一种保持边缘平滑度的图像自适应缩放的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种保持边缘平滑度的图像自适应缩放装置，其包括空间位置计算电路，计算各个方向的相关度电路，对不同方向的点的归类电路，计算内插的相关参考点电路，点偏移量ｄｅｌｔａｘ′、ｄｅｌｔａｙ′计算和参考点重校电路及内插电路。通过所述保持边缘平滑度的图像自适应缩放装置，在集成电路复杂程度不是很高的情况下，可以根据图像内容选择合适相关点的信息进行插值，然后在此方向上取出相应的参考点数据，结合内插方向重构插值点数值，确保能够有效地保护物体边界信息，抑制有用信息的模糊化。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术主要应用到投影显示成像领域，设计了一种保持边缘平滑度的图像自 适应缩放的装置，使得经该方法缩放后的图像边缘仍能保持原来的平滑度。技术背景在投影显示成像领域，由于输入图像和需要投影显示的输出图像的每行象素和每 帧行数不同，需要SCALER来进行空间缩放。所谓图像的空间缩放即图像插值，一般在图像 放大的时候，会损失图像的高频分量，图像会显得比较模糊，越是复杂的图像缩放方法效果 越好，但是在集成电路上实现却很困难。人们已经设计了大量的图像缩放方法和设备，申请号为03111801的专利技术也公 开了一种数字图像缩放集成电路方法，向上缩放和向下缩放由单一电路实现。申请号为 200410102692.7的专利技术也公开了一种图像缩放的方法。通过建立查找表进行缩放，降低了 算法的复杂度。申请号为1608377A也公开了一种用于隔行视频的信号自适应空间缩放， 提出运动场基于场缩放，而静止帧基于帧缩放。以上的方法有个共同的特点，就是都没有考 虑图像的边缘方向。在插值过程中只利用了空间位置信息来判定待插值点与周围点的相关 性，插值系数事先确定，与图像内容无关。这样在物体边界或细节处，不相关的两部分内容 被组合生成插值点，模糊就难以避免。所以图像的边缘部分会被模糊掉。本技术提出的装置在集成电路复杂度很低的情况下，可以根据图像内容选择 合适的相关点信息进行插值，然后在此方向上取出相应的参考点数据，结合内插方向重构 插值点数值。显然此方法能够有效地保护物体边界，抑制有用信息的模糊
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种保持边缘平滑度的图像自适应缩放的装置。所述 的装置能够有效地保持物体边界信息，抑制有用信息的模糊。为了达到以上目的，本技术提供保持边缘平滑度的图像自适应缩放装置，其 包含—、差值点空间位置计算电路。其包含四个乘法器、四个除法器、四个加法器、两个 减法器以及两个截位器。其输入端为场(帧)信息和缩放后场(帧)的宽与高W，H，缩放 前场(帧)的宽与高Width，Height，输出为插值点空间位置信息deltaX，deltay，以及对应 原图像的象素点位置roW，Col。其输出端连接计算各个方向的相关度电路和计算内插的相 关参考点电路和点偏移量计算和参考点重校电路的输入端。二、计算各个方向的相关度电路，目的是得到各个方向的相关度。其包含比较器、 加法器、减法器、移位器、最小值电路、绝对值电路等组合电路。其输入端为插值点空间垂直 位置信息deltay，输出端为各个方向的相关度。其输出端连接不同方向的分类判定电路的 输入端。三，对不同方向的点的归类电路，本电路用来对不同方向的点归类。其包含135度的点检测电路、45度的点检测电路、0度的点检测电路。其输入为各个方向的相关度，输出 为分类判断出的方向Direction。其输出端连接计算内插的相关参考点电路和插值点在对 应方向上的点偏移量deltax' ,deltay'计算和参考点重校电路的输入端。四，计算内插的相关参考点电路，本电路用来获得邻域点的位置。其包含邻域点的 水平位置确定电路、邻域点的垂直位置确定电路、第二点计算电路、第三点计算电路、第四 点计算电路。其输入为计算各个方向的相关度电路的输出方向的相关度Direction、对应 原图像的象素点位置row，col、插值点空间位置信息deltax，deltay ；输出为四个参考点位 置。其输出端连接插值点在对应方向上的点偏移量deltax' ,deltay'计算和参考点重校 电路的输入端。五、插值点在对应方向上的点偏移量deltax' , deltay'计算和参考点重校电 路，本电路用来获得点偏移量deltax' , deltay'。该电路由deltax'原值保持电路、 deltay'计算电路、越界限制和参考点重校电路组成。输入为计算各个方向的相关度电路 的输出方向的相关度Direction、插值点空间位置信息deltaX，deltay。输出为投影到新坐 标后的新方向deltax' ,deltay'以及重新校正后的参考点。其输出端连接沿方向的内插 电路的输入端。六，沿方向的内插电路，插值法采用双线性内插，其包含通过电路连接的8个乘法 器、三个加法器和两个减法器。其输入为重新校正后的参考点位置以及投影到新坐标后的 新方向dletax' ,deltay'，输出为缩放后的场(帧)图像。本技术提供了一种保护边缘的图像自适应缩放的装置，该技术根据插入 点的位置选择方向判断参考点，不同的边缘采用不同的处理方法，可以有效解决传统的缩 放方法边缘模糊的缺点，适合应用到集成电路上。附图说明图1是本技术提供的保持边缘平滑度的图像自适应缩放的装置的总体结构 示意图。图2是插值点所在位置示意图。图3是插值点在新的坐标中的新的距离的示意图。图4是本技术提供的保持边缘平滑度的图像自适应缩放的装置的空间位置 计算电路的结构示意图。图5是本技术提供的保持边缘平滑度的图像自适应缩放的装置的计算各个 方向的相关度电路的结构示意图。图6是本技术提供的计算各个方向的相关度电路的结构示意图左部处理模 块20的结构示意图。图7是本技术提供的计算各个方向的相关度电路的结构示意图右部处理模 块21的结构示意图。图8是本技术提供的保持边缘平滑度的图像自适应缩放的装置的对不同方 向的点的归类电路的结构示意图。图9是本技术提供的对不同方向的点的归类电路的135度的点检测电路301 的结构示意图。4图10是本技术提供的对不同方向的点的归类电路的45度的点检测电路302 的结构示意图。图11是本技术提供的计算内插的相关参考点电路的邻域点的水平位置确定 电路401的结构示意图。图12是本技术提供的计算内插的相关参考点电路的邻域点的垂直位置确定 电路402的结构示意图。图13是本技术提供的计算内插的相关参考点电路的第二、三、四点计算电路 的结构示意图。图14是本技术提供的保持边缘平滑度的图像自适应缩放的装置的插值点在 对应方向上的点偏移量计算和参考点重校电路的结构示意图。图15是本技术提供的对应方向上的点偏移量计算和参考点重校电路的 deltay' < 0处理电路5031的结构示意图。图16是本技术提供的对应方向上的点偏移量计算和参考点重校电路的 deltay' > 1处理电路5032的结构示意图。图17是本技术提供的保持边缘平滑度的图像自适应缩放的装置的沿方向的 内插电路结构示意图。图18是本技术提供的沿方向的内插电路结构的计算电路一 601的结构示意 图。图19是本技术提供的沿方向的内插电路结构的计算电路二 602的结构示意 图。图20是本技术提供的沿方向的内插电路结构的计算电路三603的结构示意 图。图21是本技术提供的沿方向的内插电路结构的计算电路四604的结构示意 图。具体实施方式以下根据图1 图5来具体说明本技术提供的一保持边缘平滑度的图像自适 应缩放的装置的最佳实施方式。如图1所示，本技术提供的保持边缘平滑度的图像自适应缩放的装置，其包 含—、差值点空间位置计算电路。其包含四个乘法器、四个除法器、四个加法器、两个 减法器以及两个截位器。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种保持边缘平滑度的图像自适应缩放装置，其特征在于，包括：空间位置计算电路，其输入端为场（帧）信息和缩放后场（帧）的宽与高Ｗ，Ｈ，缩放前场（帧）的宽与高Ｗｉｄｔｈ，Ｈｅｉｇｈｔ，输出为插值点空间位置信息ｄｅｌｔａｘ，ｄｅｌｔａｙ，其对应原图像的象素点位置ｒｏｗ，ｃｏｌ；计算各个方向的相关度电路，其输入端连接上述空间位置计算电路的输出端，输出为各个方向的相关度Ｄ０、Ｄ１、Ｄｆ１以及最小值Ｄｍｉｎ；对不同方向的点的归类电路，其输入端连接上述计算各个方向的相关度电路的输出端，输出为分类判断出的方向Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ；计算内插的相关参考点电路，其输入端连接上述对不同方向的点的归类电路以及上述空间位置计算电路的输出端，其输出为四个参考点位置；点偏移量计算和参考点重校电路，其输入端连接上述对不同方向的点的归类电路以及上述空间位置计算电路的输出端，其输出为投影到新坐标后的新方向ｄｅｌｔａｘ′、ｄｅｌｔａｙ′及校正后的四个参考点位置；及沿方向的内插电路，其输入端连接上述点偏移量计算和参考点重校电路的输出端，其输出为插值点数据。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金德新，张建平，
申请(专利权)人：深圳市优视技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]