CN113284050A - 图像像素值模型、高分辨率显示方法、系统及汽车仪表 - Google Patents

图像像素值模型、高分辨率显示方法、系统及汽车仪表 Download PDF

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Abstract

本发明属于汽车仪表图像显示技术领域，具体涉及一种图像像素值模型、高分辨率显示方法、系统及汽车仪表，其中高分辨率显示方法包括：获取放大图像中各像素点位置；获取原图像中各像素点位置；根据放大倍数获取放大图像在原图像中各像素点位置；根据图像像素值模型获取放大图像在原图像中各像素点位置的像素值；以及根据放大图像在原图像中各像素点位置的像素值高分辨率放大显示原图像，实现了将低分辨率的图像放大后高分辨率显示，降低了对主控芯片的性能要求，降低了成本。

Description

图像像素值模型、高分辨率显示方法、系统及汽车仪表
技术领域
本发明属于汽车仪表图像显示技术领域，具体涉及一种图像像素值模型、高分辨率显示方法、系统及汽车仪表。
背景技术
当前汽车仪表推动的显示屏越来越大，但是需要的图像显示主控芯片要求也越来越高，成本也越高。低成本的图像显示主控芯片输出低分辨率的图像，无法进行高分辨率的放大显示。
因此，基于上述技术问题需要设计一种新的图像像素值模型、高分辨率显示方法、系统及汽车仪表。
发明内容
本发明的目的是提供一种图像像素值模型、高分辨率显示方法、系统及汽车仪表。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种汽车仪表用图像像素值模型，
f(i+u,j+v)＝(1-u)(1-v)f(i,j)+u(1-v)f(i+1,j)+(1-u)vf(i,j+1)+uvf(i+1,j+1)；
其中，f(i+u,j+v)为放大图像中一像素点在原图像中对应的位置(i+u,j+v)在原图像中对应的像素值；(i,j)为原图像中沿X轴负方向和Y轴负方向上最近的交点，f(i,j)为该点的像素值；(i+1,j)为原图像中沿X轴正方向和Y轴负方向上最近的交点，f(i+1,j)为该点的像素值；(i,j+1)为原图像中沿X轴负方向和Y轴正方向上最近的交点，f(i,j+1)为该点的像素值；(i+1,j+1)为原图像中沿X轴正方向和Y轴正方向上最近的交点，f(i+1,j+1)为该点的像素值；u为点(i,j)与点(i+u,j+v)之间X轴上的距离；v为点(i,j)与点(i+u,j+v)之间Y轴上的距离。
第二方面，本发明还提供一种汽车仪表用图像高分辨率显示方法，包括：
获取放大图像中各像素点位置；
获取原图像中各像素点位置；
根据放大倍数获取放大图像在原图像中各像素点位置；
根据图像像素值模型获取放大图像在原图像中各像素点位置的像素值；以及
根据放大图像在原图像中各像素点位置的像素值高分辨率放大显示原图像。
进一步，所述图像像素值模型适于采用上述的汽车仪表用图像像素值模型。
进一步，所述获取放大图像中各像素点位置的方法包括：
根据显示屏幕的尺寸获取放大图像，并构建坐标系获取放大图像各像素点的位置。
进一步，所述获取原图像中各像素点位置的方法包括：
获取低分辨率的原图像在坐标系中各像素点的位置，以及原图像各像素点的像素值。
进一步，所述根据放大倍数获取放大图像在原图像中各像素点位置的方法包括：
原图像的尺寸为m*n；
放大图像的尺寸a*b；
则放大图像中一像素点点(α,β)在原图像中对应的位置为：
Figure BDA0003133928590000021
进一步，所述根据图像像素值模型获取放大图像在原图像中各像素点位置的像素值的方法包括：
将放大图像中一像素点(α,β)在原图像中对应的位置
Figure BDA0003133928590000031
记为：(i+u,j+v)；
根据图像像素值模型获取放大图像在原图像中一像素点位置的像素值，即f(i+u,j+v)＝(1-u)(1-v)f(i,j)+u(1-v)f(i+1,j)+(1-u)vf(i,j+1)+uvf(i+1,j+1)；
其中，f(i+u,j+v)为放大图像中一像素点在原图像中对应的位置(i+u,j+v)在原图像中对应的像素值；(i,j)为原图像中沿X轴负方向和Y轴负方向上最近的交点，f(i,j)为该点的像素值；(i+1,j)为原图像中沿X轴正方向和Y轴负方向上最近的交点，f(i+1,j)为该点的像素值；(i,j+1)为原图像中沿X轴负方向和Y轴正方向上最近的交点，f(i,j+1)为该点的像素值；(i+1,j+1)为原图像中沿X轴正方向和Y轴正方向上最近的交点，f(i+1,j+1)为该点的像素值；u为点(i,j)与点(i+u,j+v)之间X轴上的距离；v为点(i,j)与点(i+u,j+v)之间Y轴上的距离。
进一步，所述根据放大图像在原图像中各像素点位置的像素值高分辨率放大显示原图像的方法包括：
获取放大图像在原图像中所有像素点位置的像素值，以将低分辨率的原图像放大后高分辨率显示。
第三方面，本发明还提供一种汽车仪表用图像高分辨率显示系统，包括：
放大图像获取模块，获取放大图像中各像素点位置；
原图像获取模块，获取原图像中各像素点位；
像素点对应模块，根据放大倍数获取放大图像在原图像中各像素点位置；
像素值获取模块，根据图像像素值模型获取放大图像在原图像中各像素点位置的像素值；以及
高分辨率显示模块，根据放大图像在原图像中各像素点位置的像素值高分辨率放大显示原图像。
第四方面，本发明还提供一种汽车仪表，包括：
控制模块，以及与该控制模块电性连接的图像放大模块和显示屏；
所述控制模块适于发送低分辨率的原图像至所述图像放大模块；
所述图像放大模块适于将原图像放大后驱动所述显示屏高分辨率的显示放大图像。
本发明的有益效果是，本发明通过获取放大图像中各像素点位置；获取原图像中各像素点位置；根据放大倍数获取放大图像在原图像中各像素点位置；根据图像像素值模型获取放大图像在原图像中各像素点位置的像素值；以及根据放大图像在原图像中各像素点位置的像素值高分辨率放大显示原图像，实现了将低分辨率的图像放大后高分辨率显示，降低了对主控芯片的性能要求，降低了成本。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所涉及的汽车仪表用图像高分辨率显示方法的流程图；
图2是本发明所涉及的双线性插值计算示意图；
图3是本发明所涉及的图像放大示意图；
图4是本发明所涉及的汽车仪表用图像高分辨率显示系统原理框图；
图5是本发明所涉及的汽车仪表示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例1提供了一种汽车仪表用图像像素值模型，
f(i+u,j+v)＝(1-u)(1-v)f(i,j)+u(1-v)f(i+1,j)+(1-u)vf(i,j+1)+uvf(i+1,j+1)；
其中，f(i+u,j+v)为放大图像中一像素点在原图像中对应的位置(i+u,j+v)在原图像中对应的像素值；(i,j)为原图像中沿X轴负方向和Y轴负方向上最近的交点，f(i,j)为该点的像素值；(i+1,j)为原图像中沿X轴正方向和Y轴负方向上最近的交点，f(i+1,j)为该点的像素值；(i,j+1)为原图像中沿X轴负方向和Y轴正方向上最近的交点，f(i,j+1)为该点的像素值；(i+1,j+1)为原图像中沿X轴正方向和Y轴正方向上最近的交点，f(i+1,j+1)为该点的像素值；u为点(i,j)与点(i+u,j+v)之间X轴上的距离；v为点(i,j)与点(i+u,j+v)之间Y轴上的距离。
实施例2
图1是本发明所涉及的汽车仪表用图像高分辨率显示方法的流程图。
如图1所示，在实施例1的基础上，本实施例2还提供一种汽车仪表用图像高分辨率显示方法，包括：获取放大图像中各像素点位置；获取原图像中各像素点位置；根据放大倍数获取放大图像在原图像中各像素点位置；根据图像像素值模型获取放大图像在原图像中各像素点位置的像素值；以及根据放大图像在原图像中各像素点位置的像素值高分辨率放大显示原图像，实现了将低分辨率的图像放大后高分辨率显示，降低了对主控芯片的性能要求，降低了成本。
在本实施例中，所述图像像素值模型适于采用实施例1中的汽车仪表用图像像素值模型。
在本实施例中，所述获取放大图像中各像素点位置的方法包括：根据显示屏幕的尺寸获取放大图像，并构建坐标系获取放大图像各像素点的位置；即根据高分辨率的大尺寸的显示屏幕的尺寸获取放大图像；该坐标系可以以放大图像的边沿构建，也可以以放大图像的中心为圆点构建。
在本实施例中，所述获取原图像中各像素点位置的方法包括：获取低分辨率的原图像在坐标系中各像素点的位置，以及原图像各像素点的像素值。
在本实施例中，所述根据放大倍数获取放大图像在原图像中各像素点位置的方法包括：原图像的尺寸为m*n；
放大图像的尺寸a*b；
则放大图像中一像素点点(α,β)在原图像中对应的位置为：
Figure BDA0003133928590000061
可记为该像素点(α,β)在原图像中对应的虚像素点(虚拟位置)。
图2是本发明所涉及的双线性插值计算示意图。
如图2所示，在本实施例中，所述根据图像像素值模型获取放大图像在原图像中各像素点位置的像素值的方法包括：双线性插值放大法；将放大图像中一像素点(α,β)在原图像中对应的位置
Figure BDA0003133928590000071
记为：(i+u,j+v)；
根据图像像素值模型获取放大图像在原图像中一像素点位置的像素值，即
f(i+u,j+v)＝(1-u)(1-v)f(i,j)+u(1-v)f(i+1,j)+(1-u)vf(i,j+1)+uvf(i+1,j+1)；
其中，f(i+u,j+v)为放大图像中一像素点在原图像中对应的位置(i+u,j+v)在原图像中对应的像素值；(i,j)为原图像中沿X轴负方向和Y轴负方向上最近的交点，f(i,j)为该点的像素值；(i+1,j)为原图像中沿X轴正方向和Y轴负方向上最近的交点，f(i+1,j)为该点的像素值；(i,j+1)为原图像中沿X轴负方向和Y轴正方向上最近的交点，f(i,j+1)为该点的像素值；(i+1,j+1)为原图像中沿X轴正方向和Y轴正方向上最近的交点，f(i+1,j+1)为该点的像素值；u为点(i,j)与点(i+u,j+v)之间X轴上的距离；v为点(i,j)与点(i+u,j+v)之间Y轴上的距离。
点(i,j)、(i+1,j)、(i,j+1)、(i+1,j+1)为虚像素点(i+u,j+v)周围的四个实际的像素点。
在本实施例中，所述根据放大图像在原图像中各像素点位置的像素值高分辨率放大显示原图像的方法包括：获取放大图像在原图像中所有像素点位置的像素值，以将低分辨率的原图像放大后高分辨率显示，即获取所有虚拟位置的像素值，该像素值为放大图像的像素值，以将放大图像在高分辨率的大尺寸的显示屏幕中显示。
图3是本发明所涉及的图像放大示意图。
如图3所示，在本实施例中，以将3x3的图像放大为4x4的图像为例进行说明：原图像表示为3x3的矩阵(像素值处在实线的交叉点上)，放大后的新图像B(放大图像)的第一列与原图像A的第一列的对应关系根据A、B图像的尺寸获取，实际上就是用A的含有小数点的位置的像素值来计算B的像素值，但含有小数点位的像素是不存在的，这里称为虚拟位置；用原图像A的像素值就能计算出放大后B的像素值，B图像的步长相当于A图像步长的(3-1)/(4-1)＝0.66667倍。算法就可以利用这个比率来对应B中像素位置与A中虚拟像素位置的关系：系数依据：(1-1)*0.66667+1＝1；系数依据：(2-1)*0.66667+1＝1.66667；系数依据：(3-1)*0.66667+1＝2.33334；系数依据：4-1)*0.66667+1＝3.00001；因此得到新的B点如下：B(1,1)＝A(1,1)；B(1,2)＝A(1,1.66667)；B(1,3)＝A(1,2.33334)；B(1,4)＝A(1,3.00001)。
实施例3
图4是本发明所涉及的汽车仪表用图像高分辨率显示系统原理框图。
如图4所示，在实施例2的基础上，本实施例3还提供一种汽车仪表用图像高分辨率显示系统，包括：放大图像获取模块，获取放大图像中各像素点位置；原图像获取模块，获取原图像中各像素点位；像素点对应模块，根据放大倍数获取放大图像在原图像中各像素点位置；像素值获取模块，根据图像像素值模型获取放大图像在原图像中各像素点位置的像素值；以及高分辨率显示模块，根据放大图像在原图像中各像素点位置的像素值高分辨率放大显示原图像。
实施例4
图5是本发明所涉及的汽车仪表示意图。
如图5所示，在实施例3的基础上，本实施例4还提供一种汽车仪表，包括：控制模块，以及与该控制模块电性连接的图像放大模块和显示屏；所述控制模块适于发送低分辨率的原图像至所述图像放大模块；所述图像放大模块适于将原图像放大后驱动所述显示屏高分辨率的显示放大图像；控制模块可以是低成本的图像显示主控芯片输出低分辨率的图像，如1280x480；然后将低分辨率的视频信号送至图像放大模块，此图像放大模块采用实施例2中的汽车仪表用图像高分辨率显示方法，根据低分辨率输入的视频信号与实际高分辨率的大屏幕直接的比值进行图像放大。此放大后的图像再去驱动大尺寸、高分辨率(如1920x720)的图像；控制模块输出相对后端的显示屏的分辨率而言，为低分辨率图像是视频信号RGB、行场信号或者为LVDS视频信号；图像放大模块采用FPGA或者专用ASIC进行放大，其中FPGA采用双线性插值放大法(即实施例2中涉及的汽车仪表用图像高分辨率显示方法)，实际运行时初始化程序通知图像放大模块X及Y方向的放大倍数，通过图像放大模块的算法计算，最终实现屏幕的X方向和Y方向的图像放大，最终输出为双8路的LVDS视频信号；放大模块输出的视频信号为双8路LVDS信号，并且为高分辨率的视频信号，满足驱动连接的高分辨率显示屏要求(如12.3英寸，1920x720像素或更高)。
综上所述，本发明通过获取放大图像中各像素点位置；获取原图像中各像素点位置；根据放大倍数获取放大图像在原图像中各像素点位置；根据图像像素值模型获取放大图像在原图像中各像素点位置的像素值；以及根据放大图像在原图像中各像素点位置的像素值高分辨率放大显示原图像，实现了将低分辨率的图像放大后高分辨率显示，降低了对主控芯片的性能要求，降低了成本。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种汽车仪表用图像像素值模型，其特征在于，
f(i+u,j+v)＝(1-u)(1-v)f(i,j)+u(1-v)f(i+1,j)+(1-u)vf(i,j+1)+uvf(i+1,j+1)；
其中，f(i+u,j+v)为放大图像中一像素点在原图像中对应的位置(i+u,j+v)在原图像中对应的像素值；(i,j)为原图像中沿X轴负方向和Y轴负方向上最近的交点，f(i,j)为该点的像素值；(i+1,j)为原图像中沿X轴正方向和Y轴负方向上最近的交点，f(i+1,j)为该点的像素值；(i,j+1)为原图像中沿X轴负方向和Y轴正方向上最近的交点，f(i,j+1)为该点的像素值；(i+1,j+1)为原图像中沿X轴正方向和Y轴正方向上最近的交点，f(i+1,j+1)为该点的像素值；u为点(i,j)与点(i+u,j+v)之间X轴上的距离；v为点(i,j)与点(i+u,j+v)之间Y轴上的距离。
2.一种汽车仪表用图像高分辨率显示方法，其特征在于，包括：
获取放大图像中各像素点位置；
获取原图像中各像素点位置；
根据放大倍数获取放大图像在原图像中各像素点位置；
根据图像像素值模型获取放大图像在原图像中各像素点位置的像素值；以及
根据放大图像在原图像中各像素点位置的像素值高分辨率放大显示原图像。
3.如权利要求2所述的汽车仪表用图像高分辨率显示方法，其特征在于，
所述图像像素值模型适于采用如权利要求1所述的汽车仪表用图像像素值模型。
4.如权利要求2所述的汽车仪表用图像高分辨率显示方法，其特征在于，
所述获取放大图像中各像素点位置的方法包括：
根据显示屏幕的尺寸获取放大图像，并构建坐标系获取放大图像各像素点的位置。
5.如权利要求4所述的汽车仪表用图像高分辨率显示方法，其特征在于，
所述获取原图像中各像素点位置的方法包括：
获取低分辨率的原图像在坐标系中各像素点的位置，以及原图像各像素点的像素值。
6.如权利要求5所述的汽车仪表用图像高分辨率显示方法，其特征在于，
所述根据放大倍数获取放大图像在原图像中各像素点位置的方法包括：
原图像的尺寸为m*n；
放大图像的尺寸a*b；
则放大图像中一像素点点(α,β)在原图像中对应的位置为：
Figure FDA0003133928580000021
7.如权利要求6所述的汽车仪表用图像高分辨率显示方法，其特征在于，
所述根据图像像素值模型获取放大图像在原图像中各像素点位置的像素值的方法包括：
将放大图像中一像素点(α,β)在原图像中对应的位置
Figure FDA0003133928580000022
记为：(i+u,j+v)；
根据图像像素值模型获取放大图像在原图像中一像素点位置的像素值，即f(i+u,j+v)＝(1-u)(1-v)f(i,j)+u(1-v)f(i+1,j)+(1-u)vf(i,j+1)+uvf(i+1,j+1)；
其中，f(i+u,j+v)为放大图像中一像素点在原图像中对应的位置(i+u,j+v)在原图像中对应的像素值；(i,j)为原图像中沿X轴负方向和Y轴负方向上最近的交点，f(i,j)为该点的像素值；(i+1,j)为原图像中沿X轴正方向和Y轴负方向上最近的交点，f(i+1,j)为该点的像素值；(i,j+1)为原图像中沿X轴负方向和Y轴正方向上最近的交点，f(i,j+1)为该点的像素值；(i+1,j+1)为原图像中沿X轴正方向和Y轴正方向上最近的交点，f(i+1,j+1)为该点的像素值；u为点(i,j)与点(i+u,j+v)之间X轴上的距离；v为点(i,j)与点(i+u,j+v)之间Y轴上的距离。
8.如权利要求7所述的汽车仪表用图像高分辨率显示方法，其特征在于，
所述根据放大图像在原图像中各像素点位置的像素值高分辨率放大显示原图像的方法包括：
获取放大图像在原图像中所有像素点位置的像素值，以将低分辨率的原图像放大后高分辨率显示。
9.一种汽车仪表用图像高分辨率显示系统，其特征在于，包括：
放大图像获取模块，获取放大图像中各像素点位置；
原图像获取模块，获取原图像中各像素点位；
像素点对应模块，根据放大倍数获取放大图像在原图像中各像素点位置；
像素值获取模块，根据图像像素值模型获取放大图像在原图像中各像素点位置的像素值；以及
高分辨率显示模块，根据放大图像在原图像中各像素点位置的像素值高分辨率放大显示原图像。
10.一种汽车仪表，其特征在于，包括：
控制模块，以及与该控制模块电性连接的图像放大模块和显示屏；
所述控制模块适于发送低分辨率的原图像至所述图像放大模块；
所述图像放大模块适于将原图像放大后驱动所述显示屏高分辨率的显示放大图像。
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