專利名稱：存儲(chǔ)裝置和存儲(chǔ)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種存儲(chǔ)裝置和存儲(chǔ)方法，尤其涉及一種適用于例如存儲(chǔ)放大的圖像的存儲(chǔ)裝置和存儲(chǔ)方法。
已知一種編碼方法，其中高清晰度圖像數(shù)據(jù)被設(shè)置作為最底層或第一層圖像數(shù)據(jù)，然后形成較少像素?cái)?shù)的第二層圖像數(shù)據(jù)，接著形成圖像數(shù)更少的第三層圖像數(shù)據(jù)，最后形成最外層即第四層圖像數(shù)據(jù)。這種編碼被稱為分層編碼，在每層中的圖像數(shù)據(jù)在具有和該層相應(yīng)的清晰度(像素?cái)?shù))的監(jiān)視器上顯示。因而，用戶可以選擇和其監(jiān)視器的清晰度相應(yīng)的分層編碼圖像數(shù)據(jù)中的圖像數(shù)據(jù)，以便觀看相應(yīng)的圖像。
然而，在常規(guī)的分層編碼中，原始的圖像數(shù)據(jù)被設(shè)置作為第一層圖像數(shù)據(jù)，并且只形成關(guān)于較少的像素?cái)?shù)的高層中的圖像數(shù)據(jù)。即，利用常規(guī)的分層編碼，不能形成像素?cái)?shù)大于原始圖像數(shù)據(jù)的像素?cái)?shù)的圖像。
在分層編碼中，例如當(dāng)進(jìn)行電子放大時(shí)，使用形成像素?cái)?shù)大于原始圖像數(shù)據(jù)的像素?cái)?shù)的圖像(下面按照慣例稱為像素倍增圖像)的方法是方便的。
即，如果制備像素?cái)?shù)小于原始圖像數(shù)據(jù)的像素?cái)?shù)，則圖像的尺寸可以立即縮小，并且，如果制備像素倍增圖像，則圖像尺寸可以立即增加。
一般地說，在電子放大中，和圖像縮小功能相比，更通常使用圖像放大功能。即，例如在用戶正在觀看被發(fā)送的或從記錄介質(zhì)重放的圖像的情況下，很可能想要放大觀看的圖像的一部分或者全部。
從這些情況看來，本發(fā)明的目的在于，例如，提供一種存儲(chǔ)裝置和存儲(chǔ)方法，用于存儲(chǔ)圖像的數(shù)據(jù)，使得圖像可以直接地被放大。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于存儲(chǔ)圖像的存儲(chǔ)裝置，包括第一存儲(chǔ)部分，其具有由至少第一和第二地址信號(hào)在其中指定的地址，用于存儲(chǔ)輸入的圖像；形成部分，用于由輸入的圖像形成像素倍增圖像，該圖像是由大于形成輸入圖像的像素?cái)?shù)的像素?cái)?shù)形成的圖像；以及第二存儲(chǔ)部分，其具有由至少第一和第二地址信號(hào)指定的地址，用于存儲(chǔ)像素倍增圖像。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種存儲(chǔ)方法，包括以下步驟利用第一存儲(chǔ)部分存儲(chǔ)輸入圖像，所述第一存儲(chǔ)部分具有由至少第一和第二地址信號(hào)在其中指定的地址，由輸入圖像形成像素倍增圖像，該圖像是由大于形成輸入圖像的像素?cái)?shù)的像素?cái)?shù)形成的圖像，利用第二存儲(chǔ)部分存儲(chǔ)像素倍增圖像，所述第二存儲(chǔ)部分具有由至少第一和第二地址信號(hào)在其中指定的地址。


圖1是應(yīng)用本發(fā)明的存儲(chǔ)裝置的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)方塊圖；圖2表示輸入給圖1所示的存儲(chǔ)裝置的輸入圖像；圖3說明在圖1所示的像素倍增圖像形成電路中進(jìn)行的處理；圖4表示像素倍增圖像；圖5是圖1所示的存儲(chǔ)裝置第一種詳細(xì)結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖6是圖1所示的存儲(chǔ)裝置第二種詳細(xì)結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖7是圖1所示的像素倍增圖像形成電路3的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖8用于說明在圖7所示的分級(jí)塊形成電路41和預(yù)測(cè)值計(jì)算塊形成電路42中進(jìn)行的處理；圖9A和9B說明分級(jí)處理；圖10A和10B說明ADRC處理；以及圖11是進(jìn)行學(xué)習(xí)以便獲得預(yù)測(cè)系數(shù)的圖像處理器的結(jié)構(gòu)方塊圖。
圖1表示應(yīng)用本發(fā)明而得到的存儲(chǔ)裝置的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。
該存儲(chǔ)裝置例如由呈一個(gè)芯片或其類似物的形式的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)構(gòu)成，其被設(shè)置用于存儲(chǔ)對(duì)其輸入的圖像，并進(jìn)行分層編碼，以便形成并存儲(chǔ)像素倍增圖像，即其像素?cái)?shù)大于輸入圖像的像素?cái)?shù)的圖像。
地址提供電路1被供給水平地址和垂直地址，這些地址是相應(yīng)于構(gòu)成輸入給存儲(chǔ)裝置的圖像(輸入圖像)的像素的水平方向或垂直方向的位置的地址。
本實(shí)施例將針對(duì)這樣的情況進(jìn)行說明，其中圖像的一幀由水平方向的512個(gè)像素和垂直方向512線構(gòu)成。因而每組水平地址和每組垂直地址由9位(log2512)表示。
設(shè)置地址提供電路1用于根據(jù)需要處理對(duì)其提供的水平和垂直地址，并向輸入圖像存儲(chǔ)器2和像素倍增圖像存儲(chǔ)器4提供地址。地址提供電路1除去水平和垂直地址之外，還具有時(shí)鐘(在圖5一圖7中未示出)，讀寫(R/W)信號(hào)和選擇標(biāo)記。地址提供電路1被設(shè)置用于利用時(shí)鐘同步向輸入圖像存儲(chǔ)器2和像素倍增圖像存儲(chǔ)器4提供地址。地址提供電路1還用于按照讀寫信號(hào)和選擇標(biāo)記處理對(duì)其提供的水平和垂直地址。
讀寫信號(hào)是用于指定從存儲(chǔ)裝置讀取圖像數(shù)據(jù)或向存儲(chǔ)裝置寫入圖像數(shù)據(jù)的信號(hào)，選擇標(biāo)記是例如一位的標(biāo)記，用于指定讀取輸入圖像存儲(chǔ)器2中存儲(chǔ)的圖像或讀取像素倍增圖像存儲(chǔ)器4中存儲(chǔ)的圖像。只有在讀寫信號(hào)指定讀取圖像數(shù)據(jù)時(shí)，選擇標(biāo)記才是有效的(有效)。即如下所述，因?yàn)橄蜉斎雸D像存儲(chǔ)器2寫入圖像數(shù)據(jù)和向像素倍增圖像存儲(chǔ)器4寫入圖像數(shù)據(jù)是相互并行地(基本上彼此同時(shí)地)進(jìn)行的，所以在寫時(shí)選擇標(biāo)記被忽略。
輸入圖像存儲(chǔ)器2(第一存儲(chǔ)裝置)被設(shè)置用于利用來自地址提供電路1的地址存儲(chǔ)來自讀改寫(RMW)電路5的圖像數(shù)據(jù)，并向RMW電路5讀出并輸出在所述地址中存儲(chǔ)的圖像數(shù)據(jù)。輸入圖像存儲(chǔ)器2存儲(chǔ)輸入給存儲(chǔ)裝置的圖像(按照慣例稱為原始圖像)而不改變?cè)搱D像。此外，輸入圖像存儲(chǔ)器2可以存儲(chǔ)至少一幀原始圖像，即512×512個(gè)像素的圖像數(shù)據(jù)，如圖2所示。此外，構(gòu)成輸入圖像存儲(chǔ)器2的存儲(chǔ)單元至少具有相應(yīng)于例如對(duì)形成原始圖像的每個(gè)像素規(guī)定的位數(shù)的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。即，如果構(gòu)成原始圖像的一個(gè)像素例如由8位表示，則構(gòu)成輸入圖像存儲(chǔ)器2的存儲(chǔ)單元至少具有8位的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。
像素倍增圖像形成電路3(形成裝置)被設(shè)置用于由存儲(chǔ)在輸入圖像存儲(chǔ)器2中的原始圖像形成像素倍增圖像，并把像素倍增圖像提供給像素倍增圖像存儲(chǔ)器4。即，對(duì)于構(gòu)成原始圖像的一個(gè)觀測(cè)像素，例如圖3所示的像素A1，像素倍增圖像形成電路3在觀測(cè)像素A1和位于觀測(cè)像素A1的右側(cè)附近的像素A2之間新形成像素a12，在觀測(cè)像素A1和位于其下方附近的像素A3之間形成像素a13，并在觀測(cè)像素A1和位于觀測(cè)像素A1的右下方附近的像素A4之間(像素A2和A3之間)形成像素a1234。像素倍增圖像形成電路3對(duì)每個(gè)從所有形成原始圖像的像素中連續(xù)地選擇的觀測(cè)像素進(jìn)行這種處理，借以形成在水平方向和垂直方向的像素?cái)?shù)為原始圖像的兩倍的圖像，即形成具有1024×1024個(gè)像素的圖像(列數(shù)×行數(shù))，如圖4所示。
關(guān)于在像素倍增圖像形成電路3中形成像素倍增圖像的方法，有一種方法可以使用，其中通過使用構(gòu)成原始圖像的多個(gè)像素進(jìn)行加權(quán)附加并和一個(gè)像素相關(guān)而形成構(gòu)成像素倍增圖像的一個(gè)像素。即，在這種情況下，參看圖3，像素倍增圖像的像素a12例如可以是在水平方向和a12相鄰的原始圖像的一對(duì)像素A1和A2的平均(將A1和A2的加權(quán)設(shè)為1，通過A1和A2的加權(quán)附加獲得)。此外，像素倍增圖像的像素a13例如可以是在垂直方向和a13相鄰的原始圖像的一對(duì)像素A1和A3的平均。此外，像素倍增圖像的像素a1234例如可以是在對(duì)角線方向和a1234相鄰的原始圖像的像素對(duì)A1,A2,A3,A4的平均。此外，在這種情況下，原始圖像的像素A1例如可以不加改變地用作像素倍增圖像的相應(yīng)位置的像素。
像素倍增圖像存儲(chǔ)器4(第二存儲(chǔ)裝置)被設(shè)置用于利用來自地址提供電路1的地址存儲(chǔ)來自像素倍增圖像形成電路3的圖像數(shù)據(jù)，即在本實(shí)施例中的像素倍增圖像，并讀出并向RMW電路5輸出利用這些地址存儲(chǔ)的圖像數(shù)據(jù)。像素倍增圖像存儲(chǔ)器4具有用于存儲(chǔ)至少一幀的像素倍增圖像的存儲(chǔ)容量，即由1024×1024個(gè)像素形成的圖像，在本例中如圖4所示。構(gòu)成像素倍增圖像存儲(chǔ)器4的存儲(chǔ)單元具有至少為例如能夠存儲(chǔ)由像素倍增圖像形成電路3提供的構(gòu)成像素倍增圖像的像素的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，而不會(huì)丟失任何數(shù)據(jù)。此外，構(gòu)成像素倍增圖像存儲(chǔ)器4的存儲(chǔ)單元可以被設(shè)置為例如8位，即和輸入圖像存儲(chǔ)器2的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度相同。
時(shí)鐘被供給輸入圖像存儲(chǔ)器2，像素倍增圖像形成電路3和像素倍增圖像存儲(chǔ)器4。和該時(shí)鐘同步，進(jìn)行在輸入圖像存儲(chǔ)器2和像素倍增圖像存儲(chǔ)器4中的數(shù)據(jù)的讀寫操作，并在像素倍增圖像形成電路3中形成像素倍增圖像。
RMW電路5被設(shè)置用于向輸入圖像存儲(chǔ)器2寫入作為原始數(shù)據(jù)向存儲(chǔ)裝置提供的圖像數(shù)據(jù)，還用于讀出并輸出在輸入圖像存儲(chǔ)器2中存儲(chǔ)的圖像數(shù)據(jù)或在像素倍增圖像存儲(chǔ)器4中存儲(chǔ)的圖像數(shù)據(jù)。時(shí)鐘，讀寫信號(hào)和選擇標(biāo)記被提供給RMW電路5。RMW電路5被設(shè)置用于和時(shí)鐘同步地并根據(jù)讀寫信號(hào)和選擇標(biāo)記進(jìn)行各種處理。
圖5是圖1所示的存儲(chǔ)裝置的第一種詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
下面針對(duì)這種情況對(duì)存儲(chǔ)裝置進(jìn)行說明，即圖像數(shù)據(jù)作為原始圖像被提供給圖2所示的存儲(chǔ)裝置，其中512×512個(gè)像素的每一個(gè)由8位表示，并且其中以逐行掃描的方式通過掃描提供圖像數(shù)據(jù)。
此外，為了說明方便，構(gòu)成原始圖像的像素將以這種方式表示，使得最左和最上的像素是p(0,0)，并且在離開最左位置第(x+1)個(gè)位置離開最上位置第(y+1)個(gè)位置的像素是p(x,y)，用于表示其它像素。因?yàn)樵紙D像如上所述由512×512個(gè)像素構(gòu)成，所以x和y具有范圍為0-511(=29-1)的整數(shù)值。
在本例中，如圖4所示的由1024×1024個(gè)像素構(gòu)成的像素倍增圖像在像素倍增圖像形成電路3中由原始圖像形成。為了說明方便，形成這種像素倍增圖像的像素將用這種方式表示，使得最左和最上的像素是q(0,0)，并且在離開最左位置第(m+1)個(gè)位置離開最上位置第(n+1)個(gè)位置的像素是q(m,n)，用于表示其它像素。因?yàn)橄袼乇对鰣D像由1024×1024個(gè)像素構(gòu)成，所以m和n具有范圍為0-1023(=210-1)的整數(shù)值。
此外，假定在每個(gè)數(shù)據(jù)寫和數(shù)據(jù)讀周期中，水平地址HA和垂直地址VA的組合(HA,VA)按以下順序和時(shí)鐘同步地提供(0,0),(1,0),…,(511,0)(0,1),(1,1),…,(511,1),(511,0),(511,1),…,(511,511 )，即相應(yīng)于逐行掃描的順序。
當(dāng)圖像數(shù)據(jù)被寫入存儲(chǔ)裝置中時(shí)，通過和時(shí)鐘同步進(jìn)行逐行掃描向RMW電路5提供原始圖像。與此同時(shí)，水平地址HA和垂直地址VA被提供給地址提供電路1，如上所述。
在圖5所示的實(shí)施例中，地址電路1由包括在其中的延遲電路11a,11b,11c，和11d構(gòu)成。延遲電路11a,11b,11c，和11d被設(shè)置用于根據(jù)所需的時(shí)間間隔延遲提供給地址提供電路1的水平地址HA和垂直地址VA，并把延遲的地址提供給構(gòu)成像素倍增圖像存儲(chǔ)器4的存儲(chǔ)器13a,13b,13c，和13d的地址端(AD)。地址提供電路1還用于向輸入圖像存儲(chǔ)器2的地址端直接地提供提供給地址提供電路1的水平地址HA和垂直地址VA。
像素倍增圖像形成電路3由圖像形成電路12a,12b,12c，和12d構(gòu)成。這些電路中的每一個(gè)表示設(shè)置用于讀出存儲(chǔ)在輸入圖像存儲(chǔ)器2中的構(gòu)成原始圖像的一個(gè)或幾個(gè)像素，從而由讀出的這些像素連續(xù)地形成構(gòu)成像素倍增圖像的一個(gè)或幾個(gè)像素，并分別把形成的像素提供給構(gòu)成像素倍增圖像存儲(chǔ)器4的存儲(chǔ)器13a,13b,13c，和13d。
像素倍增圖像形成電路3由4個(gè)像素形成電路12a-12d構(gòu)成的原因如下。即，雖然一幀原始圖像由512×512個(gè)像素構(gòu)成，但一幀像素倍增圖像由1024×1024個(gè)像素構(gòu)成。因而，只要簡(jiǎn)單地考慮這種關(guān)系，一個(gè)原始圖像的像素對(duì)應(yīng)于4個(gè)像素倍增圖像的像素。那么，為了形成關(guān)于原始圖像的一個(gè)像素的像素倍增圖像的4個(gè)像素，像素倍增圖像形成電路3就要由4個(gè)像素形成電路12a-12d構(gòu)成，分別用于形成4個(gè)像素。
此處假定像素倍增圖像得到4個(gè)像素q(2x,2y),q(2x+1,2y),q(2x,2y+1)，和q(2x+1,2y+1)與原始圖像的一個(gè)像素p(x,y)相關(guān)(例如，在圖3的情況下，原始圖像的像素A1是一個(gè)觀測(cè)像素，在附近形成有像素倍增圖像的像素a12,a13,和a1234)，并假定像素倍增圖像的像素q(2x,2y),q(2x+1,2y),q(2x,2y+1)，和q(2x+1,2y+1)是分別在像素形成電路12a-12d中產(chǎn)生的。
像素倍增圖像存儲(chǔ)器4由4個(gè)存儲(chǔ)器13a-13d構(gòu)成，如上所述。存儲(chǔ)器13a-13d被設(shè)置用于利用由延遲電路11a-11d提供的地址分別存儲(chǔ)由像素形成電路12a-12d提供的像素倍增圖像的像素q(2x,2y),q(2x+1,2y),q(2x,2y+1)，和q(2x+1,2y+1)。因而每個(gè)存儲(chǔ)器13a-13d具有能夠存儲(chǔ)512×512個(gè)像素的容量。
存儲(chǔ)器13a-13d還被設(shè)置用于利用由延遲電路11a-11d提供的地址讀出其中存儲(chǔ)的像素倍增圖像的像素q(2x,2y),q(2x+1,2y),q(2x,2y+1)，和q(2x+1,2y+1)，并把像素輸出到RMW電路5。
下面說明這種存儲(chǔ)裝置的操作。
首先，當(dāng)圖像數(shù)據(jù)被寫入時(shí)，即當(dāng)讀寫信號(hào)指定寫時(shí)，地址提供電路1直接對(duì)輸入圖像存儲(chǔ)器2提供被輸入給地址提供電路1的水平地址HA和垂直地址VA。在另一方面，RMW電路5寫入對(duì)其提供的原始圖像數(shù)據(jù)。RMW電路5在由水平地址HA和垂直地址VA指定的輸入圖像存儲(chǔ)器2的存儲(chǔ)單元(未示出)中寫入原始圖像數(shù)據(jù)。重復(fù)同樣的處理，以便在輸入存儲(chǔ)器2中存儲(chǔ)由512×512個(gè)像素構(gòu)成的一幀原始圖像。即，用這種方式，第一層像素(像素值)p(0,0),p(1,0),…,p(511,0),p(0,1),p(1,1),…,p(511,1),p(511,0),p(511,1),…,p(511,511)被分別存儲(chǔ)在輸入圖像存儲(chǔ)器2中，其地址是(0,0),(1,0),…,(511,0),(0,1),(1,1),…,(511,1),
(511,0),(511,1),…,(511,511)。
當(dāng)用于產(chǎn)生形成像素倍增圖像的像素q(2x,2y),q(2x+1,2y),q(2x,2y+1)，和q(2x+1,2y+1)所需的原始圖像的像素被存儲(chǔ)在輸入圖像存儲(chǔ)器2中時(shí)，原始圖像的像素(像素值)被讀出到像素倍增圖像形成電路3的圖像形成電路12a-12d，像素形成電路12a-12d分別產(chǎn)生像素倍增圖像的像素q(2x,2y),q(2x+1,2y),q(2x,2y+1)，和q(2x+1,2y+1)，并把這些像素分別提供給存儲(chǔ)器13a-13d。
即，在原始圖像的像素A1的位置像素倍增圖像的像素例如是A1，如上面參看3所述。因而，當(dāng)像素A1被存儲(chǔ)在輸入圖像存儲(chǔ)器2中時(shí)，像素形成電路12a直接讀出像素A1，并將其提供給存儲(chǔ)器13a作為像素倍增圖像的像素q(2x,2y)。
再參看圖3，像素倍增圖像的像素a12是原始圖像的像素A1和A2的平均。因而，在存儲(chǔ)完像素A1又在輸入圖像存儲(chǔ)器2中存儲(chǔ)像素A2之后，像素形成電路12b讀出像素A1和A2。然后，像素形成電路12b計(jì)算像素A1和A2的平均，并輸出計(jì)算結(jié)果到存儲(chǔ)器13b作為像素倍增圖像的像素q(2x+1,2y)。
再參看圖3，像素倍增圖像的像素a13是原始圖像的像素A1和A3的平均。因而，在輸入圖像存儲(chǔ)器2中在存儲(chǔ)完像素A1接著存儲(chǔ)相應(yīng)于一行的像素(相應(yīng)于一行的原始圖像的像素)又存儲(chǔ)完像素A3之后，像素形成電路12c讀出像素A1和A3。然后，像素形成電路12c計(jì)算像素A1和A3的平均，并輸出計(jì)算結(jié)果到存儲(chǔ)器13c作為像素倍增圖像的像素q(2x,2y+1)。
再參看圖3，像素倍增圖像的像素a1234是原始圖像的像素A1到A4的平均。因而，在存儲(chǔ)完這些像素之后，像素形成電路12d讀出像素A1到A4。然后，像素形成電路12d計(jì)算像素A1到A4的平均，并輸出計(jì)算結(jié)果到存儲(chǔ)器13d作為像素倍增圖像的像素q(2x+1,2y+1)。
在另一方面，在地址提供電路1的延遲電路11a-11d中，水平地址HA和垂直地址VA分別被延遲由像素形成電路12a-12d所需的時(shí)間間隔，以便產(chǎn)生像素倍增圖像的像素q(2x,2y),q(2x+1,2y),q(2x,2y+1)，和q(2x+1,2y+1)并然后被分別提供給存儲(chǔ)器13a-13d。
結(jié)果，在存儲(chǔ)器13a-13d中，由像素形成電路12a-12d提供的像素q(2x,2y),q(2x+1,2y),q(2x,2y+1)，和q(2x+1,2y+1)被分別利用同一個(gè)地址(x,y)存儲(chǔ)。
接著，在讀出時(shí)，即，當(dāng)讀寫信號(hào)指定讀出時(shí)，并且當(dāng)選擇標(biāo)記指定原始圖像時(shí)，地址提供電路1直接向輸入圖像存儲(chǔ)器2的地址端提供被提供給地址提供電路1的水平地址HA和垂直地址VA。然后，RMW電路5按順序讀出在由水平地址HA和垂直地址VA指定的輸入圖像存儲(chǔ)器2的存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的原始圖像的像素。
由512×512個(gè)像素構(gòu)成的一幀原始圖像按上述方式從輸入圖像存儲(chǔ)器2中讀出，這樣便輸出逐行掃描的原始圖像。
在另一方面，當(dāng)選擇標(biāo)記指定像素倍增圖像同時(shí)讀寫信號(hào)指定讀出時(shí)，地址提供電路1在延遲電路11a-11d中延遲對(duì)其提供的水平地址HA和垂直地址VA，延遲的數(shù)量使得像素倍增圖像可以按照逐行掃描的順序被輸出，并把延遲的地址輸出到存儲(chǔ)器13a-13d的地址端。
即，存儲(chǔ)器13a-13d具有用同一個(gè)地址(x,y)在其中存儲(chǔ)的像素q(2x,2y),q(2x+1,2y),q(2x,2y+1),和q(2x+1,2y+1)。因此，為了從存儲(chǔ)器13a-13d中按照逐行掃描的順序讀出像素q(2x,2y),q(2x+1,2y),q(2x,2y+1),和q(2x+1,2y+1),對(duì)于像素q(2x,2y)，需要對(duì)存儲(chǔ)器13b的地址(x,y)提供一個(gè)從該地址(x,y)被提供給存儲(chǔ)器13a的時(shí)刻起相應(yīng)于一個(gè)像素(像素倍增圖像的一個(gè)像素)的延遲。還需要對(duì)存儲(chǔ)器13c的地址(x,y)提供一個(gè)從地址(x,y)被提供給存儲(chǔ)器13a的時(shí)刻起相應(yīng)于一行的(在本例中像素倍增圖像的1024個(gè)像素)的延遲。此外，需要對(duì)存儲(chǔ)器13d的地址(x,y)提供一個(gè)從地址(x,y)被提供給存儲(chǔ)器13a的時(shí)刻起相應(yīng)于一行和一個(gè)像素的延遲(在本例中為1025個(gè)像素)。
因此，在延遲電路11a-11d中，水平地址HA和垂直地址VA的每一個(gè)組合(HA,VA)在被提供給存儲(chǔ)器13a-13d的地址端之前被延遲上述的時(shí)間間隔。
此后，RMW電路5按順序讀出由來自延遲電路11a-11d的地址指定的存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器13a-13d的存儲(chǔ)單元中的像素倍增圖像的像素。
因而，由1024×1024個(gè)像素構(gòu)成的一幀像素倍增圖像被從像素倍增圖像存儲(chǔ)器4(存儲(chǔ)器13a-13d)中讀出，借以輸出逐行掃描的像素倍增圖像。
如果原始圖像和像素倍增圖像具有相同的一幀間隔，則形成像素倍增圖像的一幀的像素?cái)?shù)是形成原始圖像的一幀的像素?cái)?shù)的4倍。因此，在讀像素倍增圖像時(shí)，需要使延遲電路11a-11d和RMW電路5利用一個(gè)時(shí)鐘同步操作，所述時(shí)鐘的頻率為正常時(shí)鐘頻率的4倍(以后按照慣例稱為“4倍時(shí)鐘”)。例如，4倍時(shí)鐘可以根據(jù)正常時(shí)鐘由包括在地址提供電路1或RMW電路5中的PLL(鎖相環(huán))電路產(chǎn)生。
如上所述，在通過增加原始圖像的像素?cái)?shù)而形成像素倍增圖像時(shí)，像素倍增圖像被形成并和原始圖像并行地被存儲(chǔ)。因此，在需要放大原始圖像的情況下，例如在電子放大等過程中，作為由放大原始圖像形成圖像而獲得的像素倍增圖像可以借助于從像素倍增圖像存儲(chǔ)器4中讀出而立即得到。
圖6表示圖1所示的存儲(chǔ)裝置的第二種詳細(xì)結(jié)構(gòu)。在圖6中，相應(yīng)于圖5所示的部分用相同的標(biāo)號(hào)表示。
在本例中，地址提供電路1由延遲電路11和包括在其中的計(jì)數(shù)器21構(gòu)成。延遲電路11被設(shè)置用于延遲對(duì)其提供的地址一個(gè)所需時(shí)間間隔，并在此之后，把延遲的地址提供給構(gòu)成像素倍增圖像存儲(chǔ)器4的存儲(chǔ)器22的地址端(AD)。計(jì)數(shù)器21例如是2位的計(jì)數(shù)器，被設(shè)置用于例如計(jì)數(shù)4倍時(shí)鐘，并輸出2位的計(jì)數(shù)值。
此外，地址提供電路1被設(shè)置用于通過把從計(jì)數(shù)器21輸出的2位計(jì)數(shù)值中的最低有效位(附加的地址信號(hào))加到被提供給地址提供電路1的9位水平地址HA中而形成10位水平地址HA′，該附加的位被設(shè)置為水平地址的最低有效位，并通過延遲電路11把水平地址HA′提供給存儲(chǔ)器22的地址端(AD)。此外，地址提供電路1被設(shè)置用于通過把從計(jì)數(shù)器21輸出的2位計(jì)數(shù)值中的最高有效位(附加的地址信號(hào))加到被提供給地址提供電路1的9位垂直地址VA中而形成10位垂直地址VA′，該附加的位被設(shè)置為垂直地址的最低有效位，并通過延遲電路11把垂直地址VA′提供給存儲(chǔ)器22的地址端(AD)。
因此，在圖6所示的實(shí)施例中，當(dāng)?shù)刂?x,y)被提供給輸入圖像存儲(chǔ)器2時(shí)，地址提供電路1通過延遲電路11把地址(2x,2y),(2x+1,2y),(2x,2y+1)，和(2x+1,2y+1)提供給存儲(chǔ)器22。
如上所述，像素倍增圖像存儲(chǔ)器4由存儲(chǔ)器22構(gòu)成，并且存儲(chǔ)器22被設(shè)置用于利用由延遲電路11提供的地址(2x,2y),(2x+1,2y),(2x,2y+1),和(2x+1,2y+1)存儲(chǔ)由像素形成電路12a-12d提供的像素倍增圖像的像素q(2x,2y),q(2x+1,2y),q(2x,2y+1),和q(2x+1,2y+1)。因而，存儲(chǔ)器22具有用于存儲(chǔ)形成一幀像素倍增圖像的1024×1024個(gè)像素的容量。
存儲(chǔ)器22還被設(shè)置用于從由延遲電路11提供的地址(2x,2y),(2x+1,2y),(2x,2y+1),和(2x+1,2y+1)中讀出利用這些地址存儲(chǔ)的像素倍增圖像的像素q(2x,2y),q(2x+1,2y),q(2x,2y+1),和q(2x+1,2y+1),并把這些像素提供給RMW電路5。
下面說明本實(shí)施例的操作。
首先，當(dāng)圖像數(shù)據(jù)被寫入時(shí)，即當(dāng)讀寫信號(hào)指示寫時(shí)，以和圖5所示的實(shí)施例相同的方式把原始圖像寫入輸入圖像存儲(chǔ)器2中。
當(dāng)為產(chǎn)生形成像素倍增圖像的像素q(2x,2y),q(2x+1,2y),q(2x,2y+1),和q(2x+1,2y+1)所需的原始圖像的像素被存儲(chǔ)在輸入圖像存儲(chǔ)器2中時(shí)，像素倍增圖像形成電路3的像素形成電路12a-12d便以和圖5所示的結(jié)構(gòu)相同的方式分別產(chǎn)生像素倍增圖像的像素q(2x,2y),q(2x+1,2y),q(2x,2y+1)，和q(2x+1,2y+1)，并然后把這些像素提供給存儲(chǔ)器22。
在另一方面，在地址提供電路1中，在由計(jì)數(shù)器21輸出的2位計(jì)數(shù)值中的最低有效位或最高有效位被加到提供給地址提供電路1的9為的水平地址HA或垂直地址VA，附加的位被設(shè)置為水平地址或垂直地址的最低有效位。借以形成10位的水平地址HA′和10位的垂直地址VA′。即，當(dāng)(x,y)作為水平地址HA和垂直地址VA的組合(HA,VA)被提供給地址提供電路1時(shí)，便產(chǎn)生4個(gè)地址(2x,2y),(2x+1,2y),(2x,2y+1),和(2x+1,2y+1)。這些地址(2x,2y),(2x+1,2y),(2x,2y+1),和(2x+1,2y+1)在延遲電路11中被分別延遲一個(gè)時(shí)間間隔，所述時(shí)間間隔是在原始圖像的像素p(x,y)被存儲(chǔ)在輸入圖像存儲(chǔ)器2中之后，像素形成電路12a-12d為產(chǎn)生像素倍增圖像的像素q(2x,2y),q(2x+1,2y),q(2x,2y+1),和q(2x+1,2y+1)所需的。延遲的地址被提供給存儲(chǔ)器22。
因而，在存儲(chǔ)器2中，由像素形成電路12a-12d提供的像素q(2x,2y),q(2x+1,2y),q(2x,2y+1),和q(2x+1,2y+1)被分別利用地址(2x,2y),(2x+1,2y),(2x,2y+1),和(2x+1,2y+1)進(jìn)行存儲(chǔ)。
接著，在讀出時(shí)，即當(dāng)讀寫信號(hào)指定讀時(shí)，并當(dāng)選擇標(biāo)記指定原始圖像時(shí)，原始圖像以和圖5所示的結(jié)構(gòu)相同的方式從輸入圖像存儲(chǔ)器2中讀出，并且把逐行掃描的原始圖像從RMW電路5中輸出。
當(dāng)選擇標(biāo)記指定像素倍增圖像同時(shí)讀寫信號(hào)指示讀時(shí)，地址提供電路1以上述方式形成10位水平地址HA′和10位垂直地址VA′，即地址(2x,2y),(2x+1,2y),(2x,2y+1),和(2x+1,2y+1)，并把這些地址輸出到延遲電路11。在延遲電路11中，地址(2x,2y),(2x+1,2y),(2x,2y+1),和(2x+1,2y+1)被延遲，使得像素倍增圖像可以按照逐行掃描的順序被輸出，并且然后被提供給存儲(chǔ)器22的地址端。
即，當(dāng)?shù)刂?2x,2y),(2x+1,2y),(2x,2y+1),和(2x+1,2y+1)被提供給存儲(chǔ)器22時(shí)，像素q(2x,2y),q(2x+1,2y),q(2x,2y+1),和q(2x+1,2y+1)被讀出。為了按照逐行掃描的方式讀出這些像素q(2x,2y),q(2x+1,2y),q(2x,2y+1),和q(2x+1,2y+1)，對(duì)于用地址(2x,2y)存儲(chǔ)的像素q(2x,2y)，需要對(duì)地址(2x+1,2y)提供一個(gè)從該地址(2x,2y)被提供的時(shí)刻起相應(yīng)于一個(gè)像素(像素倍增圖像的一個(gè)像素)的延遲。還需要對(duì)地址(2x,2y)提供一個(gè)從地址(2x,2y)被提供的時(shí)刻起相應(yīng)于一行的(在本例中像素倍增圖像的1024個(gè)像素)的延遲。此外，需要對(duì)地址(2x+1,2y+1)提供一個(gè)從地址(2x,2y)被提供的時(shí)刻起相應(yīng)于一行和一個(gè)像素的延遲(在本例中為1025個(gè)像素)。
因此，在延遲電路11中，每個(gè)地址(2x,2y),(2x+1,2y),(2x,2y+1),和(2x+1,2y+1)目對(duì)于地址(2x,2y)被輸出的時(shí)刻被延遲上述的時(shí)間間隔之后，被提供給存儲(chǔ)器22的地址端。
RMW電路5讀出存儲(chǔ)在由來自延遲電路11的地址指定的存儲(chǔ)器22的存儲(chǔ)單元中的像素倍增圖像的像素。
即，由1024×1024個(gè)像素形成的一幀像素倍增圖像被從像素倍增圖像存儲(chǔ)器4(存儲(chǔ)器22)中讀出，借以輸出逐行掃描的像素倍增圖像。
在圖6所示的實(shí)施例中，如果原始圖像和像素倍增圖像具有相同的一幀時(shí)間間隔，則需要在讀出像素倍增圖像時(shí)，使延遲電路11和RMW電路5在4倍時(shí)鐘的同步下操作。
如上所述，在圖6所示的實(shí)施例中，也形成像素倍增圖像并和原始圖像并行地存儲(chǔ)，其中像素倍增圖像是通過增加原始圖像的像素?cái)?shù)而形成的。因此，在需要放大原始圖像的情況下，例如在電子放大等過程中，作為由放大原始圖像形成圖像而獲得的像素倍增圖像可以借助于從像素倍增圖像存儲(chǔ)器4中讀出而立即得到。
在像素倍增圖像形成電路3中，在上述的情況下，像素倍增圖像通過使用原始圖像進(jìn)行加權(quán)相加而形成。不過，像素倍增圖像也可以使用其它方法形成。例如，可以通過分類和適應(yīng)處理等而形成。
圖7表示在一種情況下像素倍增圖像形成電路3(每個(gè)像素形成電路12a-12d)的結(jié)構(gòu)的例子，其中像素倍增圖像借助于分類和適應(yīng)處理而形成。
每個(gè)分類塊形成電路41和預(yù)測(cè)值計(jì)算塊形成電路42接收存儲(chǔ)在輸入圖像存儲(chǔ)器2中的原始圖像的圖像數(shù)據(jù)(原始圖像數(shù)據(jù))。分類塊形成電路41被設(shè)置用于由原始圖像數(shù)據(jù)形成關(guān)于一個(gè)觀測(cè)的原始圖像數(shù)據(jù)項(xiàng)(觀測(cè)的原始圖像數(shù)據(jù)項(xiàng))的分類塊，這是用于按照原始圖像數(shù)據(jù)的特征對(duì)原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分類使之成為預(yù)定的類的單位。
即，參見圖8，在從最上位置起第i個(gè)位置并且從最左位置起第j個(gè)位置的原始圖像數(shù)據(jù)(構(gòu)成原始圖像的像素(像素值))(在圖中由符號(hào)○表示的位置)是Xij，分類塊形成電路41例如形成觀測(cè)的原始圖像數(shù)據(jù)Xij和8個(gè)像素X(i-1),(i-1),X(i-1),j,X(i-1),(j+1),Xi,(j-1),Xi,(j+1),X(i-1),(j-1),X(i-1),j和X(i+1),(j+1)的分類塊，其中的每一個(gè)位于觀測(cè)的像素的左上方，正上方，右上方，左側(cè)，右側(cè)，左下方，正下方，右下方，共9個(gè)像素。這個(gè)分類塊被提供給分類和適應(yīng)處理電路43。
在這種情況下，分類塊構(gòu)成一個(gè)3×3(列數(shù)×行數(shù))個(gè)像素的方塊。不過，不一定把分類塊限制為正方形。也可以呈其它的形狀，例如矩形或十字形。此外，構(gòu)成分類塊的像素的數(shù)量也不限于3×3陣列的9個(gè)像素。
觀測(cè)值計(jì)算塊形成電路42被設(shè)置用于根據(jù)原始圖像數(shù)據(jù)形成預(yù)測(cè)值計(jì)算塊，每個(gè)預(yù)測(cè)值計(jì)算塊圍繞原始圖像數(shù)據(jù)項(xiàng)被確定，作為計(jì)算構(gòu)成像素倍增圖像像素(像素值)的單元。即，參見圖8，在3×3陣列中圍繞原始圖像數(shù)據(jù)項(xiàng)Xij(圖中用○表示)的9個(gè)像素(圖中用×表示)自左至右自上而下用Yij(1),Yij(2),Yij(3),Yij(4),Yij(5),Yij(6),Yij(7),Yij(8),Yij(9)表示，然后，預(yù)測(cè)值計(jì)算塊形成電路42例如形成圍繞觀測(cè)原始圖像數(shù)據(jù)項(xiàng)Xij的5×5正方形的預(yù)測(cè)值計(jì)算塊，用于計(jì)算像素Yij(1)到Y(jié)ij(9)的預(yù)測(cè)值，即由25個(gè)像素X(i-2), (j-2),X(i-2),(j-1),X(i-2),j,X(i-2),(j+1),X(i-2),(j+2),X(i-1),(i-2),X(i-1),(j- 1),X(i-1),j,X(i-1),(j+1),X(i-1),(j+2),Xi-,(j-2),Xi,(j-1),Xij,Xi,(j+1),Xi,(j+2),X(i+1),(j-2),X(i+1),(j-1),X(i+1),j,X(i+1),(j+1),X(i+1),(j+2),X(i+2),(j-2),X(i+2),(j-1),X(i+2),j,X(i+2),(j+1),和X(i+2), (j+2)構(gòu)成的塊。
更具體地說，例如為了計(jì)算由圖8的正方形圍成的像素倍增圖像中的9個(gè)像素Y33(1)-Y33(9)，形成由像素X11,X12,X13,X14,X15,X21,X22,X23,X24,X25,X31,X32,X33,X34,X35,X41,X42,X43,X44,X45,X51,X52,X53,X54,X55構(gòu)成的塊(在這種情況下X33是觀測(cè)的原始圖像數(shù)據(jù))。
由預(yù)測(cè)值計(jì)算塊形成電路42獲得的預(yù)測(cè)值計(jì)算塊被輸入到分類和適應(yīng)處理電路43。
預(yù)測(cè)值計(jì)算塊的像素的數(shù)量和形狀不限于上述的這些，它們和分類塊的像素?cái)?shù)量和形狀有關(guān)。不過，最好形成預(yù)測(cè)值計(jì)算塊的像素?cái)?shù)量大于形成分類塊的像素?cái)?shù)量。
在按照上述方式進(jìn)行處理的形成塊(對(duì)于形成塊可以有不同的處理)中，在圖像的框架邊緣可能沒有整合的像素。在這種情況下，則通過假定在框架邊緣外部具有和形成框架邊緣的像素相同的像素。
分類和適應(yīng)處理電路43包括自適應(yīng)動(dòng)態(tài)范圍編碼(ADRC)處理電路，分類電路45，預(yù)測(cè)系數(shù)ROM46，和預(yù)測(cè)電路47，并被設(shè)置用于進(jìn)行分類和適應(yīng)處理。
進(jìn)行分類和適應(yīng)處理用于把輸入信號(hào)按照其特征將其分為幾類，并對(duì)于每一類進(jìn)行合適的適應(yīng)處理，其中主要包括分類處理和適應(yīng)處理。
下面簡(jiǎn)要說明分類處理和適應(yīng)處理。
首先說明分類處理。
例如如圖9A所示，觀測(cè)像素以及與其相鄰的3個(gè)像素形成2×2個(gè)像素的塊(分類塊)，每個(gè)像素用一位表示(具有0和1兩種電平)。在這種情況下，相對(duì)于像素電平的分布，對(duì)于由含有觀測(cè)像素的2×2陣列中的4個(gè)像素構(gòu)成的塊具有16(=(21)4)個(gè)圖形，如圖9B所示。在本例中，觀測(cè)像素可被分類而成為16種圖形之一。在分類電路45中使用這種圖形進(jìn)行分類處理。
分類處理還可以按照?qǐng)D像(塊中的圖像)的活性(activity)(圖像的復(fù)雜性)(變化強(qiáng)度)等進(jìn)行。
在本例中，對(duì)形成原始圖像的每個(gè)像素分配8位。此外，在本例中，使用上述的3×3陣列中的9個(gè)像素構(gòu)成的分類塊。如果對(duì)這種分類塊進(jìn)行分類處理，則使用極大的分類量，即(28)9。
因此，在本例中，對(duì)于分類塊在ADRC處理電路中進(jìn)行ADRC處理，使得減少構(gòu)成分類塊的像素?cái)?shù)，借以減少分類量。
即，為了說明方便，下面討論如圖10A所示的由沿著行排列的4個(gè)像素構(gòu)成的塊的處理。在這塊的ADRC處理中，檢測(cè)像素值的最大值MAX和最小值MIN。然后，設(shè)置DR=MAX-MIN作為該塊的動(dòng)態(tài)范圍，并把構(gòu)成該塊的每個(gè)像素的像素值根據(jù)其動(dòng)態(tài)范圍DR被重新量化為K位。
即，從該塊中的每個(gè)像素值中減去最小值MIN，減得的差值除以DR/2K。像素值被轉(zhuǎn)換為相應(yīng)于除得的結(jié)果的代碼(ADRC代碼)。例如，如果K=2，則對(duì)于由4(=22)除動(dòng)態(tài)范圍DR而限定的域確定除得的值的大小。如圖10(B)所示，如果除得的值屬于最低電平的域、從最低電平倒數(shù)第二電平的域、倒數(shù)第三電平的域或最高電平的域，則該像素值被編碼而成為兩位，例如00B,01B,10B，或11B(B代表該值是二進(jìn)制的)。以這種方式對(duì)這種代碼進(jìn)行譯碼，使得ADRC代碼00B,01B,10B，或11B被轉(zhuǎn)換為最低電平域的中值L00，第二電平域的中值L01，第三電平域的中值L10，或最高電平域的中值L11，并把最小值MIN加到轉(zhuǎn)換的值上。
這種ADRC處理被稱為非邊緣匹配。本發(fā)明的申請(qǐng)人的日本專利申請(qǐng)公開5377/1991中和其它文件中披露了這種ADRC處理所細(xì)節(jié)。
如果進(jìn)行ADRC處理以便以小于對(duì)構(gòu)成塊的每個(gè)像素指定的位數(shù)的位數(shù)重新量化，如上所述，可以減少分類數(shù)。這種ADRC處理在ADRC處理電路44中進(jìn)行。
在本實(shí)施例中，分類處理在分類電路45中根據(jù)由ADRC處理電路44輸出的ADRC代碼進(jìn)行。不過，進(jìn)行分類處理也可以處理這些數(shù)據(jù)，它們已經(jīng)經(jīng)過例如預(yù)測(cè)編碼(DPCM)、塊舍位編碼(BTC)、矢量量化(VQ)、離散余弦變換(DCT)、Hadamard變換等。
下面說明自適應(yīng)處理。
下面說明一種處理，其中，例如圖像(相應(yīng)于上述的像素倍增圖像)的像素(像素值)y的預(yù)測(cè)值Ey是這樣獲得的，其中使用利用預(yù)定的預(yù)測(cè)系數(shù)w1,w2,…的線性組合規(guī)定的線性組合方式和通過使上述圖像的像素變稀而獲得的構(gòu)成另一個(gè)圖像(一個(gè)具有較少像素?cái)?shù)的圖像)(相應(yīng)于上述的原始圖像)的多個(gè)像素(像素值)x1,x2,…(以后按照慣例稱為“學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)”)。在這種情況下，預(yù)測(cè)值Ey可由下式表示Ey=W1X1+W2X2+……(1)為了歸納，下面定義由一組預(yù)測(cè)系數(shù)w構(gòu)成的矩陣W，由一組學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)構(gòu)成的矩陣X，和由一組預(yù)測(cè)值Ey構(gòu)成的矩陣Y′X=X11X12...X1nX21X22...X2n............XmlXm2...Xm3]]>W=W1W2...Wn,Y′=E[y1]E[y2]...E[y3]]]>然后，形成下面的觀測(cè)方程XW = Y′ …(2)下面討論通過對(duì)該觀測(cè)方程利用最小平方法計(jì)算接近像素值y的預(yù)測(cè)值Ey的過程。在這種情況下，如果由整個(gè)圖像的一組像素值y構(gòu)成的矩陣Y(下面按照慣例稱為“教師數(shù)據(jù)”)和由關(guān)于整個(gè)圖像的像素值y的一組余項(xiàng)構(gòu)成的矩陣E被定義為E=e1e2...em,Y=y1y2...yn]]>則由方程(2)得到以下余項(xiàng)方程XW=Y+E....(3)在這種情況下，用于獲得接近整個(gè)圖像的像素值y的預(yù)測(cè)值Ey的預(yù)測(cè)系數(shù)w1可以通過最小平方誤差m∑ei2i=1獲得。
因而，如果上面的關(guān)于預(yù)測(cè)系數(shù)wi平方誤差的微分為0，即，如果預(yù)測(cè)系數(shù)wi滿足以下的方程，則預(yù)測(cè)系數(shù)wi是用于獲得接近整個(gè)圖像的像素值y的預(yù)測(cè)值Ey的最佳值。e1∂e1∂wi+e2∂e2∂wi+...+em∂em∂wi=0(i=1,2,...,n)...(4)]]>式(3)對(duì)于預(yù)測(cè)系數(shù)w1進(jìn)行微分，得到下式∂ei∂w1=xil,∂el∂w2=xi2,...,∂ei∂wn-xin,(i-1,2,...m)...(5)]]>由式(4)和式(5)獲得式(6)Σi=1meixi1-0,Σi=1meixi2-0,...Σi=1meixin=0...(6)]]>此外，考慮學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)x、一組預(yù)測(cè)系數(shù)w、教師數(shù)據(jù)y和式(3)中的余項(xiàng)e之間的關(guān)系，由式(6)獲得以下標(biāo)準(zhǔn)方程
可以形成其數(shù)量和要獲得的預(yù)測(cè)系數(shù)w的組數(shù)相同數(shù)量的方程(7)。因而，通過解方程(7)可以獲得預(yù)測(cè)系數(shù)w的最佳組。為了解方程(7)，可以使用Gauss-Jordan消除方法或類似方法。
如上所述，在適應(yīng)處理中，對(duì)于每一類都獲得一組最佳預(yù)測(cè)系數(shù)w，使用這組預(yù)測(cè)系數(shù)w利用方程(1)獲得接近整個(gè)圖像的像素值的預(yù)測(cè)值Ey。這種適應(yīng)處理由預(yù)測(cè)系數(shù)ROM 46和預(yù)測(cè)電路47進(jìn)行。
即，預(yù)測(cè)系數(shù)ROM 46通過學(xué)習(xí)(下面說明)存儲(chǔ)先前獲得的各類的預(yù)測(cè)系數(shù)組。預(yù)測(cè)系數(shù)ROM 46被設(shè)置用于接收從分類電路45輸出的分類信息，讀出利用相應(yīng)于分類信息的地址存儲(chǔ)的預(yù)測(cè)系數(shù)組(相應(yīng)于分類信息的預(yù)測(cè)系數(shù)組)，并把該預(yù)測(cè)系數(shù)組提供給預(yù)測(cè)電路47。
預(yù)測(cè)電路47被設(shè)置用于通過使用由預(yù)測(cè)值計(jì)算塊形成電路43提供的5×5個(gè)像素的預(yù)測(cè)值計(jì)算塊和由預(yù)測(cè)系數(shù)ROM 46提供的預(yù)測(cè)系數(shù)組計(jì)算線性方程(1)，借以獲得像素倍增圖像的3×3個(gè)像素的預(yù)測(cè)值。
適應(yīng)處理和例如上述的加權(quán)附加的內(nèi)插處理的區(qū)別在于，在變稀的圖像中不包含而在整個(gè)圖像中包含的元素被重現(xiàn)。即，如果只由方程(1)來看，除去相應(yīng)于內(nèi)插濾波器的抽頭系數(shù)的一組預(yù)測(cè)系數(shù)w通過利用教師數(shù)據(jù)的一種學(xué)習(xí)被獲得，從而使包含在整個(gè)圖像中的元素被重現(xiàn)之外，適應(yīng)處理和使用內(nèi)插濾波器的內(nèi)插處理是相同的?；谶@一點(diǎn)，可以說，適應(yīng)處理具有產(chǎn)生圖像的效果。
下面說明在圖7所示的像素倍增圖像形成電路3中進(jìn)行的處理。
首先，在像素倍增圖像形成電路3中，消除原始圖像數(shù)據(jù)的塊。即，在分類塊形成電路41中，圖像數(shù)據(jù)被分成圍繞觀測(cè)圖像數(shù)據(jù)項(xiàng)的3×3個(gè)像素的分類塊，然后把這塊提供給分類和適應(yīng)處理電路43。在預(yù)測(cè)值計(jì)算塊形成電42中，原始圖像數(shù)據(jù)被形成圍繞觀測(cè)原始圖像數(shù)據(jù)項(xiàng)的5×5個(gè)像素的預(yù)測(cè)值計(jì)算塊，并把這塊提供給分類和適應(yīng)處理電路43。
在分類和適應(yīng)處理電路43中，分類塊和預(yù)測(cè)值計(jì)算塊被分別提供給ADRC處理部分44和適應(yīng)處理電路46。
ADRC處理電路44接收分類塊之后，則例如通過1位的ADRC處理(用于1位重新量化的ADRC)對(duì)分類塊進(jìn)行處理，把原始圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換(編碼)成為1位數(shù)據(jù)，并向分類電路45輸出編碼的數(shù)據(jù)。在分類電路45中，由ADRC處理進(jìn)行處理過的分類塊進(jìn)行分類處理。即，形成由ADRC處理處理的分類塊的像素的電平分布狀態(tài)被檢測(cè)，并確定分類塊所屬的種類。這分類確定的結(jié)果作為分類信息被提供給預(yù)測(cè)系數(shù)ROM 46。
在本例中，由3×3陣列中的9個(gè)像素構(gòu)成并由ADRC處理進(jìn)行處理的每個(gè)分類塊經(jīng)受分類處理。因而，每個(gè)分類塊被分成512(=(21)9)個(gè)類中的一個(gè)類。
當(dāng)預(yù)測(cè)系數(shù)ROM 46接收分類信息時(shí)，則從按照類存儲(chǔ)的預(yù)測(cè)系數(shù)組中讀出相應(yīng)于分類信息的預(yù)測(cè)系數(shù)組，并把讀出的系數(shù)提供給預(yù)測(cè)電路47。在預(yù)測(cè)電路47中，通過使用來自預(yù)測(cè)系數(shù)ROM 46的預(yù)測(cè)系數(shù)組和來自預(yù)測(cè)值計(jì)算塊形成電路42的預(yù)測(cè)值計(jì)算塊進(jìn)行適應(yīng)處理，即，進(jìn)行方程(1)所示的計(jì)算，從而獲得像素倍增圖像的像素的預(yù)測(cè)值。
圖11說明一種圖像處理器的結(jié)構(gòu)，這種圖像處理器進(jìn)行學(xué)習(xí)用于獲得存儲(chǔ)在圖7所示的預(yù)測(cè)系數(shù)ROM 46中的預(yù)測(cè)系數(shù)組。
用于獲得關(guān)于每類的預(yù)測(cè)系數(shù)組的學(xué)習(xí)圖像數(shù)據(jù)(學(xué)習(xí)像素倍增圖像)被提供給學(xué)習(xí)塊形成電路91和教師塊形成電路92。
學(xué)習(xí)塊形成電路91例如從對(duì)其輸入的圖像數(shù)據(jù)中按照由圖8中符號(hào)○表示的位置關(guān)系提取5×5個(gè)像素，并作為學(xué)習(xí)塊把由這25個(gè)像素形成的塊提供給ADRC處理93和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器96。
在教師塊形成電路92中，由提供的圖像數(shù)據(jù)形成例如由3×3陣列中的9個(gè)像素構(gòu)成的塊。由9個(gè)像素構(gòu)成的塊作為教師塊被提供給教師數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器98。
在學(xué)習(xí)塊形成電路91中由圖8中符號(hào)○表示的位置關(guān)系中的25個(gè)像素構(gòu)成的塊，即，由像素X11,X12,X13,X14,X15,X21,X22,X23,X24,X25,X31,X32,X33,X34,X35,X41,X42,X43,X44,X45,X51,X52,X53,X54,X55構(gòu)成的塊被形成的情況下，在教師塊形成電路中則形成由圖8的正方形包圍的3×3個(gè)像素的教師塊。
ADRC處理電路93從25個(gè)形成學(xué)習(xí)塊的像素中例如提取中心的9個(gè)像素(3×3個(gè)像素)，并利用1位ADRC處理處理這由9個(gè)像素構(gòu)成的塊，如圖7所示的ADRC處理電路44處理的那樣。由ADRC處理的3×3個(gè)像素的塊被提供給分類電路94。在分類電路94中，來自ADRC處理電路93的塊經(jīng)受分類處理，如塊在圖7所示的分類電路45中處理的那樣。這樣獲得的分類信息通過開關(guān)95的端子a被提供給學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器96和教師數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器98。
在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器96或教師數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器98中，來自學(xué)習(xí)塊形成電路91的學(xué)習(xí)塊或來自教師塊形成電路92的教師塊利用相應(yīng)于提供給存儲(chǔ)器的分類信息的地址進(jìn)行存儲(chǔ)。
在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器96中利用某個(gè)地址作為學(xué)習(xí)塊存儲(chǔ)有由圖8所示的符號(hào)○表示的5×5個(gè)像素，即像素X11,X12,X13,X14,X15,X21,X22,X23,X24,X25,X31,X32,X33,X34,X35,X41,X42,X43,X44,X45,X51,X52,X53,X54,X55構(gòu)成的塊的情況下，則由圖8所示的正方形包圍的3×3個(gè)像素的塊(圖中由符號(hào)×表示)作為教師塊利用和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器96中相同的地址被存儲(chǔ)在教師數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器98中。
對(duì)于制備的所有學(xué)習(xí)圖像重復(fù)相同的處理。用于啟動(dòng)在圖7所示的像素倍增圖像形成電路中的預(yù)測(cè)值計(jì)算的、由9個(gè)像素構(gòu)成的每個(gè)學(xué)習(xí)塊和教師塊利用相同的地址被存儲(chǔ)在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器96和教師數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器98中，所述計(jì)算使用由具有和形成相應(yīng)的學(xué)習(xí)塊的25個(gè)像素相同位置關(guān)系的25個(gè)原始圖像數(shù)據(jù)項(xiàng)構(gòu)成的預(yù)測(cè)值計(jì)算塊。
學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器96和教師數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器98被設(shè)置用于利用同一地址存儲(chǔ)多個(gè)信息項(xiàng)，借以使多個(gè)學(xué)習(xí)塊和多個(gè)教師塊能夠利用同一地址存儲(chǔ)。
在關(guān)于所有學(xué)習(xí)圖像的學(xué)習(xí)塊和教師塊都被存儲(chǔ)在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器96和教師數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器98中之后，已經(jīng)選擇端子a的開關(guān)95被改變?yōu)槎俗觔，使得來自計(jì)數(shù)器97的輸出能夠作為地址被提供給學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器96和教師數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器98。計(jì)數(shù)器97對(duì)預(yù)定的時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)，并輸出計(jì)數(shù)值。在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器96或教師數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器98中，相應(yīng)于計(jì)數(shù)值的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)塊或教師塊被提供給計(jì)算電路99。
因而，相應(yīng)于計(jì)數(shù)器97的計(jì)數(shù)值的分類的一組學(xué)習(xí)塊和一組教師塊被提供給計(jì)算電路99。
當(dāng)計(jì)算電路99收到關(guān)于某類的一組學(xué)習(xí)塊和一組教師塊時(shí)，它便利用最小平方法計(jì)算使誤差最小的一組預(yù)測(cè)系數(shù)。
即，例如形成學(xué)習(xí)塊的像素的像素值是X1,X2,X3,…，并且如果要獲得的預(yù)測(cè)系數(shù)是W1,W2,W3…，則預(yù)測(cè)系數(shù)需要滿足下式，以便通過這些值的線性組合獲得構(gòu)成教師塊的一個(gè)像素的像素值yy=W1X1+W2X2+W3X3+…在計(jì)算電路99中，使預(yù)測(cè)值W1X1+W2X2+W3X3+…和真值y的平方差為最小的預(yù)測(cè)系數(shù)W1,W2,W3,…可以通過解上述式(7)所示的標(biāo)準(zhǔn)方程由相同類的學(xué)習(xí)塊和相應(yīng)的教師塊獲得。因而，可對(duì)于所有的類進(jìn)行這一處理，從而形成關(guān)于這些類的預(yù)測(cè)系數(shù)組。
在計(jì)算電路99中對(duì)于每一類獲得的預(yù)測(cè)系數(shù)組被提供給存儲(chǔ)器100。來自計(jì)數(shù)器97的計(jì)數(shù)值和來自計(jì)算電路99的預(yù)測(cè)系數(shù)組被提供給存儲(chǔ)器100。在存儲(chǔ)器100中，來自計(jì)算電路99的預(yù)測(cè)系數(shù)組利用相應(yīng)于來自計(jì)數(shù)器97的計(jì)數(shù)值的地址進(jìn)行存儲(chǔ)。
這樣，最適合預(yù)測(cè)每類的塊的3×3個(gè)像素的預(yù)測(cè)系數(shù)組利用相應(yīng)于該類的地址存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器100中。按上述方式在存儲(chǔ)器100中存儲(chǔ)的這些類的預(yù)測(cè)系數(shù)組被存儲(chǔ)在圖7所示的預(yù)測(cè)系數(shù)ROM 46中。
在本例中，其中在水平和垂直方向的像素?cái)?shù)是原始圖像的兩倍的像素倍增圖像被存儲(chǔ)在像素倍增圖像存儲(chǔ)器4中。不過，在像素倍增圖像存儲(chǔ)器4中存儲(chǔ)的形成像素倍增圖像的像素?cái)?shù)不限于此。
可以提供多個(gè)像素倍增圖像存儲(chǔ)器4，用于存儲(chǔ)具有不同的大于原始圖像的像素?cái)?shù)的像素倍增圖像。
在本例中，借助于處理提供給輸入圖像存儲(chǔ)器2的水平地址HA和垂直地址VA而獲得的地址被提供給像素倍增圖像存儲(chǔ)器4。另外，可向像素倍增圖像存儲(chǔ)器4提供和提供給輸入圖像存儲(chǔ)器2的水平地址HA和垂直地址VA分開制備的獨(dú)立的地址，以便進(jìn)行訪問。
此外，在本例中，輸入圖像存儲(chǔ)器2和像素倍增圖像存儲(chǔ)器4中的每個(gè)通過被提供給分別相應(yīng)于形成圖像的像素的水平和垂直位置的水平地址和垂直地址而被訪問。不過，例如，相對(duì)于時(shí)間的地址也可以提供給輸入圖像存儲(chǔ)器2和像素倍增圖像存儲(chǔ)器4。在這種情況下，像素倍增圖像通過使用隨時(shí)間分布的原始圖像的像素和在水平和垂直的空間方向上分布的原始圖像的像素而被形成。
此外，輸入圖像存儲(chǔ)器2和像素倍增圖像存儲(chǔ)器4不一定被彼此分開地形成。它們可以合并為一個(gè)存儲(chǔ)器。在這種情況下，一個(gè)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)區(qū)域可以分配給輸入圖像存儲(chǔ)器2和像素倍增圖像存儲(chǔ)器4。
在本例中，地址提供電路1、輸入圖像存儲(chǔ)器2、像素倍增圖像存儲(chǔ)器4和RMW電路5被形成在一個(gè)芯片上。不過，并不總是需要這些元件被形成在一個(gè)芯片上。
在本例中，只形成通過增加原始圖像的像素?cái)?shù)而獲得的像素倍增圖像。不過，也可以形成通過減少原始圖像的像素?cái)?shù)而獲得的圖像，并和像素倍增圖像同時(shí)地進(jìn)行存儲(chǔ)。
本發(fā)明可應(yīng)用于處理以非隔行掃描方式掃描的圖像，也可以處理以隔行掃描方式掃描的圖像。
在本例中，存儲(chǔ)裝置是以硬件實(shí)現(xiàn)的。不過，本發(fā)明的存儲(chǔ)裝置可以借助于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行用于完成上述處理的程序而實(shí)現(xiàn)。
在圖6所示的實(shí)施例中，像素倍增圖像存儲(chǔ)器4由一個(gè)存儲(chǔ)器22構(gòu)成。此外，在圖6所示的結(jié)構(gòu)中，像素倍增圖像存儲(chǔ)器4可以由4個(gè)存儲(chǔ)器13a-13d構(gòu)成，如圖5所示的結(jié)構(gòu)那樣。在這種情況下，計(jì)數(shù)器21的輸出可用作選擇4個(gè)存儲(chǔ)器13a-13d之一的信號(hào)，即一種芯片選擇信號(hào)，而代替作為水平地址HA和垂直地址VA的最小有效位被附加。
在本例中，像素(像素值)被存儲(chǔ)在例如由RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)表示的存儲(chǔ)器或其類似物中。另外，像素可以被存儲(chǔ)(記錄)在記錄介質(zhì)上，例如磁盤，磁光盤，或光卡上。
在本發(fā)明的存儲(chǔ)裝置和存儲(chǔ)方法中，輸入圖像被存儲(chǔ)在第一存儲(chǔ)裝置中，其中地址至少由第一和第二地址信號(hào)指定，并且由像素?cái)?shù)大于輸入圖像的像素?cái)?shù)構(gòu)成的像素倍增圖像由輸入圖像形成，像素倍增圖像被存儲(chǔ)在第二存儲(chǔ)裝置中，其中地址至少由第一和第二地址信號(hào)指定。因而，可以立即提供提供放大輸入圖像而獲得的圖像。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，不脫離本發(fā)明的范圍和構(gòu)思可以作出其它改變和改型。
權(quán)利要求
1．一種用于存儲(chǔ)圖像的存儲(chǔ)裝置，包括第一存儲(chǔ)部分，其具有由至少第一和第二地址信號(hào)在其中指定的地址，用于存儲(chǔ)輸入的圖像；形成部分，用于由輸入的圖像形成像素倍增圖像，該圖像是由大于形成輸入圖像的像素?cái)?shù)的像素?cái)?shù)形成的圖像；以及第二存儲(chǔ)部分，其具有由至少第一和第二地址信號(hào)指定的地址，用于存儲(chǔ)像素倍增圖像。
2．如權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)裝置，其中所述第二存儲(chǔ)部分具有至少通過第一和第二地址信號(hào)并通過在第一和第二地址信號(hào)上附加的附加地址信號(hào)而在其中存儲(chǔ)的地址。
3．如權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)裝置，其中所述形成部分通過使用在形成輸入圖像的像素中的多個(gè)像素進(jìn)行加權(quán)附加而形成構(gòu)成像素倍增圖像的像素。
4．如權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)裝置，其中所述形成部分通過使用用于計(jì)算構(gòu)成像素倍增圖像的像素的預(yù)測(cè)值的預(yù)測(cè)系數(shù)，通過線性組合形成輸入圖像的一些像素而形成像素倍增圖像。
5．一種存儲(chǔ)方法，包括以下步驟利用第一存儲(chǔ)部分存儲(chǔ)輸入圖像，所述第一存儲(chǔ)部分具有由至少第一和第二地址信號(hào)在其中指定的地址；由輸入圖像形成像素倍增圖像，該圖像是由大于形成輸入圖像的像素?cái)?shù)的像素?cái)?shù)形成的圖像；以及利用第二存儲(chǔ)部分存儲(chǔ)像素倍增圖像，所述第二存儲(chǔ)部分具有由至少第一和第二地址信號(hào)在其中指定的地址。
6．如權(quán)利要求5所述的存儲(chǔ)方法，其中在所述使用第二存儲(chǔ)部分的存儲(chǔ)步驟中，所述第二存儲(chǔ)部分具有至少通過第一和第二地址信號(hào)并通過在第一和第二地址信號(hào)上附加的附加地址信號(hào)而在其中存儲(chǔ)的地址。
7．如權(quán)利要求5所述的存儲(chǔ)方法，其中在所述形成步驟中，所述形成部分通過使用在形成輸入圖像的像素中的多個(gè)像素進(jìn)行加權(quán)附加而形成構(gòu)成像素倍增圖像的像素。
8．如權(quán)利要求5所述的存儲(chǔ)方法，其中在所述形成步驟，所述形成部分通過使用用于計(jì)算構(gòu)成像素倍增圖像的像素的預(yù)測(cè)值的預(yù)測(cè)系數(shù)，通過線性組合形成輸入圖像的一些像素而形成像素倍增圖像。
全文摘要
一種存儲(chǔ)輸入圖像數(shù)據(jù)的裝置和方法,可以立即獲得通過放大輸入圖像而形成的圖像。在輸入圖像存儲(chǔ)器2中,利用由分別相應(yīng)于在垂直和水平方向的像素位置的水平和垂直地址指定的地址輸入圖像被按順序地存儲(chǔ)。在形成其像素?cái)?shù)大于輸入圖像的像素倍增圖像所需的輸入圖像的像素被存儲(chǔ)在輸入圖像存儲(chǔ)器中之后,這些像素被讀出到像素倍增圖像形成電路,并被用于形成像素倍增圖像的像素。該像素倍增圖像被存儲(chǔ)在像素倍增圖像存儲(chǔ)器中。
文檔編號(hào)H04N7/32GK1208906SQ9812032
公開日1999年2月24日 申請(qǐng)日期1998年7月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月30日
發(fā)明者近藤哲二郎 申請(qǐng)人:索尼公司