201014358 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種視訊訊號處理技術，且特別是有 關於一種調整解析度的視訊訊號處理技術。 【先前技術】 ❹
在傳統的視訊處理技術中，為了符合輸出訊號的格 式’視訊訊號處理的裝置通常需要將不同解析度的資料轉 換為後端的顯示裝置所需之解析度。 第1圖是傳統的視訊訊號處理系統的方塊圖。請參考 第1圖’請參考第1圖’視訊訊號處理裝置包括記憶體 110、縮放電路120以及編碼單元130。視訊訊號處理裝 置接收的視訊影像的規格為解析度32〇x24〇(qVGA)的 像素資料，所需輸出的視訊訊號的規格為解析度64〇χ48〇 (VGA)的情況下，記憶體11〇至少需要可分別用來暫存 所接收的320x240的QVGA像素資料，以及64〇χ48〇的 VGA像素資料的記憶空間113肖115。而上述的縮放電路 20先發出一次讀取要求給記憶體11〇，以從記憶體 的記憶空間⑴中讀取出咖⑽的QVGA像素資料。 之後’縮放…20將所讀取出的qvga像素資料之解 析度放大為640x480解析度的輪像素資料。最後 =電路120再對記憶體⑴發出寫入要求，以將640x480 析度的VGA像素資料寫入記憶體ιι〇的記憶空間"5。 接下來，編碼單亓 以讀取儲存在記憶：二广憶體U〇發出讀取要求， 隐工間115的M0X480的VGA像素資 201014358 料，據以編碼為電視1 5 0所能接受之訊號格式，例如複合 訊號（composite signal)。之後，編碼單元130將轉換後的 類比視訊訊號輸出給電視1 50。 在上述視訊訊號處理裝置的操作中，縮放電路120必 " 須要一再的對記憶體110發出讀取要求，以讀取記憶體 - 110内的320x240的QVGA像素資料。另外，當縮放電路
120將QVGA的資料進行縮放處理後，還必須對記憶體1J 〇 發出寫入要求，以將處理後的640M80的VGA像素資料 0 儲存至記憶體110。再者，編碼單元130也要讀取記憶體 110内的640x480的VGA像素資料，以進行編碼處理。 因此’對於記憶體11 0而言’每次的讀取跟寫入要求都會 佔據相當大的頻寬’尤其當像素資料的圖片越大或解析度 越大時’所耗掉的頻寬也會變得更大。由於在嵌入式的硬 體架構中’§己憶體150的頻寬的使用率大大影響___個系統 的品質的好壞，因此，就傳統的視訊處理裝置而言，品質 往往受到記憶體1 50的頻寬所限制。另外，由於此架構， _ °己憶體1 50最少需要足以儲存QVGA像素資料以及VGA . 像素資料的記憶空間113與115，因此，記憶體15〇將會 占據許多積體電路的佈局空間。 另外’若上述電視150所要接收的視訊訊號之解析度 規格為3:2或16:9等等此種非正常比例之解析度時， 例如720x480，顯示裝置直接顯示出來自視訊處理裝置的 視訊訊號時，所顯示出的圖像將產生比例不對之情形。第 2圖是在電視之解析度為非正常比例之情況下，傳統的視 訊訊號處理裝置所顯示之圖像。其中，圖像21〇是原始 7 201014358 320:240的VGA像素資料的圖像圖像⑽是經過縮放 β之後所传之640x480的VGA像素資料的圖像。圖像 230疋電視15〇所顯示的72〇χ彻之圖像。由上述圖像2忉 〜㈣可看出經過縮放處理之圖像220與原始的圖像210 相同’呈現完美的圓形圖案。然而，在電視15〇中所顯示 之圖像230部明顯有失真的現象，造成其所顯示的圖像轉 變為-橢圓。因此，電視15〇必須將所接收的視訊資料在 進步進行水平縮放處理，或者是重新調整視訊訊號處理 ©裝置内縮放電路120之設計，才能解決顯示圖像失真的問 題。但是，此種設計將會大幅增加系統的硬體成本。除此 之外，對於嵌入式系統的硬體架構而言，由於縮放電路 120需要對整個圖片資料進行縮放運算，因此，整個視訊 訊號處理裝置的硬體複雜度也會相對增加，嵌入式系統的 硬體成本也大大地增加。 【發明内容】 〇 有鑒於此，本發明之一目的就是在提供一種視訊訊號 • 處理方法與裝置，用以減少記憶體之頻寬以及解決顯示裝 置之解析度的不良比例的問題。 本發明之另一目的就是在提供一種視訊訊號處理方 法與裝置，用以減少記憶體之使用量，以減少積體電路的 佈局面積。 為達上述或其他目的’本發明提出一種視訊訊號處理 方法，用以輸出PXQ的解析度之視訊訊號，該方法包括： 接收—圖片資料，其中圖片資料包括ΜχΝ個像素資料， 8 201014358 而圖片資料的掃描方向白枯μ / π匕括μ個像素資料；將圖片資料 的掃描方向Μ個的像素資料進行縮放運算，以得到Ρ個 像素資料；將上述1>個像素資料進行視訊訊號轉換，以得 到該視訊訊號中的掃描線訊號；以及依據（^與^^之比值， 決定掃描線訊號的輪出次數。其t，上述河、1^、卩與q - 為正整數。 本發明另外提出一種視訊訊號處理裝置，此視訊訊號 處理裝置接收一圖片資料，而圖片資料包括ΜχΝ個像素 ❹資料，圖片資料的掃描方向包括Μ個像素資料，視訊處 理裝置用以輸出PXQ的解析度之視訊訊號。此視訊訊號 裝置包括一水平縮放單元與一時序控制單元。其中，水平 縮放單元將圖片資料的掃描方向的Μ個像素資料進行一 縮放運算，以得到Ρ個像素資料。時序控制單元將上述ρ 個像素資料進行視訊訊號轉換，以得到視訊訊號中的一掃 描線訊號，並依據（^與^^之比值，決定掃描線訊號的輸 出次數。其中，上述Μ、Ν、Ρ與Q為正整數。 藝 依照本發明的較佳實施例所述之視訊訊號處理裝置 與方法，上述時序控制單元依據所決定的輸出次數，依序 輸出掃描線訊號。其中上述掃描線訊號為一複合訊號 (composite signal)。上述縮放運算使用一内插運算。上述 視訊訊號處理裝置更包括一記憶體，用以儲存圖片資料中 之ΜχΝ個像素資料。而上述pxQ之解析度的視訊訊號為 640x480或720x480之視訊訊號。 本發明之精神是在於僅對每個掃描方向的像素資料 進行縮放運算，並將縮放運算後的資料直接輸出給時序控 9 201014358 制單元x減〉、存取5己憶體的次數，並降低記憶體頻寬的 使用率，進而使得整個視訊訊號處理的系統效能不再受到 記憶體頻寬限制所影響。並且，本發明降低記憶體的使用 .量’減少積體電路佈局面積，以減低生產成本。另外，由 於水平縮放單元僅對水平方向的像素資料進行縮放運 -算，因而本發明對於顯示裝置之解析度為不良規格的情 況，只需對水平縮放單元内的縮放運算進行調整，就可解 決顯不之圖像失真的問題，進而也減少了視訊訊號處理裝 0 置的硬體成本。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說 明如下。 【實施方式】 第3圖是根據本發明實施例所繪示的視訊訊號處理裝 置的系統方塊圖。請參考第3圖，視訊訊號處理裝置包括 Q 水平縮放單元31〇、時序控制單元320以及記憶體33〇。 -視訊訊號處理裝置接收一圖片資料。此圖片資料為MxN ’ 個像素資料。而視訊訊號處理裝置耦接一顯示裝置35〇， 而此顯示裝置350所需之視訊訊號之解析度為pxQ。在此 為了方便說明本實施例，以下假設MxN之值為32〇χ24〇,
PxQ之值為640x480，並假設圖片資料的掃描方向為水平 方向’該方向包括320個像素資料。 在視訊訊號處理裝置接收到圖片資料後，視訊訊號處 理裝置將圖片資料内的32〇x24〇個像素資料儲存至記憶 10 201014358 厂330。,而水平縮放單元310讀取記憶體33()内的圖片資 科之水平方向，並對圖片資料的水平方向上的32〇個像素 4資料進行縮放運算。在此縮放運算例如為第4圖所示。第 .4圖繪不為本實施例的縮放運算的示意圖。請參考第4 圖，符號〇表示原始輸入的像素資料，符號φ表示插入的 '像素資料。對於某一水平方向上的原始輸入的320個像素 資料而言，經由縮放運算之後，每個原始輸入的像素資料 中間，將插入一像素資料。而插入之像素資料之值由前後 ©兩個原始的像素資料之平均而得。因此，整個圖片資料内 的32〇Χ24〇個像素資料經由縮放運算，將得到64〇χ240 個像素資料。 =請繼續參考第3圖，時序控制單元32〇耦接於水平縮 放單元310，並接收經由縮放運算後所得之64〇個像素資 料。在此若顯示裝置350所需的視訊訊號之格式與原始的 像素資料格式不同時，時序控制單元32〇將依據顯示裝置 所需之視訊訊號之格式，對640個像素資料進行視訊訊號 Q 編碼，以得到一掃描線訊號，並依據垂直方向的像素資料 個數之比值，決定掃描線訊號輸出的次數。由於原始輸入 的圖片資料為320x240個像素資料，而所需輸出視訊訊號 的解析度為640x480。因此，垂直方向的像素資料個數之 比值為480/240,而時序控制單元32〇輸出同一條掃描線 訊號的次數為2。換句話說，每個水平方向上的像素資料 所形成之掃描線訊號將被重複輸出兩次，使得經過縮放運 算的640x240個像素資料在被時序控制單元32〇輸出之 後，顯示裝置350所接收到的視訊訊號之解析度可滿足 11 201014358 640x480的需求。 以目前常用的規格為例，若顯示裝置3 5 〇所需之視訊 訊號格式為複合訊號（composite signal)。而本實施例之時 _序控制單元32〇在接收到來自水平縮放單元31〇的64〇個 像素資料之後，先將64〇個像素資料轉換為類比的複合訊 '號。之後，時序控制單元320再將此轉換後的複合訊號重 複輸出兩次至顯示裝置350,以滿足解析度為64〇><48〇的 需求。 Ο 由於水平縮放單元310僅對水平方向的圖片資料進行 縮放運算，而不是對整個圖片資料進行缩放運算。因此， 本發明與傳統的視訊訊號處理裝置相比，本發明大大地降 低了視訊訊號處理裝置内縮放處理所需的複雜度，並且也 降低硬趙的成本。另外，由於本實施例令，僅對所輸入的 圖片資料進行水平縮放運算，此運算可用内插法的方式實 故上述的水平縮放單元310無須利用硬體，可以用軟 或韌體來實施，使得視訊訊號處理裝置的設計可以更加 ❹具有彈性，以搭配不同解析度之規格。另外，在上述視訊 -訊2處理的架構中，記憶體330只需要儲存320x240個像 ' 因此，本發明可以大大減低在視訊訊號處理上所 需使用的S己憶體330的容量。並且，水平縮放單元3 1 0只 需依序讀取出記憶體330内水平方向的圖片資料，不需將 荽運算後的資料寫入記憶體。因此，本發明也能夠降低 十'•己隐體330寫入與讀取的次數，故本發明能有效降低記 憶體頻寬的使用率。 另外’若顯示裝置35〇所需之解析度為72〇x480之視 12 201014358 訊訊波時’上述水平始# _ ^ V卓元310將每個水平方向的320 個像素貝枓進仃縮放運 咬异以產生出水平方向的720個像 素貝料。在此縮放運隻也，丨θ 彳]如為第5圖所示。第5圖繪示為 本實施例的縮放運复的_矣 一 的不意圖。請參考第5圖，符號〇表 人的像素資料，符號•表示經由運算所得之的像 厂資料，其中’水平縮放單元將32〇個像素資料經由内插 運算之後產生72G個像素資料。因此，圖片資料内的 Ο 32〇X24G個像素資料經由縮放運算，將得到72GX240個像 素資料。同樣地，時序控制單元32〇將水平方向上72〇個 像素資料轉換為掃描線訊號之後，再將掃描線訊號重複輸 出兩人因此，顯示裝置350所接收到的視訊訊號之解析 度為 720x480。 由上述的作法可知，水平縮放單元310直接對水平方 向的圖片資料進行縮放運算，纟經由時序控制@ 32〇依序 將水平方向上之視訊訊號輸出至顯示裝置35〇。因此，當 '頁示裝置350直接顯示所接收到的掃描線訊號時，所顯示 Q 的圖像並不會產生圖片失真的問題，如第ό圖所示。第ό • 圖是本發明實施例的視訊訊號處理裝置所顯示之圖像。請 參考第6圖，原始的圖片資料一正圓之圖像，而顯示裝置 35〇忐夠顯示出原本的正圓之圖像。換句話說，本發明對 於顯示裝置所需之解析度為3 j或16j等等不良比例之規 格時，仍能夠讓顯示裝置真實地顯示出原始之圖像，並且 也不需增加多餘的硬體成本。 由上述的實施方式’本發明可以整理一種視訊訊號處 理方法。第7圖是根據本發明實施例所繪示的視訊訊號處 13 201014358 理方法的步驟流程圖。請參考第7圖： 步驟S710 :開始進行本發明實施例的視訊訊號處理。 步驟S720 :接收一圖片資料，其中，圖片資料包括 • mxn個像素資料，圖片資料的掃描方向包括M個像素 * 料。 、 ‘ 步驟S730 :對圖片資料的掃描方向的像素資料進行 一縮放運算，以得到p個像素資料。 步驟S740 :將上述P個像素資料進行視訊訊號轉換， 〇 以得到視訊訊號中的一掃描線訊號。 步驟S750 :依據q與N之比值，決定掃描線訊號的 輪出次數》 步驟S760 :依據所決定的輸出次數，依序輸出掃描 線訊號。 步驟S7*70 :結束視訊訊號處理。 雖然上述實施例是以複合訊號作舉例，然而所屬技術 領域具有通常知識者，根據本發明上述幾個實施例，應當 〇 可以推論，當所輸出的信號為YC、YUV、YCbCr等等， . 應當都可以應用本發明實施例的視訊訊號處理方式來獲 得良好的結果》 綜上所述，本發明之精神是在於僅對每個掃描方向的 2素貝料進行縮放運算，並將縮放運算後的資料直接輸出 時序控制單元。因此，本發明至少有以下幾個優點： 1.減少存取記憶體的次數，並降低記憶體頻寬的使 用率，進而使得整個視訊訊號處理的系統效能不再受到記 憶體頻寬限制所影響，· 201014358 2·降低記憶體的使用量，減少積體電路佈局面積， 以減低生產成本； 3.由於水平縮放單元31〇僅對水平方向的圖片資料 進行縮放運异’因而本發明大大地降低了縮放處理所需的 複雜度’進而也降低硬體的成本；以及 ' 4.由於水平縮放單元僅對掃描方向的像素資料進行 縮放運算，因而對於顯示裝置之解析度為不良規格的情 況，本發明只需對水平縮放單元内的縮放運算進行調整， 〇 就可解決顯示之圖像失真的問題，進而也減少了視訊訊號 處理裝置的硬體成本。 在較佳實施例之詳細說明中所提出之具體實施例僅 用以方便說明本發明之技術内容，而非將本發明狹義地限 制於上述實施例，在不超出本發明之精神及以下申請專利 範圍之情況，所做之種種變化實施，皆屬於本發明之範 圍。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界 定者為准。 15 201014358 【圖式簡單說明】 第1圖是傳統的視訊處理系統的方塊圖。 第2圖是在電視之解析度為非正常比例之情況下，傳 統的視訊訊號處理裝置所顯示之圖像。 第3圖是根據本發明實施例所緣示的視訊訊號處理| 置的系統方塊圖。 圖4是本實施例縮放運算的示意圖。 圖5是本實施例縮放運算的示意圖。 第6圖是本發明實施例的視訊訊號處理裝置所顯示之 圖像。 第7圖是根據本發明實施例所繪示的視訊訊號處理方 法的步驟流程圖。 【主要元件符號說明】 11 〇 :記憶體 11 3、11 5 :記憶空間 120 :縮放單元 13 0 .編碼單元 150 :類比電視 3 1 〇 :水平縮放單元 320 :時序控制單元 330 :記憶體 350 :顯示裝置 S710〜S770 ··本發明實施例所繪示的視訊訊號處理方 法的各步驟。 16