專利名稱：：圖像處理中的混疊避免的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及到圖像處理中的混疊避免。視頻圖像捕獲代表一種空間及時間采樣處理。圖像作為一組設(shè)置在各行或線中的像素而被捕獲。在間隔開的時刻處捕獲連續(xù)圖像。一種復(fù)雜情況是對于隔行視頻捕獲和處理的共同使用。在隔行視頻信號中，每個圖像作為兩組交替像素線或者交替像素線的兩個場而被操縱。例如，可以把奇數(shù)編號的各線包括在一個場內(nèi)，同時可以把偶數(shù)編號的各線包括在下一個場內(nèi)。所述隔行技術(shù)的一個優(yōu)點(diǎn)在于，其給出了圖像速率的表觀加倍，從而在不顯著增大視頻信號帶寬的情況下減輕了閃爍效應(yīng)。如果嘗試捕獲或者處理具有對于對應(yīng)的采樣率來說過高的空間或時間頻率的視頻素材，則采樣的所有上述方面都可能會產(chǎn)生混疊效應(yīng)。但是這里將描述隔行到逐行掃描視頻變換領(lǐng)域中的特定混疊問題。如果期望在隔行視頻與逐行掃描(非隔行)視頻之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，則對于非移動圖像來說僅僅需要對兩個連續(xù)場進(jìn)行交織以重建存在所有像素線的非隔行幀。然而，如果有任何顯著的場間運(yùn)動，則上述方法可能不適用。在這種情況下，更為適當(dāng)?shù)淖龇赡苁菑囊粋€場中的其他像素導(dǎo)出在該相同場中所缺失的像素線。換句話說，即使用內(nèi)插處理。由于一個場可能表示處于任何指向上的一個項目的圖像，因此適當(dāng)?shù)淖龇ㄊ歉鶕?jù)附近的圖像素材選擇用于進(jìn)行內(nèi)插缺失的像素的方向，即嘗試與所述項目的某一特征大致對準(zhǔn)地進(jìn)行內(nèi)插。例如可以通過使用塊匹配技術(shù)來檢測適當(dāng)?shù)膬?nèi)插方向。然而，包含在一個場內(nèi)的信息可能無法唯一地定義一個對準(zhǔn)方向。在附圖7a和7b中示意性地說明了這種情況，下面將更詳細(xì)地進(jìn)行描迷。特地的未知像素被顯示為問號，并且示出了具有相關(guān)聯(lián)的"完美"塊匹配結(jié)果的兩個可能的內(nèi)插方向。在圖7a中，接近水平的內(nèi)插方向(由雙頭箭頭表示)將表明所述未知像素應(yīng)當(dāng)是暗灰色，而在圖7b中，更接近垂直的內(nèi)插方向?qū)樵撐粗袼亟o出亮灰色。本發(fā)明提供了圖像處理設(shè)備，其中關(guān)于根據(jù)輸入圖像中的圖像特征方向所選擇的所述輸入圖像的像素而生成輸出像素值，該設(shè)備包括用于對所述輸入圖像的各像素塊進(jìn)行比較的裝置，所述塊關(guān)于待測像素位置被布置成使得所述塊之間的相關(guān)性將表明適用于該像素位置的圖像特征方向；以及用于把適用于所述待測像素位置的圖像特征方向檢測為對應(yīng)于塊比較的方向的裝置，所述塊比較用于具有滿足一個或多個預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的塊內(nèi)容的各塊當(dāng)中的具有最高相關(guān)性的各塊。本發(fā)明解決了塊匹配設(shè)備中的混疊問題，這是通過對于將被生成的運(yùn)動矢量不僅應(yīng)用相關(guān)性條件而且還應(yīng)用塊內(nèi)容條件而實現(xiàn)的。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，雖然本發(fā)明的各實施例涉及到隔行到逐行掃描變換，但是本發(fā)明還適用于涉及到通過對角線或類似內(nèi)插在一個或兩個維度上提高圖像分辨率的任何方法。在所附權(quán)利要求書中限定了本發(fā)明的其他對應(yīng)方面和特征。下面將參照附圖僅以舉例的方式來描述本發(fā)明的各實施例，其中圖1示意性地示出了平屏顯示器設(shè)置；圖2示意性地示出了工作室環(huán)境中的視頻混合操作；圖3示意性地示出了隔行到逐行變換器；圖4a到4c示意性地示出了梯度檢測；圖5和6a到6e示意性地示出了空間塊匹配操作；圖7a和7b示意性地示出了混疊情況；圖8a到8d示意性地示出了混疊檢測技術(shù)；圖9示意性地示出了Kell因數(shù)濾波操作；圖IO和11示意性地示出了Kell因數(shù)濾波操作中的各級；圖12a示意性地示出了運(yùn)動自適應(yīng)內(nèi)插器；圖12b示意性地示出了連續(xù)視頻場之間的運(yùn)動檢測；圖13示意性地示出了高頻檢查操作；圖14a和14b示意性地示出了一種降低對于圖像縮放的需求的變型；圖15、16a、16b、17a和17b示意性地示出了主要的和替換的像素測試策略；圖18示意性地示出了差值的生成；圖19示意性地示出了所述隔行到逐行變換器的一個替換實施例；圖20a、20b、22a和22b示意性地示出了圖8a到8d的混疊檢測技術(shù)的變型；圖21a和21b示意性地示出了應(yīng)用于細(xì)線的混疊檢測技術(shù)的一個例子；以及圖23示意性地示出了應(yīng)用在水平方向上的Kell因數(shù)濾波操作。圖1示意性地示出了平屏顯示器設(shè)置10，其包括隔行視頻素材源20、隔行到逐行掃描變換器30以及顯示面板40，所述顯示面板比如是液晶(LCD)或等離子顯示器。該圖示出了對于隔行到逐行掃描變換的典型使用，其中許多廣播信號具有隔行格式，而許多平板顯示器(或者實際上是任何逐行掃描顯示器)則在逐行掃描格式下最為成功地操作。相應(yīng)地，在圖1中，由所述隔行素材源20接收的廣播信號被用來生成隔行信號以供顯示。所述隔行信號被傳遞到所述隔行到逐行掃描變換器30,以便從該隔行信號生成逐行掃描信號。該逐行掃描信號被傳遞到顯示器40。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，所述隔行素材源20不必是廣播接收機(jī)，而可以是諸如DVD播放器之類的視頻回放設(shè)備以及諸如互聯(lián)網(wǎng)連接之類的網(wǎng)絡(luò)連接等等。圖2示意性地示出了工作室環(huán)境中的視頻混合操作，以便給出使用隔行到逐行掃描變換的另一個例子。在這里提供了隔行素材源50和逐行掃描素材源60。這些源可以是攝影機(jī)、諸如錄像機(jī)或硬盤記錄器之類的視頻回放設(shè)備、廣播接收機(jī)等等。來自所述隔行素材源50的隔行輸出^皮提供到隔行到逐行掃描變換器70，以便生成逐行掃描信號?？梢杂梢曨l混合器80把該逐行掃描信號連同來自源60的逐行掃描素材一起處理，以便生成經(jīng)過處理的逐行掃描輸出。當(dāng)然，如果需要的話可以把該視頻混合器80的逐行掃描輸出變換回到隔行格式，以便例如用于后續(xù)的廣播或記錄。還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，該視頻混合器80僅僅是視頻處理設(shè)備的一個例子；在圖2中的該位置處例如可以替換地使用數(shù)字視頻效果單元。圖3示意性地示出了隔行到逐行掃描變換器。概括地說，該變換器包括空間內(nèi)插器100、運(yùn)動自適應(yīng)內(nèi)插器110和一組三個場存儲裝置120。圖3的變換器可操作地在與輸入隔行場相同的重復(fù)頻率下生成輸出逐行掃描幀。因此，所述變換器的主要要求是生成每個隔行場中的"缺失的"像素，以便把該隔行場變成逐行掃描幀。這一點(diǎn)可以按照兩種方式當(dāng)中的一種來實現(xiàn)。一方面，所述空間內(nèi)插器100通過在所涉及到的場內(nèi)進(jìn)行空間內(nèi)插而生成所述"缺失的"像素。換句話說，這是場內(nèi)操作。另一方面，所述運(yùn)動自適應(yīng)內(nèi)插器通過插入來自具有相反極性的相鄰場的像素而生成所述缺失的像素。這一點(diǎn)只有在場之間沒有圖像運(yùn)動時才是有效的，因此圖3的基本組織是在檢測到圖像運(yùn)動的圖像位置處使用所述空間內(nèi)插器100的輸出，而在沒有檢測到圖像運(yùn)動的像素位置處則使用所述運(yùn)動自適應(yīng)內(nèi)插器110的輸出。為了操作簡單，所述空間內(nèi)插器在每個像素位置處操作，而所述運(yùn)動自適應(yīng)內(nèi)插器則選擇該空間內(nèi)插器的輸出，或者選擇來自具有相反極性的另一個場的像素以供輸出，或者混合所述二者。下面將更加詳細(xì)地描述所述運(yùn)動自適應(yīng)內(nèi)插器。首先將描述所述空間內(nèi)插器。所述空間內(nèi)插器包括1-2水平像素縮放器130、空間塊匹配器140、最小誤差選擇器150、對角線內(nèi)插器160、點(diǎn)噪聲減少器170以及Kell因數(shù)校正器180。下面將更加詳細(xì)地描述其中的每一個的操作。所述縮放器130使用水平線性內(nèi)插在所述輸入隔行場的每兩個像素之間生成一個附加像素值。因此，水平分辨率(至少在可用像素值數(shù)目方面)被加倍，但是在此階段對于垂直分辨率沒有差別。下面將參照圖4A到4C描述水平縮放是適當(dāng)?shù)脑?。正如下面將描述的那樣，空間塊匹配器140和對角線內(nèi)插器160的總體操作是檢測關(guān)于將在其中內(nèi)插新像素的像素位置的圖像特征的指向，以及隨后沿著該圖像特征方向應(yīng)用內(nèi)插。因此，如果將被內(nèi)插的當(dāng)前像素位置位于例如與水平成45°的對角線圖像特征(線、邊緣等等)之內(nèi)，則對于該新像素的內(nèi)插將沿著該45°方向發(fā)生。這可能往往會給出比起把所述內(nèi)插限制到水平或垂直內(nèi)插的情況更好的輸出結(jié)果。因此，這一處理的關(guān)鍵部分顯然是檢測在每個像素位置處的圖像特征的方向。所述檢測是利用塊匹配處理實施的。下面將更加詳細(xì)地描述實際的塊匹配處理。但是在此階段，圖4A示意性地示出了未知像素220(內(nèi)部帶有問號的圓圏)的位置周圍的兩個像素塊200、210之間的成功塊匹配。實際上，在這里的附圖中所使用的符號是用正方形表示已知像素，同時用圓圈表示將被對角線內(nèi)插器160內(nèi)插的像素。圖4A到4C中的陰影是圖像特征的示意性表示。因此，參照圖4A,在未知像素位置220周圍的塊200、210之間獲得成功的塊匹配，從而表明1/2的圖像特征梯度?，F(xiàn)在參照圖4C,圖像特征是垂直的，并且同樣地在重疊的塊230、240之間存在成功的塊匹配。然而，在圖4B中，所述圖像特征的梯度是1/1。不可能獲得與處在整數(shù)4象素位置處的塊的成功的塊匹配。塊250、260之間的成功匹配在半整數(shù)像素位置處發(fā)生。相應(yīng)地，為了檢測這種性質(zhì)的梯度(實際上是比1/2更急劇的任何梯度)，必須在子像素(subpixel)精度下進(jìn)行操作。在本例中采用了半像素精度。如果使用更高的精度(例如四分之一像素精度)，則將檢測到更加接近垂直的梯度。在該實施例中，半像素精度被選擇為處理要求與在非常尖銳的梯度下的精度之間的平衡。實際上，在下面將描述的本發(fā)明的實施例中，并不是通過任一級處的縮放器130對所有圖像進(jìn)行1:2縮放。下面將更加詳細(xì)地描述對縮放的選擇性使用。圖5和6A到6E示意性地示出了所述空間塊匹配操作。如上所述，在子像素精度下實施空間塊匹配；在本例中是半像素精度。使用具有相應(yīng)的搜索范圍(相對于待測像素位置的最大位移)的塊尺寸范圍?？紤]到所述1:2縮放操作(盡管在所述處理中并不總是使用內(nèi)插的像素)，在下表中給出了示例性塊尺寸和搜索范圍<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>圖5示意性地示出了未知像素位置320周圍的兩個3vx13h像素塊300、310之間的塊匹配操作。應(yīng)當(dāng)注意到，塊寬度在經(jīng)縮放(內(nèi)插)的像素方面是13h;這里僅僅示出了真實(源)像素。變量d(實際上是4個內(nèi)插像素的位移)表示所述塊的水平中心與待測像素位置的水平位移。適用于所述塊匹配的一個條件是，所述塊必須總是與待測像素位置重疊。此外，所述塊被顯示為在整數(shù)的真實像素位移下;f皮移位(因此位移m對應(yīng)于個內(nèi)插4象素的位移)。相應(yīng)地，在圖5中示出的特定塊尺寸允許在-4像素(圖6A)、-3像素、-2像素(圖6B)、-l像素、O像素(圖6C)、+1像素、+2像素(圖6D)、+3像素和+4像素(圖6E)的位移下進(jìn)行5個可能的測試。應(yīng)當(dāng)注意到，所述位移被按照經(jīng)縮放的像素表示為與中心的位移。所述兩個塊被移位相等的數(shù)量，但是是在相反的方向上。使用對稱的位移是因為否則的話所述塊匹配可能會檢測到與待測像素不相關(guān)的線或邊緣。對于每個塊匹配計算絕對差值和(SAD)。其被如下定義5/lD(Jc,j;,rf,/7)=^J]—d+血,j;+刺—；("^/+血,；/+辦+2)|血=-11rf產(chǎn)-3,-i,1flea"ao其中，x、y表示當(dāng)前像素坐標(biāo)(y是幀線號)，d是所測試的位移，并且n是所述塊的半徑(該塊寬度是n，-2n+l)。一般來說，組合對應(yīng)于三個顏色分量(紅色、綠色和藍(lán)色)的所述SAD值，并且最小歸一化SAD值確定用于內(nèi)插的梯度。進(jìn)行各種檢查以避免不良內(nèi)插，正如下面所描述的那樣。釆取各種措施以避免由混疊情況所導(dǎo)致的問題。圖7A和7B示出了可能的混疊情況。參照圖7A,塊340與350之間的塊匹配暗示未知像素330應(yīng)當(dāng)是暗灰色。這里，所述塊匹配是100%成功的，因此所述SAD值將是O(應(yīng)當(dāng)注意，這是一個示意性的例子)。然而，在圖7B中，塊360與塊370之間的塊匹配也是100%成功的，同樣給出為0的SAD值。圖7B的塊匹配暗示所述未知4象素330應(yīng)當(dāng)是亮灰色。塊匹配結(jié)果的這一沖突是在圖7A和7B中示出的圖像部分內(nèi)的緊密間隔的對角線圖像特征之間的混疊的產(chǎn)物。雖然最初看起來任一條對角線都是同樣有效的(即從左上到右下的陡峭的對角線或者從右上到左下的更為平緩的對角線)，但是已經(jīng)建立了處理規(guī)則以允許做出適當(dāng)?shù)倪x擇。下面將描述所述規(guī)則。所述規(guī)則的基礎(chǔ)是所述塊匹配處理被限制到僅僅檢測被視為"線段"的區(qū)域。也就是說，塊匹配中的每個塊應(yīng)當(dāng)包含線段。經(jīng)過數(shù)字化的線段被視為具有兩種屬性。首先，其沿著所討論的塊的中心掃描線行是單調(diào)的，其次，在所討論的塊內(nèi)的各掃描線之間有垂直跳變。下面將參照圖8A到8D描述應(yīng)用這些測試的方式。在圖8A中，源場包含多條對角線。圖8B示意性地示出了圖8A的圖像內(nèi)的一個像素行。圖8C和8D示出了圖8B中所示的對角線的兩個邊緣?？梢钥闯?，這些邊緣當(dāng)中每一個都具有表現(xiàn)出單調(diào)亮度變化的像素區(qū)域。此外，參照圖8A,可以看出這種片段在相鄰像素行之間展現(xiàn)出垂直跳變。因此，回到圖7A和7B，根據(jù)上面描述的規(guī)則，圖7A的塊匹配將被拒絕，而圖7B的塊匹配將是優(yōu)選的。這是因為圖7B的兩個塊的中心像素線表現(xiàn)出單調(diào)亮度變化，而圖7A中的塊340、350的中心像素線則不是這樣。實際上，所述規(guī)則并不是這么刻板地表示的。實際的規(guī)則涉及到所述線的以下各種屬性之間的平衡<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>所述規(guī)則是單調(diào)性+Cl+(C2/塊寬度;K平均垂直能量其中，Cl、C2是慮及數(shù)據(jù)中的噪聲的常數(shù)。如果滿足該條件，則把相關(guān)的塊匹配用作有效內(nèi)插方向。應(yīng)當(dāng)注意到，所述測試是關(guān)于每一個顏色分量(例如R、G和B)而單獨(dú)執(zhí)行的。必須單獨(dú)通過所有三個測試?？商鎿Q地，例如為了節(jié)省硬件，可以執(zhí)行少于三個測試。例如，可以僅僅測試亮度或者僅僅測試一個顏色分量。當(dāng)然，可以替換地測試YcbCr或YpbPr表示法。上面所暗示的適用于塊匹配的第二條規(guī)則是最小歸一化SAD值確定用于后續(xù)內(nèi)插的梯度。一般來說，所述方向是從具有最小誤差(最小歸一化SAD)的塊匹配選擇的。在這種情況下，如果所述歸一化SAD小于闊值KFCthresh,則將不在后面使用所述校正器180的Kell因數(shù)校正。然而，如果所述歸一化SAD值對于多個塊偏移量是類似的(在閾值數(shù)量內(nèi))，或者如果在所有塊匹配上獲得的最小歸一化SAD值大于預(yù)定的最大值，則將使用垂直內(nèi)插，在這些情況下將總是使用Kell因數(shù)校正，并且所述歸一化SAD值被設(shè)置到上面提到的預(yù)定最大值。適用于塊匹配的第三條規(guī)則如下。該規(guī)則的基礎(chǔ)是相鄰的"未知"(將被內(nèi)插的)像素應(yīng)當(dāng)表明與所考慮的當(dāng)前像素類似的梯度。對于當(dāng)前的"未知"像素，令G是預(yù)測梯度。令所述搜索范圍是問/4+1(由于"G，，是按照經(jīng)縮放的像素表示的，因此所述除法是必要的)。令C3.,.是可編程的常數(shù)。為了應(yīng)用所述規(guī)則，檢查處在相對于所述當(dāng)前像素的-搜索范圍到+搜索范圍(閉區(qū)間)處的當(dāng)前缺失線中的所有像素。在該范圍內(nèi)的滿足下面不等式的每個預(yù)測梯度g令"計數(shù)器"值遞增(IG卜d)<-C3(g-G)<-(|G|+d)隨后，如果計數(shù)器T4〈C5氣2x范圍+l)，則令v是原始值，令v，是垂直內(nèi)插后的值，并且把結(jié)果設(shè)置到C6v，+(l-C6)v(優(yōu)選形式)或者C6v'+C7v(更一般的形式)。把用于所述像素的歸一化SAD值遞增C8,該常數(shù)可以被設(shè)置成鼓勵使用所述KFC。所述對角線內(nèi)插器160是簡單的像素平均器給定一個方向后，該對角線內(nèi)插器選取下面的線中的該方向上的像素以及上面的線中的該方向上的像素，并且對其求平均。所述點(diǎn)噪聲減少器170涉及到被應(yīng)用于對角線內(nèi)插器160的輸出的處理。應(yīng)用一個測試以檢測內(nèi)插后的像素是否處在4個垂直和水平像素(即在上、下、左、右四方緊接所述內(nèi)插后的像素的各像素)的最大值與最小值之內(nèi)。應(yīng)當(dāng)注意到，在該內(nèi)插后的像素上方和下方的像素將是真實像素，而在其左側(cè)和右側(cè)的像素本身也將被內(nèi)插。如果所述內(nèi)插后的像素不在該范圍內(nèi)，貝'J:令v是所考慮的像素的原始值，令v，是v,其被限幅成處在所述4個局部相鄰像素的范圍內(nèi)。令新的像素值是kDNRv'+(l-kNDR)v,其中kDNR是可編程的。下面將參照圖9到11描述Kell因數(shù)校正器180的操作。Kell因數(shù)校正在這里的討論中，提到所述Kell因數(shù)僅僅是為了幫助解釋所述系統(tǒng)的該部分的操作。濾波器實際所利用的僅僅是關(guān)于所述源圖像沒有使用其可獲得的完全帶寬的知識，而不管這是由于掃描偽像還是由于低通濾波處理所造成的。所述Kell因數(shù)是表示逐行掃描和隔行圖像的屬性的量。為了表示所掃描的信息，通常認(rèn)為僅僅表示了(或者應(yīng)當(dāng)表示)可能的垂直帶寬的700/()(Kell因數(shù))。因此，當(dāng)執(zhí)行隔行到逐行掃描變換時，嘗試產(chǎn)生完全垂直帶寬圖像可能是有害的。相反，可以使用針對小于1的Kell因數(shù)的補(bǔ)償。一種用以補(bǔ)償所述Kell因數(shù)的方法將是對于任何隔行到逐行掃描算法的幀輸出使用70%帶寬濾波器。然而，該幀中的其中一個場是"真實"數(shù)據(jù)，也就是說，其被正確地采樣，因此來自該場的內(nèi)容在定義上肯定是完美的。因此使用一種僅僅對內(nèi)插的線進(jìn)行濾波的方法。在圖9中示意性地示出了通用Kell因數(shù)濾波操作，其中把源數(shù)據(jù)濾波(在本例中是在垂直方向上)到fs/2(即Nyquist頻率)的大約70%的帶寬。下面的數(shù)學(xué)和算法描述了一種適于對內(nèi)插的線執(zhí)行70%帶寬濾波的濾波器。在經(jīng)驗測試中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，該濾波器可以大大減少偽像，并且很重要的是應(yīng)當(dāng)注意到其結(jié)果也顯著好于簡單地對輸入隔行視頻執(zhí)行l(wèi):2垂直放大(up-scaling)操作的情況。圖10和11示意性地證明了所述概念。在圖10中示出了一般的想法，其中對逐行掃描幀中的真實像素I和內(nèi)插像素S(選擇性地)應(yīng)用垂直濾波器。為了解釋所述技術(shù)，考慮某些不存在的數(shù)據(jù)(特別是隔行場的缺失線)將是有用的。通過(對于所述導(dǎo)出的一部分)把這些線視為是確實存在的而進(jìn)行處理，可以導(dǎo)出濾波器技術(shù)以便應(yīng)用于這些線的經(jīng)過內(nèi)插的形式，從而生成對所述缺失線的經(jīng)濾波的形式的近似。從下面的解釋中可以明顯看出這一點(diǎn)。參照圖11，考慮假設(shè)的100%垂直帶寬逐行圖像500。這當(dāng)然不存在；由于所述采樣處理中的固有的濾波，其在最好的情況下將是70%濾波的。這樣就形成了可以實現(xiàn)的逐行幀510。然而，即使是該幀我們也無法獲得；替換地，以隔行形式作為場520來提供。該場520是到本隔行到逐行掃描變換處理的源數(shù)據(jù)。所述隔行場520被提供到隔行到逐行變換器，該變換器隨后生成缺失的場線，以便產(chǎn)生重建幀530。然而，該幀530現(xiàn)在可能包含高于可用帶寬的70%的頻率。并不總是希望生成這種頻率，這是因為該信息不存在于到所述隔行到逐行掃描變換器的源數(shù)據(jù)中。因此，應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生該幀的不超出所述帶寬極限的某一形式540,并且應(yīng)當(dāng)通過僅僅調(diào)節(jié)所述重建場線而不調(diào)節(jié)源場線來實現(xiàn)這一點(diǎn)一所述源場線是來自已經(jīng)通過這種濾波器的圖像，因此其是"完美"的。因此，產(chǎn)生所需的輸出可以被視為理論圖像550的低通濾波器輸出，所述理論圖像550是從來自與所述重建場隔行的原始100%垂直帶寬圖像的各線構(gòu)造的。然而，所述原始100%垂直帶寬圖像不可用，因此下面將描述一種用以規(guī)避該問題的技術(shù)。3抽頭源濾波器方法這是用以產(chǎn)生適當(dāng)?shù)臑V波器的三種方法當(dāng)中的第一種；僅僅推薦后兩種方法，在這里的描述中包括該笫一種方法以顯示出演進(jìn)?？紤]具有下面的形式的3抽頭低通對稱濾波器<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>并且還考慮來自已經(jīng)被從隔行轉(zhuǎn)換到逐行掃描的視頻的5條線的像素列尸:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>其中，F(xiàn)是來自真實數(shù)據(jù)場的像素，/是內(nèi)插的像素。應(yīng)當(dāng)注意到，這些值是已知的。所述真實場像素F必須從所述系統(tǒng)輸出。在記錄所述視頻的過程中已經(jīng)根據(jù)所述Kell因數(shù)對這些像素進(jìn)行了濾波。因此，考慮所述濾波之前的原始視頻一這是概念上的視頻源，這是因為在對光學(xué)信息的采樣中，實際的Kell因數(shù)濾波器將是固有的。如下描述該原始或偽輸入視頻<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>其中，jc是來自所述概念上的100%垂直帶寬源的未知的值，/是已經(jīng)被間內(nèi)插的像素，并且有輸出=偽輸入*濾波器我們現(xiàn)在考慮輸出像素其與偽輸入像素/。垂直對準(zhǔn)。/一22++。J0=ax—1+W0+qa/0+&x，+fl/2/2我們不知道n和的值，因此輸出像素的w值并不是直接已知的。然而，我們知道,尸尺7以及y尸^，這是因為對于當(dāng)前場的輸出場線是已知的。因此可以找到H和；q,并且隨后可以找到y(tǒng)o:卡_,=++/。))a=、-《+/2))=4"-《+")y0=a(jc—i+x)+JW;.-a2/6—-a2/6一《a/6尸—,〗0尸oa/6尸'a/6尸>-a2/6_J2-a2/Z>一人現(xiàn)在，通過下面的矢量給出適當(dāng)?shù)?0%垂直帶寬濾波器:327685138224925138因此有a=5138以及6=22492。從而有::v0=尸_2-11747485尸o20145尸'7485尸2_—1174尺對于與內(nèi)插的線對準(zhǔn)的A否則因此，實際上利用5抽頭濾波器解決了所述問題。5抽頭源濾波器方法所述初始的對稱3抽頭濾波器的濾波特性相對較差，因此開發(fā)了一種通過使用初始的對稱5抽頭濾波器來改進(jìn)這一點(diǎn)的方法。然而，該方法還要求使用所述3抽頭濾波器，否則所述問題不會有解。令所述對稱5抽頭濾波器由3個系數(shù)a、b、c構(gòu)成，并且可以通過[a,b,c,b,a]T來描述完整濾波器。類似地，令所述3抽頭濾波器由兩個系數(shù)d、e構(gòu)成，并且可以通過[d,e,d]T來描述完整濾波器。根據(jù)前述內(nèi)容，但是擴(kuò)展到使用所述5抽頭濾波器—-—,一/一2(+&一3+C"+血-l十"0OV-3++oc一t+c//0+a。/一2++o/q++e/2Of欲一+W0+q+rf/2+ex3,2如果我們嘗試使用與之前相同的方法來對其求解，則所述問題需要求解一組聯(lián)立等式，其中的未知數(shù)的數(shù)目多達(dá)所述圖像的高度的一半。因此，這將不適用于切合實際的硬件設(shè)計。相反，考慮所述濾波器的預(yù)測形式，來自更遠(yuǎn)的相鄰像素的結(jié)果對于輸出的影響很可能要小于^的緊鄰像素標(biāo)準(zhǔn)的低通濾波器具有這種形式的圍繞中心抽頭的較重權(quán)重。因此，當(dāng)考慮像素w時，來自所述中心抽頭和各緊鄰像素的結(jié)果可以被視為從5抽頭濾波器形成，而更遠(yuǎn)的結(jié)果則來自3抽頭濾波器。因此有下面的等式尺,乂尸，(2+必0我們現(xiàn)在可以求解yo，>^人而消除未知的<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>示例性的70%5抽頭濾波器如下:32768醒<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>—4006上面定義的示例性3抽頭濾波器如下:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>因此，可以利用下面的矩陣計算輸出像素^:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>其中，+2被用來確保有單位0(3增益(由于舍入誤差因而需要這樣做)。7抽頭源濾波器方法與所述5抽頭方法類似，所述7抽頭方法需要使用7抽頭濾波器、5抽頭濾波器以及3抽頭濾波器。令所述對稱7抽頭濾波器由4個系數(shù)a、6、c、d構(gòu)成，并且可以通過[a，6,c,《c,6,a]T來描述完整濾波器。類似地，令所述5抽頭濾波器由3個系數(shù)e、/、g構(gòu)成，并且可以通過[e,/,g,/e]T來描述完整濾波器。最后，令所述3抽頭濾波器由兩個系數(shù),A構(gòu)成，并且可以通過[/,A,/]T來描述完整濾波器?，F(xiàn)在我們考慮所述輸出像素^及其相鄰像素:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage19</formula>同樣地，該等式求解起來不實際，因此我們應(yīng)當(dāng)利用7抽頭頭和3抽頭濾波器的組合來求解該等式抽V<formula>formulaseeoriginaldocumentpage19</formula>0該等式可以;故如下求解<formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula>示例性的70%7抽頭濾波器如下:32768--3766-—851412315c32698=12315c-8514Z>—3766上面定義的示例性5抽頭濾波器如下:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage21</formula>上面定義的示例性3抽頭濾波器如下:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage21</formula>因此，可以利用下面的矩陣計算所述輸出像素，:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage21</formula>該等式被用在每一個空間內(nèi)插的像素上。其響應(yīng)是帶阻濾波器，其阻帶在0.66到0.8fs/2之間；然而，解釋該響應(yīng)是非常復(fù)雜的，這是因為其僅被用于交替的輸出像素。圖12a示意性地示出了所述運(yùn)動自適應(yīng)內(nèi)插器IIO的操作。該內(nèi)插器110包括場間塊匹配器600、高頻檢查器610以及混合器620。所述場間塊匹配器600使用來自當(dāng)前輸入場和所述三個場存儲裝置120的數(shù)據(jù)來實施場間運(yùn)動比較。這涉及到把當(dāng)前場(圖12b中的FN)中的各像素塊與其相同類型的在前場(FN_2)中的相應(yīng)定位的各塊進(jìn)行比較，同樣還涉及到把前一場(F^)與其相同類型的在前場(FN.3)進(jìn)行比較。這些比較的結(jié)果被用來檢測圖像中的運(yùn)動程度。特別地，如下生成絕對差值的加權(quán)和(SWAD)。執(zhí)行4個塊匹配以產(chǎn)生兩個加權(quán)SAD。它們是-場FN和FN.2上的5hx4v加4又塊匹配。-場F>m和FN.3上的5hx3v加^又塊匹配。-場FN.i和FN.3上的lhxlv加權(quán)塊匹配。-場FN和FN-2上的1hx2v力口;k塊匹配。各加權(quán)塊匹配對重合像素之間的加權(quán)絕對差值進(jìn)行求和，即SWAD。其中，F(xiàn)N-"dx,dy)是在與當(dāng)前像素的幀相對位置dx、dy處的值?？梢栽诟戒浿姓业絯的示例性值。對前兩個SWAD求和給出了基于區(qū)域的塊匹配，即SWADarea。對后兩個SWAD求和給出了局部化的塊匹配，即SWADLOCAL。所有三個顏色分量都按照相同的方式為所述SWAD^f故出貢獻(xiàn)。所述系統(tǒng)僅僅需要為每個像素保持所述三個分量的SAD,隨后對該SAD進(jìn)行加權(quán)并且將其與來自所述塊中的其他像素的值相組合。這意味著所述處理的這方面僅僅需要大約10bpp(比特每像素)的5個線存儲裝置。所述高頻檢查器610被設(shè)置成檢測輸入場中的高頻。所迷算法是基于下面的原理。如果對兩個源場進(jìn)行交織產(chǎn)生許多高頻能量，則適當(dāng)?shù)淖龇ㄊ菄L試確保所述輸入是合理地靜態(tài)的。只有靜態(tài)視頻才會產(chǎn)生可靠的高頻；高度混疊的運(yùn)動可能產(chǎn)生高頻，但是這對于場間內(nèi)插來說并不是所期望的情況。如果存在運(yùn)動，則可能在所述場被不正確地交織的位置處產(chǎn)生高頻。參照圖13,所述高頻檢查器使用來自當(dāng)前場FN的處于當(dāng)前內(nèi)插的像素的上方和下方的線以及來自前一場FN.i的對應(yīng)于所述缺失線的線。所述HFC可以祐^見為5x3像素鄰域4全查。令HFCthre^和HFCth^h2是兩個可編程的常數(shù)，其中前者大于后者。設(shè)置一個標(biāo)志exceededHighEnergy-假在每一個分量(或其子集)(RGB/YPbPr)上一其中YPbPr按照與標(biāo)準(zhǔn)清晰度系統(tǒng)中的YCbCr類似的方式表示高清晰度系統(tǒng)中的顏色空間設(shè)置energy(能量)=0對于具有水平位置x=-2,-l,0,l,2(相對于當(dāng)前像素)的像素，令經(jīng)過交織的場值是vo,并且其上方和下方的線的當(dāng)前場值是n和Vl,則有ifvo<min(vi,v—i),設(shè)置diff=min(vi,v-i)畫vOelseifvO〉max(vl，v-l)，設(shè)置diff=vO-max(vl,v-1)else設(shè)置diff=0If(dif&HFQhreshi),i殳置energy=energy+(HFCthreshi-HFCthresh2)*weighting[x]elseif(diff>HFCthresh2)，i殳置energy=energy+(diff-HFCthresh2)*weighting[x]Ifenergy>HFCaiiowance,設(shè)置標(biāo)志exceededHighEnergy二真這樣就結(jié)束了在每個分量上實施的處理。隨后，如果exceededHighEnergy二真，則把SWADAREA增大一個可編程的常數(shù)值HFCpendty。SWADAREA的所述增大將往往會違反在該輸出位置處使用運(yùn)動自適應(yīng)像素。所述混合器620根據(jù)SWADarea和SWADLOCAL以及各種閾值thresh等標(biāo)準(zhǔn)來操作。IfSWADu)CAL〉threshi，僅僅使用空間內(nèi)插的場FN,ElseifSWADAREA>thresh2,僅僅使用空間內(nèi)插的場FN，ElseifSWADAREA<thresh2,僅僅使用場Fj^Else混合場Fn"與Fn,:令a二(thresh2畫swadarea)/(thresh2-thresh3)所得到的像素值-a+(1-a)FN,圖14a和14b示意性地示出了降低了對于圖像縮放的需求的變型。特別地，圖14a示意性地示出了上面描述的實施例的操作，其中每一個像素行(在該圖中被表示為no口o...)包含真實像素以及來自縮放器130的經(jīng)過1:2內(nèi)插的4象素。示出了兩個塊700、710之間的示例性塊匹配以及兩個塊720、730之間的另一個塊匹配。在圖14a中的兩個塊匹配之間的共同之處在于，所述各塊的最邊緣的像素是經(jīng)過1:2內(nèi)插的像素o。因此，該方法依賴于已經(jīng)^支1:2縮放器縮放過的整個圖像。在圖14b中對于所述塊的尺寸做了非常小的改變，從而所述最邊緣的像素是真實像素而不是經(jīng)過內(nèi)插的像素。在圖14b的上部中，測試與圖14a的上部中相同的圖像特征角度，但是使得塊740、750略微更寬，從而使其邊緣像素是真實像素口。類似的考慮適用于圖14b的下部，其中示出了塊760、770之間的匹配，所述匹配測試與圖14a的下部中示出的匹配相同的圖像特征角度。于是情況就是對于例如在圖14a和14b中示出的那些大塊來說，實際上不需要在各對經(jīng)過內(nèi)插的像素之間進(jìn)行比較?？梢詮恼鎸?非內(nèi)插)像素的基本比較中獲得相同的信息。然而，回想起之所以引入像素內(nèi)插的最初原因是允許檢測陡峭(接近垂直)的圖像特征角度。因此，在一種設(shè)置中，本實施例保留對于較小塊偏移量的1:2內(nèi)插操作，以便允許更好地檢測這種陡峭角度。例如，±1和0的塊偏移量范圍可以使用經(jīng)過1:2內(nèi)插的像素，而大于這一范圍的塊偏移量則不需要使用所述經(jīng)過1:2內(nèi)插的像素。在另一種變型中，僅僅對于其最大正偏移量和最大負(fù)偏移量在匹配操作中使用每個塊尺寸。這樣可以大大減少所需要的塊匹配操作的數(shù)目，同時實際上不損失任何信息，這是因為先前的方案例如對于每個塊尺寸在O位移處(垂直圖像特征)重復(fù)了所述塊匹配測試。當(dāng)結(jié)合在一起時，上述措施可以允許"按照需要"例如在所述塊匹配器內(nèi)實施所述1:2內(nèi)插，而不是由所述縮放器130對于整個內(nèi)插像素場來實施。這樣降低了對于用來保存內(nèi)插像素場的場存儲裝置的需求。相反，僅僅需要由所述塊匹配器緩沖幾條線上的幾個內(nèi)插像素。圖15、16a、16b、17a和17b示意性地示出了主要和替換像素測試策略。針對上面描述的設(shè)置的另一個替換方案是對于適用于塊匹配的所述規(guī)則的另一種改變，以便降低該操作的硬件要求。對于上面描述的水平能量的原始等式如下其中x指代所述塊的中心行。其可以凈皮以下等式替代:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage24</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage25</formula>所述經(jīng)過修正的測試是關(guān)于內(nèi)插的行對稱的。圖15示意性地示出了塊匹配。圖16a和16b示意性地示出了將關(guān)于該塊匹配執(zhí)行的針對水平和垂直能量的原始測試。圖17a和17b示意性地示出了所述經(jīng)過修正的測試，其中示出了相同的兩朽"故用于全部兩個測試。這意味著相同的邏輯可以實施全部兩個測試，從而導(dǎo)致減少了實現(xiàn)該頭見則所需的硬件。圖18示意性地示出了差值的生成。利用圖18的設(shè)置，可以作為滾動平均值來計算SAD值，其中在插入一個新值時丟棄一個舊值。這同樣可以減少實現(xiàn)該特征所需要的處理和硬件?，F(xiàn)在將參照圖19描述隔行到逐行變換器的替換實施例。圖19中示出的該隔行到逐行變換器主要包括空間內(nèi)插器1000、運(yùn)動自適應(yīng)內(nèi)插器IIO和一組三個場存儲裝置120。所述運(yùn)動自適應(yīng)內(nèi)插器IIO和所述三個場存儲裝置120與參照圖3所描述的基本上相同。然而，所述空間內(nèi)插器1000是針對參照圖3描述的空間內(nèi)插器IOO的替換實施例。下面將描述空間內(nèi)插器1000。所述空間內(nèi)插器1000包括延遲模塊1110、控制模塊1120、混疊避免才莫塊1130、空間塊匹配器1140、最佳塊匹配器1150、局部鄰域檢查器1160、Kell因數(shù)校正器1170以及多路分解器1180。其中的某一些按照與已經(jīng)描述過的相應(yīng)特征類似的方式進(jìn)行操作。其中存在一些差異，下面將更加詳細(xì)地描述這些差異中的每一差異的操作和效果。所述延遲模塊1110可操作地接收視頻輸入數(shù)據(jù)，并且優(yōu)選地包括三個線延遲和像素延遲以便把數(shù)據(jù)提供給混疊避免^t塊1130、空間塊匹配器1140、Kell因數(shù)校正器1170以及多路分解器1180?？商鎿Q地，可以在其他模塊中單獨(dú)實現(xiàn)所述像素延遲。延遲模塊1110還能夠把數(shù)據(jù)輸出到運(yùn)動自適應(yīng)內(nèi)插器110。在本例中，可以在到所述運(yùn)動自適應(yīng)內(nèi)插器的數(shù)據(jù)輸出中包括額外的像素延遲，從而使得所述數(shù)據(jù)與所述空間內(nèi)插器的經(jīng)過內(nèi)插的輸出對準(zhǔn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，延遲模塊1110可以包括任意數(shù)目的線延遲和/或像素延遲。所述控制模塊1120生成用于所述混疊避免才莫塊1130、空間塊匹配器1140、最佳塊匹配器1150、局部鄰域檢查器1160、Kell因數(shù)校正器1170和多路分解器1180的控制信號。例如，所述控制模塊1120能夠把控制信號輸出到局部鄰域檢查器1160和多路分解器1180，以便執(zhí)行邊緣處理。邊緣處理可以:故用來解決以下問題在輸入場的邊緣處，沒有足夠的線或像素來允許使用完全空間內(nèi)插方法。相反，例如可以根據(jù)在一條垂直邊緣處的線重復(fù)功能以及在另一條邊緣處的垂直相鄰的像素之間的簡單垂直平均值來對輸入場的各邊緣處的像素進(jìn)行內(nèi)插。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，可以使用對輸入場的各邊緣處的像素進(jìn)行內(nèi)插的任何其他方法。所述"線重復(fù)"功能和垂直內(nèi)插被使用在所述圖像的各邊緣處。這是因為除非存在源線上方和下方的兩個源行，否則不可能執(zhí)行塊匹配。在圖像的頂部，當(dāng)在當(dāng)前線的上方僅有一條線時，利用當(dāng)前線及其上方的該一條線來實施垂直內(nèi)插。如果在當(dāng)前線上方不再有線，則重復(fù)當(dāng)前線。在圖像的底部使用相同的方法，其中比當(dāng)前線的下方的兩條線少。所述算法還包括可選的特征，其中可以用塊匹配來替換垂直內(nèi)插(當(dāng)在當(dāng)前線上方或下方僅有一條線時)。這是通過用零值來替換來自所述"缺失"線的塊匹配貢獻(xiàn)而實現(xiàn)的。該可選特征不改變在當(dāng)前線上方(或下方)沒有線的情況。所述控制^^莫塊1120還能夠生成表明邊界的處理中斷標(biāo)志，所述空間隔行到逐行處理不能跨越該邊界。例如，所述處理中斷可以發(fā)生在每條輸入像素線的開頭和末尾處，并且所述控制才莫塊1120可以使用該數(shù)據(jù)來向所述混疊避免才莫塊1130表明所述處理中斷在何處發(fā)生，從而可以在不生成處理誤差或人為圖像偽像的情況下實施抗混疊處理(如上面參照圖7a、7b和8a到8d所描述的那樣，以及/或者如將在下面更加詳細(xì)地描述的那樣)。所述處理中斷信號被用來禁止涉及到跨越所述處理中斷像素的塊匹配的任何對角線檢測。在所描述的實施例中，其僅僅處在線邊緣處。在另一個應(yīng)用中，這(例如)可以是水平消除效應(yīng)，其中所述處理中斷的兩側(cè)來自不同的源圖像。例如，左側(cè)=源#1,右側(cè)=源#2所述混疊避免才莫塊1130可操作地實施如上面參照圖7a、7b和8a到8d所描述的抗混疊4晉施，以避免由混疊情況所導(dǎo)致的問題。該混疊避免模塊1130生成并且輸出允許標(biāo)志，所述標(biāo)志表明是否可以使用特定對角線。所述允許標(biāo)志被傳遞到所述空間塊匹配器1140。該混疊避免才莫塊1130還可操作地實施進(jìn)一步的處理以減輕混疊情況的效應(yīng)，正如下面將更加詳細(xì)地描述的那樣。所述空間塊匹配器1140可操作地實施如上面所描述的塊匹配，并且其操作類似于參照圖3描述的空間塊匹配器140的操作。所述空間塊匹配器包括用于實施所述塊匹配的塊匹配單元。用于所述單元的輸入數(shù)據(jù)由所述延遲^^莫塊1110提供，并且通過從所述混疊避免^t塊接收的所述允許標(biāo)志而允許進(jìn)行測試。所述塊匹配單元生成如上所述的歸一化絕對差值和(NSAD),并且對于每個匹配的塊生成空間內(nèi)插的像素(SIP)。這些值^L傳遞到所述最佳塊匹配器1150。所述空間塊匹配器1140還可操作地生成垂直內(nèi)插的像素值，以便在沒有識別出有效對角線時使用，或者在所識別出的對角線都不適于作為對待測像素進(jìn)行內(nèi)插的基礎(chǔ)時使用。所述垂直內(nèi)插的像素值被傳遞到所述局部鄰域檢查器1160。所述最佳塊匹配器1150可操作地處理由所述空間塊匹配器1140輸出的NSAD和SIP值，以便確定由該空間塊匹配器1140識別出的哪些塊應(yīng)該能夠被用作內(nèi)插的基礎(chǔ)。例如，所述最佳塊可以被識別為具有最低NSAD值的塊。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，選擇最佳塊的其他方法也是可能的。所述最佳塊匹配器1150把所識別出的最佳塊NSAD值和SIP傳遞到所述局部鄰域檢查器1160。該最佳塊匹配器1150還把與所識別出的該最佳塊相關(guān)聯(lián)的內(nèi)插方向傳遞到該局部鄰域檢查器1160。所述局部鄰域檢查器1160對所述最佳塊匹配器1150的輸出執(zhí)行一致性檢查，以便檢查由該最佳塊匹配器1150所選擇的塊是否與其相鄰塊一致。如果該最佳塊匹配器1150的輸出不一致，則通過該局部鄰域檢查器來修改該輸出。所述局部鄰域檢查被給出最佳方向SIP和垂直內(nèi)插像素(VIP)。取決于測試結(jié)果，其輸出SIP、VIP或者二者的混合。當(dāng)然應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，可以通過所述實施例內(nèi)的其他單元來提供該功能。描述關(guān)于待測像素的內(nèi)插方向的梯度的一種方式是按照關(guān)于該待測像素的上方緊鄰像素線的像素的水平偏移量來描述所述梯度?？商鎿Q地，可以使用所述待測像素的下方緊鄰的像素線，或者在全部兩種情況下，可以把水平4象素線垂直移位某一其他值。例如，所述待測-像素可以被定義為處在(x,y)曲線圖的原點(diǎn)處。于是可以通過穿過該原點(diǎn)并且穿過點(diǎn)(x,l)的線的梯度來定義所述梯度。然而，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，各軸可以被反轉(zhuǎn)，并且/或者正偏移量可以被定義成處在所述待測像素的左側(cè)或者反之亦然，并且可以使用任何適當(dāng)坐標(biāo)系來描述所述內(nèi)插方向的梯度。例如，在上面描述的情況下，如果所述像素周圍的各像素的內(nèi)插方向或梯度被確定為處在x=+4到x=+6的水平偏移量范圍內(nèi)，則作為內(nèi)插的基礎(chǔ)的x=-10的所選梯度不大可能是正確的。任何不一致的方向都4皮去除并且被替換。特別地，任何不一致的方向都被檢測到，其NSAD值被修改，并且所述垂直內(nèi)插的像素被輸出。所述NSAD值被使用在所述KFC模塊中(見下面)。經(jīng)過修改的NSAD值被設(shè)置成使得所述KFC將被用于該像素。所述局部鄰域檢查器把經(jīng)過修改的NSAD值以及內(nèi)插的像素(IP)值傳遞到所述Kell因數(shù)校正器1170。所述Kell因數(shù)校正器1170接收由所述局部鄰域檢查器1160輸出的NSAD值和IP值，并且其可操作地執(zhí)行如上面參照圖9、10和11所描述的Kell因數(shù)校正。所述Kell因數(shù)校正器1170還可操作地扭J亍如在下面更加詳細(xì)地描述的附加濾波。由該Kell因數(shù)校正器生成的內(nèi)插的數(shù)據(jù)被傳遞到所述多路分解器1180。所述多路分解器1180可操作地把來自所述Kell因數(shù)校正器的內(nèi)插的數(shù)據(jù)路由到所述運(yùn)動自適應(yīng)內(nèi)插器IIO的正確的輸入端。為了確保正確的數(shù)據(jù)處理，所述多路分解器還可操作地生成可能在由所述空間內(nèi)插器1000進(jìn)行的隔行到逐行處理期間丟失的任何數(shù)據(jù)報頭或控制信號。下面將參照圖20a和20b描述一種替換的混疊避免方法。這里，4吏用與先前所采用的類似的符號，其不同之處在于沒有示出內(nèi)插像素(圓圈)線；僅僅示出了待測內(nèi)插像素。圖20a示出了上面參照圖7a、7b和8a到8d所描述的單調(diào)性測試的應(yīng)用。為了在這里相無括該方法，所述單調(diào)性測試:故應(yīng)用于兩個塊1200和1210,這由圖20a中的更重的實線表示，所述更重實線跨越待測的塊匹配的區(qū)域。如果全部兩塊都通過了所述單調(diào)性測試，則接受由所述塊匹配所表示的方向，并且對待測像素1230進(jìn)行相應(yīng)地內(nèi)插。在如圖20b中所示的替換實施例中，其尺寸與被用在所述兩塊單調(diào)性測試中的兩個塊(1200,1210)當(dāng)中的每一個類似的單一塊1240被用來執(zhí)行所述單調(diào)性測試。優(yōu)選地，如圖20b中所示，該單一塊1240居中在待測像素位置1250上，但是該單一測試塊1240關(guān)于該待測像素1250的其他配置也是可能的。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于，其提高了檢測出低梯度細(xì)線的可能性，這是因為僅僅測試靠近所述內(nèi)插位置的區(qū)域，而位置更遠(yuǎn)的區(qū);或則可以;波忽略。在圖21a和21b中示出了該方法的一個例子。圖21a示出了^L應(yīng)用于包括細(xì)線的圖像區(qū)域的所述兩塊方法。通過黑實線1250表示待測方向，并且通過帶有問號的圓圈來表示待測像素位置1230。在該例中，由于所述兩個單獨(dú)塊不是單調(diào)的，因此先前描述的單調(diào)性測試將拒絕該方向。然而，如圖21b中所示，所述測試塊區(qū)域1240是單調(diào)的，并且所述待測方向1250被接受作為對待測像素1250進(jìn)行內(nèi)插的基礎(chǔ)的正確方向。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，任何尺寸的塊都可以;波用于所述單調(diào)性測試，并且所述測試的結(jié)果及其在減輕低梯度細(xì)線附近的混疊效應(yīng)方面的成功將取決于所使用的塊尺寸。下面將參照圖22a和22b描述對于所述單調(diào)性測試的進(jìn)一步修改。如上所述，有利的是使用單一測試塊來執(zhí)行所述單調(diào)性測試。然而，可以對該方法進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)化，以便減輕混疊效應(yīng)。一旦接受了待測方向1310之后，就可以測試同樣居中在相同待測像素1330上的更小的各塊的單調(diào)性。在圖22a和22b中示出了這樣的例子。關(guān)于圖22b中示出的各塊檢測到有效對角線。應(yīng)用進(jìn)一步的測試，其中一些或全部更小塊組(比如在圖22a中示出的該組)必須也通過單調(diào)性測試，以^更接受該對角線。更具體來說，如圖22a所示出的那樣，有效對角線1320應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)在居中在所述待測像素1330上的所有更小待測塊中。如果任何一個所述更小塊沒有通過所述單調(diào)性測試，則由圖22b的原始大測試塊所表示的方向1310不被接受作為對待測像素1330進(jìn)行的內(nèi)插的基礎(chǔ)的對角線。例如，所述測試可以;陂應(yīng)用于其尺寸乂人所述原始測試塊的尺寸開始不斷減小的各塊?？商鎿Q地，所述單調(diào)性測試可以#:應(yīng)用于居中在所述待測像素1330上的最小可能測試塊(3hx3v),并且隨后增大其尺寸直到所述原始測試塊的尺寸。如上所述，所述單調(diào)性可以由下式給出off塊寬度，、單調(diào)性=1W-1,力I-M塊寬度,少)一^,少〗j(luò)w"l、L/。2J〉其中，塊寬度J)—;c(l，力l)-4^;cfre"M產(chǎn)-i并且其中x是源像素值；x91,0)是所述單調(diào)性塊的左上像素；y是行坐標(biāo)；丫=0表示頂行，y=-l表示所述塊匹配塊的底行；鍵寬*,是以像素計的塊寬度；以及C是慮及所述數(shù)據(jù)中的噪聲的常數(shù)。上面的等式描述了如何沿著所述測試塊中的每條像素線對各逐像素差值進(jìn)行求和(所述求和中的第一項)。隨后減去由^^;c"eme給出的所述邊緣像素之間的差值。在本例中，把C的負(fù)值加到所述最終結(jié)果中以慮及噪聲。一般來說，所述負(fù)值C變得越大，噪聲影響所述計算的可能性就越低。然而，如果所使用的C的負(fù)值過大，則存在會增大選擇不想要的對角線的可能性的風(fēng)險。為了通過使用適當(dāng)?shù)腃值而更加高效地考慮噪聲同時仍然具有選擇正確對角線的高概率，可以如下面所描述的那樣對各單獨(dú)像素差應(yīng)用閾值。通過適當(dāng)?shù)乜s放所述Aj^jc&eme值，可以減小所述C值，從而降低了選擇不想要的對角線的風(fēng)險。如下面所描述的那樣，可以對每個像素應(yīng)用噪聲閾值，這是通過從每個逐像素差值中減去闊值并且隨后把負(fù)的逐像素差值結(jié)果限幅到0而實現(xiàn)的。所述單調(diào)性的噪聲容限可以基于待測特征而不是基于全局常數(shù)。例如，可以如下面所示出的那樣減去^^fec^ewe的經(jīng)縮;改的量。單調(diào)性-trf^ax^^-調(diào)節(jié)》產(chǎn)lL'=2J爭o"or母幽鵬,c16在該例中，謬斧定義了所述逐像素閾值，而^^Fa"or則是對于的縮放因數(shù)。在一個實施例中，所述逐像素閾值可以取決于如下面所示出的平均像素值。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage31</formula>下表示出了對于所述逐像素閾值取決于所述平均像素值的情況的示例值。在標(biāo)題為"最佳值"的該列中示出了(主觀評估的)最佳組合。<table>tableseeoriginaldocumentpage31</column></row><table>通過應(yīng)用上面的逐像素閾值可以改進(jìn)接近水平的線的外觀，但是可能在其他圖像區(qū)域周圍引入偽像。在改變所述噪聲容限的替換實施例中，所述逐像素閾值對于每個塊和像素可以是固定的，其中下表示出了對于其中所述逐像素閾值對于每個塊和像素是固定的情況的示例值。在標(biāo)題為"最佳值"的該列中示出了(主觀評估的)最佳組合。<table>tableseeoriginaldocumentpage31</column></row><table>所述固定的逐像素閾值可以改進(jìn)低角度平行線的外觀，以及改進(jìn)其中有許多可能對角線的圖像區(qū)域的外觀。雖然上面已經(jīng)描述了所述單調(diào)性測試的特定實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，可以組合這些測試當(dāng)中的任一項或全部。下面將更加詳細(xì)地描述所述Kell因數(shù)校正器1170的操作。如上所述，所述Kell因數(shù)校正器1170可操作地根據(jù)所述NSAD值選擇性地對所述內(nèi)插的像素應(yīng)用Kell因數(shù)校正(KFC)濾波。這樣減輕了所選方向在其中表現(xiàn)得非常清楚的對角線的惡化。可替換地，可以總是在垂直方向上對所述內(nèi)插的像素應(yīng)用Kell因數(shù)濾波。然而，如上所述，這樣可能會使得低梯度線惡化。為了解決這一問題，優(yōu)選地只有在所述NSAD值較高的情況下才應(yīng)用KFC垂直濾波。在選擇性地應(yīng)用Kell因數(shù)校正時所可能出現(xiàn)的另一個問題是圖像的某些區(qū)域可能總是受益于Kell因數(shù)濾波，但是由于其NSAD值，這些區(qū)域可能不會被所述Kell因數(shù)校正器校正。為了解決這一問題，所述Kell因數(shù)校正器1170可操作地在對于特定像素的方向處在特定閾值內(nèi)時總是應(yīng)用KFC垂直濾波。例如，如果所述方向是-1、0或1，則可以總是應(yīng)用所述KFC垂直濾波器。在本例中，為了降低存儲要求，可以存儲表明所述方向是-1、0或1的標(biāo)志，而不是存儲實際的內(nèi)插方向。對于其他方向，優(yōu)選地根據(jù)所述NSAD值選擇性地應(yīng)用所述KFC垂直濾波器。所述Kell因數(shù)校正器1170還可操作地應(yīng)用水平濾波(水平KFC濾波)，以便如圖23所示在水平方向上平滑內(nèi)插的像素。這里，圓圏表示內(nèi)插的像素，正方形表示真實像素。用問號"？"來表示將被內(nèi)插并且將對其應(yīng)用濾波的像素1500。在水平方向上應(yīng)用濾波。在圖23的例子中，在用黑邊界1510示意性地示出的濾波器范圍內(nèi)使用5抽頭水平濾波器，所述黑邊界對稱地布置在所述內(nèi)插的像素1500周圍。所述KFC垂直濾波器所描述的5^'i對;爾濾波^':適:^濾波器值與用于上面描述的垂直濾波器的濾波器值相同。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，可以使用適于執(zhí)行水平濾波的任何濾波器。雖然所述KFC水平濾波器可以被應(yīng)用于每一個內(nèi)插的像素，但是優(yōu)選的是選擇性地應(yīng)用所述KFC濾波器，以免使得高角度(接近垂直線)惡化。這可以通過在當(dāng)前像素內(nèi)插方向處在其中不適于應(yīng)用KFC水平濾波的方向上時不應(yīng)用所述濾波器而實現(xiàn)。例如，所述設(shè)置可以是在當(dāng)前方向、左方向或右方向是0或士1時不應(yīng)用所述KFC水平濾波器。在本例中，為了降低存儲要求，可以存儲表明所述方向是-1、0或1的標(biāo)志，而不是存儲實際的內(nèi)插方向。此外，如果所述像素的NSAD值大于特定閾值，則可以不應(yīng)用所述KFC水平濾波器。可替換地，所述Kell因數(shù)校正器1170可操作地不對任何內(nèi)插的像素應(yīng)用所述KFC水平濾波器。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，可以對于內(nèi)插的像素應(yīng)用所述各種Kell因數(shù)濾波方法當(dāng)中的任意組合或全部。此外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，可以在關(guān)于所述內(nèi)插的^象素的任意方向上應(yīng)用上面描述的Kell因數(shù)濾波方法。雖然關(guān)于隔行到逐行掃描變換描述了各實施例，但是相同的技術(shù)也適用于改變圖像(比如逐行掃描圖像)的尺寸(例如高度)。例如，所述技術(shù)可以執(zhí)行1:3或1:4縮放。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，可以用在適當(dāng)軟件的控制下操作的可編程或半可編程硬件來實現(xiàn)本發(fā)明。這可以是通用計算機(jī)或者諸如ASIC(專用集成電路)或FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)之類的設(shè)置。所述軟件可以在諸如盤或固態(tài)存儲器之類的存儲介質(zhì)上提供，或者可以通過諸如網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)連接之類的傳輸介質(zhì)提供，或者可以通過二者的組合來提供。附錄<table>tableseeoriginaldocumentpage34</column></row><table>參數(shù)'V"的示例^直如下5hx4v塊12/102423/102428/102423/102412/102432/102462/102477/102462/102432/102432/102462/102477/102462/102432/102412/廳23/102428/畫23/102412/腿5bc3v塊20/102439/102448/102439/102420/1024標(biāo)02494/1024117/畫94/腿48/102420/102439/102448/102439/102420/1024lhx2v塊128/256128/256lhxlv塊255/25權(quán)利要求1.圖像處理設(shè)備，其中關(guān)于根據(jù)輸入圖像中的圖像特征方向所選擇的所述輸入圖像的像素而生成輸出像素值，該設(shè)備包括用于對所述輸入圖像的各像素塊進(jìn)行比較的裝置，所述各塊關(guān)于待測像素位置被布置成使得所述各塊之間的相關(guān)性將表明適用于該像素位置的圖像特征方向；以及用于把適用于所述待測像素位置的圖像特征方向檢測為對應(yīng)于塊比較的方向的裝置，所述塊比較用于具有滿足一個或多個預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的塊內(nèi)容的各塊當(dāng)中的具有最高相關(guān)性的各塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，標(biāo)準(zhǔn)是單調(diào)性標(biāo)準(zhǔn)，從而使得對于每一個待測像素位置，包括該像素位置的至少一個測試塊在沿著水平方向的像素屬性中展現(xiàn)出至少總體上單調(diào)的變化。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述測試塊或者每一個測試塊至少部分地與所述塊比較塊重疊。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述或權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，所述測試塊或者每一個測試塊包括每一個塊比較塊中的垂直中心水平像素行。5.根據(jù)權(quán)利要求2到4中的任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其包括用于檢測單調(diào)性程度的裝置，關(guān)于所述垂直跳變標(biāo)準(zhǔn)的閾值取決于所檢測到的單調(diào)性程度。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，所述垂直跳變標(biāo)準(zhǔn)涉及所述塊比較塊的預(yù)定行中的各垂直相鄰像素對。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述垂直跳變標(biāo)準(zhǔn)涉及所述塊比較塊的兩個垂直相鄰行中的各像素對。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，對于特定的一對塊比較塊，關(guān)于所述垂直跳變標(biāo)準(zhǔn)測試的其中一個所述像素行也關(guān)于所述單調(diào)性標(biāo)準(zhǔn)被測試。9.根據(jù)權(quán)利要求2到8中的任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，所述測試塊或者作為一組的各測試塊圍繞所述待測像素位置被水平居中。10.根據(jù)權(quán)利要求2到9中的任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述檢測裝置可操作地利用其尺寸取決于由所述比較裝置檢測到的圖4象特4正方向的一個或多個測試塊以及一個或多個更小測試塊來應(yīng)用所述單調(diào)性標(biāo)準(zhǔn)；以及如果所述(各)測試塊以及所述(各)更小測試塊當(dāng)中的每一個在沿著水平方向的像素屬性中展現(xiàn)出至少總體上單調(diào)的變化，則滿足所述單調(diào)性標(biāo)準(zhǔn)。11.根據(jù)權(quán)利要求2到10中的任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，所述輸入圖像包括水平像素線，并且所述檢測裝置可操作地根據(jù)以下因素導(dǎo)出單調(diào)性度量對于所述比較或測試塊中的每一塊，沿著該塊的水平像素線的逐像素差值的和；在每一條水平像素線的邊緣處的各像素值之間的差值；以及慮及所述輸入圖像中的噪聲的噪聲容限值。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述檢測裝置可操作地根據(jù)所述正確圖像特征方向的所期望的檢測率來縮放每一條像素線的邊緣處的各像素值之間的差值，以及根據(jù)逐像素閾值計算沿著所述塊的水平像素線的逐像素差值的和。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中，根據(jù)所述塊中的水平像素線的平均像素值來計算所述逐像素閾值。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中，所述逐像素閾值對于每個測試塊是常數(shù)。15.根據(jù)先前任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，標(biāo)準(zhǔn)是垂直跳變標(biāo)準(zhǔn)，從而使得所述比較中的每一塊在所述各塊比較塊中的各對垂直相鄰像素之間展現(xiàn)出至少閾值變化總量。16.根據(jù)先前任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其包括用于關(guān)于根據(jù)所述輸入圖像中的所檢測到的圖像特征方向所選擇的所述輸入圖像的像素對輸出像素進(jìn)行內(nèi)插的裝置。17.根據(jù)先前任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，所述比較裝置可操作地關(guān)于包含所述輸入圖像的像素以及從所述輸入圖像的像素導(dǎo)出的經(jīng)過上采樣的像素的各塊實施至少某些塊比較。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中，導(dǎo)出所述經(jīng)過上釆樣的像素以便與所述輸入圖像的像素水平交織。19.根據(jù)先前任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述*入圖像是隔行圖像；以及所述輸出圖像是逐行掃描圖像。20.視頻混合設(shè)備，其包括根據(jù)先前任一權(quán)利要求所述的圖像處理設(shè)備。21.視頻顯示設(shè)備，其包括根據(jù)權(quán)利要求1到19中的任一權(quán)利要求所述的圖像處理設(shè)備。22.—種圖像處理方法，其中關(guān)于根據(jù)輸入圖像中的圖像特征方向所選擇的所述輸入圖像的像素而生成輸出像素值，該方法包括以下步驟對所述輸入圖像的各像素塊進(jìn)行比較，所述各塊關(guān)于待測像素位置被布置成使得所述各塊之間的相關(guān)性將表明適用于該像素位置的圖像特4正方向；以及把適用于所述待測像素位置的圖像特征方向檢測為對應(yīng)于塊比較的方向，所述塊比較用于具有滿足一個或多個預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的塊內(nèi)容的各塊當(dāng)中的具有最高相關(guān)性的各塊。23.具有程序代碼的計算機(jī)軟件，當(dāng)由計算機(jī)執(zhí)行所述程序代碼時，其被設(shè)置成使得該計算機(jī)實施根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法。24.—種介質(zhì)，其中通過該介質(zhì)來提供根據(jù)權(quán)利要求23所述的軟件。25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的介質(zhì)，該介質(zhì)是存儲介質(zhì)。26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的介質(zhì)，該介質(zhì)是傳輸介質(zhì)。全文摘要本發(fā)明涉及圖像處理設(shè)備，其中關(guān)于根據(jù)輸入圖像中的圖像特征方向所選擇的所述輸入圖像的像素而生成輸出像素值，該設(shè)備包括用于對所述輸入圖像的各像素塊進(jìn)行比較的裝置，所述各塊關(guān)于待測像素位置被布置成使得所述各塊之間的相關(guān)性將表明適用于該像素位置的圖像特征方向；以及用于把適用于所述待測像素位置的圖像特征方向檢測為對應(yīng)于塊比較的方向的裝置，所述塊比較用于具有滿足一個或多個預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的塊內(nèi)容的各塊當(dāng)中的具有最高相關(guān)性的各塊。文檔編號H04N5/44GK101283579SQ200680037476公開日2008年10月8日申請日期2006年10月27日優(yōu)先權(quán)日2005年10月31日發(fā)明者K·J·沙曼申請人:索尼英國有限公司