專利名稱：用于垂直縮放像素?cái)?shù)據(jù)的方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例大體而言涉及一種用于垂直縮放像素?cái)?shù)據(jù)的方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
垂直縮放器通常設(shè)計(jì)用于將輸入行數(shù)改變成輸出視頻信號中的一不同的輸出行數(shù)。垂直縮放器可按比例放大或按比例縮小。行通常是指一視頻水平掃描行。垂直縮放過程可尤其因輸入像素?cái)?shù)據(jù)呈行格式而復(fù)雜化。垂直縮放通常需要在許多毗鄰的像素?cái)?shù)據(jù)行之間進(jìn)行比較和計(jì)算。由于呈光柵化格式的輸入像素?cái)?shù)據(jù)的性質(zhì)，必須存儲先前及當(dāng)前行直至下一行可用為止。這些行通常存儲于一由一個(gè)或多個(gè)隨機(jī)存取存儲器(RAM)組成的行存儲存儲器中。每一RAM的尺寸取決于要存儲的行數(shù)及每一行的長度。由于可能需要將對應(yīng)于圖像整個(gè)寬度的每一行存儲于所述行存儲存儲器中來為垂直縮放作準(zhǔn)備，因此所述行存儲存儲器的尺寸可變得相當(dāng)大，從而使垂直縮放操作成為一代價(jià)高昂的過程。
因此，所屬領(lǐng)域中需要一種用于垂直縮放像素?cái)?shù)據(jù)的更具成本效益的方法及設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明各實(shí)施例的一目的是減少與垂直縮放像素?cái)?shù)據(jù)相關(guān)的需要存儲于一個(gè)行存儲存儲器中的像素?cái)?shù)據(jù)量。
本發(fā)明各實(shí)施例大體而言涉及一種圖像處理設(shè)備，所述圖像處理設(shè)備包括一紅、綠及藍(lán)(RGB)色空間-亮度色彩、藍(lán)色差及紅色差(YCbCr)色空間轉(zhuǎn)換器模塊，以將一行像素自所述RGB色空間轉(zhuǎn)換至所述YCbCr色空間。所述一行像素具有一第一采樣速率。所述圖像處理設(shè)備進(jìn)一步包括一耦接至所述RGB-YCbCr色空間轉(zhuǎn)換器模塊的色度抽取器模塊。所述色度抽取器模塊經(jīng)配置以產(chǎn)生所述一行像素的一具有一低于所述第一采樣速率的第二采樣速率的中間表示形式。代表所述中間表示形式的數(shù)據(jù)量少于表示所述一行像素的數(shù)據(jù)量。所述圖像處理設(shè)備進(jìn)一步包括一耦接至所述色度抽取器模塊的行存儲存儲器。所述行存儲存儲器經(jīng)配置以存儲所述中間表示形式。所述圖像處理設(shè)備進(jìn)一步包括一耦接至所述行存儲存儲器的垂直縮放器模塊。所述垂直縮放器模塊經(jīng)配置以產(chǎn)生所述中間表示形式的一按比例縮放形式。
在一實(shí)施例中，所述圖像處理設(shè)備進(jìn)一步包括一耦接至所述垂直縮放器模塊的色度內(nèi)插器模塊。所述色度內(nèi)插器模塊經(jīng)配置以將具有所述第二采樣速率的所述中間表示形式的所述按比例縮放形式轉(zhuǎn)換成所述一行像素的具有所述第一采樣速率的一按比例縮放形式。
在另一實(shí)施例中，所述圖像處理設(shè)備進(jìn)一步包括一耦接至所述色度內(nèi)插器模塊的YCbCr-RGB色空間轉(zhuǎn)換器模塊。所述YCbCr-RGB色空間轉(zhuǎn)換器模塊經(jīng)配置以將所述一行像素的所述按比例縮放形式轉(zhuǎn)換至RGB色空間。
在再一實(shí)施例中，所述RGB-YCbCr色空間轉(zhuǎn)換器模塊通過下述方式來確定像素?cái)?shù)據(jù)的一亮度色彩分量(Y)將所述像素?cái)?shù)據(jù)的一紅色(R)分量的四分之一加至所述像素?cái)?shù)據(jù)的一綠色(G)分量的二分之一及所述像素?cái)?shù)據(jù)的一藍(lán)色(B)分量的四分之一。所述RGB-YCbCr色空間轉(zhuǎn)換器模塊進(jìn)一步通過下述方式來確定所述像素?cái)?shù)據(jù)的一綠色差分量(Cb)從藍(lán)色(B)分量中減去所述像素?cái)?shù)據(jù)的亮度色彩分量(Y)并將所得到的結(jié)果除以2。所述RGB-YCbCr色空間轉(zhuǎn)換器模塊進(jìn)一步通過下述方式來確定所述像素?cái)?shù)據(jù)的一紅色差分量(Cr)從所述像素?cái)?shù)據(jù)的紅色(R)分量中減去所述像素?cái)?shù)據(jù)的所述亮度色差(Y)并將所得到的結(jié)果除以2。
在再一實(shí)施例中，所述YCbCr-RGB色空間轉(zhuǎn)換器模塊通過下述方式來確定所述像素?cái)?shù)據(jù)的紅色(R)分量將所述亮度色彩分量(Y)加至所述像素?cái)?shù)據(jù)的紅色差分量(Cr)的兩倍。所述YCbCr-RGB色空間轉(zhuǎn)換器模塊進(jìn)一步通過下述方式來確定所述像素的綠色(G)分量從所述像素?cái)?shù)據(jù)的亮度色彩分量(Y)中減去所述像素?cái)?shù)據(jù)的紅色差分量(Cr)及藍(lán)色差分量(Cb)。所述YCbCr-RGB色空間轉(zhuǎn)換器模塊進(jìn)一步通過下述方式來確定所述像素?cái)?shù)據(jù)的所述藍(lán)色(B)分量將所述像素?cái)?shù)據(jù)的亮度色彩分量(Y)加至所述像素?cái)?shù)據(jù)的所述藍(lán)色差分量(Cb)的兩倍。


為更詳細(xì)地了解本發(fā)明的上述特征，可參照各實(shí)施例一某些實(shí)施例顯示于附圖中一來閱讀對上文所概述的本發(fā)明的更詳細(xì)說明。但是，應(yīng)注意附圖所示僅是本發(fā)明的典型實(shí)施例，不應(yīng)視為限定本發(fā)明的范圍，因?yàn)楸景l(fā)明可容許其它等效的實(shí)施例。
圖1圖解說明一根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一簡化方塊圖。
圖2為一根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例用于將像素?cái)?shù)據(jù)自一RGB空間轉(zhuǎn)換至一YCbCr空間的方法的一流程圖。
圖3A圖解說明一根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例用于確定像素?cái)?shù)據(jù)的亮度色彩分量(Y)的邏輯圖。
圖3B圖解說明一根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例用于確定像素?cái)?shù)據(jù)的藍(lán)色差分量(Cb)的邏輯圖。
圖3C圖解說明一根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例用于確定像素?cái)?shù)據(jù)的紅色差分量(Cr)的邏輯圖。
圖4圖解說明一根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例用于垂直縮放像素?cái)?shù)據(jù)的方法的一流程圖。
圖5圖解說明一根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例用于將像素?cái)?shù)據(jù)自YCbCr空間轉(zhuǎn)換至RGB空間的方法的一流程圖。
圖6A圖解說明一根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例用于確定像素?cái)?shù)據(jù)的紅色分量(R)的邏輯圖。
圖6B圖解說明一根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例用于確定像素?cái)?shù)據(jù)的綠色分量(G)的邏輯圖。
圖6C圖解說明一根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例用于確定像素?cái)?shù)據(jù)的藍(lán)色分量(B)的邏輯圖。
具體實(shí)施例方式
圖1圖解說明一根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100的一簡化方塊圖。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100包括通過一系統(tǒng)總線106進(jìn)行通信的一中央處理器(CPU)102及一系統(tǒng)(主)存儲器104。自一個(gè)或多個(gè)耦接至系統(tǒng)總線106的用戶輸入裝置108(例如鍵盤、鼠標(biāo))接收用戶輸入。在一在耦接至總線106的圖形處理單元(GPU)112控制下運(yùn)行的基于像素的顯示裝置110(例如一傳統(tǒng)的基于CRT、TV或LCD的監(jiān)視器、投影機(jī)等等)上提供視頻輸出。其它組件，例如一個(gè)或多個(gè)存儲裝置128(例如一固定式或可移式磁盤驅(qū)動(dòng)器、光盤(CD)驅(qū)動(dòng)器、及/或DVD驅(qū)動(dòng)器)，也可耦接至系統(tǒng)總線106。在一實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100以一紅、綠及藍(lán)(RGB)色空間運(yùn)行。雖然本文是參照以RGB色空間運(yùn)行的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100來說明本發(fā)明各實(shí)施例，但本發(fā)明還涵蓋以其它色空間(例如YCbCr)運(yùn)行的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100。
系統(tǒng)存儲器104存儲各種程序或應(yīng)用程序，例如用于產(chǎn)生要由GPU 112處理的像素?cái)?shù)據(jù)的操作系統(tǒng)程序。操作系統(tǒng)程序130的實(shí)例包括Microsoft Windows操作系統(tǒng)的圖形裝置接口(GDI)組件。系統(tǒng)存儲器104可進(jìn)一步存儲一用于實(shí)現(xiàn)與GPU 112的通信的圖形驅(qū)動(dòng)程序。所述圖形驅(qū)動(dòng)程序可采用一個(gè)或多個(gè)用于與GPU 112進(jìn)行通信的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序接口(API)，例如Open GL及Microsoft DirectX。通過調(diào)用適當(dāng)?shù)腁PI功能調(diào)用，所述操作系統(tǒng)程序能夠指令所述圖形驅(qū)動(dòng)程序通過系統(tǒng)總線106將所述像素?cái)?shù)據(jù)傳送至GPU 112并調(diào)用GPU 112的各種再現(xiàn)功能。此種像素?cái)?shù)據(jù)通常以二進(jìn)制形式存儲及表示?？墒褂脗鹘y(tǒng)DMA(直接存儲器存取)或其它作業(yè)來實(shí)施數(shù)據(jù)傳送作業(yè)。在一實(shí)施例中，系統(tǒng)存儲器104可將像素?cái)?shù)據(jù)存儲于RGB色空間中。
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100進(jìn)一步包括一與GPU 112進(jìn)行通信的本地存儲器或幀緩沖器114。幀緩沖器114存儲要由一掃描輸出控制邏輯讀取并傳輸至顯示裝置110以供顯示成一圖像的像素?cái)?shù)據(jù)。在一實(shí)施例中，幀緩沖器114將像素?cái)?shù)據(jù)存儲于RGB色空間中。雖然幀緩沖器114顯示成與系統(tǒng)存儲器104不同并分開，但在一些實(shí)施方式中，例如在一統(tǒng)一存儲器架構(gòu)(Unified Memory Architecture)中，幀緩沖器114及系統(tǒng)存儲器104將共享相同的物理存儲裝置。
GPU 112包括各種用于接收及處理通過總線106接收的圖形系統(tǒng)命令的組件。GPU 112包括一存儲器管理單元120及一顯示管線130。存儲器管理單元120自幀緩沖器114或存儲器104讀取像素?cái)?shù)據(jù)、按次序布置像素?cái)?shù)據(jù)并將像素?cái)?shù)據(jù)傳輸至顯示管線130以供處理。
顯示管線130通常用于處理圖像。顯示管線130可包含各種經(jīng)配置以將像素?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適于在顯示裝置上顯示的像素?cái)?shù)據(jù)的處理模塊。在一其中計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100在RGB色空間中運(yùn)行的實(shí)施例中，顯示管線130可包括一在紅綠藍(lán)(RGB)色空間中處理像素?cái)?shù)據(jù)的模塊142。在RGB色空間中運(yùn)行的處理模塊的實(shí)例包括亮度控制、對比度控制及γ校正。
在一實(shí)施例中，顯示管線130進(jìn)一步包括一經(jīng)配置以將像素?cái)?shù)據(jù)自RGB色空間轉(zhuǎn)換至YCbCr空間的RGB-YCbCr色空間轉(zhuǎn)換器模塊144。在下面的段落中將參照圖2-3提供對RGB-YCbCr色空間轉(zhuǎn)換器模塊144的運(yùn)行的詳細(xì)說明。
一旦已將像素?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至YCbCr色空間，便可在YCbCr色空間中對像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行處理。因此，顯示管線130可進(jìn)一步包括一色度抽取器145、一垂直縮放器146及一色度內(nèi)插器147。色度抽取器145經(jīng)配置以降低像素?cái)?shù)據(jù)的藍(lán)色差分量(Cb)及紅色差分量(Cr)的采樣速率。色度抽取器145也可稱作色度縮減采樣器。色度抽取器145也可包括所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員通常所知的組件。例如，色度抽取器145可包括一經(jīng)配置以減小像素?cái)?shù)據(jù)的藍(lán)色差分量(Cb)及紅色差分量(Cr)的帶寬的低通濾波器。垂直縮放器146經(jīng)配置以垂直縮放存儲于行存儲存儲器170中的像素?cái)?shù)據(jù)。垂直縮放器146可為所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員通常所知的任何垂直縮放器。色度內(nèi)插器147經(jīng)配置以提高像素?cái)?shù)據(jù)的藍(lán)色差分量(Cb)及紅色差分量(Cr)的采樣速率。色度內(nèi)插器147也可稱作色度增加采樣器。色度內(nèi)插器147也可包括所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員通常所知的組件。例如，色度內(nèi)插器147可包括一有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器。在下面段落中將參照圖4更詳盡地闡述色度抽取器145、垂直縮放器146及色度內(nèi)插器147。
顯示管線130可進(jìn)一步包括一與垂直縮放器146進(jìn)行通信的行存儲存儲器170。行存儲存儲器170存儲配置成要由垂直縮放器146垂直縮放的像素?cái)?shù)據(jù)。行存儲存儲器170可包括一個(gè)或多個(gè)隨機(jī)存取存儲器(RAM)。雖然行存儲存儲器170顯示成與系統(tǒng)存儲器104及幀緩沖器114不同并分開，但在一些實(shí)施方式中，行存儲存儲器170、系統(tǒng)存儲器104及幀緩沖器114可共享相同的物理存儲裝置。
根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，顯示管線130進(jìn)一步包括一經(jīng)配置以將像素?cái)?shù)據(jù)自YCbCr空間轉(zhuǎn)換至RGB空間的YCbCr-RGB色空間轉(zhuǎn)換器模塊148。通過此種方式，一旦完成在YCbCr空間中對像素?cái)?shù)據(jù)的處理，便可將所述像素?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換回至RGB空間。在一實(shí)施例中，一旦已垂直縮放所述像素?cái)?shù)據(jù)，所述YCbCr-RGB色空間轉(zhuǎn)換器模塊148便將所述像素?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至所述RGB空間。在下面的段落中將參照圖5-6提供對所述YCbCr-RGB色空間轉(zhuǎn)換器模塊148的運(yùn)行的詳細(xì)說明。
雖然上文已根據(jù)包括一個(gè)RGB-YCbCr色空間轉(zhuǎn)換器模塊144后隨一個(gè)YCbCr-RGB色空間轉(zhuǎn)換器模塊148闡述了顯示管線130，但本發(fā)明各實(shí)施例還可涵蓋，在一運(yùn)行于YCbCr色空間中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，具有一個(gè)YCbCr-RGB色空間轉(zhuǎn)換器模塊148后隨一RGB-YCbCr色空間轉(zhuǎn)換器模塊144的顯示管線130。本發(fā)明各實(shí)施例也可涵蓋具有任意數(shù)量的RGB-YCbCr色空間轉(zhuǎn)換器模塊144及任意數(shù)量的YCbCr-RGB色空間轉(zhuǎn)換器模塊148的顯示管線130。
在一其中像素?cái)?shù)據(jù)顯示在一電視屏幕上的實(shí)施例中，顯示管線130進(jìn)一步包括一行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)型RGB-YCbCr色空間轉(zhuǎn)換器模塊150，以將像素?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至YCbCr空間。所述行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)型RGB-YCbCr色空間轉(zhuǎn)換器模塊150與一數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)162一同運(yùn)行來將像素?cái)?shù)據(jù)顯示在電視屏幕上。
在一其中將像素?cái)?shù)據(jù)顯示在一CRT上的實(shí)施例中，顯示管線130進(jìn)一步包括一數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)161，以在顯示于所述CRT上之前將像素?cái)?shù)據(jù)從數(shù)字轉(zhuǎn)換成模擬形式。
應(yīng)了解，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100為例示性的且也可具有各種變化形式及修改形式。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100可為臺式計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、膝上型計(jì)算機(jī)、掌上型計(jì)算機(jī)、圖形輸入板計(jì)算機(jī)、游戲控制臺、機(jī)頂盒、個(gè)人數(shù)字用具、系留式因特網(wǎng)用具、便攜式游戲系統(tǒng)、蜂窩/移動(dòng)電話、基于計(jì)算機(jī)的仿真器、或類似裝置。顯示裝置100可為任何基于像素的顯示器，例如CRT或LCD監(jiān)視器、投影機(jī)、打印機(jī)等等。在某些情形中，可支持多個(gè)顯示裝置(例如一由投影機(jī)或CRT監(jiān)視器組成的陣列)，其中每一裝置顯示所述圖像數(shù)據(jù)的一部分。顯示管線130及GPU 112可分別位于獨(dú)立的芯片上?？墒褂靡粋€(gè)或多個(gè)借助適當(dāng)軟件進(jìn)行編程的可編程處理器、應(yīng)用專用集成電路(ASIC)、其它集成電路技術(shù)、或其任一組合來構(gòu)建GPU 112或其任一組件。根據(jù)本發(fā)明揭示內(nèi)容，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，本發(fā)明可實(shí)施于各種各樣的系統(tǒng)配置中。
圖2為一根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例用于將像素?cái)?shù)據(jù)自一RGB空間轉(zhuǎn)換至一YCbCr空間的方法200的一流程圖。在步驟210處，使用下列方程式來確定像素?cái)?shù)據(jù)的一亮度色彩分量(Y)Y＝R/4+G/2+B/4，(1)其中R為像素?cái)?shù)據(jù)的紅色分量，G為像素?cái)?shù)據(jù)的綠色分量，且B為像素?cái)?shù)據(jù)的藍(lán)色分量。所述紅色分量的色空間系數(shù)為四分之一或0.25-其為根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)型色空間轉(zhuǎn)換器的紅色分量的色空間系數(shù)0.299的近似值。所述綠色分量的色空間系數(shù)為二分之一或0.5-其也為根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)型色空間轉(zhuǎn)換器的綠色分量的色空間系數(shù)0.587的近似值。所述藍(lán)色分量的色空間系數(shù)為四分之一或0.25-其也為根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)型色空間轉(zhuǎn)換器的藍(lán)色分量的色空間系數(shù)0.114的近似值。因此，所選的用于根據(jù)方程式(1)計(jì)算所述亮度色彩分量(Y)的色空間系數(shù)呈二進(jìn)制形式。由于所述色空間系數(shù)呈二進(jìn)制形式，因此可使用二進(jìn)制算法來計(jì)算所述亮度色彩分量(Y)且避免使用乘法。通過此種方式，可按一種代價(jià)相對更低的方式來確定所述像素?cái)?shù)據(jù)的亮度色彩分量(Y)。
根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，可根據(jù)圖3A中所圖解說明的一邏輯圖310來確定所述像素?cái)?shù)據(jù)的亮度分量(Y)。由此，通過下述方式來確定所述像素?cái)?shù)據(jù)的亮度色彩分量(Y)將綠色分量左移一位(其相當(dāng)于乘以2)，將所得到的結(jié)果加至所述紅色分量及所述藍(lán)色分量，并將總和右移兩位(其相當(dāng)于除以4)。在一實(shí)施例中，可通過在將總和右移兩位前實(shí)施一數(shù)字舍入運(yùn)算來改良邏輯圖310。此種數(shù)字舍入可使用傳統(tǒng)技術(shù)來實(shí)施，例如在右移總和前將一等于2自乘到移位位數(shù)減1的冪數(shù)(即2(s-1)，其中s為移位位數(shù))的值添加至所述總和。從成本及計(jì)算資源觀點(diǎn)來看，可自由地執(zhí)行左移及右移運(yùn)算。因此，可使用邏輯圖310中所述的左移及右移運(yùn)算以一種代價(jià)相對低的方式來確定所述像素?cái)?shù)據(jù)的亮度色彩分量(Y)。
在步驟220處，使用下列方程式來確定所述像素?cái)?shù)據(jù)的一藍(lán)色差分量(Cb)Cb＝(B-Y)/2，(2)其中B為所述像素?cái)?shù)據(jù)的藍(lán)色分量且Y為在步驟210處所確定的像素?cái)?shù)據(jù)的亮度色彩分量(Y)。類似于方程式(1)中所使用的色彩系數(shù)，在方程式(2)中用于確定所述藍(lán)色差分量(Cb)的色空間系數(shù)是在根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)型色空間轉(zhuǎn)換器確定所述藍(lán)色差分量(Cb)時(shí)所用的色空間系數(shù)的一近似值。通過此種方式，可將用于根據(jù)方程式(2)確定所述藍(lán)色差分量(Cb)的色空間系數(shù)表達(dá)成二進(jìn)制形式。由于所述色空間系數(shù)呈二進(jìn)制形式，因此可使用二進(jìn)制算法來計(jì)算所述像素?cái)?shù)據(jù)的藍(lán)色差分量(Cb)且避免使用乘法。通過此種方式，可按一種代價(jià)相對低的方式來確定所述像素?cái)?shù)據(jù)的藍(lán)色差分量(Cb)。
根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，可根據(jù)圖3B中所圖解說明的一邏輯圖320來確定所述像素?cái)?shù)據(jù)的藍(lán)色差分量(Cb)。由此，可通過下述方式來確定所述像素?cái)?shù)據(jù)的藍(lán)色差分量(Cb)從所述像素?cái)?shù)據(jù)的藍(lán)色分量中減去在步驟210處所確定的像素?cái)?shù)據(jù)的亮度色彩分量(Y)并將該和值右移一位(其相當(dāng)于除以2)。在一實(shí)施例中，可在將所述和值右移一位前實(shí)施一數(shù)字舍入運(yùn)算。如上所述，由于可自由地執(zhí)行右移運(yùn)算，因此可使用邏輯圖320中所述的右移運(yùn)算以一種代價(jià)相對低的方式來確定所述像素?cái)?shù)據(jù)的藍(lán)色差分量(Cb)。
在步驟230處，使用下列方程式來確定所述像素?cái)?shù)據(jù)的一紅色差分量(Cr)
Cr＝(R-Y)/2，(3)其中R為所述像素?cái)?shù)據(jù)的紅色分量且Y為步驟210處所確定的像素?cái)?shù)據(jù)的亮度色彩分量。如同在步驟210及220中一樣，用于根據(jù)方程式(3)確定所述紅色差分量(Cr)的色空間系數(shù)同樣為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)色彩系數(shù)的一近似值，以便可將所述色空間系數(shù)表達(dá)成二進(jìn)制形式。由于所述色彩系數(shù)呈二進(jìn)制形式，因此可使用二進(jìn)制算法來計(jì)算所述像素?cái)?shù)據(jù)的紅色差分量(Cr)且避免使用乘法。通過此種方式，可按一種代價(jià)相對更低的方式來確定所述像素?cái)?shù)據(jù)的紅色差分量(Cr)。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，可根據(jù)圖3C中所圖解說明的一邏輯圖330來確定所述像素?cái)?shù)據(jù)的紅色差分量(Cr)。參見圖3C，通過下述方式來確定所述像素?cái)?shù)據(jù)的紅色差分量(Cr)從所述像素?cái)?shù)據(jù)的紅色分量中減去所述像素?cái)?shù)據(jù)的亮度色彩分量(Y)，并將所得到的結(jié)果右移一位(其相當(dāng)于除以2)。在一實(shí)施例中，可在將所述結(jié)果右移一位前實(shí)施一數(shù)字舍入運(yùn)算。如上所述，由于可自由地執(zhí)行右移運(yùn)算，因此可使用邏輯圖330中所圖解說明的右移運(yùn)算以一種代價(jià)相對低的方式來確定所述像素?cái)?shù)據(jù)的紅色差分量(Cr)。
圖4為一根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例用于垂直縮放像素?cái)?shù)據(jù)的方法400的一流程圖。在步驟410處，色度抽取器145將所述像素?cái)?shù)據(jù)的藍(lán)色差分量(Cb)及紅色差分量(Cr)的采樣速率降至二分之一。在一實(shí)施例中，色度抽取器145將所述采樣速率從一4∶4∶4采樣速率降至一4∶2∶2采樣速率。通過此種方式，將對存儲所述像素?cái)?shù)據(jù)的存儲器要求降低三分之一，并進(jìn)而降低對行存儲存儲器170的大小要求。雖然所述采樣速率降低了二分之一，但本發(fā)明各實(shí)施例涵蓋所述采樣速率可降低任一因數(shù)。
一旦已將所述像素?cái)?shù)據(jù)的藍(lán)色差分量(Cb)及紅色差分量(Cr)的采樣速率降低二分之一，便將所述像素?cái)?shù)據(jù)存儲于行存儲存儲器170中(步驟420)。在步驟430處，垂直縮放器146垂直縮放存儲于行存儲存儲器170中的像素?cái)?shù)據(jù)。可通過所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何垂直縮放技術(shù)來垂直縮放所述像素?cái)?shù)據(jù)。例如，可通過使用一有限脈沖響應(yīng)(FIR)內(nèi)插器在所存儲的先前各行之間進(jìn)行內(nèi)插來產(chǎn)生一新的輸出行。通過改變相對于輸入行的內(nèi)插位置，可形成一具有一不同于輸入圖像的行數(shù)的新圖像。
一旦已垂直縮放了所述像素?cái)?shù)據(jù)，色度內(nèi)插器147便將所述像素?cái)?shù)據(jù)的藍(lán)色差分量(Cb)及紅色差分量(Cr)的采樣速率增大到2倍。在一實(shí)施例中，色度抽取器147將所述采樣速率從一4∶2∶2采樣速率提高至一4∶4∶4采樣速率。通過此種方式，色度內(nèi)插器147恢復(fù)所述像素?cái)?shù)據(jù)的藍(lán)色差分量(Cb)及紅色差分量(Cr)的原始采樣速率。在一實(shí)施例中，方法400是可編程的，因?yàn)橹挥性谛写鎯Υ鎯ζ?70的大小除以垂直縮放器146中的行數(shù)小于行長度的情況下方可調(diào)用方法400。
一旦已根據(jù)方法400垂直縮放了所述像素?cái)?shù)據(jù)，便可將所述像素?cái)?shù)據(jù)自所述YCbCr空間轉(zhuǎn)換成所述RGB空間。為此，圖5圖解說明一根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例用于將像素?cái)?shù)據(jù)自所述YCbCr空間轉(zhuǎn)換成所述RGB空間的方法500的一流程圖。在步驟510處，使用下列方程式來確定所述像素?cái)?shù)據(jù)的一紅色分量(R)
R＝Y(jié)+2Cr，(4)其中Y為所述像素?cái)?shù)據(jù)的亮度色彩分量且Cr為所述像素?cái)?shù)據(jù)的紅色差分量。如同在參照圖2所述的各步驟中一樣，用于根據(jù)方程式(4)確定所述紅色分量(R)的色空間系數(shù)同樣為所述行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)色彩系數(shù)的一近似值，以便可將所述色空間系數(shù)表達(dá)成一二進(jìn)制形式。由于所述色彩系數(shù)呈二進(jìn)制形式，因此可使用二進(jìn)制算法來計(jì)算所述像素?cái)?shù)據(jù)的紅色分量(R)且避免使用乘法。通過此種方式，可按一種代價(jià)相對更低的方法來確定所述像素?cái)?shù)據(jù)的紅色分量(R)。
根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，可根據(jù)圖6A中所圖解說明的一邏輯圖610來確定所述像素?cái)?shù)據(jù)的紅色分量(R)?，F(xiàn)在參見圖6A，通過下述方式確定所述像素?cái)?shù)據(jù)的紅色分量(R)將所述像素?cái)?shù)據(jù)的紅色差分量(Cr)左移一位(其相當(dāng)于乘以2)，并將所得到的結(jié)果加至所述像素?cái)?shù)據(jù)的亮度色彩分量(Y)。如上所述，由于可自由地執(zhí)行左移位運(yùn)算，因此可使用邏輯圖610中所述的左移位運(yùn)算以一種代價(jià)相對低的方式來確定所述像素?cái)?shù)據(jù)的紅色分量(R)。
在步驟520處，使用下列方程式來確定所述像素?cái)?shù)據(jù)的一綠色分量(G)G＝Y(jié)-Cb-Cr，(5)其中Y為所述像素?cái)?shù)據(jù)的亮度色彩分量，Cb為所述像素?cái)?shù)據(jù)的藍(lán)色差分量且Cr為所述像素?cái)?shù)據(jù)的紅色差分量。如同在步驟510中一樣，用于根據(jù)方程式(5)來確定所述綠色分量(G)的色空間系數(shù)同樣為所述行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)色彩系數(shù)的一近似值，以便可將所述色空間系數(shù)表達(dá)成一二進(jìn)制形式。由于所述色彩系數(shù)呈一二進(jìn)制形式，因此可使用二進(jìn)制算法來計(jì)算所述像素?cái)?shù)據(jù)的綠色分量(G)且避免使用乘法。通過此種方式，以一種代價(jià)相對低的方式來確定所述像素?cái)?shù)據(jù)的綠色分量(G)。
根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，可根據(jù)圖6B中所圖解說明的一邏輯圖620來確定所述像素?cái)?shù)據(jù)的綠色分量(G)。現(xiàn)在參見圖6B，通過下述方式來確定所述像素?cái)?shù)據(jù)的綠色分量(G)從所述像素?cái)?shù)據(jù)的亮度色彩分量Y中減去所述像素?cái)?shù)據(jù)的藍(lán)色差分量(Cb)，并進(jìn)一步從結(jié)果中減去所述紅色差分量Cr。
在步驟530處，使用下列方程式來確定所述像素?cái)?shù)據(jù)的一藍(lán)色分量(B)B＝Y(jié)+2Cb，(6)其中Y為所述像素?cái)?shù)據(jù)的亮度色彩分量且Cb為所述像素?cái)?shù)據(jù)的藍(lán)色差分量。如同在步驟510及520中一樣，用于根據(jù)方程式(6)確定所述藍(lán)色分量(B)的色空間系數(shù)也呈一二進(jìn)制形式。因此，可使用二進(jìn)制算法來計(jì)算所述像素?cái)?shù)據(jù)的藍(lán)色分量(B)且避免使用乘法，從而能夠以一種代價(jià)相對低的方法來確定所述像素?cái)?shù)據(jù)的藍(lán)色分量(B)。
根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，可根據(jù)圖6C中所圖解說明的一邏輯圖630來確定所述像素?cái)?shù)據(jù)的藍(lán)色分量(B)?，F(xiàn)在參見圖6C，通過下述方式來確定所述像素?cái)?shù)據(jù)的藍(lán)色分量(B)將所述像素?cái)?shù)據(jù)的藍(lán)色差分量Cr左移一位(其相當(dāng)于乘以2)并將所得到的結(jié)果加至所述像素?cái)?shù)據(jù)的亮度色彩分量Y。如上所述，由于可自由地執(zhí)行左移運(yùn)算，因此可使用邏輯圖630中所述的左移運(yùn)算以一種代價(jià)相對低的方式來確定所述像素?cái)?shù)據(jù)的藍(lán)色分量(B)。
雖然上文主要論述本發(fā)明的實(shí)施例，但也可構(gòu)想出本發(fā)明的其它及進(jìn)一步的實(shí)施例，此并不背離本發(fā)明的基本范圍，且本發(fā)明的范圍是由隨附權(quán)利要求書來確定。
權(quán)利要求
1.一種圖像處理設(shè)備，其包括一紅、綠及藍(lán)(RGB)色空間-亮度色彩、藍(lán)色差及紅色差(YCbCr)色空間轉(zhuǎn)換器模塊，其用于將一行像素自所述RGB色空間轉(zhuǎn)換至所述YCbCr色空間，其中所述一行像素具有一第一采樣速率；一耦接至所述RGB-YCbCr色空間轉(zhuǎn)換器模塊的色度抽取器模塊，其中所述色度抽取器模塊經(jīng)配置以產(chǎn)生所述一行像素的一具有一低于所述第一采樣速率的第二采樣速率的中間表示形式，其中代表所述中間表示形式的數(shù)據(jù)的量少于代表所述一行像素的數(shù)據(jù)的量；一耦接至所述色度抽取器模塊的行存儲存儲器，其中所述行存儲存儲器經(jīng)配置以存儲所述中間表示形式；及一耦接至所述行存儲存儲器的垂直縮放器模塊，其中所述垂直縮放器模塊經(jīng)配置以產(chǎn)生所述中間表示形式的一按比例縮放形式。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像處理設(shè)備，其進(jìn)一步包括一耦接至所述垂直縮放器模塊的色度內(nèi)插器模塊，其中所述色度內(nèi)插器模塊經(jīng)配置以將所述中間表示形式的具有所述第二采樣速率的所述按比例縮放形式轉(zhuǎn)換成所述一行像素的一具有所述第一采樣速率的按比例縮放形式。
3.如權(quán)利要求2所述的圖像處理設(shè)備，其進(jìn)一步包括一耦接至所述色度內(nèi)插器模塊的YCbCr-RGB色空間轉(zhuǎn)換器模塊，其中所述YCbCr-RGB色空間轉(zhuǎn)換器模塊經(jīng)配置以將所述一行像素的所述按比例縮放形式自所述YCbCr色空間轉(zhuǎn)換至所述RGB色空間。
4.如權(quán)利要求1所述的圖像處理設(shè)備，其中所述第二采樣速率為所述第一采樣速率的一半。
5.如權(quán)利要求1所述的圖像處理設(shè)備，其中所述第一采樣速率為一4:4:4采樣速率且所述第二采樣速率為一4:2:2采樣速率。
6.如權(quán)利要求1所述的圖像處理設(shè)備，其中所述RGB-YCbCr色空間轉(zhuǎn)換器模塊使用二進(jìn)制算法來轉(zhuǎn)換所述一行像素。
7.如權(quán)利要求1所述的圖像處理設(shè)備，其中所述RGB-YCbCr色空間轉(zhuǎn)換器模塊通過下述方式來確定所述一行像素的一亮度色彩分量(Y)將所述一行像素的一紅色(R)分量的四分之一加至所述一行像素的一綠色(G)分量的二分之一及所述一行像素的一藍(lán)色(B)分量的四分之一。
8.如權(quán)利要求1所述的圖像處理設(shè)備，其中所述RGB-YCbCr色空間轉(zhuǎn)換器模塊通過下述方式來確定所述一行像素的一藍(lán)色差分量(Cb)從所述藍(lán)色(B)分量中減去所述一行像素的所述亮度色彩分量(Y)；并將結(jié)果除以2。
9.如權(quán)利要求1所述的圖像處理設(shè)備，其中所述RGB-YCbCr色空間轉(zhuǎn)換器模塊通過下述方式來確定所述一行像素的一紅色差分量(Cr)從所述一行像素的所述紅色(R)分量中減去所述一行像素的所述亮度色彩分量(Y)；并將結(jié)果除以2。
10.如權(quán)利要求3所述的圖像處理設(shè)備，其中所述YCbCr-RGB色空間轉(zhuǎn)換器模塊通過下述方式來確定所述一行像素的所述紅色(R)分量將所述亮度色彩分量(Y)加至所述一行像素的所述紅色差分量(Cr)的兩倍。
11.如權(quán)利要求3所述的圖像處理設(shè)備，其中所述YCbCr-RGB色空間轉(zhuǎn)換器模塊通過下述方式來確定所述一行像素的所述綠色(G)分量從所述一行像素的所述亮度色彩分量(Y)中減去所述一行像素的所述紅色差分量(Cr)及所述藍(lán)色差分量(Cb)。
12.如權(quán)利要求3所述的圖像處理設(shè)備，其中所述YCbCr-RGB色空間轉(zhuǎn)換器模塊通過下述方式來確定所述一行像素的所述藍(lán)色(B)分量將所述一行像素的所述亮度色彩分量(Y)加至所述一行像素的所述藍(lán)色差分量(Cb)的兩倍。
13.一種用于垂直縮放一行像素的方法，其包括在一紅、藍(lán)及綠(RGB)色空間中接收所述一行像素，其中所述一行像素包括一第一采樣速率；將所述一行像素自所述RGB色空間轉(zhuǎn)換至一亮度、藍(lán)色差及紅色差(YCbCr)色空間；產(chǎn)生所述一行像素的一具有一低于所述第一采樣速率的第二采樣速率的中間表示形式；產(chǎn)生所述中間表示形式的一按比例縮放形式；及將所述中間表示形式的具有所述第二采樣速率的所述按比例縮放形式轉(zhuǎn)換成所述一行像素的一具有所述第一采樣速率的按比例縮放形式。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其進(jìn)一步包括在產(chǎn)生所述中間表示形式的所述按比例縮放形式前，將所述中間表示形式存儲至一個(gè)行存儲存儲器。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其進(jìn)一步包括將所述一行像素的所述按比例縮放形式自所述YCbCr色空間轉(zhuǎn)換至所述RGB色空間。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述第二采樣速率為所述第一采樣速率的一半。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述第一采樣速率為一4:4:4采樣速率且所述第二采樣速率為一4:2:2采樣速率。
18.如權(quán)利要求13所述的方法，其中將所述一行像素自所述RGB色空間轉(zhuǎn)換至所述YCbCr色空間包括使用二進(jìn)制算法來轉(zhuǎn)換所述一行像素。
19.如權(quán)利要求13所述的方法，其中將所述一行像素自所述RGB色空間轉(zhuǎn)換至所述YCbCr色空間包括通過下述方式產(chǎn)生一亮度色彩分量(Y)將所述一行像素的一紅色(R)分量的四分之一加至所述一行像素的一綠色(G)分量的二分之一及所述一行像素的一藍(lán)色(B)分量的四分之一。
20.如權(quán)利要求13所述的方法，其中將所述一行像素自所述RGB色空間轉(zhuǎn)換至所述YCbCr色空間包括通過下述方式產(chǎn)生所述一行像素的所述藍(lán)色差分量(Cb)從所述藍(lán)色(B)分量中減去所述一行像素的所述亮度色彩分量(Y)；并將結(jié)果除以2。
21.如權(quán)利要求13所述的方法，其中將所述一行像素自所述RGB色空間轉(zhuǎn)換至所述YCbCr色空間包括通過下述方式產(chǎn)生所述一行像素的所述紅色差分量(Cr)從所述一行像素的所述紅色(R)分量中減去所述一行像素的所述亮度色彩分量(Y)；并將結(jié)果除以2。
22.如權(quán)利要求15所述的方法，其中將所述一行像素的所述按比例縮放形式自所述YCbCr色空間轉(zhuǎn)換至所述RGB色空間包括通過下述方式產(chǎn)生所述一行像素的所述紅色(R)分量將所述一行像素的所述亮度色彩分量(Y)加至所述一行像素的所述紅色差分量(Cr)的兩倍。
23.如權(quán)利要求15所述的方法，其中將所述一行像素的所述按比例縮放形式自所述YCbCr色空間轉(zhuǎn)換至所述RGB色空間包括通過下述方式產(chǎn)生所述一行像素的所述綠色(G)分量從所述一行像素的所述亮度色彩分量(Y)中減去所述一行像素的所述紅色差分量(Cr)及所述一行像素的所述藍(lán)色差分量(Cb)。
24.如權(quán)利要求15所述的方法，其中將所述一行像素的所述按比例縮放形式自所述YCbCr色空間轉(zhuǎn)換至所述RGB色空間包括通過下述方式產(chǎn)生所述一行像素的所述藍(lán)色(B)分量將所述一行像素的所述亮度色彩分量(Y)加至所述一行像素的所述藍(lán)色差分量(Cb)的兩倍。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圖像處理設(shè)備，其包括一紅、綠及藍(lán)(RGB)色空間－亮度色彩、藍(lán)色差及紅色差(YCbCr)色空間轉(zhuǎn)換器模塊，以將一行像素自所述RGB色空間轉(zhuǎn)換至所述YCbCr色空間。所述一行像素具有一第一采樣速率。所述圖像處理設(shè)備進(jìn)一步包括一耦接至所述RGB－YCbCr色空間轉(zhuǎn)換器模塊的色度抽取器模塊。所述色度抽取器模塊經(jīng)配置以產(chǎn)生所述一行像素的一具有一低于所述第一采樣速率的第二采樣速率的中間表示形式。代表所述中間表示形式的數(shù)據(jù)量少于表示所述一行像素的數(shù)據(jù)量。所述圖像處理設(shè)備進(jìn)一步包括一耦接至所述色度抽取器模塊的行存儲存儲器。所述行存儲存儲器經(jīng)配置以存儲所述中間表示形式。所述圖像處理設(shè)備進(jìn)一步包括一耦接至所述行存儲存儲器的垂直縮放器模塊。所述垂直縮放器模塊經(jīng)配置以產(chǎn)生所述中間表示形式的一按比例縮放形式。所述圖像處理設(shè)備進(jìn)一步包括一耦接至所述垂直縮放器模塊的色度內(nèi)插器模塊。所述色度內(nèi)插器模塊經(jīng)配置以將所述中間表示形式的具有所述第二采樣速率的所述按比例縮放形式轉(zhuǎn)換成所述一行像素的一具有所述第一采樣速率的按比例縮放形式。所述圖像處理設(shè)備進(jìn)一步包括一耦接至所述色度內(nèi)插器模塊的YCbCr－RGB色空間轉(zhuǎn)換器模塊。所述YCbCr－RGB色空間轉(zhuǎn)換器模塊經(jīng)配置以將所述一行像素的所述按比例縮放形式自所述YCbCr色空間轉(zhuǎn)換至所述RGB色空間。
文檔編號G06T3/40GK1965568SQ200580018727
公開日2007年5月16日 申請日期2005年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月30日
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