TWI453696B - 影像處理裝置及其處理方法 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種影像處理裝置及其方法,且特別是有關於一種進行影像的幾何變形的影像處理裝置及其方法。
在現今的影像處理技術中,關於針對影像幾何形變的處理技術,常見利用所謂的幾何轉換引擎(Geometric Transform Engine,GTE)來進行相關的處理。這種幾何轉換引擎主要可以應用於修正鏡頭影像失真(Lens Distortion Correction,LDC)、CMOS感測器的滾動快門(rolling shutter)補償以及影像旋轉等相關動作。
由於影像資料通常具有相當大的資料量,因此,在當影像處理裝置中的幾何轉換引擎要讀取影像資料進行處理時,僅能由儲存影像資料的主記憶體中每次讀取部分的影像資料,並暫存這個部分影像資料至工作緩衝區以進行處理。由於,在習知技術中,用來讀取主記憶體中的部分的影像資料的直接記憶體存取(Direct Memory Access,DMA)器僅能支援固定大小且循序存取主記憶體的應用,因此需要較大的主記憶體的存取頻寬。而在把部分的影像資料存入工作緩衝區時,則會受到工作緩衝區的記憶容量大小以及頻寬的限制。在上述諸多因素的限制下,習知的影像處理裝置僅能支援有限的影像變形量。
本發明提供一種影像處理裝置及其方法,動態調整所需讀取的待處理影像資料的部分資料的範圍,提升影像處理的效益。
本發明提出一種影像處理裝置,包括幾何位置獲取單元、影像讀取單元以及影像修正單元。幾何位置獲取單元接收幾何變形參數、區塊尺寸以及拼塊尺寸,並依據區塊尺寸以及拼塊尺寸來獲取幾何變形參數的多個基點座標值,再依據基點座標值建立基點座標表。影像讀取單元耦接幾何位置獲取單元,用以讀取基點座標表並依據固定區塊尺寸來掃描基點座標表以產生多個參考影像範圍,並依據各參考影像範圍來分別讀取待處理影像資料的多個部分影像資料。影像修正單元耦接影像讀取單元以及幾何位置獲取單元。影像修正單元依據幾何變形參數來對各部分影像資料來進行影像修正。
在本發明之一實施例中,上述之影像讀取單元依據基點座標表中任一固定區塊尺寸中的基點座標值的最大值及最小值來產生各參考影像範圍。
在本發明之一實施例中,上述之影像讀取單元包括直接記憶體存取器以及工作緩衝記憶體。直接記憶體存取器用以依據各參考影像範圍來讀取待處理影像資料的各部分影像資料。工作緩衝記憶體耦接至直接記憶體存取器,工作緩衝記憶體用以提供影像讀取單元暫存各部分影像資料。
在本發明之一實施例中,上述之幾何位置獲取單元包括數位信號處理器。
在本發明之一實施例中,上述之拼塊尺寸大於區塊尺寸。
本發明提出一種影像處理方法,包括:首先,接收幾何變形參數、區塊尺寸以及拼塊尺寸。接著,依據區塊尺寸以及拼塊尺寸來獲取幾何變形參數的多個基點座標值,並依據基點座標值建立基點座標表。並且,讀取基點座標表並依據固定區塊尺寸來掃描基點座標表以產生多個參考影像範圍。再依據各參考影像範圍來讀取待處理影像資料的多個部分影像資料。最後則依據幾何變形參數來對各部分影像資料來進行影像修正。
基於上述,本發明所提出的影像處理裝置依據幾何變形參數、區塊尺寸以及拼塊尺寸來建立基點座標表,並透過對基點座標表的掃描,來計算出當要對待處理影像資料的部分影像資料進行讀取時的參考影像範圍。如此一來,所要讀取的部分影像資料的參考影像範圍可以適應性的備動態調整,除可以有效節省記憶部分影像資料的記憶空間外,還可以減低無效資料的讀取次數,增進影像處理裝置的工作效率。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。
請參照圖1,圖1繪示本發明的一實施例的影像處理裝置的示意圖。影像處理裝置100包括幾何位置獲取單元110、影像讀取單元120以及影像修正單元130。幾何位置獲取單元110接收幾何變形參數GTP、區塊尺寸BP以及拼塊尺寸TP。其中,幾何變形參數GTP用以指示影像處理裝置100所要進行的幾何變形的方式,而區塊尺寸BP以及拼塊尺寸TP則設定影像處理裝置100在進行影像資料的幾何變形時,所要規劃的拼塊(tile)以及區塊(block)的尺寸。其中,區塊尺寸BP會小於拼塊尺寸TP。舉個例子來說,當拼塊尺寸TP設定為16×16時,區塊尺寸BP可以設定為4×4,也就是說,一個拼塊中會存在有16個區塊。
幾何位置獲取單元110並依據所接收的區塊尺寸BP以及拼塊尺寸TP來獲取幾何變形參數的多個基點(base point)座標值,並依據基點座標值建立基點座標表。為更清楚解釋基點座標表的建立方式,以下請參照圖2,圖2繪示本發明實施例的基點座標表建立方式的示意圖。
在圖2的繪示中,拼塊210的尺寸被設定為16×16,而區塊的尺寸則被設定為4×4。其中,拼塊210中的各區塊中的任一點(例如是圖2繪示的左上角的點)可以被設定為基點211_1~211_16。然後,幾何位置獲取單元110再針對拼塊210外緣設定多個參考點REF1~REF9。最後,幾何位置獲取單元110組合上述的基點211_1~211_16以及參考點REF1~REF9的座標值,就可以獲得基點座標表220。
在此請注意,拼塊210中的非基點(例如區域212中的點)的座標值可以利用與其相鄰的基點的座標值來進行內插運算來獲得。而參考點REF1~REF9的設置,則是用來當進行拼塊210中的邊緣的非基點的座標值的計算時,作為輔助的參考基點來提供進行內插運算。
上述圖2繪示的基點座標表220是針對拼塊210進行壓縮的方式所產生。這種壓縮後而產生的基點座標表220可以有效降低影像處理裝置100所需的記憶空間。當然,若影像處理裝置100有足夠大記憶空間時,並不一定需要針對拼塊210進行壓縮來產生基點座標表220,而可以直接記錄完整的拼塊210的所有座標值來對應產生基點座標表220。
請重新參照圖1,影像讀取單元120耦接幾何位置獲取單元110,並接收待處理影像資料IMGDAT。影像讀取單元120讀取由幾何位置獲取單元110產生的基點座標表並依據固定區塊尺寸來掃描基點座標表。以下請配合參照圖3繪示的本發明實施例的基點座標表的掃瞄動作示意圖。以基點座標表300的尺寸等於5×5為範例,影像讀取單元120可以設定固定區塊310~340的尺寸等於3×3並依據固定區塊尺寸310~340來依序掃瞄基點座標表300上所有基點的座標值。請注意,在進行基點座標表300的掃瞄動作時,其中的固定區塊310~340間都會有部份重疊的情況。這個部份重疊的情形,主要是可以將基點座標表300中的基點間的相互關聯的狀態也一併掃瞄進去。而各固定區塊間重疊區域的大小,則可以由設計者依據實際的需求來加以設定。
再請重新參照圖1,在影像讀取單元120完成基點座標表的掃描後,則可以依據基點座標表的掃描結果來產生對應的多個參考影像範圍。也就是說,在影像讀取單元120進行基點座標表的掃描動作時,在不同的固定區塊的掃描過程中,分別可以獲得多個基點座標值。影像讀取單元120則會取用單一固定區塊的掃描過程所產生的多個基點座標值的最大值以及最小值,來設定為對應該單一固定區塊的參考影像範圍。為使本領域具通常知識者更能清楚瞭解本發明實施例的參考影像範圍的設定方式,以下將依據圖4的繪示為範例以進行更詳盡的說明。
請參照圖4繪示的本發明實施例的參考影像範圍設定示意圖。其中,影像讀取單元120進行固定區塊TI1的掃描並獲得基點B1~B8的座標值。而影像讀取單元120進行固定區塊TI2的掃描,則是獲得基點B5~B12的座標值。假設基點B1~B8的座標值分別為(23,25)、(20,30)、(16,35)、(12,40)、(33,20)、(30,28)、(27,33)以及(24,38)。則可以清楚得知,基點B1~B8的座標值中,水平軸(x軸)的最大座標值等於33,而最小座標值則為12,垂直軸(y軸)的最大座標值等於40,而最小座標值則為20。因此,影像讀取單元120可分別依據x軸及y軸的最大及最小座標值的差來設定對應固定區塊TI1的參考影像範圍為21×20。
另外,關於對應固定區塊TI2的參考影像範圍的設定,在此更假設基點B9~B12的座標值分別為(42,16)、(38,23)、(33,28)以及(27,34)。同樣可以清楚得知,基點B5~B12的座標值中,水平軸(x軸)的最大座標值等於42,而最小座標值則為24,垂直軸(y軸)的最大座標值等於38,而最小座標值則為16。因此,影像讀取單元120可分別依據x軸及y軸的最大及最小座標值的差來設定對應固定區塊TI2的參考影像範圍為18×22。
由上述的說明不難發現,本發明實施例的參考影像範圍是會動態被調整的。也就是說,隨著基點座標值的不同,參考影像範圍可以對應這個不同的基點座標值來調變。
請重新參照圖1,在影像讀取單元120獲得多個參考影像範圍後,影像讀取單元120便可以依據各個參考影像範圍來讀取待處理影像資料的多個部分影像資料。如圖5所繪示的影像讀取單元120讀取待處理影像資料的示意圖,其中影像讀取單元120分別依據不同的參考影像範圍RR1~RR9來依序讀取待處理影像資料500的各部分影像資料。如此一來,就可以最有效率的對待處理影像資料500進行讀取,提升影像處理裝置的工作效能。
影像修正單元130耦接影像讀取單元120以及幾何位置獲取單元110。影像修正單元130依據幾何位置獲取單元110提供的幾何變形參數來對影像讀取單元120所提供的各部分影像資料來進行影像修正。
以下請分別參照圖6A及圖6B,其中,圖6A繪示本發明的實施例的影像讀取單元的實施方式示意圖,而圖6B則繪示本發明的實施例的幾何位置獲取單元的實施方式示意圖。在圖6A的繪示中,影像讀取單元610包括直接記憶體存取器611以及工作緩衝記憶體612。直接記憶體存取器611用以依據各參考影像範圍來讀取待處理影像資料的各部分影像資料。工作緩衝記憶體612耦接直接記憶體存取器611。工作緩衝記憶體612用以提供影像讀取單元611暫存各部分影像資料。值得注意的,工作緩衝記憶體612可以內建於影像讀取單元610中,也可以採取外掛的方式來提供直接記憶體存取器611進行存取。
在圖6B的繪示中,幾何位置獲取單元620中則包括配置數位信號處理器621(Digital Signal Processor,DSP)來接收幾何變形參數GTP、區塊尺寸BP以及拼塊尺寸TP,並進行依據區塊尺寸BP以及拼塊尺寸TP來獲取幾何變形參數GTP的多個基點座標值,且依據基點座標值建立基點座標表的動作。
以下則請參照圖7,圖7繪示本發明另一實施例的影像處理方法的流程圖。本實施例的影像處理方法的步驟包括:接收幾何變形參數、區塊尺寸以及拼塊尺寸(S710),然後,依據區塊尺寸以及拼塊尺寸來獲取幾何變形參數的多個基點座標值,再依據基點座標值建立基點座標表(S720)。在完成基點座標表的建立後,則讀取基點座標表並依據固定區塊尺寸來掃描基點座標表以產生多個參考影像範圍(S730)。透過以各參考影像範圍為依據,來讀取待處理影像資料中的多個部分影像資料(S740),並依據幾何變形參數來對各部分影像資料來進行影像修正(S750)。
此外,關於本實施例的各步驟的實施細節,在前述關於影像處理裝置的實施例中都有詳細的說明,以下則恕不多贅述。
綜上所述,本發明藉由擷取拼塊中的基點座標值來建立基點座標表,並透過掃描基點座標表的方式來獲取參考影像範圍。當要進行待處理影像資料的幾何變形動作時,則依據可變動大小的參考影像範圍來依序讀取待處理影像資料的部份影像資料,以提供影像修正單元進行部份影像資料的修正動作。如此一來,本發明提供的影像處理裝置更有效率的讀取必須的影像資料,且降低無效資料的讀取量,進以提升影像處理的效率。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100...影像處理裝置
110、620...幾何位置獲取單元
120、610...影像讀取單元
130...影像修正單元
210...拼塊
220、300...基點座標表
211_1~211_16、B1~B12...基點
212...區域
310~340、TI1、TI2...固定區塊
RR1~RR9...參考影像範圍
REF1~REF9...參考點
611...直接記憶體存取器
612...工作緩衝記憶體
621...數位信號處理器
GTP...幾何變形參數
BP...區塊尺寸
TP...拼塊尺寸
IMGDAT...待處理影像資料
S710~S750...影像處理的步驟
圖1繪示本發明的一實施例的影像處理裝置的示意圖。
圖2繪示本發明實施例的基點座標表建立方式的示意圖。
圖3繪示的本發明實施例的基點座標表的掃瞄動作示意圖。
圖4繪示的本發明實施例的參考影像範圍設定示意圖。
圖5所繪示的影像讀取單元120讀取待處理影像資料的示意圖。
圖6A繪示本發明的實施例的影像讀取單元的實施方式示意圖。
圖6B則繪示本發明的實施例的幾何位置獲取單元的實施方式示意圖。
圖7繪示本發明另一實施例的影像處理方法的流程圖。
100...影像處理裝置
110...幾何位置獲取單元
120...影像讀取單元
130...影像修正單元
GTP...幾何變形參數
BP...區塊尺寸
TP...拼塊尺寸
IMGDAT...待處理影像資料
Claims (9)
- 一種影像處理裝置,包括:一幾何位置獲取單元,接收一幾何變形參數、一區塊(block)尺寸以及一拼塊(tile)尺寸,依據該區塊尺寸以及該拼塊尺寸來獲取該幾何變形參數的多數個基點座標值,並依據該些基點座標值建立一基點座標表;一影像讀取單元,耦接該幾何位置獲取單元,讀取該基點座標表並依據一固定區塊尺寸來掃描該基點座標表以產生多數個參考影像範圍,並依據各該參考影像範圍來分別讀取一待處理影像資料的多數個部分影像資料;以及一影像修正單元,耦接該影像讀取單元以及該幾何位置獲取單元,依據該幾何變形參數來對各該部分影像資料來進行影像修正。
- 如申請專利範圍第1項所述之影像處理裝置,其中該影像讀取單元依據該基點座標表中任該固定區塊尺寸中的該些基點座標值的最大值及最小值的差來產生各該參考影像範圍。
- 如申請專利範圍第1項所述之影像處理裝置,其中該影像讀取單元包括:一直接記憶體存取器,用以依據各該參考影像範圍來讀取該待處理影像資料的各該部分影像資料;以及一工作緩衝記憶體,耦接該直接記憶體存取器,該工作緩衝記憶體用以提供該影像讀取單元暫存各該部分影像資料。
- 如申請專利範圍第1項所述之影像處理裝置,其中該幾何位置獲取單元包括數位信號處理器。
- 如申請專利範圍第1項所述之影像處理裝置,其中該拼塊尺寸大於該區塊尺寸。
- 一種影像處理方法,包括:接收一幾何變形參數、一區塊(block)尺寸以及一拼塊(tile)尺寸;依據該區塊尺寸以及該拼塊尺寸來獲取該幾何變形參數的多數個基點座標值,並依據該些基點座標值建立一基點座標表;讀取該基點座標表並依據一固定區塊尺寸來掃描該基點座標表以產生多數個參考影像範圍;依據各該參考影像範圍來讀取一待處理影像資料的多數個部分影像資料;以及依據該幾何變形參數來對各該部分影像資料來進行影像修正。
- 如申請專利範圍第6項所述之影像處理方法,其中依據該固定區塊尺寸來掃描該基點座標表以產生該些參考影像範圍的步驟包括:依據該基點座標表中任該固定區塊尺寸中的該些基點座標值的最大值及最小值的差來產生各該參考影像範圍。
- 如申請專利範圍第6項所述之影像處理方法,其中更包括:暫存各該部分影像資料至一工作緩衝記憶體中。
- 如申請專利範圍第6項所述之影像處理方法,其中該拼塊尺寸大於該區塊尺寸。
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