缩减数字彩色矩阵图像的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种以选定比例缩减数字矩阵图像的方法和装置。从输入像素值计算输出矩阵中的每个输出像素值。以这样的方式处理输出像素（ｋ，ｌ），即形成在每个输出图像（ｋ，ｌ）的区域内的矩阵图像的像素（ｉ，ｊ）值的加权和，加权系数是像素（ｉ，ｊ）在输出像素（ｋ，ｌ）的区域内的维度份额，并且通过缩放因子（ｆ×Ｍ↓［２］／Ｍ↓［１］×Ｎ↓［２］／Ｎ↓［１］）修正每一加权和。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种以选定的比例M2/M1和N2/N1缩减数字彩色矩阵图像的方法和装置，其中，所述矩阵图像包括N1行，每一行包括M1个像素，从而使得所述像素的强度值构成所述矩阵，并且不同色彩的像素构成所选的格式；并且其中，通过缩放构成尺寸为M2×N2的输出矩阵，所述输出矩阵的像素以M2＜＝M1且N2＜＝N1的方式对应于所述原始矩阵的子组，并且由所述原始矩阵像素的强度值计算出所述输出矩阵的每一输出像素的值。
技术介绍
当使用数字摄像机时，使用摄像传感器来产生独立的图像或视频图像。传感器图像可以采用多种图像格式，例如RGB8:8:8、RGB5:6:5、YUV4:2:0，以及raw-Bayer图像。当在取景器(VF)中显示图像时，所述取景器的分辨率通常比所述图像传感器的低，因此必须在所述传感器中形成所述图像并将其缩放到适于显示的分辨率。也可以将图像变焦(从所述图像中界定出更小的图像，然后缩放)到适于所述取景器。在变焦中，为了使得变焦得到的图像看上去是连续的，从全幅图像尺寸到更大的变焦必须有很多步骤。如果对视频图像进行了编码，那么其分辨率也通常低于所述传感器的分辨率。因此，也需要对视频进行类似的缩放。也可以如在摄像机中那样，在便携设备中使用摄像传感器。图像缩放或修改数字图像的尺寸，已经被用于多种数字图像处理应用。图像缩放中的基本方法是在新的抽样阵列中排列二维抽样信号。从关于信号和图像处理的文献已知了对于执行图像二次抽样的一些可能的情况。信号的抽样是信号处理理论中的实质部分，并且在文献中已被广泛论及。基本上，这是个维持图像频谱低于Nyquist频率的问题。通常的二次抽样法包括去假频(anti-alias)滤波和从抽样再生图像。抽样数据常常由抽样输入数据和特定核心的线性组合来获得。抽样算法通常是在算法的复杂度和所得图像的质量之间的折衷。重新抽样的最简单的形式是“最近邻居”法。这种方法不使用对原始数据的去假频滤波，只为新的抽样阵列选择最邻近的抽样。这样，由于没有去假频的作用，所获得的图像并不好。用于选择对于所述去假频滤波器的核心的系数的方法有很多。美国专利6,205,245公开了一种由传感器的矩阵直接缩放彩色图像的方法，其中定义了像素组，总是一次处理一个像素组，并且所述像素组与最终图像的每一个像素相对应。在此方法中，跳过了中间像素，因此丢失了原始信息。
技术实现思路
本专利技术公开了一种新的高质量二次抽样的方法，和用于实现所述方法的只需少量存储器的装置。根据本专利技术的方法的特征在所附的权利要求1中陈述，而相应的装置的特征在权利要求5中陈述。相应地，根据本专利技术的软件方法的特征在权利要求14中陈述。使用根据本专利技术的方法只需少量的存储器，并且所述方法在计算方面效率高，但所输出的图像质量高。本方法特别适用于例如摄像机的低功耗设备，以及摄像和多媒体通信装置。存储需求小是因为，在缩放时，通过仅对单个输出行中的输入像素求和，将一个输入图像行存储在行存储器中，并且将没有包括在所处理的输出图像像素中的输入图像行的部分存储在另一行存储器中。在一个实施例中，通过对所述输出行的索引以模2函数所取的模，即所述整数(索引)的最低位，进行寻址而实现这对所述存储器的自动轮换。在一个应用中，在缩放中所需的存储器由执行所述缩放的处理器(CPU)来实现。所述处理器可以是单独的DSP(数字信号处理器)电路组件。一种可用于本专利技术的DSP处理器结构的例子是由Analog Device Inc.(USA)公司制造的多处理器ADSP-BF561，在此所涉及的第二个例子是ARM Ltd.，UK.的RISC处理器ARM9EJ-S(产品规格ARM DDI 0222B)。然而，在多个双处理器应用中，所述处理器物理上位于不同的电路/模块中。附图说明以下将参考示出本专利技术的方法和装置的附图，来分析本专利技术。图1示出了缩放概念；图2示出了输出像素的例子；图3示出了对不同类型的像素的描述；图4示出了本方法需要的存储器结构；图5a以流程图形式示出了缩放算法；图5b示出了在最困难的情况下DATA存储单元的使用；图6示出了raw-Bayer图像格式及其缩放排列；图7以框图形式示出了一种装置方案；图8示出了在电路层图7的缩放方案；图9a示出了raw-Bayer图像格式的缩放步骤；图9b示出了图9a的另一输出形式——合并的联合定位(co-sited)RGB；图10a示出了Bayer格式到两种不同的格式(联合定位RGB和Bayer)的缩减；图10b示出了YUV4:2:0(H)格式的缩减；图10c示出了对于单独的像素的YUV4:2:2(H)格式的缩减；图10d示出了YUV4:4:4(H)格式的缩减；图10e示出了YUV4:4:4(H)格式到不同的YUV4:2:2格式的缩减。具体实施例方式依照图1，输入图像(I1)和输出矩阵(I2)相互重叠，使得所述输出矩阵的每一像素都受原始像素的影响。缩放是由输入图像形成具有较低分辨率的输出图像的过程。为简述起见，图1至5主要讨论黑白图像的缩放，而稍后缩放彩色图像的特殊特性将变得显而易见。所述图像的尺寸为I1M1×N1和I2M2×N2。所述像素被视为区域而不是点。对于所述输入图像，像素尺寸被设置为Sx1×Sy1，而对于所述输出图像，像素尺寸被设置为Sx2×Sy2。所述图像尺寸被设定为L个“单位”，这样使得L＝Sx1M1＝Sx2M2＝像素尺寸×像素数量，这样，Sx1/Sx2＝M2/M1＝c×M2/c×M1。根据如下方式来计算所述像素尺寸Sx1＝c×M2，以及Sx2＝c×M1，c可以自由选定例如c＝1，或c＝1/gcf(M1，M2)(gcf最大公约数)，或c＝1/M1，或c＞0。以Sx2是2的幂次(1，2，4，…)的方式，来选择所述系数c是有帮助的，这是因为这样在二进制计算中可以容易地进行以Sx2为除数的除法(即，在二进制整数计算中除法变成移位)。可以通过以下方式标记像素索引(i＝0，1，...，(M1-1)，j＝0，...，(N1-1)，k＝0，...，(M2-1)和l＝0，...，(N2-1)。在图1中，所述输出像素的值是属于所述输出像素区域的输入像素值的加权平均值。Out(k,l)={Σ(i,j)∈Out(k,l)W(i,j)In(i,j)}/ScaleFactor]]>所述缩放因子ScaleFactor以下列方式计算得到ScaleFactor=Σ(i,j)∈Out(k,l)W(i,j)=Sx2Sx1·Sy2Sy1=M1M2·N1N2]]>W(i，j)是加权系数，其值取决于在输出像素中有多少输入像素W(i，j)＝在(i，j)中的由所述输出像素(k，l)覆盖的表面面积/所述输入像素(i，j)的表面面积。图2示出了这样的例子。所述输出像素覆盖所述输入像素j＝0...jend和i＝0...iend。用索引(i＝0，j＝0)表示起始任何输出像素的输入像素。某些加权系数为W(0，0)＝(vstart×wstart)/(Sy1×Sx1)W(1，1)＝1W(1，0)＝vstart/Sy1......等等。以下描述所述缩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以选定的比例Ｍ↓［２］／Ｍ↓［１］和Ｎ↓［２］／Ｎ↓［１］缩减数字彩色矩阵图像的方法，其中，所述矩阵图像包括Ｎ↓［１］行，每一行包括Ｍ↓［１］个像素，从而使得所述像素的值构成所述矩阵并且不同色彩的像素构成选定的格式，并且其中，利用缩放构成尺寸为Ｍ↓［２］×Ｎ↓［２］的输出矩阵，所述输出矩阵的像素以Ｍ↓［２］＜＝Ｍ↓［１］和Ｎ↓［２］＜＝Ｎ↓［１］的形式与所述原始矩阵的子组相对应，并且由所述原始矩阵的像素（ｉ，ｊ）的值Ｉｎｐｕｔ（ｊ，ｉ）计算所述输出矩阵的每一输出像素（ｋ，ｌ）的值Ｏｕｔｐｕｔ（ｌ，ｋ），其特征在于，　　　　形成在所述每一输出像素（ｋ，ｌ）区域内的矩阵图像的同色像素（ｉ，ｊ）值的加权和，加权系数是在所述输出像素（ｋ，ｌ）区域内的像素（ｉ，ｊ）的维度份额，并且通过缩放因子（ｆ×Ｍ↓［２］／Ｍ↓［１］×Ｎ↓［２］／Ｎ↓［１］）修正每一加权和。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M豪基伽尔维，O卡莱沃，
申请(专利权)人：诺基亚公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]