УСТРОЙСТВО УВЕЛИЧЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ Российский патент 2004 года по МПК G09G5/36 G09G5/00 G06T3/40 H04N5/262 

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение разработано для растягивания картинки, имеющей нормальный формат изображения 4:3, до картинки, имеющей формат изображения 16: 9, с целью отображения на панели отображения для широкоформатного изображения и касается устройства обработки входных дискретизированных данных изображения для увеличения картинки в горизонтальном направлении.

Панелью отображения может быть, например, ПИП (плазменная индикаторная панель).

Уровень техники
В последнее время возрастает количество широкоформатных телевизионных приемников, имеющих формат изображения 16:9, и устройств отображения изображений с ПИП. Для того, чтобы источник изображения, имеющий формат изображения 4: 3, был полностью показан (в полноформатном режиме отображения), необходимо обеспечить устройство увеличения изображения, предназначенное для растягивания первоначального источника изображения в горизонтальном направлении.

В случае обычного устройства увеличения изображения входные данные изображения растягиваются в горизонтальном направлении с определенной степенью увеличения, или степень увеличения устанавливается так, чтобы оно постепенно увеличивалось по направлению к обоим концам в горизонтальном направлении.

Однако при обычном способе, в котором входные данные изображения растягиваются в горизонтальном направлении с определенной степенью увеличения, первоначальное изображение растягивается только в горизонтальном направлении с определенной степенью увеличения, так что невозможно растягивать различные области изображения (например, изображение, разделенное на n областей) с различными степенями увеличения соответственно, вследствие чего ограничивается гибкость в создании различных изобразительных эффектов, где n представляет собой 2 или любое из больших целых чисел.

Далее, обычный способ предназначен только для обработки входных данных изображения таким образом, что чем ближе к обоим концам в горизонтальном направлении, тем большее увеличение в горизонтальном направлении, и так, что невозможно растягивать различные области изображения, получаемые в результате деления изображения на n областей, с любыми различными степенями увеличения, вследствие чего ограничивается свобода создания различных изобразительных эффектов.

Настоящее изобретение было сделано с учетом вышеупомянутых проблем обычного способа и предназначено для обеспечения устройства увеличения изображения, способного производить увеличение различных областей разделенного на n частей изображения с различными степенями увеличения в горизонтальном направлении так, чтобы можно было получать различные изобразительные эффекты.

Например, настоящее изобретение предназначено для создания различных изобразительных эффектов, типа эффекта панорамного изображения, на основании данного изображения, посредством обеспечения возможности увеличения различных областей изображения, разделенного на n областей, с постепенно увеличивающимися степенями увеличения по направлению к обоим горизонтальным концам или изобразительного эффекта "рыбий глаз" посредством обеспечения возможности уменьшения различных областей изображения, разделенного на n участков, с постепенно увеличивающейся степенью уменьшения по направлению к обоим горизонтальным концам.

Раскрытие сущности изобретения
Устройство увеличения изображения в соответствии с настоящим изобретением, предназначенное для обработки входных дискретизированных данных изображения так, чтобы изображение, подлежащее отображению, растягивалось в горизонтальном направлении, содержит блок хранения изображения для хранения входных данных изображения, блок хранения коэффициентов для хранения предварительно определенных коэффициентов фильтров, соответствующих множеству увеличений, контроллер нелинейного увеличения не только для выдачи разрешающего сигнала для считывания данных изображения, соответствующих изображению объекта, из блока хранения изображения в соответствии с любым увеличением, установленным для каждой из n областей, где каждая имеет ширину w, посредством которой изображение делится на n равных областей, но также и для выдачи адреса выбора коэффициента для считывания соответствующего коэффициента фильтра из блока хранения коэффициентов, а фильтр предназначен не только для фильтрования данных изображения, считанных из блока хранения изображения в соответствии с коэффициентом фильтра, считанным из блока хранения коэффициентов, но также и для выдачи данных изображения, которые подверглись обработке нелинейного увеличения в соответствии с любым увеличением, установленным для каждой из n областей, расположенных в горизонтальном направлении. Здесь w представляет численное значение набора.

В вышеупомянутой структуре, когда контроллер нелинейного увеличения выдает разрешающий сигнал и адрес выбора коэффициента, не только соответствующие данные изображения считываются из памяти изображения, но также и соответствующий коэффициент фильтра считывается из памяти коэффициентов. Затем фильтр фильтрует данные изображения в соответствии с коэффициентом фильтрования с целью выдачи данных изображения, которые подверглись процессу нелинейного увеличения в соответствии с каким-либо увеличением, установленным для каждой из n областей, расположенных в горизонтальном направлении. В этом случае, поскольку коэффициент фильтра, считанный из блока хранения коэффициентов, соответствует увеличению, установленному для каждой из областей, обеспеченных посредством разделения всей области отображения на n областей, каждая из которых имеет ширину w, каждая из n областей может быть растянута в горизонтальном направлении с каким-либо увеличением, с целью создания различных изобразительных эффектов. Например, можно отобразить изобразительный эффект типа панорамного эффекта и эффекта "рыбий глаз".

Легко можно обеспечить возможность изменения установки увеличения для каждой из областей, созданных путем разделения области отображения на n равных областей, имеющих ширину w соответственно, посредством формирования блока хранения коэффициентов, который содержит ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) коэффициентов, хранящее предварительно определенные коэффициенты фильтра, соответствующие множеству степеней увеличения, контроллера блока хранения не только для считывания коэффициента фильтра из ПЗУ коэффициентов в соответствии с сигналом начала переноса, но также и для выдачи адреса записи коэффициента и сигнала выбора С/З (считывания/записи), селектора для избирательной выдачи адреса выбора коэффициента, подлежащего выводу из контроллера нелинейного увеличения, или адреса записи коэффициента, подлежащего выводу из контроллера блока хранения, в соответствии с сигналом выбора С/З, подлежащим выводу из контроллера блока хранения, и ОЗУ (оперативного запоминающего устройства) коэффициентов для запоминания коэффициента фильтра, который считывается из ПЗУ коэффициентов в соответствии с адресом записи коэффициента, полученным из селектора, когда сигнал выбора С/З, поступающий из контроллера блока хранения, является сигналом для выбора З (записи), и для считывания коэффициента фильтра в соответствии с адресом выбора коэффициента, который выводится из селектора, когда сигнал выбора С/З является сигналом для выбора С (считывания).

В вышеприведенном описании ПЗУ обозначает постоянное запоминающее устройство; С/З обозначает считывание/запись; ОЗУ обозначает оперативное запоминающее устройство.

Компоновку контроллера нелинейного увеличения можно упростить путем введения в него генератора сигналов выбора области с целью генерирования сигнала выбора области для последовательного выбора n областей в соответствии с установленной шириной области w, первого селектора, выдающего параметр увеличения m, установленный для каждой соответствующей области в соответствии с сигналом выбора области, вырабатываемым генератором сигналов выбора области, n-разрядного сумматора для приема, в качестве входного сигнала, параметра увеличения m, выбранного первым селектором, арифметико-логического устройства смещения адреса для определения начальной точки адреса выбора коэффициента в соответствии с входным сигналом параметра увеличения m, установленного для выбранной начальной области вне n областей, второго селектора для избирательного вывода расчетного значения арифметико-логического устройства смещения адреса или суммы, полученной сумматором, в зависимости от присутствия или отсутствия инициализирующего сигнала, первой схемы задержки не только для задержки выходного значения второго селектора на один период дискретизации с целью выдачи его в качестве адреса выбора коэффициента, но также и для приема его в качестве другого входного значения для сумматора, арифметико-логической схемы для вывода сигнала переноса сумматора и логической суммы сигнала инициализации и второй схемы задержки для задержки выходного сигнала логической суммирующей схемы на один период дискретизации с целью выдачи его в качестве разрешающего сигнала блока хранения изображения. В этом случае m представляет положительное число 2ⁿ или меньше, в то время как 2ⁿ представляет n-ую степень числа 2, а 2ⁿ/m эквивалентно увеличению.

Структуру генератора сигналов выбора области можно упростить путем введения в него загрузочной клеммы L1 для загрузки сигнала инициализации, в качестве числового значения 1, счетчика точек растра для подсчета синхросигналов для воспроизведения изображений на растровом дисплее, схемы обнаружения совпадений для сравнения подсчитанного значения счетчика точек растра с одно- или двукратным значением установленной ширины области w, чтобы подтвердить, что они совпадают друг с другом, для вывода, в качестве подсчитанного значения 1, на загрузочную клемму L1, реверсивного счетчика, который должен возвращаться в исходное состояние сигналом инициализации, для подсчета синхросигналов для воспроизведения изображений на растровом дисплее в соответствии с разрешающим сигналом, обнаруживаемым от схемы совпадений, с целью выдачи подсчитанного значения в качестве сигнала выбора области, реверсивного контроллера для управления реверсивным счетчиком в режиме увеличения счета посредством выдачи сигнала Н-уровня, когда подсчитанное значение реверсивного счетчика становится равным 0, в то же время устанавливая реверсивный счетчик в режим понижения счета в соответствии с сигналом, обнаруживаемым из схемы обнаружения совпадений после того, как подсчитанное значение К реверсивного счетчика изменится на значение, совпадающее со значением, соответствующим центральной области изображения, подлежащего отображению, и контроллера ширины области для выдачи установленной ширины области w, в качестве значения для сравнения, в схему обнаружения совпадений в исходном состоянии, в то же время выдавая, в качестве значения для сравнения, значение, эквивалентное удвоенному значению установленной ширины области, в схему обнаружения совпадений, когда подсчитанное значение К реверсивного счетчика изменится на значение, соответствующее центральной области изображения, подлежащей отображению.

Не только емкость памяти, требуемую для запоминания коэффициентов, можно уменьшить, но также можно упростить структуру селектора контроллера нелинейного увеличения, когда параметр увеличения m, подлежащий установлению для n областей, устанавливается так, чтобы значения были распределены симметрично относительно центральной области картинки, подлежащей отображению.

Панорамную картинку, на которой увеличение возрастает постепенно по направлению к левому концу и правому концу, можно получить, когда параметры увеличения m, установленные для n областей, распределены симметрично относительно центральной области картинки, подлежащей отображению, при снижении увеличения по направлению к левому концу и правому концу картинки от центральной области картинки, подлежащей отображению.

Картинку "рыбий глаз", на которой увеличение постепенно снижается по направлению к левому концу и правому концу, можно получить, когда параметры увеличения m, установленные для n областей, распределены симметрично относительно центральной области картинки, подлежащей отображению, при постепенном снижении увеличения по направлению к самым крайним левой и правой областям от центральной области картинки, подлежащей отображению.

Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет блок-схему, изображающую устройство увеличения изображения, в качестве варианта осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2 представляет блок-схему, изображающую контроллер 20 нелинейного увеличения, показанный на фиг.1.

Фиг. 3 представляет блок-схему, изображающую пример генератора 30 сигналов выбора области, показанного на фиг.2.

Фиг.4 представляет пояснительный график, изображающий случай, где подлежащая отображению картинка, имеющая формат изображения 16:9, разделена на 16 равных областей с равной установленной шириной области w, а значения параметра увеличения m установлены равными m7 для центральных областей 7 и 8, в то время как параметры увеличения для остальных областей, то есть областей 0-16 и 15-9, установлены симметрично по направлению к самым крайним левой и правой областям относительно центральной области.

Фиг. 5 представляет график, изображающий связь между областью и увеличением, на котором, когда применяется случай, показанный на фиг.4, для получения картинки с панорамным изображением значения параметра увеличения m для центральных областей 7 и 8 устанавливаются на самое большое значение m7, то есть самое маленькое значение увеличения (=256/m7), в то время как параметры увеличения для остальных областей устанавливаются так, что постепенно снижаются по направлению к крайним левой и правой областям относительно центральной области так, что значения параметров увеличения для крайней левой области 0 и крайней правой области 15 становятся самым маленьким значением m0, то есть самое большое значение m (=256/m0), исходя из увеличения.

Фиг. 6 представляет график, изображающий связь между областью и увеличением, при которой, когда применяется случай, показанный на фиг.4, для получения картинки "рыбий глаз" значения параметров увеличения m для центральных областей 7 и 8 устанавливаются на самое маленькое значение m7, то есть самое большое значение, исходя из увеличения (=256/m7), в то время как параметры увеличения для остальных областей устанавливаются так, чтобы постепенно возрастать по направлению к крайней левой и крайней правой областям относительно центральных областей, так что значения параметров увеличения для крайней левой области 0 и крайней правой области 15 становятся самым большим значением m0, то есть самым маленьким значением, исходя из увеличения (=256/m0).

Предпочтительный вариант реализации изобретения
Варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны со ссылками на прилагаемые чертежи.

Для удобства объяснения положим, что входные данные изображения являются 8-разрядными; подлежащее отображению изображение, имеющее формат изображения 16: 9, разделено на 16 равных областей (случай, где n=16) с шириной области w; параметр увеличения m, значение которого может быть установлено на какую-либо величину в зависимости от разделенных областей изображения, устанавливается на m0-m7 для областей, изменяющихся от крайней левой области 0 до центральной области 7, в то же время устанавливая те же самые значения 7m-0 для областей, изменяющихся от центральной области 8 до крайней правой области 15 так, чтобы параметры увеличения могли быть распределены симметрично относительно центральной области изображения, подлежащего отображению. Параметр увеличения m относится к степени увеличения, то есть 256/m эквивалентно степени увеличения. То есть параметры увеличения m0-m7 представляют значения, относящиеся к данным степени увеличения.

На фиг. 1 ссылочной позицией 10 представлена входная клемма, на которую поступают данные изображения, дискретизированные частотой дискретизации Fs, a 12 представляет блок хранения кадров в качестве примера блока хранения изображения для хранения входных данных изображения. Блок 12 хранения кадров содержит блок запоминания обратного магазинного типа ("первым пришел - первым обслужен"), способный исполнять функцию "первым пришел - первым обслужен". Позиция 14 представляет фильтр для фильтрования данных изображения, считываемых из блока 12 хранения кадров, для подачи нелинейно увеличенных данных изображения на выходную клемму 16; позиция 18 представляет блок хранения коэффициентов для хранения заранее определенных коэффициентов фильтра, соответствующих множеству увеличений; позиция 20 представляет контроллер нелинейного увеличения.

Блок 18 хранения коэффициентов содержит ПЗУ 22 коэффициентов, контроллер 24 блока хранения, селектор 26 и ОЗУ 28 коэффициентов.

ПЗУ 22 коэффициентов хранит предварительно определенные коэффициенты фильтра he, соответствующие множеству степеней увеличения.

Контроллер 24 блока хранения выдает адрес AD1 записи коэффициента, адрес AD2 ПЗУ и сигнал выбора С/З, которые предварительно определяются в соответствии с сигналом начала переноса. Сигнал переноса означает, например, сигнал, генерируемый, когда включается источник энергии, или сигнал, генерируемый при изменении характеристики фильтрования.

Селектор 26 выбирает адрес AD1 записи коэффициента для выдачи его из контроллера 24 блока хранения, когда сигнал выбора С/З представляет собой сигнал выбора З (например, сигнал Н-уровня), при выборе адреса AD3 выбора коэффициента для выдачи из контроллера 20 степени нелинейного увеличения.

ОЗУ 28 коэффициентов записывает коэффициент фильтра, считанный из ПЗУ 22 коэффициентов в соответствии с адресом AD1 записи коэффициента, выбранным селектором 26, когда сигнал выбора С/З представляет собой сигнал выбора З, и считывает коэффициент фильтра в соответствии с адресом AD3 выбора коэффициента, выбранным селектором 26, когда сигнал С/З представляет сигнал выбора С.

В отношении адреса AD3 выбора коэффициента подробное описание будет приведено вместе с описанием схемы, показанной на фиг.2.

Контроллер 20 нелинейного увеличения содержит, как показано на фиг.2, генератор 30 сигналов выбора области, первый селектор 32, n-разрядный сумматор 34, арифметико-логическое устройство 36 смещения адреса, второй селектор 38, первый задерживающий элемент 40, логическую суммирующую схему 42 и второй задерживающий элемент 44.

Генератор 30 сигналов выбора области генерирует сигнал выбора области для последовательного выбора 16 областей в соответствии с предварительно установленной шириной области w.

Первый селектор 32 выбирает, для выдачи, параметры увеличения m0-m7 и m7-m0 в соответствии с сигналом выбора области, вырабатываемым генератором 30 сигналов выбора области.

Генератор 30 сигналов выбора области, как показано на фиг.3, в частности, содержит счетчик 46 точек растра, схему 48 обнаружения совпадений, реверсивный счетчик 50, реверсивный контроллер 52 и контроллер 54 ширины области.

Счетчик 46 точек растра снабжен загрузочной клеммой L1 для загрузки сигнала инициализации в виде рассчитанного значения 1 и считает синхросигналы для воспроизведения изображений на растровом дисплее, вводимые на клемму СК.

Схема 48 обнаружения совпадений сравнивает подсчитанное значение счетчика 46 точек растра и сравнительное значение (1 или удвоенное значение установленной ширины области w) с целью определения, совпадают ли они друг с другом.

Реверсивный счетчик 50 возвращается в исходное состояние сигналом инициализации, считает синхросигналы для воспроизведения изображений на растровом дисплее, используя сигнал, обнаруженный схемой 48 обнаружения совпадений, в качестве разрешающего сигнала, и выдает подсчитанное значение К в качестве сигнала выбора области.

Когда подсчитанное значение К реверсивного счетчика становится равным 0, реверсивный контроллер 52 выдает сигнал (высокого) Н-уровня в реверсивный счетчик 50, чтобы переключить реверсивный счетчик 50 на режим повышения счета и переключить реверсивный счетчик 50 на режим понижения счета посредством изменения выходного сигнала для реверсивного счетчика 50 на сигнал (низкого) L-уровня, в соответствии с сигналом, обнаруженным схемой 48 обнаружения совпадений после того, как подсчитанное значение К реверсивного счетчика 50 изменится от значения, соответствующего области 6 подлежащей отображению картинки, на значение, соответствующее ее области 7.

В исходном состоянии контроллер 54 ширины области выдает установленную ширину области, в качестве сравнительного значения, в схему 48 обнаружения совпадений, выдает значение, эквивалентное удвоенному значению установленной ширины области, в качестве сравнительного значения, в схему 48 обнаружения совпадений, когда подсчитанное значение К реверсивного счетчика изменится от значения, соответствующего области 6, на значение, соответствующее области 7 подлежащего отображению изображения, и возвращается в исходное состояние, когда выходное значение реверсивного контроллера 52 изменяется от Н-уровня на L-уровень.

Сумматор 34 выдает сумму входного сигнала В, который является одним из m параметров увеличения (один из m0-m7), и другого входного сигнала А, который является адресом AD3 выбора коэффициента, полученным из первой схемы 40 задержки.

Арифметико-логическое устройство 36 смещения адреса вычисляет начальную точку адреса AD3 выбора коэффициента в соответствии с вводом параметра увеличения m0, который был установлен для области 0, как являющейся начальной областью выбора, из 16 областей.

Второй селектор 38 выбирает и выдает значение, рассчитанное арифметико-логическим устройством смещения адреса в соответствии с сигналом инициализации, и выбирает и выдает сумму S, заданную сумматором 34, когда пропадает сигнал инициализации.

Первая схема 40 задержки задерживает выходной сигнал второго селектора 38 на период однократной дискретизации и не только выдает задержанный выходной сигнал, в качестве адреса AD3 выбора коэффициента, в селектор 26, но также выдает такой же сигнал, в качестве другого входного сигнала А, в сумматор 34.

Логическая суммирующая схема 42 выдает логический суммарный сигнал между сигналом переноса СО из сумматора 34 и сигналом инициализации.

Вторая схема 44 задержки задерживает выходной сигнал логической суммирующей схемы 42 на период однократной дискретизации и выдает задержанный сигнал в качестве разрешающего сигнала в блок 12 хранения кадров и фильтр 14.

Действие арифметико-логического устройства 36 смещения адреса характеризуется тем, что все двоичные разряды отсылаются, начиная с самого низкого разряда, соответствующего m0, до самого высокого разряда, не только для изменения 0 каждого разряда на 1, до тех пор, пока сначала может встречаться 1, но также и для изменения встречающейся сначала 1 на 0, и изменения всех остальных разрядов на 0. Например, когда m0=148 (увеличение = 256/148≅1,73) выражено в виде 8 разрядов, оно становится равным [10010100], и, таким образом, когда действие в соответствии с вышеупомянутым преобразованием двоичных разрядов производится относительно каждого разряда, оно становится равным [00000011] (= 03h исходя из шестнадцатеричных цифр), и это значение [00000011] (=03h) соответствует адресу AD3 выбора коэффициента области 0.

Фильтр 14 содержит множество схем задержки D1-Dp (p: 2 или любое целое число больше 2; не показано) для последовательно задерживающихся данных изображения, считываемых из блока 12 хранения кадров на период однократной дискретизации Т (Т=1/Fs), умножитель АО (не показанный) для умножения, с целью вывода, данных изображения, считываемых из блока хранения 12 кадров, на соответствующий коэффициент фильтра, считываемый из ОЗУ 28 коэффициентов, умножители А1-Ар (не показанные) для умножения, с целью вывода, данных изображения, полученных из множества схем D1-Dp задержки, соответственно на соответствующие коэффициенты фильтра, считываемые из ОЗУ 28 коэффициентов, и сумматор (не показанный) для добавления выходных значений умножителей А1-Ар с целью вывода на выходную клемму 16.

Далее, функции вариантов осуществления, показанных на фиг.1 - фиг.3, будут поясняться со ссылкой на фиг.4 и фиг.5.

А: Сначала будет приведено пояснение со ссылкой на фиг.3 и фиг.4 процесса, с помощью которого сигнал выбора области выводится из показанного на фиг.2 генератора 30 сигналов выбора области.

(1) На фиг. 3 счетчик 46 точек растра загружает числовое значение 1 в соответствии с сигналом инициализации, с целью подсчета синхросигналов для воспроизведения изображений на растровом дисплее.

Схема 48 обнаружения совпадений сравнивает подсчитанное значение счетчика 46 точек растра со сравнительным значением (эквивалентным установленной ширине области w в исходном состоянии), полученным из контроллера 54 ширины области, и выдает сигнал обнаружения, когда оба значения совпадают друг с другом. Установленная ширина области (например, 120) представляет одну шестнадцатую часть от количества эффективных точек одной строки (например, 1920).

(2) Реверсивный счетчик 50 возвращается в исходное состояние сигналом инициализации, считает синхросигналы для воспроизведения изображений на растровом дисплее, используя сигнал обнаружения схемы 48 обнаружения совпадений, в качестве разрешающего сигнала, и выдает подсчитанное значение в качестве сигнала выбора области.

Реверсивный контроллер 52 изменяет выходной сигнал для реверсивного счетчика 50 от сигнала L-уровня на сигнал Н-уровня, когда подсчитанное значение К реверсивного счетчика 50 равно 0 (инициализированное состояние), с целью управления реверсивным счетчиком 50 для перехода в режим повышения счета, при изменении выходного сигнала для реверсивного счетчика 50 от сигнала Н-уровня на сигнал L-уровня в соответствии с первым сигналом обнаружения схемы 48 обнаружения совпадений, с целью управления реверсивным счетчиком 50 для перехода в режим понижения счета после того, как подсчитанное значение К реверсивного счетчика 50 изменится с 6 (соответствующего области 6) на 7 (соответствующего области 7). Контроллер 54 ширины области выдает, в качестве сравнительного значения, установленную ширину области в схему 48 обнаружения совпадений в исходном состоянии, выдает сравнительное значение, эквивалентное удвоенному значению установленной ширины области, в схему 48 обнаружения совпадений, когда подсчитанное значение К реверсивного счетчика 50 изменяется с 6 на 7, и возвращается к своему исходному состоянию, когда выходное значение реверсивного контроллера 52 изменяется с Н-уровня на L-уровень.

(3) Следовательно, подсчитанное значение 0 (К=0) реверсивного счетчика 50 выдается до тех пор, пока подсчитанное значение счетчика 46 точек растра не достигает установленной ширины области w (например, 120); после этого каждый раз, когда подсчитанное значение счетчика 46 точек растра достигает установленной ширины области w, схема 48 обнаружения совпадений выдает сигнал обнаружения, с целью добавления 1 к подсчитанному значению реверсивного счетчика 50, подсчитанное значение К реверсивного счетчика изменяется от 0 до 7 относительно областей 0-7 подлежащего отображению изображения.

Затем, когда подсчитанное значение К реверсивного счетчика 50 изменится с 6 на 7, сравнительное значение для схемы 48 обнаружения совпадений становится удвоенным значением установленной ширины области w; после этого не только режим реверсивного счетчика 50 изменяется на режим понижения счета, в ответ на выходное значение первого сигнала обнаружения (при синхронизации, когда К изменяется с 7 на 8), но также и сравнительное значение для схемы 48 обнаружения совпадений возвращается к установленной ширине области w в исходном состоянии, подсчитанное значение К реверсивного счетчика 50 изменяется с 7 до 0 относительно областей 8-15 изображения, подлежащего отображению.

В: Далее, со ссылкой на фиг.2 и фиг.5 приводится пояснение процесса, с помощью которого адрес AD3 выбора коэффициента и разрешающий сигнал выводятся из контроллера 20 нелинейного увеличения, показанного на фиг.1.

(1) На фиг.2 первый селектор 32 выбирает, для вывода, параметры увеличения m0-m7 и m7-m0, установленные для 16 областей 0-7 и 8-15, в соответствии с сигналом выбора области, генерируемым генератором 30 сигналов выбора области.

Для получения изображения с эффектом панорамы изображения, как показано на фиг. 5, параметр увеличения m7 для центральных областей 7 и 8 устанавливается на самое большое из всех значений, например на m7=237 (увеличение = 256/m7≅1,08), которые распределены симметрично относительно центральных областей, но постепенно уменьшается, например m0=148 (увеличение = 256/m0≅1,73), к крайней левой и крайней правой областям.

(2) Арифметико-логическое устройство 36 смещения адреса указывает на двоичные разряды от самого низкого разряда параметра увеличения m0 по направлению к самому высокому разряду, изменяет 0 каждого разряда на 1, пока первой не встретится 1, изменяет 1, которая встречается первой, на 0 и изменяет все остальные разряды на 0. Следовательно, когда m0=148 (увеличение = 256/148≅1,73), 8-разрядное выражение становится равным [1010100], так что выполняется действие в соответствии с предварительно описанным преобразованием разрядов с целью выдачи значения [00000011] (=03h в виде шестнадцатеричного выражения).

(3) Второй селектор 38 выбирает, в качестве выходного значения, расчетное значение 03h арифметико-логического устройства 36 смещения адреса в соответствии с сигналом инициализации; расчетное значение 03h задерживается на 1 синхросигнал для воспроизведения изображений на растровом дисплее (1 период дискретизации) в первой схеме 40 задержки, чтобы стать входным сигналом А для сумматора 34, в то время как 94h (шестнадцатеричное выражение m0=148) становится входным сигналом В для сумматора 34, так что сумматор 34 выдает 97h в качестве выходного значения суммы S.

Затем, когда сигнал инициализации отсутствует (например, при изменении уровня сигнала с Н-уровня на L-уровень), второй селектор 38 выбирает 97h в качестве выходного значения суммы S сумматора 34.

97h (выходное значение суммы S) выдается не только в качестве адреса AD3 выбора коэффициента при выборе времени второго синхросигнала для воспроизведения изображений на растровом дисплее, при отсутствии сигнала инициализации, но также становится входным сигналом А для сумматора 34, так что при выборе времени третьего синхросигнала для воспроизведения изображений на растровом дисплее Abh (97h+94h) не только выдается, в качестве адреса AD3 выбора коэффициента, но также становится входным сигналом А для сумматора 34.

Аналогично этому, при выборе времени четвертого синхросигнала для воспроизведения изображений на растровом дисплее 3Fh (Abh+94h) не только выдается, в качестве адреса AD3 выбора коэффициента, но также становится входным сигналом А для сумматора 34. При выборе времени четвертого синхросигнала для воспроизведения изображений на растровом дисплее на клемме СО сумматора 34 появляется сигнал Н-уровня и выводится в качестве разрешающего сигнала после задержки на 1 синхросигнал для воспроизведения изображений на растровом дисплее во второй схеме 44 задержки.

(4) Следовательно, в то время как первый селектор выбирает и выдает параметр увеличения m0, адрес AD3 выбора коэффициента, подлежащий выводу из второго селектора 38 через первую схему 40 задержки, изменяет порядок 03h, 97h, Abh, 3Fh, . . . в соответствии с синхросигналом для воспроизведения изображений на растровом дисплее и затем вводится, в качестве адреса считывания данных, в ОЗУ 28 коэффициентов через селектор 26 блока 18 хранения коэффициентов. Каждый раз, когда сигнал Н-уровня появляется на клемме СО сумматора 34, разрешающий сигнал, задержанный на 1 синхросигнал для воспроизведения изображений на растровом дисплее, вводится в блок 12 хранения кадров и фильтр 14.

Точно так же, когда первый селектор 32 выбирает для выходного значения параметры увеличения m1-m7, установленные для областей 1-7, адрес AD3 выбора коэффициента, изменяющийся в соответствии с синхросигналом для воспроизведения изображений на растровом дисплее и соответствующий каждому параметру увеличения, вводится, в качестве адреса считывания данных, в ОЗУ 28 коэффициентов, в то время как каждый раз, когда появляется сигнал Н-уровня на клемме СО сумматора 34, разрешающий сигнал, задержанный на 1 синхросигнал для воспроизведения изображений на растровом дисплее, вводится в блок 12 хранения кадров и фильтр 14.

Затем, когда первый селектор выбирает с целью вывода параметры увеличения m7-m0, установленные для областей 8-15, может происходить процесс, подобный вышеупомянутому.

С: Далее, функции блока 12 хранения кадров и фильтра 14, показанных на фиг. 1, и подлежащее отображению изображение будут объясняться со ссылкой на фиг.5.

(1) Блок 12 хранения кадров запоминает данные изображения для 1 кадра, которые были дискретизированы с частотой дискретизации Fs и поданы на входную клемму 10.

После этого, при считывании данных изображения из памяти 12 кадров, независимо от того, корректируются ли данные изображения или удерживаются, определяются в соответствии с разрешающим сигналом, который считывается из контроллера 20 нелинейного увеличения, и считанные данные изображения вводятся в фильтр 14. Другими словами, когда разрешающий сигнал, поступающий из контроллера 20 нелинейного увеличения, представляет собой сигнал Н-уровня, данные изображения, соответствующие 1 новому элементу картинки для каждого 1 синхросигнала для воспроизведения изображений на растровом дисплее, считываются для введения в фильтр 14, тогда как, если разрешающий сигнал, полученный из контроллера 20 нелинейного увеличения, представляет собой сигнал L-уровня, данные изображения, которые были считаны непосредственно перед разрешающим сигналом, удерживаются от введения в фильтр 14.

(2) Из ОЗУ 28 коэффициентов блока 18 хранения коэффициентов считывается соответствующий коэффициент фильтра в соответствии с адресом AD3 выбора коэффициента, полученным из контроллера 20 нелинейного увеличения, и вводится в умножители А0-Ар, включенные в фильтр 14.

Далее, разрешающий сигнал, полученный из контроллера 20 нелинейного увеличения, вводится, в качестве сигнала для управления выбором времени (например, совпадение выбора времени), на клеммы схем D1-Dp задержки, включенных в фильтр 14.

(3) Следовательно, фильтр 14 фильтрует данные изображения, считанные из блока 12 хранения кадров, в соответствии с коэффициентом фильтра, считанным из ОЗУ 28 коэффициентов блока 18 хранения коэффициентов, и выдает данные изображения с нелинейным увеличением на выходную клемму 16.

Например, когда адрес AD3 выбора коэффициента, полученный из контроллера 20 нелинейного увеличения, соответствует области 0 (параметр увеличения m0) (03h, 97h, Abh, 3Fh,...), соответствующий коэффициент фильтра для каждого адреса вводится в множество умножителей А0-Ар, подлежит умножению на соответствующие данные изображения и прибавляется сумматором для вывода на выходную клемму 16.

Точно так же, когда адрес AD3 выбора коэффициента, полученный из контроллера 20 нелинейного увеличения, соответствует области 1 (параметр увеличения m1), соответствующий коэффициент фильтра для каждого адреса вводится в множество умножителей А0-Ар, подлежит умножению на соответствующие данные изображения и прибавляется сумматором для вывода на выходную клемму 16.

То же справедливо, когда адрес AD3 выбора коэффициента, полученный из контроллера 20 нелинейного увеличения, соответствует областям 2-7 (параметры увеличения m1-m7) или областям 8-15 (параметры увеличения m7-m0).

(4) Когда данные изображения, выведенные на выходную клемму 16, обеспечиваются для панели отображения типа ПИП, такая панель показывает изображение подобно панорамной фотографии.

Другими словами, изображение, подобное полномасштабной панорамной фотографии, можно отображать на экране широкоформатного отображения, как показано на фиг.4, где экран широкоформатного отображения, имеющий формат изображения 16:9, разделен на 16 равных областей с шириной области w; параметры увеличения для центральных областей 7 и 8 экрана отображения устанавливаются равными, но на самое большое значение (m7=237), в то время как увеличение устанавливается на самое маленькое значение (увеличение: 256/237≅1,08); параметры увеличения для остальных областей распределяются симметрично относительно центральных областей и так, чтобы постепенно уменьшаться к крайней левой и крайней правой областям экрана отображения; значения параметров увеличения для крайней левой и крайней правой областей устанавливаются равными, но на самые маленькие значения (m0=148), в то время как увеличение устанавливается на самое большое значение (увеличение = 256/148≅1,73).

Вышеупомянутый вариант осуществления при разработке для отображения изображения, подобного панорамной фотографии, отличается тем, что экран отображения разделен на 16 равных областей с шириной области w, посредством чего параметры увеличения m не только распределяются симметрично относительно центральных областей экрана отображения, но также распределяются с постепенным уменьшением по направлению к крайней левой и крайней правой областям, при этом не только уменьшая объем памяти, требуемой для хранения коэффициентов, но также и упрощая структуру селектора контроллера нелинейного увеличения, но настоящее изобретение не обязательно ограничено таким вариантом осуществления и применимо к случаю, где экран отображения разделен на n областей с шириной области w; параметры увеличения для разделенной области устанавливаются на любые значения для реализации изображения, имеющего различные эффекты.

Например, как показано на фиг.6, настоящее изобретение применимо к случаю, где экран отображения разделен на 16 равных областей так, что параметры увеличения распределены не только симметрично относительно центральных областей, но также с постепенным уменьшением по направлению к крайней левой и крайней правой областям. Другими словами, на экране может быть отображено полномасштабное изображение, подобное изображению, получаемому через линзу "рыбий глаз", где параметры увеличения m для центральных областей 7 и 8 экрана отображения устанавливаются равными, но на самое маленькое значение, то есть m7= 152, в то время как увеличение устанавливается на самое большое значение, то есть увеличение = 256/m7≅1,68; параметры увеличения m распределяются симметрично относительно центральных областей и постепенно уменьшаются по направлению к крайней левой и крайней правой областям таким образом, что параметры увеличения m для крайней левой области 0 и крайней правой области 15 устанавливаются равными, но на самые большие значения, то есть m0= 235, в то время как увеличение устанавливается на самое маленькое значение, то есть увеличение = 256/m0≅1,09.

В вышеприведенном варианте осуществления, для упрощения структуры, генератор сигналов выбора области сделан содержащим счетчик точек растра, схему обнаружения сферы распределения, реверсивный счетчик, реверсивный контроллер и контроллер ширины области, но настоящее изобретение не ограничено этой структурой и применимо там, где имеется любой доступный генератор сигналов выбора области, способный генерировать сигнал выбора области, разработанный для последовательного выбора n областей, каждая из которых имеет ширину области w.

В вышеприведенном варианте осуществления, для упрощения структуры, контроллер нелинейного увеличения сделан содержащим генератор сигналов выбора области, первый селектор, n-разрядный сумматор, арифметико-логическое устройство смещения адреса, второй селектор, первую схему задержки, логическую суммирующую схему и вторую схему задержки, но настоящее изобретение не ограничено этой структурой и применимо там, где имеется любой доступный контроллер нелинейного увеличения, не только способный выдавать разрешающий сигнал для считывания соответствующих данных изображения из блока хранения изображения в соответствии с увеличением, установленным для n областей, каждая из которых имеет ширину области w, обеспеченных путем деления экрана отображения на n равных областей, но также способный выдавать адрес выбора коэффициента для считывания соответствующего коэффициента фильтра из блока хранения коэффициентов.

В вышеприведенном варианте осуществления, в целях простого изменения увеличения для каждой из областей, полученных путем деления экрана отображения на n равных областей с шириной области w, блок хранения коэффициентов сделан содержащим ПЗУ коэффициентов, контроллер блока хранения, селектор и ОЗУ коэффициентов, но настоящее изобретение не ограничено этой структурой, а применимо там, где блок хранения коэффициентов способен хранить заранее определенные коэффициенты фильтра, соответствующие множеству увеличений.

Промышленная применимость
Как описано выше, соответствующее настоящему изобретению устройство увеличения изображения можно использовать для растягивания картинки нормального размера, имеющей формат изображения 4:3, до картинки, имеющей формат изображения 16:9, с целью показа на экране отображения широкоформатных картинок. В таком случае, поскольку можно растягивать в горизонтальном направлении каждую из областей, обеспеченных путем деления подлежащего отображению изображения на n равных областей, с любым желательном увеличением, для изображения можно создавать ряд эффектов. Например, можно не только постепенно увеличивать увеличение разделенного на n равных частей изображения по направлению к обоим крайним областям, с целью получения панорамного изображения, но также можно постепенно уменьшать увеличение разделенного на равные части изображения по направлению к обоим крайним областям, чтобы добиться вида, получаемого через линзу "рыбий глаз".

Изобретение относится к устройству обработки входных дискретизированных данных изображения для увеличения картинки в горизонтальном направлении. Техническим результатом является обеспечение возможности увеличения различных областей разделенного на n частей изображения с различными степенями увеличения в горизонтальном направлении для получения различных изобразительных эффектов. Технический результат достигается тем, что предлагаемое устройство содержит блок хранения кадров 12 входных данных изображения, блок 18 хранения коэффициентов фильтра, соответствующих множеству степеней увеличения, контроллер 20 нелинейного увеличения для выдачи разрешающего сигнала считывания соответствующих данных изображения из блока 12 и адреса AD3 выбора коэффициента для считывания соответствующего коэффициента из блока 18 на основании предварительно определенной ширины области w для деления экрана отображения на n частей и предварительно определенного увеличения для n областей и фильтр 14 для фильтрования данных изображения из блока 12 на основании коэффициентов фильтра из блока 18 с целью выдачи данных нелинейно увеличенного в горизонтальном направлении изображения. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство увеличения изображения, предназначенное для обработки данных изображения для растягивания в горизонтальном направлении отображения изображения путем их дискретизирования для растянутого в горизонтальном направлении отображения изображения, содержащее блок хранения изображения для хранения введенных данных изображения, блок хранения коэффициентов для предварительно определенных коэффициентов фильтра, соответствующих множеству увеличений, контроллер нелинейного увеличения не только для выдачи разрешающего сигнала для считывания соответствующих данных изображения из блока хранения изображения в соответствии с любым данным увеличением, установленным для n областей и ширины области w, обеспеченным путем деления подлежащего отображению изображения на n (n=2 или любому большему целому числу) равных областей, но также для выдачи адреса выбора коэффициента фильтра для считывания соответствующего коэффициента фильтра из упомянутого блока хранения коэффициентов, и фильтр для фильтрования данных изображения, считанных из блока хранения изображения в соответствии с коэффициентом фильтра, считанным из упомянутого блока хранения коэффициентов, а также для выдачи данных изображения, обработанных для растягивания отображения изображения в соответствии с любым увеличением, установленным для каждой из n областей, образованных в горизонтальном направлении, при этом контроллер нелинейного увеличения содержит генератор сигналов выбора области для генерирования сигнала выбора области с целью последовательного выбора n (n=2 или любому большему целому числу) областей в соответствии с установленной шириной области w, первый селектор для выбора, с целью вывода, параметра увеличения m (m - положительное число 2n, или меньше; 2n представляет вторую степень 2; увеличение эквивалентно 2n/m), установленного для соответствующей области в соответствии с сигналом выбора области, вырабатываемым генератором сигналов выбора области, n-разрядный сумматор для приема, в качестве одного из входных сигналов, параметра увеличения m, выбранного первым селектором, арифметико-логическое устройство смещения адреса для вычисления значений начальной точки адреса выбора коэффициента фильтра в соответствии с входным сигналом параметра увеличения m, установленным для начальной области выбора из n областей, второй селектор для выбора для вывода расчетного значения арифметико-логического устройства смещения адреса и суммированных данных сумматора, первый элемент задержки для осуществления задержки выходного значения второго селектора на 1 период дискретизации для выдачи не только в качестве адреса выбора коэффициента, но также в качестве другого входного сигнала на сумматор, логическую суммирующую схему для выдачи сигнала логической суммы сигнала переноса сумматора и сигнала инициализации, и второй элемент задержки для осуществления задержки выходного сигнала логической суммирующей схемы на 1 период дискретизации для выдачи в качестве разрешающего сигнала в блок хранения изображения.2. Устройство увеличения изображения по п.1, отличающееся тем, что блок хранения коэффициентов содержит постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) коэффициентов для хранения предварительно определенных коэффициентов фильтра, соответствующих множеству увеличений, контроллер блока хранения не только для считывания коэффициента фильтра из ПЗУ коэффициентов в соответствии с сигналом начала переноса, но также для выдачи адреса записи коэффициента и сигнала выбора считывания/записи С/З, селектор для выбора либо одного из адреса выбора коэффициента, полученного из контроллера нелинейного увеличения, либо адреса записи коэффициента, полученного из контроллера блока хранения, в соответствии с сигналом выбора С/З, полученным из контроллера блока хранения, и оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) коэффициентов не только для хранения коэффициента фильтра, считанного из ПЗУ коэффициентов в соответствии с адресом записи коэффициента, полученным из селектора, когда сигнал выбора С/З, полученный из контроллера блока хранения, представляет собой сигнал выбора З, но также для считывания коэффициента фильтра в соответствии с сигналом выбора коэффициента, полученным из селектора, когда сигнал выбора С/З представляет собой сигнал выбора С.3. Устройство увеличения изображения по п.1 или 2, отличающееся тем, что генератор сигналов выбора области содержит счетчик точек растра с целью подсчета синхросигнала для воспроизведения изображений на растровом дисплее, причем счетчик точек растра обеспечен загрузочной клеммой L1 для загрузки начального сигнала в качестве подсчитанного значения 1, схему обнаружения совпадений не только для сравнения подсчитанного значения счетчика точек растра с установленной шириной области w или удвоенным значением установленной ширины области w, с целью обнаружения, что они совпадают друг с другом, но также и для выдачи сигнала обнаружения, в качестве подсчитанного значения 1, на загрузочную клемму L1 счетчика точек растра, реверсивный счетчик, который может быть возвращен в исходное состояние сигналом инициализации не только для подсчета синхросигнала для воспроизведения изображений на растровом дисплее в соответствии с разрешающим сигналом, который является сигналом обнаружения схемы совпадений, но также для выдачи подсчитанного значения в качестве сигнала выбора области, реверсивный контроллер не только для управления реверсивным счетчиком с целью перехода в режим повышения счета путем выдачи сигнала Н-уровня, когда подсчитанное значение реверсивного счетчика становится равным 0, но также для управления реверсивным счетчиком с целью перехода в режим понижения счета в соответствии с сигналом обнаружения схемы обнаружения совпадений после того, как подсчитанное значение К реверсивного счетчика изменится на значение, соответствующее центральным областям изображения, подлежащего отображению, и контроллер ширины области не только для выдачи установленной ширины области w, в качестве сравнительного значения, в схему обнаружения совпадений в исходном состоянии, но также для выдачи удвоенного значения установленной ширины области w, в качестве сравнительного значения, в схему обнаружения совпадений, когда подсчитанное значение К реверсивного счетчика изменяется на значение, соответствующее центральным областям подлежащего отображению изображения.4. Устройство увеличения изображения по п.1 или 2, или 3, отличающееся тем, что параметры увеличения m, установленные для n областей, распределены симметрично относительно центральных областей изображения, подлежащего отображению.5. Устройство увеличения изображения по п.4, отличающееся тем, что параметры увеличения m, установленные для n областей, устанавливаются так, чтобы постепенно уменьшаться по направлению к крайней левой и крайней правой областям от центральных областей.6. Устройство увеличения изображения по п.4, отличающееся тем, что параметры увеличения m, установленные для п областей, устанавливаются так, чтобы постепенно увеличиваться по направлению к крайней левой и крайней правой областям от центральных областей.