專利名稱：場頻上變換的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與場頻上變換的方法和裝置有關(guān)。
場頻上變換的算法有許多種，在“采用加權(quán)中間濾波器的幀上變換”(“Fractionalframerateup-conversionusingweightedmedianfilters”，P.Haavistoetal.IEEETransactionsonConsumerElectronics，Vol.35，No.3，Angust1989)中所揭示的算法即為一例，這種算法用了加權(quán)中間濾波和運動檢測。然而，這些已知算法會形成不良的運動畫面和討厭的不自然情況。
本發(fā)明的目的是提供一種具有較好的運動畫面和不明顯的不自然情況的場頻上變換方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種采用本發(fā)明方法的裝置。
本發(fā)明提出的算法是在相繼的兩個50赫隔行掃描的場之間內(nèi)插一個中間場形成100赫顯示。當然，這種算法也能用于其他場頻，例如60赫至120赫的變換。應(yīng)該注意的是，本申請并不是說明為了提供100的輸出而加速現(xiàn)存場和內(nèi)插場的方法，因為這是很簡單的、眾所周知的操作。
本發(fā)明能用來對場進行內(nèi)插，提供如下所示的AABB掃描模式場類型A A B B A A B B* X* X* X* X* X* X* X* X場號1 2 3 4 1 2 3 4垂直↑|←40ms→|→時間其中＊為輸入樣本x為內(nèi)插樣本本發(fā)明所提出的100赫算法能結(jié)合任何隔行一順序掃描變換(順序掃描)算法一起使用，以產(chǎn)生ABAB掃描模式的場場類型A B A B A B A B*+*+X O XX O X*+*+X O XX O X場號1 2 3 4 1 2 3 4|←40ms→|垂直↑→時間其中+為順序掃描內(nèi)插＊為輸入樣本x為內(nèi)插樣本0為不在輸出端出現(xiàn)的輸入樣本這里，序列中的第二場是通過對兩個互相交換的輸入場采用100赫算法計算出來的，第三場采用順序掃描算法計算，第四場采用所述100赫算法計算。這種采用ABAB掃描方式的優(yōu)點是消除了行閃爍，而主要缺點是復(fù)雜程序增加，因為需要進行100赫算法的順時和逆時運算，還需要用順序算法。
下面的說明是對于信號的亮度分量而言的。對于各種不同的顏色分量，可以采用類似的或更為簡單的算法。
本算法通過一個自適應(yīng)線性濾波器從實際場中的各鄰近象元計算出中間場的每個象元x。這個自適應(yīng)線性濾波器的特征是所執(zhí)行的處理包括以下各步對于自適應(yīng)濾波器所要用到的每個象元分別計算出一個或幾個差值的和;
對于自適應(yīng)濾波器所要用到的每個象元分別計算出一個相應(yīng)的基本系數(shù);
對各基本系數(shù)進行一維中間濾波;
對各基本系數(shù)進行二維線性濾波;
對各基本系數(shù)進行標準化;
計算出主內(nèi)插象元值;以及校正快速運動的內(nèi)插。
下面將對以上各步進行詳細說明。對于大多數(shù)步來說，可以采用幾種不同的處理算法。其中的兩種將標為標準算法和簡化算法。標準算法對于范圍很廣的各種圖象都能給出良好的結(jié)果。簡化算法性能也很不錯，但硬件實現(xiàn)卻更為簡單。
在標準算法中，與主內(nèi)插有關(guān)的象元是集合(A、B、C、D、E)，如

圖1所示。也可以使用另外一些采樣。本發(fā)明的另一種方案是只使用集合(A、B、C)或集合(A、D、E、H、K)來進行內(nèi)插。
在圖1中，采樣點A-C、H、K以及x都處于垂直-時間(y，t)平面內(nèi)，而采樣點A、D、E以及x則都處于水平-時間(x，t)平面內(nèi)。內(nèi)插場IP位于相鄰的兩個輸入場IF之間。
算法中所要用到的各象元將采用以內(nèi)插象元x為原點、以象元和圖象行為基的座標系統(tǒng)(y，x)來標記。前一輸入場中的象元標記為a(g，x)，而下一輸入場中的象元則標記為b(y，x)。因此，以上提到的圖1中各象元的座標分別為A＝a(0，0)B＝b(-1，0)C＝b(1，0)D＝a(0，-1)
E＝a(0，1)差值和的計算是為在主內(nèi)插時所要用到的每個象元A、B、…分別指定一個相應(yīng)的、例如是三個(絕對)差值的和SA、SB、…，用來確定該象元對內(nèi)插所起的作用。差值和越小，則說明相應(yīng)的象元影響越大。首先，對在自適應(yīng)濾波器中所使用的每個象元相應(yīng)賦予一個或兩個主要差值。每個主要差值都與兩個象元有關(guān)，一個象元是輸入象元，另一個象元則是以內(nèi)插象元x為中心最接近相對的(即偏離角最小的)輸入象元。例如，對于輸入象元C，亦即b(1，0)，主要差值為｜b(1，0)-a(-2，0)｜，而對于輸入象元E，亦即a(0，1)，則兩個主要差值分別為｜a(0，1)-b(-1，-1)｜和｜a(0，1)-b(1，-1)｜。
在含有D、A和E的行中的輸入象元都有兩主要差值(因為這一行對x是對稱的)，而所有其他象元則只有一個主要差值。
雖然主要差值已經(jīng)反映了相應(yīng)象元的重要性，然而為了可靠起見，求出主要差值和兩個平行差值的絕對值的和。對于垂直偏離x的象元B和C來說，兩個平行差值分別為主要差值的左一種和右一路的差值，而對于水平偏離x的象元D和E來說，則兩個平行差值分別為主要差值的上一路和下一路的差值。對于具有兩個主要差值的象元來說，取兩個相應(yīng)的差值和中其值為最小的那個作為差值和。
例如，賦予輸入象元C的差值和SC為SC＝｜b(1，0)-a(-2，0)｜+｜b(1，1)-a(-2，-1)｜+｜b(1，1)-a(-2，1)｜
而賦予輸入象元E的差值和SE則為SE＝min｛｜a(0，1)-b(-1，-1)｜+｜a(-2，1)-b(-3，-1)｜+｜a(2，1)-b(1，-1)｜，｜a(0，1)-b(1，-1)｜+｜a(-2，1)-b(-1，-1)｜+｜a(2，1)-b(3，-1)｜｝。
對于象元A來說是一個特殊情況。象元A的三個差值既可以取為水平鄰接(如在標準算法中)也可以取為垂直鄰接，因此其差值和既可以象對于象元D和E那樣取最小值，也可以象標準算法那樣將這兩個和SA、SA′都分別保存下來，轉(zhuǎn)到算法的下一步來使用。
圖2A示出用來計算SA和SA′的采樣點。相應(yīng)，圖2B示出計算SB和SC的情況，圖2C示出計算SD的情況，圖2D示出計算SE的情況。對于SD和SE來說，分別選為相應(yīng)的兩對和21、22的最小值。在簡化算法中，主要差值并不對差值和有所影響，因為只使用兩個鄰近差值來決定差值和。
下一步計算基本系數(shù)是通過考慮到各差值和的總體分布情況而采用兩種方法中的一種方法根據(jù)相應(yīng)的差值和計算每個輸入象元A、B、…的基本系數(shù)VA、VB、…。標準算法的方法是根據(jù)遞逆增次序?qū)⒏鞑钪岛团帕谐蒘1至S6，按照由差值和確定的對總體影響的大小將每個和與值6、3、2、1或0聯(lián)系起來。例如采用下表如果沒有一個和小于門限，則取V1＝V2＝V3＝V4＝V5＝V6＝0如果有一個和小于門限，則取V1＝6，V2＝V3＝V4＝V5＝V6＝0
如果有兩個和小于門限，則取V1＝V2＝3，V3＝V4＝V5＝V6＝0否則則取V1＝3，V2＝2，V3＝1，V4＝V5＝V6＝0。
其中，V1是與最小和關(guān)聯(lián)的值，V2是與次最小和關(guān)聯(lián)的值，依此類推。以上這步規(guī)定了對于小差值給以大值，而在有幾個小差值的情況下所用到的象元要多于在總影響大的情況下所用到的。在標準算法中，門限為64(相對于8位量化所取的門限)。
在第二種處理方案中，與三個最小和S1、S2和S3相聯(lián)系的是值V1、V2、V3，這三個值取決于總共不超過門限的差值和的個數(shù)。因此，在上面的表中要刪去V4、V5和V6。
這樣，每個基本系數(shù)就根據(jù)相應(yīng)的差值和處在次序表中的位置設(shè)定為值Vn中的一個值。在以上這個例子中，如果SE為次最小差值和，而有四個差值和小于門限，那么它的基本系數(shù)VE就設(shè)定為V2＝2?；鞠禂?shù)VA可以是兩個值的和。例如，如果SA為最小差值和，SA′為第四最小差值和，而有兩個差值和小于門限，那么基本系數(shù)VA就設(shè)定為V1+V5＝3+0＝3。
計算基本系數(shù)的另一種方法硬件實現(xiàn)比較簡單。這種方法是將各差值和與一個增長的門限相比較，當一個差值和小于門限時，指定一個相應(yīng)的基本系數(shù)，而當基本系數(shù)的和達到某個預(yù)定值時，則不再進行處理。在一種方案中，門限相繼取為值8、16、32和64，對于小于8的差值和基本系數(shù)取為4，對于在8和16之間的差值和基本系數(shù)取為3，對于在16和32之間的差值和基本系數(shù)取為2，而對于在32和64之間的差值和則基本系數(shù)取為1;當基本系數(shù)的和達到或超過10時停止對基本系數(shù)賦值的處理。例如，差值和及相應(yīng)基本系數(shù)的值可以是SA＝24，VA＝2+1＝3SA′＝34SB＝7，VB＝4SC＝55，VC＝1SD＝42，VD＝0SE＝19，VE＝2在這里，在VD被賦值以前處理就停止了，即使它是處于賦予值1的范圍內(nèi)，因為在VC賦為1時基本系數(shù)的和已經(jīng)達到了10。在簡化算法中，對每個基本系數(shù)所賦的值始終為1(或者對于VA為2)，但門限仍象上述那樣相繼提高，當基本系數(shù)的和達到例如2時停止處理。
系數(shù)的一維中間濾波是一個非必需的可選用步，對每個基本系數(shù)進行一維中間濾波，以減小噪聲的影響和前幾步中由于圖象具有特別難以處理的結(jié)構(gòu)而引起的“談判”的影響。在標準算法中，中間濾波器用了一行中的三個采樣點，而這三個采樣點散布在一個五點采樣窗(10101)內(nèi)。最好采用由三個相鄰的采樣點構(gòu)成的較為簡單的采樣窗，因為通過對相鄰差值取和已經(jīng)進行過水平平滑。在簡化算法中中間濾波可以省去。
下一步為系數(shù)的二維線性濾波，每個基本系數(shù)在中間濾波(如果使用的話)后通過一個二維線性濾波器。例如，這個二維線性濾波器可以是具有標準算法中所使用的如下形式的窗(其中各值均表示1/64的倍數(shù))464481284464這種濾波器對于每個系數(shù)都要求兩個行延遲、然而應(yīng)該注意到，由于上述各步的處理，基本系數(shù)的可能取值范圍和組合方式都是有限制的。這些限制可以用來使對存儲器的要求降至最低。在簡化算法中，合適的窗例如可以具有以下形式(其中各值均表示1/16的倍數(shù))23632這一步的處理結(jié)果得到五個系數(shù)，標為CA、CB、CC、CD和CE。
在快速運動校正這一步對快速運動進行校正，這在算法的一些實施方案中要涉及引入更多的象元來進行內(nèi)插。通過對每一個象元計算五個系數(shù)的和S，再用一個簡單的線性定則產(chǎn)生一個快速運動指示CF，進行快速運動檢測。快速運動指示CF例如可以取為CF＝max〔1/2＊Smax-s，0〕取其中Smax為系數(shù)和的額定最大值(實際上，Smax為二維線性濾波器輸入端的各系數(shù)乘以該濾波器的直流增益之和的最大值)。
在標準算法中，將快速運動指示的值的1/5直接加到五個系數(shù)中的每一個系數(shù)上，在快速運動區(qū)域產(chǎn)生一種模糊效果，這要比不加校正而得到的重象好一些。具體地說，可以將值(48＊6-S)/5(如果該值大于零的話)加到各個經(jīng)濾波的系數(shù)上。
在算法的其他實施方案中，快速運動指示給出了用來提供附加模糊的另一些系數(shù)的值。例如，在簡化算法中，值為CF/4的系數(shù)賦給了a(-2，-1)、a(2，1)、b(-1，1)了b(1，-1)。在另一種方案中，系數(shù)CF指定為四個象元的中位數(shù)，而在還有一種方案中，CF則指定為在一個5×3的窗內(nèi)取平均所得到的平均值。快速運動指示也能從一些已經(jīng)通過了一個濾波器(并不是以上給出的二維窗)的系數(shù)導(dǎo)出。特別是采用一個五象元的十字形窗(即無對角線元的窗)已經(jīng)取得了良好的結(jié)果，而對于主通路上的系數(shù)濾波則仍采用較大的窗。這樣修改的優(yōu)點是快速運動指示不大會“漏入”接近但并非快速運動客體部分的區(qū)域中。
計算系數(shù)的最后一步是系數(shù)標準化，對每個象元的經(jīng)濾波系數(shù)的集合依次用一個常量進行換算，供得經(jīng)換算后的系數(shù)之和等于”1”。實際上也可以通過將內(nèi)插象元的值除以各系數(shù)的和來進行標準化，作為整個處理過程的最后一步。
主內(nèi)插象元值的計算這一步，一旦在各系數(shù)已經(jīng)算得并加以標準化后就不言而喻了。內(nèi)插象元x的值即為各系數(shù)與相應(yīng)的輸入象元值的乘積之和。
原則上本發(fā)明的方法是通過采用自適應(yīng)內(nèi)插對場頻進行上變換的方法，在這種方法中內(nèi)插場(IP)的每一個象元(x)的值都是用一個自適應(yīng)濾波器計算的，這個自適應(yīng)濾波器的輸入是在時空上包圍所要內(nèi)插的這個象元(x)的原象元的值，這種方法包括下列各步對于在自適應(yīng)濾波器中所要用到的、與所要內(nèi)插的象元(x)有關(guān)的象元(A、B、C、D、E)計算(32;DA1-DAⅢ、411-418、421-426)相應(yīng)的一個或幾個絕對象元值差的和(SA、SA′、SB、SC、SD、SE);
對于每個在自適應(yīng)濾波器中所要用到的象元分別計算(33;430-436)取決于所述和的基本系數(shù)(VA、VB、VC、VD、VE)，所述和越小，相應(yīng)的象元在自適應(yīng)濾波器中起的作用越大;
對每個基本系數(shù)進行水平-垂直線性濾波(351-356;441-445)，形成經(jīng)濾波的系數(shù)(CA、CB、CC、CD、CE);
通過將在自適應(yīng)濾波器中所要用到的各象元值分別乘以(371-375;491、493、495、497、499)相應(yīng)的經(jīng)濾波的系數(shù)后再加以組合(38;492、494、496、498)計算所要內(nèi)插的象元(x)的值;
計算(36;481、482、487、LD+1T)校正值，在快速運動的情況下這些校正值與每個經(jīng)濾波的系數(shù)或與所要內(nèi)插的象元(x)的值加以組合(485);
對所要內(nèi)插的象元(x)的值或各運動校正系數(shù)進行標準化(39;483、487、484、486)。
原則上本發(fā)明的裝置是通過采用自適應(yīng)內(nèi)插對場頻進行上變換的裝置，在這種裝置中內(nèi)插場(IP)的每一個象元(x)的值都是用自適應(yīng)濾波計算的，自適應(yīng)濾波的輸入是在時空上包圍所要內(nèi)插的這個象元(x)的原象元的值，這種裝置包括第一計算器(32;DA1-DAⅢ、411-418、421-426)，用來對于在自適應(yīng)濾波中所要用到的、與所要內(nèi)插的象元(x)的值有關(guān)的象元(A、B、C、D、E)計算相應(yīng)的一個或幾個絕對象元值差的和(SA、SA′、SB、SC、SD、SE);
第二計算器(33;430-436)，用來對于每個在自適應(yīng)濾波中所要用到的象元分別計算取決于所述和的基本系數(shù)(VA、VB、VC、VD、VE)，所述和越小，相應(yīng)的象元在自適應(yīng)濾波中起的作用越大;
水平-垂直線濾波器(351-356;441-445)，用來對每個基本系數(shù)進行水平-垂直濾波，形成經(jīng)濾波的系數(shù)(CA、CB、CC、CD、CE);
組合器(38;392、494、496、498)，用來從在乘法器(371-375;491、493、495、4987、499)中已經(jīng)分別乘以相應(yīng)的經(jīng)濾波的系數(shù)的在自應(yīng)濾波中所要用到的各象元值計算所要內(nèi)插的象元(x)的值;
第三計算器(36;481、482、487、LD+1T)，用來計算校正值，這些校正值在快速運動的情況下與每個經(jīng)濾波的系數(shù)或所要內(nèi)插的象元(x)的值組合(485);
標準化器(39;483、487、484、486)，用來調(diào)整所要內(nèi)插的象元(x)的值或各運動校正系數(shù)的值。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例將結(jié)合附圖加以說明。在這些附圖中圖1示出了各采樣點的時空位置;
圖2示出了有關(guān)差值和的采樣點位置;
圖3為實現(xiàn)標準算法的一種裝置的簡化方框圖;
圖4為實現(xiàn)簡化算法的一種裝置的方框圖。
在圖3中，輸入信號，例如625行或1250行、50赫、2∶1的電視信號，饋至延遲器31，延遲器31輸出下面計算所要用到的采樣A至E。延遲器31可以用如圖4中所示的場延遲器FD、行延遲器LD和采樣點延遲器1T構(gòu)成。延遲器的電路能方便地適應(yīng)對采樣點配置的任何要求。這些采樣至乘法器371-375和差值和電路32。差值和電路32計算出和SA、SA′、SB、SC、SD和SE，送至系數(shù)計算器33，得到相應(yīng)的基本系數(shù)VA、VB、VC、VD和VE。
每個基本系數(shù)分別通過由中間濾波器341-345和緊接的二維濾波器351-356構(gòu)成的相應(yīng)支路。每條支路的輸出信號即為經(jīng)濾波的系數(shù)，在通過快速運動校正級36后都分別加上了相應(yīng)的校正值，從而產(chǎn)生模糊的效果。
在緊接的乘法器371-375中，采樣值A(chǔ)-E被校正的系數(shù)加權(quán)，而后在加法器38中相加。加法器38的輸出信號在緊接的除法器39中被除以在輸入端303上的校正的系數(shù)的和(相應(yīng)的加法器未在圖中示出)，從而得到了標準化。最終得出的采樣值x從輸出端302輸出。
可以對一些處理的次序加以調(diào)整。例如，標準化可以與加權(quán)處理結(jié)合執(zhí)行。此外，也可以省去一個或幾個處理步(例如快速運動校正、中間濾波、二維濾波)。
下面將參照圖4的方框圖以以上提到的簡化算法進行詳細說明。在這個方框圖中，除了補償延遲對算法具有影響的那些地方，沒有示出補償延遲器。為了提供計算各差值和所需的采樣值，要求有一整套的場延遲器(FD)、行延遲器(LD)和采樣點延遲器(1T)。
這些采樣值分別饋送到相應(yīng)的差值電路DA1-DAⅢ。每個差值電路都含有一個減法器和一個緊接的絕對值計算器。然后，通過使用分別對緊接的加法器411、412、417、418的第二輸入進行延遲的相應(yīng)2采樣點延遲器(2T)423、424、425、426，或者通過在加法器413、414、415和416中分別對相應(yīng)的兩個電路DA3+DA4、DA5+DA6、DA7+DA8和DA9+DAI的輸出求和、再將相應(yīng)的兩個加法器413+414、415+416的輸出分別饋送到最小值電路421、422的方式形成各個差值和。加法器411和412、最小值電路421和422以及加法器417和418分別輸出和SC、SB、SD、SE、SA′、SA。應(yīng)該注意，在這里每個和中只涉及兩個差值，分別在主要差值的兩側(cè)。對于和SA、SA′、SB、SC來說，這里所示的是在兩采樣點延遲器2T兩端的滾動基上執(zhí)行的。
各基本系數(shù)的計算分別在緊接的比較器431-436內(nèi)以及在系數(shù)計算器430內(nèi)進行。對于每個和來說，比較器將和與四個門限“8”、“16”、“32”和“64”進行比較，得出五個答案中的一個答案，用一個三位的數(shù)表示。因此，這些比較器就效果來說就是一些非線性量化器。系數(shù)計算器430根據(jù)輸入的全部六個經(jīng)量化的值，計算出五個相應(yīng)的系數(shù)VC、VB、VD、VE和VA。起初，系數(shù)計算器430計算出六個一位的值，其中兩個與最小(經(jīng)量化后)輸入值相應(yīng)的為“1”，而其他四個為“0”。然后，取系數(shù)VA為與SA和SA′相應(yīng)的兩個一位的值的和，而其他系數(shù)則直接就是其本身的一位的值。應(yīng)該注意，如果這幾個和中只有一個小于最高門限“64”，則只有一個系數(shù)被設(shè)置為“1”，而如果所有的和都超過“64”，則所有的系數(shù)均被設(shè)置為“0”。
對于每個基本系數(shù)，濾波電路441-445分別根據(jù)前面給出的窗進行五點空間濾波運算。要注意的是，每個濾波器都需要兩個只有一位或兩位的行延遲器。
對于快速運動校正來說，在加法器483中形成的濾波器441-445輸出的經(jīng)濾波的系數(shù)值的和S通過運動系數(shù)值電路487計算出快速運動系數(shù)CF＝max〔1-s，0〕。這個系數(shù)在乘法器482中對從接在平均四個象元值b(1，-1)、b(-1，1)、a(2，1)和a(-2，-1)的組合器481后的一個延遲一行和一個采樣點的延遲器LD+1T輸出的模糊信號F進行作用。這個延遲器是補償理論上在系數(shù)濾波器441-445產(chǎn)生的延遲所必需的。這同樣可以通過從以上提到的那套延遲器中各適當?shù)狞c取出這四個象元值加到組合器481來實現(xiàn)。但是在任何情況下，這個信道的末端都會需要一個附加的行延遲器。
然后在乘法器491-499中濾波器441-445輸出的五個經(jīng)濾波的系數(shù)CC、CB、CD、CE和CA分別與相應(yīng)于采樣A、B、C、D和E的五個象元值b(-1，-1)、b(-3，-1)、a(-2，-2)、a(-2，0)、a(-2，-1)(但延遲了一行和一個象元以補償在系數(shù)濾波器441-445中的理論延遲)相乘。所得到的各部分和在加法器492-498中加在一起，然后再在加法器485中與乘法器482輸出的部分和MC(快速運動校正結(jié)果)相加，形成尚未標準化的內(nèi)插值Ⅳ。最后，該內(nèi)插值在除法器486中被除以由加法器484從加法器483和電路487的輸出所計算得的所有系數(shù)的和CA+CB+CC+CD+CE。這個操作具有與對系數(shù)進行標準化相同的作用。
采用本發(fā)明就能避免諸如重象和“鼠齒”結(jié)構(gòu)的不自然現(xiàn)象。
本發(fā)明可以用于電視接收機或盒式錄象機或其他顯示單元。所給出的算法適用于不同的電視標準或輸入信號特征。此外，如果作相應(yīng)的改動，也能執(zhí)行50赫到75赫的上變換。
權(quán)利要求
1.一種采用自適應(yīng)內(nèi)插的場頻上變換方法，其中一個內(nèi)插場(IP)的每個象元(x)均由一個自適應(yīng)濾波器算出，這個濾波器的輸出是在時空上包圍所要內(nèi)插的那個象元(x)的各原象元的值，所述方法的特征是它包括以下各步處理對于在所述濾波器中所要用到的、與所要內(nèi)插的象元(x)有關(guān)的象元(A、B、C、D、E)計算(32；DA1-DAⅢ、411-418、421-426)一個或四個絕對的象元值的差值和(SA、SA′、SB、SC、SD、SE)；對于每個在所述自適應(yīng)濾波器中的所要用到的象元按照所述差值和計算(33；430-436)相應(yīng)的基本系數(shù)(VA、VB、VC、VD、VE)，所述差值和越小，則相應(yīng)的象元在所述自適應(yīng)濾波器中所起的作用越大；對每個所述基本系數(shù)進行水平-垂直線性濾波(351-356；441-445)，得到經(jīng)濾波器的系數(shù)(CA、CB、CC、CD、CE)；通過將在所述自適應(yīng)濾波器中所要用到的各象元值分別乘以(371-375；491、493、497、499)相應(yīng)的所述經(jīng)濾波的系數(shù)再加以組合(38；492；494、496、498)，計算所要內(nèi)插的象元(x)的值；計算(36；481、482、487、LD+1T)校正值，這些校正值在快速運動的情況下與每個所述經(jīng)濾波的系數(shù)或與所要內(nèi)插的所述象元(x)的值組合(485)；對所要內(nèi)插的所述象元(x)的值或?qū)\動校正系數(shù)的值進行標準化處理(39；483、487、484、486)。
2.按權(quán)利要求1所提出的方法，其特征是所述方法還包括在所述水平-垂直線性濾波前對所述基本系數(shù)(VA、VB、VC、CD、VE)進行水平方向上的中間濾波(341-345)，特別是采用一個五樣點窗“10101”加以處理。
3.按權(quán)利要求1或2所提出的方法，其特征是其中所述自適應(yīng)濾波器只加到一個亮度分量上。
4.按任何以上權(quán)利要求1至3所提出的方法，其特征是其中所述計算差值和的處理包括計算在所述自適應(yīng)濾波器中所要用到的象元的每兩個象元之間的主要差值，其中一個象元為輸入象元，而另一個象元為一個盡量接近以所要內(nèi)插的象元(x)為中心與這個輸入象元相對亦即偏離角最小的象元;對于每個所述主要差值計算與該差值平行的兩個平行差值，對于垂直偏離x的象元(B、C)所述平行差值是在主要差值左側(cè)和右側(cè)的差值，而對于水平偏離x的象元(D、E)所述平行差值是在主要差值上側(cè)和下側(cè)的差值;對于具有兩個主要差值的象元取相應(yīng)的兩個差值和中最小的作為差值和。
5.按任何以上權(quán)利要求1至4所提出的方法，其特征是其中所述計算差值和的處理包括對于在所述自適應(yīng)濾波中所要用到的那些相對所要內(nèi)插的象元(x)時間上相鄰、空間位置相同的象元(A)計算涉及水平和垂直相鄰象元的兩個所述差值和(SA、SA′)，在計算所述基本系數(shù)時或者用這兩個差值和或者用其中最小的那個差值和。
6.按任何以上權(quán)利要求1至5所提出的方法，其特征是其中所述對每個象元計算校正值(MC)的處理(36;481、482、487、LD+1T)包括產(chǎn)生所述經(jīng)濾波的系數(shù)的一個和S以及將該和與一個快速運動指示CF相加(484)，這個快速運動指示可以是CF＝max〔1/2＊Smax-s，0〕，其中Smax為系數(shù)和的一個標稱最大值。
7.按任何以上權(quán)利要求1至5所提出的方法，其特征是其中所述計算校正值(MC)的處理(36;481、482、487、LD+1T)是用一個五象元的十字窗進行處理。
8.與按任何以上權(quán)利要求1至7所提出的一種方法有關(guān)的采用自適應(yīng)內(nèi)插的場頻上變換裝置，其中一個內(nèi)插場(IP)的每個象元(x)均通過對輸入的在時空上包圍所要內(nèi)插的那個象元(x)的各原象元的值進行自適應(yīng)濾波算出，所述裝置的特征是它包括第一計算器(32;DA1-DAⅢ、411-418、421-426)，用來對在所述自適應(yīng)濾波中所要用到的、與所要內(nèi)插的象元(x)有關(guān)的象元(A、B、C、D、E)計算一個或幾個絕對的象元值的差值和(SA、SA′、SB、SC、SD、SE);第二計算器(33;430-436)，用來對每個在所述自適應(yīng)濾波中所要用到的象元根據(jù)所述差值和計算相應(yīng)的基本系數(shù)(VA、VB、VD、VE)，所述差值和越小，則相應(yīng)的象元在所述自適應(yīng)濾波中所起的作用越大;水平-垂直線性濾波器(351-356;441-445)，用來對每個所述基本系數(shù)進行二維濾波，得到經(jīng)濾波的系數(shù)(CA、CB、CC、CD、CE);組合器(38;492、494、496、498)，用來從在乘法器(371-375;491、493、487、499)中已與相應(yīng)的所述經(jīng)濾波的系數(shù)分別相乘后的各個在自適應(yīng)濾波中所要用到的象元值計算出所要內(nèi)插的象元(x)的值;第三計算器(36;481、482、487、LD+1T)，用來計算校正值，這些校正值在快速運動的情況下與每個所述經(jīng)濾波的系數(shù)或與所要內(nèi)插的所述象元(x)的值組合(485);標準化器(39;483、487、484、486)，用來調(diào)整所要內(nèi)插的所述象元(x)的值或運動校正系數(shù)的值。
9.按權(quán)利要求8所提出的裝置，其特征是所述裝置還包括中間濾波器(341-345)，插在所述第二計算器(33;430-436)和所述水平-垂直線性濾波器(351-356;441-445)之間，用來對所述基本系數(shù)(VA、VB、VC、VD、VE)進行水平方向的濾波，特別是用一個五采樣點的窗“10101”進行濾波。
全文摘要
本發(fā)明提供的場頻上變換算法改善了在以前算法中出現(xiàn)的不良運動畫面和討厭的不自然(如重像和“鼠齒”結(jié)構(gòu))現(xiàn)象。本發(fā)明的算法用一個自適應(yīng)線性濾波器從實際場中的鄰近象元來計算內(nèi)插場中的每個象元。該算法包括對于在自適應(yīng)濾波器中所要用到的每個象元計算一個或幾個差值和，從而再計算基本系數(shù)；系數(shù)進行一維中間濾波；對系數(shù)進行二維線性濾波；對系數(shù)進行標準化；計算主內(nèi)插象元的值；以及在快速運動的情況下對內(nèi)插進行校正。
文檔編號H04N5/44GK1092924SQ9311459
公開日1994年9月28日 申請日期1993年11月19日 優(yōu)先權(quán)日1992年11月19日
發(fā)明者米查勒·肯尼, 多米尼契·馬德勒尼 申請人:湯姆森電子消費品公司