专利名称：图像变换电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及对输入图像的纵横的像素数进行变换、使其与显示装置的像素数一致的图像变换电路，特别涉及将纵横比比较小(例如4∶3)的输入图像数据在纵横比比较大(例如16∶9)的显示装置上无不协调感地进行全景显示用的图像变换电路。
背景技术：
图2是现有技术的图像变换电路的结构图。
该图像变换电路具有提供例如横720像素×纵540像素的纵横比4∶3的输入图像数据IN的数据输入部1和与该数据输入部1相连接的图像存储器2。图像存储器2由按540条横方向的每行分别存储720像素的像素数据的540个行存储器构成，依次写入由数据输入部1所输入的输入图像数据IN。
读出控制部3与图像存储器2相连接。读出控制部3根据指定变换对象的像素的位置的读出指定信息READ，从图像存储器2中读出对应图像数据，提供给放大插值部4。放大插值部4基于倍率指定信息MULT进行像素的插值，对从读出控制部3提供的图像数据进行放大，输出放大图像数据OUT。
该图像变换电路具有变换控制部5，其根据时钟信号CLK以预定的时序顺次生成这些读出指定信息READ和倍率指定信息MULT，并分别提供给读出控制部3和扩大插值部4。固定倍率设定部7和全景倍率设定部8通过选择器6连接在变换控制部5上，该选择器6根据模式信号MOD切换显示模式。
固定倍率设定部7指定用于将该横720像素×纵540像素的输入图像数据IN在例如横960像素×纵540像素的纵横比16∶9的显示装置上一律相同地放大并进行显示的倍率(横方向上为4/3倍)。
另一方面，全景倍率设定部8为了生成全景画面在水平方向上将画面分割成若干块，将中央部的块设为低倍率(例如，1倍)、将外侧的块设定为高倍率(例如，2倍)，阶梯状地设定其中间的块的倍率。
这些固定倍率设定部7和全景倍率设定部8由使与所应用的装置的输入图像数据IN的像素数和显示装置的像素数一致预先算出每个块的倍率，并存储有该倍率的ROM(只读存储器)构成。
然后，说明动作。
例如，若从未图示的电视接收机的视频解码器提供被数字化的输入图像数据IN，该输入图像数据IN由数据输入部1以行为单位依次写入到图像存储器2中。
此处，若设定固定倍率显示模式，则由选择器6选择固定倍率设定部7，将该固定倍率设定部7的ROM中所存储的4/3倍的固定倍率信息提供给变换控制部5。由此，从变换控制部5对放大插值部4提供4/3倍的倍率指定信息。并且，从变换控制部5对读出控制部3输出读出指定信息READ，以使从图像存储器2中读出最初的4个像素。由此，由读出控制部3从图像存储器2读出最初的4个像素，并提供给放大插值部4。
在放大插值部4中，将以4个像素规定的3个区间重新划分为4个区间，基于从读出控制部3提供的4个像素的值，根据直线插值算出成为各区间的边界点的3个像素的值(亮度)。并且，从放大插值部4输出最初的像素的值、所算出的中间的3个像素的值、及最后的像素的值，作为放大图像数据OUT。将各行的所有像素作为对象进行这样的动作，由此，得到在横方向一律相同地放大为4/3倍的放大图像数据OUT。
另一方面，若设定全景显示模式，则由选择器6选择全景倍率设定部8，将该全景倍率设定部8的ROM中所存储的全景倍率信息提供给变换控制部5。
对于全景倍率来说，每个在横方向上对画面进行分割后的块放大的倍率不同。因此，从变换控制部5对读出控制部3提供的读出指定信息READ、对放大插值部4提供的倍率指定信息MULT，按每个读出变换的块依次进行切换。
例如，对画面的左端以及右端的块进行变换时，倍率指定信息MULT为2倍、读出指定信息READ为端部的块的横方向的像素数。此外，对画面中央的块进行变换时，倍率指定信息MULT为1倍、读出指定信息READ为中央的块的像素数。
在放大插值部4中，对从读出控制部3提供的像素进行直线插值，以使其变为由倍率指定信息MULT提供的倍率的数，并按每块放大为所指定的倍率且作为放大图像数据OUT输出。由此，得到在横方向上以全景倍率放大后的放大图像数据OUT。
并且，在本例的情况下，画面的纵方向的像素数输入输出是相同的，所以，不进行纵方向的放大插值，但是，在纵方向的输入输出像素数不相同时，以固定倍率进行放大插值。
特开平11-73154号公报但是，所述图像变换电路存在如下问题。
固定倍率设定部7和全景倍率设定部8由存储有与所应用的装置的输入图像数据IN的像素数和显示装置的像素数一致预先算出的值的ROM构成。因此，在应用到显示像素数不同的显示装置中时，存在输入图像数据IN的端部不能显示的情况或者显示画面的端部多余的情况，不能进行合适的显示。
并且，在全景显示的情况下，因为不能将画面的分割数设得较多，所以，块间的倍率的变化较大，在显示横方向上移动的动态图像时，分割边界的动态不自然，存在不协调的感觉。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可适应具有任意像素数的显示装置的、并且在全景显示中不协调感较少的图像变换电路。
本发明是一种图像变换电路，具有图像存储器，存储输入图像数据；读出控制部，根据指定变换对象区域的读出指定信息从所述图像存储器中读出图像数据；放大插值部，基于倍率指定信息进行像素的插值，对所述读出控制部所读出的图像数据进行放大，输出放大图像数据；倍率设定部，根据输入图像的像素数和放大图像的像素数，设定所述读出指定信息和与其对应的所述倍率指定信息，该倍率设定部具有下述结构。
即，所述倍率设定部具有区域分割单元，在水平方向上将放大图像分割为多个区域，进行调整，以使分割后的各区域的像素数之差收敛在1以内；显示倍率算出单元，以设中央部的区域为最小、随着远离该中央部以二次函数增加的方式算出每个所述分割后的区域针对水平方向的放大倍率，输出所述读出指定信息和所述倍率指定信息。
在本发明中，通过区域分割单元，在水平方向将放大图像分割为多个区域，进行调整，以使各区域的像素数大致一律相同。并且，以将中央部设为最小、随着远离该中央部以二次函数增加的方式设定各区域的放大倍率。由此，可算出与放大图像的尺寸无关地使输入图像与该放大图像的尺寸一致的倍率指定信息，并且，可使该倍率指定信息按照距中央部的距离平滑地变化，所以，具有能够进行不协调感较少的全景显示的效果。
图1是表示本发明的实施例的图像变换电路的结构图。
图2是现有技术的图像变换电路的结构图。
图3是表示全景显示倍率PHM的一个实例的图。
具体实施例方式
将区域分割单元在水平方向上分割放大图像的分割数设为2n，向各区域分配以水平方向的像素数除以2n后的商，并且，从外侧区域顺次对余下的像素各追加分配1个像素。
实施例1图1是表示本发明的实施例的图像变换电路的结构图，与图2中要素相同的要素付以相同的符号。
该图像变换电路为了将横M像素×纵N像素的输入图像数据IN显示在横L像素×纵N像素的显示装置上，对构成画面的像素数进行变换，输出放大图像数据OUT，因此具有提供输入图像数据IN的数据输入部1和与该数据输入部1相连接的图像存储器2。图像存储器2由按N条横方向的每行分别存储M像素的图像数据的N个行存储器构成，依次写入由数据输入部1输入的输入图像数据IN。
读出控制部3与图像存储器2相连接。读出控制部3根据指定变换对象的像素的位置的读出指定信息READ，从图像存储器2中读出对应图像数据，提供给放大插值部4。放大插值部4基于倍率指定信息MULT进行像素的插值，对从读出控制部3提供的图像数据进行放大，输出放大图像数据OUT。
该图像变换电路具有变换控制部5，根据时钟信号CLK以预定的时序顺次生成这些读出指定信息READ和倍率指定信息MULT，并分别提供给读出控制部3和扩大插值部4。固定倍率设定部7A和全景倍率设定部10通过选择器6连接在变换控制部5上，该选择器6根据模式信号MOD切换显示模式。
固定倍率设定部7A指定用于将横M像素×纵N像素的输入图像数据IN在横L像素×纵N像素(也存在纵方向的像素数在输入和输出中不同的情况，但是，此处作为相同的像素数进行说明)的显示装置上一律相同地放大并进行显示的倍率(即，横方向上为L/M倍)。该固定倍率设定部7A构成为，根据从外部提供的输入图像数据IN的水平像素数M和输出装置的水平像素数L算出倍率。
另一方面，全景倍率设定部10为了生成全景画面在水平方向上将画面分割成多个区域，设定各区域的像素数，算出每个区域的全景显示倍率PHM。以将中央部的区域设为低倍率、将外侧的区域设为高倍率、其中间区域的倍率按照二次函数平滑地变化的方式来设定全景显示倍率PHM。
该全景倍率设定部10由区域分割部11、全景区域设定部12、参数输出部13、全景显示斜率算出部14以及全景显示倍率算出部15构成。
区域分割部11在水平方向上将放大图像分割为2n个区域。在区域分割部11中，以如下方式进行区域分割以从外部指定的水平输出像素数L、即显示装置的横方向的像素数，除以2n将其商作为中央部的区域的横方向的像素数，向两端的区域各分配1个余数，各区域的像素数大致一律相同，分配给各区域的像素合计为水平输出像素数L。由此，放大图像被分割大致一律相同、对称的区域。
全景区域设定部12依次输出按照分割像素数分配给各区域的区域序号X。
参数输出部13根据全景区域设定部12提供的区域序号X输出X2作为参数。并且，X2若决定预先分割的区域数X的范围，作为固定参数可在ROM等中预先准备，所以，不需要计算电路，可抑制电路规模的增大。
全景显示斜率算出部14按照下式算出区域序号X的全景显示斜率Pa。
Pa＝256/(-aX2+b)此处，常数a是二次曲线的斜率，它成为从显示画面的左端朝向中心的倍率的斜率，决定全景显示的斜率。该常数a的值例如是4/64(＝0.0625)～11/64(＝0.171875)的1/64步长，能够以来自外部的控制进行选择。
常数b是二次曲线的截距，是显示倍率的偏移量。该常数b的值能够由来自外部的控制进行设定，但是，通常设定为255。
全景显示倍率算出部15根据在全景显示斜率算出部14中所算出的全景显示斜率Pa和基点水平倍率(中心倍率)Pb通过下式算出全景显示倍率PHM。
PHM＝Pa×Pb＝{256/(-aX2+b)}×Pb并且，在该全景倍率设定部10中构成为，以如下的步骤决定基点水平倍率Pb。
首先，设定二次曲线的常数a和作为偏移量值的常数b。然后，将基点显示倍率(中心倍率)Pb设定为1倍后，逐渐提高倍率Pb，所算出的输出图像数据OUT的水平像素数与显示装置的水平像素数L一致后，完成设定。
图3是表示全景倍率设定部10所设定的全景显示倍率PHM的一例的图，横轴表示将画面中央部作为基点的区域序号X，该纵轴表示对应于区域序号X的全景显示倍率PHM。图中的实线表示将全景显示斜率设定得较强(a＝7/64)的情况，虚线表示将全景显示斜率设定得较弱(a＝4/64)的情况。
然后，对图1的动作进行说明。
此处，将输入图像数据IN的水平像素数设为720，将输出图像数据OUT的水平像素数设为960。此外，对于全景显示倍率PHM的设定系数来说，使全景显示斜率较强的设定的常数a＝7/64，常数b＝255，基点水平倍率Pb＝1.142。
基于从外部设定的水平输出像素数L，由区域分割部11分割为接近均等的形状。水平输出像素数L＝960、将区域分割数设为26＝64时，商为15、没有余数，所以，各区域的像素数是15，进行均等地分割。将成为全景显示倍率PHM的变量X的区域序号从画面的左侧递减计数为31，30，29，…，1，0、从中心朝向右侧递增计数为0，1，2，…，29，30，31付予所分割的区域，从全景区域设定部12输出该区域序号X。将区域序号X提供给参数输出部13，读出预先写入到该参数输出部13的ROM中的参数X2，提供给全景显示斜率算出部14。
在全景显示斜率算出部14中，基于参数X2和常数a、b，算出各区域的全景显示斜率Pa。将全景显示斜率Pa提供给全景显示倍率算出部15，与基准水平倍率Pb相乘，输出全景显示倍率PHM。
将全景显示倍率PHM提供给变换控制部5，从该变换控制部5对放大插值部4提供该全景显示倍率PHM。并且，从变换控制部5对读出控制部3输出读出指定信息，以使从图像存储器2中读出预定的输入图像数据IN。由此，由读出控制部3从图像存储器2中读出放大对象的区域的图像数据，提供给放大插值部4。
在放大插值部4中，对从读出控制部3提供的放大对象的区域的图像数据进行直线插值，以成为由全景显示倍率PHM提供的倍率的像素数，放大为按每个区域指定的倍率，作为放大图像数据OUT进行输出。由此，得到在横方向上以全景显示倍率PHM放大后的放大图像数据OUT。此时，因为全景显示斜率较强，所以，成为强调画面的两端的放大的画面显示。
另一方面，使全景显示斜率较弱时，例如，常数a＝4/64、常数b＝255、基点水平倍率Pb＝1.224。此时的放大插值动作与以全景显示斜率较强的方式进行设定的情况相同。但是，因为全景显示斜率较弱，所以，画面中央部和端部的倍率之差较小，成为整体上在横方向上放大了的画面显示。
此外，在输入图像数据IN的水平像素数是720、输出图像数据OUT的水平像素数是1366的情况下，若使全景显示斜率较强的设定的常数a＝7/64、常数b(偏移量)＝255，则基点水平倍率Pb为1.641。
此时，水平输出像素数L＝1366，区域分割数为64，所以，商为21，余数为22。因此，从画面的左右朝向中央部向各区域分别分配1个该余数22。由此，从画面外侧区域序号X＝31，30，…，21的区域的像素数设定为22，画面中央部的区域序号X＝20，19，…，0的区域的像素数设定为21。
并且，在固定倍率显示模式的情况下，例如输入像素数是720，显示像素数为960的情况下，放大倍率为960/720＝4/3，所以，对3个输入像素进行直线插值，放大为4个显示像素。在横方向上一律相同地进行，由此，将720个输入像素放大为960个显示像素。
另一方面，在全景显示的情况下，全景显示倍率PHM根据区域序号X进行变化。全景显示倍率PHM将区域分割数设为64、以15个像素为单位进行变化，在区域31中PHM＝1.950、区域30中PHM＝1.867、...的情况下，区域31的放大插值使用15/1.950的输入像素进行直线插值，区域30的放大插值使用15/1.867的输入像素进行直线插值。并且，64区域全体中，使用所输入的720像素进行放大插值。
如上所述，本实施例的图像变换电路有如下的优点。
(1)因为具有基于从外部设定的水平输出像素数L、基准水平倍率Pb以及常数a、b算出全景显示倍率PHM的全景显示倍率设定部10，所以，能够自由地适应任意像素数的显示装置。
(2)因为将全景显示区域的分割数设为2n，所以，不需要为了计算分割后的区域的像素数的除法电路，可简化电路结构。
(3)因为按每个区域序号X算出全景显示倍率PHM，所以，能够以平滑变化的全景显示倍率PHM进行全景画面显示，得到没有不协调感的显示画面。
(4)因为参数算出部13由预先存储有针对变量X的X2的值的ROM构成，所以，可简化电路结构。
并且，本发明并不限于所述实施例，可以有各种变形。作为该变形，例如有如下情况。
对输入和输出的纵方向的像素数为相同数目的情况进行了说明，但是，也可以不同。此时，不进行纵方向的区域分割，纵方向的放大率为一律相同的固定倍率(＝输出像素数/输入像素数)。
权利要求
1.一种图像变换电路，具有图像存储器，存储输入图像数据；读出控制部，根据指定变换对象区域的读出指定信息从所述图像存储器中读出图像数据；放大插值部，基于倍率指定信息进行像素的插值，对所述读出控制部所读出的图像数据进行放大，输出放大图像数据；倍率设定部，根据输入图像的像素数和放大图像的像素数，设定所述读出指定信息和与其对应的所述倍率指定信息，其特征在于，所述倍率设定部具有区域分割单元，在水平方向上将放大图像分割为多个区域，进行调整，以使分割后的各区域的像素数之差收敛在1以内；显示倍率算出单元，以设中央部的区域为最小、随着远离该中央部以二次函数增加的方式算出每个所述分割后的区域针对水平方向的放大倍率，输出所述读出指定信息和所述倍率指定信息。
全文摘要
本发明提供一种可适应具有任意像素数的显示装置的、并且在全景显示中不协调感较少的图像变换电路。在全景倍率设定部(10)中生成读出指定信息READ和倍率指定信息MULT，该读出指定信息READ是提供给读出存储在图像存储器(2)中的输入图像数据IN的读出控制部(3)的信息，该倍率指定信息MULT是提供给放大插值部(4)的信息，该放大插值部(4)对基于该读出指定信息READ从图像存储器(2)中读出的图像数据进行插值，并输出放大插值数据OUT。在全景倍率设定部(10)中，以放大插值数据OUT的水平方向的像素数与显示装置的像素数一致的方式将水平方向的图像数据分割为多个区域，分割后的区域的放大倍率在中央部最小，以向端部逐步变大的二次函数的方式进行调整，输出倍率指定信息MULT。
文档编号H04N5/66GK1967654SQ200610135669
公开日2007年5月23日 申请日期2006年10月20日 优先权日2005年10月27日
发明者山本丰朗 申请人:冲电气工业株式会社