CN101221657A - 一种图像缩放处理方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种图像缩放处理方法，包括：对源图像数据进行数据变换处理得到变换后的图像数据；根据所需要生成的N个缩放目标图像中的每一个缩放目标图像，分别对所述变换后的图像数据进行数据选择处理，得到每一缩放目标图像的有效图像数据，然后对每一有效图像数据进行数据生成处理得到N个缩放目标图像；N为大于或等于1的自然数。本发明还公开了一种图像缩放处理装置。本发明的技术方案，在由同一源图像生成多个目标图像的图像缩放处理过程中，能够提高图像缩放处理的效率。

Description

一种图像缩放处理方法和装置

技术领域

本发明涉及图像缩放处理技术领域，尤指一种图像缩放处理方法和装置。

背景技术

图像缩放技术是图像处理中的常见技术之一，通过图像缩放技术可以利用同一源图像生成不同分辨率的目标图像，从而使得一幅画面图像能够在不同分辨率的终端设备上呈现。

在视频监控和视频会议应用领域，经常遇到需要将一个输入源图像以不同的分辨率显示在不同的终端设备上的情况。此时便需要对源图像进行图像缩放处理，生成不同分辨率的目标图像，以便在不同的终端设备呈现。例如，在视频会议中，将一个输入源为1080P(图像分辨率为1920×1080)的图像经过图像缩放处理后，呈现在支持4CIF(图像分辨率为704×576)和720P(图像分辨率为1280×720)的终端设备上。

图1是现有技术中的图像缩放处理过程的流程示意图。如图1所示，现有的图像缩放处理过程主要是对源图像数据依次进行数据选择处理、数据变换处理和数据生成处理，最后得到目标图像数据。其中，数据选择处理是通过将目标图像映射到源图像，得到目标图像的各像素点在源图像中的坐标位置，再根据坐标位置从源图像中选择出属于目标图像的有效图像数据，这种图像选择过程也称为向后映射法；数据变换处理主要对数据选择后得到的有效图像数据进行滤波或均值平滑处理，其中滤波处理具体可以为中值滤波、带通滤波、高斯滤波或插值滤波处理等，均值平滑处理具体可以为四点求平均值的算法处理；数据生成处理是根据目标图像的特性进行的一些处理，如裁剪，加黑边等处理。

但是当一幅图像需要同时进行两种效果的缩放处理时，例如，上述的在视频会议中将一个输入源为1080P的图像呈现在支持4CIF和720P的显示终端上的情况下，根据图1所示的图像缩放处理方法，则需要对源图像扫描两次，即对源图像执行两次如图1所示的流程。

图2是现有技术中对同一源图像数据进行缩放处理得到多个目标图像的过程示意图。在图2中以需要得到三个目标图像为例进行说明。如图2所示，当需要对同一源图像数据D进行缩放处理得到目标图像数据A、B和C时，需要执行三次数据选择、数据变换和数据生成的数据缩放处理过程。在图2中用数据选择处理A、数据选择处理B和数据选择处理C分别表示三次数据缩放处理过程中的不同的数据选择处理过程；同样，用数据生成处理A、数据生成处理B和数据生成处理C分别表示三次数据缩放处理过程中的不同的数据生成处理过程；由于数据变换过程是对同一图像数据的滤波或平滑处理过程，因此在三次缩放处理过程中可以用相同的数据变换处理算法，如插值滤波，因此在图2中没有对数据变换处理过程加以区分。

综上所述，现有的图像缩放处理方案，在需要根据同一源图像进行缩放处理得到多个目标图像输出时，需要对源图像进行多次扫描，即每输出一个目标图像都要重新扫描输入一次源图像，无法支持单个输入多个输出，并且重复进行数据变换的计算过程，从而导致图像缩放处理效率低。

发明内容

有鉴于此，本发明主要提供了一种图像缩放处理方法，该方法在由同一源图像生成多个目标图像的图像缩放处理过程中，能够提高图像缩放处理的效率。

本发明还提供了一种图像缩放处理装置，该装置在由同一个源图像生成多个目标图像的图像缩放处理过程中，能够提高图像缩放处理的效率。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明公开了一种图像缩放处理方法，该方法包括：

对源图像数据进行数据变换处理得到变换后的图像数据；

根据所需要生成的N个缩放目标图像中的每一个缩放目标图像，分别对所述变换后的图像数据进行数据选择处理，得到每一缩放目标图像的有效图像数据，然后对每一有效图像数据进行数据生成处理得到N个缩放目标图像；N为大于或等于1的自然数。

本发明还公开了一种图像缩放处理装置，该装置包括：一个数据变换单元，与N个缩放目标图像一一对应的N个数据选择单元和N个数据生成单元，N为大于或等于1的自然数，其中

数据变换单元，用于对源图像数据进行数据变换处理得到变换后的图像数据后，输出至N个数据选择单元；

每一个数据选择单元，用于对来自数据变换单元的变换后的图像数据进行数据选择处理得到对应缩放目标图像的有效图像数据后，输出至对应的数据生成单元；

每一个数据生成单元，用于根据所接收的有效图像数据生成对应的缩放目标图像。

由上述技术方案可见，本发明这种先对源图像数据进行数据变换处理得到变换后的图像数据，然后根据所需要生成的N(N为大于或等于1的自然数)个缩放目标图像中的每一个缩放目标图像，分别对所述变换后的图像数据进行数据选择处理，得到每一缩放目标图像的有效图像数据，再对每一有效图像数据进行数据生成处理得到N个缩放目标图像的技术方案，在由同一源图像生成多个目标图像的图像缩放处理过程中，能够有效提高图像缩放处理的效率。

附图说明

图1是现有技术中的图像缩放处理过程的流程示意图；

图2是现有技术中对同一源图像数据进行缩放处理得到多个目标图像的过程示意图；

图3是本发明一种图像缩放处理方法的流程图；

图4是本发明一种图像缩放处理装置的结构框图；

图5是图4所示实施例中的图像缩放过程中的图像效果示意图；

图6是图4所示的装置执行图像缩放过程的一个举例流程示意图；

图7是本发明一种图像缩放处理装置的扩展结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举具体实施例，对本发明进一步详细说明。

图3是本发明一种图像缩放处理方法的流程图。如图3所示，包括以下步骤：

步骤301，对源图像数据进行数据变换处理得到变换后的图像数据。

步骤302，根据所需要生成的N个缩放目标图像中的每一个缩放目标图像，分别对所述变换后的图像数据进行数据选择处理，得到每一缩放目标图像的有效图像数据，然后对每一有效图像数据进行数据生成处理得到N个缩放目标图像；N为大于或等于1的自然数。

在图3所示的方案中，先对源图像整体进行数据变换处理，即滤波或均值平滑处理后再根据各不同的目标图像进行不同的筛选取值处理，且目标图像的数量不限。这样可以通过扫描一次源图像就能够完成对该源图像进行缩放处理输出一个或一个以上的不同目标图像。该方案由于在由同一源图像生成多个目标图像的图像缩放处理过程中，不需要重复进行滤波或均值平滑处理处理，并且不需要对源图像进行多次扫描，因此大大提高了图像缩放处理的速度。

图4是本发明一种图像缩放处理装置的结构框图。在图4中以由同一个源图像生成三个缩放目标图像A、B和C为例进行说明，如图4所示，该装置包括：数据变换单元401、数据选择单元402A、数据选择单元402B、数据选择单元402C、数据生成单元403A、数据生成单元403B和数据生成单元403C，其中：

数据变换单元401，用于对源图像数据进行数据变换处理得到变换后的图像数据后，输出至数据选择单元402A、数据选择单元402B和数据选择单元402C。

数据选择单元402A，用于对来自数据变换单元401的变换后的图像数据进行数据选择处理得到目标图像A的有效图像数据后，输出至数据生成单元403A。数据生成单元403A，用于根据来自数据选择单元402A的有效图像数据生成目标图像A。

数据选择单元402B，用于对来自数据变换单元401的变换后的图像数据进行数据选择处理得到目标图像B的有效图像数据后，输出至数据生成单元403B。数据生成单元403B，用于根据来自数据选择单元402B的有效图像数据生成目标图像B。

数据选择单元402C，用于对来自数据变换单元401的变换后的图像数据进行数据选择处理得到目标图像C的有效图像数据后，输出至数据生成单元403C。数据生成单元403C，用于根据来自数据选择单元402C的有效图像数据生成目标图像C。

在图4中，数据变换单元401可以根据任一种滤波或均值平滑处理算法对源图像数据进行数据变换处理得到变换后的图像数据，例如，中值滤波，或者插值滤波，或带通滤波，或高斯滤波，或者四点求平均值的算法等。假设输入的源图像是分辨率为1280×720的720P图像，则经过数据变换处理后生成的图像仍是分辨率为1280×720的720P图像。在本实施例中以四点求平均值的算法为例对数据变换单元进行说明：数据选择单元401对源图像中的每一个像素点，取其邻近四点的颜色值求平均后作为该像素点的均值颜色值(PixelValue)，并向数据选择单元402A、402B和402C均输出该像素点的数据，包括：该像素点的PixelValue以及该像素点在源图像中的坐标值(Sx，Sy)，其中Sx为行号，Sy为列号。

数据选择单元402A根据向后映射算法查找出目标图像A中的每一个像素点在源图像中的坐标得到一个点坐标集A。数据选择单元402A对于数据变换单元401输入的每一个像素点数据，将其中的点坐标值(Sx，Sy)与点坐标集A进行比较，如果坐标集A中包含该输入的点坐标值(Sx，Sy)，则表示输入的这个像素点数据属于缩放后的目标图像A，将该像素点数据输出给数据生成单元403A；如果坐标集A中不包含该输入的点坐标值(Sx，Sy)，则表示输入的这个像素点数据不属于缩放后的目标图像A，丢弃该像素点数据，而不向数据生成单元输出。

数据选择单元402B和数据选择单元402C的功能与上述数据选择单元402A的功能类似，只是数据选择单元402B对应的是目标图像B、数据选择单元402C对应的是目标数据C，这里不再复述。

本实施例中查找出目标图像A中的一个像素点在源图像中的坐标位置的向后映射算法具体可以用如下的公式(1)和(2)表示：

x＝i×src_width/dst_width      (1)

y＝j×src_height/dst_height    (2)

其中，i，j为目标图像像素点的坐标位置，且i为横坐标、j为纵坐标；x，y为目标图像像素点在源图像中的坐标位置，且x为横坐标、y为纵坐标；src_width、src_height、dst_width、dst_height分别为源图像的宽度、源图像的高度、目标图像的宽度、目标图像的高度。

图像的生成过程包括：图像裁剪、图像添加黑边和图像拉伸。在图4所示的实施例中，数据生成单元403A根据裁剪高度参数和裁剪宽度参数对来自数据选择单元402A的有效图像数据进行裁剪处理输出目标图像A；数据生成单元403B根据黑边高度参数和黑边宽度参数对来自数据选择单元402B的有效图像数据进行加黑边处理输出目标图像B；数据生成单元403C对来自数据选择单元402C的有效图像数据直接进行输出得到目标图像C。这里，由于拉伸效果是由目标图像C的显示终端设备的各像素点之间的间距所决定的，因此数据生成单元403只需将来自数据选择单元402C的有效图像数据直接输出至目标图像C的显示终端设备即可。

图5是图4所示实施例中的图像缩放过程中的图像效果示意图。如图5所示，源图像首先经过数据变换单元401的数据变换处理后得到变换后的图像数据，即经过滤波或均值平滑后的图像数据。变换后的图像经过数据选择单元402A的数据选择处理后得到有效图像A；有效图像A经过数据产生单元403A的处理后得到目标图像A，图中目标图像A两边的虚线部分为被裁剪掉的部分。变换后的图像经过数据选择单元402B的数据选择处理后得到有效图像B；有效图像B经过数据产生单元403B的加黑边处理后得到目标图像B。变换后的图像经过数据选择单元402C的数据选择处理后得到有效图像C；数据产生单元C对所接收的有效图像C直接输出便得到目标图像C。

当然，图5只是一个示意图，其中的特定的裁剪方式以及添加黑边的方式并不用于限定本发明所述的裁剪方式和添加黑边的方式。

图6是图4所示的装置执行图像缩放过程的一个举例流程示意图。如图6所示，包括以下步骤：

步骤601，依次对源图像中每一个像素点进行四点求平均值的运算后输出每一像素点的数据，像素点的数据包括：像素点的均值颜色值PixelValue以及像素点在源图像中的坐标值(Sx，Sy)。然后同时执行步骤6021～步骤6023、步骤6031～步骤6033、和步骤6041～步骤6043的三个分支流程。

步骤6021，将当前所接收的像素点数据中的坐标值(Sx，和Sy)与点坐标集A进行比较，如果点坐标集A中包含坐标值(Sx，Sy)，则执行步骤6022，否则不做任何处理。

步骤6022，根据目标图像A的数据生成处理方式输出当前的像素点数据。

本步骤中，由于目标图像A的数据生成处理方式为裁剪处理，所以根据当前像素点数据中的坐标值判断该像素点是否属于被裁剪的像素点，是则不输出该像素点数据，否则输出该像素点。

步骤6023，判断已输出的像素点数据是否已将目标图像A生成，是则结束本分支流程，否则返回步骤6021。

步骤6031，将当前所接收的像素点数据中的坐标值(Sx，和Sy)与点坐标集B进行比较，如果点坐标集B中包含坐标值(Sx，Sy)，则执行步骤6032，否则不做任何处理。

步骤6032，根据目标图像B的数据生成处理方式输出当前的像素点数据。

本步骤中，由于根据目标图像B的数据生成处理方式为添加黑边，所以在输出当前像素点的同时，在适当的位置输出黑边数据。

步骤6033，判断已输出的像素点数据是否已将目标图像B生成，是则结束本分支流程，否则返回步骤6031。

步骤6041，将当前所接收的像素点数据中的坐标值(Sx，和Sy)与点坐标集C进行比较，如果点坐标集C中包含坐标值(Sx，Sy)，则执行步骤6042，否则不做任何处理。

步骤6042，根据目标图像C的数据生成处理方式输出当前的像素点数据。

本步骤中，由于目标图像C的数据生成处理方式为拉伸，所以直接输出当前像素点数据。

步骤6043，判断已输出的像素点数据是否已将目标图像C生成，是则结束本分支流程，否则返回步骤6041。

从图6所示的流程可以看出，将同一源图像进行缩放处理得到三个目标图像的三个数据处理流程是并行执行的，因此可以提高图像缩放处理过程的速度。

由上述图4所示实施例中的公式(1)和公式(2)可以看出，只要适当调整源图像的宽度src_width、源图像的高度src_height、目标图像的宽度dst_width以及目标图像的高度dst_height等四个参数就可以得到不同缩放比例下的目标图像中的像素点在源图像中的坐标位置。因此可以将图4所示图像缩放处理装置中的数据选择单元设置为参数可调的，以实现灵活设置缩放比例；同理，数据生成单元也可以设置为参数可调的，以实现灵活进行数据生成处理。

图7是本发明一种图像缩放处理装置的扩展结构框图。如图7所示，该装置除了包括图4所示装置中的所有组成单元外，还进一步包括：选择参数单元404A、选择参数单元404B、选择参数单元404C以及生成参数单元405A、生成参数单元405B和生成参数单元405C。

在图7中，选择参数单元404A，用于获取目标图像A的数据选择参数并发送给数据选择单元402A；数据选择单元402A，用于根据选择参数单元404A发送的数据选择参数对所接收到的变换后的图像数据进行数据选择处理。选择参数单元404B，用于获取目标图像B的数据选择参数并发送给数据选择单元402B；数据选择单元402B，用于根据选择参数单元404B发送的数据选择参数对所接收到的变换后的图像数据进行数据选择处理。选择参数单元404C，用于获取目标图像C的数据选择参数并发送给数据选择单元402C；数据选择单元402C，用于根据选择参数单元404C发送的数据选择参数对所接收到的变换后的图像数据进行数据选择处理。这里所述的数据选择参数即为源图像的宽度src_width、源图像的高度src_height、目标图像的宽度dst_width以及目标图像的高度dst_height。

各选择参数单元可以根据人工的配置获得对应的目标图像的数据选择参数。

在图7中，生成参数单元405A，用于获取目标图像A的数据生成参数并发送给数据生成单元403A；数据生成单元403A，用于根据生成参数单元405A发送的数据生成参数对所接收的有效图像数据进行数据生成处理，得到目标图像A。生成参数单元405B，用于获取目标图像B的数据生成参数并发送给数据生成单元403B；数据生成单元403B，用于根据生成参数单元405B发送的数据生成参数对所接收的有效图像数据进行数据生成处理，得到目标图像B。生成参数单元405C，用于获取目标图像C的数据生成参数并发送给数据生成单元403C；数据生成单元403C，用于根据生成参数单元405C发送的数据生成参数对所接收的有效图像数据进行数据生成处理，得到目标图像C。这里数据生成参数为：裁剪高度参数和裁剪宽度参数，后者黑边高度参数和黑边宽度参数。

各生成参数单元可以根据人工的配置获得对应的目标图像的数据生成参数。

在图7所示的装置中，通过动态配置数据选择参数，可以实现任意图像比例的缩放；通过动态配置数据生成参数，可以实现同一源图像的裁剪、拉伸、黑边等多种图像效果的并行处理。

在上述图4至图7所示的实施例中都以由一个源图像生成三个目标图像的图像缩放过程为例进行了说明，但本领域的技术人员可以从图4至图7所示的过程容易推出由一个源图像生成一个以上的其他数量的目标图像的图像缩放过程，这里不在复述。

综上所述，在本发明中给出了先对源图像数据进行数据变换处理得到变换后的图像数据，根据所需要生成的N(N为大于或等于1的自然数)个缩放目标图像中的每一个缩放目标图像，分别对所述变换后的图像数据进行数据选择处理，得到每一缩放目标图像的有效图像数据，再对每一有效图像数据进行数据生成处理得到N个缩放目标图像的技术方案，该技术方案在由同一源图像生成多个目标图像的图像缩放处理过程中，能够有效提高图像缩放处理的效率。

以上所述，仅为本发明的具体实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种图像缩放处理方法，其特征在于，该方法包括：

对源图像数据进行数据变换处理得到变换后的图像数据；

根据所需要生成的N个缩放目标图像中的每一个缩放目标图像，分别对所述变换后的图像数据进行数据选择处理，得到每一缩放目标图像的有效图像数据，然后对每一有效图像数据进行数据生成处理得到N个缩放目标图像；N为大于或等于1的自然数。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对源图像数据进行数据变换处理为：对源图像数据进行滤波或均值平滑处理。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的数据选择处理是根据向后映射算法对所述变换后的图像数据进行处理得到每一缩放目标图像的有效图像数据。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据生成处理包括：裁剪、和/或加黑边，和/或拉伸处理。

5.一种图像缩放处理装置，其特征在于，该装置包括：一个数据变换单元，与N个缩放目标图像一一对应的N个数据选择单元和N个数据生成单元，N为大于或等于1的自然数，其中

数据变换单元，用于对源图像数据进行数据变换处理得到变换后的图像数据后，分别输出至N个数据选择单元；

每一个数据选择单元，用于对来自数据变换单元的变换后的图像数据进行数据选择处理得到对应缩放目标图像的有效图像数据后，输出至对应的数据生成单元；

每一个数据生成单元，用于根据所接收的有效图像数据生成对应的缩放目标图像。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述数据变换单元，用于根据滤波或均值平滑处理算法对源图像数据进行数据变换处理。

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述每一个数据选择单元，用于根据向后映射算法对所接收的变换后的图像数据进行数据选择处理得到对应缩放目标图像的有效图像数据。

8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述每一个数据生成单元，用于对所接收的有效图像数据进行裁剪，和/或加黑边，和/或拉伸处理，生成对应的缩放目标图像。

9.如权利要求5至8中任一项所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括与所述N个缩放目标图像一一对应的N个选择参数单元，其中，

每一个选择参数单元，用于获取对应的缩放目标图像的数据选择参数并发送给对应的数据选择单元；

所述每一个数据选择单元，用于根据对应的选择参数单元发送的数据选择参数对所接收到的变换后的图像数据进行数据选择处理。

10.如权利要求5至8中任一项所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括与所述N个缩放目标图像一一对应的N个生成参数单元，其中，

每一个生成参数单元，用于获取对应的缩放目标图像的数据生成参数并发送给对应的数据生成单元；

所述每一个数据生成单元，用于根据对应的生成参数单元发送的数据生成参数对所接收的有效图像数据进行数据生成处理，得到对应的缩放目标图像。

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