CN1697483A - 图像显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种图像显示装置，该装置对输入图像数据进行分辨率转换来显示图像。该图像显示装置包括存储输入图像数据的图像存储器、从输入图像数据中指定有效范围的控制部、以及从图像存储器中读取有效范围内的读取图像数据，且对该有效范围内的图像数据进行分辨率转换来获得输出图像数据的分辨率的分辨率转换部，该分辨率转换部在完成一个画面的图像数据的写入之前，便开始从所述图像存储器中读取该画面的图像数据。

Description

图像显示装置

相关申请的交叉参考

本发明包含于2004年5月13日向日本专利局提交的日本专利申请第2004-143173号的主题，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种具有对输入图像进行分辨率转换并输出所得图像的功能的图像显示装置，更具体地，本发明涉及一种可以在分辨率转换期间减少临时存储输入图像的图像存储器的容量的图像显示装置。

背景技术

通常，通过向诸如摄影机等的将图像转换成电信号的摄像装置提供临时存储所拍摄图像的图像存储器，可增加摄像机抖动校正、电子变焦放大等功能。所谓的摄像机抖动校正是利用陀螺传感器等获取摄像师(摄影机的使用者)的摄像机抖动信息，根据该信息切取图像的一部分，并且为了将所切取的部分放大或缩小成标准的视角，通过使用相近的像素值来内插像素值，而使图像被电子放大或缩小。此外，所谓的电子变焦放大是指截取图像的一部分，为了将所截取的部分放大成标准的视角，通过使用相近的像素值插入不足的像素值来使图像电子放大。

图7是表示相关技术的图像显示装置中，连续的三幕画面在全屏显示时图像存储器的存储地址偏移和图像输入及输出时序的时序图的一个实例。该实例示出了如何将水平1920像素×垂直540行的输入图像信号进行分辨率转换而成为水平1440像素×垂直540行的输出图像信号。

该图像存储器由环形缓冲器构成，其中写入用虚线表示，而读取用实线表示。图像存储器的地址从0开始，每写入一行，便加上等于一行的值。当地址到达图像存储器的末端时，如图所示，地址回到0，并再次每写入一行，便加上等于一行的值。即使在完成一个画面的处理之后仍保存地址，并且从前一画面的末端地址连续地进行下一画面的处理。

输入同步信号和输出同步信号彼此同步地发送，在将一幅图像写入图像存储器的同时，比该图像前1V的图像从图像存储器中读出。即，例如，将在期间(t11～t12)内写入图像存储器的画面-1进行分辨率转换，并在延迟1V的期间(t13～t14)内从图像存储器中读出。在该期间(t13～t14)中，同时写入下一画面的画面-2。同样，在期间(t15～t16)中，写入画面-3的同时，读出紧邻该画面-3之前一画面的画面-2。

此外，图8作为相关技术的图像显示装置中采用摄像机抖动校正的操作实例，示出了在将位于中央部分的水平1600像素×垂直450行指定为有效范围的情况下，如何将分辨率为水平1920像素×垂直540行的输入图像进行分辨率转换成为分辨率为水平1440像素×垂直540行的输出图像。

进一步，作为另一在相关技术的图像显示装置中采用摄像机抖动校正的操作例，图9示出了当有效范围依次变化为水平1600像素×垂直450行(画面顶部)、水平960像素×垂直360行(画面中央)、以及水平1600像素×垂直450行(画面底部)时的图像存储器的地址偏移和图像的输入输出时序。

在图8和图9所示的任一情况下，与图7所示的操作例类似，输入同步信号和输出同步信号彼此同步地发送，并且在图像写入图像存储器的同时，比该图像前1V的图像从图像存储器中读出。在这些实例中，输入图像的写入期间随着有效范围图像的行位置改变而改变，但读取期间不变，且图像以恒定的输出时序输出。

发明内容

如上所述，在相关技术的图像显示装置中，临时存储输入图像的图像存储器要求至少一个画面(视域或帧)的存储容量。从而，例如，当以8比特分别存储一个高清晰度(HD)视频画面的亮度和色差信号时，要求大约12M比特的存储容量，导致图像存储器不仅大小增加而且价格也增加。

因此，披露了一种在图像存储器的输入端设置压缩编码电路，同时在图像存储器的输出端设置解压解码电路，以使图像存储器获得较小的存储容量的方法，或一种由电子放大倍率控制压缩时的量化系数的方法(参考日本专利第3406924号)。

上述结构虽然有助于图像存储器局部缩小到一定程度，但却要求例如压缩编码电路和解压解码电路等额外增加的电路，而且应用压缩处理技术将极大地损害画质。尤其，存在着在电子变焦放大时，加上电子变焦放大本身带来的画质下降，而使画质进一步降低的问题。

本发明鉴于以上所述的问题得到了实现，且能够提供一种不使用任何压缩处理技术即可大幅减少用于分辨率转换的图像存储器容量的图像显示装置。

为了解决以上问题，本发明的图像显示装置包括：存储输入图像数据的图像存储器；从输入图像数据指定有效范围的控制部；以及从图像存储器中读取有效范围内的图像数据并对有效范围内的图像数据进行分辨率转换来获得输出图像数据的分辨率的分辨率转换部，其中，在分辨率转换部中，在完成一个画面的图像数据的写入之前，便开始从图像存储器中读取相应画面的图像数据。

在本发明中，由于在完成将一个画面的图像数据写入图像存储器之前便开始读取相应画面的图像数据，因而无需图像存储器具有一个画面的存储容量便可对输入图像数据进行分辨率转换成为输出图像数据。

特别地，如果在输入图像数据的输入同步信号(周期V)的(1/2)V之后输出输出同步信号，那么图像存储器的容量大约只为一个画面的一半就足矣，因而与相关技术相比，大大减少了图像存储器的容量。

根据本发明的图像显示装置，由于在完成将一个画面的图像数据写入图像存储器之前便开始了相应画面的图像数据的读取，因而与相关技术相比，不但可以减少图像存储器的容量，而且可以实现图像存储器的小型化和成本降低。此外，还可以比相关技术更早进行图像的输出时序。

附图说明

图1是本发明实施例的图像显示装置的示意性框图；

图2示出了本发明的分辨率转换部的结构例的框图；

图3示出了分辨率转换部的另一结构例的框图；

图4示出了用于说明本发明的操作的图像存储器中的地址偏移和图像的输入/输出时序的时间图；

图5示出了用于说明本发明的另一操作的图像存储器中的地址偏移和图像的输入/输出时序的时间图；

图6示出了用于说明本发明的又一操作的图像存储器中的地址偏移和图像的输入/输出时序的时间图；

图7示出了用于说明相关技术的图像显示装置的操作的图像存储器中的地址偏移和图像的输入/输出时序的时间图；

图8示出了用于说明相关技术的图像显示装置的另一操作的图像存储器中的地址偏移和图像的输入/输出时序的时间图；以及

图9示出了用于说明相关技术的图像显示装置的又一操作的图像存储器中的地址偏移和图像的输入/输出时序的时间图。

具体实施方式

以下，将结合附图描述本发明的实施例。

图1是根据本发明的实施例的图像显示装置1的示意性框图。在本实施例中，描述了应用到作为图像显示装置1的数字摄影机中的例子。图像显示装置1包括图像拍摄透镜2、摄像元件3、A/D转换器4、信号处理电路5、控制部6、以及分辨率转换和电子变焦放大电路部(以下称为“分辨率转换部”)7。

摄像元件3由例如CCD(电荷耦合装置)的图像传感器等构成，通过图像拍摄透镜2拍到的物体的光学图像被转换成电信号并提供给A/D转换器4。该A/D转换器4将来自摄像元件3的模拟图像信号转换成数字图像信号，随后将其提供给信号处理电路5。信号处理电路5进行诸如灰度校正和颜色平衡调节等众所周知的摄像机信号处理，并分别将亮度信号和色差信号作为8比特的图像信号输出。控制部6根据摄像抖动校正和电子变焦放大指定输入图像的有效范围。

分辨率转换部7根据来自控制部6的有效范围信息只提取出必要的图像数据，并将已经进行了分辨率转换而获得一定分辨率的图像信号(视频信号)作为输出图像输出。如图2所示，分辨率转换部7包括水平分辨率转换电路8、垂直分辨率转换电路9和图像存储器10。

水平分辨率转换电路8设置在图像存储器10的前段，只在来自信号处理电路5的输入图像中提取由控制部6针对横向(水平方向)指定的有效范围，并通过插值运算将其分辨率转换来获得输出图像的分辨率。该处理以行为单位进行。当被处理的行在有效范围内，就将其写入图像存储器10。

垂直分辨率转换电路9设置在图像存储器10的后段，用于读取由控制部6指定的有效范围中的行的数据，并通过内插运算在纵向(垂直方向)上将其分辨率转换来获得输出图像的分辨率。

图像存储器10由诸如DRAM等半导体存储器构成，并临时存储输入图像的图像数据，该输入图像的图像数据由水平分辨率转换电路8进行分辨率转换成输出图像的水平分辨率。在本实施例中，图像存储器10(X×Y)的容量如下：

X＝输出图像在横向上的分辨率；

Y＝输入图像在纵向上的行数的1/2+边缘(大约10％)。

由此，输入图像的一个画面的全部图像数据无法都写入图像存储器10。所以，在本发明的实施例中，在将一个画面的图像数据写入图像存储器完成之前，便开始从图像存储器读取该相应画面的图像数据。换句话说，输入图像与现有技术一样，与同步信号一致，在每一固定周期V中连续地输入，而输出图像则与现有技术不同，虽然在每一固定周期V中连续地被输出，但要比输入图像滞后(1/2)V周期。

本实施例的操作实例通过时序图来描述，该时序图示出了当如图4所示连续三个画面全屏显示时，图像存储器中的地址偏移和图像的输入/输出时序。该实例示出了如何将分辨率为水平1920像素×垂直540行的输入图像信号进行分辨率转换成为水平1440像素×垂直540行的输出图像信号。

图像存储器10由环形缓冲器构成，其中写入用虚线表示，而读取用实线表示。图像存储器10的地址从0开始，并且每写入一行，便加上等于一行的值。即使在完成一个画面的处理之后仍保存该地址，并且从前一画面的末端地址连续地进行下一画面的处理。

参照图4，输入图像根据同步信号在固定周期V中连续地输入。而输出同步信号则与输入同步信号异步，尤其，在本实施例中，虽然输出图像在固定周期V中连续输出，但要比输入图像滞后(1/2)V周期。

与画面-1相关的输入图像数据由横向分辨率转换电路8从画面顶部的行依次进行分辨率转换，分辨率转换后的图像数据以行为单位写入图像存储器10的地址中。在图4中，在将画面-1的全部输入图像数据写入图像存储器10需要t1～t3期间的情况下，图像存储器10纵向上的容量大约只是输入图像数据行数的一半，因此，输入图像数据的例如位于下半部行中的图像数据将覆盖先前写入的行的图像数据。

在本实施例中，参照图4，由纵向分辨率转换电路9进行的与画面-1相关的输入图像数据的纵向分辨率转换处理在结束对图像存储器10的与画面-1相关的输入图像数据的写入之前、且图像输入之后经过(1/2)周期的时间t2时开始进行。在该周期的(1/2)V时间内，所进行的纵向分辨率转换处理是从已写入到图像存储器10中的输入图像数据的顶行到预设的最底行。由此，可以在输入图像数据的前半部分被后半部分的盖写而删除之前，以垂直分辨率输出输出图像。

如图4所示，在t2～t5的期间内，通过纵向分辨率转换电路9进行与画面-1相关的输入图像数据的读取处理。在该期间内的t4时刻，开始进行通过水平分辨率转换电路8将有关下一画面-2的输入图像数据写入图像存储器10的处理。随后，应用与上述同样的方法，在从与画面-2相关的图像数据的输入经过(1/2)V的时间时，读取与画面-2相关的图像数据，然后，依次进行随后的画面-3的写入和读取。

在全屏显示时，输入图像数据的写入速度和读取速度是一样的，这样图像数据的写入处理不会超过读取处理。

根据上述操作实例，参照图5给出了采用摄像机抖动校正和电子变焦放大情况下的分析。

图5的实例示出了在将画面中央部分的水平1600像素×垂直450行指定为有效范围的情况下，如何将分辨率为水平1920像素×垂直540行的输入图像分辨率转换成分辨率为水平1440像素×垂直540行的输出图像，并示出了当在上述分辨率下进行连续三个画面的处理时，图像存储器10的偏移和时序。

水平分辨率转换电路8在与画面-1有关的输入图像中从每行1920像素的数据中提取由控制部6指定的1600像素的部分，并且进一步将提取部分进行分辨率转换成为输出图像的水平分辨率1440。当被转换的行包含在垂直方向上的有效范围内时，将经过转换的数据写入图像存储器10上的预先确定的地址中(在t1～t3的期间内)。写入地址从0开始，并且每写入一行，便加上等于一行的值。当地址到达图像存储器10的最后时，地址回到0，并继续重复该处理过程。即使在完成一个画面的处理之后仍保存该地址，并且从前一画面(画面-1)的最终地址连续地进行下一画面(画面-2)的处理。

在输入与画面-1有关的图像数据后经过(1/2)V时间(在t2)之后，垂直分辨率转换电路9开始进行处理。在经过该(1/2)V时间时，完成了一半输入图像的水平分辨率转换，并将进行水平分辨率转换后的输入图像写入图像存储器10。如图5中所示，垂直分辨率转换电路9在t2时刻从图像存储器10中开始读取经过处理的行的数据，对该数据进行分辨率转换来获得垂直输出分辨率540，并将它们输出。此时，对于图像存储器10中的读取地址的设置只考虑将有效范围内的行写入图像存储器10。

如图5所示，在t2～t5期间内通过垂直分辨率转换电路9进行与画面-1有关的输入图像数据的读取处理。在该期间中的t4时刻，开始进行通过水平分辨率转换电路8将与下一画面-2有关的输入图像数据写入图像存储器10的处理。接着，与上述方法一样，在从与画面-2有关的图像数据的输入经过了(1/2)V的时间时，读取该与画面-2相关的图像数据，然后，连续进行随后的画面-3的写入和读取。

作为上述处理的结果，对输入数据中的有效范围的图像进行分辨率转换来获得一定分辨率的输出图像，并在滞后于输入图像(1/2)V周期时输出所得到的图像数据。该(1/2)V的输出延迟时间意味着输出图像数据的输出早于相关技术的输出延迟时间(V)进行，由此，可实现加速对摄像机抖动校正和电子变焦放大的控制。

如上所述，根据本实施例，与由于摄像机抖动校正和电子变焦放大而要求至少一个画面(视域或帧)的存储容量的相关技术的图像存储器相比较，在不降低画质和增加压缩/解压电路的情况下便可将存储器的容量大约减少一半，由此可实现图像存储器10尺寸的减少和成本的降低。

在本实施例中，由于输出图像滞后于输入图像(1/2)V周期输出，所以有效范围内的首行被限制在输入图像的上半部分(1/2)中的行内。然而，考虑到摄影机抖动校正和电子变焦放大，很少将画面的中央部分附近设定为有效画面，所以一般不会出现什么问题。

此外，相对输入图像的输出图像的输出延迟时序并不限制为上述(1/2)V周期，可更早或更晚。在前一情况下，存储器的容量可进一步减小；然而，需要进行控制将摄像机抖动校正和电子变焦放大所需的有效范围图像的首行写入图像存储器10中。

图6示出了本发明的另一操作实例，其中，对于水平1920像素×垂直540行的输入图像分辨率，有效范围依次变化为水平1600像素×垂直450行(画面上部(画面-1))、水平960像素×垂直720行(画面中央(画面-2))、水平1600像素×垂直450行(画面下部(画面-3))，并示出了当将各个有效范围的图像进行分辨率转换成为上述的水平1440像素×垂直540行的输出图像分辨率时的图像存储器10的偏移和时序。

在图6的实例中，可对画面-1、画面-2和画面-3分别指定有效范围。此外，由于进行了与上述相似的分辨率转换处理，因而将输入图像中的有效范围进行分辨率转换成为一定分辨率的输出图像，并将所得图像滞后于输入图像(1/2)V周期输出。不管有效范围图像的数据量，该输出图像的输出以恒定读取速度进行。

以上对本发明的实施例进行了描述，很明显本发明并不限制于此，在本发明的技术思想的范围内其还可以有多种变体。

例如，在上述实施例中，作为分辨率转换部7，如图2所示，描述了从前段侧依次设置水平分辨率转换电路8、图像存储器10和垂直分辨率转换电路9的结构实例。然而，在输入图像的水平分辨率小于输出图像的水平分辨率的情况下，也可如图3所示采用从前段侧依次设置图像存储器10、水平分辨率转换电路8和垂直分辨率转换电路9的结构实例。

明显地，输入图像数据的分辨率、输出图像数据的分辨率、有效范围的分辨率等不限于上述的举例，根据产品的样式，本实施例还可作出适当的变更。

此外，虽然以摄像机为例对图像显示装置1进行了说明，但本发明并不限制于此，本发明还可应用于例如数字照相机的动画模式等。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种对输入图像数据进行分辨率转换来进行图像显示的图像显示装置，包括：

图像存储器，用于存储所述输入图像数据，

控制部，用于从所述输入图像数据中指定有效范围，以及

分辨率转换部，用于从所述图像存储器读取所述有效范围内的图像数据，并对所述有效范围内的图像数据进行分辨率转换来获得作为输出图像数据的分辨率的图像数据，其中：

所述分辨率转换部在完成一个画面的图像数据的写入之前，便开始从所述图像存储器中读取所述一个画面的图像数据。

2.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中：

所述分辨率转换部包括：水平分辨率转换电路，用于写入被转换成作为输出图像数据的水平分辨率的输入图像数据；以及垂直分辨率转换电路，用于读出已写入到所述图像存储器中的所述输入图像数据，并将所读出的数据转换成作为输出图像数据的垂直分辨率的数据，以输出得到的数据。

3.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，输入到所述图像存储器的所述图像数据的输入同步信号与从所述图像存储器输出的输出同步信号相互之间是异步的。

4.根据权利要求3所述的图像显示装置，其中，将所述输入同步信号的周期设定为V时，所述输出同步信号滞后于所述输入同步信号(1/2)V输出。

5.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，所述图像存储器的容量被设定为等于所述输出图像数据的水平分辨率和所述输出图像数据的行数的一半的乘积。

6.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，所述图像存储器包括环形缓冲器。

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