专利名称：用以调整图像尺寸的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种图像调整方法及装置，并且是特别关于一种用以调整图像的尺寸的方法及装置。
背景技术：
随着数字时代的来临和消费性电子产品的蓬勃发展，网络摄影机(webcam)已成为远距沟通的基本配备，网络摄影机所能提供的功能和效果亦渐趋多元，也就是说，网络摄影机需负责处理的程序愈来愈多，例如图像边缘增强和图像尺寸的调整等功能已逐渐被整合至网络摄影机之中。
于先前技术中，一般调整图像尺寸的方法或装置是先将原先符合贝尔图样(Bayer pattern)的图像数据转换为RGB平面或YUV平面中的数据，再进一步将图像放大/缩小。相较于如数字相机或数字录像机等包含图像处理功能的产品，虽然网络摄影机对图像画质的要求较低，却更为讲究呈现画面的实时速度。先前技术所提供的调整图像尺寸的方法或装置大多过于复杂，使得网络摄影机在呈现画面时容易发生延迟的现象。此外，先前技术通常是采用DRAM来储存图像处理过程中的大量的全画面数据，对网络摄影机而言，成本也过高。
另一种调整图像尺寸的先前技术是将首先图像分为多个大小相同的区块，比方说，大小为8×8或14×14的区块，再进行将图像放大/缩小程序。此先前技术的缺点在于会遭遇区块效应的问题，使得经放大/缩小后的图像不连续。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种在视频处理系统中将原始图像转换为新图像的方法及装置。该原始图像与该新图像皆符合贝尔图样(Bayerpattern)。根据本发明的方法及装置是于将图像数据转换为RGB平面或YUV平面中的数据之前，先针对符合贝尔图样的格式的图像数据进行将图像放大/缩小程序。藉此，可较先前技术减少三倍的数据处理量。
于本发明中，该原始图像包含M列的原始数据，该新图像包含Q列的新数据，M与Q分别为自然数。此外，存储器是预先提供。第一指标i是大于等于1并且小于等于(M/2-1)，第二指标j是大于等于1并且小于等于(Q/2)。
根据本发明的一较佳具体实施例的图像处理方法是首先根据该原始图像的该M列原始数据中的该第(2i-1)列原始数据产生第(2i-1)列中间数据(intermediate data)，并且将该第(2i-1)列中间数据储存至该存储器，接着根据该原始图像的该M列原始数据中的该第(2i)列原始数据产生第(2i)列中间数据，并且将该第(2i)列中间数据储存至该存储器。接着，该图像处理方法系根据该原始图像的该M列原始数据中的该第(2i+1)列原始数据产生第(2i+1)列中间数据，于产生该第(2i+1)列中间数据的过程中，同时根据该第(2i+1)列中间数据和该第(2i-1)列中间数据，产生该新图像的该Q列新数据中的第(2j-1)列新数据，并且将该第(2i+1)列中间数据储存至该存储器，取代该第(2i-1)列中间数据。接着，该图像处理方法是根据该原始图像的该M列原始数据中的该第(2i+2)列原始数据产生第(2i+2)列中间数据，于产生该第(2i+2)列中间数据的过程中，同时根据该第(2i+2)列中间数据和该第(2i)列中间数据，产生该新图像的该Q列新数据中的第(2j)列新数据，并且将该第(2i+2)列中间数据储存至该存储器，取代该第(2i)列中间数据。
根据本发明的另一较佳具体实施例为一图像处理装置。该图像处理装置包含存储器、水平处理模块和垂直处理模块。该水平处理模块是用以依序根据该M列原始数据中的该第(2i-1)列原始数据产生第(2i-1)列中间数据、将该第(2i-1)列中间数据储存至该存储器、根据该M列原始数据中的该第(2i)列原始数据产生第(2i)列中间数据、将该第(2i)列中间数据储存至该存储器、根据该M列原始数据中的该第(2i+1)列原始数据产生第(2i+1)列中间数据、将该第(2i+1)列中间数据储存至该存储器以取代该第(2i-1)列中间数据、根据该M列原始数据中的该第(2i+2)列原始数据产生第(2i+2)列中间数据，并且将该第(2i+2)列中间数据储存至该存储器以取代该第(2i)列中间数据。该垂直处理模块是用以于该水平处理模块产生该第(2i+1)列中间数据的过程中，同时根据该第(2i+1)列中间数据和该第(2i-1)列中间数据，产生该Q列新数据中的第(2j-1)列新数据，并且于该水平处理模块产生该第(2i+2)列中间数据的过程中，同时根据该第(2i+2)列中间数据和该第(2i)列中间数据，产生该Q列新数据中的第(2j)列新数据。
根据本发明的方法及装置是将输入该原始图像与输出该新图像的接口皆设计为序列(serial)接口，以列为单位依序处理该原始图像与该新图像中的数据，因此在处理数据的过程中只需要足以储存几列原始数据的存储器空间。先前技术通常都需要足以储存整个原始图像的存储器空间；相较之下，本发明的硬件成本较低。此外，由于根据本发明的方法及装置是以列为处理的基本单位，因此可避免先前技术通常会遭遇的区块效应(block effect)。
本发明的优点与精神可以藉由以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。
图1(A)、1(B)是绘示原始图像与新图像的范例。
图2是绘示根据本发明的第一较佳具体实施例的图像处理方法的流程图。
图3是绘示原始数据、中间数据以及新数据之间的关系。
图4是绘示根据本发明的第二较佳具体实施例的图像处理装置的方块图。
S201～S204步骤流程40图像处理装置41第一设定模块42接收模块43第一判断模块44第二判断模块45产生模块46第三判断模块47存储器50原始图像60新图像具体实施方式
本发明提供一种在视频处理系统中将原始图像转换为新图像的方法及装置。该原始图像与该新图像皆符合贝尔图样。请参阅图1。图1(A)是绘示原始图像的范例，图1(B)是绘示新图像的范例。该原始图像包含M列、(2N)栏的原始数据；该新图像则包含Q列、(2P)栏的新数据。于此范例中，M等于8，N等于4，Q等于4，P等于2。也就是说，本范例是将该原始图像的长宽各缩小为一半，产生尺寸较原始图像小的新图像。
如图1所示，该M列原始数据中的每一奇数列原始数据各自包含N个第一色彩单元(R)和N个第二色彩单元(G)，并且该M列原始数据中的每一偶数列原始数据各自包含N个第二色彩单元(G)和N个第三色彩单元(B)。该新图像中的每一奇数列新数据各自包含P个新第一色彩单元(R”)和P个新第二色彩单元(G”)，并且该新图像中的每一偶数列新数据各自包含P个新第二色彩单元(G”)和P个新第三色彩单元(B”)。上述的色彩排列格式是贝尔图样的特性。于本发明中，存储器(例如SRAM)是预先提供。第一指标i是大于等于1并且小于等于(M/2-1)，第二指标j是大于等于1并且小于等于(Q/2)。
请参阅图2。图2是绘示根据本发明的第一较佳具体实施例的图像处理方法的流程图。该图像处理方法是依序每次处理一列原始数据，因此，步骤S201是首先根据该原始图像的该M列原始数据中的该第(2i-1)列原始数据以插补(interpolation)的方式产生第(2i-1)列中间数据，并且将该第(2i-1)列中间数据储存至该存储器。步骤S202是根据该原始图像的该M列原始数据中的该第(2i)列原始数据以插补的方式产生第(2i)列中间数据，并且将该第(2i)列中间数据储存至该存储器。步骤S203是根据该原始图像的该M列原始数据中的该第(2i+1)列原始数据产生第(2i+1)列中间数据。于产生该第(2i+1)列中间数据的过程中，步骤S203同时根据该第(2i+1)列中间数据和该第(2i-1)列中间数据，以插补的方式产生该新图像的该Q列新数据中的第(2j-1)列新数据，并且将该第(2i+1)列中间数据储存至该存储器，取代该第(2i-1)列中间数据。步骤S204是根据该原始图像的该M列原始数据中的该第(2i+2)列原始数据产生第(2i+2)列中间数据。于产生该第(2i+2)列中间数据的过程中，步骤S204同时根据该第(2i+2)列中间数据和该第(2i)列中间数据，以插补的方式产生该新图像的该Q列新数据中的第(2j)列新数据，并且将该第(2i+2)列中间数据储存至该存储器，取代该第(2i)列中间数据。
以下将详细说明该第一较佳具体实施例的图像处理方法如何将该原始图像转换为该新图像。请参阅图3。图3是绘示原始数据、中间数据以及新数据之间的关系。本发明是依序每次处理一列原始数据，因此，该图像处理方法是首先执行步骤S201，针对该原始图像中的第1列原始数据进行水平方向的缩减。于实际应用中，本发明可采用插补的方式，根据该第1列原始数据中的该N个第一色彩单元(R)产生该第1列中间数据中的该P个中间第一色彩单元(R’)，并且根据该第1列原始数据中的该N个第二色彩单元(G)产生该第1列中间数据中的该P个新第二色彩单元(G’)。接着，该第1列中间数据系储存至该存储器中。
本发明接着执行步骤S202，针对该原始图像中的第2列原始数据进行水平方向的缩减，以插补的方式根据该第2列原始数据中的该N个第二色彩单元(G)产生该第2列中间数据中的该P个中间第二色彩单元(G’)，并且根据该第2列原始数据中的该N个第三色彩单元(B)产生该第2列中间数据中的该P个新第三色彩单元(B’)。该第2列中间数据亦被储存至该存储器中。
本发明接着执行步骤S203，以类似的方式根据第3列原始数据产生第3列中间数据。在产生该第3列中间数据的过程中，本发明同时开始进行垂直方向的缩减，根据该第3列中间数据和储存在存储器中的该第1列中间数据，以插补的方式产生该新图像的第1列新数据，并且将该第3列中间数据储存至该存储器，取代该第1列中间数据。于产生该等新数据时，本发明亦可采用类似的插补方式，根据该第3列和第1列中间数据中的中间第一色彩单元(R’)产生第1列新数据中的新第一色彩单元(R”)，并且根据该第3列和第1列中间数据中的中间第二色彩单元(G’)产生第1列新数据中的新第二色彩单元(G”)。
本发明接着执行步骤S204，根据第4列原始数据产生第4列中间数据。在产生该第4列中间数据的过程中，本发明亦同时进行垂直方向的缩减，根据该第4列中间数据和储存在存储器中的该第2列中间数据，以插补的方式产生该新图像的第2列新数据，并且将该第4列中间数据储存至该存储器，取代该第2列中间数据。于产生该第2列新数据时，本发明亦采用插补的方式，根据该第4列和第2列中间数据中的中间第二色彩单元(G’)产生第2列新数据中的新第二色彩单元(G”)，并且根据该第4列和第2列中间数据中的中间第三色彩单元(B’)产生第2列新数据中的新第三色彩单元(B”)。
依此类推，依照如图2所示的流程，即可依序产生该新图像中的每一列新数据。
除了上述将图像尺寸缩小的范例之外，本发明亦可应用在将图像尺寸放大的情况。操作方式与流程完全相同，唯一的差别在于插补所产生的点数，欲产生尺寸愈大的图像，增加在水平和垂直方向插补所产生的点数即可达成。
根据本发明的第二较佳具体实施例为一图像处理装置。请参阅图4。图4是绘示该图像处理装置40的方块图。图像处理装置40包含存储器41、水平处理模块42和垂直处理模块43。标号50和60是分别表示原始图像和新图像。
水平处理模块42是用以依序根据该M列原始数据中的该第(2i-1)列原始数据产生第(2i-1)列中间数据、将该第(2i-1)列中间数据储存至存储器41、根据该M列原始数据中的该第(2i)列原始数据产生第(2i)列中间数据、将该第(2i)列中间数据储存至存储器41、根据该M列原始数据中的该第(2i+1)列原始数据产生第(2i+1)列中间数据、将该第(2i+1)列中间数据储存至存储器41以取代该第(2i-1)列中间数据、根据该M列原始数据中的该第(2i+2)列原始数据产生第(2i+2)列中间数据，并且将该第(2i+2)列中间数据储存至存储器41以取代该第(2i)列中间数据。
垂直处理模块43是用以于水平处理模块42产生该第(2i+1)列中间数据的过程中，同时根据该第(2i+1)列中间数据和该第(2i-1)列中间数据，产生该Q列新数据中的第(2产1)列新数据，并且于水平处理模块42产生该第(2i+2)列中间数据的过程中，同时根据该第(2i+2)列中间数据和该第(2i)列中间数据，产生该Q列新数据中的第(2j)列新数据。
图像处理装置40的操作方式与图2、图3所示的流程相同，因此在此不做赘述。
由于根据本发明的方法及装置是处理符合贝尔图样的图像数据，而非在如先前技术在RGB平面或YUV平面中将图像放大/缩小，因此可较先前技术减少三倍的数据处理量。
根据本发明的方法及装置是将输入该原始图像与输出该新图像的接口皆设计为序列(serial)接口，以列为单位依序处理该原始图像与该新图像中的数据，因此在处理数据的过程中只需要足以储存两列原始数据的存储器空间。先前技术通常都需要足以储存整个原始图像的存储器空间；相较之下，本发明的硬件成本较低。此外，由于根据本发明的方法及装置是以列为处理的基本单位，因此可避免先前技术通常会遭遇的区块效应(block effect)。
本发明的处理速度快、节省海量存储器空间的优点，较先前技术更适用于如网络摄影机等讲究实时速度、对图像画质要求较低的图像处理系统。
藉由以上较佳具体实施例的详述，系希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的权利要求范围的范畴内。
权利要求
1.一种在视频处理系统中将原始图像转换为新图像的方法，该原始图像与该新图像皆符合贝尔图样，该原始图像包含M列的原始数据，该新图像包含Q列的新数据，M与Q分别为自然数，存储器是预先提供，第一指标i是大于等于1并且小于等于(M/2-1)，第二指标j是大于等于1并且小于等于(Q/2)，该方法包含下列步骤(a)根据该原始图像的该M列原始数据中的该第(2i-1)列原始数据产生第(2i-1)列中间数据，并且将该第(2i-1)列中间数据储存至该存储器；(b)根据该原始图像的该M列原始数据中的该第(2i)列原始数据产生第(2i)列中间数据，并且将该第(2i)列中间数据储存至该存储器；(c)根据该原始图像的该M列原始数据中的该第(2i+1)列原始数据产生第(2i+1)列中间数据，于产生该第(2i+1)列中间数据的过程中，同时根据该第(2i+1)列中间数据和该第(2i-1)列中间数据，产生该新图像的该Q列新数据中的第(2j-1)列新数据，并且将该第(2i+1)列中间数据储存至该存储器，取代该第(2i-1)列中间数据；以及(d)根据该原始图像的该M列原始数据中的该第(2i+2)列原始数据产生第(2i+2)列中间数据，于产生该第(2i+2)列中间数据的过程中，同时根据该第(2i+2)列中间数据和该第(2i)列中间数据，产生该新图像的该Q列新数据中的第(2j)列新数据，并且将该第(2i+2)列中间数据储存至该存储器，取代该第(2i)列中间数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其中该原始图像中的每一列该原始数据皆各自包含(2N)栏的原始数据，N为自然数，该M列原始数据中的每一奇数列原始数据各自包含N个第一色彩单元和N个第二色彩单元，并且该原始图像的该M列原始数据中的每一偶数列原始数据各自包含N个第二色彩单元和N个第三色彩单元。
3.根据权利要求2所述的方法，其中每一列该中间数据皆各自包含(2P)栏的中间数据，P为自然数，根据该M列原始数据中的各奇数列原始数据所产生的每一列该中间数据各自包含P个中间第一色彩单元和P个中间第二色彩单元，并且根据该M列原始数据中的各偶数列原始数据所产生的每一列该中间数据各自包含P个中间第二色彩单元和P个中间第三色彩单元。
4.根据权利要求3所述的方法，其中该新图像中的每一列该新数据亦各自包含(2P)栏的新数据，该新图像的该Q列新数据中的每一奇数列新数据各自包含P个新第一色彩单元和P个新第二色彩单元，并且该新图像的该Q列新数据中的每一偶数列新数据各自包含P个新第二色彩单元和P个新第三色彩单元。
5.根据权利要求4所述的方法，其中于步骤(a)中，该第(2i-1)列中间数据中的该P个中间第一色彩单元是根据该第(2i-1)列原始数据中的该N个第一色彩单元以插补的方式产生，并且该第(2i-1)列中间数据中的该P个中间第二色彩单元根据该第(2i-1)列原始数据中的该N个第二色彩单元是以插补的方式产生。
6.根据权利要求4所述的方法，其中于步骤(b)中，该第(2i)列中间数据中的该P个中间第二色彩单元是根据该第(2i)列原始数据中的该N个第二色彩单元以插补的方式所产生，并且该第(2i)列中间数据中的该P个中间第三色彩单元是根据该第(2i)列原始数据中的该N个第三色彩单元以插补的方式所产生。
7.根据权利要求4所述的方法，其中于步骤(c)中，该第(2j-1)列新数据中的该P个新第一色彩单元是根据该第(2i+1)列中间数据中的该P个中间第一色彩单元和该第(2i-1)列中间数据中的P个中间第一色彩单元以插补的方式所产生，并且该第(2j-1)列新数据中的该P个新第二色彩单元是根据该第(2i+1)列中间数据中的该P个中间第二色彩单元和该第(2i-1)列中间数据中的P个中间第二色彩单元以插补的方式所产生。
8.根据权利要求4所述的方法，其中于步骤(d)中，该第(2j)列新数据中的该P个新第二色彩单元是根据该第(2i+2)列中间数据中的该P个中间第二色彩单元和该第(2i)列中间数据中的P个中间第二色彩单元以插补的方式所产生，并且该第(2j)列新数据中的该P个新第三色彩单元是根据该第(2i+2)列中间数据中的该P个中间第三色彩单元和该第(2i)列中间数据中的P个中间第三色彩单元以插补的方式所产生。
9.根据权利要求1所述的方法，其中该视频处理系统是网络摄影机。
10.一种在视频处理系统中将原始图像转换为新图像的装置，该原始图像与该新图像皆符合贝尔图样，该原始图像包含M列的原始数据，该新图像包含Q列的新数据，M与Q分别为自然数，第一指标i是大于等于1并且小于等于(M/2-1)，第二指标j是大于等于1并且小于等于(Q/2)，该装置包含存储器；水平处理模块，该水平处理模块是用以依序根据该M列原始数据中的该第(2i-1)列原始数据产生第(2i-1)列中间数据、将该第(2i-1)列中间数据储存至该存储器、根据该M列原始数据中的该第(2i)列原始数据产生第(2i)列中间数据、将该第(2i)列中间数据储存至该存储器、根据该M列原始数据中的该第(2i+1)列原始数据产生第(2i+1)列中间数据、将该第(2i+1)列中间数据储存至该存储器以取代该第(2i-1)列中间数据、根据该M列原始数据中的该第(2i+2)列原始数据产生第(2i+2)列中间数据，并且将该第(2i+2)列中间数据储存至该存储器以取代该第(2i)列中间数据；以及垂直处理模块，该垂直处理模块是用以于该水平处理模块产生该第(2i+1)列中间数据的过程中，同时根据该第(2i+1)列中间数据和该第(2i-1)列中间数据，产生该Q列新数据中的第(2j-1)列新数据，并且于该水平处理模块产生该第(2i+2)列中间数据的过程中，同时根据该第(2i+2)列中间数据和该第(2i)列中间数据，产生该Q列新数据中的第(2j)列新数据。
11.根据权利要求10所述的装置，其中该原始图像中的每一列该原始数据皆各自包含(2N)栏的原始数据，N为自然数，该M列原始数据中的每一奇数列原始数据各自包含N个第一色彩单元和N个第二色彩单元，并且该原始图像的该M列原始数据中的每一偶数列原始数据各自包含N个第二色彩单元和N个第三色彩单元。
12.根据权利要求11所述的装置，其中每一列该中间数据皆各自包含(2P)栏的中间数据，P为自然数，根据该M列原始数据中的各奇数列原始数据所产生的每一列该中间数据各自包含P个中间第一色彩单元和P个中间第二色彩单元，并且根据该M列原始数据中的各偶数列原始数据所产生的每一列该中间数据各自包含P个中间第二色彩单元和P个中间第三色彩单元。
13.根据权利要求12所述的装置，其中该新图像中的每一列该新数据亦各自包含(2P)栏的新数据，该新图像的该Q列新数据中的每一奇数列新数据各自包含P个新第一色彩单元和P个新第二色彩单元，并且该新图像的该Q列新数据中的每一偶数列新数据各自包含P个新第二色彩单元和P个新第三色彩单元。
14.根据权利要求13所述的装置，其中该第(2i-1)列中间数据中的该P个中间第一色彩单元是由该水平处理模块根据该第(2i-1)列原始数据中的该N个第一色彩单元以插补的方式产生，并且该第(2i-1)列中间数据中的该P个中间第二色彩单元是由该水平处理模块根据该第(2i-1)列原始数据中的该N个第二色彩单元以插补的方式产生。
15.根据权利要求13所述的装置，其中该第(2i)列中间数据中的该P个中间第二色彩单元是由该水平处理模块根据该第(2i)列原始数据中的该N个第二色彩单元以插补的方式所产生，并且该第(2i)列中间数据中的该P个中间第三色彩单元是由该水平处理模块根据该第(2i)列原始数据中的该N个第三色彩单元以插补的方式所产生。
16.根据权利要求13所述的装置，其中该第(2j-1)列新数据中的该P个新第一色彩单元是由该垂直处理模块根据该第(2i+1)列中间数据中的该P个中间第一色彩单元和该第(2i-1)列中间数据中的P个中间第一色彩单元以插补的方式所产生，并且该第(2j-1)列新数据中的该P个新第二色彩单元是由该垂直处理模块根据该第(2i+1)列中间数据中的该P个中间第二色彩单元和该第(2i-1)列中间数据中的P个中间第二色彩单元以插补的方式所产生。
17.根据权利要求13所述的装置，其中该第(2j)列新数据中的该P个新第二色彩单元是由该垂直处理模块根据该第(2i+2)列中间数据中的该P个中间第二色彩单元和该第(2i)列中间数据中的P个中间第二色彩单元以插补的方式所产生，并且该第(2j)列新数据中的该P个新第三色彩单元是由该垂直处理模块根据该第(2i+2)列中间数据中的该P个中间第三色彩单元和该第(2i)列中间数据中的P个中间第三色彩单元以插补的方式所产生。
18.根据权利要求10所述的装置，其中该视频处理系统是网络摄影机。
全文摘要
本发明提供一种将原始图像转换为新图像的方法。该原始图像与该新图像皆符合贝尔图样。该原始图像包含M列的原始数据；该新图像包含Q列的新数据。本发明首先根据第(2i－1)列和第(2i)列原始数据，分别产生第(2i－1)列和第(2i)列中间数据，并将该等中间数据存入存储器中。接着，该方法根据第(2i+1)列和第(2i+2)列原始数据，分别产生第(2i+1)列和第(2i+2)列中间数据。于产生该第(2i+1)列中间数据的过程中，该方法同时根据该第(2i+1)列和该第(2i－1)列中间数据，产生第(2j－1)列新数据。于产生该第(2i+2)列中间数据的过程中，同时根据该第(2i+2)列和该第(2i)列中间数据，产生第(2j)列新数据。
文档编号H04N1/393GK1946133SQ200510113439
公开日2007年4月11日 申请日期2005年10月9日 优先权日2005年10月9日
发明者纪富中 申请人:扬智科技股份有限公司