专利名称：图像处理装置与相关方法
技术领域：
本发明是关于图像处理的，更具体的，是关于一种可减少内存带 宽使用的图像处理装置及方法。
背景技术：
近几年，消费类电子产品发展迅速。更具体一些，对于视频系统
来说，趋势是屏幕更大，具有更高分辨率以及更高的播放质量。同 时，需要更多可用的内存带宽以保证实时(real time)播放的视频图像的质量。
更进一步， 一些视频系统具有屏幕显示(On Screen Display, OSD) 功能，可进行系统配置控制或显示信息，如电子程序导航(Electronic Program Guide, EPG)月良务,互动通4言或电子商务(e-commerce)， 或在 不同频道上演的不同节目同时显示在一个屏幕上，这些功能会消耗内 存。如上所述，这些应用会在一个显示帧(display frame)上产生大量的 视频数据，这就需要高数据传输速率。当内存的操作速率不能满足需 要的内存带宽时，这些应用就不能及时恰当地完成这些功能。结果是， 降低了视频系统的整体性能。
因此，本技术领域需要相关装置与方法，在承受(accommodate)其 它消耗内存的功能操作以及维持播放质量的情况下，提高内存带宽译 码的使用率。
发明内容
为了解决上述视频系统大量消耗内存的技术问题，本发明提供一 种图像处理装置及方法，用于提高内存带宽的使用率。
本发明的目的是提供一种图像处理装置，包含信息图像处理控 制器，用于产生主图像，并对主图像的第一指定区域执行分辨率转换
5操作；处理单元，耦接至信息处理控制，用于产生图像信息及输出图
像信息，图像信息是根据第一图像定义第一指定区域；以及混合器， 耦接至信息图像处理控制器，用于混合主图像与第 一 图像以产生显示 图像，供显示在显示单元之上。
本发明的另一目的是提供一种图像处理方法，包含根据第一图 像的图像信息在主图像上定义第一指定区域；在主图像的第 一指定区 域上执行分辨率转换操作；以及在分辨率转换操作之后，混合主图像 与第一图像。
本发明的又一目的是提供一种图像处理装置，包含内存单元， 用于储存视频数据；信息图像处理控制器，用于从内存单元接收视频 数据以根据图像信息产生主图像；处理单元，耦接至信息图像处理控 制器，用于产生定义第一图像的第一指定区域的图像信息；以及混合 器，耦接至信息图像处理控制器，用于混合主图像与第一图像以产生 用于视频显示的显示图像。
本发明通过丢弃主图像部分区域或降低主图像的部分区域的分辨 率来减少对内存的存取操作，从而减少了内存带宽的使用率。
图1显示根据本发明实施方式的图像处理装置10的方框图 图2显示图1中主图像的示意图。
图3是根据本发明的另 一 实施方式的图像处理装置的方框图。
图4是根据本发明的实施方式显示的图像的范例。
图5是根据本发明的另一实施方式显示的图像处理方法。
具体实施例方式
在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来称呼特定的元件。 本领域的技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼 同一个元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分元 件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说 明书及权利要求书当中所提及的"包含"是开放式的用语，故应解释 成"包含但不限定于"。此外，"耦接，， 一词在此是包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置， 则代表第一装置可直接电气连接于第二装置，或通过其它装置或连接 手段间接地电气连接到第二装置。
本发明是有关于一种图像处理装置，其能减少内存带宽使用，另 关于一种图像处理方法，有关于将视频译码的内存的需求带宽最小化
(minimize)。
图1显示根据本发明实施方式的图像处理装置10的方框图，其包 含信息图像处理控制器102，处理单元106及混合器104。
请参考图1，信息图像处理器102根据储存于内存单元112的视 频数据产生主图像Vmain。处理单元106，耦接于信息图像处理控制器 102,产生图像信息Dmf。，其根据第一图像定义(define)主图像Vmam上 第一指定区域(designatedregion)。 一般来说，图像信息Dinf。可包含第 一图像的形状信息(如圓形，方形或矩形)，内容信息，如时间，频道 号(channel number)或系统标示(logo), ^立置4言息，如开始4立置，结束 位置或尺寸(dimensions)以及混合信息(如色彩深度，混合比率或特定 外观)。
在本发明的一较佳实施方式中，第一图像是，但不限于，屏幕显 示(On Screen Display, OSD)图像V2，是由屏幕显示控制器108根据 内存单元112的屏幕显示数据所提供。信息图像处理控制器102根据 OSD图像V2对主图像Vmain上的第一指定区域进行一个分辨率转换 (resolution conversion)^喿作。举例来i兌，》口图2所示，区i或Dl与D2 分别代表主图像Vmain显示区域与由图像信息Dw。定义的OSD图像 V2第一指定区域的显示区域。信息图像处理控制器102根据OSD图 像V2的第一指定区域接收上述图像信息Dinf。，并对主图像V咖in上的 第一指定区域D2执行分辨率转换操作。信息图像处理控制器102所 执行的分辨率转换操作是根据图像信息Dmf。丟弃(discard)主图像Vmain 中的第 一指定区域D2或调整主图像的第 一指定区域D2的分辨率。即， 在接收图像信息Dmf。之后，图像处理控制器102根据内存112的主图 像Vmain中的第一指定区域D2可决定不提取(retrieve)视频数据，或者 以更低的分辨率来提取视频数据。举例来说，若上述主图像V则m是以 10位RGB格式处理，图像处理控制器102能将内存112中主图像Vmain的第一指定区域D2所对应的视频数据以9位或8位的格式提取 (retrieve)。如此就减少了图像处理装置10的内存带宽使用。
如图l所示，混合器104，耦接于信息图像处理控制器102,接收 并混合上述第一图像与上述主图像Vmain以产生显示图像用来显示在 显示单元114上。本发明的一个实施方式中，混合器104根据图像信 息Dmf。的混合信息(blending information)更进一 步对第 一 图像与主图 像Vmain执行混合操作(blending operation)。混合信息代表一个从0到 100百分比范围的比例，表明了图像的透明效果(transparency effect), 即从完全透明到完全不透明(solid)。举例来说，如图2所示，因为OSD 图像V2是不透明的，主图像V加m在第一指定区域D2中的部分就被 信息图像处理控制器102丟弃了。接着混合器104根据图像信息Dinf。
对OSD图像V2与主图像Vn^n执行混合操作以获取需要的混合效果。 然后混合器104将主图像Vmam与OSD图像V2混合以在显示单元114
上显示，其中显示单元是一个CRT或一个LCD类似的装置。
并且，图像处理装置10更包含内存控制器110，耦接于上述屏幕 显示控制器108与上述信息图像处理控制器102以为信息图像处理控 制器102与屏幕显示控制器108提供接口 (interface)以存取内存单元 112来根据主图像V则m与上述第一图像获取视频数据。其中，上述内 存单元112可以如DRAM的一4殳内存的装置来实现。
本领域内技术人员应能了解，第一图像可包含两个或更多个OSD 图像。因此，主图像Vm^的指定区域将根据两个或多个OSD图像分 别定义。举例来说，请参考图2，其中以"CH 10"表示，具有透明效 果的指定区域是由另一屏幕显示图像所定义的。指定区域"CH 10" 的分辨率可能是，举例来说，由24位的分辨率(RGB每种颜色都有8 位色彩深度)降至12位分辨率(每一色彩深度为4位)。
在本发明的一较佳实施方式中，信息图像处理控制器102能够从 多个输入 一见频数据流(input video data stream)Sinput中产生主图^f象 Vmain,例如NTSC, PAL， S-Video等等。举例来说，信息图像处理控 制器102能包含视频译码器，解交错器(de-interlacer)及缩放器 (scalar)。在视频译码器中，输入视频数据流Sinput被解调(demodulate), 并转换成具有亮度(luminance)与色度(chroma)信息的格式化信号。接着，解交错器将格式化信号转换为序列画面(sequential frame)。并且， 对应序列画面的主图像数据可被储存于内存单元112中。然后，4艮据
内存112中的视频数据，缩放器内插上述序列画面以产生更高分辨率
的主图像Vm,用于显示。如此，当根据主图像的指定区域存取视频数
据减少时，存取内存单元112的内存带宽效率便得到了提高。
图3是根据本发明另 一实施方式的图像处理装置30的方框图。图 3使用如图1中同样的数字标号的组件，其是执行同样的操作，因此 不再赘述。在本实施方式中，第一图像包含视频图像Pl以及OSD图 像V2,其分别由信息图像处理控制器302及屏幕显示控制器108产生。 另外，处理单元306产生图像信息Dinf。，其根据视频图像Pl与OSD 图像V2在主图像V脂^上定义两个指定区域。
图4是根据本发明一实施方式显示一图像的范例。其中区域Dl， D2及D3分别表示主图像Vmain的显示区域，OSD图像V2的第一指定 区域以及3见频图像Pl 。 可以了解，4见频图像Pl是画中画 (Picture-In-Picture, PIP)图1象，用于显示一频道，其显示内容可为广播_ 天气预才艮，或是石兹带录像机(Video Cassette Recorder, VCR)内的电影， 如图4所示，假定视频图像P1与OSD图像V2的混合比例是百分之 一百与百分之五十，如此，OSD图像V2即为半透明的，而视频图像 Pl是完全没有透明效果(Solid)。如此，信息图像处理控制器302将主
图像V^in的指定区域D3内的部分丟弃，并将主图像Vmaln的指定区
域D2内的部分的分辨率降低。混合器104接收主图像Vmain,其中主 图像已由信息图像处理控制器302执行分辨率转换(resolution conversion)操作。接下去，混合器104以混合比例百分之50对OSD 图像V2执行混合操作。混合器在混合操作后更进一步将主图像Vmain、 视频图像Pl与OSD图像V2混合以显示在显示单元114上。
视频图像P1也可由信息图像处理控制器3 0 2根据输入视频数据流 S，ut其中之一产生。并且，若视频图像Pl是PIP图像，图像信息Dmf。 由混合器104提供给处理单元或是中央处理单元(CPU)，其中Dmf。根 据视频图像Pl定义主图像V加m上的指定区域D3。可以了解，在本发 明的实施方式中，处理单元106与306可分别为图像处理装置10与
30的CPU，并且定义主图像Vm,上的第一指定区域的图像信息Dlnf。是由处理单元306直接提供。
图5是根据本发明另 一实施方式显示一图像处理方法50。第一指 定区域根据第一图像的图像信息而定义在主图像上(步骤S502)。如上 所述，图像信息可包含形状信息，内容信息，位置信息以定义第一指 定区域与第一图像的混合信息。另外，上述混合信息包含混合比例， 从百分之0到百分之100,是表明图像的透明效果，从完全透明到完 全不透明。并且，第一图像可能为OSD图像或PIP图像。之后，根据 图像信息对主图像的第 一指定区域执行分辨率转换操作(步骤S504)。 在本发明的实施方式中，操作包含丢弃主图像之第一指定区域，或者 根据图像信息调整主图像的第 一指定区域的分辨率。
当主图像的第 一 指定区域的分辨率转换操作完成后，最好 (preferably)根据图像信息对主图像的第 一 图像执行混合操作(步骤 S506)。需要注意的是，步骤S506不是必须的。
接着，在分辨率转换操作后混合主图像与第一图像(步骤S508)。
本发明的实施方式能大量降低需要的内存带宽，尤其是在不需要 混合的状况下。对于没有透明效果的第一图像来说，由第一图像定义 的主图像的第一指定区域被丟弃。如此，在主图像的视频译码过程中， 根据第一图像为了产生主图像的指定区域的数据存取就是不必要的。 因为减少了视频译码的内存使用，内存带宽的需求峰值(peak)也随之降 低了。对于具有透明效果的第一图像来说，对应于第一图像的主图像 的指定区域的分辨率就降低了 。如上所述，本发明减少了为产生主图 像的指定区域所存取的数据，从而减少了内存的使用。
本发明虽用较佳实施方式说明如上，然而其并非用来限定本发明 的范围，任何本领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内， 做的任何更动与改变，都在本发明的保护范围内，具体以权利要求界 定的范围为准。
10
权利要求
1. 一种图像处理装置，包含信息图像处理控制器，用于产生主图像，并对上述主图像的第一指定区域执行分辨率转换操作；处理单元，耦接至上述信息图像处理控制器，用于产生图像信息及输出上述图像信息，上述图像信息是根据第一图像定义上述第一指定区域；以及混合器，耦接至上述信息图像处理控制器，用于混合上述主图像与上述第一图像以产生显示图像，以便显示在显示单元上。
2. 如权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，上述图像 信息包含位置信息，用于定义上述第一图像的上述第一指定区域。
3. 如权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，上述混合 器在混合上述主图像与上述第一图像之前根据上述图像信息对上述第 一图像与上述主图像执行混合操作。
4. 如权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，上述信息 图像处理控制器通过丟弃上述主图像的上述第一指定区域或根据上述 图像信息调整上述主图像的上述第一指定区域的分辨率，以执行上述 分辨率转换操作。
5. 如权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，更包含 屏幕显示控制器，耦接至上述处理单元与混合器以产生上述第一图像。
6. 如权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，上述第一 图像是由上述信息图像处理控制器产生。
7. 如权利要求6所述的图像处理装置，其特征在于，上述信息 图像处理控制器包含视频译码器，用于接收多个输入视频数据流以产 生上述主图像与上述第一图像。
8. 如权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，更包含 内存控制器，耦接至上述信息图像处理控制器，用于存取储存上述主图像的内存单元与上述第一图像。
9. 一种图l象处理方法，包含根据第一图像的图像信息在主图像上定义第一指定区域；在上述主图像的上述第 一指定区域上执行分辨率转换操作；以及在上述分辨率转换操作之后，混合上述主图像与上述第 一 图像。
10. 如权利要求9所述的图像处理方法，其特征在于，上述图像 信息包含位置信息以定义上述主图像的上述第一指定区域。
11. 如权利要求9所述的图像处理方法，其特征在于，在混合之 前，更包含根据上述图像信息对上述第 一 图像与上述主图像执行混合操作。
12. 如权利要求9所述的图像处理方法，其特征在于，上述执行 上述分辨率转换操作的步骤还包含根据上述图像信息丟弃上述主图像的上述第一指定区域或调整上 述主图像的上述第一指定区域的分辨率。
13. 如权利要求9所述的图像处理方法，其特征在于，上述第一 图像是屏幕显示图像。
14. 如权利要求9所述的图像处理方法，其特征在于，上述第一 图像是画中画图像。
15. —种图像处理装置，包含 内存单元，用于储存一见频数据；信息图像处理控制器，用于从上述内存单元接收上述视频数据以 根据图像信息产生主图像；处理单元，耦接至上述信息图像处理控制器，用于产生定义第一 图像的第一指定区域的上述图像信息；以及混合器，耦接至上述信息图像处理控制器，用于混合上述主图像 与上述第一图像以产生用于视频显示的显示图像。
16. 如权利要求15所述的图像处理装置，其特征在于，更包含内 存接口，用于为上述信息图像处理控制器提供接口以存取上述内存单 元。
17. 如权利要求15所述的图像处理装置，其特征在于，上述信息 图像处理控制器根据上述图像信息决定不提取上述主图像的 一部分， 其中上述部分是对应于上述第一指定区域。
18. 如权利要求15所述的图像处理装置，其特征在于，上述信息图像处理控制器根据上述图像信息决定分辨率以提取上述主图像的一 部份，其中上述部分是对应于上述第一指定区域。
19. 如权利要求15所述的图像处理装置，其特征在于，上述第一 图像是屏幕显示图像或画中画图像。
20. 如权利要求15所述的图像处理装置，其特征在于，上述主图 像与上述第一图像在上述第一指定区域重叠。
全文摘要
一种图像处理装置，包含信息图像处理控制器，用于产生主图像，并对主图像的第一指定区域执行分辨率转换操作；处理单元，耦接至信息图像处理控制器，用于产生图像信息及输出图像信息，图像信息根据第一图像定义第一指定区域；以及混合器，耦接至信息图像处理控制器，用于混合主图像与第一图像以产生显示在显示单元上的显示图像。本发明通过丢弃主图像部分区域或降低主图像的部分区域的分辨率来减少对内存的存取操作，从而减少了内存带宽的使用率。
文档编号H04N5/445GK101448108SQ200810084218
公开日2009年6月3日 申请日期2008年3月26日 优先权日2007年11月26日
发明者李新民 申请人:联发科技股份有限公司