專利名稱：基于邊緣的像素位置和插值方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及用于轉(zhuǎn)換隔行掃描視頻信號為逐行掃描視頻信號的方法，并且尤其涉及對于像素行間隙的圖像元素(像素)進(jìn)行插值的方法，該像素行鄰近或位于隔行掃描視頻圖像中視覺可以分辨的區(qū)域間的邊緣。
背景技術(shù)：
電視屏幕上的圖像由像素組成，其按行水平設(shè)置，通常對于另一行垂直偏移一個(gè)像素位置。每個(gè)像素均指派有三個(gè)值，該值表示像素中紅，綠，和藍(lán)分量的各自強(qiáng)度。通過順序顯示像素的行作為該圖像的水平線，從而產(chǎn)生視頻圖像。
存在的模擬廣播標(biāo)準(zhǔn)諸如NTSC，PAL以及SECAM，使用兩個(gè)視頻場以產(chǎn)生單個(gè)視頻幀。每個(gè)場包括構(gòu)成圖像幀的一半的水平線。一場包括一幀中全部奇數(shù)號碼的線，且另一場包括全部的偶數(shù)號碼的線。隔行圖像顯示出變形的假像，諸如惡化了所得到的幀圖像的圖像閃爍。一種消除這些假像的方法是將隔行掃描場轉(zhuǎn)換成逐行掃描場。在逐行掃描場之中，奇數(shù)和偶數(shù)圖像線均作為單個(gè)圖像而順序顯示。
隨著越來越多電視觀眾購買可以顯示逐行掃描信號的高清晰電視監(jiān)視器，隔行掃描到逐行掃描的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)變得更重要。廣播機(jī)構(gòu)以及消費(fèi)者可能都需要具有隔行掃描到逐行掃描的轉(zhuǎn)換能力，以避免隔行掃描圖像的變形假像。
一種從隔行掃描場產(chǎn)生逐行掃描幀的方法是在每場中的間隙線中插值。因此，奇數(shù)場的線用于插值偶數(shù)號碼的線，而偶數(shù)場的線用于插值奇數(shù)號碼的線。
插值線的每個(gè)像素(或者“插值像素”)的計(jì)算基于鄰近隔行掃描線中的鄰近像素的值。產(chǎn)生插值像素的最簡單的方法是從先前接收的掃描線的對應(yīng)位置簡單地復(fù)制像素。對于位于對角邊緣上的像素，這可能導(dǎo)致“鋸齒”(線顯得有凹口或者臺階狀，而不是平滑的)。對于不在邊緣上的像素，這種復(fù)制會(huì)導(dǎo)致像素不對應(yīng)于被顯示的圖像，使得觀看者看到的顯示效果較差。與隔行掃描圖像相比，這種方法還會(huì)減少圖像的垂直分辨率，并且可以導(dǎo)致在30Hz刷新率的時(shí)候圖像的閃爍區(qū)域。
另一個(gè)簡單的例子是設(shè)置插值像素的值為兩個(gè)垂直鄰近像素的平均值。然而，對于在兩個(gè)視覺上不同的區(qū)域中的像素，這種平均值可以使得像素與任何一個(gè)鄰近像素都不匹配。例如，為在藍(lán)色像素和綠色像素之間的插值像素所產(chǎn)生的值就可能是青色的，這不會(huì)使得顯示給觀看者的圖像是他們想看到的。
圖5示出電視屏幕上的圖像100，包括兩個(gè)視覺上不同的區(qū)域102和104。兩個(gè)視覺上不同的區(qū)域間的邊界106在這里稱作邊緣。電視屏幕上的圖像可能包括多于兩個(gè)視覺上不同的區(qū)域，并且，如圖所示，任何一個(gè)或多個(gè)視覺上不同的區(qū)域可以不是整個(gè)都包含在電視屏幕內(nèi)的。
相對于更加漸進(jìn)的變化，諸如陰影(其可能具有灰或黑的漸進(jìn))或墻上的光(其可能具有彩色的漸進(jìn))，視覺上不同的區(qū)域由其間的邊緣限定。在產(chǎn)生將位于邊緣上的插值像素的時(shí)候，最好考慮被顯示的邊緣的視覺光滑程度。如果被插值的像素的值僅僅是基于接收的掃描線中的鄰近像素，則計(jì)算的值可能是兩個(gè)視覺上不同區(qū)域的值的混合，而不是分開兩個(gè)區(qū)域的區(qū)別性邊緣。這樣得到的邊緣可能是沒有足夠的清楚以區(qū)別兩個(gè)區(qū)域、看上去并不光滑的線、或是對于邊緣具有正確的值但是顯示在錯(cuò)誤的像素位置上的像素。因此，位于兩個(gè)視覺上不同的區(qū)域之間邊緣上的插值線的像素，最好不僅考慮在接收的掃描線中鄰近像素的值，而是還要考慮邊緣本身，以盡可能確保視覺上的愉快。
現(xiàn)有隔行掃描到逐行掃描轉(zhuǎn)換系統(tǒng)已經(jīng)認(rèn)識到了這個(gè)問題，并且已經(jīng)以不同于被邊緣分開的區(qū)域中的像素處理方式，來處理邊緣上的像素。這樣的一種系統(tǒng)在題為“Progressive Scanning ConversionApparatus(逐行掃描轉(zhuǎn)換裝置)”，Muraji等人，1999年5月23日出版的美國專利No.5886745中進(jìn)行了描述，其內(nèi)容在此通過參照的方式引入，以說明其隔行掃描到逐行掃描的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
上述授予Muraji等人的專利，基于區(qū)域中的像素梯度，計(jì)算該局部區(qū)域中的邊緣的角度。這個(gè)角度隨后被用作識別用于產(chǎn)生插值像素的適當(dāng)像素。盡管這種計(jì)算產(chǎn)生很準(zhǔn)確的結(jié)果，但是消耗了速度、存儲器使用以及一般費(fèi)用(overhead)。
此外，存在的梯度算符并沒有特別的針對隔行視頻信號固有的問題，即丟失了圖像幀中鄰近的線，并且也沒有針對輸入信號中產(chǎn)生的噪聲。

發(fā)明內(nèi)容
為了滿足這個(gè)和其他需要，并考慮其本身的目的，本發(fā)明實(shí)施為一種方法，用于通過處理隔行掃描圖像的兩個(gè)連續(xù)行之間的目標(biāo)像素位置上的插值圖像元素(像素)，轉(zhuǎn)換隔行掃描圖像成為逐行掃描圖像，其中該隔行掃描圖像具有多個(gè)設(shè)置在行和列矩陣中的像素。該方法包括以下步驟確定當(dāng)前行上的像素是否是邊緣像素，且如果該像素是邊緣像素，基于至少在當(dāng)前行上的邊緣像素的列號碼以及在先前行上至少一個(gè)邊緣像素的列號碼之間的差，確定該邊緣的近似的角度。該方法使用角度，確定當(dāng)前行和先前行上哪個(gè)像素對應(yīng)于目標(biāo)像素，并從對應(yīng)像素插值該目標(biāo)像素值。
或者，本發(fā)明以這樣一種方法實(shí)施，其中包括下列步驟。該方法確定分別關(guān)于目標(biāo)像素位置的預(yù)定區(qū)域中第一和第二方向的像素的第一和第二梯度強(qiáng)度值，并確定第一和第二梯度強(qiáng)度值的量值。下面，該方法確定是否該第一量值和第二量值中的至少一個(gè)超過預(yù)定閾值，以定義該像素為邊緣像素。如果該像素是邊緣像素，就比較該第一和第二梯度強(qiáng)度值，以確定該邊緣的近似角度。如果邊緣的近似角度確定為小于約四十五度，就基于至少當(dāng)前行上的邊緣像素的列號碼以及先前行上至少一個(gè)邊緣像素的列號碼之間的差異，確定該邊緣的近似角度。下次，該方法使用該角度確定當(dāng)前行上和先前行上的哪個(gè)像素對應(yīng)于目標(biāo)像素，并從相應(yīng)像素插值該目標(biāo)像素的值。最后的步驟用于從對應(yīng)的邊緣像素，在沿著邊緣的位置插值目標(biāo)像素的值。
本發(fā)明還可以一種裝置來實(shí)施，該裝置用于在隔行掃描圖像的兩個(gè)連續(xù)行之間的目標(biāo)像素位置，產(chǎn)生插值的圖像元素(像素)，其中該隔行掃描圖像形成為行和列的矩陣，該裝置包括邊緣探測器，處理器，其基于當(dāng)前行上的邊緣像素的列號碼和先前行上對應(yīng)邊緣像素的列號碼之間的差異，確定邊緣的近似角度。該裝置還包括插值器，其結(jié)合隔行掃描圖像中鄰近目標(biāo)像素并沿著確定的角度的像素的值，以產(chǎn)生插值像素。
附圖簡述參照附圖，本發(fā)明可以從下面詳細(xì)描述的說明得到最好的理解，類似的元件具有同樣的附圖標(biāo)記。在具有多個(gè)類似元件的時(shí)候，僅給該多個(gè)類似元件分配單個(gè)附圖標(biāo)記，其使用小字表示指的是特定的元件。在共同參照該元件或參照一個(gè)或多個(gè)不特定的元件的時(shí)候，就可以去掉小字的表示。字母“n”可以表示不特定號碼的元件。附圖中包括下面的圖

圖1是本發(fā)明示例實(shí)施例的框圖；圖2是用于描述本發(fā)明示例實(shí)施例的功能框圖；圖3是用于描述本發(fā)明示例實(shí)施例的屏幕圖像圖；圖4是本發(fā)明示例實(shí)施例的流程圖；圖5是用于描述本發(fā)明示例實(shí)施例的電視屏幕上的屏幕圖像；圖6(a)是用于描述本發(fā)明示例實(shí)施例的像素圖；圖6(b)是用于描述本發(fā)明示例實(shí)施例的像素圖。
發(fā)明詳述本發(fā)明包括在美國出版的專利申請No.US-2003-0098925-A1中公開的邊緣探測器，并在此結(jié)合作為參考，以用于說明其邊緣探測器。該邊緣探測器包括通過確定兩個(gè)方向上的梯度強(qiáng)度值，并確定是否任一梯度強(qiáng)度值大于預(yù)定閾值，從而確定像素是否為邊緣像素的方法。簡單的說，使用水平邊緣探測器以及垂直邊緣探測器，以確定稱作邊緣強(qiáng)度的數(shù)值。每個(gè)探測器使用兩個(gè)有限脈沖響應(yīng)濾波器，校正各個(gè)預(yù)期邊緣輪廓的像素。濾波器提供的輸出信號表示各個(gè)邊緣強(qiáng)度值。如果各個(gè)邊緣強(qiáng)度值的任一或兩個(gè)超過預(yù)定閾值，就存在邊緣。
本發(fā)明涉及一種方法和一種裝置，用于通過在隔行掃描圖像的兩個(gè)連續(xù)行之間的目標(biāo)像素位置產(chǎn)生插值圖像元素(像素)，轉(zhuǎn)換隔行掃描圖像為逐行掃描圖像，其中該隔行掃描圖像具有設(shè)置在行和列的矩陣上的多個(gè)像素。
圖3是示出邊緣像素300可能結(jié)構(gòu)的屏幕圖像圖。為了簡單，僅僅示出邊緣像素。在本發(fā)明示例性的實(shí)施例中，邊緣探測器104(圖1所示)探測像素是否是邊緣像素。如圖3所示，先前行302以及當(dāng)前行304包括多個(gè)邊緣像素。前角(leading angle)306以及后角(trailingangle)308可以從先前行302和當(dāng)前行304上的邊緣像素的行所確定。前角306或者后角308可以用于確定用于邊緣的最終角(final angle)，如下所述。
圖2示出本發(fā)明的示例實(shí)施例。如圖2所示，陰影區(qū)域206表示基于先前線202的多個(gè)邊緣像素和當(dāng)前線204的多個(gè)邊緣像素的探測邊緣角度。一旦已經(jīng)確定目標(biāo)像素208，系統(tǒng)確定目標(biāo)像素是否是邊緣像素，并確定近似邊緣角206。下面，通過第一復(fù)用器212發(fā)送來自先前線202的多個(gè)像素到多個(gè)插值器218，并通過第二復(fù)用器216發(fā)送來自當(dāng)前線204的多個(gè)邊緣像素到多個(gè)插值器218。從上述的最終角，選擇先前線202的像素并且從當(dāng)前線204選擇對應(yīng)的像素。這些像素選擇為具有不同的角度，這些角度限定了通過目標(biāo)像素的線。目標(biāo)像素的值由插值器218插值，其還計(jì)算先前線202和當(dāng)前線204上對應(yīng)的所選像素各個(gè)差的絕對值。由比較器220選出對應(yīng)于差的絕對值最小的插值像素值，作為目標(biāo)像素值。
在圖1所示本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例中，當(dāng)前行中的像素作為輸入信號102施加給邊緣探測器104。該邊緣探測器104確定像素是否是邊緣像素，并產(chǎn)生邊緣圖。在示例性邊緣圖110中，邊緣像素的像素具有邏輯-1的值，并且不是邊緣像素的像素具有邏輯-0的值。邊緣圖保持多于兩條線的像素，其包括當(dāng)前行，先前行以及至少一部分下一行。下一行的像素是當(dāng)前由邊緣圖處理的線。每處理一行新的像素的時(shí)候，當(dāng)前行的像素變?yōu)橄惹靶邢袼?，且下一行像素變?yōu)楫?dāng)前行像素。
當(dāng)前行像素以及先前行像素的邊緣圖進(jìn)入由處理器128進(jìn)行檢查，以確定是否先前和當(dāng)前線包括邊緣以及確定該邊緣的近似角度。處理器128基于當(dāng)前行的邊緣像素的列號碼和相應(yīng)的先前行上邊緣像素的列號碼之間的差，確定在當(dāng)前和先前行上邊緣像素的近似角度。
以一個(gè)水平線的延遲107，將邊緣探測器104提供的像素106順序供給并存儲在寄存器行111以及寄存器行112中。該延遲107提供的像素是來自圖像當(dāng)前線的像素。該像素通過寄存器行111和寄存器行112偏移，并供給從第一組復(fù)用器117(a)-117(n)中的至少一個(gè)復(fù)用器。以一個(gè)水平線減二十個(gè)像素的延遲119，像素118同樣通過寄存器行120和寄存器行121偏移。這些像素是來自圖像先前線的像素。存儲在寄存器行120和寄存器行121的這些像素，被供給第三組復(fù)用器125(a)-125(n)中的至少一個(gè)復(fù)用器。這里認(rèn)為寄存器111、112、120和121可以包括任意數(shù)量的寄存器。
處理器128確定像素是否是邊緣像素以及通過檢測邊緣圖110確定邊緣的角度。如果確定來自寄存器行111和寄存器行112中的至少一個(gè)像素是邊緣像素，處理器128確定邊緣的近似角度，以及通過平均前邊緣角和后邊緣角，從寄存器行120和寄存器行121中確定對應(yīng)的邊緣像素。圖6(a)是像素圖，用于描述本發(fā)明示例性實(shí)施例的這個(gè)方面。
參照圖6(a)，像素P20-P29以及像素P30-P39是分別存儲在寄存器行111以及寄存器行112中的像素，并且表示來自圖像當(dāng)前行的像素。像素P00-P09以及像素P10-P19是分別存儲在寄存器行120以及寄存器行121中的像素，并表示來自圖像先前行的像素。處理器128產(chǎn)生給目標(biāo)像素600的值，對先前行檢驗(yàn)邊緣圖110，并確定像素P05為先前行的邊緣像素。隨后通過檢查邊緣圖以確定當(dāng)前線和先前線上節(jié)段中的第一個(gè)和最后一個(gè)邊緣像素，確定前邊緣角606以及后邊緣角608，處理器128對當(dāng)前行檢查邊緣圖，以確定邊緣的角度。將這些角度取平均值，以確定包括目標(biāo)像素600的邊緣的近似角度。在圖6(a)中，前角和后角的平均值得到的初步近似邊緣角610落在當(dāng)前行的像素P32和P33之間。初步角610可以是四舍五入(round up or down)到先前線上的最近像素，以近似得到該邊緣角。例如，圖6(a)中，初步近似得到的邊緣角610是四舍五入(round up)到與對應(yīng)像素P33相交，以近似得到邊緣角612。
圖6(a)是一個(gè)例子，用于確定近似得到的邊緣角612。圖6(a)中該近似得到的邊緣角612是負(fù)角。對于近似得到的負(fù)邊緣角，處理器128發(fā)信號通知第一組復(fù)用器117(a)-117(n)中的至少一個(gè)復(fù)用器，以選擇將提供給第二組復(fù)用器116(a)-116(n)中至少一個(gè)復(fù)用器的像素P30-P39。處理器128還發(fā)信號通知第三組復(fù)用器125(a)-125(n)中至少一個(gè)復(fù)用器，以選擇將提供給第四組復(fù)用器124(a)-124(n)中至少一個(gè)復(fù)用器的像素P0-P9。對于近似得到的正邊緣角，處理器128發(fā)信號通知第一組復(fù)用器117(a)-117(n)中至少一個(gè)復(fù)用器，以選擇將提供給第二組復(fù)用器116(a)-116(n)中至少一個(gè)復(fù)用器的像素P20-P29。處理器128還發(fā)信號通知第三組復(fù)用器125(a)-125(n)中至少一個(gè)復(fù)用器，以選擇將提供給第四組復(fù)用器124(a)-124(n)中至少一個(gè)復(fù)用器的像素P10-P19。
處理器128使用這個(gè)近似得到的邊緣角度以選擇將被插值的對應(yīng)像素，以近似得到目標(biāo)像素的值。此外，處理器128選擇緊鄰該被插值的對應(yīng)像素的像素，以近似得到該目標(biāo)像素的值。圖6(b)是用于描述本發(fā)明示例性實(shí)施例的這個(gè)方面的像素圖。
在圖6(b)中，邊緣角度602被近似為與在先前線上的像素P07和當(dāng)前線上的對應(yīng)像素P33相交。從這個(gè)邊緣像素組合，處理器確定目標(biāo)像素600的值。在示例性方法中，處理器128檢查邊緣圖110以確定緊鄰邊緣像素P07的九個(gè)像素，以及確定緊鄰邊緣像素P07的像素為像素P03-P06以及P08-P12。在示例性方法中，通過選擇具有與兩個(gè)鄰近像素相交并與目標(biāo)像素600相交的邊緣角度的鄰近邊緣像素，處理器128使得復(fù)用器116(a)-116(n)和124(a)-124(n)從先前線選擇至少一個(gè)對應(yīng)像素，以及從當(dāng)前線選擇至少一個(gè)相鄰像素。例如，在圖6中，處理器128確定像素P28-P32以及像素P34-P37為緊鄰當(dāng)前線上對應(yīng)像素P33的九個(gè)像素。像素P33可以是或可以不是邊緣像素。對于像素P03，處理器選擇P37作為對應(yīng)像素，因?yàn)榻嵌?04與像素P03、像素P37以及目標(biāo)像素600相交。選擇來自當(dāng)前線的其他鄰近像素P28-P32以及P34-P36，分別與先前線的像素P04-P06以及P08-P12相對應(yīng)。
處理器128控制第二組復(fù)用器116(a)-116(n)，以從當(dāng)前線選擇多個(gè)值，以用于一組插值器138(a)-138(n)。這些從實(shí)際像素組中選出的像素還從第一組復(fù)用器117(a)-117(n)以及寄存器行111和112用于第二組復(fù)用器116(a)-116(n)。處理器128還控制第四組復(fù)用器124(a)-124(n)，以從先前線選擇多個(gè)值，用于施加給插值器組138(a)-138(n)。這些從實(shí)際像素組中選出的像素還從第三組復(fù)用器125(a)-125(n)以及寄存器行120和121用于第四組復(fù)用器124(a)-124(n)。
處理器128至少控制第二組復(fù)用器116(a)-116(n)中的一個(gè)復(fù)用器，以通過第一組復(fù)用器117(a)-117(n)將寄存器行111和112中的像素傳送到插值器組138(a)-138(n)中的插值器。處理器128至少控制第四組復(fù)用器124(a)-124(n)中的一個(gè)復(fù)用器，以通過第三組復(fù)用器125(a)-125(n)將寄存器行120和121中的像素傳送到插值器組138(a)-138(n)中的插值器。通過插值器組138(a)-138(n)中至少一個(gè)的插值器，每個(gè)通過自己的復(fù)用器對的像素組合被插值。
在每個(gè)像素組合穿過插值器的時(shí)候，處理器128控制插值器以產(chǎn)生差值絕對值的平均值。首先，插值器將兩個(gè)像素的值相加，并除以二，以產(chǎn)生平均值。其次，插值器將一個(gè)像素的值減去另一個(gè)像素的值，以確定差值，計(jì)算該差值的絕對值，并產(chǎn)生兩個(gè)像素之間差值的絕對值。這里希望可以使用任何插值方法。通過信號146(a)-146(n)將平均值供給比較器144。將該差值的絕對值通過信號148(a)-148(n)供給比較器144。
在插值器對每個(gè)像素組合產(chǎn)生平均值以及差值的絕對值之后，處理器128控制比較器144，以對于每個(gè)像素組合比較各個(gè)差值的絕對值，并且選擇對應(yīng)于最小差值絕對值的平均像素值，作為目標(biāo)像素600的值。
如果處理器128確定寄存器行112或寄存器行120任一行中的像素組不包括邊緣像素，則隨后處理器128控制插值器組138(a)-138(n)中至少一個(gè)的插值器，以通過從上述目標(biāo)像素位置的像素以及目標(biāo)像素位置下面的像素產(chǎn)生平均值，而插值目標(biāo)像素600的值。
本發(fā)明還可以是全部軟件實(shí)現(xiàn)的。圖4是示出依照本發(fā)明的示例性實(shí)施例的流程圖。在步驟402，計(jì)算機(jī)產(chǎn)生邊緣圖，其可以例如依照上述算法而產(chǎn)生。從上述邊緣圖中，計(jì)算機(jī)確定像素是否是邊緣像素。在步驟410，如果已經(jīng)確定像素是邊緣像素，基于當(dāng)前行上前和后邊緣像素的列號碼與先前行上對應(yīng)的前和后邊緣像素的列號碼之間的差，該邊緣圖用于近似得到邊緣的角度。
在步驟412將從當(dāng)前行和先前行的邊緣像素的組合用于對目標(biāo)像素插值出近似值。具體的，從當(dāng)前行上邊緣像素和先前行的對應(yīng)像素的組合，由近似角度所確定的，用于為目標(biāo)像素插值。對于每個(gè)像素組合計(jì)算平均值和差值的絕對值。如上所述，通過相加兩個(gè)像素的值并除以二而計(jì)算平均值。通過將一個(gè)像素的值減去另一像素的值而計(jì)算差值的絕對值，以確定差值以及計(jì)算差值的絕對值。
目標(biāo)像素的值是通過對每個(gè)像素組合比較各個(gè)差值的絕對值而計(jì)算的，其中選擇具有最小差值絕對值的像素組合作為用于差值目標(biāo)像素的對應(yīng)像素，并且計(jì)算具有最小差值絕對值的像素組合的平均值作為目標(biāo)像素的值。目標(biāo)像素的值在步驟414返回。
本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例在圖4中以虛線示出。如果確定像素是邊緣像素，就在步驟406比較第一第二梯度強(qiáng)度值以確定邊緣的近似角度。用于確定邊緣近似角度的方法，在No.US-2003-0098925-A1中公開，并在此將其中關(guān)于此方法的內(nèi)容引入作為參考，關(guān)于該方法的內(nèi)容包括從第一和第二梯度強(qiáng)度值的比的反正切，計(jì)算邊緣的近似角度。水平邊緣和垂直邊緣的相關(guān)邊緣強(qiáng)度值用于確定目標(biāo)像素位置上的邊緣的角度。邊緣強(qiáng)度值的量以比特串來表示。選擇的比特，從最重要的比特位置開始，為了每個(gè)強(qiáng)度值而定位。這些比特的位置近似他們各自值的對數(shù)。預(yù)定數(shù)量較次重要的比特位置被檢查為確定邊緣的角度。通過減去對數(shù)值、計(jì)算減去的對數(shù)值的逆對數(shù)，其等于邊緣角度的正切、并計(jì)算其反正切，從而計(jì)算兩個(gè)邊緣強(qiáng)度值的比的近似角度。
在邊緣的近似角度變得更淺的時(shí)候，如上所述在No.US-2003-0098925-A1中公開的用于確定邊緣的近似角度的方法，變得更加不可靠。在步驟408，如果確定邊緣的近似角度少于四十五度，就在步驟410，按照上述，基于當(dāng)前行上前和后邊緣像素的列號碼與先前行上對應(yīng)的前和后邊緣像素的列號碼之間的差，使用邊緣圖近似得到邊緣角度，從而確定邊緣的近似角度。如果計(jì)算的邊緣的近似角度少于四十五度，就在步驟412，按照上述，使用當(dāng)前行和先前行的邊緣像素的組合，為目標(biāo)像素插值近似值。否則，就使用在上面引用的專利申請中描述的方法。在步驟414返回目標(biāo)像素的各個(gè)值。
對于不是邊緣像素的像素，通過在步驟404計(jì)算目標(biāo)像素位置上面像素與目標(biāo)像素位置下面像素的差值，從而插值目標(biāo)像素值。目標(biāo)像素的各個(gè)值在步驟414返回。
盡管本發(fā)明在這里參照具體實(shí)施例示出并描述，但是本發(fā)明并不限于這里示出的細(xì)節(jié)。此外，在權(quán)利要求等同的范圍內(nèi)可以對上述細(xì)節(jié)作出各種修改而沒有脫離本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)換方法，用于通過在隔行掃描圖像的各個(gè)當(dāng)前行和先前行之間的目標(biāo)像素位置上處理插值的圖像元素，即像素，從而將該隔行掃描圖像轉(zhuǎn)換成逐行掃描圖像，其中該隔行掃描圖像具有多個(gè)設(shè)置在行和列的矩陣中的像素，每個(gè)列具有各自的列號碼，該方法包括下面的步驟確定該當(dāng)前行或該先前行中至少之一是否包括至少一個(gè)邊緣像素；以及如果該當(dāng)前行或該先前行包括至少一個(gè)邊緣像素；基于該當(dāng)前行上至少一個(gè)邊緣像素的列號碼與該先前行上至少一個(gè)邊緣像素的列號碼之間的差，確定該邊緣的近似角度；以及基于該確定的邊緣角度，確定與該目標(biāo)像素相對應(yīng)的、該當(dāng)前行和先前行上的各個(gè)像素；以及由該對應(yīng)像素在沿著該邊緣的位置上對于該目標(biāo)像素插值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中用于確定像素是否是邊緣像素的步驟還包括；在關(guān)于該目標(biāo)像素位置的預(yù)定區(qū)域中的第一方向中確定像素的第一梯度強(qiáng)度值，以及對于該確定的第一梯度強(qiáng)度值確定第一量值；在關(guān)于該目標(biāo)像素位置的預(yù)定區(qū)域中的第二方向中確定像素的第二梯度強(qiáng)度值，以及對于該確定的第二梯度強(qiáng)度值確定第二量值，其中該第二方向與該第一方向不同；以及通過確定該第一量值和第二量值的至少一個(gè)是否超過預(yù)定閾值，以限定該像素為邊緣像素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中如果該目標(biāo)像素是邊緣像素識別在該當(dāng)前行上緊鄰該對應(yīng)像素的像素以及該先前行上緊鄰該對應(yīng)邊緣像素的像素；以及通過選擇具有與該兩個(gè)所選相鄰像素以及該目標(biāo)像素相交的角度的相鄰像素，從而選擇與該當(dāng)前行至少一個(gè)相鄰像素對應(yīng)的該先前行的至少一個(gè)相鄰像素，以形成至少一個(gè)對應(yīng)像素組合；以及由該至少一個(gè)對應(yīng)像素組合，在沿著該邊緣的位置對于該目標(biāo)像素插值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中對于該目標(biāo)像素插值的步驟還包括計(jì)算該對應(yīng)像素的各個(gè)差的絕對值，并選擇具有最小差的絕對值的對應(yīng)像素的該插值，作為該目標(biāo)像素值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中對于該邊緣確定近似角度的步驟還包括沿著該當(dāng)前行和先前行選擇多個(gè)像素，其中該當(dāng)前行和先前行包括各個(gè)開始邊緣像素以及結(jié)束邊緣像素，并且確定該開始邊緣像素限定的近似角度以及該結(jié)束邊緣像素限定的近似角度。
6.一種轉(zhuǎn)換方法，用于通過在隔行掃描圖像的兩個(gè)連續(xù)行之間的目標(biāo)像素位置上處理插值的圖像元素，即像素，從而將該隔行掃描圖像轉(zhuǎn)換成逐行掃描圖像，其中該隔行掃描圖像具有多個(gè)設(shè)置在行和列的矩陣中的像素，每個(gè)列具有各自的列號碼，該方法包括下面的步驟在關(guān)于該目標(biāo)像素位置的預(yù)定區(qū)域中的第一方向中確定像素的第一梯度強(qiáng)度值，以及對于該確定的第一梯度強(qiáng)度值確定第一量值；在關(guān)于該目標(biāo)像素位置的預(yù)定區(qū)域中的第二方向中確定像素的第二梯度強(qiáng)度值，以及對于該確定的第二梯度強(qiáng)度值確定第二量值，其中該第二方向與該第一方向不同；通過確定該第一量值和該第二量值的至少一個(gè)是否超過預(yù)定閾值，以限定該像素為邊緣像素；如果該像素是邊緣像素，比較該第一和第二梯度強(qiáng)度值，以確定該邊緣的近似角度；以及如果該邊緣的近似角度確定為小于四十五度基于該當(dāng)前行上至少一個(gè)邊緣像素的列號碼與該先前行上至少一個(gè)邊緣像素的列號碼之間的差，確定該邊緣的近似角度；基于該確定的邊緣角度，確定對應(yīng)于該目標(biāo)像素的當(dāng)前行和先前行上的各個(gè)像素；以及由該對應(yīng)像素在沿著該邊緣的位置對于該目標(biāo)像素插值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中如果該邊緣的近似角度確定為小于四十五度，該方法還包括下面步驟識別在該當(dāng)前行上緊鄰該對應(yīng)像素的像素以及該先前行上緊鄰該對應(yīng)像素的像素；以及通過選擇具有與該兩個(gè)所選相鄰像素以及該目標(biāo)像素相交的角度的相鄰像素，從而選擇與該當(dāng)前行至少一個(gè)相鄰像素對應(yīng)的該先前行的至少一個(gè)相鄰像素，以形成至少一個(gè)對應(yīng)像素組合；以及由該至少一個(gè)對應(yīng)像素組合，在沿著該邊緣的位置對于該目標(biāo)像素插值。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，如果該邊緣的近似角度被確定為小于四十五度，則確定該邊緣的近似角度的步驟還包括下面步驟沿著該當(dāng)前行和先前行選擇多個(gè)像素，其中該當(dāng)前行和先前行包括各個(gè)開始邊緣像素以及結(jié)束邊緣像素；確定該開始邊緣像素限定的近似角度以及該結(jié)束邊緣像素限定的近似角度；以及對該開始邊緣像素和該結(jié)束邊緣像素限定的近似角度取平均值，以獲得該邊緣的近似角度。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中對于該目標(biāo)像素插值的步驟還包括計(jì)算該對應(yīng)像素的各個(gè)差的絕對值，以及選擇具有最小差的絕對值的對應(yīng)像素的插值作為該目標(biāo)像素值。
10.一種產(chǎn)生插值圖像元素的裝置，用于通過在隔行掃描圖像的兩個(gè)連續(xù)行之間的目標(biāo)像素位置上產(chǎn)生插值的圖像元素，即像素，該隔行掃描圖像形成為若干行和列的矩陣，每個(gè)列具有各自的列號碼，該裝置包括邊緣探測器；處理器，其基于當(dāng)前行上至少一個(gè)邊緣像素的列號碼與先前行上至少一個(gè)邊緣像素的列號碼之間的差，確定該邊緣的近似角度；以及插值器，其在該隔行掃描圖像中，結(jié)合鄰近該目標(biāo)像素并位于沿著該確定角度的像素的值，以產(chǎn)生該插值像素。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中該邊緣探測器還包括第一相關(guān)濾波器，配置為過濾關(guān)于該目標(biāo)像素位置的區(qū)域中該隔行掃描圖像的行，以產(chǎn)生具有第一量值和第一感應(yīng)值的第一梯度強(qiáng)度值；第二相關(guān)濾波器，配置為過濾關(guān)于該目標(biāo)像素位置的區(qū)域中該隔行掃描圖像的連續(xù)行，以產(chǎn)生具有第二量值和第二感應(yīng)值的第二梯度強(qiáng)度值，其中該第二梯度強(qiáng)度值與該第一梯度強(qiáng)度值相比對應(yīng)于不同的角度；以及比較器，其用于確定該第一量值和第二量值中至少一個(gè)是否超過預(yù)定閾值，以限定該像素為邊緣像素。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中確定該邊緣的近似角度的該處理器包括電路，其從沿著包括對應(yīng)于開始邊緣的像素和對應(yīng)于結(jié)束邊緣的像素的行的多個(gè)像素中，確定沿著該開始邊緣的近似角度以及沿著該結(jié)束邊緣的近似角度，并對該開始和結(jié)束邊緣的近似角度取平均值，以獲得該近似角度。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中結(jié)合該隔行掃描圖像中像素值的該插值器還包括電路，用于計(jì)算該所選像素的各個(gè)差的絕對值，并選擇具有最小差的絕對值的該像素組合作為該對應(yīng)像素。
全文摘要
一種轉(zhuǎn)換方法，用于通過在隔行掃描圖像的兩個(gè)連續(xù)行之間位置的目標(biāo)像素上插值圖像元素，即像素，從而將隔行掃描圖像轉(zhuǎn)換成逐行掃描圖像，該隔行掃描圖像具有多個(gè)設(shè)置在行和列的矩陣中的像素。該方法確定當(dāng)前行的像素中是否是邊緣像素，且如果該像素是邊緣像素，其基于該當(dāng)前行上至少一個(gè)邊緣像素的列號碼與該先前行上至少一個(gè)邊緣像素的列號碼之間的差，確定該邊緣的近似角度。該方法使用該角度，確定當(dāng)前行和先前行上的哪個(gè)像素對應(yīng)于該目標(biāo)像素，且從該對應(yīng)像素對于該目標(biāo)像素插值。
文檔編號H04N5/14GK1812553SQ200610005818
公開日2006年8月2日 申請日期2006年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月10日
發(fā)明者克里斯托弗·J·奧爾利克 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社