利用離散余弦變換調整圖像大小的方法及裝置的制作方法

專利名稱：利用離散余弦變換調整圖像大小的方法及裝置的制作方法
技術領域：
示例實施例涉及一種用于利用離散余弦變換(DCT)調整圖像大小，例如，用于將輸入圖像按比例放大和/或按比例縮小到任何垂直大小調整比例和/或水平大小調整比例的方法和裝置。
背景技術：
已經提出了許多壓縮圖像數據的方法以試圖滿足多媒體技術的需要。圖像壓縮技術可以廣泛應用于不同范圍的技術領域。例如，圖像壓縮可以應用于衛星廣播領域以在具有有限傳輸頻帶的信道上傳輸大量數據。目前分配給衛星廣播的一個信道的傳輸頻帶是27MHz。在這樣的傳輸頻帶里可以傳輸大約30到50Mbps的數字廣播的數據。然而，如果將圖像壓縮技術應用于衛星廣播中，可以僅僅使用5Mbps的比特率來傳輸和上述數據傳輸相關的圖像數據。例如，圖像壓縮技術可以允許在一個信道的傳輸頻帶上同時傳輸大約6到10個節目。進而，采用圖像壓縮技術，可以減少所需的、用于存儲數據的輔助設備(例如，存儲器)的容量。這樣，圖像壓縮技術可以允許以低成本的方式來存儲高質量的圖像數據。
已經提出了許多圖像壓縮方法。廣泛使用的傳統圖像壓縮方法可以包括利用一個圖像幀的空間相關性來壓縮圖像的方法，利用連續的圖像幀之間的時間相關性來壓縮圖像的方法，以及利用圖像幀中的編碼出現概率(codeoccurrence probability)來壓縮圖像的方法。
圖1是利用空間相關性來編碼和解碼圖像的傳統方法的方框圖。
參考圖1，發送器110可以對原始圖像進行編碼并傳輸該經過編碼的圖像。DCT單元120可以通過執行離散余弦變換(DCT)來變換該原始圖像。該DCT可以是各種國際標準(例如，聯合圖像專家組(JPEG)和運動畫面專家組(MPEG))使用的正交變換方案中的一種。該DCT可以用來使圖像數據壓縮的數據損失最小化。例如，如果執行該DCT，可以通過將圖像信息集中在低頻域中來減少熵。因為圖像數據的主要部分被集中在低頻域中，所以即使丟失高頻域，也可能使圖像數據的損失最小化。因此，通過執行該DCT，可以在沒有大量圖像信息損失的情況下壓縮圖像數據。
量化單元130可以量化變換后的圖像數據。量化操作可以將正交變換頻率分量除以量化步長。如果提高該量化步長，則可以提高壓縮能力，這是因為所有的項都變得接近于零，然而會導致更大的誤差。如果量化步長太小，則可能降低壓縮能力。
熵編碼器140可以對經過量化的圖像數據進行編碼。該熵編碼器140可以為具有較高出現概率的值分配一個短的編碼，為具有較低出現概率的值分配一個相對較長的編碼，以減少平均編碼長度。
可以將經過編碼的信號在預定通信信道150上傳輸到接收器190。熵解碼器160可以對經過編碼的信號進行解碼，解量化單元170可以解量化該經過解碼的信號。
因為采用了許多不同類型和形式的顯示器，所以需要根據由用于顯示圖像數據的相應顯示器所支持的屏幕高寬比來調整圖像數據的大小。例如，如果通過3.5英寸的顯示器再現圖像的個人多媒體播放器(PMP)接收了為7英寸的顯示器而產生的數字多媒體廣播圖像，則該PMP可以按比例縮小接收到的圖像的大小。
圖2是在空間域中調整圖像大小的傳統方法的方框圖。
參考圖2，可以將接收到的圖像解碼成空間域信號?？臻g內插單元250可以調整該空間域信號的大小。例如，在空間域中可以采用雙線性內插和雙三次內插來調整大小。
當執行離散余弦變換(DCT)時需要更大量的計算，因此為了減小所需的計算量，需要提出一種在DCT域中調整接收到的信號的大小的方法。
圖3是在DCT域中調整圖像大小的傳統方法的方框圖。如圖3所示，例如，可以將8×8的輸入圖像變換成4×4的輸出圖像。
參考圖3，4×4 DCT內插單元310可以在DCT域中直接調整8×8 DCT信號的大小而無需在空間域中變換該8×8 DCT信號。在調整大小的操作中，可以采用從輸入DCT系數中刪除高頻系數的方法。例如，在該調整大小的操作之后，只保留了輸入DCT系數中的低頻系數。4×4逆DCT(IDCT)單元350將大小調整后的數據變換為空間域信號。
如上所述，通過直接在DCT域中調整圖像數據的大小可以減少所需的計算量。進而，與在空間域中調整圖像數據的大小的傳統方法相比，可以提高峰值信噪比(PSNR)。
然而，在DCT域中調整圖像數據的大小的傳統方法只能應用于有限的大小調整比例。例如，在DCT域中調整圖像數據的大小的傳統方法被限制于只能將8×8的輸入圖像變換為4×4的輸出圖像或2×2的輸出圖像。為了將圖像大小調整到任何其它所需比例，傳統方法需要非常復雜構造的系統來調整圖像數據的大小。在調整圖像數據的大小的這種傳統方法中應用更高速算法是很困難的。
進而，在DCT域中調整圖像數據的大小的傳統方法只能應用于當輸入圖像的垂直大小調整比例和水平大小調整比例相等的情況下。
因此，需要開發一種將圖像數據的大小調整到任何組合的目標大小調整比例的方法。

發明內容
示例實施例提供了一種用于通過對輸入圖像執行粗略大小調整和細微大小調整來調整輸入圖像大小的方法和裝置。
示例實施例提供了一種用于通過在DCT域中和空間域中獨立地調整輸入圖像數據的大小來將輸入圖像大小調整到大小調整比例的方法和裝置。
示例實施例提供了一種用于將輸入圖像大小調整到具有與水平大小調整比例不同的垂直大小調整比例的大小調整比例的方法和裝置。
在示例實施例中，一種利用大小調整比例來調整圖像大小的方法可以包括接收輸入圖像的DCT(離散余弦變換)系數；計算用于將輸入圖像變換到最接近大小調整比例的屏幕高寬比的變換矩陣；利用該變換矩陣在DCT域中對輸入圖像執行粗略大小調整；通過對該粗略大小調整過的域執行逆離散余弦變換(IDCT)來獲得空間圖像；以及通過在空間域中對該空間圖像執行細微大小調整來形成輸出圖像。
根據示例實施例，計算變換矩陣可以包括計算滿足Y∶y＝N∶N’的N’及計算滿足X∶x＝M∶M’的M’；選擇最接近計算出的N’和M’的整數作為N”和M”；以及計算N”×N”變換矩陣和M”×M”變換矩陣。Y表示輸入圖像垂直方向的像素數，X表示輸入圖像水平方向的像素數，y表示輸出圖像垂直方向的像素數，x表示輸出圖像水平方向的像素數，N和M表示可支持的DCT濾波器的垂直行比水平行的比例。
根據示例實施例，執行粗略大小調整可以包括利用該N”×N”變換矩陣和該M”×M”變換矩陣來計算輸入圖像的N”×M”變換矩陣。
根據示例實施例，執行細微大小調整可以包括通過對N”×M”變換矩陣執行雙線性濾波和雙三次濾波中的一個來獲得輸出圖像。
根據示例實施例，通過提取N×M宏塊的一部分DCT系數來形成N”×N”變換矩陣和M”×M”變換矩陣。在執行粗略大小調整時，通過利用N”×N”變換矩陣和M”×M”變換矩陣對輸入圖像執行抽取來按比例縮小輸入圖像。
根據示例實施例，通過在N×M宏塊的DCT系數中補零來形成N”×N”變換矩陣和M”×M”變換矩陣。在執行粗略大小調整時，通過利用N”×N”變換矩陣和M”×M”變換矩陣對輸入圖像執行內插來按比例放大輸入圖像。
根據示例實施例，可支持的DCT濾波器可以是8×8DCT濾波器。
根據示例實施例，N”和M”可以是最接近N’和M’的值的整數，并可以比N’和M’的值大。
根據示例實施例，水平大小調整比例和垂直大小調整比例可以是相同的。
根據示例實施例，水平大小調整比例可以不同于垂直大小調整比例。
在示例實施例中，一種用于調整輸入圖像大小的裝置可以包括接收器，用于接收輸入圖像的DCT(離散余弦變換)系數；變換矩陣計算單元，用于計算利用最接近大小調整比例的整數屏幕高寬比來變換該輸入圖像的變換矩陣；粗略大小調整單元，用于利用該變換矩陣在DCT域中對輸入圖像執行粗略大小調整；IDCT(逆離散余弦變換)單元，用于通過對該粗略大小調整過的域執行IDCT來獲得空間圖像；以及細微大小調整單元，用于通過在空間域中對該空間圖像執行細微大小調整來形成輸出圖像。
根據示例實施例，變換矩陣計算單元計算滿足Y∶y＝N∶N’的N’及計算滿足X∶x＝M∶M’的M’，選擇最接近計算出的N’和M’的值的整數作為N”和M”，及計算N”×N”變換矩陣和M”×M”變換矩陣。Y表示輸入圖像垂直方向的像素數，X表示輸入圖像水平方向的像素數，y表示輸出圖像垂直方向的像素數，x表示輸出圖像水平方向的像素數，N和M表示預定的DCT濾波器的垂直行比水平行的比例。
根據示例實施例，粗略大小調整單元可以利用該N”×N”變換矩陣和該M”×M”變換矩陣來計算輸入圖像的N”×M”變換矩陣。
根據示例實施例，細微大小調整單元可以通過利用雙線性濾波器和雙三次濾波器中的一個對N”×M”變換矩陣執行濾波來獲得輸出圖像。
根據示例實施例，可以通過提取N×M宏塊的一部分DCT系數來形成N”×N”變換矩陣和M”×M”變換矩陣。該粗略大小調整單元可以通過利用N”×N”變換矩陣和M”×M”變換矩陣對輸入圖像執行抽取來按比例縮小輸入圖像。
根據示例實施例，可以通過對N×M宏塊補零來形成N”×N”變換矩陣和M”×M”變換矩陣。該粗略大小調整單元可以通過利用N”×N”變換矩陣和M”×M”變換矩陣對輸入圖像執行內插來按比例放大輸入圖像。
根據示例實施例，可支持的DCT濾波器可以是8×8 DCT濾波器。
根據示例實施例，N”和M”的值可以是最接近N’和M’的值的整數，并可以比N’和M’的值大。
根據示例實施例，水平大小調整比例和垂直大小調整比例可以是相同的。
根據示例實施例，水平大小調整比例可以不同于垂直大小調整比例。


將參考附圖描述示例實施例。
圖1是編碼和解碼圖像的傳統方法的方框圖。
圖2是在空間域中調整圖像大小的傳統方法的方框圖。
圖3是在DCT域中調整圖像大小的傳統方法的方框圖。
圖4是根據示例實施例的調整圖像大小的方法的流程圖。
圖5是根據示例實施例的、利用不同的垂直大小調整比例和水平大小調整比例的調整大小的方法的流程圖。
圖6是根據示例實施例的、利用N”×N”變換矩陣和M”×M”變換矩陣來獲得N”×M”輸出圖像的操作的視圖。
圖7A是基于根據示例實施例的調整圖像大小的方法來對其執行按比例縮小的操作的宏塊的視圖。
圖7B是基于根據示例實施例的調整圖像大小的方法來對其執行按比例放大的操作的宏塊的視圖。
圖8是根據示例實施例的用于調整圖像大小的裝置的方框圖。
具體示例實施例以下參考示出了這些示例實施例的附圖來更加詳細地描述示例實施例。然而，可以以許多不同的形式來實現這些示例實施例而不應將其解釋為局限于這里提到的示例實施例。而且，提供這些示例實施例以使得本公開透徹和完整并且將充分地向本領域技術人員傳達示例實施例的范圍。在附圖中，為了清楚而夸大了層和區域的大小和相對大小。
應當理解，當提到元件或層在另一元件或層“上面”、“連接于”或“耦接于”另一元件或層時，它可以直接在另一元件或層上面、直接連接于或耦接于另一元件或層，或者可以存在中間元件或層。相反，當提到一個元件“直接”在另一元件或層“上面”、“直接連接于”或“直接耦接于”另一元件或層時，不存在中間元件或層。相同的附圖標記代表相同的元件。這里用到的術語“和/或”包括相關聯的列出的項中的一個或多個項的任何及所有組合。
應當理解，盡管這里用術語第一、第二等來描述各種元件、組件、區域、層和/或部分，這些元件、組件、區域、層和/或部分應當不被限制于這些術語。這些術語只是用于將一個元件、組件、區域、層或部分與另一區域、層或部分區別開。因此，下面討論的第一元件、組件、區域、層或部分可以被稱為第二元件、組件、區域、層或部分而不偏離本示例實施例的教導。
為了描述方便，在這里使用空間關系術語，例如“在...下面”、“在...之下”、“低于”、“在...之上”、“高于”等，來描述如附圖中所示的一個元件或一個特征相對于另一元件(或多個元件)或特征(或多個特征)的關系。應該理解空間關系術語意欲包含除了圖中所示的方向外的裝置在使用或操作中的其他不同方向。例如，如果圖中的裝置翻轉過來，被描述為在其他元件或特征“之下”或“下面”的元件將被定向在所述其他元件或特征“之上”。因此，“在...之下”這一示例術語可以包含之上和之下兩個方向。裝置可以是被其他定向的(旋轉90度或在其他方向)，要相對應地解釋這里用到的空間關系描述詞。
這里用到的術語只是為了描述具體示例實施例，而不是意欲限制示例實施例。例如除非上下文清楚地說明，否則這里用到的“一”、“一個”和“該”的單數形式意欲包含復數形式。進一步應該理解當在說明中用到詞“包括”時，其指存在所述的特征、整數、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或加入一個或多個其他的特征、整數、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。
在這里參考代表性的圖示來描述示例實施例，而代表性的圖示是理想化的示例實施例(和中間結構)的示意性的圖示。同樣地，作為例如制造技術和/或容許偏差的結果，可以想象與這些圖示的形狀不同的變型。因此，不應將示例實施例解釋為限制在此示出的區域的具體形狀，而是包括例如從生產中產生的形狀上的偏離。因此，圖中表示的區域實際上是示意性的，他們的形狀并不意欲說明裝置區域的實際形狀，也不意欲限制示例實施例的范圍。
除非另有限定，這里用到的所有術語(包括技術術語和科學術語)都和屬于本示例實施例所屬的技術領域的普通技術人員通常的理解有著相同的含義。進一步應該理解，應該將諸如那些在通常使用的字典中定義的術語解釋為具有和他們在相關領域的背景下的含義相一致的含義，而不應將其解釋為理想化的或過于形式化的意義，除非這里明確地這樣定義過。
圖4是根據示例實施例的一種調整圖像大小的方法的流程圖。
參考圖4，調整圖像大小的方法可以包括接收圖像的DCT系數(操作S410)，計算接近目標變換矩陣的變換矩陣(操作S420)，在DCT域中執行粗略大小調整(操作S430)，通過執行IDCT來獲得空間圖像(S440)，以及在空間域中執行細微大小調整(操作S450)。
在操作S410中，可以接收輸入圖像。該接收到的輸入圖像可以是由DCT系數組成的矩陣的形式。在操作S420中，可以計算用于將該接收到的圖像大小調整到預定的或給定的大小調整比例的變換矩陣。將參照圖5中圖示的調整大小的操作來描述選擇變換矩陣的操作。
在示例實施例中，可以利用該變換矩陣直接在DCT域中調整輸入圖像大小。在示例實施例中，可以不利用該變換矩陣來將輸入圖像大小直接調整到大小調整比例，而是可以利用該計算出的變換矩陣來將輸入圖像大小調整到接近大小調整比例的屏幕高寬比。
在操作S430中，可以利用變換矩陣在DCT域中執行粗略大小調整。例如，粗略大小調整可以是粗略或近似的大小調整。粗略大小調整可以是用于將圖像大小調整到接近預定的或給定的大小調整比例的屏幕高寬比的操作。
將以3∶1的大小調整比例為例描述根據示例實施例的調整輸入圖像大小的方法。然而調整輸入圖像大小的方法的示例實施例不限于此。
為了對輸入圖像大小執行粗略大小調整可以計算變換矩陣。例如，為了采用已模塊化的8×8DCT濾波器來得到對應于3∶1的大小調整比例，可以計算x以確定滿足公式3∶1＝8∶x的大小調整比例。這里計算公式可以返回x的值為2.67。在操作S420中，因為整數3是最接近2.67的整數，所以可以選擇3×3的變換矩陣。例如，假設支持3×3 IDCT，可以選擇整數3。然而如果支持4×4 IDCT而不支持3×3 IDCT，則可以選擇整數4。
在操作S430中，利用3×3變換矩陣對輸入圖像執行粗略大小調整，以便將輸入圖像的8×8 DCT系數矩陣變換為3×3矩陣。
在操作S440中，對經過粗略大小調整的圖像數據執行IDCT來將輸入圖像變換到空間域。例如，在操作S440中可以采用任何傳統的IDCT方案。
在操作S450中，執行細微大小調整。細微大小調整可以是用于將經過粗略大小調整的圖像數據大小調整到目標大小調整比例的操作。根據上面詳細描述的例子，目標大小調整比例可以是8∶2.67，以及在粗略大小調整中使用的大小調整比例是8∶3，因此，可以采用3∶2.67的細微大小調整比例來將經過粗略大小調整的圖像數據變換到經過細微大小調整的圖像數據。
可以在空間域中執行操作S450。例如，可以采用雙線性內插或雙三次內插。如果大小調整比例接近1∶1，則雙線性內插或雙三次內插可以提供較好的性能，因此，可以在對輸入圖像執行了粗略大小調整之后執行細微大小調整。
如上所述，一種根據示例實施例的、調整輸入圖像大小的方法可以通過在DCT域中執行粗略大小調整并在空間域中執行細微大小調整來降低大小調整的復雜性。進而，可以采用一種根據示例實施例的調整輸入圖像大小的方法來將圖像大小調整到任何預定的或給定的大小調整比例。
根據圖4示出的示例實施例，調整大小的方法可以包括計算允許將8×8DCT濾波器用作變換矩陣的方陣。然而，示例實施例并不限制于此。因為二維DCT方案相當于執行了兩次一維DCT方案，所以可以將輸入圖像大小調整到具有不同的垂直大小調整比例和水平大小調整比例。將參考圖5來描述根據示例實施例的、將輸入圖像大小調整到具有與水平比例不同的垂直比例的方法。
圖5是根據示例實施例的利用不同的垂直大小調整比例和水平大小調整比例的調整大小的方法的流程圖。
圖5所示的流程圖描述了從X×Y的輸入圖像按比例縮小到x×y的輸出圖像的操作。例如，X×Y表示矩陣的大小(dimension)，其中Y表示輸入圖像垂直方向的像素數，X表示輸入圖像水平方向的像素數。
如果要將該輸入圖像大小調整到具有與水平比例不同的垂直比例，可以首先在垂直方向和水平方向中的一個方向上調整該輸入圖像大小。根據圖5所示的示例實施例，可以首先在垂直方向上調整輸入圖像大小。然而，示例實施例不限制于此，也可以首先在水平方向上調整輸入圖像大小。
參考圖5，采用不同的垂直大小調整比例和水平大小調整比例來調整輸入圖像大小的方法可以包括從Y×X圖像中提取DCT系數(操作S510)，計算滿足Y∶y＝N∶N’的N’(操作S520)，選擇最接近N’的整數作為N”(操作S530)，計算滿足X∶x＝M∶M’的M’(操作S540)，選擇接近M’的整數作為M”(操作S550)，使用N”×N”變換矩陣和M”×M”變換矩陣來計算N”×M”輸出圖像(操作S560)，對輸出圖像執行IDCT(操作S570)，以及對N”×M”輸出圖像執行細微大小調整(操作S580)。
在操作S510中，提取X×Y輸入圖像的DCT系數。如上所述，可以在DCT域中對提取出的該X×Y輸入圖像的DCT系數執行粗略大小調整。
在操作S520，計算滿足Y∶y＝N∶N’的N’以確定用于垂直方向的目標大小調整比例。例如，N表示可支持的DCT系數矩陣的垂直大小。如果采用的是8×8DCT濾波器，則N為8。
在操作S530中，可以選擇最接近所計算的N’的整數作為N”。例如，如果將高清晰度電視(HDTV)的一個1080×1920的圖像調整大小到360×320的圖像，則可以通過1080∶360＝8∶N’來計算N’。因此，N’為2.67。因為3是最接近2.67的整數，所以在操作S530中選擇3作為N”。例如，選擇作為N”的整數可能大于N’，從而在細微大小調整操作中需要按比例縮小圖像。如果N”小于N’，則因為在細微大小調整操作中需要按比例放大圖像而降低圖像質量。
在操作S540中，計算滿足X∶x＝M∶M’的M’以確定用于水平方向的目標大小調整比例。例如，M可以表示可支持的DCT系數矩陣的水平大小。如果采用的是8×8DCT濾波器，則M為8。
在操作S550中，可以選擇最接近所計算的M’的整數作為M”。例如，如果將高清晰度電視的一個1080×1920的圖像調整大小到360×320的圖像，則通過1920∶320＝8∶M’來計算M’。因此，M’為1.33。因為2是最接近1.33的整數，所以在操作S550中選擇2作為M”。例如，選擇作為M”的整數可能大于M’，從而在細微大小調整操作中需要按比例縮小圖像。如果M”小于M’，則因為在細微大小調整操作中需要按比例放大圖像而降低圖像質量。
例如，N”和M”表示系統支持的DCT濾波器的大小。
在操作S560中，利用所選擇的N”和M”來計算N”×N”變換矩陣和M”×M”變換矩陣。利用這些變換矩陣，可以從N×M的輸入圖像獲得N”×M”的輸出圖像。該變換矩陣可以從輸入圖像的DCT系數矩陣中選擇低頻分量的系數。因為這樣的操作可以利用存儲在存儲器中的值，所以該操作不需要額外的處理。因此，可以通過確定系數矩陣的大小來計算變換矩陣，該系數矩陣可以是從輸入圖像的DCT系數矩陣中分離出來的。
可以通過從輸入圖像的DCT系數矩陣中提取和該變換矩陣的大小相對應的系數矩陣來執行利用N”×N”變換矩陣和M”×M”變換矩陣獲得N”×M”輸出圖像的操作。將參考圖6所示的示例實施例來描述利用N”×N”變換矩陣和M”×M”變換矩陣獲得N”×M”輸出圖像的操作。
參考圖6，可以利用N”×N”變換矩陣610在垂直方向上調整輸入圖像650的大小?？梢岳肕”×M”變換矩陣620在水平方向上調整輸入圖像650的大小。通過這些調整大小的操作可以獲得N”×M”的輸出圖像690。如上所述，執行用于在垂直方向和水平方向上調整輸入圖像650的大小的操作的順序可以互換。
為了示意性地示出矩陣計算，圖6示出了對其執行矩陣計算的輸入圖像650的預定部分。例如，圖6示出的輸入圖像650可以是Y×X輸入圖像的預定部分。因此，即使互換了應用N”×N”變換矩陣610和M”×M”變換矩陣620的順序，也可以執行矩陣計算。
再參考圖5，在操作S570中，對從矩陣計算中獲得的輸出圖像執行IDCT。通過執行IDCT，可以獲得N”×M”輸出圖像的空間域表示。該空間域表示可以表示該輸出圖像的像素值。
在操作S580中，對N”×M”輸出圖像執行細微大小調整。
根據上面詳細描述的示例，垂直比例可以是1080∶360＝8∶2.67，并且可以執行粗略大小調整以將輸入圖像大小調整到8∶3的比例。利用3∶2.67的大小調整比例執行細微大小調整，以將粗略大小調整得到的圖像變換為輸出圖像。根據上面詳細描述的示例，水平比例可以是1920∶320＝8∶1.33，并且可以執行粗略大小調整，以將輸入圖像大小調整到8∶2的比例?？梢岳?∶1.33的大小調整比例執行細微大小調整，以將粗略大小調整得到的圖像變換為輸出圖像。然而，盡管用于細微大小調整的給定的大小調整比例是3∶2.67和/或2∶1.33，但是可以將該給定的比例變換為整數比例，可以將該整數比例應用于細微大小調整操作。
根據示例實施例，粗略大小調整和細微大小調整可以按比例縮小輸入圖像或按比例放大輸入圖像，按比例縮小操作可以是用于選擇性地獲得輸入圖像的DCT系數的預定部分的抽取操作。按比例放大操作可以是用于通過在輸入圖像的DCT系數中補零而產生輸出圖像的目標大小調整比例的內插操作。因此，調整大小操作可以包括按比例放大操作或按比例縮小操作，從而可以選擇性地執行內插操作和抽取操作之一。
圖7A是基于根據示例實施例的圖像大小調整方法而對其執行按比例放大的宏塊的視圖。
參考圖7A，可以從Y×X輸入圖像中選擇N×M宏塊。計算滿足公式Y∶y＝N∶N’和X∶x＝M∶M’的N’和M’。選擇最接近計算出的N’和M’的整數作為N”和M”。例如，選擇比N’和M’大的整數作為N”和M”。
在圖7A中，第二箭頭和第三箭頭表示調整大小的操作。用于將N×M宏塊變換到N”×M”宏塊的調整大小的操作可以是粗略大小調整。用于將N”×M”宏塊變換到N’×M’宏塊的調整大小的操作可以是細微大小調整?？梢酝ㄟ^按照原始排列來排列經過細微大小調整的宏塊，從而獲得x∶y輸出圖像。
圖7B是基于根據示例實施例的圖像大小調整方法而其執行按比例縮小的宏塊的視圖。
參考圖7B，可以從Y×X輸入圖像中選擇N×M宏塊。計算滿足公式Y∶y＝N∶N’和X∶x＝M∶M’的N’和M’。選擇接近N’和M’的值的整數N”和M”的操作可以和圖7A中所示的操作相同?？梢酝ㄟ^在選出的宏塊中補零形成N”×M”宏塊。
在圖7B中第二箭頭和第三箭頭表示大小調整操作。用于將N×M宏塊變換到N”×M”宏塊的調整大小的操作可以是粗略大小調整。用于將N”×M”宏塊變換到N’×M’宏塊的調整大小的操作可以是細微大小調整。通過按照原始排列來排列經過大小調整的宏塊，從而獲得x∶y輸出圖像。
圖8是根據示例實施例的用于調整圖像大小的裝置的方框圖。
根據示例實施例的大小調整裝置800可以包括接收器810、大小調整單元850、IDCT單元880以及細微大小調整單元890。大小調整單元850可以包括變換矩陣計算單元820和粗略大小調整單元830。
接收機810可以接收輸入圖像的DCT系數。輸入圖像的DCT系數可以是預定比例的矩陣的形式。
變換矩陣計算單元820可以計算用于將輸入圖像變換到接近預定的或給定的大小調整比例的屏幕高寬比的變換矩陣。如上所述，變換矩陣可以將輸入圖像變換為比目標大小調整比例的最終大小要大的大小。例如，如圖5所示，變換矩陣計算單元820可以計算滿足公式Y∶y＝N∶N’的N’和滿足公式X∶x＝M∶M’的M’。變換矩陣計算單元820可以選擇接近計算出的N’和M’的整數作為N”和M”。變換矩陣計算單元820可以利用選出的N”和M”來計算N”×N”變換矩陣和M”×M”變換矩陣。
粗略大小調整單元830可以利用N”×N”變換矩陣和M”×M”變換矩陣來在DCT域中對輸入圖像執行粗略大小調整。作為粗略大小調整的結果，可以獲得具有接近目標大小調整比例的大小調整比例的圖像。
IDCT單元880對經過粗略大小調整的域執行IDCT以獲得空間圖像?？梢詫⒃摽臻g圖像提供給細微大小調整單元890。細微大小調整單元890可以對所提供的空間圖像執行細微大小調整以獲得輸出圖像。例如，如上面詳細描述的，可以將雙線性濾波器或雙三次濾波器中的一個用于細微大小調整。
圖8中的大小調整裝置800可以按比例放大圖像和/或按比例縮小圖像。為了按比例縮小圖像，大小調整裝置800的細微大小調整單元830可以執行抽取操作。為了按比例放大圖像，細微大小調整單元830可以執行補零操作。
根據示例實施例，可以通過執行粗略大小調整和細微大小調整操作來調整輸入圖像數據的大小。
根據示例實施例，可以通過在DCT域和空間域中獨立地調整輸入圖像數據的大小來將輸入圖像大小調整到任何預定的或給定的比例。
根據示例實施例，可以將輸入圖像大小調整為具有與水平比例不同的垂直比例的大小調整比例。
盡管已經具體地示出和描述這些示例實施例，但是本領域普通技術人員應該明白，在不脫離如由所附的權利要求書限定的精神和范圍的條件下，可以在形式和細節上做出各種變化。
例如，示例實施例不限制于圖6所示的示例。即使示例實施例在粗略大小調整操作中采用了雙線性濾波和雙三次濾波中的一個，示例實施例也可以采用其他方式在空間域中調整輸入圖像數據的大小。進而，在示例實施例中，IDCT是在執行細微大小調整之前粗略大小調整之后執行的。IDCT可以將DCT域中的圖像變換為空間域中的圖像。在IDCT中執行按比例縮放操作以匹配輸入圖像和輸出圖像的能力(energy)。
權利要求
1.一種利用大小調整比例來調整圖像大小的方法，包括接收輸入圖像的DCT(離散余弦變換)系數；計算用于利用最接近目標大小調整比例的整數屏幕高寬比來變換輸入圖像的變換矩陣；利用該變換矩陣在DCT域中對輸入圖像執行粗略大小調整；通過對該粗略大小調整過的域執行IDCT(逆離散余弦變換)來獲得空間圖像；以及通過在空間域中對該空間圖像執行細微大小調整來形成輸出圖像。
2.如權利要求1所述的方法，其中，計算變換矩陣包括計算滿足Y:y＝N:N’的N’及計算滿足X:x＝M:M’的M’；選擇最接近計算出的N’和M’的整數作為N”和M”；以及計算N”×N”變換矩陣和M”×M”變換矩陣，其中，Y表示輸入圖像垂直方向的像素數，X表示輸入圖像水平方向的像素數，y表示輸出圖像垂直方向的像素數，x表示輸出圖像水平方向的像素數，以及N和M表示可支持的DCT濾波器的垂直行比水平行的比例。
3.如權利要求2所述的方法，其中，執行粗略大小調整包括利用該N”×N”變換矩陣和該M”×M”變換矩陣來計算輸入圖像的N”×M”變換矩陣。
4.如權利要求3所述的方法，其中，執行細微大小調整包括通過對N”×M”變換矩陣執行雙線性濾波和雙三次濾波中的一個來獲得輸出圖像。
5.如權利要求2所述的方法，其中，通過提取N×M變換矩陣的一部分DCT系數來形成該N”×N”變換矩陣和該M”×M”變換矩陣，以及其中，在執行粗略大小調整中，通過利用N”×N”變換矩陣和M”×M”變換矩陣對輸入圖像執行抽取來按比例縮小輸入圖像。
6.如權利要求2所述的方法，其中，通過在N×M變換矩陣的DCT系數中補零來形成該N”×N”變換矩陣和該M”×M”變換矩陣，以及其中，在執行粗略大小調整中，通過利用N”×N”變換矩陣和M”×M”變換矩陣對輸入圖像執行內插來按比例放大輸入圖像。
7.如權利要求2所述的方法，其中可支持的DCT濾波器是8×8DCT濾波器。
8.如權利要求2所述的方法，其中，N”和M”是最接近N’和M’的值并比N’和M’的值大的整數。
9.如權利要求2所述的方法，其中，水平大小調整比例和垂直大小調整比例是相同的。
10.如權利要求2所述的方法，其中，水平大小調整比例不同于垂直大小調整比例。
11.一種利用大小調整比例來調整輸入圖像大小的裝置，包括接收器，用于接收輸入圖像的DCT(離散余弦變換)系數；變換矩陣計算單元，計算用于利用最接近大小調整比例的整數屏幕高寬比來變換該輸入圖像的變換矩陣；粗略大小調整單元，用于利用該變換矩陣在DCT域中對輸入圖像執行粗略大小調整；IDCT(逆離散余弦變換)單元，用于通過對該粗略大小調整過的域執行IDCT來獲得空間圖像；以及細微大小調整單元，用于通過在空間域中對該空間圖像執行細微大小調整來形成輸出圖像。
12.如權利要求11所述的裝置，其中，變換矩陣計算單元計算滿足Y:y＝N:N’的N’及計算滿足X:x＝M:M’的M’，選擇最接近計算出的N’和M’的值的整數作為N”和M”，及計算N”×N”變換矩陣和M”×M”變換矩陣，以及其中，Y表示輸入圖像垂直方向的像素數，X表示輸入圖像水平方向的像素數，y表示輸出圖像垂直方向的像素數，x表示輸出圖像水平方向的像素數，N和M表示預定的DCT濾波器的垂直行比水平行的比例。
13.如權利要求12所述的裝置，其中，粗略大小調整單元利用該N”×N”變換矩陣和該M”×M”變換矩陣來從輸入圖像計算N”×M”變換矩陣。
14.如權利要求13所述的裝置，其中，細微大小調整單元通過對N”×M”變換矩陣使用雙線性濾波器和雙三次濾波器中的一個來獲得輸出圖像。
15.如權利要求12所述的裝置，其中，通過提取N×M變換矩陣的一部分DCT系數來形成該N”×N”變換矩陣和該M”×M”變換矩陣，以及其中，粗略大小調整單元通過利用N”×N”變換矩陣和M”×M”變換矩陣對輸入圖像執行抽取來按比例縮小輸入圖像。
16.如權利要求12所述的裝置，其中，通過在N×M變換矩陣中補零來形成該N”×N”變換矩陣和該M”×M”變換矩陣，以及其中，粗略大小調整單元通過利用N”×N”變換矩陣和M”×M”變換矩陣對輸入圖像執行內插來按比例放大輸入圖像。
17.如權利要求12所述的裝置，其中，可支持的DCT濾波器是8×8DCT濾波器。
18.如權利要求12所述的裝置，其中，N”和M”是最接近N’和M’的值并比N’和M’的值大的整數。
19.如權利要求12所述的裝置，其中，水平大小調整比例和垂直大小調整比例是相同的。
20.如權利要求12所述的裝置，其中，水平大小調整比例不同于垂直大小調整比例。
全文摘要
一種利用大小調整比例來調整圖像大小的方法包括接收輸入圖像的DCT(離散余弦變換)系數；計算用于將輸入圖像變換到最接近大小調整比例的整數屏幕高寬比的變換矩陣；利用該變換矩陣在DCT域中對輸入圖像執行粗略大小調整；通過對該粗略大小調整過的域執行逆離散余弦變換(IDCT)來獲得空間圖像；以及通過在空間域中對該空間圖像執行細微大小調整來形成輸出圖像。
文檔編號H04N7/30GK101039431SQ20071010164
公開日2007年9月19日 申請日期2007年2月23日 優先權日2006年2月23日
發明者趙南翊, 樸燦律 申請人:首爾大學校產學協力財團, 三星電子株式會社