影像缩放参数调整方法及其相关装置的制作方法

专利名称：：影像缩放参数调整方法及其相关装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种影像缩放装置，特别是涉及一种影像缩放装置及其参数调整方法。
背景技术：
：在影像处理过程中，当影像信号不适用于输出装置(例如电视屏幕或计算机显示器)的规格时，通常采用影像缩放装置来进行缩放或者重新调整上述影像信号的大小，现有技术的影像缩放装置是利用插值算法(interpolationalgorithm)来缩放上述影像信号，例如线性插值(linearinterpolation),双线性插值(bilinearinterpolation)、三次方多项式插值(cubicinterpolation)或其它插值算法。影像缩放装置利用插值算法来处理影像信号时，在实际上可设定或改变一个或多个参数，在很多范例中，参数的选择对于经过缩放后的影像信号的输出质量十分重要。现有技术的作法是先将影像缩放装置的参数预设为固定值，且当重新缩放影像信号前也不能改变参数，如此一来，可能会导致影像信号的某些部分产生令人不满意的输出质量。
发明内容因此，本发明的目的之一在于提出一种影像缩放装置及其参数调整方法，来解决上述问题。依据本发明的实施方式，披露一种影像缩放装置的参数调整方法，其包含有接收影像信号；以及参照影像信号的信号特性来调整用来缩放影像信号的参数的影像缩放模块。其中，信号特性是对应于影像信号的频率特性或者边缘特性。依据本发明的实施方式，披露一种影像缩放装置。影像缩放装置包含信号接收模块、影像缩放模块以及参数调整模块。信号接收模块是用来接收影像信号。影像缩放模块耦接于信号接收模块。参数调整模块是耦接于信号接收模块与影像缩放模块之间，用来参照影像信号的信号特性来调整影像缩放模块的参数。其中，影像缩放模块利用已调整参数来缩放影像信号。其中，信号特性对应于影像信号的频率特性或者边缘特性。本发明与现有技术的影像缩放相比，可动态改变缩放系数，有更好的输出质量。图1是本发明影像缩放装置的实施方式的方块图。图2是图1所示的影像缩放装置的参数调整方法的实施方式的流程图。图3为图1所示的影像缩放模块的实施方式的示意图。图4为说明图3中的影像缩放模块所执行的三次方水平插值的示意图。图5为说明图3中的影像缩放模块所执行的三次方水平插值相关的三次方巻积函数的示意图。图6是详细说明图2所述的方法中参照步骤的流程图。具体实施例方式在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。在说明书及权利要求当中所提及的"包含"是开放式的用语，故应解释成"包含但不限定于"。另外，"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，则代表上述第一装置可直接电气连接于上述第二装置，或通过其它装置或连接手段间接地电气连接到上述第二装置。请参考图1,图l是本发明影像缩放装置101的一个较佳实施方式的方块图。如图1所示，影像缩放装置101包含有信号接收模块103、影像缩放模块105、参数调整模块107以及延迟模块109。其中参数调整模块107耦接于信号接收模块103以及影像缩放模块105之间，延迟模块109也耦接于信号接收模块103以及影像缩放模块105之间，还有，参数调整模块107包含有信号分析单元201以及确定单元203。请参考图2,图2为图1所示的影像缩放装置101的参数调整方法的较佳实施方式的流程图。如图2所示，上述方法包含下列步骤步骤501:接收影像信号；步骤503:寄存所接收的影像信号；步骤505:参照接收的影像信号的信号特性来调整用来缩放影像信号的影像缩放模块的相对应参数；以及步骤507:在调整相对应的参数之后，将所寄存的影像信号传送到影像缩放模块来缩放影像信号。关于图1所示的影像缩放装置101如何操作图2所示的参数调整方法，其相关细节将详细描述如下请同时参照图1以及图2。信号接收模块103接收影像信号(步骤501)。请注意，本发明所述的影像信号包含任何可供利用的影像信号的形式或格式，举例来说，影像信号可以是连续信号或是不连续信号。此外，"影像信号"这个名词应该解释成包含有影像、影像数据、包含有影像的数据信号或任何其它可供利用的影像相关术语。在本发明中，影像信号可包含有模拟影像信号的特定长度或数字影像信号的某些数值(例如，像素值)，而延迟模块109寄存接收的影像信号直到影像缩放模块的相对应参数被调整(步骤503)。更具体来说，延迟模块109所寄存的影像信号的緩沖时间(bufferingduration)是对应于参数调整模块107用来判断与调整相对应的参数的实际时间。在本发明的某些实施方式中，延迟模块109可寄存所接收的影像信号长达一个或者多个工作周期、扫描线、或者画面。此外，延迟模块109寄存影像信号的延迟时间可由参数调整模块107所需要参考到的影像信号的信息个数来确定。最后，参数调整模块107参照所接收的影像信号的信号特性(signalcharacteristic)来调整用于影像缩放模块105的一个或多个参数，以便缩放所接收的影像信号(步骤505)。在一实施方式中，参数对应于用来缩放影像信号的影像缩放模块105所使用的算法的一组系数，其中算法可对应于垂直插值、水平插值、或者两者。请参考图3,图3是图1所示的影像缩放模块105的一个实施方式的示意图。如图所示，影像缩放模块105包含四抽头三次方插值滤波器(4-tapscubicinterpolationfilter),来对影像信号进行垂直插值和水平插值来缩放影像信号，由于三次方垂直插值及三次方水平插值的原理类似，以下只针对三次方垂直插值进行说明。请参考图4,图4及图5是说明图3中的影像缩放模块105所执行的三次方水平插值及其相关三次方巻积函It(cubicconvolutionfunction)的示意图。在本实施方式中，影像缩放模块105(即四抽头三次方插值滤波器)需要四个像素(pixel)来执行水平插值，假设在所接收的影像信号中，将水平线上的四个连续像素分别视为第一像素、第二像素、第三像素以及第四像素，而影像缩放模块105必须将目标像素插入第二像素与第三像素之间，在这个例子当中，影像缩放模块105可使用第一像素、第二像素、第三像素以及第四像素的像素值来建立一个对应于下列式子的三次方的巻积函数(如图4所示)d=at3-2at2+at;C2=(a+2)t3-(a+3)t2+1;C3=-(a+2)t3+(2a+3)t2-at;C4=-at3+at2;其中，dC4对应于三次方水平插值算法的系数，a是可调整参数，t为在时间轴上的数值。还有，系数d-C4分别对应于第一像素、第二像素、第三像素以及第四像素，t对应于第二像素在时间轴上与目标像素的距离。在本实施方式中，a是参数调整模块107根据信号特性来控制的参数。从上面的式子中可轻易发现，可调整参数a会影响到算法的整组系数C!-C4，由于四抽头三次方插值滤波器为本领域技术人员所知悉，为了简单起见，对于上述式子如何实际操作三次方水平插值在此便不再赘述。请注意，在现有技术中，参数a是为固定数值(如-0.5)，在缩放影像信号时无法更改，然而，在此实施方式中，a可以动态调整成适当的数值来适用于影像缩放模块105以便缩放目前所接收的影像信号。请注意，虽然在本实施方式中将a视为该参数，但在其它的实施方式中，根据信号特性来调整的参数可以是任何会对影像缩放模块105的特性产生影响的参数，例如，对应于影像缩放模块105的耳又样相位(samplingphase)、抽头数量(quantityoftaps)或者清晰度(sharpvalue),而取样相位对应于时间轴上目标像素(targetpixel)与现存像素之间的时间间隔，其中将目标像素插在影像信号中距离现存像素附近的特定位置中，因此调整取样相位也就是在计算目标像素的像素值时执行某种时间位移(timeshift)。在计算过后，根据特定位置来记录目标像素的像素值，因此，完成将目标像素插入特定位置的操作。然而，上迷的例子并非作为本发明的限制条件。此外，在本发明的一实施方式中，步骤505可还包含几个步骤。请参考图6,图6是详细说明图2所述的方法的参照步骤505的流程图。如图6所示，参照步骤505包含以下步骤步骤601:分析所接收的影像信号的信号特性；步骤603:参照信号特性来产生适当参数；以及步骤605:调整影像缩放模块105所对应的参数用来将所接收的影像信号缩放成适当参数。请同时参考图1及图6。首先，信号分析单元201分析所接收的影像信号的信号特性(步骤601),然后确定单元203参照信号特性来产生适当参数给影像缩放模块105(步骤603),因此可以将所对应的参数调整成适当参数，其中所对应的参数是影像缩放模块105用来缩放所接收的影像信号的参数(步骤605)。在本发明的一实施方式中，信号特性可以对应于所接收的影像信号的频率特性(frequencycharacteristic),而信号分析单元201可以利用像素窗口(pixelwindow)来分析所接收的影像信号的频率特性，像素窗口可包含特定水平线上、特定垂直线上、或者特定区域中的目标像素的特定位置附近的好几个像素(例如四个像素)，其中目标像素是必须插入所接收的影像信号中特定位置的像素。在另一个实施方式中，信号特性可对应于所接收的影像信号的边缘特性(edgecharacteristic),而信号分析单元201可计算所接收的影像信号中两相邻像素之间的像素差，例如计算像素窗口中特定水平线上所包含任两个相邻像素之间的所有像素差来产生一个总值。在本实施方式中，一个较大的总值意味着所接收的影像信号有着较大的变化或者意味着所接收的影像信号包含更多的细节。然而在另一实施方式中，如果信号特性是对应于接收影像信号的频率特性时，信号分析单元201可包含从由高通滤波器、带通滤波器、以及低通滤波器所组成的群组中所选取的至少一个滤波器，用来分析接收影像信号的频率特性。举例来说，信号分析单元201可能只包含一个高通滤波器，在另一范例中，信号分析单元201可能包含一个高通滤波器以及一个带通滤波器，其各自具有的一组分别为{-1，2,-1}以及{-1，0,2，0,-1}的抽头系数，信号分析单元201便利用这两组滤波器系数来分析影像信号的频带，如此一来，确定单元203会依据从高通滤波器及带通滤波器所输出的数值来确定最佳参数。举例来说，如果从高通滤波器所输出的数值大于第一阈值且从带通滤波器所输出的数值小于第二阈值，因此会判断影像信号为高频影像信号，而确定单元203便会产生适合高频信号的参数作为最佳参数，然而这些范例并非本发明的限制条件。还有，请注意，在了解本发明的精神之后，本领域的技术人员应可轻易确定针对上述像素窗口的第一阈值以及第二阈值的值，此外，上述确定单元203的确定逻辑可由硬件(即电路)来实现或由软件(即储存在储存单元的固件)来实现。在某些实施方式中，确定单元203可能是利用查询表(look-uptable)来产生最佳参数，而查询表可根据充分的实验结果而预先确定，举例来说，查询表可能预先记录多个分析结果以及所对应的最佳参数作为进一步操作的参考。请参考图1和图2，在步骤605,调整影像缩放模块105相对应的参数之后(步骤507)，延迟模块109便会传送所寄存的影像信号到影像缩放模块105，之后结束参数调整方法。再者，如图l所示，通过上述参数调整方法，影像缩放模块105便可利用调整后的参数来缩放从延迟模块109所传来的影像信号以及输出已缩放影像信号。在本发明的一实施方式中，影像缩放模块105利用调整后的参数来在影像信号上执行垂直插值、水平插值或者两者，而后完成缩放影像信号的操作，然而这仅是用来说明本发明的例子之一，而非本发明的限制条件。在某些实施方式中，影像缩放装置101可能依据从目前画面所得到的信号特性来调整用来缩放目前画面的参数，或者依据先前画面所得到的信号特性来调整用来缩放目前画面的参数，而在其它的实施方式中，影像缩放装置101可能参考超过一个画面所得到的信号特性来确定参数。请注意，虽然如图1所示的信号接收模块103、影像缩放模块105、参数调整模块107以及延迟模块109是独立的硬件组件，但这并非本发明的限制条件，举例来说，参数调整模块107的功能可以由硬件(即电路)来实现或由软件(即储存在储存单元的固件)来实现。在另一个例子中，可以将参数调整模块107整合在影像缩放模块105中，因此影像缩放模块105便具有上述参数调整模块107的所有功能。请注意，在不违背本发明的精神下，这两种设计及其它的变化都是可行的，应属于本发明的范畴。在本发明中，在影像缩放模块尚未采用参数来缩放影像信号时，可依据影像信号的信号特性(例如频率特性、边缘特性或者其它特性)来适当地调整参数，换言之，为了适合缩放影像信号的每一个部分，参数可以动态地调整成一个适当的参数，如此一来便可改善已缩放的影像信号的输出质量。举例来说，依据影像信号的频带来动态调整参数来缩放影像信号，简单来说，本发明的影像缩放模块的参数可针对影像信号的内容来进行适当的调整。以上所述仅是本发明的实施方式，凡根据本发明权利要求所做的均等变化与修饰，都应属本发明涵盖的范围。权利要求1.一种影像缩放参数调整方法，应用于影像缩放模块，上述方法包含接收影像信号；以及参照上述影像信号的信号特性来调整用来缩放上述影像信号的参数的上述影像缩放模块。2.如权利要求1所述的影像缩放参数调整方法，其特征在于，上述信号特性对应于上述影像信号的频率特性或者边缘特性。3.如权利要求1所述的影像缩放参数调整方法，其特征在于，上述参数对应于上述影像缩放模块的取样相位、抽头数量或者清晰度。4.如权利要求1所述的影像缩放参数调整方法，其特征在于，上述参数对应于上述影像缩放模块所使用的算法的一组系数。5.权利要求1所述的影像缩放参数调整方法，其特征在于，上述参数是用于上述影像缩放模块来对上述影像信号上执行垂直插值、水平插值或者两者。6.如权利要求1所述的影像缩放参数调整方法，其特征在于，还包含寄存所接收的上述影像信号直到调整上述相对应的参数；以及在调整上述相对应的参数后，传送所寄存的上述影像信号到上述影像缩放模块。7.如权利要求6所述的影像缩放参数调整方法，其特征在于，上述寄存所接收的上述影像信号直到调整上述相对应的参数的步骤包含寄存所接收的上述影像信号的一个或多个工作周期、扫描线或者画面直到完成上述相对应的参数调整。8.如权利要求1所述的影像缩放参数调整方法，其特征在于，参照上述影像信号的上述信号特性来调整用来缩放上述影像信号的上述参数的上述影像缩放模块的步骤包含分析上述影像信号的上述信号特性；参照上述信号特性来产生适当参数；以及将上述影像信号的上述参数调整成上述适当参数。9.如权利要求8所述的影像缩放参数调整方法，其特征在于，上述信号特性对应于上述影像信号的频率特性，且分析上述影j象信号的上述信号特性是由包括高通滤波器、带通滤波器以及低通滤波器所组成的群组中所选取出的至少一个滤波器来执行。10.如权利要求8所述的影像缩放参数调整方法，其特征在于，上述信号特性对应于上述影像信号的频率特性，且分析上述影像信号的上述信号特性是包含利用像素窗口来分析上述影像信号的上述频率特性。11.如权利要求8所述的影像缩放参数调整方法，其特征在于，上述信号特性对应于上述影像信号的边缘特性，且分析上述影像信号的上述信号特性是包含计算上述影像信号中两相邻像素之间的像素差。12.—种影像缩放装置，其包含有信号接收模块，用来接收影像信号；影像缩放模块，耦接于上述信号接收模块；以及参数调整模块，耦接于上述信号接收模块与上述影像缩放模块之间，用来参照上述影像信号的信号特性来调整上述影像缩放模块的参数；其中，上述影像缩放模块利用上述已调整参数来缩放上述影像信号。13.如权利要求12所述的影像缩放装置，其特征在于，上述信号特性对应于上述影像信号的频率特性或者边缘特性。14.如权利要求12所述的影像缩放装置，其特征在于，上述参数对应于上述影像缩放模块的取样相位、抽头数量或者清晰度。15.如权利要求12所述的影像缩放装置，其特征在于，上述参数对应于上述影像缩放模块所使用的算法的一组系数。16.如权利要求12所述的影像缩放装置，其特征在于，上述影像缩放模块利用上述参数在上述影像信号上执行垂直插值、水平插值或者两者。17.如权利要求12所述的影像缩放装置，其特征在于，上述影像缩放模块是三次方插值滤波器。18.如权利要求12所述的影像缩放装置，其特征在于，还包含延迟模块，耦接于上述信号接收模块与上述影像缩放模块之间，用来寄存所接收的上述影像信号直到上述相对应的参数已调整，以及在上述相对应的参数已调整后，传送所寄存的上述影像信号到上述影像缩放模块。19.如权利要求18所述的影像缩放装置，其特征在于，上述延迟模块寄存所接收的上述影像信号的一个或多个工作周期、扫描线或者画面直到上述相对应的参数已调整。20.如权利要求12所述的影像缩放装置，其特征在于，上述参数调整模块包含信号分析单元，耦接于上述信号接收模块，用来分析上述影像信号的上述信号特性；以及确定单元，耦接于上述信号分析单元与上述影像缩放模块，用来参照上述信号特性来产生适当参数并将上述影像信号的上述参数调整成上述适当参数。21.如权利要求20所述的影像缩放装置，其特征在于，上述信号特性对应于上述影像信号的频率特性，且上述信号分析单元是由包括高通滤波器、上述影像信号的上述频率特性。22.如权利要求20所述的影像缩放装置，其特征在于，上述信号特性对应于上述影像信号的频率特性，且上述信号分析单元利用像素窗口来分析上述影像信号的上述频率特性。23.如权利要求20所述的影像缩放装置，其特征在于，上述信号特性对应于上述影像信号的边缘特性，且上述信号分析单元计算上述影像信号中两相邻像素之间的像素差。全文摘要本发明提供了一种应用在影像缩放模块的参数调整方法，上述参数调整方法包含接收影像信号；以及参照上述影像信号的信号特性来调整用来缩放影像信号的参数的影像缩放模块。其中，上述信号特性对应于影像信号的频率特性或者边缘特性。其中，影像缩放模块是利用上述参数来在影像信号上执行垂直插值操作、水平插值操作或两者。本发明提供的动态调整参数的方法使输出图像的质量更好。文档编号G09G5/373GK101308650SQ20071015247公开日2008年11月19日申请日期2007年10月15日优先权日2007年5月15日发明者施养宏,柏堂宏申请人:联发科技股份有限公司