CN100388311C

CN100388311C - 扩充图像数据以创建用于显示的放大图像的方法和装置

Info

Publication number: CN100388311C
Application number: CNB2005100994376A
Authority: CN
Inventors: A·索罗施
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-08-26
Filing date: 2005-08-26
Publication date: 2008-05-14
Anticipated expiration: 2025-08-26
Also published as: JP2006065869A; US7355610B2; CN1741067A; US20060050093A1

Abstract

本发明针对扩充数字图像数据以创建要显示的放大图像的方法、装置、机器可读媒体和计算机系统。以把原始图像中选定像素保持在每个放大图像中特定位置而与所用比例因子无关的方式放大图像。方法中提供多个比例因子和多组像素复制顺序。选定比例因子。提供像素复制顺序包括：选择原始图像第一像素，选择缩放偏移参数，把选定比例因子与选定缩放偏移相加而产生第一和，比较第一和与最大和。为预期比例因子选定像素复制顺序。将原始图像中所选第一像素映射到放大图像中第一像素位置。若第一和小于最大和，也将所选第一像素映射到放大图像中第二像素位置。若第一和大于最大和，从原始图像中选择第二像素并映射到第二像素位置。

Description

扩充图像数据以创建用于显示的放大图像的方法和装置

技术领域

本发明涉及数字图像处理领域。具体来说，本发明针对扩充数字图像数据以创建用于显示的放大图像，图像被放大不同的程度并采用如下方式放大：把原始图像中的选定像素、例如中心像素保持在每个放大图像中的特定位置，而不管使用的比例因子如何。

背景技术

数字图像已变得普遍。在计算机系统和诸如CRT和LCD之类的电视机中使用的显示屏上显示它们。利用象激光和喷墨打印机之类的装置把它们打印为媒体上的硬拷贝。

数字装置能用于放大或缩小数字图像中的对象。照相机、数字电视、蜂窝电话、个人数字助理、计算机或其它数字装置通过从原始图像的选定部分创建新图像来放大原始图像的选定部分。数字图像由像素阵列组成，放大图像由原始图像的选定部分中的像素组成。像素是可采用特定颜色和亮度照明的显示屏中小的离散元素。术语像素也用于指定义显示装置中物理像素的颜色和亮度的数据。原始图像的选定部分中的每个像素出现一次。然而，在放大图像中，原始图像的选定部分中的每个像素出现至少一次并且可能出现不止一次。

实际上，观看者使用不同的比例因子反复缩放图像是常见的。比例因子指示放大程度。比例因子2x使图像尺寸加倍。比例因子1.5x把图像放大50％，等等。观看者可能按2x放大图像的选定部分，但看到该部分太大。然后，观看者可能按1.5x放大该部分，但看到该部分不是足够大。采用反复试验方式，观看者可反复缩放选定部分以寻找观察的最佳分辨率。

当反复放大图像的选定部分时，期望选定部分的中心保持在每个放大图像的中心。如果没有这样保持中心像素，则在连续放大图像中的对象可能看起来是抖动的。抖动对象是看起来少量地上、下或横向不规则移动的对象。图像抖动打扰观看者并分散其注意力。

如果在选定部分的中心的像素都具有相同的颜色和亮度，则图像抖动不是问题。在原始图像的选定部分中存在颜色或亮度转变的情况下，抖动是可察觉的。例如，考虑相同颜色和亮度的图像的一部分，例如一小块晴朗的蓝天。当反复放大这样的部分时，图像抖动是不太可能的。另一方面，考虑中间有黑线的图像部分，例如白色背景上的边框。该线可定义一部分文本、对话框上的边框或对象的边缘。该线可以仅为一个像素宽。反复放大该部分可导致图像抖动。没有方法提前知道选定部分的像素组成。但是，它是具有转变的部分，例如第二实例中的那些，通常引起观看者的关注。

当反复放大原始图像时，原始图像的中心像素可能或不可能保持在放大图像的中心。原始图像的中心像素是否保持在放大图像的中心取决于比例因子。对于一些比例因子，放大图像中的中心像素将与原始图像中的中心像素相同。但是对于另一些比例因子，原始图像的中心像素将在放大图像中移位。也没有方法提前知道观看者将选择的比例因子。

因此，需要扩充数字图像数据以创建用于显示的放大图像的方法和装置，图像被放大不同的程度并且采用如下方式来放大，即，把原始图像中的选定像素、例如中心像素保持在每一个放大图像中的特定位置，而不管使用的比例因子如何。

发明内容

本发明的一个优选实施例针对扩充图像数据用于显示的方法，其中从原始图像创建放大图像。根据该方法，提供多个比例因子。每个比例因子定义缩放原始图像的特定程度。也提供多组像素复制顺序。为每个比例因子提供一组像素复制顺序，并且每组包括至少两个像素复制顺序。从多个提供的比例因子中选择比例因子。从用于选定的比例因子的像素复制顺序组中选择像素复制顺序。最好选择像素复制顺序，使得原始图像中的像素中选定的一个被映射到放大图像中的特定位置。

根据该方法，提供多组像素复制顺序。提供顺序包括：选择原始图像的第一像素，选择缩放偏移参数，把选定的比例因子与选定的缩放偏移相加，产生第一和，并把第一和与最大和相比较。

将原始图像的选定的第一像素映射到放大图像中的第一像素位置。加法的结果被用于确定要映射到放大图像中第二位置的像素。如果第一和小于最大和，将选定的第一像素映射到第二像素位置。如果第一和大于最大和，从原始图像中选择第二像素并映射到第二像素位置。

本发明也针对机器可读媒体。媒体包含机器可执行的指令程序。当执行时，机器执行依照本发明原理的方法。

另外，本发明的一个优选实施例针对扩充图像数据用于显示的装置，其中从原始图像创建放大图像。装置包括缩放电路。缩放电路产生像素复制顺序组。最好是，缩放电路适合产生用于多个比例因子中每一个的一组顺序。每组顺序最好包括至少两个像素复制顺序。装置也包括用于将像素映射到放大图像的映射电路。映射电路根据选定的像素复制顺序来映射像素。用于每个比例因子的像素复制顺序将原始图像中的像素中选定的一个映射到放大图像中的特定位置。最好是，像素复制顺序中至少一个将原始图像中的选定像素映射到多个放大图像中的每一个中的特定位置，使得选定像素保持在特定位置，而不管使用的比例因子如何。一个优选实施例中的装置也包括用于存储原始图像的存储器。映射电路将存储器中的像素映射到放大图像。

本发明也针对一种计算机系统，它包括扩充图像数据用于显示的装置。

附图说明

图1是数字图像的表示。

图2说明图1的图像的一部分和放大图像。

图3说明原始图像和两个放大图像。

图4、5、6各说明三个放大图像。

图7说明根据本发明的具有放大电路和存储器的计算机系统。

图8说明存储在图7的存储器中的图像。

图9说明图7的放大电路。

图10说明根据本发明包括提供像素复制顺序的步骤的方法。

图11说明根据本发明的原始图像和三个像素复制顺序。

图12说明在提供像素复制顺序的方法中的步骤。

具体实施方式

本发明针对扩充数字图像数据以创建用于显示的放大图像的方法和装置，图像被放大不同的程度并采用如下方式来放大，即，把原始图像中的选定像素、例如中心像素保持在每个放大图像中的特定位置，而不管使用的比例因子如何。本说明书描述本发明的当前优选实施例，在附图中说明了它的实例。只要可能，在图和说明书中使用相同的标号以指示相同或类似的部分、块和步骤。

图1是数字图像20的表示。图1表示这些图像由像素阵列构成。通过图像上部和侧面的数字给出图像20的像素位置的列和行坐标。图像20具有64个像素：P₀到P₆₃。例如，像素P₃₅被映射到列3和行4所定义的像素位置。

图2说明通过将图像数据加倍来创建放大图像。选择原始图像20中像素的预期部分A。选定用于放大的像素由标号22指示并被复制在放大图像26中。例如，像素P₃₅被复制四次，水平两次和垂直两次。参考箭头24表示选定像素22的中心。参考箭头28表示放大图像26的中心。原始图像20中的中心像素P₂₇、P₂₈、P₃₅、P₃₆的位置保持在放大图像26中的相同相对位置。

在图2的实例中，同时在水平和垂直维度上复制像素。表示在一维中复制的像素的实例也说明另一维。为简化本说明书中提供的说明，通常提供仅一维的实例。但是应当理解，这些实例是要说明水平和垂直维度。

图3-6假定由一行64个像素(P₀到P₆₃)所组成的一维原始图像30。图3-6假定此原始图像30或放大部分显示在具有64个像素位置(列0-63，行0)的一维显示装置上。在图3-6中，仅示出显示装置的中心部分，具体地说，仅有像素位置29-34。虽然在本说明书中假定原始和放大图像显示在显示装置上，但是这种假定仅为了方便说明。在说明中，提到显示装置中的像素位置也用于指原始或放大图像中的像素位置。

图3-5说明当使用不同的比例因子反复缩放原始图像时，观看者可能获得的结果。

图3表示原始图像的中心部分和在不同比例因子下放大的两个图像。在原始图像30中，每个像素位于显示器中各自相同编号的像素位置。例如，中心像素P₃₁和P₃₂位于中心位置31和32。在放大图像32中，使用比例因子1.5x放大原始图像，并且原始图像30中的中心像素P₃₁和P₃₂保持在显示器中的位置31和32。在图像34中，按2.0x放大原始图像。同样，原始图像30中的中心像素P₃₁和P₃₂保持在位置31和32。中心像素P₃₁和P₃₂之间的边界在图3-6中用垂直短划线来突出表示。

正如所提到的，原始图像的中心像素是否保持在放大图像的中心取决于比例因子。对于某些比例因子，例如在图3中所示的那些，放大图像中的中心像素将与原始图像中的中心像素相同。

图3-6示出用于每个图像的相关“AD.OFFSET”。如果原始行是64像素宽并且整行按1.5x放大，则放大图像有96个像素。因为显示装置仅为64像素宽，所以仅能显示原始行的一部分。对于比例因子1.5x，需要选择42.66个像素用于放大。但是像素是离散的，所以需要选择42或43个像素。例如，在图像32中选择43个像素用于放大，即使图中仅示出了这些像素中的4个。

地址偏移(或AD OFFSET)指明要包括在放大图像中的原始图像中第一像素的存储位置。参照图3-6，假定原始图像存储在与假定的显示装置类似的存储器中，即，具有64个像素位置(列0-63，行0)的一维存储器。原始图像30的地址偏移为0，指明在存储器中第一像素位置中存储所显示的第一像素。在这个实例中，存储在存储器中第一像素位置中的像素也是图像中的第一像素。作为另一实例，放大图像32的地址偏移是11，指明像素P₁₁是在图像32中出现的第一像素。

图4和5说明要解决的问题。

图4表示放大图像的另一顺序。在图4中，观看者按1.5x、1.7x、然后2.0x放大了原始图像。在放大图像32和34中，如关于图3所提及的，中心像素保持在中心位置。但是在放大图像36a中，其中使用了比例因子1.7x，中心像素移到右边。像素P₃₁和P₃₂出现在像素位置32和33。

图像36a的地址偏移是13，指明P₁₃是在图像中出现的第一像素。可能认为如果要放大的部分是精选的，中心像素可能保持在中心位置。换句话说，因为地址偏移部分地定义要放大的原始图像的部分，可能认为有可能通过仔细选择地址偏移而将中心像素保持在中心位置。然而，如图5所示，这是不可能的。

图5表示图4所示的放大图像的相同顺序，除了图像36b替代了图像36a之外。图像36a和图像36b都按1.7x放大原始图像。图像在地址偏移的选择上是不同的。在图像36a中，地址偏移是13；在图像36b中，地址偏移是14。在图像36a，中心像素移到右边。在图像36b，中心像素移到左边。图5说明即使试图仔细选择地址偏移，也不可能将中心像素保持在中心位置。

总之，图4和5表示当使用不同的比例因子重复放大图像时遇到的问题的一个实例：图像抖动可能产生。而且，不能简单地通过调整要放大的原始图像部分来消除图像抖动。不能将中心像素置于中心位置是一个严重问题。本发明解决了这一问题并消除了图像抖动。

图6说明根据本发明原理的图像抖动问题的解决方案。图6表示图4和5中示出的放大图像的相同顺序。与图像36a和36b一样，按1.7x放大图6中的图像36c。与图像36a和36b不同的是，中心像素在图像36c中保持在中心位置。通过采用新颖且创新的缩放偏移参数实现这一点。在实例中，地址偏移14连同缩放偏移50被用于创建放大图像36c。

可在方法或装置中采用创新的缩放偏移。首先描述它在装置中的应用。

图7说明结合本发明原理的计算机系统38。计算机系统38可以是照相机、数字电视、蜂窝电话、个人数字助理或其它数字装置。计算机系统38包括CPU 40、显示装置42、图像捕捉装置44和图形控制器46，尽管可以并通常也包括其它组件。

图7中示出了与本发明的优选实施例有关的图形控制器46的部分。同样，图形控制器46中可以并通常包括其它组件。图形控制器46最好包括用于存储原始图像的嵌入存储器48、用于缓冲图像数据的缓冲器50、用于扩充图像数据的垂直和水平放大电路52a、52b。图形控制器46也包括用于存储下述参数的寄存器56。

通常，CPU 40将比例因子、尺寸参数和缩放偏移写入寄存器56。在一个优选实施例中，CPU 40或图像捕捉装置44将原始图像存储在存储器48中。然而，可替换任何能够传送图像数据的装置。存储器通常但不一定具有比存储原始图像所需的空间更大的容量。通常以光栅顺序存储原始图像(尽管这不是必需的)。光栅次序是显示装置在显示屏上刷新像素的次序。光栅次序从一侧到另一侧从上到下进行。在将原始图像存储在存储器48以后，它被传送到缓冲器50并从缓冲器50到显示装置。

图形控制器46包括用于产生存储地址的电路49a和用于指明缓冲地址的电路49b。地址产生电路49a用于指明要从存储器48传送到缓冲器50的像素的地址。地址产生电路49b用于指明要从缓冲器50传送到显示装置42的像素的地址。在本说明书中稍后描述了电路49a和49b的操作。

存储器48可按存储器时钟频率MCLK把图像数据写入其中或从中读出。缓冲器50能够按MCLK频率把数据写入其中。另外，缓冲器50也能够按像素时钟频率PCLK把数据从中读出。

在图形控制器46的操作中，按MCLK频率将图像数据写入存储器48。图像数据也按MCLK频率从存储器48读出并写入缓冲器50。按PCLK频率将图像数据从缓冲器50传送到显示装置42。

通常，MCLK是比PCLK更高的频率。双频数据传送能力允许缓冲器快速充满图像数据并以相对较慢的速率清空。虽然正清空缓冲器，但是其它装置可访问存储器。但是当缓冲器开始接近空时，按MCLK速率将它快速重新填满。通过使用缓冲器50将数据传送到显示装置42，显示装置从不缺乏图像数据。

寄存器56存储比例因子和新颖的缩放偏移。可存储不同的比例因子和缩放偏移用于水平和垂直缩放。另外，寄存器56存储原始图像中第一光栅次序像素的地址(“起始地址”)、地址偏移(用于指明要放大的原始图像部分中第一光栅次序像素)、放大图像的尺寸。可参照图8说明这些位置和尺寸参数。

图8表示原始图像59和选定用于放大的原始图像部分60。原始图像59和部分60存储在存储器48中。以光栅次序存储原始图像59。如图8所示，起始地址是在原始图像59的第一行上最左边像素的地址。如图所示，部分60在该部分的顶部和底部具有右角和左角像素：P_TL、P_TR、P_BL、P_BR。部分60中的第一像素是像素P_TL。第一像素P_TL的存储位置由起始地址加上地址偏移给出。地址偏移指明起始地址和第一像素P_TL之间的距离。部分60的水平尺寸是第一像素P_TL和右上角像素P_TR之间的距离，由列数指明。部分60的垂直尺寸是第一像素P_TL和左下角像素P_BL之间的距离，由行数指明。

在将原始图像存储在存储器48之后，通过指明它的存储地址可取出任何像素。正如所提到的，地址产生电路49a用于指明要从存储器48传送到缓冲器50的像素的地址。当填充缓冲器50时，地址产生电路49a在每个MCLK周期中将一个地址发送到存储器48。通常，地址产生电路49a以光栅次序发送地址。

本说明书中的光栅次序也可以指图像(或图像的一部分)中像素的次序，次序从一侧到另一侧从上到下进行。因此，当地址产生电路49a发送图像59的选定部分60的地址时，它以光栅次序发送关于选定部分60的这些地址。

为说明地址产生电路49a的操作，考虑将整个原始图像从存储器48不放大地传送到缓冲器50。地址产生电路49a正好一次将各像素的地址发送到存储器48，以光栅顺序发送这些地址。

当放大图像时，垂直放大电路52a修改地址产生电路49a的操作。通常，在地址产生电路49a达到一行结束时，开始发送用于新行的地址。当要放大图像时，垂直放大电路52a通过向地址产生电路49a发送控制是否发送用于新行的地址的行增加信号，修改地址产生电路49a的操作。

当垂直扩大图像时，某些行在放大图像中出现不止一次。垂直放大电路52a像地址产生电路49a一样，发送用于行中最后像素的存储地址，声明或不声明行增加信号。

如果一行像素要在放大图像中出现一次，垂直放大电路52a声明行增加信号，导致地址产生电路49a以正常光栅顺序进行，发送用于新行的地址。

另一方面，如果该行像素要在放大图像中出现不止一次，则垂直放大电路52a不声明行增加信号，修改地址产生电路49a发送地址的顺序。不是在行中的最后(最右端)像素之后用下一更低行中的第一像素，地址产生电路49a发送同一行中第一像素的地址。通过不声明行增加信号，垂直放大电路52a导致地址产生电路49a重复发送同一行的存储地址。

在操作中，垂直放大电路52a从寄存器56读取比例因子和缩放偏移，地址产生电路54a从寄存器56读取起始地址、地址偏移和部分60的尺寸。地址产生电路49a使用它读取的起始地址、地址偏移确定它将产生的第一存储地址。地址产生电路49a计算它产生的地址数目并使用部分60的尺寸来确定何时它发送了行中的最后地址和部分中的最后一行。当地址产生电路49a确定它已发送了图像部分60中的最后一行时，它向垂直放大电路52a发送新帧信号。

地址产生电路49b用于指明要从缓冲器50传送到显示装置42的像素的地址。下面描述电路49b和水平放大电路52b的操作。

在将一行像素存储在缓冲器50中之后，通过指明像素的缓冲地址，可将像素传送到显示装置42。当正把像素写到显示装置42时，地址产生电路49b在每个PCLK周期期间向缓冲器50发送一个地址。通常，地址产生电路49b从行中最左向最右像素依次向缓冲器50发送地址。

为说明地址产生电路49b的操作，考虑将一行像素从缓冲器50不放大地传送到显示装置42。地址产生电路49b正好一次将各像素的地址发送到缓冲器50，以从左到右的顺序发送这些地址。

当放大图像时，水平放大电路52b修改地址产生电路49b的操作。通常，地址产生电路49b在发送一个像素的地址之后，增加它的地址输出，使得它发送的下一个地址是行中下一像素的地址。当要放大图像时，水平放大电路52b通过向地址产生电路49b发送列增加信号(控制地址产生电路49b是否增加它发送给缓冲器50的地址)，修改地址产生电路49b的操作。

当水平扩大图像时，行中至少一部分像素在放大图像中出现不止一次。在地址产生电路49b发送行中每个像素的缓冲地址之后，水平放大电路52b声明或不声明列增加信号。

如果特定像素要在放大行中只出现一次，则水平放大电路52b声明行增加信号，导致地址产生电路49b以正常方式增加，并在下一个PCLK发送下一像素的地址。

另一方面，如果像素要在放大图像中出现不止一次，则水平放大电路52b不声明列增加信号，修改地址产生电路49b发送地址的顺序。不是增加并发送行中下一个像素的地址，地址产生电路49b不增加缓冲地址，再次发送同一行中同一像素的地址。通过不声明列增加信号，水平放大电路52b导致地址产生电路49b重复发送同一像素的存储地址。

在操作中，水平放大电路52b从寄存器56读取比例因子和缩放偏移，地址产生电路54b从寄存器56读取部分60的尺寸。地址产生电路49b计算它产生的地址数目，并使用部分60的尺寸以确定何时它发送了行中最后像素的地址。当地址产生电路49b确定它已发送了行中的最后像素并且要触发下一行的地址计算时，它向水平放大电路52b发送新行信号。

图9说明放大电路52a、52b的一个优选实施例。垂直放大电路52a和水平放大电路52b被类似地构造并一起作为放大电路52来说明，但是注意二者显著的不同。放大电路52采用9位数字加法器电路61用于加8位二进制数。加法器电路对三个输入求和，并输出8位和以及输出位。第一输入是存储在寄存器56中的比例因子。第二输入是整数一。第三输入是多路复用器62的输出。放大电路52也包括耦合到加法器61的8位和输出的输出和寄存器64。

放大电路52的输入包括存储在寄存器56中的比例因子和缩放偏移以及来自各个地址产生电路的新行/帧信号。放大电路52的输出包括耦合到各自地址产生器49a、49b的行/列增加信号。

在操作中，放大电路52重复计算表达式：比例因子+1+先前的和。每次加法后，加法器61产生和以及输出位。对于16进制和大于FFh(十进制的255)，输出位为1；否则输出位为0。如果加法得出输出位为1，声明增加信号。对于垂直放大电路52a，增加信号是行增加信号，导致地址产生器49a产生图像部分中下一行的存储地址。对于水平放大电路52b，增加信号是列增加信号，导致地址产生器49b产生行中下一像素的缓冲地址。如果没有得到进位，不声明增加信号并且不增加地址产生器49a、49b。

在下面实例中提供了缩放放大电路52和地址产生器49a、49b如何合作以扩充图像数据。该实例使用比例因子1.5x，把像素数目扩充50％，图像被水平扩大。

	结果	进位	输出
	结果	进位	输出	初始状态			P0
A9h+1＝	Aah	否	P0	初始状态			P0
A9h+1＝	Aah	否	P0	A9h+1+AAh＝	154h	是	P1
A9h+1+55h＝	FFh	否	P1	A9h+1+AAh＝	154h	是	P1
A9h+1+55h＝	FFh	否	P1	A9h+1+FFh＝	1A9h	是	P2
A9h+1+A8h＝	154h	是	P3	A9h+1+FFh＝	1A9h	是	P2
A9h+1+A8h＝	154h	是	P3	A9h+1+154h＝	FFh	否	P3
A9h+1+FFh＝	1A9	是	P4	A9h+1+154h＝	FFh	否	P3
A9h+1+FFh＝	1A9	是	P4	A9h+1+1A9h＝	154h	是	P5
A9h+1+154h＝	FFh	否	P5	A9h+1+1A9h＝	154h	是	P5
A9h+1+154h＝	FFh	否	P5	A9h+1+FFh＝	1A9h	是	P6

本实例假定原始图像的第一像素P₀是放大图像中的第一像素，因为最初寻址的地址是用于像素P₀。但是情况常常不是这样的。如参照图8在以上提到的，角像素P_TL通常是放大图像中寻址的第一像素。

本实例也假定新颖的缩放偏移为0。对于上例中第一次加法，对比例因子+1+0求和。对于第一次加法，放大电路52声明行/帧信号，导致多路复用器62选择自己的缩放偏移输入。在实例中，存储在寄存器56中的缩放偏移是0。在最初的加法之后，放大电路52取消声明新行/帧信号，导致多路复用器62选择自己的输出和寄存器64输入。

图3-6也是说明操作放大和地址产生电路的实例。可利用等于0的缩放偏移来创建放大图像32、34、36a和36b。在放大图像32和34中，利用缩放偏移0将中心像素置于中心位置。但在放大图像36a和36b中，利用缩放偏移0没有将中心像素置于中心位置。本发明的一个优点是，放大电路52当设有比例因子1.7x和缩放偏移50时，产生中心像素位于中心位置的放大图像36c。

放大电路52为在十六进制的1和FF之间的每个比例因子创建放大图像。对于每个比例因子，放大电路52选择在原始图像的选定部分中要发送到显示装置一次或多次的像素。这可以用另一种方式更一般地表达。根据本发明通过产生应用于存储器中存储的原始图像的采样模式来创建放大图像。而且，对于每个比例因子和缩放偏移，创建采样模式。根据本发明，最好为每个比例因子创建至少两个采样模式的组。

当将放大电路52产生的采样模式应用于存储在存储器中的像素数据时，发送到显示装置的像素的顺序在本说明书中称作像素复制顺序。概括地说，本发明允许从用于产生像素复制顺序的特定比例因子的至少两个这种模式的组中选择采样模式，在所述顺序中可将原始图像中的选定像素定位在放大图像中的预定位置。

已描述了装置的实施例，下面参照图10-12描述根据本发明的方法的优选实施例。

参照图10，在步骤66，提供了多个比例因子。例如，提供了比例因子：1.1x、1.2x、1.3x、1.4x、1.5x、1.6x、1.7x、1.8x和1.9x。

在步骤68，为每个比例因子提供一组像素复制顺序。例如，如图11所示，对于原始图像90和比例因子1.7x，提供了包含三个像素复制顺序92、94、96的组。最好是，每组包括至少两个像素复制顺序。

在步骤70，选择比例因子。例如，选择比例因子1.7x。

在步骤72，选择用于选定比例因子的像素复制顺序组中的像素复制顺序之一。例如，从图11所示的用于选定比例因子1.7x的像素复制顺序中选择像素复制顺序94。最好是，选择像素复制顺序，使得它将原始图像中的像素中选定的一个保持在显示器上特定位置。例如，可选择前一实例中描述的像素复制顺序36c，因为它将选定像素保持在特定位置。

参照图12，步骤74-86详细说明为每个比例因子提供一组像素复制顺序的步骤68。

在步骤74，选择原始图像中第一像素。

在步骤76，选择缩放偏移参数。例如，在像素复制顺序94和36c中，选定的缩放偏移参数为50。

在步骤78，对比例因子和缩放偏移参数求和，产生和。

在步骤80，将和与诸如255的最大和相比较。

步骤82使用步骤80的比较结果。在步骤82，确定要映射到放大图像的第二像素位置的原始图像中的像素。如果第一和小于或等于最大和，将步骤74中选定的第一像素映射到第二像素位置。另一方面，如果第一和大于最大和，原始图像中的第二像素被选定并被映射到第二像素位置。

在步骤84，将第一选定像素映射到放大图像中第一位置。

在步骤86，将步骤82中确定的要映射到第二位置的像素映射到放大图像中的那个位置。

本发明也针对诸如磁或光盘、硬盘驱动器、存储器芯片和其它类似存储装置的机器可读媒体。媒体包含可由诸如计算机系统的机器执行的指令程序。指令程序可以是软件、固件、硬件代码或其它类似程序。当机器执行程序时，它执行依照本发明原理的方法，例如上述优选方法。

利用具有嵌入存储器的图形控制器说明了本发明。可在任何数字装置中实施本发明的原理。而且，存储器不需要与放大电路位于同一集成电路上。

利用存储在存储器中的原始图像说明了本发明。在其它实施例中，可将本发明原理应用于未在存储器中存储的流式图像数据。例如，在扩充流式图像数据的一个实施例中，仅在一维(例如垂直地)扩充图像数据。

在优选实施例中，在缩放逻辑电路中使用9位加法器，并且缩放偏移最好采用0到比例因子之间的值。在备选实施例中，与9位加法器配合使用的缩放偏移可采用大于比例因子的值。而且，本发明不限于使用9位加法器的缩放逻辑。可使用更小或更大的加法器。

在优选实施例中，当计算表达式：比例因子+1+[先前的和或缩放偏移]时，整数1的包含允许使用8位比例因子。虽然是优选的，但是整数1的包含是可选的。

利用动态创建像素复制顺序的缩放电路说明了本发明。在备选实施例中，用于多个比例因子中每一个的像素复制顺序组可存储在存储器中。在这个实施例中可消除缩放电路。

利用显示装置说明了本发明。任何类似的或等效的装置任何用于呈现由像素组成的图像的装置，诸如LCD、CRT、OLED、等离子体显示器或任何类似的或等效的装置。而且，显示装置可能是打印机或用于呈现硬拷贝图像的任何其它类似的或等效的装置。

利用图像捕捉装置44说明了本发明。在特定实施例中，图像捕捉装置可能是电荷耦合器件和相关电路、数码相机、数字扫描仪或其它类似装置。

前面说明书中已使用的术语和表达是作为描述而非限制的术语来使用的，并不是要排除所示出和描述的特征的等效物或它们的一部分。本发明的范围仅由下面的权利要求来定义和限制。

Claims

1.一种用于扩充图像数据以供显示的方法，其中从原始图像创建放大图像，包括：

提供多个比例因子，每个比例因子用于定义缩放所述原始图像的特定程度；

提供多组像素复制顺序，为每个所述比例因子提供一组，每组包括至少两个像素复制顺序；

从所述多个比例因子中选择比例因子；以及

从用于所选比例因子的像素复制顺序组中选择像素复制顺序，其中选择所述像素复制顺序，使得所述原始图像中的像素中选定的一个被映射到所述放大图像中的特定位置。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，提供多组像素复制顺序的步骤包括：

选择所述原始图像的第一像素；

选择缩放偏移参数；

把所选比例因子与所选缩放偏移相加，产生第一和；以及

把所述第一和与最大和相比较。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括将所述原始图像的所选第一像素映射到所述放大图像中的第一像素位置。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括如果所述第一和小于所述最大和，将所选第一像素映射到所述放大图像中的第二像素位置。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：

把所述比例因子与所述第一和相加，产生第二和；

把所述第二和与所述最大和相比较；以及

如果所述第二和小于所述最大和，则把所选第一像素映射到所述放大图像中的第三像素位置。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：

把所述比例因子与所述第一和相加，产生第二和；

把所述第二和与所述最大和相比较；以及

如果所述第二和大于所述最大和，则选择所述原始图像的第二像素并将所选第二像素映射到所述放大图像中的第三像素位置。

7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括如果所述第一和大于所述最大和，则选择所述原始图像的第二像素并将所选第二像素映射到所述放大图像中的第二像素位置。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

把所述比例因子与所述第一和相加，产生第二和；

把所述第二和与所述最大和相比较；以及

如果所述第二和小于所述最大和，则将所选第二像素映射到所述放大图像中的第三像素位置。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

把所述比例因子与所述第一和相加，产生第二和；

把所述第二和与所述最大和相比较；以及

如果所述第二和大于所述最大和，则选择所述原始图像的第三像素并将选定第三像素映射到所述放大图像中的第三像素位置。

10.一种用于扩充图像数据以供显示的装置，包括：

用于为多个比例因子中每一个产生一组可选像素复制顺序的缩放电路；以及

用于将像素映射到放大图像的映射电路，其中所述映射电路根据所选像素复制顺序映射像素并且每个像素复制顺序将所述原始图像中的像素中选定的一个映射到所述放大图像中的特定位置。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括用于存储原始图像的存储器，其中所述映射电路将像素从所述存储器映射到所述放大图像。

12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述缩放电路适合于为每个比例因子产生至少两个像素复制顺序。

13.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述像素复制顺序中至少一个将所述原始图像中的所选像素映射到多个放大图像中每一个中的特定位置，使得所选像素保持在所述特定位置而不管使用的比例因子如何。

14.一种用于扩充图像数据以供显示的计算机系统，包括：

中央处理器；

存储器；

用于呈现图像的显示装置；

图像捕捉装置；以及

图形控制器，包括：

用于将像素映射到放大图像的映射电路，其中所述映射电路根据所选像素复制顺序映射像素，并且每个像素复制顺序将所述原始图像中的像素中选定的一个映射到所述放大图像中的特定位置。

15.如权利要求14所述的计算机系统，其特征在于，所述图形控制器还包括用于存储原始图像的嵌入存储器，其中所述映射电路将像素从所述存储器映射到所述放大图像。

16.如权利要求14所述的计算机系统，其特征在于，所述缩放电路适合于为每个比例因子产生至少两个像素复制顺序。

17.如权利要求14所述的计算机系统，其特征在于，所述像素复制顺序中至少一个将所述原始图像中的所选像素映射到多个放大图像中的每一个中的特定位置，使得所选像素保持在所述特定位置而不管使用的比例因子如何。

18.如权利要求14所述的计算机系统，其特征在于，所述显示装置是液晶显示器。

19.如权利要求14所述的计算机系统，其特征在于，所述显示装置是打印机。