CN114915803A - 即时影像的缩放装置及缩放方法 - Google Patents

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Abstract

一种即时影像的缩放装置及缩放方法，其中，缩放装置包括储存单元、接收单元、判断单元、计算单元及输出单元，其中储存单元储存数个查找表，各个查找表分别对应至不同的缩放算法。接收单元连接影像输出装置以接收即时影像。判断单元依据即时影像的内容及所需的缩放倍率决定缩放算法，并依据缩放算法从储存单元中读取对应的查找表。计算单元使用判断单元所读取的查找表来对即时影像进行缩放处理以产生处理后影像。输出单元输出计算单元产生的处理后影像。以此可根据实际的影像内容及缩放需求动态地决定适当的算法，以提供较具弹性的图像处理结构，且避免输出影像失真，并可大幅降低硬件的资源需求及缩放处理的运行时间。

Description

即时影像的缩放装置及缩放方法
技术领域
本发明涉及一种缩放装置及缩放方法，尤其涉及一种即时影像的缩放装置及缩放方法。
背景技术
在绝大部分的影像应用环境中，影像会在进行必要处理后被传送到显示器上显示，以供用户查看。然而在一般影像环境中，输入影像与输出影像的分辨率通常会不同(例如影像传感器与显示器的分辨率不同)。于此情况下，图像处理装置需要对影像进行缩放处理(Scaling)，以令影像能够被正常显示。
目前市场上的影像缩放算法很多，各个算法分别有其优点与限制。然而，现有的图像处理装置在进行缩放处理时，通常只会固定地使用单一个缩放算法，而不会针对不同的影像内容及／或缩放需求来做优化处理。因此，常常会得到处理效果不佳的结果。
有鉴于此，市场上实需一个较具弹性的处理架构，能令图像处理装置根据影像内容及缩放需求来动态地更换缩放处理所采用的算法，以达到较佳的图像处理效果。
发明内容
本发明的主要目的，在于提供一种即时影像的缩放装置及缩放方法，可依据影像内容以及缩放需求来动态更换缩放算法，并且借由查找表的方式实现在硬件上。
为了达成上述的目的，本发明的即时影像的缩放装置包括：
一接收单元，连接一影像输出装置，以接收该影像输出装置提供的一即时影像；
一判断单元，连接该接收单元以接收该即时影像，并计算相对于该影像输出装置的一缩放倍率，其中该判断单元被配置为依据该即时影像的内容及该缩放倍率决定对应的一缩放算法，并依据该缩放算法从一储存单元中读取对应的一查找表及一查找参数；
一储存单元，连接该判断单元，以储存数个该查找表及数个该查找参数，其中各该查找表分别对应至不同的该缩放算法，各该查找参数分别记录该即时影像中的各个像素点与对应的该查找表中各个字段的一权重值的一对应关系；
一计算单元，连接该接收单元及该判断单元，依据该判断单元读取的该查找表及该查找参数对该即时影像执行一缩放处理，并产生一处理后影像；及
一输出单元，连接该计算单元，以输出该处理后影像。
如上所述，其中该判断单元被配置为判断是否需对该即时影像执行该缩放处理，并且于判断需要执行该缩放处理时，确认该缩放装置当前可用的一硬件资源，并基于该硬件资源及数个该查找参数过滤该储存单元中的数个该查找表。
如上所述，其中各该查找参数分别记录对应的该查找表所需的该硬件资源或一运行时间。
如上所述，其中该硬件资源为所需的内存空间或带宽。
如上所述，其中该判断单元于接收一影像旋转讯号时判断需要对该即时影像执行该缩放处理，并且该判断单元被配置为依据该影像旋转讯号取得该即时影像旋转前、后对应的该缩放倍率，并且依据该缩放倍率过滤该储存单元中的数个该查找表。
如上所述，其中还包括电性连接该判断单元的一处理器，该处理器接收一缩放操作讯号，并基于该缩放操作讯号判断该缩放处理为一缩小处理或一放大处理，并且判断该缩小处理或该放大处理的该缩放倍率，该判断单元被配置为从该处理器取得该缩放倍率，并且依据该缩放倍率过滤该储存单元中的数个该查找表，其中各该缩放算法分别具有对应至不同缩放倍率的多个该查找表。
如上所述，其中该判断单元被配置为对时间上相邻的一上一张影像进行影像分析，并依据该上一张影像的一影像模糊程度产生一模糊指标，并且依据该模糊指标过滤该储存单元中的数个该查找表。
为了达成上述的目的，本发明的即时影像的缩放方法应用于所述缩放装置，并且包括下列步骤：
a)通过一影像输出装置获得一即时影像；
b)由该缩放装置的一判断单元依据该即时影像的内容及相对于该影像输出装置的一缩放倍率决定对应的一缩放算法，并依据该缩放算法从该缩放装置的一储存单元中读取对应的一查找表及一查找参数，其中该储存单元储存数个该查找表及数个该查找参数，各该查找表分别对应至不同的该缩放算法，各该查找参数分别记录该即时影像中的各个像素点与对应的该查找表中各个字段的一权重值的一对应关系；
c)由该缩放装置的一计算单元根据在该步骤b)中读取的该查找表及该查找参数对该即时影像进行一缩放处理，并产生一处理后影像；及
d)由该缩放装置的一输出单元输出该处理后影像。
如上所述，其中该步骤b)包括：
b1)该判断单元判断是否需对该即时影像执行该缩放处理；
b2)于判断需要执行该缩放处理时，确认该缩放装置当前可用的一硬件资源；及
b3)基于该硬件资源及数个该查找参数过滤该储存单元中的数个该查找表，其中各该查找参数分别记录对应的该查找表所需的该硬件资源或一运行时间。
如上所述，其中该步骤b1)中是于接收一影像旋转讯号时判断需要对该即时影像执行该缩放处理，并且该步骤b)包括：
b4)依据该影像旋转讯号取得该即时影像旋转前、后对应的该缩放倍率；及
b5)依据该缩放倍率过滤该储存单元中的数个该查找表，其中各该缩放算法分别具有对应至不同缩放倍率的多个该查找表。
如上所述，其中该步骤b1)是于接收一缩放操作讯号时判断需要对该即时影像执行该缩放处理，并且该步骤b)包括：
b6)基于该缩放操作讯号判断该缩放处理为一缩小处理或一放大处理；
b7)基于该缩放操作讯号判断该缩小处理或该放大处理的该缩放倍率；及
b8)由该判断单元依据该缩放倍率过滤该储存单元中的数个该查找表，其中各该缩放算法分别具有对应至不同缩放倍率的多个该查找表。
如上所述，其中该步骤b)包括：
b9)由该判断单元对与该即时影像在时间上相邻的一上一张影像进行影像分析，并依据该上一张影像的一影像模糊程度产生一模糊指标；及
b10)依据该模糊指标过滤该储存单元中的数个该查找表。
对照于相关技术，本发明可以根据实际的影像内容以及缩放需求动态地决定适当的算法，借此可提供较具弹性的图像处理结构，并且避免输出影像失真。并且，本发明借由查找表的方式来实现对影像的缩放处理，避免硬件直接执行缩放算法，借此可大幅降低硬件的资源需求以及缩放处理的运行时间。
附图说明
图1为本发明的缩放装置一具体实施例的使用示意图；
图2为本发明的缩放装置一具体实施例的方块图；
图3为本发明的缩放方法一具体实施例的流程图；
图4为影像放大前、后一具体实施例的示意图；
图5为影像放大前、后又一具体实施例的示意图；
图6为本发明一具体实施例的查找表选择流程图；
图7为本发明一具体实施例的缩放判断流程图。
附图中的符号说明：
1…缩放装置；
11…接收单元；
12…计算单元；
13…判断单元；
14…储存单元；
141…查找表；
142…查找参数；
15…输出单元；
16…处理器；
2…影像输出装置；
3…显示器；
4…输入设备；
5…原始影像；
51…原始像素点；
6…放大后影像；
61…放大后像素点；
X11~X17…原始像素点；
Y11~Y20…放大后像素点；
S10~S20…缩放步骤；
S30~S46…选择步骤；
S50~S52、S60~S66…判断步骤。
具体实施方式
现就本发明的一较佳实施例，配合图式，详细说明如后。
本发明揭露了一种即时影像的缩放装置，用以在输入影像的分辨率与输出影像的分辨率不同时，对影像进行缩放处理(Scaling)，借此令输出影像能够符合具备所需的尺寸与分辨率。
首先请参阅图1，为本发明的缩放装置一具体实施例的使用示意图。本发明揭露了一种即时影像的缩放装置(下面将于说明书中简称为缩放装置1)。如图1所示，缩放装置1的一端连接影像输出装置2(例如为内视镜、超音波探头等，但不加以限定)，另一端连接显示器3。缩放装置1接收影像输出装置2所生成并输出的即时影像，并且对即时影像进行缩放处理后，再将处理后影像传送至显示器3进行显示。
于一实施例中，缩放装置1、影像输出装置2与显示器3可整合为一体(例如为行动装置或平板计算机)。于此实施例中，所述影像输出装置2可例如为硬盘、随身碟或云端储存空间等，用以将即时影像输入至缩放装置1中。并且，缩放装置1依据即时影像的分辨率与显示器3的分辨率的差异，对即时影像进行缩放处理以产生处理后影像，再通过显示器3进行显示。
值得一提的是，除了输入端与输出端的分辨率差异之外，当输入端或输出端进行旋转、使用者手动输入缩放倍率或用户通过触控屏幕调整输出影像的尺寸等情况发生时，本发明的缩放装置1都可基于这些动作来对即时影像进行缩放处理，借此令输出影像可以符合用户的观看需求。
本发明的其中一个技术特征在于，缩放装置1可视本身的硬件资源、即时影像的内容、输入端或输出端是否旋转以及所需的缩放倍率等参数的至少其中之一，动态地选择对应的缩放算法，借此实现较为弹性的缩放处理，并且避免输出影像的失真。
本发明的其中一个技术特征在于，使用查找表来取代缩放算法以对即时影像进行缩放处理，可避免缩放装置1直接执行缩放算法。具体地，本发明的缩放装置1预先将各种缩放算法执行后所计算产生的权重值转换成不同的查找表，并且借由查找表来对即时影像进行缩放处理。借此，可以避免缩放装置1直接执行缩放算法，因而可以简化缩放装置1的硬件架构。
请同时参阅图2，为本发明一具体实施例的缩放装置的方块图。如图2所示，本发明的缩放装置1包括接收单元11、计算单元12、判断单元13、储存单元14以及输出单元15，其中接收单元11电性连接计算单元12与判断单元13，判断单元13电性连接计算单元12与储存单元14，计算单元12电性连接输出单元15。
于一实施例中，接收单元11可为端口，例如通用串行总线(Universal SerialBus, USB)、串行周边接口(Serial Peripheral Interface, SPI)、I2C接口等端口，或是行动产业处理器接口(Mobile Industry Processor Interface, MIPI)、串行数字接口(Serial Digital Interface, SDI)等常用影像输出接口的端口，但不加以限定。通过接收单元11，缩放装置1可从内建或外接的影像输出装置2接收即时影像。
于另一实施例中，接收单元11可为无线传输单元，例如Wi-Fi传输单元、蓝牙传输单元或Zigbee传输单元等，但不加以限定。通过接收单元11，缩放装置1可从远程的影像输出装置2无线接收即时影像。
于一实施例中，输出单元15可为影像端口，例如高分辨率多媒体接口(HighDefinition Multimedia Interface, HDMI)、串行数字接口(Serial Digital Interface,SDI)或显示端口(DisplayPort)等端口，但不加以限定。通过输出单元15，缩放装置1可以连接显示器3，并将处理后影像传送至显示器3上进行显示。
于另一实施例中，输出单元15可为缩放装置1上直接配置的显示单元。于此实施例中，缩放装置1可以在对即时影像进行了缩放处理并产生处理后影像后，直接通过输出单元15来显示处理后影像，不需要再连接额外的显示器3。
储存单元14可例如为内存或硬盘，并且储存有数个查找表141以及数个查找参数142。各个查找表141分别对应至不同的缩放算法。各个查找参数142分别对应至一个查找表141，并且记录即时影像中的各个像素点与此查找表141中各个字段所记录的权重值的对应关系(容后详述)。
计算单元12与判断单元13可借由现场可程序化逻辑门阵列(Field ProgrammableGate Array, FPGA)或特殊应用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)来实现。本发明中，计算单元12结合判断单元13通过储存单元14中的数个查找表141与数个查找参数142对即时影像执行缩放处理。
具体地，所述FPGA及／或ASIC记录有计算机可执行程序代码，本发明基于缩放装置1所要实现的功能，将计算机可执行程序代码逻辑区分为计算单元12与判断单元13。换句话说，本发明的计算单元12与判断单元13分别为借由硬件(FPGA或ASIC)与软件(部分的计算机可执行程序代码)的结合所实现的单元。
值得一提的是，除了缩放处理之外，计算单元12与判断单元13还可用以对输入的即时影像执行必须的影像校正程序，例如去马赛克处理(De-bayering)、色阶曲线校正处理(Gamma Correction)、色彩校正处理(Color Correction)、边缘强化处理(EdgeEnhancement)、抖色处理(Dithering)等，以令输出影像有效显示出用户所需的影像细节。
但是，本发明的主要技术方案在于通过缩放装置1对即时影像执行缩放处理，因此于下面说明中，将不针对上述的影像校正程序进行赘述。
在进行图像处理程序时，缩放装置1通过接收单元11接收影像输出装置2提供的即时影像。于一实施例中，影像输出装置2可例如为影像传感器，用以即时感测外部环境并且生成即时影像。于另一实施例中，影像输出装置2于内部预储存有图像文件案，并且影像输出装置在执行了图像文件案后产生连续性的即时影像。
接收单元11接收了即时影像后，将即时影像传送给计算单元12以及判断单元13。本发明中，判断单元13用以判断要使用那一个查找表141(以及对应的查找参数142)对即时影像执行缩放处理，计算单元12用以根据判断单元13的判断结果来实际对即时影像执行缩放处理。
具体地，储存单元14预先储存有数个查找表141，其中各个查找表141分别对应至一个缩放算法。所述缩放算法可例如为最邻近法(Nearest Neighbor Algorithm)、区域插值算法(Inter Area Algorithm)、线性内插算法(Linear Interpolation Algorithm)、立方内插算法(Cubic Interpolation Algorithm)等等，但不以此为限。上述缩放算法为图像处理技术领域中常用的技术方案，于此不再赘述。
本发明中，使用者预先提取出所需的缩放算法所使用的计算公式，并且提取计算公式中的各个计算权重值，接着再依据这些计算权重值来建立对应的查找表141。当计算单元12依据一个查找表141中的各个字段的权重值来对即时影像中的各个像素值进行计算后，即可实现对即时影像的缩放处理，以产生处理后影像。并且，通过查找表141所产生的处理后影像，可达到与通过执行缩放算法所产生的处理后影像相同的效果。
值得一提的是，一个缩放算法可分别对应至多个查找表141，其中各个查找表141分别对应至不同的缩放倍率。举例来说，最邻近法对应至储存单元14中储存的第一查找表及第二查找表，其中第一查找表对应至将尺寸为5*5的影像放大成尺寸为8*8的影像的放大倍率，第二查找表对应至将尺寸为5*5的影像放大成尺寸为10*10的影像的放大倍率。由于在不同的缩放倍率下，即时影像中各个像素值与处理后影像中各个像素值间的对应关系及相关权重值并不相同，因此，必须借由不同尺寸及内容的查找表141来进行处理(容后详述)。
本实施例中，判断单元13会计算一个相对于影像输出装置的缩放倍率，并且基于即时影像的内容以及这个缩放倍率来决定当前应采用的缩放算法。接着，判断单元13再依据所决定的缩放算法从储存单元14中读取对应的查找表141以及查找参数142。举例来说，判断单元13可基于即时影像的分辨率以及所需的输出影像的分辨率来计算所述缩放倍率，或是基于影像输出装置2的分辨率与显示器3的分辨率来计算所述缩放倍率。但是，上述仅为本发明的部分实施范例，不应以此为限。
值得一提的是，若储存单元14中针对一个缩放算法储存有对应至不同缩放倍率的多个查找表141，判断单元13会依据所决定的缩放算法以及所计算的缩放倍率，于储存单元14中读取对应的查找表141及查找参数142。
如上所述，判断单元13主要可以依据即时影像的内容与缩放倍率来决定缩放算法以及对应的查找表141与查找参数142。于一实施例中，所述即时影像的内容例如为判断即时影像是否模糊(例如模糊指标超过门槛值)。于另一实施例中，所述缩放倍率可例如为判断影像旋转后产生的尺寸变化，或是由使用者手动输入的缩放倍率。
于又一实施例中，判断单元13还可依据缩放装置1当前的硬件资源(例如内存空间或带宽)来决定可支持的查找表141与查找参数142。于本实施例中，各个查找参数142还分别记录对应的查找表141所需的硬件资源或运行时间。借此，判断单元13可以查询各个查找参数142以确定使用各个查找表141所需耗费的硬件资源或运行时间，进而判断缩放装置1当前剩余的硬件资源是否可以支持这些查找表141。
当判断单元13决定了一个查找表141以及对应的查找参数142后，计算单元12依据判断单元13所读取的查找表141及查找参数142对即时影像执行缩放处理，并产生处理后影像。最后，计算单元12将处理后影像传递至输出单元15，以借由输出单元15直接显示，或是通过输出单元15将处理后影像传递至所连接的显示器3上显示。
续请同时参阅图1至图3，其中图3为本发明的缩放方法一具体实施例的流程图。图3揭露了本发明的即时影像的缩放方法(下面将于说明书中简称为缩放方法)，所述缩放方法应用于如图1、图2所示的缩放装置1。
如图3所示，首先，缩放装置1通过影像输出装置2获得即时影像(步骤S10)，并且将即时影像传递给判断单元13。
判断单元13获得一个相对于影像输出装置的缩放倍率，并且依据即时影像的内容以及缩放倍率来决定对应的缩放算法(步骤S12)。接着，判断单元13再基于所决定的缩放算法来从储存单元14中读取对应的查找表141与查找参数142(步骤S14)。值得一提的是，步骤S12的目的是由判断单元13来决定如何对即时影像进行处理，借此于储存单元14中过滤符合需求的查找表141与查找参数142。换句话说，步骤S12并不以实际决定一个缩放算法为必要。
如前文所述，储存单元14中可储存数个查找表141及数个查找参数142，其中各个查找表141分别对应至不同的缩放算法。其中，各个查找参数142分别对应至一个查找表141，用以记录即时影像中的各个像素点与所对应的查找表141中各个字段的权重值的对应关系。借由所读取的查找参数142，计算单元12能够得知如何使用查找表141中的权重值来对即时影像中的各个像素值进行计算，而可于步骤S16中对即时影像执行缩放处理。
于步骤S10中，缩放装置1还会将所接收的即时影像传递给计算单元12。步骤S14后，计算单元12依据判断单元13在步骤S14中读取的查找表141以及查找参数142来对即时影像执行缩放处理，以产生处理后影像(步骤S16)。具体地，视所获得的缩放倍率而定，步骤S16中所指的缩放处理可为缩小处理或放大处理，并不加以限定。
步骤S16后，计算单元12输出处理后影像(步骤S18)。于一实施例中，缩放装置1通过输出单元15来直接显示处理后影像。于另一实施例中，缩放装置1通过输出单元15将处理后影像传递至显示器3上显示。
步骤S18后，计算单元12及／或判断单元13判断影像输出装置2是否停止输出即时影像(步骤S20)，即，判断是否需要持续对即时影像进行缩放处理。若于步骤S20中判断为否，则缩放装置1重复执行步骤S10至步骤S18，以持续对后续的即时影像执行缩放处理。若于步骤S20中判断为是，表示缩放装置1不需要再对影像进行处理，因此可结束本次的图像处理程序。
续请参阅图4及图5，分别为影像放大前、后一具体实施例与又一具体实施例的示意图。
图4与图5揭露了原始影像5以及放大后影像6，具体地，原始影像5指的是由影像输出装置2提供的即时影像，放大后影像6指的是缩放装置1对即时影像执行了缩放处理后产生的处理后影像。于图4与图5的实施例中，所述缩放处理为放大处理。
于图4及图5的实施例中，原始影像5为一张5*5的影像(即，由二十五个原始像素点51组成)，放大后影像6为一张8*8的影像(即，由六十四个放大后像素点61组成)。将影像的尺寸从5*5放大为8*8，表示缩放装置1对于原始影像5的缩放倍率为1.6倍。
本发明中，缩放装置1是依据原始影像5的内容以及所述缩放倍率来读取对应的查找表141与查找参数142。并且，缩放装置1参考查找参数142的记载内容，将原始影像5中各个原始像素点51分别乘上查找表141中对应字段上的权重值，借此将尺寸为5*5的原始影像5放大成尺寸为8*8的放大后影像6。
以实际执行线性内插算法为例，缩放装置1可以通过下列公式来将原始影像5中的第一行原始像素点X11~X15放大成放大后影像6中的第一行放大后像素点Y11~Y18。其中，各个像素点X11~X15、Y11~Y18分别代表红(R)、绿(G)、黑(B)三原色，下面不做另外说明。
Figure 846310DEST_PATH_IMAGE002
Figure 107658DEST_PATH_IMAGE004
Figure 621816DEST_PATH_IMAGE006
Figure 344921DEST_PATH_IMAGE008
Figure 893714DEST_PATH_IMAGE010
Figure 185018DEST_PATH_IMAGE012
Figure 796259DEST_PATH_IMAGE014
Figure 464001DEST_PATH_IMAGE016
。
使用者从上述公式中取出各个原始像素点X11~X15与各个放大后像素点Y11~Y18的对应关系以及权重值，即可建立线性内插算法在缩放倍率为1.6倍时使用的查找表141。并且，用户可将上述对应关系记录于查找参数142中。
所述查找表141可如下表一所示：
X11 X12 X13 X14 X15
Y11 1 0 0 0 0
Y12 0.6 0.4 0 0 0
Y13 0 1 0 0 0
Y14 0 0.2 0.8 0 0
Y15 0 0.8 0.2 0 0
Y16 0 0 0 1 0
Y17 0 0 0 0.4 0.6
Y18 0 0 0 0 1
表一
通过查找参数142的指示，缩放装置1的计算单元12可以直接借由上述查找表141 来对所接收的即时影像进行放大处理，并且得到与实际执行线性内插算法完全相同的处理 效果。例如，在计算单元12获得即时影像的原始像素点X11与X12后，就可以参照查找参数 142的内容(如表一所示)，通过
Figure DEST_PATH_IMAGE017
、
Figure 195197DEST_PATH_IMAGE018
与
Figure DEST_PATH_IMAGE019
的 计算，获得处理后影像中的放大后像素点Y11、Y12及Y13。
上述技术方案所能达成的功效在于，使用查找表141所需的硬件资源远低于实际执行缩放算法所需的硬件资源。因此，本发明可以有效达到降低硬件资源的需求并简化结构的目的。
值得一提的是，针对同一个缩放算法，只要缩放倍率相同，缩放装置1就可以使用同一份查找表141。意即，对于使用者来说，针对每一个缩放算法，同一个缩放倍率只需要产生一份查找表141。
举例来说，于使用线性内插算法的情况下，要将尺寸为5*5的即时影像转换成尺寸为8*8的输出影像，与要将尺寸为500*500的即时影像转换成尺寸为800*800的输出影像，可以使用同一份查找表141与查找参数142。其特征在于，计算单元12以循环的方式来重复采用查找表141中的权重值。例如下表二所示：
X11 X12 X13 X14 X15 X16 X17 X18 X19 X20
Y11 1
Y12 0.6 0.4
Y13 1
Y14 0.2 0.8
Y15 0.8 0.2
Y16 1
Y17 0.4 0.6
Y18 1
Y19 1
Y20 0.6 0.4
Y21 1
Y22 0.2 0.8
Y23 0.8 0.2
Y24 1
Y25 0.4 0.6
Y26 1
表二
由上表可看出，将原始像素点X11~X15转换成放大后像素点Y11~Y18所使用的权重值以及对应关系，相同于将原始像素点X16~X20转换成放大后像素点Y19~Y26所使用的权重值以及对应关系。因此，缩放装置1不需要实际产生上表二，而只要在缩放处理的执行过程中，重复使用上表一中记录的权重值来对即时影像中的各个原始像素点51进行处理即可。
从图5的实施例可看出，部分的放大后像素点61仅需要参考单一个原始像素点51就可以获得(例如放大后像素点Y11仅需参考原始像素点X11即可获得)，部分的放大后像素点61需要参考两个原始像素点51才可以获得(例如放大后像素点Y12需参考原始像素点X11及X12才可获得)，而部分的放大后像素点61需要参考四个原始像素点51才能获得(例如放大后像素点Y20需参考原始像素点X11、X12、X16及X17才可获得)。
如上所说明结合图5可看出，要执行线性内插算法所对应的查找表141，缩放装置1需提供的硬件资源为可以完整保存2*2的矩阵的内存空间。更具体地说，若要产生放大后像素点Y20，缩放装置1必须于内存中保存原始像素点X11至X17，直到获得原始像素点X17时，计算单元12才可以依据原始像素点X11、X12、X16、X17以及对应的查找表141及查找参数142来计算产生放大后像素点Y20。而于放大后像素点Y20产生后，缩放装置1才能从内存中删除原始像素点X11、X12。由此可看出，所使用的查找表141越复杂(即，所对应的缩放算法越复杂)，缩放装置1于执行缩放处理时所需的硬件资源就越多。
具体地，如图5所示，在使用线性内插算法所对应的查找表141时，在取得即时影像的第一行的像素点时，仅能先沿着X轴对即时影像进行放大处理。而在取得即时影像的第二行的像素点时，可在满足了2*2矩阵的需求时同时沿着X轴及Y轴对即时影像进行放大处理。并且，由于线性内插算法仅需保留2*2矩阵的空间，因此当取得即时影像的第三行的像素点时，缩放装置1即可删除暂存的第一行的像素点，借此降低所占用的硬件资源。
如上所述，采用线性内插算法所对应的查找表141来进行缩放处理时，需要保留一个2*2的矩阵。以尺寸为400*400的即时影像为例，要对此即时影像中的第1个像素点进行缩小处理，缩放装置1至少需暂存即时影像中的第1个像素点至第402个像素点，如此才能借由第1、第2、第401及第402个像素点来产生缩小后影像中的第1个像素点。由上述说明可看出，使用各个查找表141所需消耗的硬件资源，主要是跟处理一个像素点时需要保留并使用的矩阵大小有关，而与所对应的缩放算法本身的复杂度无关。
但是，上述仅为本发明的部分具体实施范例，但并不以此为限。
再以最邻近法为例，若要将原始影像5中的第一行原始像素点X11~X15放大成放大后影像6中的第一行放大后像素点Y11~Y18时，可以通过下列公式来进行计算。
Figure 267189DEST_PATH_IMAGE020
Figure 614994DEST_PATH_IMAGE022
Figure DEST_PATH_IMAGE023
Figure DEST_PATH_IMAGE025
Figure DEST_PATH_IMAGE027
Figure 230302DEST_PATH_IMAGE028
Figure 488108DEST_PATH_IMAGE030
Figure DEST_PATH_IMAGE032
。
从上述公式中取出各个原始像素点X11~X15与各个放大后像素点Y11~Y18的对应关系以及权重值，即可建立最邻近法在缩放倍率为1.6倍时使用的查找表141，如下表三所示：
X11 X12 X13 X14 X15
Y11 1 0 0 0 0
Y12 1 0 0 0 0
Y13 0 1 0 0 0
Y14 0 0 1 0 0
Y15 0 1 0 0 0
Y16 0 0 0 1 0
Y17 0 0 0 0 1
Y18 0 0 0 0 1
表三
通过查找参数142的指示，缩放装置1的计算单元12可以直接借由上述查找表141来对即时影像进行放大处理，并且得到与实际执行最邻近法完全相同的处理效果。
上述线性内插算法与最邻近法所采用的公式，为图像处理相关领域中的常用技术手段，于此不再赘述。基于与上述相同或相似的公式转换方式，本发明可以将各种常用的缩放算法，例如最邻近法、区域插值算法、线性内插算法、立方内插算法等，分别转换成具有对应效果的查找表141以及查找参数142，并且储存于储存单元14中。意即，本发明的缩放装置1与缩放方法并不实际执行缩放算法，而是直接使用预处理后产生的查找表141与查找参数142来对即时影像进行缩放处理，并获得与实际执行缩放算法所能得到的相同的处理效果。
值得一提的是，使用不同的查找表141可能需要消耗不同程度的硬件资源(即，不同内存容量或带宽)。例如，使用线性内插算法或最邻近法所对应的查找表141时，需要保留2*2的矩阵来对一个像素点进行处理；使用立方内插算法所对应的查找表141时，需要保留4*4的矩阵来对一个像素点进行处理。因此，在预处理阶段，用户需视缩放装置1实际的硬件能力来建立对应的查找表141，以供缩放装置1在执行缩放处理时使用。若查找表141所需消耗的硬件资源超出了缩放装置1的硬件能力，就不需要建立并储存对应的查找表141。
续请同时参阅图1至图6，其中图6为本发明一具体实施例的查找表选择流程图。图6用以对图3的实施例中的步骤S12及步骤S14做更进一步的说明。
如图6所示，首先，在从影像输出装置2接收了即时影像后，缩放装置1通过判断单元13来借由相关信息判断是否需要对即时影像执行缩放处理(步骤S30)。于一实施例中，判断单元13于影像输出装置2的分辨率与输出单元15或显示器3的分辨率不同时，判断需要对即时影像执行缩放处理。于另一实施例中，判断单元13于影像输出装置2、缩放装置1或显示器3旋转时(即，需要对即时影像进行旋转处理)，判断需要对即时影像执行缩放处理。于又一实施例中，判断单元13于用户手动对输出单元15或显示器3上显示的输出影像进行放大操作或缩小操作时，判断需要对即时影像执行缩放处理。
但是，上述仅为本发明的部分实施范例，但并不以此为限。
若于步骤S30中判断不需要对即时影像执行缩放处理，则计算单元12可以直接输出即时影像。
若于步骤S30中判断需要对即时影像执行缩放处理，则于本发明中，判断单元13主要可依据：(1)即时影像是否旋转；(2)缩小处理或放大处理；(3)采用的缩放倍率；(4)缩放装置1当前剩余的硬件资源；(5)各个查找表141所需消耗的硬件资源；(6)各个查找表141所需的运行时间；(7)即时影像是否模糊；(8)即时影像是否为医疗用影像等信息，决定要采用那一种缩放算法，并从储存单元14中挑选对应的查找表141及查找参数142。然而，上述信息仅为举例说明，但并不以上述信息为限。
于一实施例中，计算单元12及／或判断单元13会在缩放装置1启动后执行监控程序，以持续监控缩放装置1的硬件资源。若于步骤S30中判断为是，则判断单元13接着确认缩放装置1当前可用的硬件资源(步骤S32)。例如，判断单元13通过所述监控程序来确认缩放装置1当前剩余的内存空间或是可使用的带宽，但不加以限定。
在确认了缩放装置1的硬件资源后，判断单元13接着基于已确认的硬件资源以及储存单元14中的数个查找参数142，对储存单元14中的数个查找表141进行过滤(步骤S34)。借此，判断单元13可以先滤除缩放装置1当前没有能力支持的一或多个查找表141，借此避免缩放装置1在执行了缩放处理后造成过载。
本实施例中，各个查找参数142除了记录所对应的查找表141中的权重值，以及权重值与即时影像中各个像素点间的对应关系外，还可记录所对应的查找表141所需消耗的硬件资源或所需的运行时间。借此，判断单元13可以通过查找参数142来过滤计算单元12当前可以支持的查找表141。
于步骤S34后，判断单元13所保留的所有查找表141都是缩放装置1当前的硬件资源可以支持的查找表141，因此判断单元13可以基于即时影像的内容以及所需的缩放倍率来对剩余的查找表141做更进一步的过滤动作。
于上述实施例中，判断单元13直接过滤掉当前的硬件资源无法或可能无法负荷的一或多个查找表141。然而于另一实施例中，判断单元13仍可保留当前的硬件资源无法或可能无法负荷的一或多个查找表141(例如将其标记为风险查找表)。
承上，当计算单元12或用户后续仍要选择或使用被标记的风险查找表时，通过输出单元15或显示器3来发出警示讯息。由于硬件资源需求越大的查找表141，往往能提供越好的处理效果，因此在使用者可以承受较大风险(例如缩放装置1过载，或较长的运行时间)的情况下，缩放装置1仍可使用所述风险查找表来对即时影像执行缩放处理。
于步骤S34后，判断单元13确定所需的缩放倍率(步骤S36)，并且于储存单元14中选择符合缩放倍率的需求的一或多个查找表141(步骤S38)。
举例来说，若线性内插算法具有对应至1.6倍的第一查找表、对应至2倍的第二查找表、对应至4倍的第三查找表、对应至0.8倍的第四查找表及对应至0.5倍的第五查找表，则当判断单元13在步骤S36中确定所需的缩放倍率为2倍时，即可于步骤S38中选择上述第二查找表。再例如，若线性内插算法具有对应至2倍的第二查找表，而立方内插算法具有对应至2倍的第六查找表，则当判断单元13在步骤S36中确定所需的缩放倍率为2倍时，即可于步骤S38中选择上述第二查找表以及第六查找表。
步骤S38后，判断单元13可通过即时影像的内容来判断要使用被选择的一或多个查找表141中的那一个查找表141。
值得一提的是，要确认即时影像的内容，就需要对即时影像中的所有像素点进行分析与统计。然而，判断单元13无法在接收即时影像的当下立即完成分析动作。因此，于一实施例中，本发明的缩放装置1会暂存与当前的即时影像于时间上相邻的上一张影像，并且将对上一张影像的分析结果应用在当前的即时影像上。
具体地，于步骤S38后，判断单元13对上一张影像进行影像分析，以判断上一张影像的模糊程度，并产生对应的模糊指标(步骤S40)。并且，判断单元13依据模糊指标来判断上一张影像的内容是否有影像模糊的现象(步骤S42)。
于一实施例中，判断单元13可记录有特定算法。于步骤S42中，判断单元13借由特定算法的执行来判断上一张影像是否有影像模糊的现象。例如，所述特定算法可为边缘检测算法，但不加以限定。
举例来说，判断单元13可以将整张影像逻辑分割成多个区域，并且借由边缘检测算法分别观察每个区域的影像清晰程度，并且计算各个区域的影像清晰程度与门槛值的比较结果，借此产生所述模糊指标。若一个区域的影像清晰程度小于门槛值代表此区域为影像模糊，则若十个区域中有八个区域的清晰程度小于门槛值，即可将所述模糊指标设定为0.8。换句话说，模糊指标与影像整体的清晰程度成反比(即，与模糊程度成正比)。但是，上述仅为本发明的一个具体实施范例，但并不以此为限。
基于所述模糊指标，判断单元13可以选择对应的查找表141来执行缩放处理。例如，使用立方内插算法所对应的查找表141所实现的缩放结果，其造成的模糊情况会比较轻微；相对地，使用最邻近法所对应的查找表141所实现的缩放结果，其造成的模糊情况会比较严重。因此，若所述模糊指标的数值高，则判断单元13可以选择模糊情况较轻微的缩放算法所对应的查找表141，反之亦然。
于步骤S42中，判断单元13主要可基于模糊指标来判断上一张影像的内容的模糊程度，若模糊程度高于某个默认值，即认定上一张影像有影像模糊的现象。若模糊程度没有高于所述默认值，即认定上一张影像没有影像模糊的现象。
若判断单元13于步骤S42中判断上一张影像没有影像模糊的现象，则可选择处理效果一般的缩放算法所对应的查找表141(步骤S44)。借此，判断单元13可以在确保计算单元12所产生的处理后影像可被接受的情况下，保留缩放装置1的硬件资源，并且节省电力。
反之，若判断单元13于步骤S42中判断上一张影像有影像模糊的现象，则可选择处理效果较佳的缩放算法所对应的查找表141(步骤S46)。借此，判断单元13可以在确保计算单元12所产生的处理后影像可以有较佳的处理效果，而能够被使用者所接受。
值得一提的是，判断单元13还可依据即时影像的类型或是应用领域来选择要使用的查找表141。例如，若即时影像为医疗用影像，则为了尽量保留即时影像中的细节，避免处理后影像过于模糊而影响医师的判断，故判断单元13可以无条件选择处理效果最佳的查找表141。
续请同时参阅图1至图7，其中图7为本发明一具体实施例的缩放判断流程图。图7用以说明本发明的判断单元13如何判断是否需要对即时影像进行缩放处理，以及如何获得所需的缩放倍率。
于一实施例中，判断单元13可接收外部的影像旋转讯号(步骤S50)，并且于接收到影像旋转讯号时判断需要对即时影像进行缩放处理。举例来说，影像输出装置2、缩放装置1及／或显示器3上可能设置有陀螺仪或加速度感测仪，当陀螺仪或加速度感测仪感知到装置本身进行了旋转时，就会传送对应的影像旋转讯号给缩放装置1中的判断单元13。通过影像旋转讯号的接收，缩放装置1可以对即时影像进行旋转处理，借此令输出单元15或显示器3可以以正常视角来显示输出影像。
由于影像在旋转前、后的尺寸通常会不一样，因此本发明中，缩放装置1将影像的旋转与否作为是否要进行缩放处理的判断基准之一。举例来说，分辨率为320*200的影像，可能会在旋转90度后放大成解度为400*640的影像。并且，这个分辨率为400*640的影像，会在再次旋转90度后缩小成分辨率为320*200的影像。
值得一提的是，由于输出单元15或显示器3的分辨率是固定的，影像在旋转前、后通常只会有一种尺寸组合。例如在上述实施例中，无论装置如何旋转，影像的分辨率皆只会在320*200与400*640之间进行切换。于此实施例中，判断单元13可以在接收影像旋转讯号后，自动取得即时影像旋转前、后所对应的缩放倍率(步骤S52)。如上所述，由于影像旋转前、后产生的缩放倍率是固定的，因此判断单元13可以预记录此缩放倍率，而不需要通过额外的装置或步骤来进行计算。
于步骤S52后，判断单元13即可依据所取得的缩放倍率来过滤储存单元14中的数个查找表141，借此读取对应至此缩放倍率的一或多个查找表141。
于另一实施例中，判断单元13可接收外部输入的缩放操作讯号(步骤S60)，并且于接收到缩放操作讯号时判断需要对即时影像进行缩放处理。
举例来说，影像输出装置2上可设置有调整按键(图未标示)，用户在使用影像输出装置2以获得即时影像时，可以手动操控调整按键以调整输出影像的尺寸。例如，用户可通过调整按键选择要缩小影像或放大影像，或是通过调整按键来直接设定缩小倍率或放大倍率。于此情况下，影像输出装置2可将对应的缩放操作讯号传送给缩放装置1，以令判断单元13基于缩放操作讯号来选择对应的查找表141与查找参数142。
值得一提的是，不同的缩放算法分别具有各自适合处理的缩放倍率，且不同的缩放倍率所需消耗的硬件资源也不尽相同。因此，本发明令判断单元13可通过所需的缩放倍率来选择较适合的查找表141，可以有效达到较佳的处理效果，并节省硬件资源。
于一实施例中，输出单元15或显示器3可为触摸屏，用户通过输出单元15或显示器3查看输出影像时，可以手动对触摸屏进行操作。例如，使用者可以借由拖拉操作或点击操作来放大或缩小触摸屏上显示的输出影像。于此情况下，输出单元15或显示器3可将对应的缩放操作讯号传送给缩放装置1，以令判断单元13基于缩放操作讯号来选择对应的查找表141与查找参数142。
于另一实施例中，本发明的缩放装置1还可连接如图2所示的输入设备4，例如为键盘、鼠标、无线控制器或触摸板等，不加以限定。用户在查看输出影像时，可以手动操控输入设备4，以调整输出影像的尺寸。例如，使用者可通过输入设备4选择要缩小影像或放大影像，或是直接输入缩小倍率或放大倍率。于此情况下，输入设备4可将对应的缩放操作讯号传送给缩放装置1，以令判断单元13基于缩放操作讯号来选择对应的查找表141与查找参数142。
值得一提的是，如图2所示，缩放装置1还可具有电性连接判断单元13的处理器16。所述处理器16可例如为中央处理单元(Central Processing Unit, CPU)、微控制单元(Micro Control Unit, MCU)、系统单芯片(System on Chip, SoC)等，不加以限定。于一实施例中，缩放装置1需对所接收到的缩放操作讯号进行计算，借此判断使用者的操作是对应至缩小处理或是放大处理，并且判断使用者所需的缩放倍率为何。为了避免判断单元13过载，本发明可通过上述增设的处理器16来对缩放操作讯号进行处理。
于一实施例中，缩放装置1于步骤S60中是通过处理器16接收所述缩放操作讯号，并且，处理器16基于缩放操作讯号判断需要执行的缩放处理为缩小处理或放大处理(步骤S62)。并且，处理器16还基于缩放操作讯号判断所需使用的缩放倍率(步骤S64)。
于步骤S64后，处理器16将确定的一个缩放倍率提供给判断单元13(步骤S66)。如此一来，判断单元13不需要耗费有限的运算能力去计算所需的缩放倍率。于步骤S66后，判断单元13依据处理器16提供的缩放倍率直接对储存单元14中的数个查找表141进行过滤，借此读取对应至此缩放倍率的一或多个查找表141。
如上所述，本发明的缩放装置1与缩放方法可以动态地决定并使用适当的查找表来对即时影像进行缩放处理，借此可提供较具弹性的图像处理结构，并且大幅降低执行缩放处理所需的硬件资源以及运行时间。
以上所述仅为本发明的较佳具体实例，并非因此即局限本发明的专利范围，故举凡运用本发明内容所做的等效变化，均同理皆包含于本发明的范围内，合予陈明。

Claims (12)

1.一种即时影像的缩放装置，其特征在于，包括：
一接收单元，连接一影像输出装置，以接收该影像输出装置提供的一即时影像；
一判断单元，连接该接收单元以接收该即时影像，并计算相对于该影像输出装置的一缩放倍率，其中该判断单元被配置为依据该即时影像的内容及该缩放倍率决定对应的一缩放算法，并依据该缩放算法从一储存单元中读取对应的一查找表及一查找参数；
一储存单元，连接该判断单元，以储存数个该查找表及数个该查找参数，其中各该查找表分别对应至不同的该缩放算法，各该查找参数分别记录该即时影像中的各个像素点与对应的该查找表中各个字段的一权重值的一对应关系；
一计算单元，连接该接收单元及该判断单元，依据该判断单元读取的该查找表及该查找参数对该即时影像执行一缩放处理，并产生一处理后影像；及
一输出单元，连接该计算单元，以输出该处理后影像。
2.根据权利要求1所述的即时影像的缩放装置，其特征在于，该判断单元被配置为判断是否需对该即时影像执行该缩放处理，并且于判断需要执行该缩放处理时，确认该缩放装置当前可用的一硬件资源，并基于该硬件资源及数个该查找参数过滤该储存单元中的数个该查找表。
3.根据权利要求2所述的即时影像的缩放装置，其特征在于，各该查找参数分别记录对应的该查找表所需的该硬件资源或一运行时间。
4.根据权利要求3所述的即时影像的缩放装置，其特征在于，该硬件资源为所需的内存空间或带宽。
5.根据权利要求2所述的即时影像的缩放装置，其特征在于，该判断单元于接收一影像旋转讯号时判断需要对该即时影像执行该缩放处理，并且该判断单元被配置为依据该影像旋转讯号取得该即时影像旋转前、后对应的该缩放倍率，并且依据该缩放倍率过滤该储存单元中的数个该查找表。
6.根据权利要求2所述的即时影像的缩放装置，其特征在于，还包括电性连接该判断单元的一处理器，该处理器接收一缩放操作讯号，并基于该缩放操作讯号判断该缩放处理为一缩小处理或一放大处理，并且判断该缩小处理或该放大处理的该缩放倍率，该判断单元被配置为从该处理器取得该缩放倍率，并且依据该缩放倍率过滤该储存单元中的数个该查找表，其中各该缩放算法分别具有对应至不同缩放倍率的多个该查找表。
7.根据权利要求2所述的即时影像的缩放装置，其特征在于，该判断单元被配置为对时间上相邻的一上一张影像进行影像分析，并依据该上一张影像的一影像模糊程度产生一模糊指标，并且依据该模糊指标过滤该储存单元中的数个该查找表。
8.一种即时影像的缩放方法，应用于一缩放装置，其特征在于，包括：
a)通过一影像输出装置获得一即时影像；
b)由该缩放装置的一判断单元依据该即时影像的内容及相对于该影像输出装置的一缩放倍率决定对应的一缩放算法，并依据该缩放算法从该缩放装置的一储存单元中读取对应的一查找表及一查找参数，其中该储存单元储存数个该查找表及数个该查找参数，各该查找表分别对应至不同的该缩放算法，各该查找参数分别记录该即时影像中的各个像素点与对应的该查找表中各个字段的一权重值的一对应关系；
c)由该缩放装置的一计算单元根据在步骤b)中读取的该查找表及该查找参数对该即时影像进行一缩放处理，并产生一处理后影像；及
d)由该缩放装置的一输出单元输出该处理后影像。
9.根据权利要求8所述的即时影像的缩放方法，其特征在于，步骤b)包括：
b1)该判断单元判断是否需对该即时影像执行该缩放处理；
b2)于判断需要执行该缩放处理时，确认该缩放装置当前可用的一硬件资源；及
b3)基于该硬件资源及数个该查找参数过滤该储存单元中的数个该查找表，其中各该查找参数分别记录对应的该查找表所需的该硬件资源或一运行时间。
10.根据权利要求9所述的即时影像的缩放方法，其特征在于，步骤b1)中是于接收一影像旋转讯号时判断需要对该即时影像执行该缩放处理，并且步骤b)包括：
b4)依据该影像旋转讯号取得该即时影像旋转前、后对应的该缩放倍率；及
b5)依据该缩放倍率过滤该储存单元中的数个该查找表，其中各该缩放算法分别具有对应至不同缩放倍率的多个该查找表。
11.根据权利要求9所述的即时影像的缩放方法，其特征在于，步骤b1)是于接收一缩放操作讯号时判断需要对该即时影像执行该缩放处理，并且步骤b)包括：
b6)基于该缩放操作讯号判断该缩放处理为一缩小处理或一放大处理；
b7)基于该缩放操作讯号判断该缩小处理或该放大处理的该缩放倍率；及
b8)由该判断单元依据该缩放倍率过滤该储存单元中的数个该查找表，其中各该缩放算法分别具有对应至不同缩放倍率的多个该查找表。
12.根据权利要求9所述的即时影像的缩放方法，其特征在于，步骤b)包括：
b9)由该判断单元对与该即时影像在时间上相邻的一上一张影像进行影像分析，并依据该上一张影像的一影像模糊程度产生一模糊指标；及
b10)依据该模糊指标过滤该储存单元中的数个该查找表。
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