CN101246680B - 一种图像帧速率转换方法、图像缩放转换装置及设备 - Google Patents

Abstract

本发明适用于图像显示领域，提供了一种图像帧速率转换方法、图像缩放转换装置及设备，所述方法包括以下步骤：计算当前输出行位置；设置两帧输出图像分别从原始图像奇数行和偶数行中以隔行读取的方式读取数据至各行缓存器中；若当前输出行相对于原始图像的垂直位置，在各个行缓存器中的数据所在原始图像的位置之间，则选择权重系数，进行垂直方向、水平方向的插值运算并输出，否则重新读取数据；判断当前输出行是否为当前输出帧图像的最后一行，是则进一步判断是否已输出两帧图像，若当前输出图像为第一帧输出图像，则重新计算当前输出行位置，进行第二帧输出；若当前输出行不是当最后一行，则继续读取数据进行下一行输出。

Description

一种图像帧速率转换方法、图像缩放转换装置及设备

技术领域

本发明属于图像显示领域，尤其涉及一种图像帧速率转换方法、图像缩放转换装置及设备。

背景技术

在图像显示设备进行图像显示时，由于原始图像的尺寸大小与实际使用的显示器的显示分辨率不一致，需要把解码后的图像进行缩放，同时由于原始图像的帧速率一般只有20-30帧/秒，而显示器普遍的图像刷新频率都在60帧/秒左右，甚至75帧/秒，因此还需要将缩放好的图像进行帧速率转换，图像显示设备进行图像数据处理的流程为：图像解码、图像缩放、图像帧速率转换。

假设原始图像的序列编号为p1，p2，p3，……，而进行图像缩放、帧速率转换后输出至显示器的图像序列编号为q1，q2，q3，……，则有如下对应关系：

第1帧：读入整帧p1，进行图像缩放，输出q1

第2帧：读入整帧p1，进行图像缩放，输出q2

第3帧：读入整帧p2，进行图像缩放，输出q3

第4帧：读入整帧p2，进行图像缩放，输出q4

第5帧：读入整帧p3，进行图像缩放，输出q5

第6帧：读入整帧p3，进行图像缩放，输出q6

可见，传统做法对于单帧图像1∶2的帧速率转换，采用的是复制法，把每个输入帧重复使用两次，得到两个相同的输出帧。现实中还有利用前后几帧图像中的像素点计算输出像素的做法，但是无论是从同一帧原始图像读取数据还是从多帧原始图像读取数据，每次LCD屏进行刷新都必须把一整帧图像如p1从内存中读出，因此一秒钟对内存必须读取60次p1图像大小的数据量，需要占用很高的系统内存带宽，以致系统工作效率低。

另外，为了得到较好的插值效果，对图像进行帧速率转换的图像缩放系统一般采用高抽头结构的对图像数据进行复杂的滤波插值，这就要求使用较多的行缓存器对图像中相邻行像素的数据进行缓存，以致整个缩放转换装置的硬件成本很高。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种图像帧速率转换方法，旨在解决传统的图像帧速率转换方式需要占用很高的系统内存带宽，系统工作效率低以及硬件成本高的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种图像帧速率转换方法，所述方法包括以下步骤：

计算当前输出行位置；

设置两帧输出图像分别从原始图像奇数行和偶数行中以隔行读取的方式读取数据至各行缓存器中；

若当前输出行相对于原始图像的垂直位置，在各个行缓存器中的数据所在原始图像的位置之间，则选择权重系数，进行垂直方向、水平方向的插值运算并输出，否则重新读取数据；

判断当前输出行是否为当前输出帧图像的最后一行，是则进一步判断是否已输出两帧图像，若当前输出图像为第一帧输出图像，则重新计算当前输出行位置，进行第二帧输出；

若当前输出行不是当前输出帧图像的最后一行，则继续读取数据进行下一行输出。

本发明实施例的另一目的在于提供一种图像缩放转换装置，所述装置包括垂直缩放转换单元和水平缩放转换单元，所述垂直缩放转换单元包括：

行缓存模块，用于对原始图像的数据进行缓存，所述行缓存模块包含至少两个行缓存器；

权重系数存储模块，用于存储系统权重系数；

权重乘法运算模块，用于根据所述行缓存模块中的各个行缓存器中的数据以及所述权重系数存储模块中的权重系数进行乘法运算，所述权重乘法运算模块包含至少两个乘法器，所述乘法器与所述行缓存模块中的行缓存器一一对应；

加法器，用于对所述权重乘法运算模块的运算结果进行加法运算，并将运算结果输出至所述水平缩放转换单元；以及

控制模块，用于计算当前输出行位置，设置从原始图像的奇数行中读取数据或偶数行中读取数据，控制将原始图像的数据以隔行读取的方式读取至所述行缓存模块，并判断当前输出行相对于原始图像的垂直位置，是否在所述行缓存模块中的各个行缓存器中的数据所在原始图像的位置之间，且从所述权重系数存储模块中为所述行缓存模块中的各个行缓存器中的数据选择权重系数，并判断当前输出帧是否已输出最后一行以及已输出图像的帧数。

本发明实施例的另一目的在于提供一种采用上述图像缩放转换装置的图像显示设备。

本发明实施例通过配置选择低抽头结构的权重系数，并使每次从一帧图像中的部分行中查找读取数据进行插值运算输出若干帧图像，人眼对这若干帧图像经过生理滤波后，相当于看到一帧高抽头的缩放图像，进而在实现图像缩放、帧速率转换的同时降低了成本、减小了系统内存带宽的使用，使系统效率得以提高。

附图说明

图1是人眼滤波成像模型示意图；

图2是采用一次4抽头算法对图像数据进行插值运算的结构原理图；

图3a和图3b为本发明实施例提供的采用两个2抽头算法对图像数据进行插值运算达到4抽头运算效果的结构原理图；

图4a和图4b为本发明实施例提供的采用两个3抽头算法对图像数据进行插值运算达到6抽头运算效果的结构原理图；

图5a和图5b为本发明实施例提供的采用两个4抽头算法对图像数据进行插值运算达到8抽头运算效果的结构原理图；

图6是本发明实施例提供的图像帧速率转换方法的实现流程图；

图7a和图7b分别是本发明实施例提供的输出行相对于原始图像的垂直位置，处于和不处于缓存器中的数据所在原始图像的位置之间时的输出行位置与行缓存器的关系示意图；

图8a和图8b分别是本发明实施例提供的两次实际缓存的数据在原始图像的位置与输出行的位置关系；

图9是本发明实施例提供的图像显示设备中的图像数据处理系统的结构原理图；

图10是本发明实施例提供的图像缩放转换装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例中，根据人眼对图像的滤波效应在时间上的视觉暂存原理，把对一帧图像高抽头的插值运算，分解成若干帧图像低抽头的插值运算，人眼对这若干帧图像经过生理滤波后，相当于看到一帧高抽头的缩放图像，达到使用低抽头算法和硬件实现高抽头算法的效果，并同时能把系统显示的内存带宽减半。

人眼对连续视频的时间滤波效应如下，假设图像上的点以每秒N次进行刷新，如果刷新的速度足够快，则人眼会发生视觉暂存现象，它看到的不会是离散的两个点，而是他们的累加平均的两个点，此时人眼相当于一个的低通滤波器，图1为人眼滤波成像模型示意图，假设第一帧图像中的黑点亮度为A，第二帧图像中的白点亮度为B，则人眼感受到的的光能量强度C为：

C＝(A*time1+B*time2)/(time1+time2)

其中time1，time2分别是第一帧、第二帧的显示时间，且time1＝time2，因此上式可以简化为：

C＝(A+B)/2

可见，图1中的两个连续黑白点的帧，在人眼看来，相当于看到具有同样灰点图像的两个连续帧。

将上述原理应用于图像缩放转换装置对图像数据的插值运算中，在图像缩放转换装置中的垂直缩放转换单元部分以4抽头结构、30帧/秒-60帧/秒的1∶2转换为例，图2为采用一次4抽头算法对图像数据进行插值运算的结构原理图。

参照图2，4抽头算法的每行输出图像L_out由相邻的4行原始图像插值获得，需要如图2所示的行缓存器1、与行缓存器1对应的乘法器210、行缓存器2、与行缓存器2对应的乘法器211、行缓存器3、与行缓存器3对应的乘法器212、行缓存器4、与行缓存器4对应的乘法器213，以及1个加法器214，行缓存器分别用于接收原始图像输入行的像素数据L0、L1、L2、L3，并同时将各自缓存的数据输入至与其对应的乘法器中以进行权重乘法运算，4个乘法器将运算结果输入至加法器214中以进行累加运算，其运算公式为：

L_out＝L0*c0+L1*c1+L2*c2+L3*c3

其中c0、c1、c2、c3分别为4个乘法器的权重系数。对于一帧原始图像，由于显示端需要60帧的刷新频率，因此它实际会输出两次，人眼观测到输出行的能量为：

L_out’＝(L_out×1/60+L_out×1/60)/(1/60+1/60)

本发明实施例中将上述插值方法进行拆分为两个2抽头运算，具体如图3a和图3b所示，在对一帧原始图像进行两次插值运算输出的时候，两次输出的运算不再使用同样的4抽头算法，而是分别使用2抽头算法，在对4抽头算法分解后，行缓存器1、与行缓存器1对应的乘法器310、行缓存器3、与行缓存器3对应的乘法器311以及加法器进行第一次2抽头运算，行缓存器2、与行缓存器2对应的乘法器320、行缓存器4、与行缓存器4对应的乘法器321以及加法器进行第二次2抽头运算，人眼对这两次结果所观察到的能量为：

{(L0*c0*2+L2*c2*2)*1/60+(L1*c1*2+L3*c3*2)*1/60}/(1/60+1/60)

＝L0*c0+L1*c1+L2*c2+L3*c3＝L_out

也就是和采用两次4抽头的算法时人眼观察的效果一样，因此，图3a和图3b所示两次2抽头运算的公式如下：

L_out1＝L0*c0*2+L2*c2*2

L_out2＝L1*c1*2+L3*c3*2

即相当于乘法器220、221、222、223的权重系数分别为c0*2、c2*2、c1*2、c3*2。

从上述公式可以看出，通过配置乘法器的权重系数，可以使两次2抽头运算输出的结果与4抽头运算的两次输出结果经人眼滤波后的效果相等，并使两次2抽头运算的结果输出在显示器上相同的位置，实现了帧速率1∶2的转换，若同时设置在进行两次2抽头插值运算时从一整帧图像中读取数据的行的范围不同且互补，例如两次运算分别由相邻的奇数行和相邻的偶数行中读取数据，则相当于每次读取数据的量减小为原来的一半，从而使系统内存带宽减小，提高系统工作效率，而且由于两次运算交替完成，可以采用一组2抽头结构，即两个行缓存器和一个加法器实现，从而降低了系统成本。

以上内容以2抽头的结构为例描述了本发明实施例在进行图像1∶2帧速率转换的同时减小系统内存带宽且降低系统成本的原理，应当理解，上述原理还可以应用于其他用N抽头硬件结构交替工作实现2N抽头算法效果的1∶2帧速率转换的插值运算结构中，如3抽头实现6抽头的运算效果、4抽头实现8抽头的运算效果等，运算时从内存中读取原始图像数据的方式均为隔1行读取，对于3抽头结构可以从原始图像中3个相邻的奇数行和3个相邻的偶数行读取数据，对于4抽头结构则可以从原始图像中4个相邻的奇数行和4个相邻的偶数行读取数据。图4a和图4b示出了本发明实施例提供的采用两个3抽头算法对图像数据进行插值运算达到6抽头运算效果的结构原理，图4a中乘法器410、411、412的权重系数分别为c0*2、c2*2、c4*2，图4b中乘法器420、421、422的权重系数分别为c1*2、c3*2、c5*2，其中c0-c5表示该结构用于6抽头算法时的权重系数；相应地，图5a和图5b示出了本发明实施例提供的采用两个4抽头算法对图像数据进行插值运算达到8抽头运算效果的结构原理，乘法器510、511、512、513的权重系数分别为c0*2、c2*2、c4*2、c6*2，乘法器5204、521、522、523的权重系数分别为c1*2、c3*2、c5*2、c7*2，其中c0-c7表示该结构用于8抽头算法时的权重系数。

图6示出了本发明实施例提供的图像帧速率转换方法的实现流程，详述如下：

在步骤S601中，计算当前输出行位置。

设定起始位置为0，S为垂直方向缩放比例，L为原始图像的行距，那么缩放图像的行距就是L*1/S，因此缩放图像每行需要递增L*1/S的垂直距离，即Y_new＝Y_old+L*1/S，其中Y_new，Y_old为当前输出行和上一输出行的垂直Y坐标。例如，图像垂直方向放大2倍，则输出行间距为L*1/2。

在步骤S602中，判断当前是否为第一帧输出。

本发明实施例中，对于单帧图像1∶2的帧速率转换，需要在显示器上输出两帧，即连续在显示器上输出两帧图像，其中，第一次输出和第二次输出进行插值运算时从原始图像中读取数据的范围不同且互补，以减小每次读取数据的量进而减小系统带宽的使用，若是第一次输出则执行步骤S6031，否则执行步骤S6032。

在步骤S6031中，设置从原始图像的奇数行中读取数据。

在步骤S6032中，设置从原始图像的偶数行中读取数据。

应当理解，现在读取数据的范围以第一次为奇数行、第二次为偶数行为例说明，具体实施时还调换顺序，即第一次为偶数行、第二次为奇数行，只要满足两次分别从奇数行和偶数行中读取数据即可。

在步骤S604中，以隔行读取的方式从原始图像中读取数据至各行缓存器中。

若本次图像缩放转换是第一次输出，则在各行缓存器中输入原始图像的相邻奇数行数据，如第1行，第3行，第5行……，若是第二次输出，则输入图像的相邻偶数行数据，如第0行，第2行，第4行……，当然也可以第一次输入偶数行数据，第二次输入奇数行数据。使用四抽头时，输入{第0行，第2行}，{第2行，第4行}……，或者{第1行，第3行}，{第3行，第5行}……；使用6抽头时，输入{第0行，第2行，第4行}，{第2行，第4行，第6行}……，或者{第1行，第3行，第5行}，{第3行，第5行，第7行}……。

在步骤S605中，判断当前输出行相对于原始图像的垂直位置，是否在各个行缓存器中的数据所在原始图像的位置之间。

本发明实施例中，从输出行的位置出发在原始图像中选择所需要的对应的行数据，只有当前输出行相对于原始图像的垂直位置，在各个行缓存器中的数据所在原始图像的位置之间时，才可以进行插值运算，若读取数据行的位置不合适，则返回步骤S604重新读取数据，若位置合适，则执行步骤S606，参照图7a和图7b，以2抽头的结构为例，图7a中行缓存器1和行缓存器2中分别存放的原始图像中第1行Line1和第3行Line3的数据，由于输出行相对于原始图像的垂直位置没有处于第1行Line1和第3行Line3之间，需要重新读取数据Line5至行缓存器1，如图7b所示，此时输出行相对于原始图像的垂直位置在第3行Line3和第5行Line5之间，可以进行插值运算。

在步骤S606中，选择权重系数，并进行垂直方向的插值运算。

本发明实施例中，首先配置应用系统的权重系数，配置原理如上文所述，然后根据当前输出行相对于原始图像中的垂直位置与各行缓存器中的数据所在原始图像的位置之间的相对关系，选择确定与各行缓存器相对应的权重系数，由于各行缓存器的数据交替刷新，各行缓存器中的数据所在原始图像的位置与当前输出行相对于原始图像中的垂直位置之间的相对关系也不断变化，因此在每次插值运算之前需要选择确定权重系数，仍然以2抽头的结构为例，参照图8a、图8b，假定当前输出行在4抽头结构中对应于原始图像的第一、二、三、四行，若此时2抽头结构的实际缓存行为第二、四行，如图8a所示，则根据前述缩放转换原理选择系数c1*2和c3*2进行权重乘加运算完成垂直方向的缩放，当前插值运算后输出L_out1＝L1*c1*2+L3*c3*2，其中L1、L3分别为第二、四行的数据；若此时2抽头结构的实际缓存行为第一、三行，如图8b所示，则根据前述缩放转换原理选择系数c0*2和c2*2进行权重乘加运算，当前插值运算后输出L_out2＝L0*c0*2+L2*c2*2，其中L0、L2分别为第一、三行的数据，其中，c0、c1、c2、c3分别为对当前输出行采用4抽头算法时的权重系数，与从原始图像中隔行读取数据的方式向对应，具体选择时根据当前输出行相对于原始图像中的垂直位置与各行缓存器中的数据所在原始图像的位置之间的相对关系，选择c0与c2一组，c1与c3一组，且需要配置权重系数为c0*2与c2*2、c1*2与c3*2。

对于更高抽头的算法权重系数的配置与选择和上述原理相同，不再赘述。

在步骤S607中，进行水平方向的插值运算。

由于同一行内的相邻像素点在时间上有1个时钟的延时，需要采用寄存器进行缓存以进行水平方向的相应抽头数目的插值运算，具体寄存器的数量根据具体情况设定。

在步骤S608中，判断当前输出帧是否已输出最后一行。

若当前输出帧已输出最后一行则执行下一步骤，否则重复执行步骤S601，继续下一行的输出。

在步骤S609中，判断是否已输出两帧图像。

本发明实施例中，两帧输出分别从原始图像的奇数行和偶数行中读取数据，两次输出结果如步骤S606中所述，最终人眼对这两次输出图像的经过滤波后看到的能量为：

Lout＝(L_out1+L_out2)/2＝((L0*c0*2+L2*c2*2)+(L1*c1*2+L3*c3*2))/2

＝L0*c0+L1*c1+L2*c2+L3*c3

与一个4抽头插值运算结果相同。若在显示器上已输出两帧图像，则该帧图像缩放转换完毕；若还未输出最后一行，则转至执行步骤S601，重复执行上述各步骤。

以上内容描述了本发明实施例提供的图像帧速率的转换方法，该方法适用于任何需要用到1∶2的帧速率转换的场合，例如对于1∶3的转换，前2帧输出可以采用本发明实施例提供的图像帧速率的转换方法，第3帧输出则可以从原始图像的奇数行或偶数行中读取数据以插值运算输出，从而最终完成1∶3的帧速率转换；对于1∶4的转换，可以重复采用本发明实施例提供的图像帧速率的转换方法，从而最终完成1∶4的帧速率转换；对于1∶1.5的帧速率转换，可以通过对若干帧图像进行1∶2帧速率转换，另外若干帧图像进行1∶1的图像复制操作，如对于40帧/秒-60帧/秒的1.5倍转换，可以对其中的20帧图像进行1∶2的转换，另外20帧使用1∶1的转换，最终得到60帧/秒的图像帧速率。同理，其余倍数的帧速率转换都可以基于本发明实施例提供的图像帧速率的转换方法实现，且均可以减小系统带宽、降低系统成本，具体不再赘述。

图9是本发明实施例提供的图像帧速率转换系统的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

参照图9，经过中央处理器91或者其他的硬件加速器解码后的图像数据存放在系统内存94中，中央处理器91通过系统总线对图像缩放转换装置92进行放大系数、权重系数、显示尺寸等系数设置，启动图像缩放转换装置92开始运行，图像缩放转换装置92由系统总线或独立总线对内存控制器93发出读写操作指令，通过内存控制器93从内存94中读取图像数据，图像缩放转换装置用于对图像进行多抽头的垂直、水平缩放插值运算以达到显示器95的要求，并在对图像缩放的同时进行帧速率转换，最后将转换后的图像数据输出至显示器95予以显示。

图10示出了图9中的图像缩放转换装置92的结构原理，为了便于说明，同样仅示出了与本发明实施例相关的部分。参照图10，垂直缩放转换单元921从系统内存中读取原始图像的数据进行权重乘加运算完成垂直方向的缩放，并将经过垂直缩放处理的图像数据输出至水平缩放转换单元922，水平缩放转换单元922对图像数据进一步进行权重乘加运算完成水平方向的缩放，并将经过水平缩放处理的图像数据输出至显示器95予以显示。

在垂直缩放转换单元921中，控制模块9211首先计算当前输出行位置，并判断已输出图像的帧数，并根据判断的已输出图像的帧数的结果，设置当前输出帧从原始图像的奇数行中或偶数行中读取数据，然后控制垂直缩放转换单元921将原始图像的数据以隔行读取的方式读取至行缓存模块9212，并判断当前输出行相对于原始图像的垂直位置，是否在行缓存模块9212中的各个行缓存器中的数据所在原始图像的位置之间，其中输出行的计算方法及原始图像的具体读取方式如上文所述，在此不再赘述。

若当前输出行相对于原始图像的垂直位置，不满足处于各个行缓存器中的数据所在原始图像的位置之间的要求，则控制模块9211控制重新读取数据至行缓存模块9212中，直至满足上述位置要求，然后控制模块9211根据当前输出行相对于原始图像中的垂直位置与各行缓存器中的数据所在原始图像的位置之间的相对关系，从权重系数存储模块9213中存储的权重系数中为各个行缓存器的数据选择相应的权重系数，并通过权重乘法运算模块9214利用所选择的权重系数对行缓存器中的数据进行权重乘法运算，进一步再通过加法器9215对权重乘法运算模块9214的运算结果累计求和输出至水平缩放转换单元922，以进行水平方向的缩放，最后水平缩放转换单元922将运算结果输出至显示器95，然后控制模块9211判断当前输出帧是否已输出最后一行，并控制继续读取数据进行下一行输出，直至完成当前帧的输出。

本发明实施例中，行缓存模块9212中包含有至少两个行缓存器，权重乘法运算模块9214中包含有至少两个乘法器，且乘法器与行缓存模块9212中的行缓存器一一对应，而权重系数存储模块9213中存储有多个系统权重系数，通过配置其中的权重系数大小，可以实现使用N抽头结构达到2N抽头的运算效果，并且通过设置每次从一帧图像中的部分行中查找读取合适的数据，进而在实现图像缩放、帧速率转换的同时降低了成本、减小了系统内存带宽的使用，使系统效率得以提高，其中，行缓存器、乘法器的数量根据具体情况设定，不再赘述。

由于同一行内的相邻像素点在时间上有1个时钟的延时，水平缩放转换单元922采用多个寄存器对相邻像素点的数据进行缓存，并通过多个乘法器和加法器进行权重乘加运算完成水平方向的缩放，具体寄存器、乘法器的数量根据具体情况设定，不再赘述。

本发明实施例中，根据人眼对图像的滤波效应在时间上的视觉暂存原理，配置低抽头结构的权重系数，并使每次从一帧图像中的部分行中查找读取的数据进行插值运算输出若干帧图像，人眼对这若干帧图像经过生理滤波后，相当于看到一帧高抽头的缩放图像，进而在实现图像缩放、帧速率转换的同时降低了成本、减小了系统内存带宽的使用，使系统效率得以提高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种图像帧速率转换方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

计算当前输出行位置；

设置两帧输出图像分别从原始图像奇数行和偶数行中以隔行读取的方式读取数据至各行缓存器中；

若当前输出行相对于原始图像的垂直位置，在各个行缓存器中的数据所在原始图像的位置之间，则根据当前输出行相对于原始图像中的垂直位置与各行缓存器中的数据所在原始图像的位置之间的相对关系，选择确定与各行缓存器中的数据相对应的权重系数，进行垂直方向、水平方向的插值运算并输出，否则重新读取数据；

判断当前输出行是否为当前输出帧图像的最后一行，是则进一步判断是否已输出两帧图像，若当前输出图像为第一帧输出图像，则重新计算当前输出行位置，进行第二帧输出；

若当前输出行不是当前输出帧图像的最后一行，则继续读取数据进行下一行输出。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据当前输出行相对于原始图像中的垂直位置与各行缓存器中的数据所在原始图像的位置之间的相对关系，选择确定与各行缓存器中的数据相对应的权重系数之前，所述方法进一步包括以下步骤：

配置系统权重系数。

3.一种图像缩放转换装置，包括垂直缩放转换单元和水平缩放转换单元，其特征在于，所述垂直缩放转换单元包括：

行缓存模块，用于对原始图像的数据进行缓存，所述行缓存模块包含至少两个行缓存器；

权重系数存储模块，用于存储系统权重系数；

权重乘法运算模块，用于根据所述行缓存模块中的各个行缓存器中的数据以及所述权重系数存储模块中的权重系数进行乘法运算，所述权重乘法运算模块包含至少两个乘法器，所述乘法器与所述行缓存模块中的行缓存器一一对应；

加法器，用于对所述权重乘法运算模块的运算结果进行加法运算，并将运算结果输出至所述水平缩放转换单元；以及

控制模块，用于计算当前输出行位置，设置从原始图像的奇数行中读取数据或偶数行中读取数据，控制将原始图像的数据以隔行读取的方式读取至所述行缓存模块，并判断当前输出行相对于原始图像的垂直位置，是否在所述行缓存模块中的各个行缓存器中的数据所在原始图像的位置之间，且从所述权重系数存储模块中，根据当前输出行相对于原始图像中的垂直位置与所述行缓存模块中各行缓存器中的数据所在原始图像的位置之间的相对关系，从所述权重系数存储模块中，选择确定与所述行缓存模块中各行缓存器中的数据相对应的权重系数，并判断当前输出帧是否已输出最后一行以及已输出图像的帧数。

4.一种采用如权利要求3所述的图像缩放转换装置的图像显示设备。

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