CN1172521C - 用于检测图象数据的放大率或缩小率的设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于检测图象的放大率或缩小率未知的数字图象数据的放大率或缩小率的放大率或缩小率检测设备，其中包括：用于将数字图象数据按预定的水平或竖直的块的尺寸分区的分区装置；用于将已分区的块频率变换为两维的变换装置；对每个频率求出各块的相同频率的总和的加法装置；用于用相加结果检索能量集中的频率的检索装置；用于基于检索的结果计算比率的计算装置；用于将图象数据的图象重建为具有计算所得的比率的图象的重建装置。

Description

用于检测图象数据的放大率或缩小率的设备和方法

技术领域

该发明涉及测量数字图象数据中的未知放大率或缩小率的技术。

背景技术

通常，对于这种图象放大率或缩小率检测电路，必须首先提供某个目标图象的放大率或缩小率，作为该图象的附加数据，并用相同的数据格式，就如日本专利51294/1992，日本专利295545/1995和日本专利129356/1996中描述的技术一样。

但是在上述技术中，附加数据易被干扰破坏，原始图象的放大率或缩小率就会丢失。

因此，为解决该问题，设备必须增加一个电路，这意味着通过下列方法来重建附加数据，或者增加一个复杂的错误纠正电路，或者通过将几倍的附加数据都加在图象数据上等等。

但是这样仍存在一个缺点，设备将变得复杂化且电路规模变大。

同时，在通常的技术中，缩小率或放大率是通过在图象本身加入参考信号(作为同步信号的参考)来检测的，直到图象本身已经放大或缩小并且可检测到最大幅度的同步信号时才返回。

但是，在图象本身加入同步信号相当于插入数据或噪声，这对图象本身产生某些影响，并将使图象本身的质量变差。此外，由于在整个图象平面上反复地缩小和放大，需要做大量处理并占用很大的存储图象的内存，因此，其中一个缺点是电路规模变大。

发明内容

所以，该发明的目的是解决上述问题。

同时，该发明也提供了一种检测设备和检测方法，用简单的电路，同时不影响图象质量，检测图象合适的缩小和放大率。

该发明的上述目的是通过放大率检测设备实现的，该设备检测数字图象数据的放大率，该数据中的图象的放大率未知。该放大率检测设备包括下列单元：用于将数字图象数据按预定的水平或竖直的块的尺寸分区的分区单元，其中图象的放大率未知；用于将已分区的块频率变换为两维的变换单元；用于将全块中频率相同的块的频率相加以得到相同频率的频率加法单元；用于用相加结果检索能量集中的频率的检索单元；用于基于检索的结果计算放大率的计算单元；用于将图象数据的图象重建为具有计算所得的放大率的图象的重建装置。

另外，该发明的上述目的也通过检测数字图象数据的未知缩小率的缩小率检测设备实现。该缩小率检测设备包括下列单元：用于将图象的缩小率未知的数字图象数据按预定的水平或竖直的块的尺寸分区的分区单元；用于将已分区的块频率变换为两维的变换单元；用于对每个块中在整个块内频率相同的成分相加，对每个频率求出各块的相同频率的总和的加法单元；用于用相加结果检索能量集中的频率的检索单元；用于基于检索的结果计算缩小率的计算单元；用于将图象数据的图象重建为具有计算所得的缩小率的图象的重建装置。

使上述检索单元选择具有其能量按最高的顺序排序的频率的n个信号将更为可取，并可获得能量集中的频率-能量分布。

此外，上述计算单元从检索单元得到的频率-能量分布中确定一系列能量集中的频率，并计算该系列相应的放大率或缩小率。

另外，即使建立循环电路，将上述检索单元的输出重新接到上述分区单元，也不能一次得到正确的放大率或缩小率，可在第一次得到的大致的放大率或缩小率的基础上做再次处理。

此外，当然可以将上述的放大率检测设备和上述的缩小率检测设备组合在一起，组成一个放大率或缩小率检测设备。

另外，该发明的上述目的是通过用于检测图象的放大率未知的图象数据放大率检测方法实现的。该图象数据放大率检测方法步骤如下：

(a)按预定的水平和竖直块尺寸将放大率未知的数字图象数据分区；

(b)将已分区的块频率变换到两维；

(c)在整个块内每个频率相同的块的频率相加，对每个频率求出各块的相同频率的总和；

(d)用上述和的结果得到一系列能量集中的频率；以及

(e)计算基于上述一系列能量集中的频率的图象的放大率。

此外，该发明的上述目的是通过用于检测图象的缩小率未知的数字图象数据的缩小率的图象数据缩小率检测方法实现的。该图象数据缩小率检测方法步骤如下：

(a)按预定的水平和竖直块尺寸将数字图象数据分区，该数据中的图象的缩小率未知；

(b)将已分区的块频率变换到两维；

(c)在整个块内每个频率相同的块的频率相加，对每个频率求出各块的相同频率的总和；

(d)用上述和的结果得到一系列能量集中的频率；以及

(e)计算基于上述一系列能量集中的频率的图象的缩小率。

在上述步骤(d)中，n个频率是按其对应能量最高的顺序选择的，并得到能量集中的频率-能量分布。在上述步骤(e)中，基于得到的频率-能量分布确定的是一系列能量集中的频率，并且计算的放大率或缩小率也与该系列频率相关。

此外，即使一次不能得到正确的放大率或缩小率，也可以通过重复上述步骤得到更精确的放大率或缩小率。

根据如上文所述的发明，图象的放大率或缩小率不会受到干扰影响。原因是不需要将放大率或缩小率以数据形式加到图象中。所以放大率或缩小率数据不会丢失。

同时，根据该发明，可以避免图象质量下降。其原因是不需要在图象中插入用来找到图象的原始尺寸的图象参考信号。

附图说明

在阅读了下面的详细描述和附图之后，该发明的上述目的以及其他目的、特点和优点将更加明显。其中附图说明如下：

图1是表示该发明的缩小率或放大率检测电路的一个实施例的构造的方框图；

图2是一个原始图象的频率-能量分布；

图3是图象被放大一倍后的频率-能量分布；以及

图4是图象缩小率为1/2时的频率-能量分布。

具体实施方式

下面将参照附图说明本发明的实施例。

图1是该实施例的放大率或缩小率检测设备的方框图。

在图1中，附图标记100是块分区设备。该块分区设备100将图象数据分区，其中图象的放大率或缩小率未知，分区是通过预定的水平或竖直的块尺寸来实现的(水平n像素×竖直n行)。在该实施例中，图象数据700被分成水平8像素竖直8行大小的块。此外，用相同方法处理块尺寸不是8×8的情况。通常，这可以通过对已分区的块的竖直行数储存来实现。

附图标记200是像素频率变换器。该像素频率变换器200将已分区的块的像素频率变换为两维。在该实施例中，对块的像素数据110作DCT(离散余弦变换)，得到一块的一系列频率。此外，关于频率变换的方法，可以采用一般的频率变换，例如FFT(快速傅立叶变换)。

附图标记300是加法器。该加法器300计算全图象平面上块的频率成分，将每个相同频率成分的相同频率成分求和。例如，对于频率f1，加法器300通过将每一个块中的频率f1相加，计算出全图象平面的频率f1的和。对于所有频率的计算，例如频率f2，频率f3，……都用相同的方法。

附图标记400是能量检索设备。该能量检索设备400使用累加的结果，检索能量集中的频率成分。在该实施例中，在频率求和信号310中，按其频率按最高能量排序的顺序选择n个信号。

或者说，得到一系列能量集中的频率。

附图标记500是放大率或缩小率计算器。该放大率或缩小率计算器500基于检索结果计算放大率或缩小率。特别是，该放大率或缩小率计算器500首先存储某些频率系列，在这些频率系列对应集中放大率或缩小率的较高能量。以能量检索信号410确定一系列能量集中的频率，并通过使确定的系列相应于以前存储的系列来计算放大率或缩小率。

附图标记600是图象存储器，存储图象数据700并重建图象为具有所得放大率或缩小率的图象。

此外，该设备还有循环电路800用于将图象再次返回到块分区设备，该图象是被重建为具有所得的大致的放大率或缩小率的图象的，这样做是因为不能在一次处理中得到正确的放大率或缩小率。

根据上面构造的设备，不依赖于指示放大率或缩小率的附加数据而检测放大率或缩小率是可能的。

其次，将解释该设备的操作。

块尺寸分区设备100按预定水平或竖直大小的块将图象数据700分区。在这里，为简化解释说明，解释说明是在水平8像素竖直8列的情况下的。在8×8大小情况下，块尺寸分区电路通常有相应8行的存储，重新生成每行和每像素的地址，并且按顺序将像素数据存储在存储器[102]中。当8×8像素相应的数据存储在存储器中之后，数据被传输到像素频率变换器200。

像素频率变换器200收到块产生的图象数据110，对8×8大小数据像素作频率变换。为简化解释说明，在这里使用DCT变换。应用了频率变换的数据显示为频率能量分布，表示了已分区的块的特性。该分布作为两维频率信号210输出。

加法器300得到整个图象平面上每个相同频率的相同频率的能量的和，该图象平面是由两维频率信号210所得的。每个分区的块的频率能量分布显示其独立特性，而通过全图象平面求和得到的分布描述的是全图象平面的能量分布。这作为频率求和信号310，并作为能量检索设备400的输入。

能量检索设备400可以通过从频率求和信号310中选择n个信号确定整个图象平面的不平衡，该n个信号的频率是按最高能量的顺序排序的。例如，在图象平面放大两倍的情况下，在频率求和信号310中，最高频率的能量非常低，而次高频率的能量较高。因此，一系列具有高能量的频率被能量检索设备400检索，检索结果作为能量检索信号410输出。

放大率或缩小率计算器500从有高能量的频率的能量分布找到一系列频率，该频率的能量是由能量检索信号410显示的。并且，该计算器500从一种能量分布的一些系列频率计算放大率或缩小率，该能量分布是相应于先前存储的放大率或缩小率以及由能量检索信号410确定的能量分布的一系列频率的。

例如，在DCT变换的情况下，在原始图象的分布中，能量通常如图2所示集中在最高频率上。另一方面，在图象放大率为2的情况下，如图3所示，能量分布(一系列具有较高能量的频率)在某一频率产生偏移(offset)。同时，在缩小率为1/2的情况下，如图4所示，能量分布在高频率。这些信息已预先存储在放大率或缩小率计算器500之中，并且，放大率或缩小率是由一系列从能量检索信号410输出的具有高能量的频率计算的。

例如，如果从能量检索信号410输出的能量分布(一系列具有高能量的频率)是如图3所示分布的话，放大率或缩小率计算器500可以确定图象数据的放大率为2。同样，如果从能量检索信号410输出的能量分布(一系列具有高能量的频率)是如图4所示分布的话，放大率或缩小率计算器500可以确定图象数据的缩小率为1/2。

图象的缩小率或放大率是用这种方法计算的，放大率输出到图象存储器600，并且，将图象重建为具有原始图象率的图象是可能的。

此外，在一次处理不能得到正确的放大率或缩小率的情况下，图象被重建为具有得到的大致的放大率或缩小率的图象，并通过循环电路800图象再次返回到块分区设备100，并重复上面提到的相同的操作。

Claims (22)

1.一种用于检测图象放大率未知的数字图象数据的放大率的放大率检测设备，其特征在于，其中包括：

用于将图象的放大率未知的数字图象数据按预定的水平或竖直的块的尺寸分区的分区装置；

用于将已分区的块频率变换为两维的变换装置；

用于对所述每个块中在整个块内频率相同的成分相加，对每个所述频率求出各块的相同频率的总和的加法装置；

用于用相加结果检索集中的能量的频率的检索装置；

用于基于检索的结果计算放大率的计算装置；以及

用于将图象数据的图象重建为具有所述计算所得的放大率的重建装置。

2.根据权利要求1所述的放大率检测设备，其特征在于，所述变换设备，包含对所述已分区的块的数据应用离散余弦变换的装置。

3.根据权利要求1所述的放大率检测设备，其特征在于，所述检索装置包含从所述累加结果中选择具有按其最高能量排序的频率的前n个信号的设备，从而得到能量分布。

4.根据权利要求1所述的放大率检测设备，其特征在于，所述计算设备从所述检索设备检索的能量分布中确定一系列能量集中的频率，并计算图象的放大率。

5.根据权利要求1所述的放大率检测设备，其特征在于，其中具有用于将所述重建设备的输出再次返回到所述分区装置的循环电路。

6.一种用于检测图象缩小率未知的数字图象数据的缩小率的缩小率检测设备，其特征在于，其中包括：

用于将图象的缩小率未知的数字图象数据按预定的水平或竖直的块的尺寸分区的分区装置；

用于将已分区的块频率变换为两维的变换装置；

用于对所述每个块中在整个块内频率相同的成分相加，对每个所述频率求出各块的相同频率的总和的加法装置；

用于用相加结果检索能量集中的频率的检索装置；

用于基于检索的结果计算缩小率的计算装置；以及

用于将图象数据的图象重建为具有所述计算所得的缩小率的图象的重建装置。

7.根据权利要求6所述的缩小率检测设备，其特征在于，所述变换设备包含对所述已分区的块的数据应用离散余弦变换变换的装置设备。

8.根据权利要求6所述的缩小率检测设备，其特征在于，所述检索装置包含从所述累加结果中选择具有按其最高能量排序的频率的前n个信号的设备，从而得到能量分布。

9.根据权利要求6所述的缩小率检测设备，其特征在于，所述计算装置从所述检索设备检索的能量分布中确定一系列能量集中的频率，并计算图象的缩小率。

10.根据权利要求6所述的缩小率检测设备，其特征在于，具有用于将所述重建设备的输出再次返回到所述分区装置的循环电路。

11.一种用于检测放大率未知的数字图象数据的放大率的放大率检测设备，其特征在于，其中包括：

用于将所述放大率未知的数字图象数据按预定水平或竖直块尺寸来分区的分区装置；

用于通过离散余弦变换方法将已分区的块频率变换为两维变换装置；

用于得到所有所述已频率变换的块中所有块的相同频率的频率和的相加装置；

用于从累加结果中选择具有按其最高能量排序的频率的前n个信号的检索装置，并且输出能量集中的频率的能量分布；

用于确定基于所述能量分布的一系列能量集中的频率并计算与所述系列相应图象的放大率计算装置；以及

用于将图象数据的图象重建为具有所述计算所得的放大率的图象的重建装置。

12.根据权利要求11所述的放大率检测设备，其特征在于，其中具有用于将所述重建设备的输出再次返回到所述分区装置的循环电路。

13.一种用于检测缩小率未知的数字图象数据的缩小率的缩小率检测设备，其特征在于，其中包括：

用于将所述缩小率未知的数字图象数据按预定水平或竖直块尺寸来分区的分区装置；

用于通过离散余弦变换方法将已分区的块频率变换为两维变换装置；

用于得到所有所述已频率变换的块中所有块的相同频率的频率和的相加装置；

用于从累加结果中选择具有按其最高能量排序的频率的前n个信号的检索装置，并且输出能量集中的频率的能量分布；

用于确定基于所述能量分布的一系列能量集中的频率并计算与所述系列相应图象的缩小率计算装置；以及

用于将图象数据的图象重建为具有所述计算所得的缩小率的图象的重建装置。

14.根据权利要求13所述的缩小率检测设备，其特征在于，其中具有用于将所述重建设备的输出再次返回到所述分区装置的循环电路。

15.一种用于检测放大率未知的数字图象数据的放大率的图象数据放大率检测方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：

(a)按预定的水平和竖直块尺寸将放大率未知的数字图象数据分区；

(b)将已分区的块频率变换为两维；

(c)对每个块中在整个块内频率相同的成分相加，对每个频率求出各块的相同频率的总和；

(d)使用所述和的结果得到一系列能量集中的频率；以及

(e)计算基于所述能量集中的系列频率的图象的放大率。

16.根据权利要求15所述的图象数据放大率检测方法，其特征在于，另外包括将图象数据重建为所述计算得到的图象放大率的步骤(f)。

17.根据权利要求15所述的图象数据放大率检测方法，其特征在于，所述方法有一个步骤：对所述图象数据再次应用所述步骤(a)到(f)，该数据已被重建为所述计算得到的图象放大率。

18.根据权利要求15所述的图象数据放大率检测方法，其特征在于，在所述步骤(b)，频率变换是离散余弦变换。

19.一种用于检测缩小率未知的数字图象数据的缩小率的图象数据缩小率检测方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：

(a)按预定的水平和竖直块尺寸将缩小率未知的数字图象数据分区；

(b)将已分区的块频率变换为两维；

(c)对每个块中在整个块内频率相同的成分相加，对每个频率求出各块的相同频率的总和；

(d)使用所述和的结果得到一系列能量集中的频率；以及

(e)计算基于所述能量集中的系列频率的图象的缩小率。

20.根据权利要求19所述的图象数据缩小率检测方法，其特征在于，另外包括将图象数据重建为所述计算得到的图象缩小率的步骤(f)。

21.根据权利要求19所述的图象数据缩小率检测方法，其特征在于，所述方法有一个步骤：对所述图象数据再次应用所述步骤(a)到(f)，该数据已被重建为所述计算得到的图象缩小率。

22.根据权利要求19所述的图象数据缩小率检测方法，其特征在于，在所述步骤(b)，频率变换是离散余弦变换。

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