專利名稱：用于反交錯的具有子像素準確的邊緣導(dǎo)向插補方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種用于反交錯(Deinterlace)的邊緣導(dǎo)向(Edge-Oriented)插補(Interpolation)方法，且特別有關(guān)于一種可以考慮子像素(Sub-Pixel)信息且具有子像素準確的用于反交錯的邊緣導(dǎo)向插補方法。
背景技術(shù)：
在反交錯程序中，在漏失掃描線(Missing Scan Line)上的像素通常以內(nèi)部場(Intra-Field)插補法來進行重建。換言之，在鄰接掃描線中相同場(Field)的信息可以用來重建像素值，如圖1所示。掃描線y上的漏失像素X的值被重建為X＝(b+e)/2，其中b與e分別為鄰接掃描線y-1與y+1中參考像素的值。
上述的內(nèi)部場插補法對于實際實施上是簡單且直接的，然而，因為只有垂直方向的信息被采用來進行重建，其并無法反映在錄像場(VideoField)中的邊緣信息。因此，重建后的邊緣看起來會有令人討厭的階梯(鋸齒狀)，如高對比的對角線邊緣。
另一較好的方法是邊緣導(dǎo)向插補法，其利用較多方向的信息來重建遺失掃描線。圖2顯示一邊緣導(dǎo)向內(nèi)部場插補法的例子。在圖2中，漏失像素X的值依據(jù)在3個方向的像素對{a，f}、{b，e}與{c，d}進行插補。即X的值被具有最小差的像素對進行插補，如下所示，
其中，Ua＝|a-f|、Ub＝|b-e|與Uc＝|c-d|，其分別對應(yīng)在135度、90度與45度方向的像素差。
在上述例子中，差捕的準確度僅涵蓋了在45至135度方向間的邊緣。因此，為了增加插補更平順邊緣的準確度，在更多鄰接掃描線中的像素對可以用來進行插補，如圖3所示。在圖3中，另外154度與26度方向中的像素對{i，l}與{j，k}被利用來插補遺失像素X。類似地， 其中，Ua＝|a-f|、Ub＝|b-e|、Uc＝|c-d|、Ui＝|i-l|與Uj＝|j-k|。
因此，越多不同方向的像素對用來插補，對于在較寬方向角度的邊緣可以得到越準確的插補結(jié)果。然而，如果越多方向使用的話，插補結(jié)果將會趨向為相應(yīng)具有局部(Localized)最小像素差的像素對的方向，插補結(jié)果亦會喪失準確度。
為了預(yù)防上述問題，同一方向的多個像素對可以被用來決定實際的邊緣方向。即僅有在一方向的所有像素對的像素差總和為最小時，內(nèi)部場插補法才會在此方向進行。
圖4顯示一具有3方向，如45度、90度與135度的多方向邊緣插補例子。在45度方向的像素對為{b，k}、{c，d}與{j，e}，在90度方向的像素對為{a，d}、{b，e}與{c，f}，且在135度方向的像素對為{i，e}、{a，f}與{b，l}。
遺失像素X被具有最小像素差總和的3個像素對進行插補，如下所示， 其中，Ua＝|a-f|+|i-e|+|b-l|、Ub＝|b-e|+|a-d|+|c-f|、與Uc＝|c-d|+|b-k|+|j-e|。
由于，同一方向的3個鄰接像素對被用來決定最小像素差，對象邊緣的方向可以比只使用1個像素對更精確的預(yù)測。然而，當(dāng)對象邊緣沒有經(jīng)過像素中心時，上述方法仍然不夠健全。在此情況中，子像素的信息必須進行考量來增加準確度。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的為提供一種可以考慮子像素信息且具有子像素準確的用于反交錯的邊緣導(dǎo)向插補方法。
為了達成本發(fā)明的上述目的，可借由本發(fā)明所提供的用于反交錯的具有子像素準確的邊緣導(dǎo)向插補方法來達成。
依據(jù)本發(fā)明實施例的用于反交錯的具有子像素準確的邊緣導(dǎo)向插補方法，用以插補一第一掃描在線的一遺失像素。首先，提供一第一方向中一第二掃描在線的一第一像素群組與一第三掃描在線的一第二像素群組，且提供一第二方向中第二掃描在線的一第三像素群組與第三掃描在線的一第四像素群組。
接著，依據(jù)第一像素群組與第三像素群組計算第二掃描在線的一第一子像素，且依據(jù)第二像素群組與第四像素群組計算第三掃描在線的一第二子像素。之后，依據(jù)第一子像素與第二子像素插補遺失像素。
每一第一像素群組、第二像素群組、第三像素群組與第四像素群組可以包含至少一像素，且第一子像素與第二子像素是利用一線性(Linear)插補方法或一以取樣理論(Sampling Theorem)為基礎(chǔ)的理想(Ideal)插補法進行進算。
本發(fā)明所提供的用于反交錯的具有子像素準確的邊緣導(dǎo)向插補方法，由于具有子像素準確度的像素對被使用來決定方向，因此，對象邊緣方向可以較為準確地預(yù)測。


圖1顯示一使用垂直方向的內(nèi)部場插補法例子；圖2顯示一具有3個方向的邊緣導(dǎo)向插補法例子；圖3顯示另一具有5個方向的邊緣導(dǎo)向插補法例子；圖4顯示使用3個方向的多方向邊緣插補法例子；圖5為一流程圖是顯示依據(jù)本發(fā)明實施例的用于反交錯的具有子像素準確的邊緣導(dǎo)向插補方法的操作流程；圖6顯示一依據(jù)本發(fā)明最佳實施例的子像素方向預(yù)測例子。
圖號說明a、b、c、d、e、f、i、j、k、l-像素；ia、ab、bc、cj、kd、de、ef、fl-子像素；y-1、y、y+1-掃描線；X-遺失像素；S51、S52、…、S55-操作步驟。
具體實施例方式
本發(fā)明利用子像素信息來改善方向預(yù)測的準確度。即在子像素準確度的像素對可以由原來的像素得到來給予更好的邊緣方向預(yù)測結(jié)果。
圖5顯示依據(jù)本發(fā)明實施例的用于反交錯的具有子像素準確的邊緣導(dǎo)向插補方法的操作流程。依據(jù)本發(fā)明實施例的用于反交錯的具有子像素準確的邊緣導(dǎo)向插補方法是用以插補一第一掃描在線的一遺失像素。
首先，如步驟S51，提供一第一方向中一第二掃描在線的一第一像素群組與一第三掃描在線的一第二像素群組，且如步驟S52，提供一第二方向中第二掃描在線的一第三像素群組與第三掃描在線的一第四像素群組。值得注意的是，每一第一像素群組、第二像素群組、第三像素群組與第四像素群組可以包含一個或多個像素。
接著，如步驟S53，依據(jù)第一像素群組與第三像素群組計算第二掃描在線的一第一子像素，且如步驟S54，依據(jù)第二像素群組與第四像素群組計算第三掃描在線的一第二子像素。之后，如步驟S55，依據(jù)第一子像素與第二子像素插補遺失像素。
注意的是，第一子像素與第二子像素是利用一線性插補方法或一以取樣理論為基礎(chǔ)的理想插補法進行進算。取樣程序(Sampling Process)常用于影像處理中，理想插補法可以以著名的取樣理論簡述于下假設(shè)信號xa(t)頻帶(Bandlimited)限制于頻寬B，即對于|F|≥B，xa(F)≡0。如果xa(t)于多個基本取樣區(qū)間Ts內(nèi)取樣，其中Ts≤12B]]>來產(chǎn)生序列{Xa(nTs)}n=-∞+∞,]]>因此，可以利用下列重建公式由取樣值來重建原來信號xa(t)Xa(t)=Σn=-∞+∞Xa(nTs)sinc(t-nTs),]]>
其中，sinc(t)=sin(πtFs)(πtFs)=sin(πt/Ts)(πt/Ts),]]>且稱為理想差補函式(Function)。由于第一子像素與第二子像素可以容易地利用影像處理中的技術(shù)透過以取樣理論為基礎(chǔ)的理想插補函式進行進算，因此，細節(jié)程序在此省略。
圖6顯示一依據(jù)本發(fā)明最佳實施例的子像素方向預(yù)測例子。圖中的黑點表示使用原來像素插補得到的子像素。舉例來說，像素ia是由像素i與像素a插補，其值為ia＝(i+a)/2。在此例子中，每一像素群組僅包含一個像素且使用線性插補法計算子像素。
除了由原來像素對給予的45度、90度與135度方向之外，插補得到的子像素更給予四個方向，分別為34度、63度、117度與146度方向。
因此，在不同角度方向的3個像素對為34度方向的像素對為{c，k}、{cj，kd}與{j，d}；45度方向的像素對為{bc，kd}、{c，d}與{cj，de}；63度方向的像素對為{b，d}、{bc，de}與{c，e}；90度方向的像素對為{ab，de}、{b，e}與{bc，ef}；117度方向的像素對為{a，e}、{ab，ef}與{b，f}；135度方向的像素對為{ia，ef}、{a，f}與{ab，fl}；與146度方向的像素對為{i，f}、{ia，fl}與{a，l}。
遺失像素X的值為， 其中，
Ua＝|ia-ef|+|a-f|+|ab-fl|、Ub＝|ab-de|+|b-e|+|bc-ef|、Uc＝|bc-kd|+|c-d|+|cj-de|、Uia＝|i-f|+|ia-fl|+|a-l|、Uab＝|a-e|+|ab-ef|+|b-f|、Ubc＝|b-d|+|bc-de|+|c-e|、與Ucj＝|c-k|+|cj-kd|+|j-d|值得注意的是，本發(fā)明也可以應(yīng)用至圖2與圖3中討論的在一方向使用一像素對的邊緣導(dǎo)向插補法，且插補遺失像素的細部程序類似于上述最佳實施例，因此亦在此省略。
因此，借由本發(fā)明所提供的用于反交錯的具有子像素準確的邊緣導(dǎo)向插補方法，由于具有子像素準確度的像素對被使用來決定方向，因此，對象邊緣方向可以較為準確地預(yù)測。
權(quán)利要求
1.一種用于反交錯的具有子像素準確的邊緣導(dǎo)向插補方法，用以插補一第一掃描在線的一遺失像素，包括下列步驟提供一第一方向中一第二掃描在線的一第一像素群組與一第三掃描在線的一第二像素群組；提供一第二方向中該第二掃描在線的一第三像素群組與該第三掃描在線的一第四像素群組；依據(jù)該第一像素群組與該第三像素群組計算該第二掃描在線的一第一子像素；依據(jù)該第二像素群組與該第四像素群組計算該第三掃描在線的一第二子像素；以及依據(jù)該第一子像素與該第二子像素插補該遺失像素。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于反交錯的具有子像素準確的邊緣導(dǎo)向插補方法，其中，更依據(jù)該第一像素群組、該第三像素群組與該第二掃描在線的該第一子像素、與該第二像素群組、該第四像素群組與該第三掃描在線的該第二子像素插補該遺失像素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于反交錯的具有子像素準確的邊緣導(dǎo)向插補方法，其中，每一該第一像素群組、該第二像素群組、該第三像素群組與該第四像素群組包含至少一像素。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于反交錯的具有子像素準確的邊緣導(dǎo)向插補方法，其中，該第一子像素與該第二子像素是利用一線性插補方法進行進算。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于反交錯的具有子像素準確的邊緣導(dǎo)向插補方法，其中，該第一子像素與該第二子像素是利用一以取樣理論為基礎(chǔ)的理想插補法進行進算。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于反交錯的具有子像素準確的邊緣導(dǎo)向插補方法，其中，該第二掃描線與該第三掃描線為該第一掃描線的鄰接掃描線。
全文摘要
一種用于反交錯的具有子像素準確的邊緣導(dǎo)向插補方法，用以插補第一掃描在線的遺失像素。首先，提供第一方向中第二掃描在線的第一像素群組與第三掃描在線的第二像素群組，且提供第二方向中第二掃描在線的第三像素群組與第三掃描在線的第四像素群組。接著，依據(jù)第一像素群組與第三像素群組計算第二掃描在線的第一子像素，且依據(jù)第二像素群組與第四像素群組計算第三掃描在線的第二子像素。之后，依據(jù)第一子像素與第二子像素插補遺失像素。
文檔編號G06T5/20GK1521694SQ0310213
公開日2004年8月18日 申請日期2003年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月8日
發(fā)明者林文國, 呂忠晏 申請人:矽統(tǒng)科技股份有限公司