CN1992810A - 图像撷取装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种图像撷取装置及方法，所述图像撷取装置，包括一感测组件、一图像处理单元、一图像尺寸调整单元、一存储元件。所述感测组件，用以撷取一图像，且所述图像处理单元，用以处理所述图像。所述存储元件，用以储存所述图像的一部分，且所述图像尺寸调整单元，用以对所述图像的所述部分进行尺寸调整。图像处理单元处理完所述图像后，只有部分的图像储存在存储元件中，并被传送至图像尺寸调整单元以进行图像尺寸调整。本发明可使得图像尺寸调整单元有足够时间调整图像数据的尺寸而不会发生任何数据遗失。而且图像数据在储存于存储元件之前就已经被压缩。因此，可降低储存图像数据所需的内存空间。

Description

图像撷取装置及方法
技术领域
本发明是有关于一种图像撷取装置及方法，且特别是有关于一种二阶段式(two-pass)图像撷取装置与方法(APPARATUS AND METHOD FOR IMAGECAPTURING)。
背景技术
图1所示的是传统图像撷取系统的方块图。图像撷取系统100包括一相机110、一图像信号处理器(image signal processor，ISP)120、一图像尺寸调整器(image resizer)130、一JPEG编译码器140、一中央处理单元(centralprocessing unit，CPU)150、一第一存储元件160与一第二存储元件170。由相机110所撷取的图像M被传送至图像信号处理器120，图像信号处理器120对图像M进行图像处理，以输出对应图像M中一数字欲放大(zoom-in)区域S的图像数据Di。图像尺寸调整器130对图像数据Di进行尺寸调整操作，以将图像M中的该数字欲放大区域S放大为与图像尺寸相同的图像M’，并输出经尺寸调整的图像数据Ds。JPEG编译码器140将经尺寸调整的图像数据Ds编码为JPEG格式，并将经编码的图像数据De储存于第一存储元件160(例如NOR闪存)中。此外，中央处理单元150传送经编码的图像数据De至第二存储元件170储存起来。第二存储元件可以是NAND闪存或存储卡。
例如，该欲放大区域S位于图像M的中央，且其长和宽都为图像M的一半，如图1所示。图像尺寸调整器130用来分别对欲放大区域S的长和宽放大两倍以形成图像M’。请参照图2，其所示的是利用内插法对欲放大区域S作放大以产生图像M’的示意图。对水平方向放大而言，在欲放大区域S的一像素列R的任两个相邻像素P间内插入一个像素P’(以黑点格子表示)，以产生图像M’的一像素列R’。对垂直方向放大而言，在图像M’的相邻两个像素列R’上每两个对应的像素P(或P’)之间内插入一个像素P”，以产生图像M’的一像素列R”(以斜线格子表示)。由于在垂直放大区域S时需要两个相邻的像素列R’，图像尺寸调整器130必须使用一线缓冲器132以储存对应像素列的图像数据做为参考。欲达到较佳效果的内插法便需要更多像素列R’作参考，因此需要一个很大的线缓冲器132以储存这些像素数据。
然而，在高分辨率与高数字放大率的应用中，当欲放大区域S的一像素列R由图像信号处理器120输入时，图像尺寸调整器130往往无法实时产生所需的像素列R”。若线缓冲器132不够大时，因为图像尺寸调整器130无法实时处理这些图像数据，由图像信号处理器120输入图像尺寸调整器130的图像数据将会遗失。例如，图像尺寸调整器130的放大比率(service ratio)是2，也就是说，当一个像素列R由图像信号处理器120输入，图像尺寸调整器130会产生两个像素列。假设目标是将图像从640×480像素放大至1920×1440像素(图像长宽分别放大3倍)，则所需储存于线缓冲器132的像素P的数量是((1440-480×2)÷3)×640＝102400。若每个像素P需要8位以储存每个Y、U、V的值，则线缓冲器132所需的内存大小为10400×8×3＝2457600位(约2.5Mb)。基于效能考量，线缓冲器132应为位于一芯片上(on-chip)的内存，因此会增加图像撷取系统100的成本。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的就是提供一种图像撷取装置及方法。在第一阶段的操作中，储存对应该图像的一部分的图像数据，但不进行图像尺寸调整。而在第二阶段的操作中，读取所储存的图像数据并将其调整为预设的尺寸。通过使用该二阶段方法，本发明可以解决在先前技术发生的数据遗失问题。
根据本发明的目的，提出一种图像撷取装置。该图像撷取装置包括一感测组件(sensing device)、一图像处理单元、一存储元件与一图像尺寸调整单元。该感测组件用以撷取一图像，且该图像处理单元用以处理该被撷取的图像。该存储元件用以储存该部分的图像，且该图像尺寸调整单元，用以调整该部分图像的尺寸。该图像处理单元处理此图像，且该图像的一部分被储存于该存储元件中，然后储存于存储元件中的部分图像被传送至图像尺寸调整单元以进行图像尺寸调整。
根据本发明的目的，提出一种图像撷取方法。该图像撷取方法包括撷取一图像，储存该图像的一部分，并对该部分图像进行尺寸调整。
本发明在第一阶段操作中储存欲放大的图像数据，但尚未对其作任何尺寸调整。在第二阶段操作中再进行尺寸调整，可使得图像尺寸调整单元有足够时间调整图像数据的尺寸而不会发生任何数据遗失。而且图像数据在储存于存储元件之前就已经被压缩。因此，可降低储存图像数据所需的内存空间。
附图说明
图1所示的是传统图像撷取系统的方块图。
图2所示的是使用内插法对欲放大的区域作放大以形成该图像的示意图。
图3所示的是依照本发明一较佳实施例的图像撷取装置的方块图。
图4所示的是依照本发明一较佳实施例的图像撷取方法的流程图。
图5A所示的是图像撷取装置的第一阶段操作方块图。
图5B所示的是图像撷取装置的第二阶段操作方块图。
图5C所示的是图像撷取装置由第一存储元件传送图像数据至第二存储元件的方块图。
主要组件符号说明：
110：相机
120：图像信号处理器
130：图像尺寸调整器
132：线缓冲器
140：JPEG编译码器
150：中央处理单元
160：第一存储元件
170：第二存储元件
310：感测组件
320：图像处理单元
330：图像尺寸调整单元
332：线缓冲器
340：编码/译码单元
350：中央处理单元
360：第一存储元件
370：第二存储元件
具体实施方式
为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：
请参照图3，其所示的是依照本发明一较佳实施例的图像撷取装置方块图。该图像撷取装置300包括感测组件310、图像处理单元320、图像尺寸调整(imagescaling)单元330、编码/译码(encoding/decoding)单元340、中央处理单元350、第一存储元件360与第二存储元件370。感测组件310，例如是一个具有电荷耦合组件(coupled charge device，CCD)或互补式金属氧化半导体(complimentary metal oxide smicondctor，CMOS)传感器的相机。该感测组件310用以撷取图像M。图像处理单元320，例如是一图像信号处理器，用以处理图像M，并输出图像数据Di。值得注意的是，该图像处理单元320可以仅处理该图像的一部分，例如图像M中的欲放大区域S。图像尺寸调整单元330，例如是一图像尺寸调整器(image resizer)，耦接至图像处理单元320以接收图像数据Di。
编码/译码单元340，例如是一半双工或全双工JPEG编译码器(codec)，耦接至图像尺寸调整单元330，用以将接收自图像处理单元320的图像数据Di编码成特定的图像格式，例如是JPEG格式，并输出经编码的图像数据De至第一存储元件360储存起来。该第一存储元件360可以包括例如NOR(或非门)闪存与随机存取内存(RAM)。第二存储元件370可以是一NAND(与非门)闪存或一存储卡。编码/译码单元340进一步用来译码来自第一存储元件360的经编码的图像数据De，并将经译码的图像数据Dd传送至该图像尺寸调整单元330。
在第一阶段(first pass)操作中，图像数据Di经过图像尺寸调整单元330直接传送至编码/译码单元340作数据编码，然后将经编码的图像数据De储存至第一存储元件360中。在第二阶段(second pass)操作中，编码/译码单元340再对储存于第一存储元件360中的图像数据De进行译码，并将经译码的图像数据Dd传送至图像尺寸调整单元330进行尺寸调整，其中图像M中欲放大区域S被放大成例如和图像M有一样尺寸的图像M’。对应于图像M’的经尺寸调整的图像数据Ds被传送至编码/译码单元340作编码，然后此经尺寸调整且经编码的图像数据Dse被储存在第一存储元件360中。
中央处理单元350传送此经尺寸调整且经编码的图像数据Dse至第二存储元件370储存起来。第二存储元件370可以是NAND闪存，存储卡或微型硬盘(micro drive)。此外，图像尺寸调整单元330包括一线缓冲器(line buffer)332用以储存在第二阶段操作中被传送到图像尺寸调整单元330的图像数据Dd。
请参考图4，其所示的是依照本发明一较佳实施例图像撷取方法的流程图。首先，进行第一阶段操作。在步骤400中，处理被撷取的图像M以得到图像数据Di。在此步骤中，可设计为仅处理图像M的一部分，例如是图像M中的欲放大区域S。如图5A所示，图像处理单元320对感测组件310所撷取的图像M进行图像处理并输出图像数据Di。在较佳实施例中，该图像数据Di可以是与图像M中的欲放大区域S相对应的。接下来，在步骤410中，对图像数据Di作编码并储存编码后的图像数据De。如图5A所示，图像尺寸调整单元330没有作任何尺寸调整操作，而直接传送图像数据Di至编码/译码单元340作编码，并且该编码/译码单元340输出经编码的图像数据De至第一存储元件360作储存。该经编码图像数据De可以是例如JPEG，JPEG2000，PNG，BMP，GIF，PCX或TGA的格式。
可以设计为，当步骤400处理被撷取整张图像M时，步骤410可以仅对该图像数据Di中对应于图像M中欲放大区域S的一部分作编码。也可以设计为，在步骤400中处理整张图像M，并且在步骤410也对所有图像数据Di作编码，但仅将经编码图像数据De中对应于图像M中欲放大区域S的一部分储存于第一存储元件360中。
归纳来说，在第一阶段操作中，仅有部分的图像，即图像M中的欲放大区域S被储存于第一存储元件中。在一较佳实施例中，步骤400处理该图像的一部分，因此，只有一部分的图像被编码并储存起来。
接着，进行第二阶段操作。在步骤420中，由存储元件360中读取经编码的图像数据De并对其作译码。如图5B所示，中央处理单元350由第一存储元件360中读取经编码的图像数据De，并将该图像数据De传送至编码/译码单元340作译码。编码/译码单元340对图像数据De作译码并输出经译码的图像数据Dd。然后，在步骤430中，对经译码的图像数据Dd进行尺寸调整。如图5B所示，图像尺寸调整单元330将该图像数据Dd放大成为与图像M具有相同尺寸的图像M’，并输出经尺寸调整的图像数据Ds。该图像尺寸调整单元330可使用内插法来放大经译码的图像数据Dd。接下来，在步骤440中，对经尺寸调整的图像数据Ds作编码，并储存经尺寸调整且经编码的图像数据Dse。如图5B所示，编码/译码单元340再次对经尺寸调整的图像数据Ds作编码，并将此经尺寸调整且经编码的图像数据Dse输出至第一存储元件360以储存。值得注意的是，编码/译码单元340可以使用半双工或全双工方法来对该图像数据Dse作编码并对图像数据De作译码。最后在步骤450，如图5C所示，中央处理单元350传送储存于第一存储元件360的图像数据Dse至第二存储元件370。
由以上所述，在第一阶段操作中，仅储存图像M的一部分而不进行尺寸调整，而在第二阶段操作中再进行尺寸调整的操作。中央处理单元350可控制由第一存储元件360读取数据的速度，由此可以控制输入已编码图像数据至图像放大单元330的时机。例如，本发明可以设计为只有在图像尺寸调整单元330对先前输入数据完成尺寸调整操作后，中央处理单元350才由第一存储元件360中读取接下来要处理的数据，并将其传送至编码/译码单元340作译码，然后再传送到图像尺寸调整单元330作尺寸调整。因此，该图像尺寸调整单元330可处理已译码的图像数据Dd而不致造成任何数据的遗失。
此外，在第一阶段操作中，图像数据在储存于第一存储元件360之前，就已经被编码/译码单元340编码，因此可降低储存图像数据所需的内存空间。
根据本发明上述实施例所揭露的图像撷取装置及方法，在第一阶段操作中储存欲放大的图像数据，但尚未对其作任何尺寸调整。在第二阶段操作中再进行尺寸调整，可使得图像尺寸调整单元有足够时间调整图像数据的尺寸而不会发生任何数据遗失。而且图像数据在储存于存储元件之前就已经被压缩。因此，可降低储存图像数据所需的内存空间。
综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当以权利要求所界定者为准。

Claims (18)

1.一种图像撷取装置，其特征在于，所述装置包括：
一感测组件，用以撷取一图像；
一图像处理单元，用以处理所述被撷取的图像；
一存储元件，用以储存所述图像的一部分；以及
一图像尺寸调整单元，用以调整所述图像的所述部分的尺寸；
其中，在所述图像处理单元处理所述图像之后，只有储存在所述存储元件的所述部分图像被传送至所述图像尺寸调整单元，以进行图像尺寸调整。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述感测组件包括一电荷耦合组件或一互补式金属氧化半导体传感器。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述图像处理单元是一图像信号处理器。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述图像的所述部分是所述图像的一欲放大区域，且所述图像尺寸调整单元用以放大所述图像的所述欲放大区域至一预设尺寸。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述图像尺寸调整单元包括一线缓冲器，用以储存欲进行尺寸调整的图像数据。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括一编码/译码单元，与所述图像处理单元匹配，用以对经处理的所述图像进行编码，并将经编码的所述图像输出至所述存储元件以进行储存。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述编码/译码单元还用以对储存于所述存储元件的所述部分图像进行译码，并将经译码的所述部分图像传送至所述图像尺寸调整单元以进行尺寸调整。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述编码/译码单元为一半双工或一全双工JPEG编译码器。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述图像尺寸调整单元对经译码的所述部分图像进行尺寸调整并输出经尺寸调整的所述部分图像至所述编码/译码单元以进行编码，然后所述编码/译码单元对经尺寸调整的所述部分图像进行编码，并将经尺寸调整且经编码的所述部分图像输出至所述存储元件以进行储存。
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述存储元件包括一或非门闪存与一随机存取内存。
11.一种图像撷取方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
撷取一图像；
处理所述图像；
储存所述图像的一部分；以及
对所述图像的所述部分进行尺寸调整。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，在储存所述部分图像的所述步骤前，所述方法还包括对所述图像进行编码的步骤；以及在对所述部分图像进行尺寸调整的所述步骤前，所述方法还包括对所述部分图像进行译码的步骤。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，在对所述部分图像进行尺寸调整的所述步骤后，所述方法还包括对所述部分图像进行编码的步骤。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，进行编码与译码的这些步骤是使用半双工或全双工方法来执行。
15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述部分图像被编码成具有一JPEG，JPEG2000，PNG，GMP，GIF，PCX，或TGA的格式。
16.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述图像的所述部分为所述图像的一欲放大区域。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，在对所述部分图像进行尺寸调整的所述步骤中，所述欲放大区域被放大到一预设尺寸。
18.如权利要求11所述的方法，其特征在于，在对所述部分图像进行尺寸调整的所述步骤后，所述方法还包括储存经尺寸调整的所述部分图像的步骤。
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