CN104067310A

CN104067310A - 显示图像的改进

Info

Publication number: CN104067310A
Application number: CN201280067772.6A
Authority: CN
Inventors: 迈克尔·L·施密特; 施瓦山卡·格鲁莫斯; 威廉·赫茨
Original assignee: Advanced Micro Devices Inc
Current assignee: Advanced Micro Devices Inc
Priority date: 2011-12-23
Filing date: 2012-11-21
Publication date: 2014-09-24
Also published as: EP2795573A1; KR20140105030A; US20130162625A1; WO2013095864A1

Abstract

一种用于显示源图像的图像处理系统包括：存储器，其用于存储具有高分辨率数字格式的源图像；显示屏幕，其具有低分辨率数字格式；和媒介加速硬件单元，其适于增大来自所述源图像的色彩深度值并且从所述源图像生成多个时间上位移的图像，从所述源图像生成多个时间上位移的图像是通过依序位移应用至所述源图像的帧的原点并且缩放来自每个帧的源图像像素值，从而生成具有第二、相对较低分辨率的所述多个位移的图像用于在所述显示屏幕处显示。

Description

显示图像的改进

发明背景

发明领域

本发明一般涉及图像处理技术。在一个方面，本发明涉及数字图像信息的显示。

相关技术描述

数字图像通常显示在具有固定数量的像素和色彩深度的显示屏幕装置上(例如PC显示屏和TV显示器)。例如，消费者视频格式(诸如用于广播HDTV、DVD和蓝光光碟的ATSC)指定在主类高级使用MPEG-2标准，其具有1920x1080的最大分辨率以及具有8位每子像素的4:2:0的色彩空间。甚至使用高清晰度(HD)1080p格式的HD显示器仅可以显示2M像素。然而，数字图像和视频源内容通常具有比可以在现有显示屏幕装置上显示的更多的信息(例如分辨率和色彩空间深度)。例如，包括从因特网流式传输的视频和摄像机摄取或通过因特网提供的静止图像照片的各种图像源具有远高于显示屏幕的可获得分辨率的源分辨率(例如总共5M像素或甚至10-20M像素)。甚至YouTube视频可以具有比大部分屏幕更大的源分辨率。

为了在较低分辨率显示器上显示高分辨率图像，通常使用重缩减尺度(heavy downscaling)，由此缩放图像以减少来自源图像的像素数量来配合显示尺寸。在图1中示出的常规显示或回放装置10的实例中，所接收的输入图像可能是摄像机头摄取的具有3840x2160的分辨率或某种其它高分辨率格式的数字照片的部分。输入图像由图像解码器2通过缩放输入图像来处理用于显示在具有较低分辨率和不同色彩深度能力(例如1920x1080像素以及10位的色彩深度)的显示器8上。解码器2在输入缓冲器3处接收输入图像、在JPEG解码器4处执行JPEG类型图像解码以生成高分辨率图像像素1并且然后在尺度缩减器(downscaler)5处将高分辨率图像像素1缩减尺度以生成下采样的输出图像6，所述输出图像6被存储在当前帧缓冲器7中用于输出给显示器8。尺度缩减器5使用诸如在图1中示出的常规图像缩放方法从高分辨率图像像素1(例如2x2像素组)提取像素组、计算该组的平均值、并且将所计算的平均值用作输出图像6的单个输出像素。当然，可使用更复杂的缩放算法，而它们仍生成如同通过在下采样的输出图像6中示出的灰色过渡阴影所示的具有减少的分辨率和对比度的输出图像。

因此，存在改进的图像显示方案的需要，所述方案解决了已经由上述发明者发现的本领域中的各种问题，其中常规解决方案和技术的各种限制和缺点在本领域技术人员之一参考下列附图和详细描述查看本申请的其余部分之后将变得明显，尽管如此，应理解的是该相关技术部分的描述不旨在用作承认所描述的主题是现有技术。

发明实施方案概述

宽泛地说，本发明提供显示装置、架构、系统和操作方法，其用于增大超出显示装置中的物理像素数量的显示图像的所感知的空间分辨率和/或用于显示具有大于包括在源图像内容中的色彩深度的输出图像。在所选定的实施方案中，通过生成、缩减尺度和显示随着时间的多个略微位移的图像来增大所感知的空间分辨率，从而呈现通过有效传递视觉特征(这在常规图像缩减尺度中丢失)的不同位移而呈现的一系列图像。通过仔细控制位移距离和在显示所位移的图像与选择适当的图像缩放算法之间的时间量，在原始源图像中的非常细的边在显示图像中比其另外在无需表现得图像在移动的纯静态图像中将表现得更明显。在其它实施方案中，源图像的处理生成比在源图像中更大的色彩深度的下采样的输出图像，这通过将来自源图像的每个更小的位深度像素值(例如8位值)逻辑提升至更大的位深度像素值(例如10位值)并且然后将周围的更小位深度像素值的所计算的平均值用作可以向显示器发送的更大的位深度像素位值。以该方式，使用空间平均以用10位或更大的色彩深度信息每子像素来代替8位像素用于显示。在所选定的实施方案中，将图像位移和空间平均技术组合以提供更高的分辨率和更大的色彩深度。

在所选定的实例实施方案中，公开了使用存储器、媒介加速硬件和显示器来显示源图像的图像处理系统和操作方法。存储器被提供用于存储具有第一相对较高分辨率数字格式的源图像，并且显示屏幕被提供用于显示图像。源图像可为2D图像、暂停视频图像或3D图像，在任一情况下媒介加速硬件可适于通过将来自三维输入源信息的左和右图像合并成用于二维源图像的协同定位的像素值将三维输入源信息变换成二维源图像。在所选定的实施方案中，媒介加速硬件单元适于通过使应用至源图像的帧的原点依序位移少于像素间间隔的距离、从而生成多个时间上位移的图像用于在显示屏幕处显示而从源图像生成多个时间上位移的图像。媒介加速硬件也可适于通过缩放来自每个位移帧的源图像像素值、从而生成具有第二、相对较低分辨率的多个时间上位移的图像用于在显示屏幕处显示而生成时间上位移的图像。缩放可被使用被配置成下采样源图像像素值以在竖直和/或水平方向上使像素密度减少预定因数的下采样器来实施。在所选定的实施方案中，媒介加速硬件可被使用包括图像解码器、原点位移器(origin shifter)和图像缩放器(image scaler)的图形处理单元(GPU)硬件解码器来实施。图像解码器接收具有第一数字格式的源图像并且产生具有RGB格式、YUV格式或任何所期望的色彩空间的解码的图像。原点位移器向解码的图像应用多个帧，其中每个帧被位移少于像素间间隔的距离并且用于生成经位移的解码图像。图像缩放器改变每个解码的图像的图片尺寸以产生具有第二、相对较低分辨率的多个经缩放的位移的解码图像用于在显示屏幕处显示。在其它实施方案中，媒介加速硬件适于通过从具有第一、相对较小位深度的源图像选择像素值和相关联的多个像素值并从多个像素值计算具有第二、相对较大位深度的平均色彩深度值以代替所选定的像素值来增大来自源图像的色彩深度值。例如，媒介加速硬件可选择源图像中的每个8位像素值并用通过平均与所选定的8位像素值相关联的多个像素值而计算的10位像素值代替源图像中的每个8位像素值。

附图简述

通过参考附图，本领域那些技术人员可更好地理解本发明，并且本发明的许多目标、特征和优点变得明显。贯穿几个附图使用相同的附图标记指代相同或类似的元件。

图1示出表示常规显示或回放装置的框图。

图2示出表示根据本发明的选定实施方案构建的示例性图像处理系统的框图。

图3a-图3d描绘源图像和位移少于一像素的位移的图像帧的相关联序列以图示本发明的选定实施方案。

图4描绘第一图像帧和位移少于一像素的第二位移的图像帧以图示本发明的选定实施方案。

图5描绘用于实施本发明的选定实施方案的工艺流程序列。

详细描述

改进的显示装置和相关联的操作方法被描述用于利用由图形处理单元提供的增大的计算功率的图像处理。在所选定的实施方案中，处理高分辨率源图像以通过引入时间显示因数来增大明显的视觉分辨率，由此通过使用CPU和GPU部件随着时间再缩放和显示源图像的略微位移的版本以执行计算任务。图像位移技术也可通过首先减去3D信息并且然后应用图像位移技术而被应用至3D源图像信息。所显示的图像的任何明显动作可通过增大或减小在图像位移之间的时间和增大或减小每时间周期位移的分数距离而被控制。另外或替代，可处理高分辨率源图像以使用缩减尺度来用10位像素值(即窗口中的所有像素的加权平均值)代替窗口中心处的每个8位像素值而提供更大的色彩深度。

现在将参考附图详细描述本发明的各种说明性实施方案。虽然在下列描述中阐述了各种细节，但是将了解的是可实践本发明而无需这些具体细节，并且可对本文所述的本发明做出许多实施方式专属的决定以实现装置设计者的具体目标，诸如依从处理技术或设计相关的约束，这将根据不同的实施方式而改变。虽然此类开发工作可能复杂且耗时，然而这将是获益于该公开的本领域的那些普通技术人员采取的例程。例如，参考简化的框图描绘而不是详细描绘来描绘所选定的方面以避免限制或模糊本发明。

现在转至图2，描绘了表示根据本发明的选定实施方案构建的示例性图像处理系统100的框图。如所描绘的，图像处理系统100可实施于任何图形或视频回放装置，诸如台式或膝上型计算机、电视机、无线或移动装置、个人数字助理、移动或蜂窝电话、DVR、DVD和蓝光播放器、手持视频播放器、数字相框、游戏机、投影仪、平板计算机、数字图书阅读器和在固定显示屏幕上处理和显示图像的任何其它显示装置。如在图2中所描绘的，图像处理系统100可实施为包括耦接至一个或多个处理器或处理单元20和视频或媒介加速硬件单元30的总线95的主机或应用处理单元。另外，图像处理系统100可包括具有可通过DDR控制器60访问的大DDR SDRAM62、64的主存储器系统。另外或替代，通过静态存储器控制器70访问一个或多个存储器(例如IDE72、闪速存储器单元74、ROM76等)。DDR SDRAM或其它存储器中的任一者或两者都可与图像处理系统100集成或在其外部。其它输入/输出装置也可经由一个或多个控制器来访问，包括由I/O控制器80访问的外围装置82、84、86以及通过显示控制器90访问的显示装置92。显示装置可为具有固定分辨率像素数和色彩深度的计算机显示屏或电视机屏幕，其中分辨率限定人类视觉系统可以感知的最小的值得注意的细节或线，并且色彩深度(或位深度)是用于表示在位图图像或视频帧缓冲器中单个像素的色彩的位的数量。在显示器92上，每个像素通常由多个子像素(例如3或多个子像素)形成，其中每个提供当在一定距离处观察时促成所显示或所感测色彩的单个色彩区域。另外，用于限定显示器92上每个子像素的强度级别范围的位数量是固定的，诸如8位或10位。

为了清楚和便于理解，不是组成图像处理系统100的所有的元件都被详细描述。此类细节对于本领域的那些普通技术人员是熟知的，并且可根据特定计算机供应商和微处理器类型而改变。此外，图像处理系统100可包括其它总线、装置和/或子系统，这取决于所期望的实施方式。例如，图像处理系统100可包括高速缓存、调制解调器、并行或串行接口、SCSI接口、网络接口卡等等。在所示的实施方案中，CPU20执行存储在闪速存储器74和/或SDRAM62、64中的软件。

如在图2中示出的，图像处理系统100可被用具有至少一个中央处理单元(CPU)20和至少一个媒介加速硬件30(诸如图形处理单元(GPU))的处理平台来实施。如将了解的，可仅使用CPU20、媒介加速硬件(例如GPU)30或其组合来操作本发明的方面。另外，CPU20和媒介加速硬件30可为离散的(例如单独部件)或可组合成单个封装或晶片。图像处理系统100接收可为用第一数据格式编码并具有第一相对高分辨率和固定色彩深度的高分辨率JPEG图像或其它经编码的位流的输入或源图像101。在CPU20和或媒介加速硬件30的控制下，可通过通信网络接收或从系统存储器(例如62、64)检索输入图像101，并且然后将其存储在输入缓冲器31处。然后，使用预定的图像解码过程(诸如在JPEG解码器32处的JPEG解码过程)解码输入图像。应注意的是可使用其它数据格式，包括但不限于PNG、JPEG-2000、JPEG-XR和TIFF解码器。另外，所公开的技术适用于未经压缩的位图，诸如RAW摄像机格式。在所选定的实施方案中，可随后使用色彩空间转换器33转换经解码的图像的色彩深度，所述色彩空间转换器33使用空间平均技术以增大输入图像的色彩深度。另外或替代，可处理经解码的图像数据以通过使用原点位移器34依序位移经解码的图像的原点并且然后使用图像缩放器35缩放经位移的图像来增大所感知的空间分辨率，从而生成可进一步编码和格式化成第二数据格式以在显示器92上显示的经位移的输出图像102-105的缩减尺度的序列。

在所选定的实施方案中，色彩空间转换器33使用周围子像素的空间平均来增大输入图像101的色彩深度。为了提供增大的色彩深度，色彩空间转换器33逻辑上将初始位深度(例如8位每子像素)提升至更大的位深度(例如10位每子像素)，诸如通过增加位位置或将输入图像信息转换成浮点格式。多个子像素通过使用窗口将围绕中心像素的像素分组而被选择，并且然后用于计算平均值作为可以向显示器92发送的中心像素的真实值或所计算的10位值。例如，如果在围绕中心像素的窗口中选择具有8位值10、11、12和13的四个源像素，那么在0至255的比例上所计算的8位平均值将是11，因为真实值11.5被8位长度有效截短。然而，通过在0至1023的10位比例上计算平均值，所计算的10位平均值46是更真实值，因为其未舍弃小数值0.5。以该方式，色彩空间转换器33可计算源像素周围的简单的平均值，但是可执行其它类型的平均运算。例如，可由窗口中的所有像素的加权平均值代替在窗口的中心处的每个像素。尽管参考选择源图像中的每个8位像素值并使用平均10位像素值将其代替的实例过程进行了描述，但是将了解的是这仅仅是一实例，并且色彩深度可能增大任何期望的量，诸如从6位转换至8位、8位至9位、8位至12位等。所获得的有效数据的数量数学上由下采样的比率限定。例如，在x和y方向上都进行下采样2(比率为4:1)提供两个加倍，其中每个加倍提供增加至每像素色彩深度的一个额外的有效位。在使用三个加倍(2->4->8->16)将16兆像素图像缩减尺度至2MP显示的情况下，色彩深度可能从8位增大至11位。如将了解的，色彩深度转换独立于实质上具有能够显示该许多位色彩深度的显示技术，尽管现在许多TV和计算机显示屏制造商支持10或12位色彩。

另外，可处理高分辨率输入图像101以通过再缩放多个略微位移版本的输入图像以随着时间显示来增大明显视觉分辨率，从而生成路线贯穿总线95和控制器90用于显示器92的输出图像102-105的序列。为此目的，每个输入图像101由原点位移器34处理以使经编码的输入图像位移预定量(通常距离上少于一个像素)，并且然后使用尺度缩减器35再缩放所得位移图像。在输入图像101具有3840x2160的分辨率且显示器92具有示出1920x1080像素的能力的实例情况中，原点位移器34可被配置成使帧向右位移分数像素距离，并且尺度缩减器35可被配置成处理每一个2x2像素块作为平均值用于生成一个输出像素，然而可使用任何期望的缩放算法。在该情况中，原点位移器34将向具有图像细节部分101a的经编码的输入图像应用初始或参考帧，并且然后尺度缩减器35再缩放初始或参考帧以生成具有对应图像细节部分102a的第一经缩放的输出图像102。初始帧的处理由应用至生成对应图像细节部分102a的输入图像细节部分101a的第一缩减尺度块分组110来指示。随后，原点位移器34使所应用的帧的原点略微向右位移(例如0.3倍单个像素距离)并且尺度缩减器35再缩放经位移的图像以生成具有对应图像细节部分103a的第二经缩放的输出图像103。第一经位移的帧的处理由应用至生成对应图像细节部分103a的输入图像细节部分101a的第二缩减尺度块分组111来指示。位移和再缩放处理如同缩减尺度块分组112、113所指示般可以重复以生成具有对应图像细节部分104a、105a的额外经缩放的输出图像104、105。如图像细节部分102a-105a的序列示出的，位移和再缩放处理生成输出图像，随着时间其将被感知到比诸如图1中所示之类的静态图像处理具有更明显、更高分辨率对比度。

将了解的是，可在生成输出图像的序列时根据需要调整和控制由原点位移器34提供的图像位移的时间和模式。如果需要，那么可随机或以预定的模式位移原点，诸如阿基米德螺线、对角线、方形螺线或在两个或多个点之间交替。例如，图3a-图3d描绘源图像300和在二维中位移少于一像素距离的经位移的图像帧311-314的相关联的序列。在实例图像300中，描绘了在第一位置中的足球301的图像，并且在图像300的左上角或原点示出四个像素302的组，然而将了解的是像素组302未按比例绘制。在原点位移器的控制下，在图3a中示出参考原点[0，0]或像素组302的左上像素初始定位(例如在时间0处)的初始或参考帧311。使用初始参考帧311，然后使用诸如双向线性滤波器之类的任何期望的缩放算法再缩放图像以生成第一经缩减尺度的输出图像。在随后的时间间隔(例如时间1)处，改变原点以创建位于在x和/或y方向上距原始参考帧311(在图3(b)中用灰色线示出)预定分数距离的第二经位移的帧。在图3b中，用虚线示出参考经位移的原点[0，0.5]定位(例如在时间1处)的第二参考帧312使得帧312被向下位移少于一个像素距离。使用经位移的参考帧312，然后使用任何期望的缩放算法再缩放图像以生成第二经缩减尺度的输出图像。处理步骤的序列可重复以位移原点来创建参考经位移的原点随后定位(例如在时间2和时间3处)的用虚线示出的一个或多个经位移的帧313、314使得帧313(在图3(c)中)被位移至新的原点[0.5，0.5]并且帧314(在图3(d)中)被位移至新的原点[0.5，0]。

如本文所述的，原点位移器34可使用源图像像素值计算经位移的像素值。为了图示用于位移源图像的实例双向线性插值计算，现在参考描绘第一图像帧402和长度上位移少于一像素的第二经位移的图像帧404的图4。如所描绘的，像素P1、P2、P3、P4限定源图像，并且由限定的最小像素距离间隔开。第一图像帧402被应用至源像素P1、P2、P3、P5使得像素P1是第一图像帧402的原点。第二图像帧404相对第一图像帧402位移了分数横向距离x和分数竖直距离y，其中x和y都少于限定的最小像素距离。使用双向线性插值，可将经位移的像素值P11计算为P₁₁＝(1-x)(1-y)P₁+x(1-y)P₂+(1-x)yP₃+xyP₄，其中对应的计算用于经位移的像素P2、P3、P4。当然，可使用其它双向线性插值加权计算来计算经位移的像素值。

也将了解的是可调整和控制尺度缩减器35执行的缩减尺度操作以体现在采用输入图像并根据限定的比率调整其大小的任何期望的缩放过程或电路中。一般来说，图像缩放功能改变视频的图片大小和/或调整用于在不同类型的装置之间回放的图像。在操作中，缩减尺度功能使用窗口在源图像中选择像素组，并且然后用窗口中的所有像素的加权平均值代替窗口中心处的像素.在所选定的实施方案中，可使用用于缩减尺度的平均滤波器和三角滤波器实施图像缩放。缩放过程可实施为CPU缩放器或GPU缩放器，这可为硬件缩放器或可编程的像素着色器。

原点在图像内的细微再定位可使图像中的一些非常细的边比其另外在纯静态图像中表现得更明显，但是动作非常轻微。该相同效果在摇摄(panning)跨过细密纹理的视频中观察到。如果视频暂停，那么纹理表现得有点模糊并且不能轻易识别，但是随着视频运行，时间平均允许人类视觉系统清楚地看见和理解是什么纹理。使用本文公开的图像位移技术，将不能静态示出暂停在单个帧上的视频，而是其将被反复显示使用略微位移或再定位原点创建的我们非常细微的移动。图像动作量可通过增大或减小图像位移之间的时间和/或通过增大或减小每时间周期移动的分数距离来控制。为了评估图像位移模式的有效性，可针对提议的位移模式使用不同帧速率评估一个或多个测试图像以确定在所感知的图像分辨率中是否存在改进。在所选定的实施方案中，找到10-20帧/秒的帧速率来创建最小人为产物，并且找到在两个点(0,0)与(0.5，0.5)之间交替原点的位移模式来提供具有最小量副作用的感知图像分辨率中的最佳改进。不同图像类型和显示类型可具有不同特性。

除此前所述的处理二维源图像和视频静止图像之外，也可将本发明的所选定的实施方案应用于呈现3D立体视频，因为2D图像具有比基线图像增大的色彩深度和明显的分辨率。这可通过处理立体3D视频图像信息(其中存在两个图像(每只眼睛一个)以去除3D信息)并且然后平均协同定位的像素以生成子像素色彩深度的增量来实现。另外，明显的空间分辨率可通过减去3D信息并且然后使用本文所述的位移和再缩放处理来增大。在提供的3D视频信息具有限定的视频分辨率(例如1920x1080)的实例情况中，可使用任何期望的图像减法技术去除3D信息。例如，可在两个完整的左眼和右眼图像之间应用动作估算算法使得来自两只眼睛的图像现在并回2D图像。“动作”实质上是两只眼睛之间的视差差异。在图像处于“无限远”(在摄像机术语中)的区域中，将不存在视差，并且因而没有动作。在其它区域中，将存在动作，并且可以“去除”这些较小的动作矢量。可与包括基准视频流加delta的3D源流使用另一个减法技术。在该情况下，可以直接使用“delta”信息而无需找到动作矢量。

现在转至图5，图示示例性图像处理流程序列500用于显示具有增大的色彩深度和明显的视觉分辨率的图像。在方法于步骤502处开始后，接收源图像(步骤504)，诸如通过从存储器检索高分辨率图像或暂停高分辨率视频流。在实例实施方案中，所检索的图像是高分辨率JPEG图像，诸如来自具有3840x2160分辨率和8位色彩深度的摄像机的照片，并且针对所检索的图像识别像素值。

在步骤506处，确定是否处理图像以增大其色彩深度。如果否(决定508的否定结果)，则图像处理流程序列继续进行至步骤510。然而，如果将增大图像色彩深度(决定508的肯定结果)，则处理RGB图像值以转换或增大其色彩深度值。色彩深度转换处理可通过首先逻辑上提升源像素(或子像素)来实施，诸如通过将8位色彩深度值转换成10位色彩深度值。另外，然后再计算每个(子)像素的色彩深度作为周围像素(或子像素)的平均值，从而增大每个(子)像素的色彩深度。

在步骤510处，确定图像处理流程序列是否包括图像位移。如果否(决定510的否定结果)，则图像处理流程序列继续进行至步骤512，其中将源图像再缩放并且然后显示为静态图像。然而，如果图像处理流程序列包括图像位移(决定510的肯定结果)，则再缩放和显示源图像(步骤514)，并且只要需要图像位移(决定516的否定结果)，就位移图像帧以计算经位移的像素值(步骤518)，并且然后在处理循环中再缩放和显示(步骤514)经位移的图像像素。通过使图像位移步骤循环回通过步骤514，生成和显示略微位移的输出图像的序列直至图像位移完成的时间(决定516的肯定结果)，在该点处序列结束(步骤520)。如将了解的，可在步骤514处使用任何期望的图像缩放算法，包括但不限于简单的像素平均、双向线性滤波等。另外，在步骤516处的确定可使用在指定输出帧速率下应用的预定位移模式、计时器时钟或甚至外部提供的“完成”信号以决定何时完成位移。最后，可使用任何期望的插值计算技术在RGB图像像素值上执行在步骤518处的经位移的像素值的计算。

到现在为止将了解本文公开了用于处理用于显示的输入图像的方法和设备。在所公开的方法中，生成具有第一图像分辨率的经解码的输入源图像，诸如通过向输入图像应用JPEG、PNG、JPEG-2000、JPEG-XR或TIFF解码过程。经解码的输入源图像可生成自暂停的视频图像或通过将来自3D输入源信息的左和右图像合并成协同定位的像素值用于二维输入源图像而变换自3D输入源信息。通过向经解码的输入源图像应用多个位移图像帧并缩放每个帧中的像素值以匹配第二、更低的图像分辨率，从经解码的输入源图像生成时间上位移和缩放的图像用于在具有第二、更低图像分辨率的显示屏幕上显示。在所选定的实施方案中，通过使应用至经解码的输入源图像的帧的原点依序位移少于像素间间隔的距离来生成时间上位移和缩放的图像。原点可被随机或使用阿基米德螺线模式、对角线模式、方形螺线模式或通过在两个或多个点之间交替来位移。另外，可通过用从来自经解码的输入源图像的多个周围像素值计算的具有第二、相对较大位深度的平均色彩深度值代替来自经解码的输入源图像的具有第一、相对较小位深度的每个像素值来增大来自经解码的输入源图像的色彩深度值。最后，在具有第二、更低图像分辨率的显示屏幕上显示时间上位移和缩放的图像。

在另一个形式中，公开了用于处理用于显示的输入图像的方法和相关联的设备。如所公开的，生成具有第一多个像素值以及第一色彩深度的输入源图像。第一多个像素值通过用从来自第一多个像素值的多个周围像素值计算的具有第二、更大色彩深度的平均色彩深度值代替来自第一多个像素值的每个像素值而被转换成具有增大的色彩深度的第二多个像素值。在实例实施方案中，第一多个像素值通过选择输入源图像中的每个8位像素值并用通过平均所选定的8位像素值周围的多个像素值计算的10位像素值将其代替而被转换，然而可生成其它位深度。最后，处理第二多个像素值用于在具有第二、更大色彩深度的显示屏幕上显示。显示处理可包括缩放第二多个像素值用于在具有低于输入源图像分辨率的分辨率的显示屏幕上显示。另外，显示处理可包括通过向位移少于像素间间隔的距离的第二多个像素值应用多个位移图像帧并缩放每个图像帧中的像素值用于在显示屏幕上显示来从第二多个像素值生成时间上位移和缩放的图像。以该方式，可在具有低于输入源图像分辨率的分辨率的显示屏幕上显示时间上位移和缩放的图像。

如本文所述的，如上文所公开的本发明的选定方面可实施于硬件或软件中。例如，可将上文所述的实施方案的选定方面实施为编程至各种电路系统中的任意的功能性，包括但不限于可编程逻辑装置(PLD)，诸如现场可编程门阵列(FPGA)、可编程阵列逻辑(PAL)装置、电可编程逻辑和存储器装置和基于标准单元的装置、以及专用集成电路(ASIC)和完全自定义的集成电路。实施实施方案的方面的一些其它可能性包括具有存储器(诸如电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、闪速存储器等)、嵌入式微处理器、固件、软件等的微控制器。此外，实施方案的方面可体现在具有基于软件的电路仿真、离散逻辑(连续和组合)、自定义装置、模糊(神经)逻辑、量子装置和上述装置类型的任何混合的微处理器中。根本的装置技术可被提供于各种部件类型中，例如诸如互补金属氧化物半导体(CMOS)的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)技术、诸如发射极耦合逻辑(ECL)的双极技术、聚合物技术(例如硅共轭聚合物和金属共轭聚合物金属结构)、混合的模拟和数字等。由此，本文详细描述的一些部分因此依据硬件实施的过程而呈现并且本文详细描述的一些部分因此依据涉及计算系统或计算装置的存储器内的数据位的符号表示操作的软件实施的过程而呈现。一般来说，计算机硬件是计算机的物理部分(包括其数字电路系统)，其区别于在硬件内执行的计算机软件。计算机的硬件与软件和硬件数据相比较是不经常改变的，所述软件和硬件数据在其在计算机上轻易创建、修改或擦除的意义上说是“柔性的(soft)”。这些描述和表示是本领域的那些技术人员使用的手段以向使用硬件和软件两者的本领域的其它技术人员最有效地传递其成果的本质。本发明的硬件实施方案可基于用于配置(例如通过专用掩膜作品(maskwork))制造设施以制造体现本发明的方面的装置的软件代码(例如Verilog、HDL、RTL或GDSII数据)而制造。

在其它实施方案中，公开了在存储指令的计算机可读介质上体现的计算机程序，所述指令可操作以控制一个或多个处理器或电路的操作以通过从源图像生成多个时间上位移的图像来在用于显示的源图像上执行图像处理，从源图像生成多个时间上位移的图像是通过使应用至源图像的帧的原点依序位移少于像素间间隔的距离，从而生成多个时间上位移的图像用于在显示屏幕处显示。如将了解的，可在某种形式的程序存储介质上编码或通过某种类型的有形传输介质实施任何软件实施的方面。程序存储介质可为磁性的(例如软盘或硬盘驱动器)或光学的(例如光盘只读存储器或CD ROM)，并且可为只读的或随机存取。类似地，传输介质可为双绞线对、同轴电缆、光缆或本领域已知的某种其它适合的传输介质。

上文公开的特定实施方案仅是说明性的并且不应视为限制本发明的，因为可以以不同但是等效的方式修改和实践本发明对于获益于本文教导的本领域的那些技术人员是明显的。因此，上述描述不旨在将本发明限制于阐述的特定形式，而相反的是旨在涵盖可包括在由所附的权利要求限定的本发明的精神和范围内的此类替代物、修改和等效物，使得本领域的那些技术人员应理解其可以在不脱离本发明的宽泛形式中的精神和范围的情况下做出各种变化、替换和改变。

Claims

1.一种用于显示源图像的图像处理系统，其包括：

媒介加速硬件单元，其适于通过使应用至源图像的帧的原点依序位移少于像素间间隔的距离、从而生成多个时间上位移的图像用于在显示屏幕处显示而从具有带第一分辨率的第一数字图像的所述源图像生成所述多个时间上位移的图像。

2.根据权利要求1所述的图像处理系统，其中所述媒介加速硬件包括：

图像解码器，其用于接收具有所述第一数字格式的所述源图像并且产生解码的图像；

原点位移器，其用于向所述解码的图像应用多个帧，其中每个帧位移少于像素间间隔的距离并且用于生成经位移的解码图像；和

缩放器，其用于改变每个解码的图像的图片尺寸以产生具有第二、相对较低分辨率的多个经缩放的位移的解码图像用于在所述显示屏幕处显示。

3.根据权利要求1所述的图像处理系统，其中所述媒介加速硬件适于通过缩放来自每个位移帧的源图像像素值、从而生成具有第二、相对较低分辨率的所述多个时间上位移的图像用于在所述显示屏幕处显示而从所述源图像生成所述多个时间上位移的图像。

4.根据权利要求3所述的图像处理系统，其中所述媒介加速硬件包括被配置成下采样所述源图像像素值以在竖直和/或水平方向上使像素密度减少预定因数的下采样器。

5.根据权利要求1所述的图像处理系统，其中所述源图像是暂停的视频图像。

6.根据权利要求1所述的图像处理系统，其中所述媒介加速硬件适于通过从具有第一、相对较小位深度的所述源图像选择像素值和相关联的多个像素值并且从所述多个像素值计算具有第二、相对较大位深度的平均色彩深度值以代替所述选定的像素值来增大来自所述源图像的色彩深度值。

7.根据权利要求6所述的图像处理系统，其中所述媒介加速硬件适于选择所述源图像中的每个8位像素值并用通过平均与所述选定的8位像素值相关联的所述多个像素值而计算的10位像素值代替所述源图像中的每个8位像素值。

8.根据权利要求1所述的图像处理系统，其中所述媒介加速硬件适于通过将来自三维输入源信息的左和右图像合并成用于二维源图像的协同定位的像素值而将所述三维输入源信息变换成所述二维源图像。

9.根据权利要求1所述的图像处理系统，其还包括：

存储器，其用于存储具有第一数字格式以及第一、相对较高分辨率的源图像；和

显示屏幕，其用于显示图像。

10.一种用于处理用于显示的输入图像的方法，其包括：

生成具有第一图像分辨率的经解码的输入源图像；

通过向所述经解码的输入源图像应用多个位移图像帧并缩放每个帧中的像素值以匹配第二、更低的图像分辨率来从所述经解码的输入源图像生成多个时间上位移和缩放的图像用于在具有所述第二、更低图像分辨率的显示屏幕处显示。

11.根据权利要求10所述的方法，其中生成所述经解码的输入源图像包括向输入图像应用JPEG、PNG、JPEG-2000、JPEG-XR或TIFF解码过程。

12.根据权利要求10所述的方法，其中生成所述多个时间上位移和缩放的图像包括使应用至所述经解码的输入源图像的帧的原点依序位移少于像素间间隔的距离。

13.根据权利要求12所述的方法，其中依序位移所述原点包括使每个帧的所述原点从先前的帧随机位移少于像素间间隔的距离。

14.根据权利要求12所述的方法，其中依序位移所述原点包括使用阿基米德螺线模式、对角线模式、方形螺线模式或通过在两个或多个点之间交替而使每个帧的所述原点位移少于像素间间隔的距离。

15.根据权利要求10所述的方法，其还包括通过用从来自所述经解码的输入源图像的多个周围像素值计算的具有第二、相对较大位深度的平均色彩深度值代替来自所述经解码的输入源图像的具有第一、相对较小位深度的每个像素值来增大来自所述经解码的输入源图像的色彩深度值。

16.根据权利要求10所述的方法，其中所述经解码的输入源图像生成自暂停的视频图像。

17.根据权利要求10所述的方法，其还包括通过将来自三维输入源信息的左和右图像合并成用于二维输入源图像的协同定位的像素值而将所述三维输入源信息变换成所述二维输入源图像。

18.根据权利要求10所述的方法，其还包括在具有第二、更低图像分辨率的所述显示屏幕上显示所述多个时间上位移和缩放的图像。

19.一种用于处理用于显示的输入图像的方法，其包括：

生成带具有第一色彩深度的第一多个像素值的输入源图像；

通过用从来自所述第一多个像素值的多个周围像素值计算的具有第二更大色彩深度的平均色彩深度值代替来自所述第一多个像素值的每个像素值而将所述第一多个像素值转换成具有增大的色彩深度的第二多个像素值；和

处理所述第二多个像素值用于在具有所述第二更大色彩深度的显示屏幕上显示。

20.根据权利要求19所述的方法，其中转换所述第一多个像素值包括选择所述输入源图像中的每个8位像素值并用通过平均所述选定的8位像素值周围的多个像素值而计算的10位像素值代替所述输入源图像中的每个8位像素值。

21.根据权利要求19所述的方法，其中处理所述第二多个像素值用于显示包括缩放所述第二多个像素值用于在具有低于所述输入源图像分辨率的分辨率的所述显示屏幕上显示。

22.根据权利要求19所述的方法，其中处理所述第二多个像素值用于显示包括：

通过向位移少于像素间间隔的距离的所述第二多个像素值应用多个位移图像帧并缩放每个图像帧中的像素值用于在所述显示屏幕上显示而从所述第二多个像素值生成多个时间上位移和缩放的图像；和

在具有低于所述输入源图像分辨率的分辨率的所述显示屏幕上显示所述多个时间上位移和缩放的图像。

23.一种在计算机可读介质上体现的计算机程序，所述计算机程序被配置成控制处理器以通过以下操作在用于显示的源图像上执行图像处理：通过使应用至所述源图像的帧的原点依序位移少于像素间间隔的距离、从而生成多个时间上位移的图像用于在显示屏幕处显示，从所述源图像生成所述多个时间上位移的图像。