CN1175844A - 图象处理装置和处理方法 - Google Patents

Abstract

原始图象水平垂直方向内的象素数n、m、转换后图象水平垂直方向内的象素数N、M提供给除法装置。获得比值A=N/n和B=M/m。电路累计比值A的倒数1/A。地址产生电路产生在4个点处的地址,计算与∑(1/A)整数部分对应的转换后象素密度值。地址提供给多个存储器。从存储器读出的4点处象素数据分别提供给乘法器装置。∑(1/A)的小数部分作为插入系数p供给乘法装置。系数(1－q)提供给乘法装置。在垂直方向,系数q和(1－q)分别供给乘法装置。

Description

图象处理装置和处理方法

本发明涉及到一种允许以任意一个比例放大/缩小一个图象并被用于广播站、电视接收机或录象机等中的一个特殊执行单元中的图象处理装置并涉及到一个图象处理方法。

在家用电视机中，将缩小或放大的屏幕与原来的屏幕一起显示的所谓画中画系统以及画和画系统是特别有用的。画中画系统是安排了一个比主屏幕要小的子屏幕，并在原始屏幕(主屏幕)上显示该子屏幕。另一方面，画和画系统是设置并显示多个小图象。在画中画系统以及画和画系统中，另外一个屏幕被以任一固定比例缩小或放大，所述比例是原始屏幕尺寸的倍数。因此，通过简单地过滤和冲淡需要被缩小(放大)的原始屏幕的象素，可以获得被缩小或放大的图象，并几乎不会产生图象质量的失真。

图5示出了根据现有技术的一个用于缩小/放大图象的滤波器结构的例子。在图5中，水平内插滤波器101是一个低通滤波器。水平内插滤波器101包括多个一象素延迟装置D、多个系数乘法装置和一个加法装置。垂直滤波器102是一个低通滤波器。垂直滤波器102包括多个一线延迟装置H、多个系数乘法装置和一个加法装置。

当图象被缩小时，从端线100接收的图象数据被提供给水平内插滤波器101和垂直内插滤波器102。水平内插滤波器101和垂直内插滤波器102分别在水平方向和垂直方向插入图象数据。生成图象数据的象素被以预定缩小比例冲淡并写入到场存储器103中。当在水平方向和垂直方向上所述图象尺寸都被缩小1/2时，在图象数据水平方向上的每第二个象素和在垂直方向上的每第二条线被写入场存储器103。从所述场存储器103中读出被缩小了的图象数据并被从端线104提供。

当图象数据被放大时，从端线100接收彼此以预定间隔在水平方向和垂直方向放置的伪数据的图象数据。生成的图象数据被在水平方向和垂直方向插入并写入到场存储器103中。

在利用这样一种滤波器内插和冲淡图象数据象素的图象缩小处理中，当原始图尺寸对于缩小后图象尺寸的缩小比是一个简单整数比时，图象数据的象素可以被很容易地冲淡。因此，图象数据能够在具有相对高图象质量的情况下被减少。这个性质还可以应用到图象的放大处理。但是，在可以自由设定被缩小图象尺寸的情况下，缩小比就不能变成简单的整数了。在这种情况下，由于均匀地冲淡象素非常困难，所以，图象的质量将出现失真。例如，被缩小图象的斜线不能够被平滑地显示。类似地，在图象放大处理中，这样一种情况也会发生。特别是，当原始图象的尺寸对缩小/放大图象尺寸的比值是1/2到1或大于1时，图象的质量明显失真。

作为一种可以以任一比例缩小或放大一个图象而不使图象质量失真的方法，例如，一种线性内插方法是公知的。现在假设原始图象分别在水平和垂直方向上被取样为m个象素和n个象素。另外，认为由m×n个象素组成的图象被放大成由在水平方向上的M个象素和在垂直方向上的N个象素组成的图象。

根据这样一种方法，逆镜象处理使被转换象素的坐标与其原来的原始坐标发生联系。图6示出了被转换图象的象素被逆镜象成其原来坐标的情况。由黑点“●”表示的象素示出了被逆镜象处理成原来坐示的象素a。由白点“○”表示的象素示出了一个原始象素。被转换图象象素a的密度值(此后，“象素a的密度值”被称之为“密度值a”)是通过将在原始4个相邻点处的象素a的密度值乘以象素a之间的倒数得到的。换言之，当在每个点处的象素密度值以d(x，y)的形式表示时，密度值a以下述公式(1)表示：

a＝(1-q(1-p)×d(x，y)+(1-q)×d(x+1，y)+q(1-p)×d(x，y+1)+qpx(x+1，y+1)    …(1)

利用这样一种内插处理，当一个图象被以不是倍数的任一比例缩小或放大时，例如，斜线就能够在具有比较小图象失真的情况下被平滑地显示。

用这种方法，应该为各图素计算系数p和q。图7示出了原始图象和被转换图象之间的关系。在这例子中，由m×n个象素组成的原始图象被转换成由M×N个象素组成的图象(m＜M，n＜N)。在这种情况下，在水平方向上的缩小/放大比值A和在垂直方向上的缩小/放大比值B分别是通过下述公式(2)和(3)获得的：

           A＝N/n    …(2)

           B＝M/m    …(3)

通过将被转换图象的象素坐标(X，Y)除以转换比A和B，可以获得被逆镜象成原始坐标的象素坐标。因此，如上所述，对应于在被逆镜象转换成原始坐标的象素(X，Y)的原始4个相邻象素位置(X，Y)，(X+1，Y)，(X，Y+1)，(X+1，Y+1)处的象素密度值和在逆镜象基础上的4个点和坐标之间的距离计算被转换象素(X，Y)的密度值，

当象素(X，Y)被逆镜象转换成原始坐标时，其原始坐标的位置可以被表示成与转换比值A和B相对应，其表示式如下；

            x/A＝X₁.P_x    …(4)

            y/B＝Y₁.q_y    …(5)

在公式(4)和(5)中，X₁和Y₁表示一个象素已经被转换后的坐标；P_x和q_y表示内插系数；X₁和P_x之间以及Y₁和q_y之间的“.”表示十进制小数点。换言之，X₁和Y₁是x/A和y/B计算结果的整数部分。表示内插系数的P_x和q_y是小数部分。因此，转换后象素位置与原始象素位置不相符合的小数部分被用于内插系数。

图8示出了对应于这种操作缩小和放大一个图象的结构和利用线性内插方法计算结果的例子。存储器110a、110b、110c和110d是随机存取存储器。原始图象数据(未示出)被写入存储器110a、110b、110c和110d。地址发生电路117向存储器110a、110b、110c和110d提供地址信号。由此，象素数据被从存储器110a、110b、110c和110d中读出。

图象被放大或缩小后在水平方向上一定数量的象素N和原始图象在水平方向上一定数量的象素n被分别提供给端子112和113。一定数量的象素N和一定数量的象素n被提供给除法装置114。除法装置114输出放大/缩小转换比A。在这点处，为简化下游级的处理；计算n/N，并借此获得1/A。转换比A的倒数1/A被提供给高速乘法装置115，该装置115执行对应于从水平坐标计数器116接收的计数值的乘法操作。

水平坐标计数器116连续产生计数值，该计数值表示原始图象水平方向一个象素的坐标x。该计数值被提供给高速乘法装置115。高速乘法装置115将由所述计数值表示的坐标x乘以上述转换比的倒数1/A，并输出x/A。如上所述，x/A计算结构的整数部分被作为转换后的坐标X1提供给地址产生电路117。x/A计算结果的小数部分被作为插入系数p提供给乘法装置119a和119b。另外，小数部分还被提供给反相电路118，该电路118输出所接收数据的“1”的补码。由此，反相电路118输出值1-p。值1-p被提供给乘法装置119c和119d。

以与图象水平方向相同的方式对图象的垂直方向进行处理。换言之，分别从端子120和121接收一定数量在垂直方向上的原始图象象素m和一定数量在垂直方向上的被转换后图象象素M。一定数量象素m和一定数量象素M被提供给除法装置122。除法装置122计算m/M并输出转换比的倒数1/B。倒数1/B被提供给乘法装置123，乘法装置123从坐标计数器124中接收表示坐标y的计数值，坐标计数器124连续产生表示在垂直方向中原始图象象素y的计数值。乘法装置123将由所述计数值表示的坐标y乘以上述转换系数的倒数1/B并输出y/B。乘法结果的整数部分被作为转换后的坐标Y1与转换后坐标X1一起提供给地址产生装置117。乘法结果的小数部分被作为插入系数q提供给乘法装置119a和119c。另外，小数部分还被提供给反相电路125，该电路125输出作为所接收数据的“1”的补码的1-q。值1-q被提供给乘法装置119a和119c。

地址产生电路117根据从存储器110a、110b、110c和110d中获得的与所提供坐标X₁和Y₁对应的转换后坐标的密度值产生用于读出在所使用的原始图象4个点处象素数据的地址。换言之，地址产生电路117产生地址(x₁，y₁)，(x₁+1，y)，(x₁，y₁+1)和(x₁+1，y₁+1)，以用于读出与所提供坐标X₁和Y₁对应的坐标(x₁，y₁)，(x₁+1，y)，(x₁，y₁+1)和(x₁+1，y₁+1)的象素数据。所产生的地址被提供给存储器110a、110b、110c和110d。

与所提供的地址相对应，坐标(x₁，y₁)，(x₁+1，y)，(x₁，y1+1)和(x₁+1，y₁+1)的象素数据(密度值)被分别从存储器110a、110b、110c和110d中读出。由于4个点处的密度值被同时读出，所以，需要4个存储器110a、110b、110c和110d，相同的原始图象数据被写入这4个存储器。密度值d(x₁，y₁)，d(x₁+1，y)，d(x₁，y₁+1)和d(x₁+1，y₁+1)被分别提供给乘法装置126a、126b、126c和126d。

乘法装置119a、119b、119c和119d被提供有插入系数和它的“1”的补码，乘法装置126a、126b、126c和126d被提供有密度值，加法装置127a、127b和128执行由公式(1)表示的操作并获得已经被转换的象素密度值。

但是，在图8所示的传统结构中，为获得插入系数，需要在水平方向和垂直方向上的除法装置和乘法装置(包括高速乘法装置)。由于除法装置和乘法装置具有很多门电路，所以使用于所述装置的IC成本增加。

另外，当在同一个显示器上显示以任一比例进行转换后的多个屏幕时，对于每一个屏幕都需要在水平方向和垂直方向上的除法装置和乘法装置。因此，为了产生用于进行线性插入处理的系数，电路规模变得很大，从而增加了装置的成本。

因此，本发明的目的就是提供一种图象处理电路，该电路允许以任一比例放大/缩小一个图象，以作为画中画系统，并且，作为例子，提供一种具有小电路规模的电视机，同时，本发明还提供了一种相应的图象处理方法。

本发明提供一种图象处理装置，用于以任一比例放大/缩小数字数据的每一个象素，该装置包括：用于以如下方式获得转换比的一个装置，所述方式是将需要被放大/缩小的原始图象的象素数作为除数，而转换后图象的象素数作为被除数；累计装置，用于累计转换比的倒数；位置信息产生装置，用于产生位置信息，所述位置信息用于获得与累计装置所获结果的整数部分值相对应的被插入的原始象素数据；和插入装置，用于插入原始图象数据，以便获得转换后象素的值，其中，累计装置结果的小数部分被用做插入系数，以用于插入原始象素数据。

本发明提供一种图象处理方法，用于以任一比例放大/缩小数字数据的每个象素。所述方法包括将需要被放大/缩小的原始图象的象素数作为除数、将被转换后图象的象素数作为被除数以便获得转换比的步骤；累计所述转换比的倒数的步骤；产生位置信息的步骤，所述位置信息用于获得与在累计步骤所获结果的整数部分相对应的被插入的原始象素数据；插入原始象素数据以便获得转换后象素值的步骤，其中，累计步骤所获结果的小数部分被用做插入原始象素数据的插入系数。

如上所述，根据本发明，与被放大或缩小图象转换比倒数的累计结果相对应，可以获得被转换后图象象素的位置信息和插入系数。由此，利用相对小规模的电路结构，可以以任一转换比放大或缩小图象数据。

通过结合附图的下面详细描述，本发明上述和其它的目的、特性和优点将变得更清楚。

图1A到1D的简图示出了在转换后图象水平方向上的象素被逆镜象成原始图象坐标的情况；

图2的方框图示出了根据本发明一个实施例的图象处理装置结构的一个例子；

图3用于解释监视器上一个图象的缩小操作；

图4的方框图示出了根据本发明一个实施例的图象处理装置结构的一个例子；

图5的方框图示出了用于放大/缩小一个图象的滤波器结构的例子；

图6用于解释逆镜象操作；

图7示出了原始图象和转换后图象之间的关系；和

图8的方框图示出了用于对应于线性插入方法放大和缩小一个图象的结构。

下面，描述本发明的实施例。根据本发明的图象处理结构，当获得用于放大或缩小一个图象的插入系数时，以如下方式获得放大或缩小比，即：原始图象的象素数用做除数，转换后图象的象素数作为被除数。通过累计所获得比值的倒数，可以获得用于线性插入每个象素的插入系数。

在线性插入处理过程中，当图象数据被分成水平方向和垂直方向时，通过计算被转换后(放大或缩小)象素和其原来象素之间的距离获得在水平方向上的插入系数p。该距离以恒定的比值变化。图1示出了一个例子，在该例子中，转换后图象的象素被逆镜象转换成在水平方向上用于一个线的原始图象的坐标。在这个例子中，原始图象的尺寸被缩小0.8倍。假设原始图象水平方向内的有效象素数为640，转换后图象的有效象素数为512。通过执行操作n/N，水平方向内转换比的倒数1/A变成640/512。

图1A所示的原始图象数据被缩小0.8倍。转换后的图象数据被逆镜象成如图1B所示的原始图象数据。获得用于缩小图象尺寸的转换比。转换后图象的转换比被累计成累计转换比∑(1/A)。由此，获得转换成原始图象的转换象素的逆镜象位置。对应于这个位置，可以获得插入系数。

在图1A所示的例子中，针对原始图象的象素0，它被缩小。在原始图象被转换之后，与原始图象的象素1对应的象素被逆镜象到与原始图象象素0相距1/0.8＝1.25个象素的位置。图1C示出了逆镜象位置和原始图象象素0之间的距离。通过图1C，可以很清楚地看到转换后图象象素的插入系数p是1.25-1＝0.25。

如图1D所示，就原始图象的象素2而言，转换比的倒数被累计。在图象被转换之后，与原始图象象素2对应的象素被逆镜象到与原始图象象素0相距1.25+1.25＝2.5个象素距离的位置处。由此，插入系数变成2.5-2＝0.5。类似地，转换比的倒数1/A被累计。在图象被转换之后，原始图象象素3被逆镜象到与原始图象象素0相距1.25+1.25+1.25＝3.75个象素的距离位置处。由此，插入系数p变成3.75-3＝0.75。

图2示出了根据本发明通过一个用于累计转换比倒数和获得插入系数的方法放大和缩小图象的图象处理装置的结构。存储器1a、1b、1c和1d是随机存取存储器。将被转换的原始图象数据(未示出)被写入存储器1a、1b、1c和1d。地址信号被从地址发生电路2提供给存储器1a、1b、1c和1d。因此，与所提供地址对应的特定象素数据被从图象数据中读出。

从端线3a和3b分别接收在被转换后图象水平方向上的一定数量的象素N和在垂直方向上的一定数量的象素M。从端线3c和3d分别接收在原始图象水平方向上一定数量的象素n和在垂直方向上一定数量的象素m。

原始图象和转换后图象的象素n、m、N和M的数量被以如下方式提供。如图3所示，考虑如下情况，即：在监视器30的屏幕31上，由在水平方向内n个象素和在垂直方向内m个象素组成的图象被缩小成由水平方向内N个象素和垂直方向内M个象素组成的图象，用户利用一个遥控器32进行图象的放大/缩小操作，所述遥控器32发射一个红外线调制命令给监视器30的红外线接收装置35。

利用控制器32，由模式键33和箭头键34的键操作组合而成的预定命令可以被发射给监视器30。当用户使用模式键33指定图象缩小操作时，在有效屏幕31上显示帧线，以用于缩小原始图象的区域。作为内部设置，所述帧线可以围绕整个有效屏幕31显示。利用箭头键和模式键33，用户可以指定一个区域，用于将被缩小的原始图象。所述命令由监视器30接收。用于原始图象的区域被显示在监视器30上。对应于该区域，可以获得原始图象水平方向上一定数量的象素n和其垂直方向上一定数量的象素m。

下面，指定被缩小图象的尺寸。表示例如显示成图象31的一个被缩小图象尺寸的一个帧的尺寸随着箭头键34和模式键33变化，从而指定被缩小图象的尺寸。在这方面，最好以如下方式指定图象的尺寸，即：保持原始图象水平方向上的象素数和在垂直方向上的象素数的比值，以便避免被缩小图象的失真。另外，可以指定被缩小图象的显示位置。当指定了被缩小图象的图象尺寸时，可以获得转换后图象在水平方向上的象素数N和在垂直方向上的象素数M。

所获得数量N、M、n和m的数量M和N经过开关电路4a被提供给除法装置5的被除数输入端。象素m和n的数量被提供给除法器5的除数输入端。开关电路4a对应于水平和垂直方向内的输入信号进行转换。除法器5在时分基础上利用具有象素N、M、n和m的数量的上述公式(2)和(3)执行除法操作。除法器5输出在水平方向上的转换比的倒数1/A和在垂直方向上的转换比的倒数1/B。

如上所述，只有当指定缩小图象时才执行用于获得转换比的倒数1/A和1/B的除法操作。因此，可以使用以低速运行的除法装置5。在这个例子中，除法装置5运行于时分基础，以便获得水平方向和垂直方向上的转换比的倒数1/A和1/B。应当注意，本发明并不局限于这种结构。换言之，利用两个除法装置，能够单独或并行地执行用于在水平方向和垂直方向上获得所述转换比倒数的除法操作。

最好在考虑到转换比倒数累计误差和时实图象精度的前提下确定除法装置的精度。当除法装置5输出信号的精度是16个比特时，整数部分和小数部分的精度分别变成6个比特和10个比特。

水平方向上转换比的倒数1/A被提供给水平插入系数产生电路的锁存电路6。锁存电路6锁存所接收的信号，并在取样时钟f_s的时间处输出从端子7接收的信号。转换比的倒数1/A被从锁存电路6提供给加法装置8的输入端。加法装置8的输出信号被提供给锁存电路10和地址产生电路2。另外，加法装置8的输出还被提供给锁存电路9。锁存电路9如上述锁存电路6相同在时钟f_s时间处输出被锁存的信号。锁存电路6的输出信号被提供给加法装置8的另一个输入端。换言之，加法装置8使从锁存电路6接收的转换比的倒数1/A与加法装置8被延迟了1f_s的输出信号相加。因此，加法装置8输出累计转换比∑(1/A)。

累计转换比∑(1/A)被提供给地址产生电路2和锁存电路10。地址产生电路2从所接收的累计转换比∑(1/A)中提取整数部分作为转换后图象象素被逆镜象的坐标。另一方面，锁存电路10从所接收的累计转换比∑(1/A)中提取小数部分作为插入系数p。插入系数p被提供给乘法装置11a和11b。另外，插入系数还被提供给反相器20。反相器20输出所接收值的“1”的补码作为反相输出信号。因此，反相电路20输出所接收系数p的“1”的补码(1-p)。输出值(1-p)被提供给乘法装置11c和11d。

垂直插入系数产生电路执行与用于在水平方向内转换比的倒数1/A的处理相同的用于从除法电路5接收的垂直方向内转换比1/B的处理。换言之，垂直方向内转换比的倒数1/B被提供给锁存电路12。锁存电路12在水平频率时钟f_s的时间处输出被锁存的信号。在时钟f_h处从锁存电路12接收的转换比的倒数1/B被提供给加法装置14的一个输入端。加法装置14的输出言号被提供给锁存电路16和地址产生电路2。另外，加法装置14的输出信号被提供给锁存电路15。锁存电路15在与时钟f_h对应的时间处输出被锁存的信号。锁存电路15的输出信号被提供给加法装置14的另一个输入端。由此，加法装置14输出累计转换比∑(1/B)。

累计转换比∑(1/B)被提供给地址产生电路2和具有两种类型“1”的补码输出的锁存电路16。地址产生电路2从所接收的累计转换比∑(1/B)中提取整数作为转换后图象象素被逆镜象的坐标。另一方面，锁存电路16从所接收的累计转换比∑(1/B)中提取小数部分作为插入系数q。插入系数q被提供给乘法装置11a和11c。另外，插入系数q被提供给反相电路21。反相电路21输出插入系数q的“1”的补码。反相电路21输出与插入系数q对应的插入系数q的“1”的补码(1/q)。反相电路21的输出值(1-q)被提供给乘法装置11b和11d。

地址产生电路2产生用于读出原始图象4个点坐标的地址，以便获得与所接收坐标X和Y对应的转换后图象象素的密度值。换言之，地址产生电路2产生地址(x₁，y₁)、(x₁+1，y₁)、(x₁，Y₁+1)和(x₁+1，y₁+1)，用于读出与坐标X₁和Y₁对应的原始图象坐标(x₁，y₁)、(x₁+1，y₁)、(x₁，Y₁+1)和(x₁+1，y₁+1)的象素数据。所产生的地址被提供给存储器1a、1b、1c和1d。

对应于接收地址从存储器1a、1b、1c和1d读出坐标(x₁，y₁)、(x₁+1，y₁)、(x₁，Y₁+1)和(x₁+1，y₁+1)的象素数据值(密度值)。由于在4个点处的密度值将在同时读出，所以，需要4个存储器1a、1b、1c和1d。密度值d(x₁，y₁)、d(x₁+1，y₁)、d(x₁，Y₁+1)和d(x₁+1，y₁+1)被分别提供给乘法器17d、17b、17c和17a。

乘法装置11a、11b、11c和11d被提供有插入系数p和q的“1”的补码(1-p)和“1”的补码(1-q)，乘法装置17d、17c、17b和17a被分别提供有密度值d(x₁，y₁)、d(x₁+1，y₁)、d(x₁，Y₁+1)和d(x₁+1，y₁+1)，和加法装置18a、18b和19执行公式(1)表示的操作，以便获得转换后图象一个象素的密度值。

换言之，乘法装置11a获得(p×q)。乘法装置11b获得{p×(1-q)}。操作(p×q)和{p×(1-q)}的结果被分别提供给乘法装置17a和17b。乘法装置11c获得{(1-p)×q}。乘法装置11d获得{(1-p)×(1-q)}。操作{(1-p)×q}和{(1-p)×(1-q)}的结果被分别提供给乘法装置17c和17d。乘法装置11a、11b、11c和11d分别获得由公式(1)表示的密度值d(x₁，y₁)、d(x₁+1，y₁)、d(x₁，Y₁+1)和d(x₁+1，y₁+1)的系数。

乘法装置17a获得{(p×q)×d(x₁+1，y₁+1)}。乘法装置17b获得{(p×(1-q))×d(x₁+1，y₁)}。操作{(p×q)×d(x₁+1，y₁+1)}和{(p×(1-q))×d(x₁+1，y₁)}的结果被提供给加法装置18a。乘法装置17c获得{((1-p)×q)×d(x₁，y₁+1)}。乘法装置17d获得{((1-p)×(1-q))×d(x₁，y₁)}。操作{((1-p)×q)×d(x₁，y₁+1)}和{((1-p)×(1-q))×d(x₁，y₁)}的结果被提供给加法装置18b。

加法装置18a获得{(p×q)×d(x₁+1，y₁+1)+(p×(1-q))×d(x₁+1，y₁)}。加法装置18b获得{((1-p)×q)×d(x₁，y₁+1)+((1-p)×(1-q)×d(x₁，y₁)}。操作{(p×q)×d(x₁+1，y₁+1)+(p×(1-q))×d(x₁+1，y₁)}和{((1-p)×q)×d(x₁，y₁+1)+((1-p)×(1-q)×d(x₁，y₁)}的结果被提供给加法装置19。由此，执行由公式(1)表示的操作，和转换后图象象素的密度值被提供给输出端20。与密度值a对应，转换后的图象被显示在屏幕31上。

下面，参看附图描述本发明的第二实施例。图4示出了根据本发明第二实施例的一个图象处理装置结构的例子。在这个实施例中，在所述存储器的上游设置了一个线性插入电路。在如图4所示的线性插入电路中，在图2所示结构的水平和垂直插入系数产生电路中设置了计数器40和50。为简便起见，在图4中，与图2所示类似的部分使用相同的标号并省去相应描述。

水平插入系数产生电路的计数器40对从端线7接收的取样时钟f_s脉冲进行计数。由此，从计数器40输出的计数值与原始图象水平象素的位置相一致。计数器40的计数值被提供给比较器41的一个输入端。加法装置8的输出信号被提供给比较器41的另一个输入端。

比较器41将从第一输入端接收的计数器40的计数值和从第二输入端接收的加法装置8的输出信号相比较。当加法装置8的输出信号的整数部分变成所述计数值或更大(即：累计转换比∑(1/A)变成表示原始图象水平象素位置的值)时，比较器41输出一个脉冲。该脉冲被提供给锁存电路6的清零输入端。当该脉冲被提供给所述清零输入端时，锁存电路6输出其值为“0”的清零信号，该清零信号使在加法装置8中的转换比倒数1/A的加法操作被取消一次。由此，当原始图象象素位置与转换后图象的象素位置相一致时，不执行转换比的累计操作。而是保持累计转换比的值。

所生成的累计转换比∑(1/A)被提供给锁存电路10。锁存电路10输出插入系数p。该插入系数p被提供给乘法装置42a和反相电路20。反相电路20输出与所接收系数p对应的值(1-p)。值(1-p)被提供给乘法装置42b。

另一方面，垂直插入系数产生电路执行与水平插入系数产生电路相同的处理。计数器50对水平频率时钟f_h的脉冲计数。计数器50的计数值和加法装置14的输出信号被提供给比较器51。当加法装置14的输出数据超过计数器50的计数值时，比较器51输出一个脉冲。该脉冲被提供给锁存电路12的清零输入端。由此，锁存电路12输出一个清零信号。该清零信号使加法装置14转换比倒数1/B的累计操作被取消。由此，与利用上述水平插入系数产生电路相同，累计转换比∑(1/B)的值被存储。

所生成的累计转换比∑(1/B)被提供给锁存电路16。锁存电路16输出插入系数q。插入系数q被提供给乘法装置52a和反相电路21。反相电路21输出与所接收系数q对应的值(1-q)。值(1-q)被提供给乘法装置52b。

从端线43接收与时钟f_s和f_h对应的原始图象象素数据(密度值)。所述密度值被提供给乘法装置42a，另外，该密度值被提供给具有延迟时间1f_s的延迟电路44。当从端线43接收的密度值是坐标(x₁，y₁)的密度值d(x₁，y₁)时，已经经过具有1f_s延迟的延迟电路44提供给乘法装置42b的密度值变成坐标(x₁-1，y₁)的密度值d(x₁-1，y₁)。由此，乘法装置42a执行{p×d(x₁，y₁)}操作。乘法装置42b执{(1-p)×d(x₁-1，y₁)}操作。乘法装置42a和42b执行的{p×d(x₁，y₁)}和{(1-p)×d(x₁-1，y₁)}操作结果被提供给加法装置45。由此，加法装置45执行{p×d(x₁，y₁)+(1-p)×d(x₁-1，y₁)}操作。

加法装置45的结构被提供给乘法装置52a和具有1f_h延迟的延迟电路46。乘法装置52a执行{q×(p×d(x₁，y₁)+(1-p)×d(x₁-1，y₁)}操作。另一方面，提供给具有1f₁延迟的延迟电路46的数据被延迟1f₁。由此，延迟电路46输出{p×d(x₁，y₁-1)+(1-p)×d(x₁-1，y₁-1)}。延迟电路46的输出数据被提供给乘法装置52b。乘法装置52b执行操作{(1-q)×(p×d(x₁，y₁-1)+(1-p)×d(x₁-1，y₁-1)}。乘法装置52a和52b执行{p×d(x₁，y₁-1)+(1-p)×d(x₁-1，y₁-1)}和{(1-q)×(p×d(x₁，y₁-1)+(1-p)×d(x₁-1，y₁-1)}操作的结果被提供给加法器53。加法器53执行(q×(p×d(x，y)+(1-p)×d(x-1，y)))+((1-q)×(p×d(x，y-1)+(1-p)×d(x-1，y-1))}操作。由此获得转换后图象象素的密度值。该密度值由输出端54提供。

密度值a被作为象素数据写入一个存储器(未示出)。当原始图象的象素位置与转换后图象的象素位置一致时，由计数器40和50以及比较器41和51保存累计转换比∑(1/A)和∑(1/B)的值。当象素数被写入所述存储器或从其中读出时，与比值∑(1/A)和∑(1/B)相对应的象素数据被冲淡。

在上述的实施例中，当通过控制从所述存储器中象素的读出操作放大一个图象时，被放大的图象可以在时实显示屏幕上被部分地显示。

在上述的实施例中，只显示一个被放大或缩小的图象。但是，本发明并不局限于这种结构。当根据本发明的多个图象处理装置被设置用于监视器30时，在一个有效屏幕上能够显示多个被放大/缩小的图象。在这种情况下，由于除法装置5能够以很低的速度运行，所以，该除法装置5能够被多个图象处理装置共享。

如上所述，根据本发明，通过累计转换比，可以获得用于获得被放大/缩小图象象素密度值的插入系数。并且不需要高速乘法装置就能够获得插入系数。因此，不需要大规模电路结构就能够以任一比例放大或缩小图象。

另外，根据本发明，由于利用小规模电路结构、即：利用设置在一个监视器中的多个图象处理装置就能够以任一比例放大和缩小一个图象，所以，在一个屏幕上可以很容易地显示多个被放大/缩小的图象。

另外，根据本发明的另一个实施例，仅仅利用一个存储器，就可以写入被放大/缩小的图象数据。

已经参照附图对本发明的特定实施例进行了描述，应当理解，本发明并不局限于这些精确的实施例，在不脱离本发明和权利要求所规定的范围和精神的情况下，本专业技术领域内的技术人员可以作出各种变化和修改。

Claims (8)

1，一种以任一比例放大/缩小数字数据每个象素的图象处理装置，包括：

用于以如下方式获得转换比，即：将要被放大/缩小的原始图象的象素数作 为除数和转换后图象的象素作为被除数的装置；

累计装置，用于累计转换比的倒数；

位置信息产生装置，用于产生位置信息，所述位置信息用于获得与所述累计装置结果的整数部分对应并将被插入的原始象素数据；和

插入装置，用于插入原始象素数据，以便获得被转换象素的值，

其中，所述累计装置结果的小数部分被用做用于插入原如象素数据的插入系数。

2，一种图象处理方法，用于以任一比例放大/缩/小数字数据的每个象素，所述方法包括如下步骤：

以如下方式获得转换比，即：将要被缩小/放大原始图象的象素数作为除数，转换后图象的象素数作为被除数；

累计转换比的倒数；

产生位置信息，用于获得与累计步骤结果的整数部分对应并将被插入的原始象素数据；和

插入原始象素数据，以便获得被转换象素的值，

其中，累计步骤结果的小数部分被用做用于插入原始象素数据的插入系数。

3，如权要求1所述的图象处理装置。

其特征是所述的插入装置或插入步骤线性地插入所述原始象素数据。

4，如权利要求1所述的图象处理装置。

其特征是图象数据被存储在一个存储器内，和

其中，插入原始象素数据所需的多个象素数据是从与位置信息对应的存储器中读出的。

5，如权利要求1所述的图象处理装置。

其特征是所述的插入装置或插入步骤的输出数据被写入到一个存储器中，和

其中，当输出数据被写入所述存储器或从该存储器读出时，象素数据被冲淡。

6，如权利要求2所述的图象处理装置。

其特征是所述的插入装置或插入步骤线性地插入原始象素数据。

7，如权利要求2所述的图象处理装置。

其特征是图象数据被存储在一个存储器内，和

其中，从与所述位置信息对应的存储器中读出插入原始象素数据所需的多个象素数据。

8，如权利要求2所述的图象处理装置。

其特征是所述插入装置或插入步骤的输出数据被写入一个存储器中，和

其中，当输出数据被写入存储器或从该存储器读出时，象素被冲淡。

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