CN103501418A - 图像缩放拼接方法、系统以及图像缩放拼接控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图像缩放拼接方法、系统以及图像缩放拼接控制装置，其方法包括步骤：对输入图像进行剪切获得需在对应的显示单元上显示的子图像；判断需对所述子图像进行放大还是缩小；若放大，则对所述子图像依次进行帧率转换、缩放获得第一输出图像；若缩小，则对所述子图像依次进行缩放、帧率转换获得第二输出图像；将所述第一输出图像/第二输出图像显示在所述显示单元，节约了外部存储器带宽，这样一方面可以节约成本，另一方面可以实现在拼接墙上开启更多的图像显示窗口。

Description

图像缩放拼接方法、系统以及图像缩放拼接控制装置

技术领域

本发明涉及图像拼接技术领域，特别是涉及一种图像缩放拼接方法、一种图像缩放拼接系统、一种图像缩放拼接控制装置。

背景技术

在图像拼接领域，需要在由多个显示单元拼接的显示墙/拼接墙上任意位置开启图像显示窗口，将输入图像在图像显示窗口进行显示，通常处理方法是：将输入图像传输到显示墙上的每一个显示单元，每个显示单元对输入图像进行剪切获得各自负责显示的子图像，并进行缩放和帧率转换后输出到显示单元合适的位置上，从而拼接成完整的图像显示窗口。在图像处理方面，输入图像经剪切获得本显示单元负责显示的子图像，然后经第一级帧率转换将子图像帧率转换到显示单元支持的帧率，帧率转换后再将帧率转换后的图像缩放到合适的大小，最后经第二级帧率转换将缩放后的图像显示在显示单元合适的位置上。

这种图像处理方式使用了两级帧率转换，而帧率转换需要占用外部存储器带宽进行读、写操作，因而占用了较多的外部存储器带宽，当需要实现在拼接墙上同时开启多路窗口时，外部存储器带宽将成为瓶颈。

发明内容

基于此，针对上述技术中的问题，本发明的第一目的在于提供一种图像缩放拼接方法、一种图像缩放拼接系统，可以节约外部存储器带宽。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种图像缩放拼接方法，包括如下步骤：

对输入图像进行剪切获得需在对应的显示单元上显示的子图像；

判断需对所述子图像进行放大还是缩小；

若放大，则对所述子图像依次进行帧率转换、缩放获得第一输出图像；

若缩小，则对所述子图像依次进行缩放、帧率转换获得第二输出图像；

将所述第一输出图像/第二输出图像显示在所述显示单元上。

一种图像缩放拼接系统，包括：

剪切模块，用于对输入的整幅图像进行剪切获得需在对应的显示单元上显示的子图像；

判断模块，用于判断需对所述子图像进行放大还是缩小；

控制模块，用于在所述判断模块的判定结果为放大时，对所述子图像依次进行帧率转换、缩放获得第一输出图像，在所述判断模块的判定结果为缩小时，对所述子图像依次进行缩放、帧率转换获得第二输出图像，还用于将所述第一输出图像/第二输出图像显示在所述显示单元上。

依据上述本发明的方案，其是对输入图像进行剪切获得需在对应的显示单元上显示的子图像，并判断需对所述子图像进行放大还是缩小，若放大，则对所述子图像依次进行帧率转换、缩放获得第一输出图像，若缩小，则对所述子图像依次进行缩放、帧率转换获得第二输出图像，将所述第一输出图像/第二输出图像显示在所述显示单元上，由于只进行一次帧率转换，节约了外部存储器带宽，这样一方面可以节约成本，另一方面可以实现在拼接墙上开启更多的图像显示窗口。

本发明的第二目的在于提供一种图像缩放拼接控制装置。

一种图像缩放拼接控制装置，包括第一图像控制器、第一图像缩放处理器、第二图像缩放处理器、第一选择器、第二选择器、第一图像帧率转换器，所述第一图像缩放处理器的输出端连接所述第一选择器的二通路输入端，所述第一选择器的输出端连接所述第一图像帧率转换器的输入端，所述第一图像帧率转换器的输出端分别连接所述第二图像缩放处理器的输入端、所述第二选择器的二通路输入端，所述第二图像缩放处理器的输出端与所述第二选择器的二路输入端连接；

所述第一图像控制器用于在需要对输入的子图像进行放大时，控制所述第一选择器的一通路输入端与所述第一选择器的输出端导通、所述第二选择器的一通路输入端与所述第二选择器的输出端导通，在需要对所述子图像进行缩小时，控制所述第一选择器的二通路输入端与所述第一选择器的输出端导通、所述第二选择器的二通路输入端与所述第二选择器的输出端导通。

由于上述的图像缩放拼接控制装置信号处理器仅需要两个图像缩放处理器和一个图像帧率转换器，可以降低资源消耗。

本发明的第三目的在于提供一种图像缩放拼接控制装置。

一种图像缩放拼接控制装置，包括第二图像控制器、第三图像缩放处理器、第三选择器、第四选择器、第五选择器、第二图像帧率转换器，所述第三选择器的输出端连接所述第二图像帧率转换器的输入端，所述第二图像帧率转换器的输出端分别连接所述第四选择器的一通路输入端、所述第五选择器的二通路输入端，所述第四选择器的输出端连接所述第三图像缩放处理器的输入端，所述第三图像缩放处理器的输出端分别连接所述第三选择器的二通路输入端、所述第五选择器的一通路输入端；

所述第二图像控制器用于在需要对输入的子图像进行放大时，控制所述第三选择器的一通路输入端与所述第三选择器的输出端导通、所述第四选择器的一通路输入端与所述第四选择器的输出端导通、所述第五选择器的一通路输入端与所述第五选择器的输出端导通，在需要对所述子图像进行缩小时，控制所述第三选择器的二通路输入端与所述第三选择器的输出端导通、第四选择器的二通路输入端与所述第四选择器的输出端导通、所述第五选择器的二通路输入端与所述第五选择器的输出端导通。

由于上述的图像缩放拼接控制装置信号处理器仅需要一个图像缩放处理器和一个图像帧率转换器，可以进一步降低资源消耗。

附图说明

图1为本发明的图像缩放拼接方法实施例的流程示意图；

图2为本发明的图像缩放拼接系统实施例的结构示意图；

图3为图2中的判断模块的实施例的细化结构示意图；

图4为本发明的图像缩放拼接控制装置的一个实施例的细化结构示意图；

图5为本发明的图像缩放拼接控制装置的另一个实施例的细化结构示意图；

图6为本发明的图像缩放拼接控制装置的第三个实施例的细化结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步阐述，但本发明的实现方式不限于此。

参见图1所示，为本发明的图像缩放拼接方法实施例的结构示意图。如图1所示，本发明的图像缩放拼接方法包括如下步骤：

步骤S101：对输入图像进行剪切获得需在对应的显示单元上显示的子图像，进入步骤S102；

剪切输入图像可以采用现有任意可以实现的方式，剪切输入图像后可以获得多幅子图像，每幅子图像可以对应一个显示单元，可以并行地对多幅子图像进行后续步骤中的缩放与帧率转换，由于在进行缩放与帧率转换前先将输入图像进行分割，使得后续图像缩放以及帧率转换所需处理的数据量降低，可以降低用于图像缩放、帧率转换的单元/模块的成本，还可以提高图像缩放、帧率转换的处理帧率；

步骤S102：判断需对所述子图像进行放大还是缩小，若放大，则进入步骤S103，若缩小，则进入步骤S104；

在一个较佳的实施例中，判断需要对所述子图像进行放大还是缩小的方式可以是：获取所述输入图像的垂直分辨率和开启的图像显示窗口输出的垂直分辨率；通过所述输入图像的垂直分辨率与开启的图像显示窗口输出的垂直分辨率判断需对所述子图像进行放大还是缩小，这是考虑到，子图像的放大与缩小与输入图像的放大与缩小是一致的，通过比较所述输入图像的垂直分辨率与开启的图像显示窗口输出垂直分辨率的大小判断需对所述子图像进行放大还是缩小可以实现对各子图像放大还是缩小的统一判断，另外，由于用于图像缩放的单元/模块多是基于垂直分辨率的，为此，通过比较所述输入图像的垂直分辨率与开启的图像显示窗口输出垂直分辨率的大小判断需对所述子图像进行放大还是缩小，一般地，对子图像进行的放大/缩小也是相对于子图像垂直方向的放大/缩小；

需要说明的是判断需要对所述子图像进行放大还是缩小的方式不限于上述较佳实施例中的方式，例如，还可以根据所述子图像的分辨率以及该子图像对应的显示单元的分辨率进行判断等；

对于所述子图像恰巧既不需要放大也不需要缩小的情况，可以将这种情况归为放大的一个特例(放大比例为1)，也可以将其归为缩小的一个特例(缩小比例为1)，这样，子图像只对应上述两种缩放情况：放大或者缩小；为此，通过所述输入图像的垂直分辨率与开启的图像显示窗口输出的垂直分辨率判断需对所述子图像进行放大还是缩小的步骤可以具体包括：比较所述输入图像的垂直分辨率与所述开启的图像显示窗口输出的垂直分辨率的大小；若所述输入图像的垂直分辨率大于或等于所述开启的图像显示窗口输出的垂直分辨率，则判定为需对所述子图像进行缩小；若所述输入图像的垂直分辨率小于所述开启的图像显示窗口输出的垂直分辨率，则判定为需对所述子图像进行放大，采用这种方式是将所述子图像恰巧既不需要放大也不需要缩小的情况归为缩小的一个特例，但也不限于此；

需要说明的是，上述剪切输入图像过程以及判断需对子图像进行放大还是缩小的过程可以采用先后顺序进行，但不限于上述的先后顺序，也可以同时进行；

步骤S103：对所述子图像依次进行帧率转换、缩放获得第一输出图像，进入步骤S105；

在需要对所述子图像进行放大时，首先对子图像进行帧率转换，再对帧率转换后的图像进行缩放，这是考虑到在放大子图像时，用于进行子图像缩放的单元/模块读入图像信号会比较缓慢，因此，先进行帧率转换再进行缩放，即用于进行帧率转换的单元/模块设置在用于进行子图像缩放的单元/模块的前面，这时，进行帧率转换的单元/模块用于缓存数据，因而可以只进行一次帧率转换，节约了外部存储器带宽，一方面可以节约成本，另一方面可以实现在拼接墙上开启更多的图像显示窗口；

步骤S104：则对所述子图像依次进行缩放、帧率转换获得第二输出图像，进入步骤S105；

在需要对所述子图像进行缩小时，首先对子图像进行缩放，再对图像后的图像进行帧率转换，这是考虑到在缩小子图像时，用于进行子图像缩放的单元/模块输出图像信号会比较缓慢，因此，先进行缩放再进行帧率转换，即将用于进行帧率转换的单元/模块设置在用于进行子图像缩放的单元/模块的后面，进行帧率转换的单元/模块用于缓存数据，因而可以只进行一次帧率转换，节约了外部存储器带宽，这样一方面可以节约成本，另一方面可以实现在拼接墙上开启更多的图像显示窗口；

上述步骤S102～步骤S104说明，可以根据需对所述子图像进行放大还是缩小合理安排帧率转换、缩放的顺序，控制帧率转换过程中数据读写；

其中，上述的步骤S103、步骤S104中的帧率转换方式可以是采用三帧缓存策略，具体为采用采集优先的方法，即当采集和显示同时申请资源时，优先考虑满足采集的申请，这可以通过设定采集通道的优先级高于显示通道的优先级来实现，当采集完一帧图像数据后，查询三帧缓存区的状态，立即得到三帧缓存区的写入控制权，这样可以满足写入不丢帧；显示处于较低优先级，当显示完成一帧图像后，判断这一帧图像与空闲帧缓冲区的图像的新旧程度，若空闲帧的图像已被显示过，说明刚刚显示的一帧图像为两帧图像中最新的一帧图像，则继续显示刚刚显示的这帧图像，否则显示空闲帧图像，这样可以保证每次显示的都是显示缓冲区中空闲帧中最新的一帧图像；

步骤S105：将所述第一输出图像/第二输出图像显示在所述显示单元上；

本过程还可以包括与其他显示单元对应的输出图像的拼接过程。

需要说明的是，上述处理过程只是对应一个显示单元的处理过程，对于包括多个显示单元的情况，多个显示单元可以并行的进行上述处理过程，此外，也可以是对于上述的步骤S101、步骤S102统一进行，而步骤S1013～步骤S105再并行进行。

据此，依据上述本实施例的方案，其是对输入图像进行剪切获得需在对应的显示单元上显示的子图像，并判断需对所述子图像进行放大还是缩小，若放大，则对所述子图像依次进行帧率转换、缩放获得第一输出图像，若缩小，则对所述子图像依次进行缩放、帧率转换获得第二输出图像，将所述第一输出图像/第二输出图像显示在所述显示单元上，由于只需要进行一次帧率转换，节约了外部存储器带宽，这样一方面可以节约成本，另一方面可以实现在拼接墙上开启更多的图像显示窗口。

根据上述本发明的图像缩放拼接方法，本发明还提供一种图像缩放拼接系统，以下就本发明的图像缩放拼接系统的实施例进行详细说明。图2中示出了本发明的图像缩放拼接系统的实施例的结构示意图。为了便于说明，在图2中只示出了与本发明相关的部分。

如图2所示，本发明实施例中的图像缩放拼接系统，包括剪切模块201、判断模块202、控制模块203，其中：

剪切模块201，用于对输入的整幅图像进行剪切获得需在对应的显示单元上显示的子图像；

判断模块202，用于判断需对所述子图像进行放大还是缩小；

控制模块203，用于判断模块202的判定结果为放大时，对所述子图像依次进行帧率转换、缩放获得第一输出图像，在判断模块202的判定结果为缩小时，对所述子图像依次进行缩放、帧率转换获得第二输出图像，还用于将所述第一输出图像/第二输出图像显示在所述显示单元上。

在其中一个实施例中，如图3所示，判断模块202可以包括获取单元2021、判断单元2022，其中：

获取单元2021，用于获取所述输入图像的垂直分辨率和开启的图像显示窗口输出垂直分辨率，

判断单元2022，用于通过所述输入图像的垂直分辨率与开启的图像显示窗口输出的垂直分辨率判断需对所述子图像进行放大还是缩小。

在其中一个实施例中，判断单元2022可以比较所述输入图像的垂直分辨率与所述开启的图像显示窗口输出的垂直分辨率的大小，若所述输入图像的垂直分辨率大于或等于所述开启的图像显示窗口输出的垂直分辨率，则判定为需对所述子图像进行缩小，若所述输入图像的垂直分辨率小于所述开启的图像显示窗口输出的垂直分辨率，则判定为需对所述子图像进行放大。

本发明的上述实施例中的图像缩放拼接系统与本发明的图像缩放拼接方法一一对应，在上述图像缩放拼接方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于图像缩放拼接系统的实施例中，特此声明。

根据上述本发明的图像缩放拼接系统，本发明还提供一种图像缩放拼接控制装置。

为了针对子图像对应的不同缩放类型，合理的选择缩放、帧率转换顺序，可以如图4所示，图中的1、2分别用于标示一通路输入端、二通路输入端，其中，图像控制器通过控制选择器实现一通路和二通路的选择，进而，可以在对子图像进行不同缩放操作时，选择合适的通路，但是，这种方式需要使用两个图像缩放处理器(图像缩放处理器M和图像缩放处理器N)、两个图像帧率转换器(图像帧率转换器M和图像帧率转换器N)，信号处理器资源消耗较大，为此，提供了如下的图像缩放拼接控制装置。

一种图像缩放拼接控制装置，如图5所示，包括第一图像控制器203A、第一图像缩放处理器203B、第二图像缩放处理器203C、第一选择器203D、第二选择器203E、第一图像帧率转换器203F，第一选择器203D二通路输入端连接所述第一图像缩放处理器的输出端，第一选择器203D的输出端连接所述第一图像帧率转换器的输入端，第一图像帧率转换器203F的输出端分别连接第二图像缩放处理器203C的输入端、第二选择器203E的二通路输入端，第二图像缩放处理器203C的输出端与第二选择器203E的二路输入端连接；

其中，第一选择器203D的一通路的输入信号和第一图像缩放处理器203B的输入信号为一般为子图像数据，第一图像缩放处理器203B、第二图像缩放处理器203C可以分别采用多相位滤波器实现；

第一图像控制器203A用于在需要对输入的子图像进行放大时，控制第一选择器203D的一通路输入端与第一选择器203D的输出端导通、第二选择器203E的一通路输入端与第二选择器203E的输出端导通，在需要对所述子图像进行缩小时，控制第一选择器203D的二通路输入端与第一选择器203D的输出端导通、第二选择器203E的二通路输入端与第二选择器203E的输出端导通；

其中，第一图像控制器203A通过对第一选择器203D、第二选择器203E的控制，实现了针对子图像对应的不同缩放类型，合理的选择缩放、帧率转换顺序。

采用本实施例中的图像缩放拼接控制装置，只需要两个图像缩放处理器(第一图像缩放处理器203B、第二图像缩放处理器203C)、一个图像帧率转换器(第一图像帧率转换器203F)，降低了信号处理器资源的消耗，节约了成本。

一种图像缩放拼接控制装置，如图6所示，包括第二图像控制器203G、第三图像缩放处理器203H、第三选择器203I、第四选择器203J、第五选择器203K、第二图像帧率转换器203L，第三选择器203I的输出端连接第二图像帧率转换器203L的输入端，第二图像帧率转换器203L的输出端分别连接第四选择器203J的一通路输入端、第五选择器203K的二通路输入端，第四选择器203J的输出端连接第三图像缩放处理器203H的输入端，第三图像缩放处理器203H的输出端分别连接第三选择器203I的二通路输入端、第五选择器203K的一通路输入端；

其中，第三选择器203I的一通路的输入信号以及第四选择器203J的输入信号为一般为子图像数据，第三图像缩放处理器203H可以采用多相位滤波器实现；

第二图像控制器203G用于在需要对输入的子图像进行放大时，控制第三选择器203I的一通路输入端与第三选择器203I的输出端导通、第四选择器203J的一通路输入端与第四选择器203J的输出端导通、第五选择器203K的一通路输入端与第五选择器203K元的输出端导通，在需要对所述子图像进行缩小时，控制控制第三选择器203I的二通路输入端与第三选择器203I的输出端导通、第四选择器203J的二通路输入端与第四选择器203J的输出端导通、第五选择器203K的二通路输入端与第五选择器203K元的输出端导通；

其中，第二图像控制器203G通过对第三选择器203I、第四选择器203J、第五选择器203K的控制，实现了针对子图像对应的不同缩放类型，合理的选择缩放、帧率转换顺序。

采用本实施例中的的图像缩放拼接控制装置，只需要一个图像缩放处理器(第三图像缩放处理器203H)、一个图像帧率转换器(第二图像帧率转换器203L)，可以进一步降低信号处理器资源的消耗，节约了成本。

图5和图6中的1、2分别用于标示对应的选择器的一通路输入端、二通路输入端。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种图像缩放拼接方法，其特征在于，包括如下步骤：

对输入图像进行剪切获得需在对应的显示单元上显示的子图像；

判断需对所述子图像进行放大还是缩小；

若放大，则对所述子图像依次进行帧率转换、缩放获得第一输出图像；

若缩小，则对所述子图像依次进行缩放、帧率转换获得第二输出图像；

将所述第一输出图像/第二输出图像显示在所述显示单元上。

2.根据权利要求1所述的图像缩放拼接方法，其特征在于，所述判断需对所述子图像进行放大还是缩小包括步骤：

获取所述输入图像的垂直分辨率和开启的图像显示窗口输出的垂直分辨率；

通过所述输入图像的垂直分辨率与开启的图像显示窗口输出的垂直分辨率判断需对所述子图像进行放大还是缩小。

3.根据权利要求2所述的图像缩放拼接方法，其特征在于，所述通过所述输入图像的垂直分辨率与开启的图像显示窗口输出的垂直分辨率判断需对所述子图像进行放大还是缩小的步骤包括：

比较所述输入图像的垂直分辨率与所述开启的图像显示窗口输出的垂直分辨率的大小；

若所述输入图像的垂直分辨率大于或等于所述开启的图像显示窗口输出的垂直分辨率，则判定为需对所述子图像进行缩小；

若所述输入图像的垂直分辨率小于所述开启的图像显示窗口输出的垂直分辨率，则判定为需对所述子图像进行放大。

4.一种图像缩放拼接系统，其特征在于，包括：

剪切模块，用于对输入的整幅图像进行剪切获得需在对应的显示单元上显示的子图像；

判断模块，用于判断需对所述子图像进行放大还是缩小；

控制模块，用于在所述判断模块的判定结果为放大时，对所述子图像依次进行帧率转换、缩放获得第一输出图像，在所述判断模块的判定结果为缩小时，对所述子图像依次进行缩放、帧率转换获得第二输出图像，还用于将所述第一输出图像/第二输出图像显示在所述显示单元上。

5.根据权利要求4所述的图像缩放拼接系统，其特征在于，所述判断模块包括：

获取单元，用于获取所述输入图像的垂直分辨率和开启的图像显示窗口输出垂直分辨率，

判断单元，用于通过所述输入图像的垂直分辨率与开启的图像显示窗口输出的垂直分辨率判断需对所述子图像进行放大还是缩小。

6.根据权利要求5所述的图像缩放拼接系统，其特征在于，所述判断单元比较所述输入图像的垂直分辨率与所述开启的图像显示窗口输出的垂直分辨率的大小，若所述输入图像的垂直分辨率大于或等于所述开启的图像显示窗口输出的垂直分辨率，则判定为需对所述子图像进行缩小，若所述输入图像的垂直分辨率小于所述开启的图像显示窗口输出的垂直分辨率，则判定为需对所述子图像进行放大。

7.一种图像缩放拼接控制装置，其特征在于，包括第一图像控制器、第一图像缩放处理器、第二图像缩放处理器、第一选择器、第二选择器、第一图像帧率转换器，所述第一图像缩放处理器的输出端连接所述第一选择器的二通路输入端，所述第一选择器的输出端连接所述第一图像帧率转换器的输入端，所述第一图像帧率转换器的输出端分别连接所述第二图像缩放处理器的输入端、所述第二选择器的二通路输入端，所述第二图像缩放处理器的输出端与所述第二选择器的二路输入端连接；

所述第一图像控制器用于在需要对输入的子图像进行放大时，控制所述第一选择器的一通路输入端与所述第一选择器的输出端导通、所述第二选择器的一通路输入端与所述第二选择器的输出端导通，在需要对所述子图像进行缩小时，控制所述第一选择器的二通路输入端与所述第一选择器的输出端导通、所述第二选择器的二通路输入端与所述第二选择器的输出端导通。

8.一种图像缩放拼接控制装置，其特征在于，包括第二图像控制器、第三图像缩放处理器、第三选择器、第四选择器、第五选择器、第二图像帧率转换器，所述第三选择器的输出端连接所述第二图像帧率转换器的输入端，所述第二图像帧率转换器的输出端分别连接所述第四选择器的一通路输入端、所述第五选择器的二通路输入端，所述第四选择器的输出端连接所述第三图像缩放处理器的输入端，所述第三图像缩放处理器的输出端分别连接所述第三选择器的二通路输入端、所述第五选择器的一通路输入端；

所述第二图像控制器用于在需要对输入的子图像进行放大时，控制所述第三选择器的一通路输入端与所述第三选择器的输出端导通、所述第四选择器的一通路输入端与所述第四选择器的输出端导通、所述第五选择器的一通路输入端与所述第五选择器的输出端导通，在需要对所述子图像进行缩小时，控制所述第三选择器的二通路输入端与所述第三选择器的输出端导通、第四选择器的二通路输入端与所述第四选择器的输出端导通、所述第五选择器的二通路输入端与所述第五选择器的输出端导通。

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