另存储解对称 数据，以利用该具有代表性的像素的数据及该解对称数据，而产生该 第二图像数据。如前文中所述，如此，可利用一半的存储器而达成此 图像处理，可节省存储器的需求。
在另一实施例中，该第一处理单元16根据该对映表中所记录的部 份像素的对映后位置，将该第一图像数据中的该部份像素搬移至对映 后位置，并利用内差法计算出其余部份像素的数据，而产生该第二图 像数据。如前文中所述，由于对映表中仅记录部份像素的对映后位置， 故搬移至对映后位置的像素会少于第一图像数据的像素，此时可根据 各种内插法来推算出其余的像素资料。
在另一实施例中，当应用端的需求为"LCD"时，则以扫描线(raster) 方式(如图11所示)存储该第二图像数据；而当应用端的需求为"JPEG" 时，则以区块模式(block-based)方式(如图12所示)存储该第二图像数 据。
应用范例
由于某种原因(例如故障、使用不当、设计瑕疵等)，数字相机所取 得的图像会出现桶型失真的现象，在观察桶型失真的样式后，即可设 计出用于修正该桶型失真的对映表。先将该对映表存储在该数字相机 中，并使所取得的图像必先经过该对映表来补偿处理，如此，该数字 相机所取得的图像便不会再出现桶型失真的现象。虽然本发明已利用上述的优选实施例予以详细公开，然其并非用 于限定本发明，所有本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围 内，可进行各种更动及修改，因此本发明的保护范围当以所附的权利 要求所界定者为准。
权利要求
1、一种图像处理系统，包含第一存储器，用于存储第一图像数据，所述第一图像数据具有多个像素；第二存储器，用于存储至少一对映表，所述对映表记录至少部份像素的对映后的位置；直接存储器存取控制单元，用于存取所述第一存储器及所述第二存储器；第一处理单元，通过所述直接存储器存取控制单元存取所述第一图像数据及所述对映表，而产生第二图像数据；及第三存储器，用于存储所述第二图像数据。
2、 如权利要求1所述的图像处理系统，其中，所述第二存储器耦接外部存储器供预先存储所述对映表。
3、 如权利要求l所述的图像处理系统，还包含第二处理单元，用于根据使用者的需求，而自动产生对映表。
4、 如权利要求1所述的图像处理系统，其中，当所述第一图像数据具有对称性时，所述对映表仅存储具有代表性的像素的数据，且所述第二存储器还存储解对称数据，以利用所述具有代表性的像素的数据及所述解对称数据，而产生所述第二图像数据。
5、 一种图像处理方法，用于图像处理系统中，所述图像处理系统包含第一存储器，供存储第一图像数据，所述第一图像数据具有多个像素；第二存储器，供存储对映表，所述对映表记录至少部份像素的对映后的位置；第三存储器；直接存储器存取控制单元；及第一处理单元，包含下列步骤-存取所述第一图像数据及所述对映表；根据所述对映表，产生第二图像数据；及存储所述第二图像数据至所述第三存储器。
6、 如权利要求5所述的图像处理方法，所述第二存储器耦接外部存储器，还包含下列步骤预先存储至少一对映表至所述外部存储器。
7、 如权利要求5所述的图像处理方法，所述图像处理系统还包含第二处理单元，还包含下列步骤根据使用者的需求，所述第二处理单元自动产生对映表。
8、 如权利要求5所述的图像处理方法，其中，当所述第一图像数据具有对称性时，所述对映表仅存储具有代表性的像素的数据，且所述第二存储器还存储解对称数据，以利用所述具有代表性的像素的数据及所述解对称数据，而产生所述第二图像数据。
9、 如权利要求5所述的图像处理方法，其中，所述第一处理单元根据所述对映表中所记录的部份像素的对映后位置，将所述第一图像数据中的所述部份像素搬移至对映后位置，并利用内差法计算出其余部份像素的数据，而产生所述第二图像数据。
10、 如权利要求5所述的图像处理方法，其中，以扫描线方式或区块模式方式存储所述第二图像数据。
全文摘要
一种图像处理系统，包含第一存储器，用于存储第一图像数据，该第一图像数据具有多个像素；第二存储器，用于存储至少一对映表，该对映表记录至少部份像素的对映后的位置；直接存储器存取控制单元，用于存取该第一存储器及该第二存储器；第一处理单元，通过该直接存储器存取控制单元存取该第一图像数据及该对映表，而产生第二图像数据；及第三存储器，用于存储该第二图像数据。
文档编号H04N1/21GK101494714SQ200810004700
公开日2009年7月29日 申请日期2008年1月24日 优先权日2008年1月24日
发明者林伯荣, 陈水淋 申请人:华晶科技股份有限公司