CN100414966C - 信号处理设备和方法 - Google Patents

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Abstract

利用单一单元的硬件实现多种功能。第一接收器和第二接收器接收从控制器发送的由多个命令组成的命令序列,并把命令序列分别提供给第一R-IC和第二R-IC。第一R-IC根据命令序列的至少一个命令转换内部结构,对接收的第一信号进行信号处理,并输出第二信号。第二R-IC根据命令序列的至少一个命令转换内部结构,对从第一R-IC输出的第二信号进行信号处理,并输出第三信号。本发明可用于集成电路(IC)。

Description

信号处理设备和方法
技术领域
本发明涉及信号处理设备和方法,还涉及命令序列数据结构。更具体地说,本发明涉及信号处理设备和方法,还涉及命令序列数据结构,其中通过根据多个命令,转换硬件内部结构,利用单一单元的硬件,能够容易地实现多种功能。
背景技术
随着计算机变得更快,更廉价,各种功能由软件实现。更具体地说,不仅在通用计算机,而且在蜂窝电话机和其它类型的个人数字助理(PDA),音像设备,比如电视接收机,和家用电器,比如电饭煲,处理器,例如中央处理器(CPU)和数字信号处理器(DSP)中,通过执行软件(程序)完成各种处理。
由于日益使用软件来实现各种功能,软件变得更复杂更庞大,计算机(CPU或DSP)上的负载相应地日益增大。从而,例如在日本未经审查的专利申请公布No.2002-358294中提出了一种具有减少计算机系统上的负载的新型处理器的设备。
只要软件在计算机上被执行,就需要开发复杂的大型软件,这非常费时并且需要大量的工作量。
尤其是当要求快速处理时,需要利用多个处理器的并行处理。为了产生并行处理软件,必须程序设计大量的步骤,同时考虑多个处理器的操作计时,这对软件开发人员(工程人员)施加了繁重的负担。
如果只需要某一类型的处理,能够开发用于执行这种处理的专用硬件,集成电路(IC)或大规模集成电路(LSI)。
但是,专用硬件只能完成特定类型的处理,缺少通用性。
发明内容
因此,鉴于上述背景,本发明的一个目的是利用单一单元的硬件,而不需要对大量的步骤编制程序,容易地实现多种功能。
根据本发明的一方面,提供一种信号处理设备,包括:第一信号处理装置,用于在根据形成命令序列的多个命令中的至少一个命令转换第一信号处理装置的内部结构之后,对第一信号执行信号处理,并输出第二信号;和第二信号处理装置,用于在根据形成所述命令序列的多个命令中的至少一个命令转换第二信号处理装置的内部结构之后,对第二信号执行信号处理,并输出第三信号。
根据本发明的另一方面,提供一种包括第一信号处理器和第二信号处理器的信号处理设备用信号处理方法。所述信号处理方法包括:第一信号处理步骤,在根据形成命令序列的多个命令中的至少一个命令转换第一信号处理装置的内部结构之后,由第一信号处理装置对第一信号执行信号处理,以便输出第二信号;和第二信号处理步骤,在根据形成所述命令序列的多个命令中的至少一个命令转换第二信号处理装置的内部结构之后,由第二信号处理装置对第二信号执行信号处理,以便输出第三信号。
根据本发明的另一方面,提供一种包括第一信号处理器的信号处理设备,第一信号处理装置用于在根据形成命令序列的多个命令中的至少一个命令转换内部结构之后,对第一信号执行信号处理,并输出第二信号。其中第二信号由第二信号处理装置执行信号处理,所述第二信号处理装置根据形成所述命令序列的多个命令中的至少一个命令转换其内部结构。
根据本发明的另一方面,提供一种包括第二信号处理器的信号处理设备,所述第二信号处理器用于对第二信号进行信号处理,所述第二信号作为由根据形成命令序列的多个命令中的至少一个命令转换第一信号处理装置的内部结构的第一信号处理装置对第一信号执行信号处理的结果输出,其中在根据形成所述命令序列的多个命令中的至少一个命令转换第二信号处理装置的内部结构之后,第二信号处理装置对第二信号执行信号处理,以便输出第三信号。
根据本发明的另一方面,提供一种信号处理设备,包括接收包括多个命令的命令序列的命令序列接收装置;和根据所述命令序列把信号处理装置的内部结构转换成第一状态,以便执行第一信号处理,随后根据所述命令序列把内部结构转换成第二状态,以便执行第二信号处理的信号处理装置。
根据本发明的另一方面,提供一种信号处理方法,包括:接收包括多个命令的命令序列的命令序列接收步骤;和根据所述命令序列把内部结构转换成第一状态,以便执行第一信号处理,和根据所述命令序列把内部结构转换成第二状态,以便执行第二信号处理的信号处理步骤。
根据本发明的另一方面,提供一种包括使进行信号处理的信号处理器转换信号处理器的内部结构的多个命令的命令序列数据结构。所述多个命令之一对应于由信号处理装置执行的第一信号处理,所述多个命令中的另一命令对应于在信号处理器执行第一信号处理之后,由信号处理器执行的第二信号处理。
附图说明
图1是图解说明利用分类自适应处理,实现图像转换处理的图像转换器的结构的例子的方框图;
图2是图解说明图1中所示的图像转换器执行的图像转换处理的流程图;
图3是图解说明学习抽头系数的学习装置的结构的例子的方框图;
图4是图解说明图3中所示的学习装置的学习单元的结构的例子的方框图;
图5A-5D图解说明各种图像转换处理;
图6是图解说明图3中所示的学习装置执行的学习处理的流程图;
图7是图解说明利用分类自适应处理完成图像转换处理的图像转换器的结构的例子的方框图;
图8是图解说明图7中所示的图像转换器的系数输出单元的结构的例子的方框图;
图9是图解说明学习系数源数据的学习装置的结构的例子的方框图;
图10是图解说明图9中所示的学习装置的学习单元的结构的例子的方框图;
图11是图解说明由图9中所示的学习装置执行的学习处理的流程图;
图12是图解说明学习系数源数据的学习装置的结构的例子的方框图;
图13是图解说明图12中所示的学习装置的学习单元的结构的例子的方框图;
图14是图解说明根据本发明第一实施例的AV系统的结构的例子的方框图;
图15是图解说明图14中所示的AV系统的主体的操作的流程图;
图16图解说明命令的一个例子;
图17是图解说明图14中所示的AV系统的主体的操作的流程图;
图18图解说明命令的一个例子;
图19是图解说明图14中所示的AV系统的主体的操作的流程图;
图20图解说明命令的一个例子;
图21是图解说明图14中所示的AV系统的主体的操作的流程图;
图22图解说明命令的一个例子;
图23是图解说明图14中所示的AV系统的主体的操作的流程图;
图24是图解说明命令的一个例子;
图25是图解说明图14中所示的AV系统的主体的操作的流程图;
图26是图解说明命令的一个例子;
图27是图解说明可重新配置的集成电路(RIC)的结构的例子的方框图;
图28是图解说明图27中所示的R-IC的系数输出单元的结构的例子的方框图;
图29是图解说明图27中所示的R-IC执行的处理的流程图;
图30是图解说明R-IC的结构的另一例子的方框图;
图31是图解说明图30中所示的R-IC的系数输出单元的结构的例子的方框图;
图32是图解说明根据本发明第二实施例的电视接收机的结构的例子的方框图;
图33A和33B图解说明系统控制器对调谐器的控制操作;
图34A和34B分别图解说明正常屏幕模式显示和多屏幕模式显示;
图35是图解说明图32中所示的电视接收机的信号处理器的结构的例子的方框图;
图36A和36B图解说明命令排序发生器产生的命令序列的例子;
图37A和37B图解说明输入图35中所示的信号处理器的信号处理芯片和从所述信号处理芯片输出的图像数据;
图38A和38B图解说明输入图35中所示的信号处理器的信号处理芯片和从所述信号处理芯片输出的图像数据;
图39A和39B图解说明输入与图37中所示的信号处理芯片相同的信号处理芯片及从其输出的图像数据;
图40A和40B图解说明输入与图38中所示的信号处理芯片相同的信号处理芯片及从其输出的图像数据;
图41是图解说明图35中所示的信号处理器执行的处理的流程图;
图42是图解说明图35中所示的信号处理器的信号处理芯片的结构的例子的方框图;
图43是图解说明图42中所示的信号处理芯片执行的处理的流程图;
图44是图解说明图35中所示的信号处理器的信号处理芯片的结构的例子的方框图;
图45是图解说明图44中所示的信号处理芯片执行的处理的流程图;
图46是图解说明图35中所示的信号处理器的另一信号处理芯片的结构的例子的方框图;
图47是图解说明图46中所示的信号处理芯片执行的处理的流程图;
图48是图解说明根据本发明第三实施例的电视接收机的结构的例子的方框图;
图49是图解说明图48中所示的电视接收机的遥控器的外部结构的例子的平面图;
图50是图解说明遥控器的电气结构的例子的方框图;
图51是图解说明图48中所示的电视接收机的控制器执行的处理的流程图;
图52图解说明控制器产生的命令序列的格式;
图53是图解说明控制器执行的处理的流程图;
图54A-54E图解说明根据遥控器的操作按钮的操作,控制器产生的命令序列的例子;
图55是图解说明图48中所示的电视接收机的LSI的结构的例子的方框图;
图56是图解说明LSI执行的处理的流程图;
图57是图解说明图55中所示的LSI的信号处理电路的结构的例子的方框图;
图58是图解说明图57中所示的信号处理电路的信号处理电路的结构的例子的方框图;
图59是图解说明图57中所示的信号处理电路的结构的另一例子的方框图;
图60是图解说明作为图59中所示的信号处理电路执行的分类自适应处理的图像转换处理的流程图;
图61是图解说明包含图59中所示的信号处理电路的图57中所示信号处理电路的内部结构的方框图,其中信号线的选择状态被转换,以便执行线性空间分辨率产生处理;
图62是图解说明包含图59中所示的信号处理电路的图57中所示信号处理电路的内部结构的方框图,其中信号线的选择状态被转换,以便执行二维空间分辨率产生处理;
图63是图解说明包含图59中所示的信号处理电路的图57中所示信号处理电路的内部结构的方框图,其中信号线的选择状态被转换,以便执行噪声消除处理;
图64是图解说明根据本发明第四实施例的IC的结构的例子的方框图;
图65A,65B和65C图解说明图64中所示的IC的接收器从外部源接收的命令序列;
图66是图解说明图64中所示的IC的系数输出电路的结构的例子的方框图;
图67是图解说明当收到由命令“Kaizodo 1dimensional”组成的命令序列时,IC执行的处理的流程图;
图68是图解说明其中信号线的选择状态被转换,以便执行线性空间分辨率产生处理的IC的内部结构的方框图;
图69是图解说明当收到由命令“Kaizodo 2dimensional”组成的命令序列时,IC执行的处理的流程图;
图70是图解说明其中信号线的选择状态被转换,以便执行二维空间分辨率产生处理的IC的内部结构的方框图;
图71是图解说明当收到由命令“Kaizodo 3dimensional”组成的命令序列时,IC执行的处理的流程图;
图72是图解说明其中信号线的选择状态被转换,以便执行三维空间分辨率产生处理的IC的内部结构的方框图;
图73是图解说明当收到由命令“Kaizodo 2dimensional”和“Kaizodo 3dimensional”组成的命令序列时,IC执行的处理的流程图;
图74是图解说明其中信号线的选择状态被转换,以便执行自适应空间分辨率产生处理的IC的内部结构的方框图;
图75是图解说明当收到由命令“Zoom yen”组成的命令序列时,IC执行的处理的流程图;
图76是图解说明其中信号线的选择状态被转换,以便执行递归放大处理的IC的内部结构的方框图;
图77是图解说明当收到由命令“Zoom ver2”组成的命令序列时,IC执行的处理的流程图;
图78是图解说明其中信号线的选择状态被转换,以便执行单一放大处理的IC的内部结构的方框图;
图79是图解说明当收到由命令“Kaizodo 2dimensional”和“Zoomyen”组成的命令序列时,IC执行的处理的流程图;
图80是图解说明其中信号线的选择状态被转换,以便执行二维空间分辨率产生处理,另外对所得到的数据执行递归放大处理的IC的内部结构的方框图;
图81是图解说明当收到由命令“Kaizodo 2dimensional”和“Zoomver2”组成的命令序列时,IC执行的处理的流程图;
图82是图解说明其中信号线的选择状态被转换,以便执行二维空间分辨率产生处理,另外对所得到的数据执行单一放大处理的IC的内部结构的方框图。
具体实施方式
在说明应用本发明的各种设备(系统)的细节之前,下面说明在各种设备执行的信号处理中使用的分类自适应处理。分类自适应处理只是各种设备执行的信号处理的一个例子,并非必需将分类自适应处理用于信号处理。
下面在把第一图像数据(图像信号)转换成第二图像数据(图像信号)的图像转换处理的语境中说明分类自适应处理。
把第一图像数据转换成第二图像数据的图像转换处理的类型根据第一图像数据和第二图像数据的定义而变化。
更具体地说,例如,如果第一图像数据是低空间分辨率图像数据,并且如果第二图像数据是高空间分辨率图像数据,那么图像转换处理可以是改进空间分辨率的空间分辨率产生(改进)处理。
如果第一图像数据是低信噪(S/N)比图像数据,并且如果第二图像数据是高S/N比图像数据,那么图像转换处理可以是噪声消除处理。
如果第一图像数据是具有预定数目的像素(大小)的图像数据,并且如果第二图像数据是通过增大或减小第一图像数据的像素数目而产生的图像数据,那么图像转换处理可以是改变图像比例(放大或减小尺寸)的改变比例(rescale)处理。
如果第一图像数据是低时间(temporal)分辨率图像数据,并且如果第二图像数据是高时间分辨率图像数据,那么图像转换处理可以是提高时间分辨率的时间分辨率产生(改进)处理。
如果第一图像数据是通过对用运动图像专家组(MPEG)方法,以块为单位编码的图像数据解码获得的图像数据,并且如果第二图像数据是编码前的原始图像数据,那么图像转换处理可以是消除由MPEG-编码和解码导致的各种失真,例如块失真的失真消除处理。
在空间分辨率产生处理中,当把第一图像数据(低空间分辨率图像数据)转换成第二图像数据(高空间分辨率数据)时,第二图像数据的像素的数目可能大于或等于第一图像数据的像素的数目。如果第二图像数据的像素的数目大于第一图像数据的像素的数目,那么空间分辨率产生处理可以是空间分辨率改进处理,也可以是放大图像(增大图像的像素的数目)的改变比例处理。
如上所述,根据第一和第二图像数据的定义,能够实现各种信号处理。
在作为图像转换处理的分类自适应处理中,形成第二图像数据的多个像素之一被选择并被归入多个类别之一中,通过利用指定类别的抽头系数,和关于第二图像数据的选择像素选择的第一图像数据的数个像素,进行计算,从而确定选择像素的值。
图1图解说明通过利用分类自适应处理,进行图像转换的图像转换器1的结构的例子。
在图像转换器1中,输入图像数据被供给抽头选择器12和13,作为第一图像数据。
像素选择器11顺序选择形成第二图像数据的像素,并把关于所选像素的信息提供给对应的块。
抽头选择器12选择形成第一图像数据的几个像素作为预测抽头,用于预测选择的像素。更具体地说,抽头选择器12选择空间上或时间上,位于所选像素的空间或时间位置附近的多个像素作为预测抽头。
抽头选择器13选择形成第一图像数据的几个像素作为分类抽头(class tap),用于把所选像素归入多个类别之一中。即,抽头选择器13按照和选择预测抽头的抽头选择器12类似的方式选择分类抽头。预测抽头和分类抽头可具有相同的抽头结构或不同的抽头结构。
在抽头选择器12中获得的预测抽头被提供给预测计算单元16,在抽头选择器13中获得的分类抽头被提供给分类单元14。
分类单元14根据从抽头选择器13提供的分类抽头对选择的像素分类,并把与所得到的类别对应的类别代码(class code)提供给系数输出单元15。
自适应动态范围编码(ADRC)可用作对选择的像素分类的方法。
在该方法中,对形成分类抽头的像素值进行ADRC处理,根据所得到的ADRC码,确定选择的像素的类别。
例如在K位ADRC中,检测形成分类抽头的像素值的最大值MAX和最小值MIN,DR=MAX-MIN被设置成某一集合的本地动态范围,根据该动态范围DR,形成分类抽头的每个像素值被重新量化成K位。更具体地说,从形成分类抽头的每个像素值减去最小值MIN,并用DR/2K去除(重新量化)所得到的值。随后,按照预定的顺序把形成分类抽头的K位像素值排列成位串,随后输出所述位串作为ADRC码。因此,当对分类抽头进行1位ADRC处理时,形成分类抽头的每个像素值被除以最大值MAX和最小值MIN的平均值(舍去小数位),以致使每个像素值形成1位(二进制化)。随后,在预定的位串中排列1位像素值,输出该位串作为ADRC码。
分类单元14可输出形成分类抽头的像素值的级别(level)分布图案作为类别代码。但是这种情况下,如果分类抽头由N个像素形成,并且每个像素被分配N位,那么从分类单元14输出的可能类别代码的数目变成(2N)K,这是一个指数正比于像素值的位数K的极大的数字。
因此,在分类单元14中,在分类之前,最好用上述ADRC处理或者矢量量化压缩分类抽头信息的量。
系数输出单元15保存通过下述学习(learning)确定的与每个类别对应的抽头系数,并输出保存在与从分类单元14提供的分类代码对应的地址的抽头系数(由从分类单元14提供的分类代码表示的类别的抽头系数)。该抽头系数被提供给预测计算单元16。
抽头系数是将在数字滤波器的所谓“抽头”被乘以输入数据的系数。
预测计算单元16获得从抽头选择器12输出的预测抽头和从系数输出单元15输出的抽头系数,并利用预测抽头和抽头系数进行预定的预测计算,用于确定所选像素的真实值的预测值。随后,预测计算单元16确定并输出所选像素的预测值,即,形成第二图像数据的像素的值。
下面参考图2的流程图,说明图1中所示的图像转换器执行的图像转换处理。
在步骤S11中,像素选择器11选择形成和输入图像转换器1中的第一图像数据对应的第二图像数据的未选像素之一。即,像素选择器1按照光栅扫描顺序,依次选择形成第二图像数据的未选像素。
在步骤S12中,抽头选择器12和13分别对来自第一图像数据的选择像素,选择预测抽头和分类抽头。抽头选择器12随后把预测抽头提供给预测计算单元16,而抽头选择器13把分类抽头提供给分类单元14。
当从抽头选择器13收到分类抽头时,在步骤S13中,分类单元14根据分类抽头对选择的像素分类。分类单元14还把代表所得到类别的类别代码输出给系数输出单元15。
随后在步骤S14中,系数输出单元15获得并输出保存在与从分类单元14提供的类别代码对应的地址的抽头系数。另外在步骤S14中,预测计算单元16获得从系数输出单元15输出的抽头系数。
在步骤S15中,预测计算单元16利用从抽头选择器12输出的预测抽头和从系数输出单元15获得的抽头系数,进行预定的预测计算。预测计算单元16随后确定并输出所选像素的值。
在步骤S16中,像素选择器11确定在形成第二图像数据的像素中,是否存在还没有被选择的像素。如果在步骤S16中确定存在未选像素,那么进程返回步骤S11,重复步骤S11及后续步骤。
如果在步骤S16中确定不存在未选像素,那么结束该进程。
预测计算单元16执行的预测计算和保存在系数输出单元15中的抽头系数的学习如下所述。
现在设想例如高质量图像数据被设置成第二图像数据,通过用低通滤波器(LPF)滤除高质量数据,降低高质量图像数据的图像质量(分辨率)而产生的低质量图像数据被设置成第一图像数据,并且从低质量图像数据选择预测抽头,通过利用这些预测抽头和抽头系数,执行预定的预测计算,确定(预测)高质量图像数据的像素值(高质量像素)。
例如线性预测计算被用作预定的预测计算,高质量像素的像素值y可由下面的线性表达式确定:
y = Σ n = 1 N w n x n - - - ( 1 )
其中xn代表形成高质量像素y的预测抽头的低质量图像数据的第n个像素,wn表示将被乘以第n个低质量图像像素的像素值的第n个抽头系数。在等式(1)中,预测抽头由N个低质量像素x1,x2,...,xN组成。
像素值y可由高阶表达式,而不是等式(1)中表示的线性表达式确定。
当第k个样本的高质量像素的像素值的真实值由yk表示,并且当等式(1)获得的真实值yk的预测值由yk′表示时,这两个值之间的预测误差由下述等式表述。
ek=yk-yk′(2)
由于等式(2)中预测值yk′的可由等式(1)确定,因此通过把等式(2)中的yk′修改成等式(1),能够获得下述等式。
e k = y k - ( Σ n = 1 N w n x n , k ) - - - ( 3 )
这里xn,k代表形成第k个样本高质量像素的预测抽头的第n个低质量像素。
允许等式(3)(或等式(2))中的预测误差ek为0的抽头系数wn是预测高质量像素的最佳值。但是,通常难以为所有的高质量像素确定这样的抽头系数wn
最小二乘法可被用作最佳抽头系数wn的标准,通过使由下述等式表述的平方差(square error)的总和E最小化,能够确定最佳的抽头系数wn
E = Σ k = 1 K e k 2 - - - ( 4 )
这里K表示多组高质量像素yk和形成高质量像素yk的预测抽头的低质量像素x1,k,x2,k,...,xN,k的学习样本的数目。
等式(4)中的平方差的总和E的最小值可由使以抽头系数wn对总和E偏微分而获得的值为0的抽头系数wn来确定,由等式(5)表述。
∂ E ∂ w n = e 1 ∂ e 1 ∂ w n + e 2 ∂ e 2 ∂ w n + · · · + e k ∂ e k ∂ w n = 0 , ( n = 1,2 , · · · , N ) - - - ( 5 )
通过用抽头系数wn,偏微分等式(3),能够获得下述等式。
∂ e k ∂ w 1 = - x 1 , k , ∂ e k ∂ w 2 = - x 2 , k , · · · , ∂ e k ∂ w N = - x N , k , ( k = 1,2 , · · · , K ) - - - ( 6 )
随后借助等式(5)和(6),能够获得下述等式。
Σ k = 1 K e k x 1 , k = 0 , Σ k = 1 K e k x 2 , k = 0 , · · · Σ k = 1 K e k x N , k = 0 - - - ( 7 )
通过把等式(3)代入等式(7)中的ek,等式(7)可用由等式(8)表示的正规方程组(normal equations)表示。
Figure C20051000930100193
通过使用例如清除(sweeping-out)方法(Gauss-Jordan消元法),能够关于抽头系数wn求解等式(8)中的正规方程组。
通过关于每个类别求解等式(8)中的正规方程组,从而能够关于每个类别确定最佳抽头系数wn(即使平方差的总和E为0的抽头系数)。
图3图解说明进行学习,以便通过求解等式(8)中的正规方程组,确定抽头系数wn的学习装置21的结构的例子。
学习图像存储单元31保存用于学习抽头系数wn的学习图像数据。例如具有高分辨率的高质量图像数据可用作学习图像数据。
管理者(supervisor)数据发生器32从学习图像存储单元31读取学习图像数据。管理者数据发生器32产生学习抽头系数的管理者(真实值),即管理者数据,它是由等式(1)中的预测计算表述的,从学习图像数据转换的对象的像素值,并把管理者数据提供给管理者数据存储单元33。本例中,管理者数据发生器32直接把作为学习图像数据的高质量图像数据提供给管理者数据存储单元33作为管理者数据。
管理者数据存储单元33把从管理者数据发生器32供给的高质量图像数据保存为管理者数据。
学习者数据发生器34从学习图像存储单元31读取学习图像数据。学习者数据发生器34随后产生抽头系数的学习者,即学习者数据,它是由等式(1)中的预测计算表述的将从学习图像数据转换的对象的像素值,并把学习者数据供给学习者数据存储单元35。本例中,学习者数据发生器34通过滤除高质量图像数据,降低作为学习图像数据的高质量图像数据的分辨率,产生低质量图像数据,并把产生的低质量图像数据供给学习者数据存储单元35作为学习者数据。
学习者数据存储单元35保存从学习者数据发生器34供给的学习者数据。
学习单元36顺序选择形成保存在管理者数据存储单元33中的高质量图像数据的像素作为管理者数据,并为每个选择的像素,从作为学习者数据保存在学习者数据存储单元35中的低质量像素中,选择具有由图1中所示的抽头选择器12选择的像素的相同抽头结构的低质量像素作为预测抽头。学习单元36还通过利用形成管理者数据的每个所选像素和所选像素的预测抽头,关于每个类别求解等式(8)中的正规方程组,从而确定每个类别的抽头系数。
图4图解说明图3中所示的学习单元36的结构的例子。
像素选择器41顺序选择形成保存在管理者数据存储单元中的管理者数据的像素,并把指示所选像素的信息提供给对应部件。
抽头选择器42为选择的像素,从形成作为保存在学习者数据存储单元35中的学习者数据的低质量图像数据的低质量像素中选择和图1中所示的抽头选择器12选择的相同像素。因此,抽头选择器42获得与抽头选择器12获得的预测抽头具有相同抽头结构的预测抽头,并把预测抽头供给加法器45。
抽头选择器43为选择的像素,从形成作为保存在学习者数据存储单元35中的学习者数据的低质量图像数据的低质量像素中选择和图1中所示的抽头选择器13选择的相同像素。因此,抽头选择器43获得与抽头选择器13获得的分类抽头具有相同抽头结构的分类抽头,并把分类抽头供给分类单元44。
分类单元44根据从抽头选择器43输出的分类抽头,把选择的像素归入和图1中所示的分类单元14选择的类别相同的类别中,并把与所得到类别对应的类别代码输出给加法器45。
加法器45从管理者数据存储单元33读取管理者数据(它是选择的像素),并对选择的像素和学习者数据(像素)进行加法,所述学习者数据(像素)形成从分类单元44供给的每个类别代码的从抽头选择器42提供的所选像素的预测抽头。
即,保存在管理者数据存储单元33中的管理者数据yk,从抽头选择器42输出的预测抽头xn,k,和从分类单元44输出的类别代码被提供给加法器45。
随后,加法器45通过利用与从分类单元44提供的类别代码对应的每个类别的预测抽头(学习者数据)xn,k,对学习者数据项的乘积(xn,kxn′,k)和等式(8)中左侧矩阵中的总和(∑)进行计算。
加法器45还通过利用与从分类单元44提供的类别代码对应的每种类别的预测抽头(学习者数据)xn,k和管理者数据yk,对预测抽头(学习者数据)xn,k和管理者数据yk的乘积(xn,kyk)和等式(8)中右侧矢量中的总和(∑)进行计算。
即,加法器45把关于管理者数据(即在先选择的像素)确定的等式(8)中的正规方程组中左侧矩阵(∑xn,kxn′,k)中的分量和右侧矢量(∑xn,kyk)中的分量保存在内置存储器(未示出)中。加法器45随后把通过利用管理者数据yk+1和管理者数据(它是新选择的像素)的学习者数据xn,k+1,计算的对应分量xn,k+1xn′,k+1或xn,k+1yk+1加入矩阵分量(∑xn,kxn′,k)或矢量分量(∑xn,kyk)中。总之,加法器45进行用等式(8)中的正规方程组中的求和表示的加法。
随后,加法器45对于构成保存在图3中所示的管理者数据存储单元33中的管理者数据的所有像素计算上述加法,以致可为每种类别建立等式(8)中的正规方程组。随后,加法器45把正规方程组提供给抽头系数计算器46。
抽头系数计算器46求解从加法器45供给的每种类别的正规方程组,从而确定每种类别的最佳抽头系数wn
如上所述确定的每种类别的抽头系数wn被保存在图1中所示的图像转换器1中的系数输出单元15中。
根据与第一图像数据对应的学习者数据的选择类型和对应于第二图像数据的管理者数据的选择类型,将通过利用所得到的抽头系数进行的图像转换处理变得不同,如上所述。
例如,通过把高质量图像数据用作与第二图像数据对应的管理者数据,把通过降低高质量图像数据的空间分辨率而产生的低质量图像数据用作对应于第一图像数据的学习者数据,能够学习抽头系数。这种情况下,能够获得可进行如图5A中所示的空间分辨率产生处理,以便把作为低质量图像数据的第一图像数据(标准清晰度(SD)图像)转换成作为空间分辨率提高的高质量图像数据的第二图像数据(高清晰度(HD)图像)的抽头系数。
这种情况下,第一图像数据(学习者数据)的像素的数目可小于或等于第二图像数据(管理者数据)的像素的数目。
通过把高质量图像数据用作管理者数据,把通过在高质量图像数据上叠加噪声而产生的图像数据用作学习者数据,能够学习抽头系数。这种情况下,能够获得可进行如图5B中所示的噪声消除(减少)处理,以便把作为低S/N比的第一图像数据转换成作为无噪声的高S/N比图像数据的第二图像数据的抽头系数。
通过把某一图像数据用作管理者数据,并使用通过减少管理者图像数据的像素的数目而产生的图像数据,能够学习抽头系数。这种情况下,能够获得可进行如图5C中所示的放大处理(改变比例处理),以便把作为图像数据的一部分的第一图像数据放大成作为从第一图像数据放大的图像数据的第二图像数据。
通过把高质量图像数据用作管理者数据,把通过减小高质量图像数据的像素的数目,从而降低高质量图像数据的空间分辨率而产生的低质量图像数据用作学习者数据,学习抽头系数,能够获得进行放大处理的抽头系数。
通过把高帧速率图像数据用作管理者数据,把通过减少高帧速率图像数据的帧数而产生的图像数据用作学习者数据,能够学习抽头系数。这种情况下,能够获得可进行如图5D中所示的时间分辨率产生处理,以便把具有预定帧速率的第一图像数据转换成具有更高帧速率的第二图像数据的抽头系数。
下面参考图6的流程图,说明图3中所示的学习装置21进行的学习处理。
在步骤S21,管理者数据发生器32和学习者数据发生器34首先根据保存在学习图像存储单元31中的学习图像数据,分别产生管理者数据和学习者数据,并把管理者数据和学习者分别提供给管理者数据存储单元33和学习者数据存储单元35。
将分别在管理者数据发生器32和学习者数据发生器34中产生的管理者数据的类型和学习者数据的类型随着将通过利用得到的抽头系数进行的图像转换处理的类型而变化。
随后,在步骤S22中,在图4中所示的学习单元36中,像素选择器41从保存在管理者数据存储单元33中的管理数据中选择未选像素。随后,在步骤S23中,抽头选择器42从保存在学习者数据存储单元35中的学习者数据中为所选像素选择作为预测抽头的像素,并把预测抽头提供给加法器45。抽头选择器43也从保存在学习者数据存储单元35中的学习者数据中为所选像素选择作为分类抽头的像素,并把分类抽头提供给分类单元44。
在步骤S24中,分类单元44根据分类抽头,对选择的像素分类,并把与所得到的类别对应的类别代码输出给加法器45。
在步骤S25中,加法器45从管理者数据存储单元33读取选择的像素,并关于从分类单元44提供的每个类别代码,对选择的像素和形成从抽头选择器42供给的预测抽头的学习者数据进行等式(8)中的正规方程组中的加法。
随后,在步骤S26中,像素选择器41确定是否存在保存于管理者数据存储单元33中的未选像素。如果在步骤S26中确定存在保存于管理者数据存储单元33中的未选像素,那么进程返回步骤S22,重复步骤S22及后续步骤。
如果在步骤S26中确定不存在保存于管理者数据存储单元33中的未选像素,那么加法器45把在步骤S22-S26中获得的每个类别的等式(8)中的左侧矩阵和右侧矢量提供给抽头系数计算器46。
在步骤S27中,抽头系数计算器46求解由从加法器45供给的等式(8)中的左侧矩阵和右侧矢量组成的每种类别的等式(8)中的正规方程组,从而确定并输出每种类别的抽头系数wn。随后结束该进程。
可能存在由于学习图像数据的数量不足,不能获得所需数量的用于确定抽头系数的正规方程组的一些类别。对于这样的类别,抽头系数计算器46输出例如默认的抽头系数。
图7图解说明了图像转换器51的结构的例子,它是通过利用分类自适应处理进行图像转换处理的图像转换器的另一例子。
图7中,与图1中所示的部件对应的部件用相同的附图标记表示,从而省略对它们的说明。除了代替系数输出单元15,提供系数输出单元55之外,类似于图1中所示的图像转换器1配置图像转换器51。
不仅来自分类单元14的类别(类别代码),而且用户外部输入的参数z都被提供给系数输出单元55。系数输出单元55产生和每种类别的参数z对应的抽头系数,并把和从分类单元14提供的类别对应的抽头系数输出给预测计算单元16。
图8图解说明图7中所示的系数输出单元55的结构的例子。
系数发生器61根据保存在系数源存储器62中的系数源数据和保存在参数存储器63中的参数z,产生每种类别的抽头系数,并通过改写先前的抽头系数,把产生的抽头系数保存在系数存储器64中。
系数源存储器62保存通过下面说明的学习获得的每种类别的系数源数据。系数源数据是产生抽头系数的源。
通过改写在先参数,用户外部输入的参数z被保存在参数存储器63中。
系数存储器64保存从系数发生器61供给的每种类别的抽头系数(与参数z对应的每种类别的抽头系数)。系数存储器64读取从图7中所示的分类单元14供给的类别的抽头系数,并把抽头系数输出给图7中所示的预测计算单元16。
在图7中所示的图像转换器51中,当从外部把参数z输入系数输出单元55时,通过改写在先参数z,把输入的参数z保存在参数存储器63中。
当参数z被保存(更新)到参数存储器63中时,系数发生器61从系数源存储器62读取每种类别的系数源数据,另外从参数存储器63读取参数z,以便根据系数源数据和参数z确定对应类别的抽头系数。随后,系数发生器61把产生的抽头系数供给系数存储器64,随后通过改写在先抽头系数,把产生的抽头系数保存在系统存储器64中。
在图像转换器51中,除了系数输出单元55产生并输出对应于参数z的抽头系数之外,执行和图1中所示的图像转换器1执行的,由图2的流程图表示的处理类似的处理。
现在说明图7中所示的预测计算单元16执行的预测计算,图8中所示的系数发生器61执行的抽头系统的产生,和保存在图8中所示的系数源存储器62中的系数源数据的学习。
如同图1中所示的图像转换器1中一样,现在设想高质量图像数据被用作第二图像数据,通过降低高质量图像数据的空间分辨率产生的低质量图像数据被用作第一图像数据,从低质量图像数据选择预测抽头,并且通过根据例如等式(1)中的线性预测计算,使用预测抽头和抽头系数,确定(预测)高质量图像数据的高质量像素的值。
高质量像素的像素值y可由不同于等式(1)表示的线性表达式的高阶表达式确定。
在图像转换器51中,系数发生器61根据保存在系数源存储器62中的系数源数据和保存在参数存储器63中的参数z,产生抽头系数wn。利用系数源数据和参数z,由下述等式产生抽头系数wn
w n = Σ m = 1 M β m , n z m - 1 - - - ( 9 )
这里βm,n表示用于确定第n个抽头系数wn的第m个系数源数据。在等式(9)中,通过利用M项系数源数据β1,n,β2,n,...,βM,n,确定抽头系数wn
根据系数源数据βm,n和参数z,确定抽头系数wn的等式并不局限于等式(9)。
由等式(9)中的参数z确定的值zm-1由利用新变量tm的下述等式定义
tm=zm-1(m-1,2,...,M)(10)
通过把等式(10)代入等式(9),能够获得下述等式。
w n = Σ m = 1 M β m , n t m - - - ( 11 )
根据等式(11),可利用系数源数据βm,n和变量tm的线性表达式,确定抽头系数wn
当第k个样本的高质量像素的像素值的真实值由yk表示时,并且当等式(1)获得的真实值yk的预测值由yk′表示时,这两个值之间的预测误差ek由下述等式表述。
ek=yk-yk′(12)
由于等式(12)中预测值yk′的可由等式(1)确定,因此通过把等式(12)中的yk′修改成等式(1),能够获得下述等式。
e k = y k - ( Σ n = 1 N w n x n , k ) - - - ( 13 )
这里xn,k代表形成第k个样本高质量像素的预测抽头的第n个低质量像素。
通过把等式(11)代入等式(13)中的wn,能够获得下述等式。
e k = y k - ( Σ n = 1 N ( Σ m = 1 M β m , n t m ) x n , k ) - - - ( 14 )
允许等式(14)中的预测误差ek为0的系数源数据βm,n是预测高质量像素的最佳值。但是,通常难以为所有的高质量像素确定这样的系数源数据βm,n
最小二乘法可被用作最佳系数源数据βm,n的标准,通过使由下述等式表述的平方差的总和E最小化,能够确定最佳的系数源数据βm,n
E = Σ k = 1 K e k 2 - - - ( 15 )
这里K表示多组高质量像素yk和形成高质量像素yk的预测抽头的低质量像素x1,k,x2,k,...,xN,k的学习样本的数目。
等式(15)中的平方差的总和E的最小值可由使以系数源数据βm, n对总和E偏微分而获得的值为0的系数源数据βm,n来确定,如等式(16)表述。
∂ E ∂ β m , n = Σ k = 1 K 2 · ∂ e k ∂ β m , n · e k = 0 - - - ( 16 )
通过把等式(13)代入等式(16),能够获得下述等式。
Σ k = 1 K t m x n , k e k = Σ k = 1 K t m x n , k ( y k - ( Σ n = 1 N ( Σ m = 1 M β m , n t m ) x n , k ) = 0 - - - ( 17 )
Xi,p,j,q和Yi,p分别由等式(18)和(19)定义。
X i , p , j , q = Σ k = 1 K x i , k t p x j , k t q
( i = 1,2 , · · · , N : j = 1,2 , · · · , N : p = 1,2 , · · · , M : q = 1,2 , · · · , M ) - - - ( 18 )
Y i , p = Σ k = 1 K x i , k t p y k - - - ( 19 )
这种情况下,通过利用xi,p,j,q和yi,p,可用等式(20)中的正规方程组表示等式(17)。
通过使用例如清除(sweeping-out)方法(Gauss-Jordan消元法),能够关于系数源数据βm,n求解等式(20)中的正规方程组。
在图7中所示的图像转换器51中,通过把许多项高质量像素y1,y2,...,yK作为管理者数据,把形成每个高质量像素yk的预测抽头的低质量像素x1,k,x2,k,...,xN,k用作学习者数据,关于每个类别求解等式(20)中的正规方程组,进行学习,每个类别的系数源数据βm, n能够被确定并保存在图8中所示的系数输出单元55的系数源存储器62中。系数发生器61按照等式(9),根据系数源数据βm,n和保存在参数存储器63中的参数z,产生每种类别的抽头系数wn。随后,预测计算单元16通过利用抽头系数wn和形成充当高质量像素的选择像素的预测抽头的低质量像素(第一图像数据的像素)xn,计算等式(1)。从而,能够确定更接近于充当高质量像素的选择像素的真实值的预测值。
图9图解说明进行学习,以便通过求解等式(20)中的正规方程组,确定每种类别的系数源数据βm,n的学习装置71的结构的例子。
图9中,用相同的附图标记表示与图3中所示学习装置21的部件对应的部件,从而省略对它们的说明。除了分别代替学习者数据发生器34和学习单元36,提供学习者数据发生器74和学习单元76,以及增加了参数发生器81之外,类似于图3中所示的学习装置21构成学习装置71。
和图3中所示的学习者数据发生器34中一样,学习者数据发生器74根据学习图像数据产生学习者数据,并将其提供给学习者数据存储单元35。
不仅学习图像数据,而且能够形成将被提供给图8中所示的参数存储器63的参数z的几个值都从参数发生器81被提供给学习者数据发生器74。如果能够形成参数z的值是从0~Z的实数,那么z=1,2,...,z从参数发生器81被提供给学习者数据发生器74。
学习者数据发生器74通过使用具有和提供给学习者数据发生器74的参数z对应的截止频率的LPF,滤除作为学习图像数据的高质量图像数据,产生作为学习者数据的低质量图像数据。
因此,在学习者数据发生器74中,为充当学习图像数据的高质量图像数据产生充当具有不同水平的空间分辨率的学习者数据项的(Z+1)项低质量图像数据。
这种情况下,当参数z较大时,通过利用具有较高截止频率的LPF滤除高质量图像数据,以致能够产生作为学习者数据的低质量图像数据。因此,对应于较大参数z的低质量图像数据具有较高水平的空间分辨率。
本实施例中,为了便于说明,学习者数据发生器74通过同时把高质量图像数据的水平方向和垂直方向上的空间分辨率减少等于参数z的数量,产生低质量图像数据。
学习单元76通过使用保存在管理者数据存储单元33中的管理者数据,保存在学习者数据存储单元35中的学习者数据,和从参数发生器81提供的参数z,确定并输出每种类别的系数源数据。
参数发生器81产生能够形成参数z,例如z=0,1,2,...,Z的几个值,并把它们提供给学习者数据发生器74和学习单元76。
图10图解说明图9中所示的学习单元76的结构的例子。在图10中,用相同的附图标记表示和图4中所示的学习单元36的部件对应的部件,从而省略对它们的说明。
和图4中所示的抽头选择器42中一样,抽头选择器92为选择的像素从形成作为保存在学习者数据存储单元35中的学习者数据的低质量图像数据的低质量像素中选择和图7中所示的抽头选择器12选择的预测抽头具有相同抽头结构的预测抽头,并把选择的预测抽头供给加法器95。
和图4中所示的抽头选择器43中一样,抽头选择器93为选择的像素,从形成作为保存在学习者数据存储单元35中的学习者数据的低质量图像数据的低质量像素中选择和图7中所示的抽头选择器13选择的分类抽头具有相同抽头结构的分类抽头,并把选择的分类抽头供给分类单元44。
但是在图10中,图9中所示的参数发生器产生的参数z被提供给抽头选择器92和93,抽头选择器92和93分别从对应于从参数发生器81提供的参数z产生的学习者数据(即,从通过使用具有和参数z对应的截止频率的LPF产生的作为学习者数据的低质量图像数据)中,选择预测抽头和分类抽头。
加法器95从图9中所示的管理者数据存储单元33读取选择的像素,并且进行对于选择像素的从分类单元44供给的每种类别,形成从抽头选择器92供给的预测抽头的学习者数据和用于产生学习者数据的参数z的加法。
即,作为保存在管理者数据存储单元33中的选择像素的管理者数据yk,从抽头选择器92输出的选择像素的预测抽头xi,k(xj,k),和从分类单元44输出的选择像素的类别被提供给加法器95。用于产生形成选择像素的预测抽头的学习者数据的参数z也从参数发生器81被提供给加法器95。
加法器95随后进行用于确定在等式(18)中定义的分量xi,p,j,q的学习者数据和参数z的乘积(xi,ktpxj,ktq)的计算,并且还通过使用预测抽头(学习者数据)xi,k(xj,k)和参数z,关于从分类单元44供给的每种类别进行等式(20)中的左侧矩阵中的求和(∑)。按照等式(10)根据参数z可计算等式(18)中的变量tp。按照相同的方式可计算等式(18)中的变量tq
加法器95还进行用于确定等式(19)中定义的分量Yi,p的学习者数据xi,k,管理者数据yk和参数z的乘积(xi,ktpyk)的计算,另外还通过使用预测抽头(学习者数据)xi,k,管理者数据yk和参数z,关于从分类单元44提供的每种类别进行等式(20)中右侧矢量中的求和(∑)。按照等式(10),根据参数z可计算等式(19)中的变量tp
即,加法器95把关于作为在先选择的像素的管理者数据确定的等式(20)中左侧矩阵中的分量xi,p,j,q,和等式(20)中右侧矢量中的分量Yi,p保存在内置存储器(未示出)中。加法器95随后把关于作为新选择像素的管理者数据,利用管理者数据yk,学习者数据xi,k(xj,k)和参数z计算的分量xi,ktpxj,ktq或xi,ktpyk加入关于在先选择的像素确定的分量xi,p,j,q或Yi,p中。
总之,加法器95分别进行等式(18)或(19)中的分量xi,p,j,q或Yi,p中的加法(求和)。
加法器95关于参数z(0,1,...,Z)的所有值,对保存在管理者数据存储单元33中的管理者数据的所有像素进行上述加法,以致能够为每种类别建立等式(20)中的正规方程组。随后,加法器95把正规方程组提供给系数源计算器96。
系数源计算器96求解从加法器95提供的每种类别的正规方程组,从而确定并输出对应类别的系数源数据βm,n
下面参考图11的流程图,说明图9中所示的学习装置执行的学习处理。
首先在步骤S31中,管理者数据发生器32和学习者数据发生器74分别根据保存在学习图像存储单元31中的学习图像数据,产生并输出管理者数据和学习数据。即,管理者数据发生器32直接输出学习图像数据作为管理者数据。参数发生器81产生的(Z+1)个参数z提供给学习者数据发生器74。学习者数据发生器74通过使用具有和(Z+1)个参数z(0,1,...Z)对应的截止频率的LPF,滤除学习图像数据,产生并输出管理者数据(学习图像数据)的对应帧的学习者数据的(Z+1)帧。
从管理者数据发生器32输出的管理者数据被提供给管理者数据存储单元33,并保存于其中。从学习者数据发生器74输出的学习者数据被提供给学习者数据存储单元35并被保存于其中。
随后,在步骤S32中,参考发生器81把参数z设置成初始值,例如0,并把参数z提供给图10中所示的学习装置的抽头选择器92和93,以及加法器95。在步骤S33中,像素选择器41从保存在管理者数据存储单元33中的管理者数据中选择未选像素之一。
随后,在步骤S34中,抽头选择器92从对应于从参数发生器81输出的参数z,并保存在学习者数据存储单元35中的学习者数据中(即,从通过利用具有和参数z对应的截止频率的LPF,滤除和管理者数据的选择像素对应的学习图像数据,产生的学习者数据中)选择所选像素的预测抽头,并把选择的预测抽头提供给加法器95。另外在步骤S34中,抽头选择器93为选择的像素,从对应于从参数发生器81输出的参数z,并保存在学习者数据存储单元35中的学习者数据中选择分类抽头,并把分类抽头提供给分类单元44。
随后,在步骤S35中,分类单元44根据分类抽头对选择的像素分类,把所得到的类别输出给加法器95。
在步骤S36中,加法器95从管理者数据存储单元33读取选择的像素,并通过利用选择的像素,从抽头选择器92供给的预测抽头,和从参数发生器81输出的参数z,计算等式(20)中左侧矩阵中的分量xi,ktpxj,ktq和右侧矢量中的分量xi,ktpyk。加法器95随后把根据选择的像素,预测抽头和参数z确定的矩阵分量xi,ktpxj,ktq和矢量分量xi, ktpyk加入从分类单元44输出的该类选择像素的在先矩阵分量和在先矢量分量中。
参数发生器81随后在步骤S37中,确定从参数发生器81输出的参数z是否等于可形成参数z的最大值Z。如果在步骤S37中确定参数z不等于最大值Z(小于最大值Z),那么进程进行到步骤S38。在步骤S38中,参数发生器81把参数z加1,并把得到的值输出给图10中所示的学习装置76的抽头选择器92和93,以及加法器95,作为新的参数值z。进程随后返回步骤S34,重复步骤S34和后续步骤。
如果在步骤S37中确定参数z等于最大值Z,那么进程进入步骤S39。在步骤S39中,像素选择器41确定是否存在保存在管理者数据存储单元33中的管理者数据的未选像素。如果在步骤S39中发现存在保存于管理者数据存储单元33中的未选像素,那么进程返回步骤S32,重复步骤S32及后续步骤。
如果在步骤S39中确定不存在保存于管理者数据存储单元33中的未选像素,那么加法器95把每种类别的等式(20)中的左侧矩阵和右侧矢量提供给系数源计算器96。
随后,在步骤S40中,系数源计算器96求解由从加法器95提供的等式(20)中的左侧矩阵和右侧矢量组成的每种类别的规则方程组,从而确定并输出每种类别的系数源数据βm,n。随后结束该进程。
可能存在由于学习图像数据的数量不足,不能获得所需数量的用于确定系数源数据的正规方程组的一些类别。对于这样的类别,系数源计算器96输出例如默认的系数源数据。
在图9中所示的学习装置71中,通过把充当学习图像数据的高质量图像数据用作管理者数据,和使用通过根据参数z,降低高质量图像数据的空间分辨率而产生的低质量图像数据,直接根据抽头系数wn和学习者数据xn确定允许根据等式(1)中的线性表达式预测的管理者数据的预测值y的平方误差的总和降至最小的系数源数据βm,n。另一方面,可如下所述学习系数源数据βm,n
充当学习图像数据的高质量图像数据被用作管理者数据,通过利用具有和参数z对应的截止频率的LPF,滤除高质量图像数据,降低高质量图像数据的水平分辨率和垂直分辨率而产生的低质量图像数据被用作学习者数据。随后,通过利用抽头系数wn和学习者数据xn,关于每个参数z(z=0,1,...,Z)首先确定使由等式(1)中的线性表达式预测的管理者数据的预测值y的平方误差的总和为最小值的抽头系数wn。随后,通过把抽头系数wn用为管理者数据,并把参数z用作学习者数据,确定使根据系数源数据βm,n和对应于充当学习者数据的参数z的变量tm预测的作为管理者数据的抽头系数wn的预测值的平方误差的总和降至最小的系数源数据βm,n
如同图3中所示的学习装置21中一样,在学习装置71中,通过求解等式(8)中的正规方程组,能够为每个参数z(z=0,1,...,Z)和每种类别,确定使根据等式(1)中的线性表达式预测的管理者数据的预测值y的平方误差的总和E降至最小的抽头系数wn
抽头系数由系数源数据βm,n和对应于参数z的变量tm确定,如等式(11)所示。如果等式(11)确定的抽头系数用wn′表示,那么使最佳抽头系数wn和由等式(11)确定的抽头系数wn′之间的用下述等式表示的误差en为0的系数源数据βm,n是确定最佳抽头系数wn的最佳系数源数据。但是,一般难以为所有的抽头系数wn确定这样的系数源数据βm,n
en=wn-wn
借助等式(11),等式(21)可被修改成下述等式。
e n = w n - ( Σ m = 1 M β m , n t m ) - - - ( 22 )
最小二乘法可被用作最佳系数源数据βm,n的标准,通过使下述表达式表示的平方误差的总和E降至最小,能够确定最佳系数源数据βm,n
E = Σ k = 1 K e k 2 - - - ( 23 )
等式(23)中的平方误差的总和E的最小值可由使以系数源数据βm,n对总和E偏微分而获得的值为0的系数源数据βm,n来确定,如等式(24)所示。
∂ E ∂ β m , n = Σ m = 1 M 2 ∂ e n ∂ β m , n · e n = 0 - - - ( 24 )
通过把等式(22)代入等式(24),能够获得下述等式。
Σ m = 1 M t m ( w n - ( Σ m = 1 M β m , n t m ) ) = 0 - - - ( 25 )
Xi,j和Yi分别由等式(26)和(27)定义。
X i , j = Σ z = 0 Z t i t j , ( i = 1,2 , · · · , M : j = 1,2 , · · · , M ) - - - ( 26 )
Y i = Σ z = 0 Z t i w n - - - ( 27 )
这种情况下,利用Xi,j和Yi,等式(25)可由等式(28)中的正规方程组表示。
Figure C20051000930100353
通过使用例如清除(sweeping-out)方法(Gauss-Jordan消元法),能够关于系数源数据βm,n求解等式(28)中的正规方程组。
图12图解说明通过求解等式(28)中的正规方程组,确定系数源数据βm,n的学习装置101的结构的例子。
在图12中,用相同的附图标记表示与图3中所示的学习装置21或图9中所示学习装置71的部件对应的部件,从而省略对它们的说明。即,除了代替图10中所示的学习单元76,提供学习单元106之外,类似于图9中所示的学习装置71构成学习装置101。
图13图解说明图12中所示的学习单元106的结构的例子。在图13中,用相同的附图标记表示和图4中所示的学习单元36或图10中所示的学习单元76的部件对应的部件,从而省略对它们的说明。
从分类单元44输出的选择像素的类别和从参数发生器81输出的参数z被提供给加法器115。加法器115随后从管理者数据存储单元33读取选择的像素,并关于从参数发生器81输出的每个参数z和关于从分类单元44供给的每种类别,完成选择像素和形成从抽头选择器92供给的选择像素的预测抽头的学习者数据的加法。
即,保存在图12中所示的管理者数据存储单元33中的管理者数据yk,从抽头选择器92输出的预测抽头xn,k,从分类单元44输出的类别,和从图12中所示的参数发生器81输出的用于产生形成预测抽头xn,k的学习者数据的参数z被提供给加法器115。
加法器115随后关于从参数发生器81输出的每个参数z和从分类单元44输出的每种类别,通过利用预测抽头(学习者数据)xn,k,执行学习者数据项的乘积(xn,kxn′,k)和等式(8)中左侧矩阵中的求和(∑)的计算。
加法器115还关于从参数发生器81输出的每个参数z和从分类单元44输出的每种类别,通过利用预测抽头(学习者数据)xn,k和管理者数据yk,执行学习者数据xn,k与管理者数据yk的乘积(xn,kyk)和等式(8)中右侧矢量中的求和(∑)的计算。
即,加法器115把关于管理者数据(它是在先选择的像素)确定的等式(8)中的正规方程组中左侧矩阵(∑xn,kxn′,k)中的分量和右侧矢量(∑xn,kyk)中的分量保存在内置存储器(未示出)中。加法器115随后把通过利用管理者数据yk+1和管理者数据(它是新选择像素)的学习者数据xn,k+1计算的对应分量xn,k+1xn′,k+1或xn,k+1yk+1加入矩阵分量(∑xn,kxn′,k)或矢量分量(∑xn,kyk)中。总之,加法器115执行由等式(8)中的正规方程组中的求和表示的加法。
随后,加法器115对形成保存在管理者数据存储单元33中的管理者数据的所有像素计算上述加法,以致能够关于每个参数z和每种类别,建立等式(8)中的正规方程组。加法器45随后把正规方程组提供给抽头系数计算器46。
即,如同图4中所示的加法器45中一样,加法器115为每种类别建立等式(8)中的正规方程组。但是,加法器115与加法器45的不同之处在于加法器115关于每个参数z建立等式(8)中的正规方程组。
抽头系数计算器46求解从加法器115提供的关于每个参数z和每种类别的正规方程组,以便确定每个参数z和每种类别的最佳抽头系数wn。抽头系数计算器46随后把抽头系数提供给wn加法器121。
加法器121关于每种类别,执行从图12中所示的参数发生器81提供的参数z(对应的变量tm)和从抽头系数计算器46提供的最佳抽头系数wn的加法。
即,加法器121执行对应于参数z的变量ti(tj)的乘积(titj)的计算,以便确定等式(26)中定义的分量Xi,j,还通过使用根据从图12中所示的参数发生器81供给的参数z,在等式(10)中确定的变量ti(tj),关于每种类别执行等式(28)中左侧矩阵中的求和(∑)。
由于不考虑类别,只依据参数z确定分量Xi,j,因此分量Xi,j只被计算一次。
加法器121还执行对应于参数z的变量ti的乘积(tiwn)的计算,以便确定在等式(27)中定义的分量Yi,另外还通过使用根据从图12中所示的参数发生器81供给的参数z,在等式(10)中确定的变量ti,和从抽头系数计算器46提供的最佳抽头系数wn,关于每种类别执行等式(28)中右侧矢量中的求和(∑)。
加法器121关于每种类别,确定在等式(26)中定义的分量Xi,j,和在等式(27)中定义的分量Yi,以便关于每种类别建立等式(28)中的正规方程组,并把正规方程组提供给系数源计算器122。
系数源计算器122求解从加法器121供给的等式(28)中的正规方程组,从而确定并输出每种类别的系数源数据βm,n
如上所述确定的每种类别的系数源数据βm,n可被保存在图8中所示的系数输出单元55的系数源存储器62中。
如同在图5A-5D中所示的抽头系数的学习中一样,在系数源数据的学习中,根据对应于第一图像数据的学习者数据的类型和对应于第二图像数据的管理者数据的类型,能够执行使用学习的系数源数据的各种图像转换处理。
在上述例子中,通过直接把学习图像数据用作对应于第二图像数据的管理者数据,把通过降低学习图像数据的空间分辨率而产生的低质量图像数据用作对应于第一图像数据的学习者数据,进行系数源数据的学习。因此,能够获得可进行空间分辨率产生处理,以便把第一图像数据转换成空间分辨率提高的第二图像数据的系数源数据。
这种情况下,在图7中所示的图像转换器51中,图像数据的水平分辨率和垂直分辨率可被提高到对应于参数z的分辨率。
通过使用高质量图像数据作为管理者数据,和使用通过把对应于参数z的噪声叠加在高质量图像数据上得到的图像数据,能够学习系数源数据。这种情况下,能够获得可进行把第一图像数据转换成无噪声的第二图像数据的噪声消除处理的系数源数据。在图7中所示的图像转换器51中,能够获得具有对应于参数z的S/N比的图像数据。
通过把某一图像数据用作管理者数据,并把通过根据参数z减少管理者图像数据的像素的数目而产生的图像数据用作学习者数据,或者通过把某一尺寸的图像数据用作学习者数据,并把通过以基于参数z的缩小比例减少学习者图像数据的像素的数目而产生的图像数据用作管理者数据,能够学习系数源数据。这种情况下,能够获得可执行把第一图像数据转换成从第一图像数据放大或缩小的第二图像数据的改变比例处理的系数源数据。在图7中所示的图像转换器51中,能够获得尺寸基于参数z放大或缩小的图像数据。
在上述例子中,抽头系数wn由β1,nz02,nz1+...+βM,nzM-1定义,如等式(9)表述,按照等式(9),根据参数z确定能够提高水平空间分辨率和垂直空间分辨率的抽头系数wn。但是,可确定能够分别根据独立参数zx和zy,独立提高水平空间分辨率和垂直空间分辨率的不同抽头系数wn
更具体地说,代替等式(9),抽头系数wn由例如三阶表达式β1, nzx 0zy 02,nzx 1zy 03,nzx 2zy 04,nzx 3zy 05,nzx 0zy 16,nzx 0zy 27,nzx 0zy 38, nzx 1zy 19,nzx 2zy 110,nzx 1zy 2定义,代替等式(10),等式(10)中定义的变量tm由例如t1=zx 0zy 0,t2=zx 1zy 0,t3=zx 2zy 0,t4=zx 3zy 0,t5=zx 0zy 1,t6=zx 0zy 2,t7=zx 0zy 3,t8=zx 1zy 1,t9=zx 1zy 1,t10=zx 1zy 2定义。这种情况下,最终的抽头系数wn可由等式(11)表示。因此,在图9中所示的学习装置71或者图12中所示的学习装置101中,通过把分别根据参数zx和zy降低管理者数据的水平分辨率和垂直分辨率而产生的图像数据用作学习者数据进行学习,以便确定系数源数据βm,n。随后,能够获得可分别根据独立参数zx和zy,独立提高水平分辨率和垂直分辨率的抽头系数wn
另一方面,除了分别对应于水平分辨率和垂直分辨率的参数zx和zy之外,可使用对应于时间分辨率的参数zt,以致能够确定可分别根据独立参数zx、zy和zt,独立提高水平分辨率,垂直分辨率和时间分辨率的抽头系数wn
如同空间分辨率产生处理中一样,在改变比例处理中,能够确定可根据对应于参数z的放大比例或缩小比例,沿水平方向和垂直方向改变图像数据比例的抽头系数wn。另一方面,能够确定可根据分别对应于参数zx和zy的放大比例或缩小比例,独立地沿水平方向和垂直方向改变图像数据比例的抽头系数wn
在图9中所示的学习装置71或图12中所示的学习装置101中,通过把根据参数zx降低管理者数据的水平分辨率和垂直分辨率而产生的图像数据用作学习者数据,并通过根据参数zy把噪声加入管理者数据中,以便确定系数源数据βm,n,能够进行学习。随后,能够获得可根据参数zx,提高水平分辨率和垂直分辨率,并可根据参数zy,消除噪声的抽头系数wn
下面参考图14说明根据本发明第一实施例的AV系统。
在图14中,AV系统由主体200和遥控器(远程命令器)201组成。
主体200包括控制单元202,数字通用视盘(DVD)记录器203,硬盘驱动器(HDD)记录器204,和电视接收机205。
遥控器201包括操作单元201A和发射器201B。
用户操作操作单元201A,把各种命令输入主体200中。发射器201B传送与在操作单元201上执行的操作对应的操作信号,例如红外信号。发射器201B可借助例如符合蓝牙标准的无线装置传送操作信号。
控制单元202包括收发器202A和控制器202B。
收发器202A接收从遥控器201传送的操作信号(红外信号),并将其提供给控制器202B。收发器202A还借助有线或无线装置,传送(广播)由从控制器202B供给的至少一个命令组成的命令序列。本实施例中,收发器202A借助无线装置传送命令序列。
控制器202B根据从收发器202A供给的操作信号,产生由给DVD记录器203,HDD记录器204或者电视接收机205的至少一个命令组成的命令序列,并把产生的命令序列提供给收发器202A。
DVD记录器203包括接收器211,可重新配置的集成电路(R-IC)212,记录器213,DVD 214和播放器215。DVD记录器203对从外部源供给的图像数据,例如调谐器(未示出)接收的电视广播节目的图像数据或者通过外部端子(未示出)输入的图像数据执行所需的信号处理,并把图像数据提供给下一级的HDD记录器204,或者把图像数据记录在DVD 214上。DVD记录器203还从DVD 214重放图像数据,对该图像数据执行所需的信号处理,并把其提供给HDD记录器204。
在DVD记录器203中,接收器211接收从控制单元202的收发器202A无线传送的命令序列,并将该命令序列提供给R-IC 212。
R-IC 212(它是具有可重新配置的内部结构的单片IC)根据从接收器211供给的命令序列的至少一个命令转换内部结构,对从外部源供给的图像数据或者从播放器215供给的图像数据执行所需的信号处理(数据处理),并把图像数据提供给HDD记录器204或记录器213。
接收器211和R-IC 212可被集成到单片IC中。下面说明的HDD记录器204的接收器211和R-IC 222,以及电视接收机205的接收器231和R-IC 232也可被集成到单片IC中。
记录器213对从R-IC 212供给的图像数据执行所需的处理,例如MPEG编码,以便把图像数据转换成符合DVD标准的记录数据,并把该数据记录在DVD 214上。DVD 214能够容易地装入DVD记录器203中和从中取出。
播放器215从DVD 214读取记录数据,将其解码成图像数据(重放图像数据),并把其提供给R-IC 212。
HDD记录器204包括接收器221,RIC 222,记录器223,HD 224和播放器225。HDD记录器204对从DVD记录器203供给的图像数据进行所需的信号处理,并把图像数据提供给电视接收机205或者将其记录到HD 224上。HDD记录器204还从HD 224重放图像数据,对图像数据进行所需的信号处理,并把其提供给电视接收机205。
即,在HDD记录器204中,接收器221接收从控制单元202的收发器202A无线传送的命令序列,并把所述命令序列提供给R-IC222。
和R-IC 212中一样,R-IC 222(它是具有可重新配置的内部结构的单片IC)根据从接收器221供给的命令序列的至少一个命令,转换内部结构,对从DVD记录器203供给的图像数据或者从播放器225供给的图像数据进行所需的信号处理,并把图像数据提供给电视接收器205或记录器223。
记录器223对从R-IC 222供给的图像数据进行所需的信号处理,并将其记录在HD 224上。
播放器225从HD 224读取(重放)记录数据,并将其提供给R-IC222。
电视接收机205包括接收器231,R-IC 232和显示器233,对从HDD记录器204供给的图像数据进行所需的信号处理,并将其提供给显示器233,从而图像数据被显示在显示器233上。
即,在电视接收机205中,接收器231接收从控制单元202的收发器202A无线传送的命令序列,并把所述命令序列提供给R-IC 232。
和R-IC 212中一样,R-IC 232(它是具有可重新配置的内部结构的单片IC)根据从接收器231供给的命令序列的至少一个命令,转换内部结构,对从HDD记录器204供给的图像数据进行所需的信号处理,并把图像数据提供给显示器233。
显示器233显示从R-IC 232供给的图像数据。
在图14中,DVD记录器203,HDD记录器204和电视接收机205被包含在充当主体200的一个外壳中。另一方面,DVD记录器203,HDD记录器204和电视接收机205可以是包含在不同外壳中的独立装置。这种情况下,DVD记录器203,HDD记录器204和电视接收机205可通过有线或无线装置,发送和接收所需数据(信号)。
在图14中,控制单元202根据来自遥控器201的操作信号,产生命令序列,并把命令序列无线传送给DVD记录器203,HDD记录器204或电视接收机205。另一方面,遥控器201可根据操作信号产生命令序列,并把命令序列无线传送给DVD记录器203,HDD记录器204或电视接收机205。
下面参考图15-26说明图14中所示的AV系统的主体200的操作。
当用户操作遥控器201的操作单元201A时,发射器201B传送和所述操作对应的操作信号。
在控制单元202中,收发器202A接收来自遥控器201的发射器201B的操作信号,并将其提供给控制器202B。
控制器202B接收来自收发器202A的操作信号,在步骤S201中确定操作信号是否表示把外部图像数据记录在DVD 214上的指令。
如果在步骤S201中确定操作信号表示把图像数据记录在DVD214上的指令,那么进程进入步骤S202。在步骤S202中,控制器202B产生和操作信号对应的命令序列。
图16图解说明在步骤S202中,控制器202B产生的命令序列的例子。
图16中所示的命令序列由一个噪声消除处理命令和两个空命令组成。
在图16中所示的命令序列中,第一个噪声消除处理命令指令DVD记录器203的R-IC 212执行作为信号处理的噪声消除处理。第二个空命令指令HDD记录器204的R-IC 222不执行任何信号处理。第三个空命令指令电视接收机205的R-IC 232不执行任何信号处理。
空命令可被省略,这种情况下,图16中所示的命令序列由给DVD记录器203的一个噪声消除处理命令组成。
返回参见图15,在步骤S202中,控制器202B产生命令序列,并将其提供给收发器202A。随后在步骤S203中,收发器202A传送(广播)来自控制器202B的命令序列。
在步骤S204中,DVD记录器203的接收器211,HDD记录器204的接收器221和电视接收机205的接收器231接收在步骤S203中,收发器202A传送的命令序列。接收器211、221和231把从收发器202A接收的命令序列分别提供给R-IC 212,222,232。
随后,在步骤S205中,R-IC 212,222,232根据分别从接收器211,221和231供给的命令序列中的发送给R-IC 212,222,232的命令,转换它们的内部结构。
更具体地说,在步骤S205中,DVD记录器203的R-IC 212根据位于图16中所示的命令序列的头部的噪声消除处理命令,转换内部结构,以便执行噪声消除处理命令。HDD记录器204的R-IC 222和电视接收机205的R-IC 232根据图16中所示的命令序列的第二和第三空命令,转换内部结构以便不执行信号处理。
在步骤S206中,R-IC 212,222和232根据在步骤S205中转换的内部结构,执行对应的信号处理。
更具体地说,在步骤S206中,R-IC 212对从DVD记录器203外部输入的图像数据进行噪声消除处理,并将其提供给记录器213。记录器213对来自R-IC 212的图像数据进行MPEG编码,并将其记录在DVD 214上。即,经过R-IC 212进行的噪声消除处理的图像数据被记录在DVD 214上。
因此,在R-IC 212,222和232中,只有R-IC 212用作信号处理装置,即,噪声消除处理装置。
如果在步骤S201中,控制器202B确定操作信号并不表示把外部图像数据记录在DVD 214上的指令,那么进程进入图17的步骤S211,确定操作信号是否指示重放记录在DVD 214上的图像数据的指令。
如果在步骤S211中确定操作信号指示重放DVD 214上的图像数据的指令,那么进程进入步骤S212。在步骤S212中,控制器202B根据操作信号产生命令序列。
图18图解说明在图17的步骤S212中,由控制器202B产生的命令序列的例子。
图18中所示的命令序列由一个失真消除处理命令,一个时间分辨率产生处理命令,和一个空间分辨率产生处理命令组成。
位于图18中所示的命令序列的头部的第一个失真消除处理命令指令DVD记录器203的R-IC 212执行消除MPEG编码/解码导致的块失真的失真消除处理。第二个时间分辨率产生处理命令指令HDD记录器204的R-IC 222执行时间分辨率产生处理,用于提高图像数据的时间分辨率。第三个空间分辨率产生处理命令指令电视接收机205的R-IC 232执行空间分辨率产生处理,用于提高图像数据的空间分辨率。
返回参见图17,在步骤S212中,控制器202B产生命令序列,并将其提供给收发器202A。在步骤S213中,收发器202A传送(广播)来自控制器202B的命令序列。
在步骤S214中,DVD记录器203的接收器211,HDD记录器204的接收器221和电视接收机205的接收器231接收在步骤S213中,收发器202A传送的命令序列。接收器211、221和231随后把从收发器202A接收的命令序列分别提供给R-IC 212,222,232。
在步骤S215中,R-IC 212,222,232根据分别从接收器211,221和231供给的命令序列中的发送给R-IC 212,222,232的命令,转换它们的内部结构。
更具体地说,在步骤S215中,DVD记录器203的R-IC 212根据位于图18中所示的命令序列头部的失真消除处理命令,转换内部结构,以便执行失真消除处理。HDD记录器204的R-IC 222根据命令序列的第二个时间分辨率产生处理命令,转换内部结构,以便执行时间分辨率产生处理。电视接收机205的R-IC 232根据命令序列的第三个空间分辨率产生处理命令,转换内部结构以便执行空间分辨率产生处理。
在步骤S216中,R-IC 212,222,232根据在步骤S215中转换的内部结构,执行对应的信号处理。
更具体地说,在DVD记录器203中,播放器215从DVD 214读取图像数据,对图像数据进行MPEG解码,并将其提供给R-IC 212。在步骤S2161中,R-IC 212对从播放器215供给的图像数据,即具有由MPEG编码/解码导致的块失真的图像数据进行失真消除处理,随后把图像数据输出给HDD记录器204。
在HDD记录器204中,从DVD记录器203的R-IC 212接收的图像数据被提供给R-IC 222。在步骤S2162中,R-IC 222对来自R-IC212的图像数据进行时间分辨率产生处理,并将其输出给电视接收机205。
在电视接收机205中,来自HDD记录器204的R-IC 222的图像数据被提供给R-IC 232。在步骤S2163中,R-IC 232对来自R-IC 222的图像数据进行空间分辨率产生处理,并将其提供给显示器233。
因此,R-IC 212充当失真消除处理装置(IC),R-IC 222充当执行时间分辨率产生处理的装置,R-IC 232充当执行空间分辨率产生处理的装置。
如上所述,R-IC 212对从DVD 214重放的图像数据执行失真消除处理,R-IC 222随后对R-IC 212处理的图像数据执行时间分辨率产生处理,R-IC 232随后对R-IC 222处理的图像数据进行空间分辨率产生处理。从而,能够在显示器233上显示没有(减小)块失真,并且具有高的时间分辨率和高的空间分辨率的图像数据。
如果记录在DVD 214上的图像数据是电影,那么进行所谓的“2-3下拉”方法,以便把电影转换成电视图像数据。因此,记录在DVD 214上的图像数据具有由2-3下拉方法导致的减小的时间分辨率。
因此,R-IC 222执行时间分辨率产生处理,以致能够恢复图像数据的时间分辨率。
如果控制器202B在步骤S211中确定操作信号并不指示重放记录在DVD 214上的图像数据的指令,那么进程进入图19的步骤S221,确定操作信号是否指示把外部图像数据记录在HD 224上的指令。
如果在步骤S221中确定操作信号指示把图像数据记录在HD 224上的指令,那么进程进入步骤S222。在步骤S222中,控制器202B根据操作信号产生命令序列。
图20图解说明在图19的步骤S222中,由控制器202B产生的命令序列的例子。
图20中所示的命令序列由一个噪声消除处理命令,一个空间分辨率产生处理命令,和一个空命令组成。
位于图20中所示命令序列的头部的噪声消除处理命令指令DVD记录器203的R-IC 212执行作为信号处理的噪声消除处理。第二个空间分辨率产生处理命令指令HDD记录器204的R-IC 222执行空间分辨率产生处理。第三个空命令指令电视接收机205的R-IC 232不执行信号处理。
返回参见图19,在步骤S222中,控制器202B产生命令序列,并将其提供给收发器202A。在步骤S223中,收发器202A传送(广播)来自控制器202B的命令序列。
在步骤S224中,DVD记录器203的接收器211,HDD记录器204的接收器221和电视接收机205的接收器231接收在步骤S223中,收发器202A传送的命令序列。接收器211、221和231随后分别把接收的命令序列提供给R-IC 212,222,232。
在步骤S225中,R-IC 212,222,232分别根据从接收器211,221和231供给的命令序列中的发送给R-IC 212,222,232的命令,转换它们的内部结构。
更具体地说,在步骤S225中,DVD记录器203的R-IC 212根据位于图20中所示命令序列的头部的噪声消除处理命令,转换内部结构,以便执行噪声消除处理。HDD记录器204的R-IC 222根据命令序列的第二个空间分辨率产生处理命令,转换内部结构,以便执行空间分辨率产生处理。电视接收机205的R-IC 232根据命令序列的第三个空命令,转换内部结构,以便不执行信号处理。
在步骤S226中,R-IC 212,222,232根据在步骤S225中转换的内部结构,执行对应的信号处理。
更具体地说,在DVD记录器203中,R-IC 212对从DVD记录器203的外部输入的图像数据进行噪声消除处理,并把图像数据输出给HDD记录器204。
在HDD记录器204中,来自DVD记录器203的R-IC 212的图像数据被提供给R-IC 222。R-IC 222对来自R-IC 212的图像数据进行空间分辨率产生处理,并将其提供给记录器223。记录器223对来自R-IC 222的图像数据进行MPEG编码,并将其记录在HD 224上。即,经过R-IC 212执行的噪声消除处理,以及R-IC 222执行的空间分辨率产生处理的图像数据被记录在HD 224上。
因此,R-IC 212充当噪声消除处理装置,R-IC 222充当执行空间分辨率产生处理的装置。
如果在步骤S221中,控制器202B确定操作信号不指示把外部图像数据记录在HD 224上的指令,那么进程进入图21的步骤S231,确定操作信号是否指示重放记录在HD 224上的图像数据的指令。
如果在步骤S231中确定操作信号指示重放记录在HD 224上的图像数据的指令,那么进程进入步骤S232。在步骤S232中,控制器202B根据操作信号产生命令序列。
图22图解说明在图21的步骤S232中,由控制器202B产生的命令序列的例子。
图21中所示的命令序列由一个空命令,一个失真消除处理命令,一个空间分辨率产生处理命令组成。
位于图22中所示命令序列的头部的空命令指令DVD记录器203的R-IC 212不执行任何信号处理。第二个失真消除处理命令指令HDD记录器204的R-IC 222执行作为信号处理的失真消除处理。第三个空间分辨率产生处理命令指令电视接收机205的R-IC 232执行空间分辨率产生处理作为信号处理。
返回参见图21,在步骤S232中,控制器202B产生命令序列,随后将其提供给收发器202A。在步骤S233中,收发器202A传送(广播)来自控制器202B的命令序列。
在步骤S234中,DVD记录器203的接收器211,HDD记录器204的接收器221和电视接收机205的接收器231接收在步骤S233中,收发器202A传送的命令序列。接收器211、221和231随后把接收的命令序列分别提供给R-IC 212,222,232。
在步骤S235中,R-IC 212,222和232分别根据从接收器211,221和231供给的命令序列中的发送给R-IC 212,222,232的命令,转换它们的内部结构。
更具体地说,在步骤S235中,DVD记录器203的R-IC 212根据位于图22中所示命令序列的头部的空命令,转换内部结构,以便不执行信号处理。HDD记录器204的R-IC 222根据命令序列的第二个失真消除处理命令,转换内部结构,以便执行失真消除处理。电视接收机205的R-IC 232根据命令序列的第三个空间分辨率产生处理命令,转换内部结构以便执行空间分辨率产生处理。
在步骤S236中,R-IC 212,222,232根据在步骤S235中转换的内部结构,执行对应的信号处理。
更具体地说,在步骤S236中,在HDD记录器204中,播放器225从HD 224读取图像数据,对图像数据进行MPEG解码,并将其提供给R-IC 222。R-IC 222对从播放器224供给的图像数据,即具有由MPEG编码/解码导致的块失真的图像数据进行失真消除处理,随后把图像数据输出给电视接收机205。
在电视接收机205中,来自HDD记录器204的R-IC 222的图像数据被提供给R-IC 232。R-IC 232随后对来自R-IC 222的图像数据进行空间分辨率产生处理,并将其提供给显示器233。
因此,R-IC 222充当执行失真消除处理的装置,R-IC 232充当执行空间分辨率产生处理的装置。
如上所述,R-IC 222对从HD 224重放的图像数据执行失真消除处理,R-IC 232对在R-IC 222中处理的图像数据进行空间分辨率产生处理。从而,能够在显示器233上显示没有(减小)块失真,并且具有高的空间分辨率的图像。
如果控制器202B在步骤S231中确定操作信号不指示重放记录在HD 224上的图像数据的指令,那么进程进入图23的步骤S241,确定操作信号是否指示放大(拉近)外部图像的指令。
如果在步骤S241中确定操作信号指示放大外部图像的指令,那么进程进入步骤S242。在步骤S242中,控制器202B根据操作信号产生命令序列。
图24图解说明在步骤S242中,由控制器202B产生的命令序列的例子。
图24中所示的命令序列由三个空间分辨率产生处理命令组成。
图24中所示命令序列的第一、第二和第三空间分辨率产生处理命令分别指令DVD记录器203的R-IC 212,HDD记录器204的R-IC222和电视接收机205的R-IC 232执行空间分辨率产生处理作为信号处理。
返回参见图23,在步骤S242中,控制器202B产生命令序列,随后将其提供给收发器202A。在步骤S243中,收发器202A传送(广播)来自控制器202B的命令序列。
在步骤S244中,DVD记录器203的接收器211,HDD记录器204的接收器221和电视接收机205的接收器231接收在步骤S243中,收发器202A传送的命令序列。接收器211、221和231随后分别把接收的命令序列提供给R-IC 212,222,232。
在步骤S245中,R-IC 212,222和232分别根据从接收器211,221和231供给的命令序列中的发送给R-IC 212,222,232的命令,转换它们的内部结构。
更具体地说,在步骤S255中,DVD记录器203的R-IC 212根据位于图24中所示命令序列的头部的空间分辨率产生处理命令,转换内部结构,以便执行空间分辨率产生处理。HDD记录器204的R-IC222和电视接收机205的R-IC 232也根据命令序列的第二和第三空间分辨率产生处理命令,转换它们的内部结构,以便执行空间分辨率产生处理。
在步骤S246中,R-IC 212,222,232根据在步骤S245中转换的内部结构,执行对应的信号处理。
更具体地说,在步骤S246中,在DVD记录器203中,R-IC 212对从DVD记录器203外部输入的图像数据进行空间分辨率产生处理,并将其输出给HDD记录器204。
在HDD记录器204中,来自DVD记录器203的R-IC 212的图像数据被提供给R-IC 222。R-IC 222随后对来自R-IC 212的图像数据进行空间分辨率产生处理,并将其输出给电视接收机205。
在电视接收机205中,来自HDD记录器204的R-IC 222的图像数据被提供给R-IC 232。R-IC 232随后对来自R-IC 222的图像数据进行空间分辨率产生处理,并将其提供给显示器233。
因此,R-IC 212,222和232均充当执行空间分辨率产生处理的装置。
如果作为在R-IC 212、222和232中执行的空间分辨率产生处理的图像转换处理是把第一图像数据转换成像素数目大于第一图像数据的像素数目的第二图像数据的处理,即,如果在R-IC 212、222和232中执行的空间分辨率产生处理是改变比例处理,那么可认为在R-IC212、222和232中执行下述处理。R-IC 212对外部图像数据执行空间分辨率产生处理(它也是改变比例处理),R-IC 222随后对在R-IC 212中处理的图像数据执行空间分辨率产生处理(它也是改变比例处理),随后R-IC 232对在R-IC 222中处理的图像数据执行空间分辨率产生处理(它也是改变比例处理)。
从而,能够在显示器233上显示从原始的外部图像放大的图像。
如果在步骤S241中,控制器202B确定操作信号不指示放大外部图像数据的指令,那么进程进入图25的步骤S251,确定操作信号是否指示慢动作显示外部图像数据的指令。
如果在步骤S251中确定操作信号指示慢动作显示外部图像的指令,那么进程进入步骤S252。在步骤S252中,控制器202B根据操作信号产生命令序列。
图26图解说明在图25的步骤S252中,由控制器202B产生的命令序列的例子。
图26中所示的命令序列由三个时间分辨率产生处理命令组成。
图26中所示命令序列的第一、第二和第三时间分辨率产生处理命令分别指令DVD记录器203的R-IC 212,HDD记录器204的R-IC222和电视接收机205的R-IC 232执行时间分辨率产生处理作为信号处理。
返回参见图25,在步骤S252中,控制器202B产生命令序列,随后将其提供给收发器202A。在步骤S253中,收发器202A传送(广播)来自控制器202B的命令序列。
在步骤S254中,DVD记录器203的接收器211,HDD记录器204的接收器221和电视接收机205的接收器231接收在步骤S253中,收发器202A传送的命令序列。接收器211、221和231随后分别把接收的命令序列提供给R-IC 212,222,232。
在步骤S255中,R-IC 212,222和232分别根据从接收器211,221和231供给的命令序列中的发送给对应R-IC 212,222,232的命令,转换它们的内部结构。
更具体地说,在步骤S245中,DVD记录器203的R-IC 212根据位于图26中所示命令序列的头部的时间分辨率产生处理命令,转换内部结构,以便执行时间分辨率产生处理。类似地,HDD记录器204的R-IC 222和电视接收机205的R-IC 232也根据命令序列的第二和第三时间分辨率产生处理命令,转换它们的内部结构,以便执行时间分辨率产生处理。
在步骤S256中,R-IC 212,222,232根据在步骤S255中转换的内部结构,执行对应的信号处理。
更具体地说,在步骤S256中,在DVD记录器203中,R-IC 212对从DVD记录器203外部输入的图像数据进行时间分辨率产生处理,并将其输出给HDD记录器204。
在HDD记录器204中,来自DVD记录器203的R-IC 212的图像数据被提供给R-IC 222。R-IC 222随后对来自R-IC 212的图像数据进行时间分辨率产生处理,并将其输出给电视接收机205。
在电视接收机205中,来自HDD记录器204的R-IC 222的图像数据被提供给R-IC 232。R-IC 232随后对来自R-IC 222的图像数据进行时间分辨率产生处理,并将其提供给显示器233。
因此,R-IC 212,222和232均充当执行时间分辨率产生处理的装置。
如果作为在R-IC 212、222和232中执行的时间分辨率产生处理的图像转换处理是把第一图像数据转换成帧(或场)的数目大于第一图像数据的帧(或场)的数目的第二图像数据的处理,那么可认为在R-IC 212、222和232中执行下述处理。R-IC 212对外部图像数据执行时间分辨率产生处理,以获得帧数增大的图像数据。随后,R-IC 222对在R-IC 212中处理的图像数据执行时间分辨率产生处理,以获得帧数增大的图像数据,随后R-IC 232对在R-IC 222中处理的图像数据执行时间分辨率产生处理,以获得帧数增大的图像数据。
这样,帧数增大的图像数据被提供给显示器233,并以和显示原始外部图像数据相同的帧(场)速率显示该图像数据。从而能够在显示器233上慢动作显示图像。
图15、17、19、21、23和25的流程图指示的进程由作为硬件的R-IC 212、222和232执行。但是,通过在计算机,例如微计算机上执行程序,能够实现图15的步骤S201-S203,图17的步骤S211-S213,图19的步骤S221-S223,图21的步骤S231-233,图23的步骤S241-243,和图25的步骤S251-S253。
图27图解说明图14中所示的R-IC 212的结构的例子。类似于R-IC 212构成R-IC 222和232。
R-IC 212根据形成从图14中所示的接收器211供给的命令序列的命令,转换其内部结构,并通过利用前述分类自适应处理,执行各种信号处理。
R-IC 212包括像素选择器251,抽头选择器252和253,分类单元254,系数输出单元255,和预测计算单元256。像素选择器251,抽头选择器252和253,分类单元254,系数输出单元255,和预测计算单元256分别对应于图1中所示的像素选择器11,抽头选择器12和13,分类单元14,系数输出单元15,和预测计算单元16。
因此,R-IC 212把第一图像数据转换成第二图像数据,并输出第二图像数据。
图14中所示接收器211接收的命令序列中给DVD 203的R-IC212的命令被提供给系数输出单元255。
图28图解说明图27中所示的系数输出单元255的结构的例子。
在图28中,系数输出单元255包括系数存储装置2611,2612,2613和2614,以及选择器262。
系数存储装置2611,2612,2613和2614分别保存通过学习确定的噪声消除处理抽头系数,失真消除处理抽头系数,时间分辨率产生处理抽头系数,和空间分辨率产生处理抽头系数。
从图27中所示的分类单元254输出的类别(类别代码)被提供给系数存储装置2611,2612,2613和2614。系数存储装置2611,2612,2613和2614读取对应于来自分类单元254的类别的抽头系数,并把抽头系数输出给选择器262。
不仅从系数存储装置2611,2612,2613和2614读取的抽头系数,而且图14中所示接收器211接收的命令序列中给R-IC 212的命令都被提供给选择器262。选择器262根据从接收器211供给的命令,选择系数存储装置2611,2612,2613和2614的输出端之一,并连接选择的输出端和图27中所示的预测计算单元256的输入端,从而转换R-IC212的内部结构。
如果选择器262选择系数存储装置2611的输出端,并连接选择的输出端和预测计算单元256的输入端,那么从系数存储装置2611读取的噪声消除处理抽头系数被提供给预测计算单元256。从而,R-IC 212充当噪声消除处理装置。
类似地,如果选择器262选择系数存储装置2612,2613或2614的输出端,并连接选择的输出端和预测计算单元256的输入端,那么从系数存储装置2612,2613或2614读取的失真消除处理抽头系数,时间分辨率产生处理抽头系数,或者空间分辨率产生处理抽头系数被提供给预测计算单元256。从而,R-IC 212充当失真消除处理装置,时间分辨率产生处理装置,或者空间分辨率产生处理装置。
下面参考图29,说明图27中所示的R-IC 212执行的处理。
当在步骤S261中,从图14中所示的接收器把给R-IC 212的命令提供给R-IC 212时,R-IC 212根据该命令转换内部结构。
更具体地说,在步骤S261中,来自接收器211的命令被提供给系数输出单元255。在系数输出单元255中,选择器262选择保存与来自接收器211的命令对应的抽头系数的系数存储装置的输出端,并连接选择的输出端和预测计算单元256的输入端,从而转换R-IC 212的内部结构。
随后,执行分别类似于图2中的步骤S11-S16的步骤S262-S267。
更具体地说,在步骤S262中,像素选择器251选择形成和输入R-IC 212的第一图像数据对应的第二图像数据的未选像素之一。
在步骤S263中,抽头选择器252和253分别对来自第一图像数据的选择像素,选择预测抽头和分类抽头。抽头选择器252把预测抽头提供给预测计算单元256,而抽头选择器253把分类抽头提供给分类单元254。
当从抽头选择器253收到分类抽头时,在步骤S264中,分类单元254根据分类抽头对选择的像素分类。分类单元254随后把选择像素的所得到类别输出给系数输出单元255。
在步骤S265中,系数输出单元255输出从分类单元254提供的类别的抽头系数。即,系数输出单元255从选择器262选择的系数存储装置的输出端,读取从分类单元254提供的类别的抽头系数,并把该抽头系数输出给预测计算单元256。预测计算单元256获得从系数输出单元255输出的抽头系数。
在步骤S266中,预测计算单元256利用从抽头选择器252输出的预测抽头和系数输出单元255获得的抽头系数,进行由等式(1)表示的预测计算,从而确定并输出所选像素的像素值。
在步骤S267中,像素选择器251确定是否存在第二图像数据的未选像素。如果在步骤S267中确定存在未选像素,那么进程返回步骤S262,重复步骤S262及后续步骤。
如果在步骤S267中确定不存在形成第二图像数据的未选像素,那么结束该进程。
图30图解说明图14中所示的R-IC 212的结构的另一例子。在图30中,用相同的附图标记表示和图27中所示部件相同的部件,从而省略对它们的说明。除了代替系数输出单元255,提供系数输出单元275之外,类似于图27中所示的R-IC 212配置图30中所示的R-IC212。
R-IC 222和232可类似于图30中所示的R-IC 212配置。
如同图27中所示的R-IC 212中一样,图30中所示的R-IC 212也根据从接收器211供给的命令转换内部结构,通过使用上述分类自适应处理,执行各种信号处理。即,图30中所示的R-IC 212也把提供给R-IC 212的图像数据转换成第二图像数据并输出该第二图像数据。
来自接收器211的命令被提供给系数输出单元275。从R-IC 212外部提供的参数z也被提供给系数输出单元275。
用户通过操作图14中所示的遥控器201的操作单元201A,可输入参数z。
更具体地说,用户能够操作遥控器201,指令主体200把图像数据记录在DVD 214或HD 224上,或者从DVD 214或HD 224重放图像数据,或者放大地或者慢动作地在显示器233上显示图像。随后,响应所述指令,R-IC 212对输入R-IC 212的第一图像数据执行噪声消除处理,失真消除处理,时间分辨率产生处理或者空间分辨率产生处理,并输出所得到的第二图像数据。
在图27中所示的R-IC 212中,保存在系数输出单元255中的抽头系数是固定的。因此,将由噪声消除处理消除的噪声的量(S/N比的水平),将由失真消除处理消除的失真的量,或者将由时间分辨率产生处理或空间分辨率产生处理增大的高频分量的量是固定的。但是,这种处理的水平一般随用户而变化。
如上所述,借助时间分辨率产生处理,能够慢动作显示图像,借助空间分辨率产生处理,能够放大图像。这种情况下,用户可能希望规定慢动作显示图像时的显示速率(帧速率),或者放大图像时的放大比例。
在图30中所示的例子中,用户能够操作遥控器201,给出把图像数据记录在DVD 214或HD 224上,或者从DVD 214或HD 224重放图像数据,或者放大地或者慢动作地在显示器233上显示图像的指令。用户还能够规定要消除的噪声的量,要消除的失真的量,要通过时间分辨率产生处理或空间分辨率产生处理增大的高频分量的量,慢动作显示图像时的显示速率,或者放大图像时的放大比例。
当用户操作遥控器201的操作单元201A规定上述量或速率(比例)时,发射器201B传送对应于规定值的参数z。通过控制单元202,参数z由接收器211、221或231接收,并被提供给R-IC 212,222或232。
在图30中所示的R-IC 212中,来自接收器211的参数z被提供给系数输出单元275。
图31图解说明图30中所示的系数输出单元275的结构的例子。
系数输出单元275包括系数发生器281,系数源输出装置282,参数存储器283,和系数存储器284。系数发生器281,系数源输出装置282,参数存储器283,和系数存储器284分别对应于形成图8中所示的系数输出单元55的系数发生器61,系数源存储器62,参数存储器63,和系数存储器64。
在图31中所示的系数输出单元275中,来自接收器211的参数z被提供给并保存在参数存储器283中。接收器211接收的命令序列中给R-IC 212的命令被提供给系数源输出装置282。从图30中所示的分类单元254输出的类别被提供给系数存储器284。
系数源输出装置282包括系数源存储装置2911,2912,2913和2914,以及选择器292。
系数源存储装置2911,2912,2913和2914分别保存通过学习确定的噪声消除处理系数源数据,失真消除处理系数源数据,时间分辨率处理系数源数据,和空间分辨率处理系数源数据。
系数源存储装置2911,2912,2913和2914读取每种类别的保存的系数源数据,并把它们输出给选择器292。
不仅从系数源存储装置2911,2912,2913和2914读取的系数源数据,而且接收器211接收的命令序列中给R-IC 212的命令也被提供给选择器292。选择器292随后根据从接收器211供给的命令,选择系数源存储装置2911,2912,2913和2914的输出端,并连接选择的输出端和系数发生器281的输入端,从而转换R-IC 212的内部结构。
如果选择器292选择系数源存储装置2911的输出端,并连接选择的输出端和系数发生器281的输入端,那么从系数源存储装置2911读取的噪声消除处理系数源数据被提供给系数发生器281。
类似地,如果选择器292选择系数源存储装置2912,2913或2914的输出端,并连接选择的输出端和系数发生器281的输入端,那么分别从系数源存储装置2912,2913或2914读取的失真消除处理系数源数据,时间分辨率产生处理系数源数据,或者空间分辨率产生处理系数源数据被提供给系数发生器281。
系数发生器281根据从系数源输出装置282提供的系数源数据和保存在参数存储器283中的参数z,计算等式(9),以便产生每种类别的对应于参数z的抽头系数,并把抽头系数提供给系数存储器284。通过改写在先抽头系数,抽头系数被保存在系数存储器284中。
当从图30中所示的分类单元254收到类别时,系数存储器284读取接收类别的对应于参数z的抽头系数,并把该抽头系数输出给图30中所示的预测计算单元256。
图30中所示的R-IC 212执行和图27中所示的R-IC 212执行的处理类似的处理,除了代替保存固定抽头系数的系数输出单元255布置的系数输出单元275产生并输出与参数z对应的抽头系数之外。
因此,在系数输出单元275中,如果选择器292选择系数源存储装置2911的输出端,以致从系数源存储装置2911读取的噪声消除处理系数系数源数据被提供给系数发生器281时,系数发生器281根据系数源数据和参数z,产生和保存在参数存储器283中的参数z对应的噪声消除处理抽头系数,并把该抽头系数保存在系数存储器284中。这种情况下,噪声消除处理抽头系数从系数输出单元275被提供给预测计算单元256。从而,R-IC 212充当噪声消除处理装置。
类似地,如果选择器292选择系数源存储装置2912,2913或2914的输出端,以致分别从系数源存储装置2912,2913或2914读取的失真消除处理系数源数据,时间分辨率产生处理系数源数据,或者空间分辨率产生处理系数源数据被提供给系数发生器281,系数发生器281根据系数源数据和参数z,产生与保存在参数存储器283中的参数z对应的失真消除处理抽头系数,时间分辨率产生处理抽头系数或空间分辨率产生处理抽头系数,并把抽头系数保存在系数存储器284中。因此,如果选择器292选择系数源存储装置2912,2913或2914的输出端,那么失真消除处理抽头系数,时间分辨率产生处理抽头系数或空间分辨率产生处理抽头系数从系数输出单元275被提供给预测计算单元256。从而R-IC 212充当失真消除处理装置,时间分辨率产生处理装置或者空间分辨率产生处理装置。
在图30中所示的R-IC 212中,对应于参数z的抽头系数被保存在系数输出单元275的系数存储器284中。因此,通过操作遥控器201,用户能够规定将在噪声消除处理中消除的噪声的数量,将由失真消除处理除去的失真的数量,或者将在时间分辨率产生处理或空间分辨率产生处理中增大的高频分量的数量。用户还能够规定慢动作显示图像时的显示速率或者放大图像时的放大比例。
如上所述,R-IC 212,222和232根据形成命令序列的至少一个命令转换它们的内部结构,随后对供给R-IC 212,222和232的图像数据进行信号处理,并输出所得到的图像数据。从而,通过使用单一单元的硬件,能够容易地实现多个功能。
另外,R-IC 222对在R-IC 212中处理的图像数据进行信号处理,R-IC 232对在R-IC 222中处理的图像数据进行信号处理。因此,在全部R-IC 212,222,232中能够实现更多的功能。
在图14中所示的AV系统中,布置三个R-IC,例如R-IC 212,222和232。但是,也可布置一个或两个R-IC,或者四个或更多的R-IC。
下面说明本发明的第二实施例。
图32图解说明根据本发明的第二实施例构成的电视接收机301的结构的例子。
天线302与电视接收机301连接。天线302接收把电视广播节目表示为从广播站(未示出)传送的广播电波(无线电波)的传输信号,并把传输信号提供给电视接收机301。当从天线302收到传输信号时,电视接收机301根据来自遥控器(远程命令器)303的操作信号,选择包含在传输信号中的预定频道的电视广播节目。电视接收机301随后显示图像,另外输出包含在电视广播节目中的声音。
更具体地说,电视接收机301包括调谐器311,并把来自天线302的传输信号供给调谐器311。调谐器311接收来自天线302的传输信号,通过在系统控制器318的控制下,选择频道,从接收的传输信号中获得包含在预定频道的电视广播节目中的图像数据和音频数据。
调谐器311随后把选择频道的声音提供给放大电路312,并把图像数据的红色(R)信号,绿色(G)信号和蓝色(B)信号分别提供给信号处理器314,315和316。
放大电路312放大来自调谐器311的声音,并将其提供给扬声器313。
信号处理器314,315和316在系统控制器318的控制下,对来自调谐器311的R、G和B信号进行信号处理,并把这些信号提供给显示器317,从而能够在显示器317上显示对应图像。
系统控制器318根据从遥控器接收器319提供的操作信号,向调谐器311和信号处理器314,315和316提供控制信号,从而控制调谐器311和信号处理器314,315和316。
遥控器接收器319接收通过用户操作遥控器303,从遥控器303传送的操作信号,例如红外信号或另一种无线电信号,并把操作信号提供给系统控制器318。
电视接收机301接收的广播不受特别限制,电视接收机301能够接收卫星广播,地面广播,模拟广播,数字广播以及其它广播。
除非需要,否则下面不给出声音的说明。
下面讨论系统控制器318对调谐器311和信号处理器314,315和316进行的控制操作。
除了要在信号处理器314,315和316中处理的信号的类型,即R信号,G信号和B信号不同之外,在信号处理器314,315和316中进行相同的处理。因此,下面只说明信号处理器314。
现在假定从调谐器311输出的图像是逐行扫描图像(非隔行扫描图像)。但是,从调谐器311输出的图像可以是隔行扫描图像,这种情况下,代替“帧”,在第二实施例中使用“帧”。
系统控制器318根据从遥控器303提供给遥控器接收器319的操作信号,控制在多屏幕模式和正常屏幕模式之间,电视接收机301的操作模式的转换。即,系统控制器318根据用户进行的操作,把电视接收机301的操作模式转换成多屏幕模式或者正常屏幕模式,并控制调谐器311和信号处理器314,315和316根据转换后的操作模式进行处理。
调谐器311和信号处理器314,315和316在系统控制器318的控制下,进行多屏幕模式处理或正常屏幕模式处理。
从调谐器311供给(输入)信号处理器314的图像数据被称为“输入图像数据”,作为信号处理器314执行的信号处理的结果获得的图像数据被称为“输出图像数据”。多屏幕模式是多个频道的同帧输入图像数据被处理成多屏幕输出图像数据,并且随后多屏幕地把所得到的图像数据显示在显示器317上的模式。正常屏幕模式是一个频道的输入图像数据被处理成输出图像数据,随后被显示在显示器317上的模式。
由于在多屏幕模式中,多屏幕地显示图像的多个频道,通过检查多屏幕中的图像,用户能够容易地选择所需节目的频道。
在多屏幕模式中,可显示用于从显示的图像的多个频道中指定图像的所需频道的光标,并且能够根据用户对遥控器进行的操作移动所述光标。这种情况下,能够从扬声器313输出光标指定的频道的声音。
图33A和33B图解说明系统控制器318对图32中所示的调谐器进行的控制操作。在图33A和33B中,纵轴代表图像的垂直方向,而水平方向表示时间的过去。
在正常屏幕模式中,系统控制器318控制调谐器311选择和用户对遥控器进行的操作对应的频道。
因此,如果用户当前通过操作遥控器303选择频道CH1,那么调谐器311继续从自天线302输出的传输信号中选择频道CH1,并以帧周期T1提供频道CH1的图像数据,如图33A中所示。
相反,在多屏幕模式中,系统控制器318控制调谐器311以某一帧周期顺序转换选择的频道。
因此,如果要改变的频道的数目是4个频道,即频道CH1、CH2、CH3和CH4,那么如图33B中所示,调谐器311在第一帧中选择频道CH1,随后在第二帧中选择频道CH2,在第三和第四帧中分别依次选择频道CH3和CH4。随后,调谐器311重新选择频道CH1,之后,依次重新选择频道CH2、CH3和CH4。从而,以四倍于帧周期T1的周期,从调谐器311把频道CH1的图像提供给信号处理器314。即在失落该帧周期(T1×4)中的三帧的同时,从调谐器311输出频道CH1的图像。这同样适用于频道CH2、CH3和CH4的图像。
在多屏幕模式中要改变的频道的数目并不局限于4。如果要转换的频道的数目由N表示,那么从调谐器311向信号处理器314提供一个频道的图像的周期是N倍于帧周期T1的周期。
在多屏幕模式中,电视接收机301可接收的所有频道可被转换,或者能够转换用户选择的多个频道。如果可被转换的频道的数目,即,在多屏幕模式下,在一帧中显示的图像的频道的数目超过预定阈值,那么显示的图像可被滚动。
为了简化说明,在多屏幕模式下,调谐器311能够转换的频道被固定为上述频道CH1-CH4。
图34A图解说明由调谐器311获得,并按照正常屏幕模式显示的图像。图34B图像说明由调谐器311获得,并按照多屏幕模式,即在具有和频道数目相同的子屏幕数目的多屏幕中显示的四个频道CH1-CH4的图像。
本例中,在多屏幕模式下,一帧被平分成其中显示四个频道CH1-CH4的图像的2×2(4)个子屏幕。即,四个频道CH1-CH4的图像被显示在多屏幕的左上子屏幕,右上子屏幕,左下子屏幕和右下子屏幕中。
在正常屏幕模式下,以帧周期T1在调谐器311中获得频道CH1的图像,如图33A中所示。因此,就是以帧周期T1显示频道CH1的图像,如图34A中所示。
在多屏幕模式中,在调谐器311中,以四倍于帧周期T1的周期4T1获得四个频道CH1-CH4的图像,如图33B中所示。因此,当在四分多屏幕中显示在调谐器311中获得的四个频道CH1-CH4的图像时,在第一帧中,频道CH1的图像被显示在多屏幕的左上子屏幕中,如图34B中所示,在第二帧中,频道CH2的图像被显示在右上子屏幕中。随后,在第三帧中,频道CH3的图像被显示在左下子屏幕中。在第四帧中,频道CH4的图像被显示在右下子屏幕中。随后,在第五帧中,频道CH1的图像被重新显示在左上子屏幕中。之后,类似地,频道CH1-CH4的图像以周期4T1被显示在多屏幕的对应子屏幕中。
在多屏幕模式下,在调谐器311选择某一频道之后,如果用于相同频道的子屏幕被冻结,直到随后选择相同频道为止,那么显示在多屏幕中的四个频道CH1-CH4的图像的运动变得不连续(不平滑),因为按照时分方式,以周期4T1选择四个频道CH1-CH4。
在图32中所示的电视接收机301中,信号处理器314能够产生输出图像,以致它们可被平滑地显示在多屏幕中。
图35图解说明图32中所示的信号处理器314的结构的例子。
信号处理器314包括命令序列发生器330,信号处理芯片331和332,存储器333,和信号处理芯片334。
这些部件都被形成为例如单片IC,或者整个信号处理器314可被形成为单片IC。另一方面,命令序列发生器330,信号处理芯片331和332,存储器333,和信号处理芯片334中的两个或者更多可被形成为单片IC。
来自图32中所示的系统控制器318的控制信号被提供给命令序列发生器330。响应来自系统控制器318的控制信号,命令序列发生器330产生由多个命令组成的命令序列,并通过利用例如无线装置,把命令序列传送给信号处理芯片331和332,存储器333,以及信号处理芯片334。
从图32中所示的调谐器311输出的输入图像被提供给信号处理芯片331。作为信号处理芯片334的信号处理结果的运动矢量被提供给信号处理芯片331。
信号处理芯片331接收从信号序列发生器330传送的命令序列,并且如同第一实施例的R-IC 212中一样,根据给信号处理芯片331的命令,转换可重新配置的内部结构。信号处理芯片331还对来自调谐器311的作为分类自适应处理中使用的第一图像数据的输入图像数据进行信号处理,并把所得到的图像数据输出给信号处理芯片332,作为分类自适应处理中使用的第二图像数据。
信号处理芯片331通过使用从信号处理芯片334供给的运动矢量,对来自调谐器331的输入图像数据进行信号处理。
通过转换内部结构,作为信号处理,信号处理芯片331执行例如提高图像的空间分辨率的空间分辨率产生处理,或者改变图像的比例,从而产生缩小的图像的改变比例处理(下面有时称为“缩小图像产生处理”)。
不仅作为信号处理芯片331的信号处理结果的图像数据,而且作为信号处理芯片334的信号处理结果的运动矢量都被提供给信号处理芯片332。
当收到来自命令序列发生器330的命令序列时,信号处理芯片332按照类似于第一实施例的R-IC 212的方式,转换可重新配置的内部结构。信号处理芯片332还对从信号处理芯片331输出的图像数据,即分类自适应处理中的第一图像数据进行信号处理,并把所得到的图像数据输出给存储器333,作为分类自适应处理中的第二图像数据。
如同信号处理芯片331中一样,信号处理芯片332通过使用从信号处理芯片334供给的运动矢量,对来自信号处理芯片331的图像数据进行信号处理。
通过转换内部结构,作为信号处理,信号处理芯片332执行例如消除包含在图像中的噪声的噪声消除处理,或者提高图像的时间分辨率的时间分辨率产生处理。
存储器333接收来自命令序列发生器330的命令序列,根据形成命令序列的命令,把从信号处理芯片332输出的图像数据写入内置存储器(未示出)中。存储器333还读取保存在存储器333中的图像数据,并将其作为输出图像数据提供给图32中所示的显示器317。
如同信号处理芯片331中一样,从调谐器311输出的输入图像数据被提供给信号处理芯片334。
信号处理芯片334接收来自命令序列发生器的命令序列,并根据形成该命令序列的命令,转换可重新配置的内部结构,如同第一实施例的R-IC 212中一样。信号处理芯片334还对来自调谐器311的输入图像数据进行信号处理,以便检测运动矢量,并把检测到的运动矢量提供给信号处理芯片331和332。
通过转换内容结构,作为信号处理,信号处理芯片334执行例如检测正常屏幕的运动矢量或者多屏幕的运动矢量的运动矢量处理。
下面参考图36说明图35中所示的命令序列发生器330产生的命令序列的例子。
系统控制器318把指示进行正常屏幕模式处理或多屏幕模式处理的指令的控制信号提供给命令序列发生器330。
当来自系统控制器318的控制信号指示进行正常屏幕模式处理的指令时,命令序列发生器330产生图36A中所示的命令序列(下面有时称为“正常屏幕模式命令序列”)。当控制信号指示进行多屏幕模式处理的指令时,命令序列发生器330产生图36B中所示的命令序列(下面有时称为“多屏幕模式命令序列”)。
图36A中所示的正常屏幕模式命令序列由从上部开始的正常屏幕运动矢量检测命令,空间分辨率产生处理命令,噪声消除命令,和正常屏幕存储器控制命令组成。图36B中所示的多屏幕模式命令序列由从上部开始的多屏幕运动矢量检测命令,缩小图像产生命令,时间分辨率产生命令,和多屏幕存储器控制命令组成。
正常屏幕运动矢量检测命令给出执行从图像检测正常屏幕的运动矢量的运动矢量检测处理的指令。空间分辨率产生处理命令和噪声消除命令给出在上述分类自适应处理中,分别进行空间分辨率产生处理和噪声消除处理的指令。
正常屏幕存储器控制命令给出把一个频道的图像数据写入存储器333和从存储器333读取一个频道的图像数据,以致图像数据可被显示在显示器317的整个屏幕上的指令。
多屏幕运动矢量检测命令给出执行从图像检测多屏幕的运动矢量的运动矢量检测处理的指令。缩小图像产生命令和时间分辨率产生处理命令给出在上述分类自适应处理中,分别进行作为改变比例处理的缩小图像产生处理和时间分辨率产生处理的指令。
多屏幕存储器控制命令给出把多个频道的图像数据写入存储器333和从存储器333读取多个频道的图像数据,以致多个频道的图像数据可被显示在显示器317的整个屏幕上的指令。
在图36A和36B中所示的每个命令中,仅仅布置至少一个命令。但是,执行对应于每个命令的处理的IC,即,在图35中所示的例子中,指定信号处理芯片331和332,存储器333和信号处理芯片334之一的IC信息可被加入到每个命令中。这种情况下,信号处理芯片331和332,存储器333,和信号处理芯片334均根据形成从命令序列发生器330接收的命令序列的命令中的配有对应IC信息的命令,执行处理。
在第二实施例中,命令序列只是由至少一个命令形成,如图36A或36B中所示。这种情况下,信号处理芯片331和332,存储器333,和信号处理芯片334均分别执行与信号处理芯片331和332,存储器333,和信号处理芯片334可执行的命令对应的处理。
如果图36A中所示的正常屏幕模式命令序列从图35中所示的命令序列发生器330被发送,那么信号处理芯片331和332,存储器333,和信号处理芯片334均接收该正常屏幕模式命令序列,并分别执行与信号处理芯片331和332,存储器333,和信号处理芯片334可执行的命令对应的处理。
这种情况下,例如,作为根据正常屏幕运动矢量检测命令的信号处理,信号处理芯片334转换其内部结构,以便检测正常屏幕的运动矢量。
信号处理芯片334随后从按照正常屏幕模式从调谐器311供给的一个频道的图像数据中,例如从频道CH1的图像数据中,检测正常屏幕运动矢量,并把检测到的运动矢量提供给信号处理芯片331和332。
作为根据图36A中所示的正常屏幕模式命令序列中的空间分辨率产生处理命令的信号处理,信号处理芯片331转换其内部结构,以便执行空间分辨率产生处理。
信号处理芯片331随后通过使用从信号处理芯片334供给的运动矢量,对从调谐器311供给的频道CH1的图像数据进行空间分辨率产生处理,并把所得到的图像数据输出给信号处理芯片332。
图37A和37B图解说明将相对于执行空间分辨率产生处理的信号处理芯片331输入和输出的图像数据。在图37A和37B中,用ti表示第i帧。
当选择正常屏幕模式作为操作模式时,图35中所示的命令序列发生器330发送图36A中所示的正常屏幕模式命令序列。在正常屏幕模式下,调谐器311选择预定频道,例如频道CH1,以致频道CH1的输入图像数据的帧ti以帧周期T1被顺序输入信号处理芯片331,如图37A中所示。
信号处理芯片331随后对频道CH1的输入图像数据的接收帧ti进行空间分辨率产生处理,以便以帧周期T1顺序输出空间分辨率提高的帧ti,如图37B中所示。
空间分辨率提高的帧ti被顺序提供给信号处理芯片332。
信号处理芯片332根据图36A中所示的正常屏幕模式命令序列的噪声消除命令,转换其内部结构,以便执行噪声消除处理。
信号处理芯片332随后利用从信号处理芯片334提供的运动矢量,对从信号处理芯片331提供的频道CH1的图像数据进行噪声消除处理,并把所得到的图像数据输出给存储器333。
图38A和38B图解说明将相对于执行噪声消除处理的信号处理芯片332输入和输出的图像数据。在图38A和38B中,用ti表示第i帧。
空间分辨率提高的频道CH1的图像数据的帧ti以帧周期T1从信号处理芯片331被顺序输入信号处理芯片332,如图38A中所示。
信号处理芯片332随后对接收帧ti进行噪声消除处理,并以帧周期T1顺序输出S/N比提高的帧ti,如图38B中所示。
S/N比提高的帧ti被顺序提供给存储器333。
存储器333根据图36A中所示的正常屏幕模式命令序列的正常屏幕存储器控制命令,临时把从信号处理芯片332输出的图像数据的帧ti保存在内置存储器中。存储器333随后读取帧ti,并把它们作为输出图像数据提供给图32中所示的显示器317。
从而,当从命令序列发生器330发送图36A中所示的正常屏幕模式命令序列时,具有高于调谐器311接收的频道CH1的图像数据的空间分辨率和S/N比的图像被显示在显示器317上。
当从命令序列发生器330发送图36B中所示的多屏幕模式命令序列时,信号处理芯片331和332,存储器333,以及信号处理芯片334接收多屏幕模式命令序列,执行可分别由信号处理芯片331和332,存储器333,以及信号处理芯片334进行的处理。
这种情况下,作为根据多屏幕模式命令序列的多屏幕运动矢量检测命令的信号处理,信号处理芯片334,转换其内部结构,以便检测多屏幕模式的运动矢量。
信号处理芯片334随后按照时分方式从自调谐器311供给的多个频道,例如频道CH1-CH4的图像数据中检测多屏幕模式的运动矢量,并把运动矢量提供给信号处理芯片331和332。
作为根据图36B中所示的多屏幕模式命令序列的缩小图像产生命令的信号处理,信号处理芯片331转换其内部结构,以便执行缩小图像产生处理(缩小尺寸的改变比例处理)。
信号处理芯片331随后利用从信号处理芯片334提供的运动矢量,按照时分方式对从调谐器311供给的频道CH1-CH4的图像数据进行缩小图像产生处理,并把所得到的频道CH1-CH4的缩小图像数据输出给信号处理芯片332。
图39A和39B图解说明将相对于执行缩小图像产生处理的信号处理芯片331输入和输出的图像数据。在图39A和39B中,用ti表示第i帧。
当选择多屏幕模式作为操作模式时,命令序列发生器330发送图36B中所示的多屏幕模式命令序列。在多屏幕模式下,调谐器311按照时分方式选择频道CH1-CH4,以致频道CH1-CH4的图像数据的帧ti按照时分方式被输入信号处理芯片331,如图39A中所示。
即,在多屏幕模式下,在失落3帧的情况下,调谐器311以周期4T1把四个频道CH1-CH4之一的图像数据提供给信号处理器314。因此,在四个频道CH1-CH4中的每个频道的图像数据被提供给信号处理器314的信号处理芯片331的时候,以周期4T1失落3帧。
失落的帧,即,未被调谐器311接收的帧下面被称为“失落帧”。相反,调谐器311接收的帧被称为“存在帧”(existing frame)。
信号处理芯片331对频道CH1-CH4的图像数据的帧ti进行缩小图像产生处理,并输出所得到的缩小图像数据,如图39B中所示。
虽然以帧周期T1从信号处理芯片331输出缩小图像数据,但是频道CH1-CH4中的一个频道的缩小图像数据以周期4T1被输出。即,在四个频道CH1-CH4的每个频道的缩小图像数据中存在失落帧。在缩小图像数据的某一频道中,在相邻的存在帧之间存在三个失落帧。
频道CH1-CH4的缩小图像数据从信号处理芯片331被提供给信号处理芯片332。
作为根据图36B中所示的多屏幕模式命令序列的时间分辨率产生命令的信号处理,信号处理芯片332转换其内部结构,以执行时间分辨率产生处理。
信号处理芯片332随后利用从信号处理芯片334提供的运动矢量,对从信号处理芯片331提供的频道CH1-CH4的缩小图像数据进行时间分辨率产生处理,并把所得到的图像数据输出给存储器333。
图40A和40B图解说明将相对于执行时间分辨率产生处理的信号处理芯片332输入和输出的图像数据。在图40A和40B中,频道CH#k的第i帧用CH#k(ti)表示。
在多屏幕模式下,调谐器311按照时分方式选择频道CH1-CH4,以致频道CH1-CH4的缩小图像数据的各帧以周期4T1从信号处理芯片331被顺序输入信号处理芯片332,如图40A中所示。
更具体地说,在图40A中,频道CH1的第一帧CH1(t1)在帧t1的计时被输入信号处理芯片332,频道CH2的第二帧CH2(t2)在帧t2的计时被输入信号处理芯片332,频道CH3的第三帧CH3(t3)在帧t3的计时被输入信号处理芯片332,频道CH4的第四帧CH4(t4)在帧t4的计时被输入信号处理芯片332,频道CH1的第五帧CH1(t5)在帧t5的计时被输入信号处理芯片332。之后,类似地,频道CH1-CH4的帧以周期4T1被顺序输入信号处理芯片332。
信号处理芯片332随后对具有失落帧的频道CH1-CH4的缩小图像数据进行时间分辨率产生处理,以便产生不具有失落帧的频道CH1-CH4的缩小图像数据。
即,在信号处理芯片332中,如图40B中所示,产生具有帧CH1(t2),CH1(t3),CH1(t4),CH1(t6)等等的频道CH1的缩小图像数据,产生具有帧CH2(t1),CH2(t3),CH2(t4),CH2(t5)等等的频道CH2的缩小图像数据。产生具有帧CH3(t1),CH3(t2),CH3(t4),CH3(t5)等等的频道CH3的缩小图像数据,产生具有帧CH4(t1),CH4(t2),CH4(t3),CH4(t5)等等的频道CH4的缩小图像数据。
这样,信号处理芯片332产生并输出四个频道CH1-CH4的每个频道的具有帧周期T1的各帧的缩小图像数据。
没有失落帧的频道CH1-CH4的缩小图像数据的帧ti被顺序提供给存储器333。
存储器333根据图36B中所示的多屏幕模式命令序列的多屏幕存储器控制命令,把频道CH1-CH4的缩小图像数据写入内置存储器中,并从内置存储器读取缩小图像数据,以便组合频道CH1-CH4的缩小图像数据的相同帧。随后,产生要多屏幕显示的频道CH1-CH4的缩小图像数据,并将其输出给显示器317。
即,存储器333根据多屏幕存储器控制命令,把来自信号处理芯片332的频道CH1-CH4的缩小图像数据的相同帧写入存储器333的与多屏幕的左上、右上、左下和右下子屏幕对应的存储区中,从而产生(保存)各帧输出图像数据,如图40B的下部所示。
存储器333随后根据多屏幕存储器控制命令,读取各帧输出图像数据,并把它们提供给显示器317。
因此,当从命令序列发生器330发送图36B中所示的多屏幕模式命令序列时,能够在多屏幕中平滑地显示不具有失落帧的频道CH1-CH4的图像。
下面参考图41的流程图,说明图35中所示的信号处理器314执行的处理。
当从图32中所示的系统控制器318向信号处理器314(和信号处理器315和316)传送控制信号时,在步骤S301中,信号处理器314的命令序列发生器330接收控制信号。
在步骤S302中,命令序列发生器330响应从系统控制器318接收的控制信号,产生由至少一个命令组成的命令序列,并无线传输产生的命令序列。
在步骤S303中,形成信号处理器314的部件,即,信号处理芯片331和332,存储器333,以及信号处理芯片334接收来自命令序列发生器330的命令序列。另外在步骤S303中,信号处理芯片331,332和334分别从形成命令序列的命令中,识别信号处理芯片331,332和334可执行的命令,并确定对应于所识别命令的信号处理。即,信号处理芯片331,332和334根据对应命令转换其内部结构,并执行对应的信号处理。
随后,在步骤S304中,信号处理芯片334对从图32中所示的调谐器311供给的图像数据执行在步骤S303中确定的信号处理,并把信号处理结果提供给信号处理芯片331和332。
在步骤S305中,信号处理芯片331对从调谐器311供给的图像数据执行在步骤S303中确定的信号处理,并把作为信号处理结果的图像数据提供给信号处理芯片332。
在步骤S306中,信号处理芯片332对从信号处理芯片331供给的图像数据执行在步骤S303中确定的信号处理,并把作为信号处理结果的图像数据提供给存储器333。
信号处理芯片331和332利用信号处理芯片334的信号处理结果执行信号处理。
在步骤S307中,存储器333根据在步骤S303中从命令序列发生器330接收的命令序列中的可由存储器333执行的命令,把从信号处理芯片332提供的图像数据写入内置存储器中,另外读取该图像数据并将其输出给图32中所示的显示器317。随后结束该进程。
图41的步骤S301-S307由硬件,即信号处理芯片331和332,存储器333,以及信号处理芯片334执行。但是,通过控制计算机,例如微计算机运行某一程序,可执行步骤S301和S302。
图42是图解说明图35中所示的信号处理芯片334的结构的例子的方框图。
从调谐器311输出的图像数据被提供给帧存储器341和运动检测电路344。
接收器340接收来自命令序列发生器330的命令序列。接收器340随后从形成接收自命令序列发生器330的命令序列的命令中,识别出可由信号处理芯片334执行的命令,并把识别出的命令提供给选择器343和选择部分345。
帧存储器341通过临时保存图像数据,显示一帧的输入图像数据,并把该图像数据提供给延迟电路342和选择器343。因此,当第(n+4)帧被提供给运动检测电路344时,前一帧,即第(n+3)帧从帧存储器341被提供给延迟电路342和选择器343。
延迟电路342把从帧存储器341供给的图像数据延迟三帧,并把图像数据供给选择器343。因此在被提供给选择器343之前,从调谐器311提供给信号处理芯片334的输入图像数据在帧存储器341和延迟电路342中被延迟总共4帧。从而,当第(n+4)帧被提供给运动检测电路344时,第n帧(它在第(n+4)帧前面4帧)从延迟电路342被提供给选择器343。
如上所述,选择器343从帧存储器341接收第(n+3)帧,另外从延迟电路342接收第n帧。选择器343转换信号处理芯片334的内部结构,以致它根据从接收器340接收的命令,选择来自帧存储器341的输出或者来自延迟电路342的输出。
随后,从帧存储器341输出的第(n+3)帧或者从延迟电路342输出的第n帧通过选择器343被提供给运动检测电路344。
运动检测电路344通过参考从调谐器311供给的图像数据,检测经过选择器343供给的该帧输入图像数据的每个像素的运动矢量,并把检测到的运动矢量提供给选择部分345。
选择部分345原样输出来自运动检测电路344的运动矢量,或者在根据从接收器340供给的命令,把它们输出给信号处理芯片331和332之前,把运动矢量的大小减小一半。
下面参考图43的流程图,说明图42中所示的信号处理芯片334执行的处理。
在步骤S311中,信号处理芯片334的接收器340接收来自命令序列发生器330的命令序列。接收器340从命令序列识别出可由信号处理芯片334执行的命令,并把该命令提供给选择器343和选择部分345。
在第二实施例中,可由信号处理芯片334执行的命令包括图36A中所示的正常屏幕模式命令序列中的正常屏幕运动矢量检测命令,和图36B中所示的多屏幕模式命令序列中的多屏幕运动矢量检测命令。
因此,当收到正常屏幕模式命令序列时,接收器340把正常屏幕运动矢量检测命令提供给选择器343和选择部分345。当收到多屏幕模式命令序列时,接收器340把多屏幕运动矢量检测命令提供给选择器343和选择部分345。
在步骤S312中,选择器343转换信号处理芯片334的内部结构,以致根据从接收器340接收的命令,来自帧存储器341的输出和来自延迟电路342的输出之一被提供给运动检测电路344。另外,在步骤S312中,选择部分345转换其内部结构,以致根据从接收器340接收的命令,原样地或者把运动矢量的大小减小一半地输出从运动检测电路344提供的运动矢量。
如果从接收器340提供给选择器343和选择部分345的命令是正常屏幕运动矢量检测命令,那么选择器343选择来自帧存储器341的输出,并转换信号处理芯片334的内部结构,以检测正常屏幕模式的运动矢量。另外,选择部分345转换其内部结构,以致从运动检测电路344供给的运动矢量被原样输出。
相反,如果从接收器340提供给选择器343和选择部分345的命令是多屏幕运动矢量检测命令,那么选择器343选择来自延迟电路342的输出,并转换信号处理芯片343的内部结构,以检测多屏幕模式的运动矢量。另外,选择部分345还转换其内部结构,以便把从运动检测电路344供给的运动矢量的大小减小到一半。
在步骤S313中,信号处理芯片334根据在步骤S312中转换的内部结构,对从调谐器311供给的图像数据进行信号处理,即检测正常屏幕的运动矢量或多屏幕的运动矢量。
在命令序列发生器330发送图36A中所示的正常屏幕模式命令序列的正常屏幕模式中,由于在例如频道CH1的图像数据中不存在失落帧,因此如果图像数据的指定帧是第n帧,那么通过参考随后的第(n+1)帧,能够检测第n帧的运动矢量。
在命令序列发生器330发送图36B中所示的多屏幕模式命令序列的多屏幕模式中,由于在频道CH1-CH4中的每个频道的图像数据中存在3个失落帧,因此如果指定的存在帧是第n帧,那么应通过参考第(n+4)帧(它是随后的存在帧),检测第n帧的运动矢量。
因此,在正常屏幕模式下,信号处理芯片334通过参考第(n+1)帧,检测第n帧的运动矢量,作为正常屏幕模式运动矢量检测处理。在多屏幕模式下,信号处理芯片334通过参考第(n+4)存在帧,检测第n存在帧的运动矢量,作为多屏幕模式运动矢量检测处理。
即,在正常屏幕模式下,从调谐器311输出的例如频道CH1的图像数据被提供给信号处理芯片334,更具体地说,被提供给帧存储器341和运动矢量检测电路344。
帧存储器341通过临时保存图像数据,把频道CH1的图像数据延迟一帧,随后把该图像数据提供给延迟电路342和选择器343。在正常屏幕模式下,选择器343根据正常屏幕运动矢量检测命令,把来自帧存储器341的图像数据输出给帧存储器341。因此,频道CH1的图像数据通过选择器343被提供给运动检测电路344。
如上所述,当频道CH1的图像数据的第(n+4)帧被提供给运动检测电路344时,图像数据的前一帧,即第(n+3)帧从帧存储器341被提供给选择器343。本例中,由于选择器343把该帧图像数据从帧存储器341提供给运动检测电路344,因此频道CH1的图像数据的第(n+3)帧和第(n+4)帧被提供给运动检测电路344。即,如果图像数据的某一帧是指定帧,那么指定帧和后一帧被提供给运动检测电路344。
运动检测电路344通过参考在指定帧之后的一帧,检测指定帧的每个像素的运动矢量,并把运动矢量提供给选择部分345。
在正常屏幕模式中,选择部分345根据正常屏幕运动矢量检测命令,直接输出从运动检测电路344提供的运动矢量。
相反,在多屏幕模式下,从调谐器311输出的频道CH1-CH4的每个频道的具有失落帧的图像数据被提供给信号处理芯片334,更具体地说,被提供给帧存储器341和运动检测电路344。
帧存储器341通过临时保存图像数据,把具有失落帧的图像数据延迟一帧,随后把该图像数据提供给延迟电路342和选择器343。延迟电路342把具有失落帧的图像数据延迟3帧,并把图像数据提供给选择器343。
在多屏幕模式下,由于选择器343根据多屏幕运动矢量检测命令,选择来自延迟电路342的输出,因此来自延迟电路342的具有失落帧的图像数据通过选择器343被提供给运动检测电路344。
如上所述,当第(n+4)帧被提供给运动检测电路344时,在第(n+4)帧前面4帧的第n帧从延迟电路342提供给选择器343。本例中,由于选择器343把来自延迟电路342的第n帧提供给运动检测电路344,因此第n帧和第(n+4)帧被提供给运动检测电路344。
如上所述,在多屏幕模式中,具有频道CH1-CH4的失落帧的图像数据从调谐器311被提供给信号处理芯片334。在每个频道中,由于在每四帧中存在一个存在帧,某一频道的存在帧和随后的存在帧被提供给运动检测电路344。
运动检测电路344通过参考随后的存在帧,检测接收的存在帧的每个像素的运动矢量,并把检测的运动矢量提供给选择部分345。
在多屏幕模式中,选择部分345根据多屏幕运动矢量检测命令,减小从运动检测电路344接收的运动矢量的大小,随后输出减小的运动矢量。
在选择部分345中把运动矢量的尺寸减小到一半的原因如下所述。
在多屏幕模式中,命令序列发生器330发送在图36B中所示的多屏幕模式命令序列。这种情况下,信号处理芯片331对具有频道CH1-CH4的失落帧的图像数据执行和缩小图像产生命令相符的缩小图像产生处理,以便把图像数据的尺寸减小成上述2×2子屏幕的尺寸。
频道CH1-CH4的缩小图像数据包括失落帧,和缩小之前的图像数据中一样。
具有失落帧的缩小图像数据从信号处理芯片331被提供给信号处理芯片332。在多屏幕模式下,信号处理芯片332根据时间分辨率产生命令,对具有失落帧的缩小图像数据执行时间分辨率产生处理,以便产生无失落帧的缩小图像数据。
如上所述,在多屏幕模式下,信号处理芯片331和332对具有子屏幕尺寸的缩小图像数据(即,通过沿水平方向和垂直方向把像素的数目减小到一半而获得的图像数据)进行信号处理。
信号处理芯片334检测从调谐器311输出的频道CH1-CH4的具有失落帧的图像数据(它未被缩小)的运动矢量。理论上,运动矢量的尺寸为缩小图像数据的尺寸的两倍。因此,在多屏幕模式下,信号处理芯片334的选择部分345减小图像数据的尺寸,并把缩小图像数据提供给信号处理芯片331和332。
在步骤S314中,信号处理芯片334确定是否存在要经历信号处理的图像数据。如果找到图像数据,即,如果信号处理芯片334继续从调谐器311接收图像数据,那么进程返回步骤S313,以检测正常屏幕或多屏幕的运动矢量。
如果在步骤S314中确定不存在要经历信号处理的图像数据,即,如果不从调谐器311把图像数据提供给信号处理芯片334,那么结束该进程。
如果新的命令序列从命令序列发生器330被提供给信号处理芯片334,那么暂停图43中所示的进程,并从步骤S311重新开始该进程。
如同在运动检测电路344中检测运动矢量的方法一样,可采用块匹配或梯度方法。
在上述例子中,关于每个像素检测运动矢量。另一方面,可每隔预定数目的像素或者对于由预定数目的像素组成的每个块检测运动矢量。这种情况下,对于未经历运动检测处理的像素,可使用相邻像素的检测运动矢量或者相同块中的检测运动矢量。
图44图解说明图35中所示的信号处理芯片331的结构的例子。
信号处理芯片331根据形成从命令序列发生器330供给的命令序列的命令,转换其内部结构,并通过利用上述分类自适应处理,执行空间分辨率产生处理或缩小图像产生处理作为改变比例处理。
信号处理芯片331包括像素选择器351,抽头选择器352和353,分类单元354,系数输出单元355,预测计算单元356,接收器357,和运动确定单元358。像素选择器351,抽头选择器352和353,分类单元354,系数输出单元355,和预测计算单元356分别对应于图1中所示的像素选择器11,抽头选择器12和13,分类单元14,系数输出单元15,和预测计算单元16。
在信号处理芯片331中,通过使用分类自适应处理,从调谐器311供给的第一图像数据被转换成第二图像数据。
在图44中,系数输出单元355包括系数存储装置3611和3612,以及选择器362。
系数存储装置3611和3612分别保存已确定的用于空间分辨率产生处理的抽头系数,和用于缩小图像产生处理的抽头系数。缩小图像产生处理的抽头系数把从调谐器311输出的图像数据的尺寸减小到2×2子屏幕的尺寸
从分类单元354输出的类别(类别代码)被提供给系数存储装置3611和3612。系数存储装置3611和3612读取对应于类别的抽头系数,并把它们输出给选择器362。
选择器362不仅接收来自系数存储装置3611和3612的抽头系数,而且接收来自接收器357的命令序列。选择器362根据来自接收器357的命令序列,选择系数存储装置3611和3612的输出端之一,并连接选择的输出端和预测计算单元356的输入端,从而转换信号处理芯片331的内部结构。
如果选择器362选择系数存储装置3611的输出端,并连接选择的输出端和预测计算单元356的输入端,从系数存储装置3611读取的空间分辨率产生处理的抽头系数被提供给预测计算单元356。从而,信号处理芯片331起执行空间分辨率产生处理的IC的作用。
如果选择器362选择系数存储装置3612的输出端,并连接选择的输出端和预测计算单元356的输入端,从系数存储装置3612读取的缩小图像产生处理的抽头系数被提供给预测计算单元356。从而,信号处理芯片331起执行缩小图像产生处理的IC的作用。
在图44中,分类单元354不仅接收来自抽头选择器353的分类抽头,而且从运动确定单元358接收下面说明的运动确定信息。分类单元354把指示运动确定信息的位元加入通过根据分类抽头对选择的像素分类而获得的类别代码的最高有效位或最低有效位,并把所得到的位串提供给系数输出单元355,作为最终的类别代码。
在图44中,接收器357接收从命令序列发生器330无线发送的命令序列,随后识别可由信号处理芯片331执行的信号处理的命令,以便把该命令提供给选择器362。
即,当收到图36A中所示的正常屏幕模式命令序列时,接收器357把空间分辨率产生处理命令识别成可由信号处理芯片331执行的命令,并把该命令提供给选择器362。这种情况下,选择器362选择系数存储装置3611的输出端,并连接该输出端和预测计算单元356的输入端。
当收到图36B中所示的多屏幕模式命令序列时,接收器357把缩小图像产生命令识别成可由信号处理芯片331执行的命令,并把该命令提供给选择器362。这种情况下,选择器362选择系数存储装置3612的输出端,并连接该输出端和预测计算单元356的输入端。
在图44中,形成从调谐器311接收的第一图像数据的单个像素的运动矢量从信号处理芯片334被提供给运动确定单元358。运动确定单元358确定对应于选择像素(例如,最接近于相同帧中选择像素的空间-时间位置的第一图像数据的像素)的第一图像数据的像素的运动矢量的幅度或方向,并把指示运动矢量的幅度或方向的一位或几位提供给分类单元354作为运动确定信息。
下面参考图45的流程图说明图44中所示的信号处理芯片331执行的处理。
在步骤S321中,接收器357接收来自命令序列发生器330的命令序列。接收器357随后识别可由信号处理芯片331执行的信号处理的命令,并把该命令提供给选择器362。
在步骤S322中,选择器362根据来自接收器357的命令,转换信号处理芯片331的内部结构。
即,选择器362选择系数存储装置3611和3612的输出端之一,并连接选择的输出端和预测计算单元356的输入端,从而转换信号处理芯片331的内部结构。
随后,分别类似于图2的步骤S11-S16执行步骤S323-S328。
更具体地说,在步骤S323中,像素选择器351选择形成与输入信号处理芯片331的第一图像数据对应的第二图像数据的未选像素之一。
在步骤S324中,抽头选择器352和353分别从第一图像数据选择作为用于选择像素的预测抽头和分类抽头的像素。抽头选择器352把预测抽头提供给预测计算单元356,抽头选择器353把分类抽头提供给分类单元354。
另外在步骤S324中,运动确定单元358根据从信号处理芯片334提供的运动矢量,确定对应于所选像素的第一图像的一个像素的运动矢量的幅度或方向,并把指示运动矢量的幅度或方向的一位或几位提供给分类单元354,作为所选像素的运动确定信息。
当从抽头选择器353收到所选像素的分类抽头,和从运动确定单元358收到所选像素的运动确定信息时,在步骤S325中,分类单元354根据分类抽头和运动确定信息,对选择的像素分类。分类单元354把所得到的类别输出给系数输出单元355。
在步骤S326中,系数输出单元355输出与从分类单元354供给的类别对应的抽头系数。即,系数输出单元355从选择器362选择的系数存储装置3611或3612的输出端读取与接收的类别对应的抽头系数,并把抽头系数输出给预测计算单元356。
在步骤S327中,预测计算单元356通过使用从抽头选择器352输出的预测抽头,和从系数输出单元355输出的抽头系数,执行由等式(1)表述的预测计算,从而确定并输出选择像素的像素值。
在步骤S328中,像素选择器351确定是否存在第二图像数据的任意未选像素。如果存在未选像素,那么进程返回步骤S323,重复步骤S323及后续步骤。
如果在步骤S328中确定不存在未选像素,那么结束该进程。
当从命令序列发生器330收到图36A中所示的正常屏幕模式命令序列时,接收器357把包含在命令序列中的空间分辨率产生命令提供给选择器362。这种情况下,由于选择器362选择系数存储装置3611的输出端,用于空间分辨率产生处理的抽头系数被提供给预测计算单元356。
当正常屏幕模式被选择为操作模式时,命令序列发生器330发送图36A中所示的正常屏幕模式命令序列。这种情况下,调谐器311选择预定的频道,例如频道CH1,从而信号处理芯片331接收频道CH1的不存在失落帧的图像数据。
因此,信号处理芯片331对作为第一图像数据的无失落帧的图像数据执行空间分辨率产生处理,并把空间分辨率提高的图像数据(有时称为“高分辨率图像数据”)输出给信号处理芯片332作为第二图像数据。
当从命令序列发生器330收到图36B中所示的多屏幕模式命令序列时,接收器357把包含在命令序列中的缩小图像产生命令提供给选择器362。这种情况下,由于选择器362选择系数存储装置3612的输出端,用于缩小图像产生处理的抽头系数被提供给预测计算单元356。
当多屏幕模式被选择为操作模式时,命令序列发生器330发送图36B中所示的多屏幕模式命令序列。这种情况下,调谐器311按照时分方式选择多个频道,例如频道CH1-CH4,从而信号处理芯片331接收具有失落帧的图像数据。
因此,信号处理芯片331对作为第一图像数据的有失落帧的图像数据执行缩小图像产生处理,并把尺寸减小的(像素数目较小的)具有失落帧的图像数据作为第二图像数据输出给信号处理芯片332。
图46图解说明图35中所示的信号处理芯片332的结构的例子。
信号处理芯片332根据形成从命令序列发生器330供给的命令序列的命令,转换其内部结构,并利用上述分类自适应处理,产生噪声消除处理或者时间分辨率产生处理。
信号处理芯片332包括存储器370,像素选择器371,抽头选择器372和373,分类单元374,系数输出单元375,预测计算单元376,接收器377,和抽头确定单元378和379。像素选择器371,抽头选择器372和373,分类单元374,系数输出单元375和预测计算单元376分别对应于图1中所示的像素选择器11,抽头选择器12和13,分类单元14,系数输出单元15和预测计算单元16。
在信号处理芯片332中,从信号处理芯片331供给的频道CH1-CH4的无失落帧的高分辨率图像数据或者频道CH1-CH4的具有失落帧的缩小图像数据在分类自适应处理中被转换成第二图像数据。
在图46中,系数输出单元375包括系数存储装置3811和3812,以及选择器382。
系数存储装置3811和3812分别保存通过学习确定的用于噪声消除处理的抽头系数和用于时间分辨率产生处理的抽头系数。用于时间分辨率产生处理的抽头系数把具有失落帧的缩小图像数据转换成不存在失落帧的缩小图像数据。
从分类单元374输出的类别(类别代码)被提供给系数存储装置3811和3812。系数存储装置3811和3812读取对应于接收类别的抽头系数,并把它们输出给选择器382。
选择器382不仅接收来自系数存储装置3811和3812的抽头系数,而且接收来自接收器377的命令。选择器382根据从接收器377供给的命令,选择系数存储装置3811和3812的输出端之一,并连接选择的输出端和预测计算单元376的输入端,从而转换信号处理芯片332的内部结构。
如果选择器382选择系数存储装置3811的输出端,并连接选择的输出端和预测计算单元376的输入端,那么从系数存储装置3811读取的用于噪声消除处理的抽头系数被提供给预测计算单元376。从而,信号处理芯片332起执行噪声消除处理的IC的作用。
如果选择器382选择系数存储装置3812的输出端,并连接选择的输出端和预测计算单元376的输入端,那么从系数存储装置3812读取的时间分辨率产生处理的抽头系数被提供给预测计算单元376。从而,信号处理芯片332起执行时间分辨率产生处理的IC的作用。
在图46中,接收器377接收从命令序列发生器330无线发送的命令序列,随后从接收的命令序列中识别出可由信号处理芯片332执行的信号处理的命令,以便把该命令提供给选择器382。
即,当收到图36A中所示的正常屏幕模式命令序列时,接收器377把噪声消除命令识别成可由信号处理芯片332执行的信号处理的命令,并把该命令提供给选择器382。这种情况下,选择器382选择系数存储装置3811的输出端,并连接该输出端和预测计算单元376的输入端。
相反,当收到图36B中所示的多屏幕模式命令序列时,接收器377把时间分辨率产生处理命令识别成可由信号处理芯片332执行的信号处理的命令,并把该命令提供给选择器382。这种情况下,选择器382选择系数存储装置3812的输出端,并连接该输出端和预测计算单元376的输入端。
在图46中,形成从调谐器311供给信号处理器314的图像数据的单个像素的运动矢量从信号处理芯片334被提供给抽头确定单元378和379。
抽头确定单元378和379根据从信号处理芯片334供给的运动矢量,分别确定所选像素的预测抽头和分类抽头。
将从第一图像数据中选择为所选像素的预测抽头和分类抽头(下面有时简称为“抽头”)的像素不受特别限制。
在图46中所示的信号处理芯片332中,如上所述,如果收到多屏幕模式命令序列,那么执行通过把抽头系数用于时间分辨率产生处理的分类自适应处理,从而,作为第一图像数据的具有失落帧的缩小图像数据被转换成作为第二图像数据的不具有失落帧的缩小图像数据。
在时间分辨率产生处理中,关于四个频道CH1-CH4中的每个频道,预测(产生)帧周期T1的每帧的缩小图像数据。对于该预测来说,最好使用多个存在帧中的像素,而不是单个存在帧中的像素。即,最好使用接近要预测的像素(选择的像素)的帧的两个存在帧中的像素,即,紧接所选像素的帧之前的存在帧(下面有时简称为“在先存在帧”)和紧接所选像素的帧之后的存在帧(下面有时简称为“后续存在帧”)中的像素。但是,如果选择的像素包含在存在帧中,那么使用该存在帧,而不是在先存在帧。另外,最好考虑到图像(对象)的运动,预测时间分辨率产生处理中的选择像素。
随后,抽头确定单元378根据与出自在先存在帧的像素和后续存在帧的像素中的选择像素对应的在先存在帧的像素的运动矢量,确定选择像素的预测抽头。
更具体地说,现在假定在先存在帧,选择像素的帧和后续存在帧按照时间先后顺序排列,并且对应于选择像素的在先存在帧中的像素的运动矢量被校正,以致所述运动矢量通过选择像素。这种情况下,抽头确定单元378把校正后的运动矢量的起点周围的在先存在帧的几个像素,和校正后的运动矢量的终点周围的后续存在帧的几个像素确定为选择像素的预测抽头。
当执行时间分辨率产生处理时,从信号处理芯片334提供给信号处理芯片332的运动矢量不是在先存在帧和后续存在帧的缩小图像数据的像素的运动矢量,而是缩小之前的图像数据的运动矢量。因此,抽头确定单元378把位于相同位置的未缩小的图像数据的运动矢量用作缩小的图像数据的运动矢量。
在确定充当所选像素的预测抽头的像素之后,抽头确定单元378把关于所确定像素的信息(下面有时称为“预测抽头信息”)提供给抽头选择器372。抽头选择器372随后根据预测抽头信息,从保存在存储器370中的图像数据中选择充当预测抽头的像素。
按照类似于抽头确定单元378的方式,抽头确定单元379确定充当选择像素的分类抽头的像素,并把关于所确定像素的信息(下面有时称为“分类抽头信息”)提供给抽头选择器373。抽头选择器373随后根据分类抽头信息,从保存在存储器370中的图像数据选择充当分类抽头的抽头选择器373。
在图46中所示的信号处理芯片332中,从信号处理芯片331供给的图像数据的两帧中选择抽头。随后,在信号处理芯片332中,提供用于临时保存图像数据的各帧的存储器370。
另外,在信号处理芯片332中,对四个频道CH1-CH4中的每个频道,执行时间分辨率产生处理。这种情况下,在对四个频道CH1-CH4之一执行时间分辨率产生处理时,其它三个频道的图像数据应被保存。这是布置存储器370的另一原因。
在信号处理芯片332中,不仅执行时间分辨率产生处理,而且执行噪声消除处理。当执行噪声消除处理时,抽头确定单元378和389还确定充当抽头的像素。
但是,由于对频道CH1的无失落帧的高分辨率图像数据执行噪声消除处理,可使用选择像素的帧,而不是在先存在帧,并且可以使用在选择像素的帧之后的帧,而不是后续存在帧。
下面参考图47的流程图说明图46中所示的信号处理芯片332执行的处理。
在步骤S331中,接收器377从命令序列发生器330接收命令序列。随后,接收器377从命令序列中识别可由信号处理芯片332执行的信号处理的命令,并把该命令提供给选择器382。
在步骤S332中,选择器382根据来自接收器377的命令,转换信号处理芯片332的内部结构。
更具体地说,选择器382根据接收的命令,选择系数存储装置3811和3812的输出端之一,并连接选择的输出端和预测计算单元376的输入端,从而转换信号处理芯片332的内部结构。
分别类似于图2的步骤S11-S16执行步骤S333-S338。
更具体地说,频道CH1的无失落帧的高分辨率图像数据或频道CH1-CH4的具有失落帧的缩小图像数据被顺序提供给存储器370,作为在分类自适应处理中使用的第一图像数据。
在步骤S333中,像素选择器371选择形成在分类自适应处理中使用的第二图像数据的未选像素之一。
在步骤S334中,抽头确定单元378和379根据从信号处理芯片334供给的运动矢量,分别确定充当预测抽头和分类抽头的第一图像数据的像素,并且分别把预测抽头信息和分类抽头信息提供给抽头选择器372和373。
另外在步骤S334中,抽头选择器372和373分别根据从确定单元378和379供给的预测抽头信息和分类抽头信息,从第一图像数据选择分别作为选择像素的预测抽头和分类抽头的像素。抽头选择器372把预测抽头提供给预测计算单元376,抽头选择器373把分类抽头提供给分类单元374。
当从抽头选择器373收到选择像素的分类抽头时,在步骤S335中,分类单元374根据分类抽头对选择的像素分类。分类单元374把所得到的类别输出给系数输出单元375。
在步骤S336中,系数输出单元375输出与从分类单元374供给的类别对应的抽头系数。即,系数输出单元375从选择器368选择的系数存储装置3811或3812的输出端,读取与接收的类别对应的抽头系数,并把抽头系数输出给预测计算单元376。
在步骤S337中,预测计算单元376通过使用从抽头选择器372输出的预测抽头和从系数输出单元375输出的抽头系数,执行等式(1)表示的预测计算,从而确定并输出选择像素的像素值。
在步骤S338中,像素选择器371确定是否存在第二图像数据的任意未选像素。如果存在未选像素,那么进程返回步骤S333,重复步骤S333和后续步骤。
如果在步骤S338中确定不存在未选像素,那么结束该进程。
当从命令序列发生器330收到图36A中所示的正常屏幕模式命令序列时,接收器377把包含在命令序列中的噪声消除命令提供给选择器382。这种情况下,由于选择器382选择系数存储装置3811的输出端,用于噪声消除处理的抽头系数被提供给预测计算单元376。
当正常屏幕模式被选择为操作模式时,命令序列发生器330发送图36A中所示的正常屏幕模式命令序列。这种情况下,调谐器311选择预定的频道,例如频道CH1,信号处理芯片331把频道CH1的图像数据转换成高分辨率图像数据,从而信号处理芯片332接收频道CH1的高分辨率图像数据。
因此,信号处理芯片332对作为第一图像数据的频道CH1的高分辨率图像数据执行噪声消除处理,并把S/N比提高的图像数据输出给存储器333作为第二图像数据。
当从命令序列发生器330收到图36B中所示的多屏幕模式命令序列时,接收器377把包含在命令序列中的时间分辨率产生处理命令提供给选择器382。这种情况下,由于选择器382选择系数存储装置3812的输出端,用于时间分辨率产生处理的抽头系数被提供给预测计算单元376。
当多屏幕模式被选择为操作模式时,命令序列发生器330发送图36B中所示的多屏幕模式命令序列。这种情况下,调谐器311按照时分方式选择多个频道,例如频道CH1-CH4。随后,信号处理芯片331把具有失落帧的图像数据转换成具有失落帧的缩小图像数据。从而,信号处理芯片332接收频道CH1-CH4的具有失落帧的缩小图像数据。
因此,信号处理芯片332对作为第一图像数据的具有失落帧的图像数据执行时间分辨率产生处理,并把不具有失落帧的图像数据作为第二图像数据输出给存储器333。
如上所述,信号处理芯片331,332和334根据形成命令序列的至少一个命令,转换它们的内部结构,随后,对提供给信号处理芯片331,332和334的图像数据执行信号处理,并输出所得到的图像数据。从而,利用单个单元的硬件,能够容易地实现多个功能。
另外,信号处理芯片332对在信号处理芯片331中处理的图像数据执行信号处理。因此,在整个信号处理器314中能够实现更多的功能。
在信号处理器314中,可布置所需数目的信号处理芯片,例如信号处理芯片331和332。
在本实施例中,抽头系数保存在信号处理芯片331的系数输出单元355中。但是,代替抽头系数,可保存系数源数据,从而根据系数源数据产生抽头系数。这同样适用于信号处理芯片332。
下面说明本发明的第三实施例。
图48图解说明根据本发明第三实施例构成的电视接收机的结构的例子。
天线(未示出)接收的数字广播信号(传输信号)被提供给调谐器601。以由多个传输流分组(TS分组)组成的传输流的形式,传送数字广播信号(它是按照MPEG2定义的数字数据)。调谐器601在控制器613的控制下,从广播信号的多个频道中选择预定的频道(频率),并把选择频道的广播信号提供给解调器602。
解调器602在控制器612的控制下,依据例如正交移相键控(QPSK)调制,解调从调谐器601提供的预定频道的传输流,并把解调后的传输流提供给纠错部分603。
纠错部分603在控制器613的控制下检测并纠正从解调器602供给的传输流中的错误,并把纠错后的传输流提供给多路分解器(DEM)604。
多路分解器604在控制器613的控制下,对从纠错部分603供给的传输流解扰。多路分解器604还通过参考TS分组的分组标识符(PID),从接收的传输流抽取预定程序的TS分组,并分别把视频数据的TS分组和音频数据的TS分组提供给视频解码器605和音频解码器610。
视频解码器605根据MPEG2方法,对从多路分解器604供给的视频数据的TS分组解码,并把解码的TS分组提供给大规模集成电路(LSI)606和/或合成器607。
如同在第一实施例的R-IC 212中一样,LSI 606接收来自控制器613的命令序列,并根据该命令序列转换其可重新配置的内部结构。LSI 606对从视频解码器605输出的图像数据(视频数据)执行信号处理,并把所得到的图像数据提供给合成器607。
合成器607选择从LSI 606输出的图像数据。如果图像数据不是从LSI 606供给,那么合成器607选择从视频解码器605提供的图像数据。合成器607还把从屏幕显示(OSD)部分608提供的图像数据叠加在来自视频解码器605或LSI 606的选择图像数据上,并把叠加的数据提供给液晶显示器(LCD)609。
如果图像数据不是从OSD部分608供给,那么合成器607直接把来自视频解码器605或LSI 606的选择图像数据提供给LCI 609。
OSD部分608在控制器613的控制下,产生图像数据,例如当前选择的频道的编号和音量,并把该图像数据提供给合成器607。
同时,音频解码器610根据MPEG2方法,对从多路分解器604供给的音频数据的TS分组解码,并把解码分组提供给输出端子(未示出),以及提供给扬声器611。
控制器613控制调谐器601,解调器602,纠错部分603,多路分解器604,视频解码器605,音频解码器610和OSD部分608。控制器613还根据通过按键输入单元614或遥控器I/F 617,从用户输入的操作信号,执行各种处理。
例如,控制器613根据通过遥控器I/F 617,从用户输入的操作信号,产生由至少一个命令组成的命令序列,并把该命令序列发送给LSI 606。
由开关按钮形成的按键输入单元614接收当用户选择所需频道时执行的操作,并把对应的操作信号提供给控制器613。显示单元615根据从控制器613供给的控制信号,显示调谐器601选择的频道。
遥控器I/F 617把通过光接收部分616从用户输入的操作信号提供给控制器613。光接收部分616接收通过遥控器(远程命令器)618,从用户输入的操作信号,并把该操作信号提供给遥控器I/F 617。
图49是图解说明图48中所示的遥控器618的结构的例子的平面图。
遥控器618包括用户接口621和LCD面板622。
用户接口621包括当打开或关闭图48中所示的电视接收机的电源时操作的ON/OFF按钮621A,当在电视广播和来自外部源的输入之间转换电视接收机的输入时操作的输入按钮621B,当选择某一频道时操作的频道按钮621C,当指令电视接收机的LSI 606执行预定功能时操作的功能按钮621D。
在图49中,功能按钮621D包括四个按钮A、B、C和D。
LCD面板622显示预定信息,例如和先前操作的用户接口621的按钮相关的信息。
图50图解说明了图49中所示的遥控器618的电气结构的例子。
遥控器618包括通过总线631相互连接的用户接口621,LCD面板622,控制器632,存储单元633和发射器634。
由例如CPU形成的控制器632通过执行保存在存储单元633中的程序,控制形成遥控器618的各个部件。存储单元633保存由控制器632执行的程序和数据。
发射器634传送与用户对用户接口621执行的操作对应的操作信号(例如红外信号或无线电波)。从发射器634传送的操作信号由光接收部分616接收。
下面参考图51说明图48中所示的控制器613执行的处理。
在步骤S601中,控制器613确定用户是否已操作遥控器618的用户接口621。如果在步骤S601中确定用户接口621未被操作,那么进程返回步骤S601。
如果在步骤S601中确定用户接口已被操作,即,用户已操作用户接口621,对应的操作信号已通过光接收部分616和遥控器I/F 617被提供给控制器613,那么进程进入步骤S602,根据操作信号确定ON/OFF按钮621A是否已被操作。
如果在步骤S602中确定ON/OFF按钮621A已被操作,即,用户已操作ON/OFF按钮621A,并且对应的操作信号已通过光接收部分616和遥控器I/F 617被提供给控制器613,那么进程进入步骤S603。在步骤S603中,控制器613打开或关闭图48中所示的电视接收机的电源。随后,进程返回步骤S601。
如果在步骤S602中确定ON/OFF按钮612A未被操作,即,操作了除ON/OFF按钮612A之外的按钮,那么进程进入步骤S604。在步骤S604中,控制器613执行对应于操作按钮的处理。进程随后返回步骤S601。
如果遥控器618的功能按钮621D之一被操作,并且控制器613通过光接收部分616和遥控器I/F 617接收对应的操作信号,那么控制器613根据操作信号(根据操作的功能按钮621D)产生命令序列,并把命令序列发送给LSI 606。
图52图解说明控制器613产生的命令序列的格式。
命令序列依次由例如报头,至少一个命令,和命令(EOC)代码的结尾组成。
下面进一步说明控制器613执行的图51中的步骤S604的处理。
在步骤S611中,控制器613确定功能按钮621D的按钮A是否已被操作。如果在步骤S611中确定按钮A已被操作,那么进程进入步骤S612。在步骤S612中,控制器613产生由线性空间分辨率产生命令或二维空间分辨率产生命令组成的命令序列,并把该命令序列发送给LSI 606。进程随后返回步骤S601。
如果在步骤S611中确定按钮A未被操作,那么进程进入步骤S613,确定功能按钮621D的按钮B是否被操作。
如果在步骤S613中确定按钮B已被操作,那么进程进入步骤S614。在步骤S614中,控制器613产生由噪声消除命令组成的命令序列,并把该命令序列发送给LSI 606。进程随后返回步骤S601。
如果在步骤S613中确定按钮B未被操作,那么进程进入步骤S615,确定功能按钮621D的按钮C是否已被操作。
如果在步骤S615中确定按钮已被操作,那么进程进入步骤S616。在步骤S616中,控制器613产生由线性空间分辨率产生命令和噪声消除命令组成的命令序列,并把该命令序列发送给LSI 606。进程随后返回步骤S601。
如果在步骤S615中确定按钮C未被操作,那么进程进入步骤S617,确定功能按钮621D的按钮D是否已被操作。
如果在步骤S617中确定按钮D已被操作,那么进程进入步骤S618。在步骤S618中,控制器613产生由二维空间分辨率产生命令和噪声消除命令组成的命令序列,并把该命令序列发送给LSI 606。进程随后返回步骤S601。
如果在步骤S617中确定按钮D未被操作,即,除ON/OFF按钮621A和功能按钮621D之外的按钮被操作,那么进程进入步骤S619,控制器613执行和所操作的按钮对应的处理。进程随后返回步骤S601。
图54A-54D图解说明根据功能按钮621D的操作产生的,并由控制器613传送给LSI 606的命令序列的例子。
当操作按钮A时,控制器613分别产生由线性空间分辨率产生命令组成的A按钮命令序列641或由二维空间分辨率产生命令组成的A按钮命令序列642,如图54A或54B中所示,并把命令序列641或642发送给LSI 606。
当操作按钮B时,控制器613产生由噪声消除命令组成的B按钮命令序列643,如图54C中所示,并把命令序列643发送给LSI 606。
当操作按钮C时,控制器613产生由线性空间分辨率产生命令和噪声消除命令组成的C按钮命令序列644,如图54D中所示,并把命令序列644发送给LSI 606。
当操作按钮D时,控制器613产生由二维空间分辨率产生命令和噪声消除命令组成的D按钮命令序列645,如图54E中所示,并把命令序列645发送给LSI 606。
图55图解说明图48中所示的LSI 606的结构的例子。
接收器650接收来自控制器613的命令序列,并把其提供给开关(SW)电路654和655,以及信号处理电路656。
帧存储器651例如以帧为单位保存从视频解码器605提供的图像数据(图像输入信号),并把该图像数据提供给开关电路654的输入端654A。
帧存储器652例如以帧为单位保存通过输出端655A从信号处理电路656提供的图像数据(图像输出信号),并把图像数据提供给合成器607。
帧存储器653例如以帧为单位保存从SW电路655的输出端提供的图像数据,并把该图像数据提供给SW电路654的输入端654B。
SW电路654包括两个输入端654A和654B,保存在帧存储器651中的图像数据被提供给输入端654A,而保存在帧存储器653中的图像数据被提供给输入端654B。SW电路654根据从接收器650提供的命令,选择输入端654A或654B,并把从选择的输入端输入的图像数据提供给信号处理电路656。
SW电路655包括两个输出端655A和655B,其中输出端655A与帧存储器652连接,而输出端655B与帧存储器653连接。SW电路655从信号处理电路656接收处理后的图像数据,根据从接收器650接收的命令序列选择输出端655A或655B,并把图像数据输出给选择的输出端。
信号处理电路656根据从接收器650接收的命令序列,转换可重新配置的内部结构,对从SW电路654供给的图像数据进行信号处理,并把处理后的图像数据提供给SW电路655。
下面参考图56的流程图说明图55中所示的LSI 606执行的处理。
在步骤S631中,LSI 606的接收器650从控制器613接收命令序列,并把其提供给SW电路654和655,以及信号处理电路656。
接收器650接收的命令序列具有N个命令(N是大于1的整数)。
在步骤S632中,帧存储器651保存从视频解码器605供给的一帧(场)的图像数据。
在步骤S633中,SW电路654和655确定从接收器650接收的命令序列是否只具有一个命令。
如果在步骤S633中确定命令的数目仅仅为1,那么进程进入步骤S634,其中SW电路654选择输入端654A,SW电路655选择输出端655A。
在步骤S635中,信号处理电路656从命令序列选择命令。这种情况下,由于命令序列只具有一个命令,因此信号处理电路656确定的命令被确定。
另外在步骤S635中,信号处理电路656根据选择的命令转换内部结构,从而能够执行对应于选择命令的信号处理。
在步骤S636中,信号处理电路656通过SW电路654选择的输入端654A,从帧存储器651读取一帧的图像数据,并根据选择的命令对图像数据进行信号处理。
更具体地说,在步骤S636中,信号处理电路656以和形成从接收器650接收的命令序列的命令的数目N对应的速率×N执行信号处理。这种情况下,由于命令只具有一个命令,信号处理电路656以×1的速率,即对应于帧速率(或场速率)的处理速率,换句话说,在等于帧周期的时间内完成对一帧图像数据的信号处理的处理速率对图像数据进行信号处理。
所得到的图像数据随后被提供给SW电路655。由于输出端655A在步骤S634中由SW电路655选择,提供给SW电路655的图像数据通过输出端655A被输出给帧存储器652。
在步骤S637中,帧存储器652保存从信号处理电路656提供的图像数据,并把保存的图像数据输出给合成器607。
如果在步骤S633中确定命令序列具有多个命令,进程进入步骤S638。在步骤S638中,SW电路654选择输入端654A,SW电路655选择输出端655B。
在步骤S639中,信号处理电路656选择形成从接收器650接收的命令序列的命令之一。即,信号处理电路656选择最接近于头部的未选命令。
另外在步骤S639中,信号处理电路656根据选择的命令转换内部结构,从而能够执行与选择命令对应的信号处理。
在步骤S640中,信号处理电路656通过SW电路654选择的端子654A,从帧存储器651读取一帧的图像数据,并以等于命令数目N的×N的速率,根据选择的命令,对图像数据进行信号处理。
所得到的图像数据随后被提供给SW电路655。由于在步骤S638中SW电路655选择输出端655B,提供给SW电路655的图像数据通过输出端655B被输出给帧存储器653。
在步骤S641中,帧存储器653保存从信号处理电路656供给的图像数据。
在步骤S642中,SW电路654把端子从输入端子654A转换到输入端子654B。
如同在步骤S639中一样,在步骤S643中,信号处理电路656选择从接收器650接收的命令序列中的一个新命令。
另外在步骤S643,信号处理电路656根据选择的命令转换内部结构,以致能够执行与选择的命令对应的信号处理。
在步骤S644中,信号处理电路656确定选择的命令是否是命令序列的最后命令。
如果在步骤S644中确定选择的命令不是最后的命令,即,在命令序列中存在未选的命令,那么进程进入步骤S645。在步骤S645中,信号处理电路656通过SW电路654选择的输入端654B,从帧存储器653读取图像数据,即在先信号处理获得的图像数据,并以等于命令数目的×N的速率,对应于选择的命令对图像数据进行信号处理。
所得到的图像数据随后被提供给SW电路655。由于输出端655B仍然保持在步骤S638中由SW电路655选择,因此提供给SW电路655的图像数据通过输出端655B被输出给帧存储器653。
在步骤S646中,帧存储器653通过改写在先的图像数据,保存通过SW电路655,从信号处理电路656提供的图像数据。进程随后返回步骤S643。
如果在步骤S644中确定选择的命令是命令序列的最后命令,那么进程进入步骤S647,SW电路655把端子从输出端655B转换到输出端655A。
在步骤S648中,信号处理电路656通过SW电路654选择的端子654B,从帧存储器653读取一帧的图像数据,即,由在先信号处理获得的图像数据,并以等于命令数目N的×N的速率,根据选择的命令对图像数据进行信号处理。
所得到的图像数据随后被提供给SW电路655。由于在步骤S647中SW电路655选择输出端655A,提供给SW电路655的图像数据通过输出端655A被输出给帧存储器652。
在步骤S649中,帧存储器652保存通过SW电路655从信号处理电路656供给的图像数据,并把保存的图像数据输出给合成器607。
在步骤S650中,确定后续帧的图像数据是否已被提供给帧存储器651。如果在步骤S650中确定后续帧已被提供给帧存储器651,进程返回步骤S632,帧存储器651保存该图像数据,重复类似于上述处理的处理。这种情况下,没有选择形成命令序列的任何命令。
如果在步骤S650中确定后续帧未被提供给帧存储器651,那么结束该进程。
如上所述,选择形成命令序列的多个命令之一,LSI 606根据选择的命令转换内部结构,并对图像数据进行对应于所选命令的信号处理。随后,LSI 606根据新命令转换内部结构,并对在先信号处理获得的图像数据进行与所述新命令对应的信号处理。因此,通过使用单一单元的硬件,能够容易地实现多种功能。
图57图解说明图55中所示的信号处理电路656的结构的例子。
来自SW电路654的图像数据被提供给扫描线转换电路521A。扫描线转换电路521B转换接收的图像数据的扫描方向,并把该图像数据提供给开关电路662。
在信号处理电路661中处理的图像数据从开关电路664被提供给扫描线转换电路521B。扫描线转换电路521B转换接收的图像数据的扫描方向,并把该图像数据提供给开关电路663。
来自SW电路654的图像数据被提供给帧存储器523。帧存储器523通过保存图像数据,把图像数据延迟一帧,并把延迟后的图像数据提供给信号处理电路661的端子io2′。
信号处理电路661包括端子io1,io2,io2′,io3,io4和io5。来自开关电路662的图像数据被提供给端子io1。来自开关电路663的图像数据被提供给端子io2。来自帧存储器523的图像数据被提供给端子io2′。端子io3和io4分别把通过在信号处理电路661中执行信号处理获得的图像数据输出给开关电路664和开关电路665。来自接收器650的命令序列被提供给端子io5。
信号处理电路661根据从端子io5提供的命令序列,转换其内部结构,对提供给端子io1,io2或io2′的图像数据进行信号处理,并通过io3或io4输出所得到的数据。
来自接收器650的命令序列被提供给开关电路662。来自SW电路654的图像数据和来自扫描线转换电路521A的图像数据也被提供给开关电路662。开关电路662根据来自接收器650的命令序列,选择来自SW电路654的图像数据或者来自扫描线转换电路521A的图像数据,并把选择的图像数据提供给信号处理电路661的端子io1。
来自接收器650的命令序列被提供给开关电路663。来自SW电路654的图像数据和来自扫描线转换电路521B的图像数据也被提供给开关电路663。开关电路663根据来自接收器650的命令序列,选择来自SW电路654的图像数据或者来自扫描线转换电路521B的图像数据,并把选择的图像数据提供给信号处理电路661的端子io2。
来自接收器650的命令序列被提供给开关电路664。来自信号处理电路661的端子io3的图像数据也被提供给开关电路664。开关电路664根据来自接收器650的命令序列,选择开关电路665或扫描线转换电路521B,并把来自端子io3的图像数据提供给选择的电路。
来自接收器650的命令序列被提供给开关电路665。来自开关电路664的图像数据和来自信号处理电路661的端子io4的图像数据也被提供给开关电路665。开关电路665根据来自接收器650的命令序列,选择来自开关电路664的图像数据或者来自信号处理电路661的端子io4的图像数据,并把选择的图像数据提供给SW电路655。
图58图解说明图57中所示的信号处理电路661的结构的例子。
信号处理电路661不仅配有端子io1,io2,io2′,io3,io4和io5,而且配有电源端子,不过图中未示出。
在图58中,信号处理电路661包括计算电路组411A和411B,存储装置412A和412B,乘积-和计算电路组413A和413B,加法器414A和414B,乘法器415A和415B,和寄存器组416A和416B。
转换电路或电路组的输入端和输出端的连接状态,或者电路组和电路之间的连接状态,或者电路组内的电路的连接状态的开关电路设置在信号处理电路661中。
换句话说,信号处理电路661内的数字信号的流动和电路组的功能可由控制信号控制。更具体地说,分别与计算电路组411A和411B相关联地布置开关电路421A和421B。分别与存储装置412A和412B相关联地布置开关电路422A和422B。分别与乘积-和计算组413A和413B相关联地布置开关电路423A和423B。与加法器414A和414B,乘法器415A和415B,以及寄存器组416A和416B相关联地布置开关电路424。
从端子io5把命令序列com提供给开关电路421A,421B,422A,422B,423A,423B和424。开关电路421A和421B开关计算电路组411A和411B之间的连接。开关电路422A和422B开关存储装置412A和412B之间的连接。开关电路423A和423B开关乘积-和计算电路组413A和413B之间的连接。开关电路424开关加法器414A和414B之间的连接,乘法器415A和415B之间的连接,以及寄存器组416A和416B之间的连接。借助这种开关操作,信号处理电路661的内部结构被转换。
图59图解说明图57中所示的信号处理电路661的结构的另一例子。
来自端子io1的图像数据被提供给分类电路511A,延迟选择电路512A和行延迟电路517。
分类电路511A对应图1中所示的抽头选择器13和分类电路14。分类电路511A从来自端子io1的图像数据,或者来自行延迟电路517的图像数据中选择几个像素,利用选择的像素作为分类抽头进行分类,并把所得到的类别提供给开关电路513A。
分类电路511A可选择多个线性像素或二维像素作为分类抽头。线性像素包括,例如沿水平方向或垂直方向排列的像素。二维像素可包括,例如由某一像素周围的水平方向上的X个像素和垂直方向上的Y个像素组成的矩形区内的像素。
因此,通过把多个线性像素或二维像素用作分类抽头,分类电路511A可实现分类。下面把使用多个线性像素作为分类抽头的分类称为“线性分类”。下面把使用多个二维像素作为分类抽头的分类称为“二维分类”。
分类抽头可由多个三维像素形成。三维像素包括,例如由水平方向上的X个像素,垂直方向上的Y个像素,时间方向上的T个像素组成的长方体区域中的像素。下面把使用多个三维像素作为分类抽头的分类称为“三维分类”。
分类电路511A执行线性分类和二维分类,并把所得到的两个类别代码提供给开关电路513A。
延迟选择电路512A对应于图1中所示的抽头选择器12。延迟选择电路512A从来自端子io1的图像数据或者来自行延迟电路517的图像数据中选择几个像素,并把选择的像素提供给开关电路514A作为预测抽头。
延迟选择电路512A可选择多个线性像素或二维像素作为预测抽头。由线性像素形成的预测抽头被称为“线性预测抽头”,由二维像素形成的预测抽头被称为“二维预测抽头”。
预测抽头可由三维像素形成,下面把由三维像素形成的预测抽头称为“三维预测抽头”。
延迟选择电路512A获得线性预测抽头和二维预测抽头,并把它们提供给开关电路514A。
延迟选择电路512A把线性预测抽头和二维预测抽头延迟预定的时间,以便调整把所得到的预测抽头和抽头系数提供给预测计算电路516A的计时。
开关电路513A根据来自端子io5的命令序列,选择输出来自分类电路511A的两个类别代码的输出端之一,并连接选择的输出端和系数输出电路515A。从而,线性分类获得的类别代码或二维分类获得的类别代码之一通过开关电路513A,从分类电路511A被提供给系数输出单元515A。
开关电路514A根据来自端子io5的命令序列,选择输出来自延迟选择电路512A的两个预测抽头的输出端之一,并连接选择的输出端和预测计算电路516A。从而,线性预测抽头或二维预测抽头通过开关电路514A,从延迟选择电路512A被提供给预测计算电路516A。
系数输出电路515A对应于图1中所示的系数输出单元15,保存通过学习而获得的几种不同类型的抽头系数。系数输出电路515A根据来自端子io5的命令序列,选择几个抽头系数,读取这些抽头系数之中,与通过开关电路513A从分类电路511A供给的类别代码对应的抽头系数,并把该抽头系数提供给预测计算电路516A。
系数输出电路515A保存用于线性预测抽头的抽头系数和用于二维预测抽头的抽头系数,另外还保存用于线性分类的抽头系数和用于二维分类的抽头系数。按照这种方式,系数输出电路515A保存抽头系数的多个模式,省略对其的说明。
预测计算电路516A对应于图1中所示的预测计算单元16。预测计算电路516A通过使用经开关电路514A,从延迟选择电路512A供给的预测抽头,和从系数输出电路515A供给的抽头系数,计算等式(1),并把计算结果提供给乘积-和计算电路518和开关电路519,作为选择像素的值。
根据等式(1)的预测抽头和抽头系数的计算和利用有限冲激响应(FIR)滤波器的计算等同。因此,下面分别把利用线性预测抽头,二维预测抽头或三维预测抽头的等式(1)的计算称为“线性滤波器计算”,“二维滤波器计算”或“三维滤波器计算”。
分别类似于分类电路511A,延迟选择电路512A,开关电路513A和514A,系数输出电路515A和预测计算电路516A配置分类电路511B,延迟选择电路512B,开关电路513B和514B,系数输出电路515B和预测计算电路516B。分类电路511B,延迟选择电路512B,开关电路513B和514B,系数输出电路515B和预测计算电路516B的连接状态类似于分类电路511A,延迟选择电路512A,开关电路513A和514A,系数输出电路515A和预测计算电路516A的连接状态。
来自端子io2的图像数据,来自端子io2′的图像数据,和来自行延迟电路517的图像数据被提供给分类电路511B和延迟选择电路512B。
分类电路511B从接收的图像数据中选择像素作为分类抽头,并根据分类抽头执行线性分类,二维分类和三维分类。分类电路511B随后把通过执行这三种分类获得的三个类别代码提供给开关电路513B。
分类电路511B检测从端子io2或io2′供给的图像数据的运动,并把关于所检测运动的信息提供给乘积-和计算电路518。
延迟选择电路512B从接收的图像数据中选择几个像素,从而形成线性预测抽头,二维预测抽头和三维预测抽头,并把这些抽头提供给开关电路514B。
开关电路513B根据来自端子io5的命令序列,选择来自分类单元511B的三个类别代码之一,并把选择的类别代码提供给系数输出电路515B。
开关电路514B根据来自端子io5的命令序列,选择来自延迟选择电路512B的三种预测抽头之一,并把选择的预测抽头提供给预测计算电路516B。
如同系数输出电路515A中一样,系数输出电路515B保存几种不同类型的抽头系数。系数输出电路515B选择和来自端子io5的命令序列相符的那种抽头系数,并读取这些抽头系数之中,与通过开关电路513B从分类电路511B提供的类别代码的类别对应的抽头系数,并把读取的抽头系数提供给预测计算电路516B。
预测计算电路516B通过使用经开关电路514B从延迟选择电路512B供给的预测抽头,和从系数输出电路515B供给的抽头系数计算等式(1),并把计算结果提供给端子io4和乘积-和计算电路518作为选择像素的值。
由存储器形成的行延迟电路517把来自端子io1的图像数据延迟一到数行,并把延迟的图像数据提供给分类电路511A和511B,以及延迟选择电路512A和512B。
乘积-和计算电路518通过利用从分类电路511B供给的运动信息作为权重,执行来自预测计算电路516A和516B的输出的加权加法,并把加法结果提供给开关电路519。
开关电路519根据来自端子io5的命令序列,选择来自预测计算电路516A的输出和来自乘积-和计算电路518的输出之一,并把选择的输出提供给端子io3。
如上所述,在图59中,分类电路511A和511B分别对应于图1中所示的抽头选择器13和分类单元14。延迟选择电路512A和512B对应于图1中所示的抽头选择器12。系数输出电路515A和515B对应于图1中所示的系数输出单元15。预测计算电路516A和516B对应于图1中所示的预测计算单元16。
因此,在分类电路511A,延迟选择电路512A,系数输出电路515A和预测计算电路516A中,通过把来自端子io1的图像数据和来自行延迟电路517的图像数据用作第一图像数据,进行作为分类自适应处理的图像转换处理,从预测计算电路516A输出的所得到的图像数据充当第二图像数据。
另外,在分类电路511B,延迟选择电路512B,系数输出电路515B和预测计算电路516B中,通过把来自端子io2的图像数据,来自端子io2′的图像数据和来自行延迟电路517的图像数据用作第一图像数据,进行作为分类自适应处理的图像转换处理,从预测计算电路516B输出的所得到的图像数据充当第二图像数据。
下面参考图60的流程图,说明在分类电路511A和511B,延迟选择电路512A和512B,开关电路513A和513B,514A和514B,系数输出电路515A和515B,以及预测计算电路516A和516B中执行的作为分类自适应处理的图像转换处理。
下面把分类电路511A和511B总称为“分类电路511”,把延迟选择电路512A和512B总称为“延迟选择电路512”,把开关电路513A和513B总称为“开关电路513”,把开关电路514A和514B总称为“开关电路514”,把系数输出电路515A和515B总称为“系数输出电路515”,把预测计算电路516A和516B总称为“预测计算电路516”。
在步骤S661中,图像数据被输入分类电路511和延迟选择电路512中。输入分类电路511和延迟选择电路512的图像数据是分类自适应处理中的第一图像数据,第一图像数据被转换成第二图像数据。
从第二图像数据选择未选像素之一。随后,在步骤S662中,分类电路511从第一图像数据选择(抽取)用于所选像素的像素作为分类抽头。在步骤S663中,分类电路511根据分类抽头对选择的像素分类,并通过开关电路513把所得到的类别代码输出给系数输出电路515。
在步骤S664中,延迟选择电路512从第一图像数据选择(抽取)用于所选像素的像素,作为预测抽头,并把选择的像素提供给预测计算电路516。
在步骤S665中,系数输出电路515把与在步骤S663中,从分类电路511输出的类别代码对应的抽头系数输出给预测计算电路516。
随后,在步骤S666中,预测计算电路516通过使用来自延迟选择电路512的预测抽头和来自系数输出电路515的抽头系数,执行根据等式(1)的计算(滤波器计算),并输出计算结果作为选择像素的值。随后结束该进程。
形成第二图像数据的所有像素被依次用于执行图60的步骤S662-S666。
由图57中所示的包括信号处理电路661的信号处理电路656执行的处理如下所述。
操作图49中所示的遥控器618的按钮A,随后,包含图54A中所示的线性空间分辨率产生命令的A按钮命令序列641被图55中所示的接收器650接收,随后被提供给图57中所示的信号处理电路656。
提供给信号处理电路656的A按钮命令序列641被输出给开关电路662-665,和信号处理电路661的端子io5。
开关电路662根据包含在A按钮命令序列641中的线性空间分辨率产生命令,选择来自扫描线转换电路521A的输出,并把该输出与信号处理电路661的端子io1相连。开关电路663根据包含在A按钮命令序列641中的线性空间分辨率产生命令,选择来自扫描线转换电路521B的输出,并把该输出与信号处理电路661的端子io2相连。
开关电路664根据包含在A按钮命令序列641中的线性空间分辨率产生命令,选择进入扫描线转换电路521B的输入,并且连接信号处理电路661的端子io3和扫描线转换电路521B。开关电路665根据包含在A按钮命令序列641中的线性空间分辨率产生命令,选择信号处理电路661的端子io4,并且连接端子io4和图55中所示的开关电路655。
信号处理电路661的开关电路513A、513B、514A、514B和519根据线性空间分辨率产生命令,转换信号线的连接状态(各个部件的连接状态),以便执行线性空间分辨率产生处理。
线性空间分辨率产生处理是利用线性预测抽头的空间分辨率产生处理。
图61图解说明图57中所示的包括信号处理电路661的信号处理电路656,其中信号线的连接状态被转换,以便执行线性空间分辨率产生处理。
在图61中,信号处理电路661的开关电路513A和531B,514A和514B和519根据A按钮命令序列641中的线性空间分辨率产生命令,转换信号线的连接状态,如图61中的实线所示,从而实现线性空间分辨率产生处理。
图61中的虚线所示的信号线是不用于当前的信号处理电路661中的信号处理的信号线,尽管物理布置了这些信号线。
在图61中,未示出帧存储器523和开关电路662-665。
在图61中所示的信号处理电路656中,通过把水平方向和垂直方向上第一图像数据的像素的数目加倍,执行用于把作为分类自适应处理中的第一图像数据的标准分辨率图像数据(下面称为“SD图像数据”)转换成作为分类自适应处理中的第二图像数据的高分辨率图像数据(下面称为“HD图像数据”)的线性空间分辨率产生处理。
在该例子中,垂直方向上SD图像数据(第一图像数据)的像素的数目被加倍,随后,水平方向上SD图像数据的像素的数目被加倍,从而得到像素数目为SD图像的像素数目的4倍的HD图像数据(第二图像数据)。
在图61中,SD图像数据被提供给扫描线转换电路521A。在扫描线转换电路521A中,SD图像数据的扫描方向从水平扫描(电视光栅扫描顺序)转换成垂直扫描。
所得到的SD图像数据随后被提供给信号处理电路661的端子io1,并且进一步被提供给分类电路511A和延迟选择电路512A。
分类电路511A从输出自端子io1的SD图像数据选择分类抽头,并根据选择的分类抽头执行线性分类。分类电路511A随后把所得到的类别代码通过开关电路513A提供给系数输出电路515A。
系数输出电路515A保存至少包括用于线性空间分辨率产生处理的抽头系数在内的多种抽头系数,并根据包含在从端子io5提供的A按钮命令序列641中的线性空间分辨率产生命令,选择用于线性空间分辨率产生处理的抽头系数。系数输出电路515A随后选择与通过开关电路513A,从分类电路511A供给的类别代码的类别对应的抽头系数,并把选择的抽头系数提供给预测计算电路516A。
同时,延迟选择电路512A从输出自端子io1的SD图像数据中选择线性预测抽头,并通过开关电路514A把该预测抽头提供给预测计算电路516A。
预测计算电路516A通过使用经开关电路514A,从延迟选择电路512A供给的作为线性预测抽头的SD图像数据的像素,和从系数输出电路515提供的抽头系数,执行和等式(1)相符的线性滤波器计算,从而确定并输出垂直方向上的像素数目为原始SD图像数据垂直方向上的像素数目的两倍的图像数据的像素值。
从预测计算电路516A输出的图像数据经过开关电路519从端子io3输出,并通过图57中所示的开关电路664被提供给扫描线转换电路521B。
在扫描线转换电路521B中,图像数据的扫描方向从垂直扫描转换成水平扫描(电视扫描光栅方向)。转换后的图像数据被提供给端子io2,随后被提供给分类电路511B和延迟选择电路512B。
分类电路511B从输出自端子io2的图像数据中选择分类抽头,并根据选择的分类抽头执行线性分类。分类电路511B随后通过开关电路513B,把所得到的类别代码提供给系数输出电路515B。
系数输出电路515B保存至少包括用于线性空间分辨率产生处理的抽头系数在内的多种抽头系数,并根据包含在从端子io5提供的A按钮命令序列641中的线性空间分辨率产生命令,选择用于线性空间分辨率产生处理的抽头系数。系数输出电路515B随后选择和通过开关电路513B从分类电路511B提供的类别代码的类别对应的抽头系数,并把选择的抽头系数提供给预测计算电路516B。
同时,延迟选择电路512B从输出自端子io2的图像数据中选择线性预测抽头,并通过开关电路514B把该线性预测抽头提供给预测计算电路516B。
预测计算电路516B通过使用经开关电路514B,从延迟选择电路512B供给的用作线性预测抽头的图像数据的像素,和从系数输出电路515B提供的抽头系数,按照等式(1)执行线性滤波器计算,从而确定并输出垂直方向和水平方向上的像素数目均为原始图像数据的垂直方向和水平方向上的像素数目的两倍的HD图像数据的像素值。
从预测计算电路516B输出的图像数据从端子io4输出,并通过如图57所示的开关电路665提供给如图55所示的开关电路655。
下面说明当操作图49中所示的遥控器618的按钮A时,和当包含图54B中所示的二维空间分辨率产生命令的A按钮命令序列641被图55中所示的接收器650接收,并被提供给图57中所示的信号处理电路656时的处理。
提供给信号处理电路656的A按钮命令序列642被输出给开关电路662-665,以及信号处理电路661的端子io5。
开关电路662根据包含在A按钮命令序列642中的二维空间分辨率产生命令,选择来自扫描线转换电路521A的输出,并把该输出与信号处理电路661的端子io1相连。开关电路663根据包含在A按钮命令序列642中的二维空间分辨率产生命令,选择来自扫描线转换电路521B的输出,并把该输出与信号处理电路661的端子io2相连。
开关电路664根据包含在A按钮命令序列642中的二维空间分辨率产生命令,选择进入扫描线转换电路521B的输入,并且连接信号处理电路661的端子io3和扫描线转换电路521B。开关电路665根据包含在A按钮命令序列642中的线性空间分辨率产生命令,选择信号处理电路661的端子io4,并且连接端子io4和图55中所示的开关电路655。
信号处理电路661的开关电路513A、513B、514A、514B和519根据二维空间分辨率产生命令,转换信号线的连接状态,以便执行二维空间分辨率产生处理。
二维空间分辨率产生处理是利用二维预测抽头的空间分辨率产生处理。
图62图解说明图57中所示的包括信号处理电路661的信号处理电路656,其中信号线的连接状态被转换,以便执行二维空间分辨率产生处理。
在图62中,信号处理电路661的开关电路513A和513B,514A和514B和519根据A按钮命令序列642中的二维空间分辨率产生命令,转换信号线的连接状态,如图62中的实线所示,从而实现二维空间分辨率产生处理。
图62中的虚线所示的信号线是不用于当前的信号处理电路661中的信号处理的信号线,尽管物理布置了这些信号线。
在图62中,未示出帧存储器523和开关电路662-665。
在图62中所示的信号处理电路656中,通过把水平方向和垂直方向上第一图像数据的像素的数目加倍,执行用于把作为分类自适应处理中的第一图像数据的SD图像数据转换成作为分类自适应处理中的第二图像数据的HD图像数据的二维空间分辨率产生处理。在图62中,通过使用二维预测抽头执行二维分类处理。
在该例子中,垂直方向上SD图像数据(第一图像数据)的像素的数目被加倍,随后,水平方向上SD图像数据的像素的数目被加倍,从而得到像素数目为SD图像的像素数目的4倍的HD图像数据(第二图像数据)。
在图62中,SD图像数据被提供给扫描线转换电路521A。在扫描线转换电路521A中,SD图像数据的扫描方向从水平扫描转换成垂直扫描。
所得到的SD图像数据随后被提供给信号处理电路661的端子io1,并且进一步被提供给分类电路511A,延迟选择电路512A和行延迟电路517。
行延迟电路517把SD图像数据延迟一行或数行,把延迟SD图像数据提供给分类电路511A和511B,以及延迟选择电路512A和512B。
分类电路511A从输出自端子io1的SD图像数据和来自行延迟电路517的SD图像数据中选择分类抽头,并根据选择的分类抽头执行二维分类。分类电路511A随后把所得到的类别代码通过开关电路513A提供给系数输出电路515A。
系数输出电路515A保存至少包括用于二维空间分辨率产生处理的抽头系数在内的多种抽头系数,并根据包含在从端子io5提供的A按钮命令序列642中的线性空间分辨率产生命令,选择用于二维空间分辨率产生处理的抽头系数。系数输出电路515A随后选择与通过开关电路513A,从分类电路511A供给的类别代码的类别对应的抽头系数,并把选择的抽头系数提供给预测计算电路516A。
同时,延迟选择电路512A从输出自端子io1的SD图像数据和来自行延迟电路517的SD图像数据中选择二维预测抽头,并通过开关电路514A把二维预测抽头提供给预测计算电路516A。
预测计算电路516A通过使用经开关电路514A,从延迟选择电路512A供给的作为二维预测抽头的SD图像数据的像素,和从系数输出电路515提供的抽头系数,按照等式(1)执行二维滤波器计算,从而确定并输出垂直方向上的像素数目为原始SD图像数据垂直方向上的像素数目的两倍的图像数据的像素值。
从预测计算电路516A输出的图像数据经过开关电路519从端子io3输出,并通过图57中所示的开关电路664被提供给扫描线转换电路521B。
在扫描线转换电路521B中,图像数据的扫描方向从垂直扫描转换成水平扫描(电视扫描光栅方向)。转换后的图像数据被提供给端子io2,随后被提供给分类电路511B和延迟选择电路512B。
分类电路511B从输出自端子io2的图像数据和输出自行延迟电路517的图像数据中选择分类抽头,并根据选择的分类抽头执行二维分类。分类电路511B随后通过开关电路513B,把所得到的类别代码提供给系数输出电路515B。
系数输出电路515B保存至少包括用于二维空间分辨率产生处理的抽头系数在内的多种抽头系数,并根据包含在从端子io5提供的A按钮命令序列642中的二维空间分辨率产生命令,选择用于二维空间分辨率产生处理的抽头系数。系数输出电路515B随后选择和通过开关电路513B从分类电路511B提供的类别代码的类别对应的抽头系数,并把选择的抽头系数提供给预测计算电路516B。
同时,延迟选择电路512B从输出自端子io2的图像数据和输出自行延迟电路517的图像数据中选择二维预测抽头,并通过开关电路514B把该二维预测抽头提供给预测计算电路516B。
预测计算电路516B通过使用经开关电路514B,从延迟选择电路512B供给的用作二维预测抽头的图像数据的像素,和从系数输出电路515B提供的抽头系数,按照等式(1)执行二维滤波器计算,从而确定并输出垂直方向和水平方向上的像素数目均为原始图像数据的垂直方向和水平方向上的像素数目的两倍的HD图像数据的像素值。
输出自预测计算电路516B的图像数据从端子io4输出,并通过图57中所示的开关电路665,被提供给图55中所示的开关电路655。
下面说明当操作图49中所示的遥控器618的按钮B时,和当包含图54C中所示的噪声消除命令的B按钮命令序列643被图55中所示的接收器650接收,随后被提供给图57中所示的信号处理电路656时的处理。
提供给信号处理电路656的B按钮命令序列643被输出给开关电路662-665,以及信号处理电路661的端子io5。
开关电路662根据包含在B按钮命令序列643中的噪声消除命令,选择进入信号处理电路656的输入,并把该输入与信号处理电路661的端子io1相连。开关电路663还根据包含在B按钮命令序列643中的噪声消除命令,选择进入信号处理电路656的输入,并把该输入与信号处理电路661的端子io2相连。
开关电路664根据包含在B按钮命令序列643中的噪声消除命令,选择进入开关电路665的输入,并且连接信号处理电路661的端子io3和开关电路665。开关电路665根据包含在B按钮命令序列643中的噪声消除命令,选择来自开关电路664的输出,并把该输出和图55中所示的开关电路655连接。
信号处理电路661的开关电路513A、513B、514A、514B和519根据噪声消除命令,转换信号线的连接状态,以便执行噪声消除处理。
通过根据图像的运动,把二维噪声消除处理的处理结果和三维噪声消除处理的处理结果相加,执行噪声消除处理。二维噪声消除处理和三维噪声消除处理是分别利用二维预测抽头和三维预测抽头的噪声消除处理。如果图像包含运动,那么二维噪声消除处理有效。如果图像不包含运动(或者包含很少的运动),那么三维噪声消除处理有效。
图63图解说明图57中所示的包括信号处理电路661的信号处理电路656,其中信号线的连接状态被转换,以便执行噪声消除处理。
在图63中,信号处理电路661的开关电路513A和513B,514A和514B和519根据B按钮命令序列643中的噪声消除命令,转换信号线的连接状态,如图63中的实线所示,从而实现噪声消除处理。
图63中的虚线所示的信号线是不用于当前的信号处理电路661中的信号处理的信号线,尽管物理布置了这些信号线。
在图63中,未示出扫描线转换电路521A和521B,以及开关电路662-665。
在图63中所示的信号处理电路656中,执行通过提高S/N比,把第一图像数据转换成分类自适应处理中的第二图像数据的二维噪声消除处理和三维噪声消除处理。随后根据图像的运动,把二维噪声消除处理的处理结果和三维噪声消除处理的处理结果相加,从而获得具有高S/N比的图像数据作为最终的信号处理结果。
在图63中,输入信号处理电路656的图像数据被提供给帧存储器523和信号处理电路661的端子io1和io2。
帧存储器523通过保存图像数据,把图像数据延迟一帧(或一场),并把延迟的图像数据提供给信号处理电路661的端子io2′。
提供给端子io1和io2的图像数据的帧被称为“当前帧”。从帧存储器523提供给端子io2′的图像数据的位于当前帧前面一帧的那一帧被称为“在先帧”。
提供给端子io1的当前帧的图像数据被输出给分类电路511A,延迟选择电路512A和行延迟电路517。提供给端子io2的当前帧的图像数据被输出给分类电路511B和延迟选择电路512B。提供给端子io2′的在先帧的图像数据被输出给分类电路511B和延迟选择电路512B。
行延迟电路517把当前帧的图像数据延迟一行或数行,并把延迟的图像数据提供给分类电路511A和511B,以及延迟选择电路512A和512B。
分类电路511A从输出自端子io1的图像数据和来自行延迟电路517的图像数据中选择分类抽头,并根据选择的分类抽头执行二维分类。分类电路511A随后把所得到的类别代码通过开关电路513A提供给系数输出电路515A。
系数输出电路515A保存至少包括用于二维噪声消除处理的抽头系数在内的多种抽头系数,并根据包含在从端子io5提供的B按钮命令序列643中的噪声消除命令,选择用于二维噪声消除处理的抽头系数。系数输出电路515A随后选择与通过开关电路513A,从分类电路511A供给的类别代码的类别对应的抽头系数,并把选择的抽头系数提供给预测计算电路516A。
同时,延迟选择电路512A从输出自端子io1的图像数据和来自行延迟电路517的图像数据中选择二维预测抽头,并通过开关电路514A把二维预测抽头提供给预测计算电路516A。
预测计算电路516A通过使用经开关电路514A,从延迟选择电路512A供给的作为二维预测抽头的图像数据的像素,和从系数输出电路515提供的抽头系数,按照等式(1)执行二维滤波器计算,从而确定并输出经历二维噪声消除处理的当前帧的图像数据的像素值。该图像数据随后被输出给乘积-和计算电路518。
同时,分类电路511B从来自端子io2的当前帧的图像数据,来自行延迟电路517的当前帧的图像数据,和来自端子io2′的在先帧的图像数据中选择分类抽头,并根据分类抽头执行三维分类。分类电路511B通过开关电路513B把所得到的类别代码提供给系数输出电路515B。
分类电路511B还根据来自端子io2的当前帧的图像数据,来自行延迟电路517的当前帧的图像数据,和来自端子io2′的在先帧的图像数据,检测当前帧的图像数据的运动,并把关于图像的运动的运动信息K提供给乘积-和计算电路118。
分类电路511B可采用梯度方法来检测图像数据的运动。在这种方法中,使用运动区域中当前帧中的某一像素和在先帧中的对应帧之间的差异和梯度信息(水平方向上的采样差异和垂直方向上的行差异)来确定运动的数量。
更具体地说,根据梯度方法,确定帧差异ΔF(当前帧中的某一像素的值和在先帧中对应像素的值之间的差异)和采样差异ΔE(当前帧中的像素的值和左侧相邻像素的值之间的差异)。根据运动区域中的帧差异ΔF的绝对值|ΔF|的累积值∑|ΔF|和采样差异ΔE的绝对值|ΔE|的累积值∑|ΔE|,依据等式|v1|=∑|ΔF|/∑|ΔE|,确定运动的水平分量v1的幅度|v1|。运动的水平分量v1的方向(左或右)由帧差异ΔF的极性和采样差异ΔE的极性之间的关系确定。可按照类似于水平分量v1的方式确定运动的垂直分量v2。
分类电路511B根据运动的水平分量v1和垂直分量v2确定图像的运动,并把由预定数目的位元表示的涉及运动的幅度的信息提供给乘积-和计算电路118作为运动信息K。
分类电路511B可执行不同于三维分类的,利用运动的水平分量v1和垂直分量v2的分类。
系数输出单元515B保存包括用于三维噪声消除处理的抽头系数在内的多种抽头系数,并根据包含在从端子io5提供的B按钮命令序列643中的噪声消除命令,选择用于三维噪声消除处理的抽头系数。系数输出电路515B随后读取与通过开关电路513B从分类电路511B提供的类别代码的类别对应的抽头系数,并把读取的抽头系数提供给预测计算电路516B。
延迟选择电路512B从来自端子io2的当前帧的图像数据,行延迟电路517的当前帧的图像数据,和来自端子io2′的在先帧的图像数据中选择三维预测抽头,并通过开关电路514B把该预测抽头提供给预测计算电路516B。
预测计算电路516B通过使用经开关电路514B,从延迟选择电路512B供给的用作三维预测抽头的图像数据的像素,和从系数输出电路515B提供的抽头系数,按照等式(1)执行三维滤波器计算,从而获得经历三维噪声消除处理的当前帧的图像数据的像素值。图像数据的像素随后被输出给乘积-和计算电路518。
乘积-和计算电路518通过利用从分类电路511B供给的运动信息作为加权系数,执行经历二维噪声消除处理并从预测计算电路516A输出的当前帧的图像数据和经历三维噪声消除处理,并从预测计算电路516B输出的当前帧的图像数据的加权加法。
即,当经历二维噪声消除处理的当前帧的图像数据和经历三维噪声消除处理的当前帧的图像数据分别由P2和P3表示时,并且当运动信息K在0到1之间变化时,乘积-和计算电路518根据等式P=K×P2+(1-K)×P3,把图像数据P确定为最终的噪声消除处理结果。
从乘积-和计算电路518输出的图像数据通过开关电路519从端子io3输出,并且进一步通过开关电路664和665被提供给开关电路655。
下面说明当操作图49中所示的遥控器618的按钮C时,和当包含图54D中所示的线性空间分辨率产生命令和噪声消除命令的C按钮命令序列644被图55中所示的接收器650接收,并被提供给图57中所示的信号处理电路656时的处理。
提供给信号处理电路656的C按钮命令序列644还被提供给开关电路662-665,以及信号处理电路661的端子io5。
开关电路662根据包含在C按钮命令序列644中的线性空间分辨率产生命令,选择来自扫描线转换电路521A的输出,并连接该输出与信号处理电路661的端子io1。开关电路663根据包含在C按钮命令序列644中的线性空间分辨率产生命令,选择来自扫描线转换电路521B的输出,并连接该输出与信号处理电路661的端子io2。
转换电路664根据包含在C按钮命令序列644中的线性空间分辨率产生命令,选择进入扫描线转换电路521B的输入,并连接信号处理电路661的端子io3和扫描线转换电路521B。转换电路665根据包含在C按钮命令序列644中的线性空间分辨率产生命令,选择信号处理电路661的端子io4,并连接端子io4和图55中所示的开关电路655。
信号处理电路661的开关电路513A、513B、514A、514B和519根据包含在C按钮命令序列644中的线性空间分辨率产生命令,转换信号线的连接状态,以便执行线性空间分辨率产生处理。
即,信号处理电路661的开关电路513A、513B、514A、514B和519根据包含在C按钮命令序列644中的线性空间分辨率产生命令,转换信号线的连接状态,如图61中所示的实线所示。
因此,在信号处理电路656中,对输入信号处理电路656的图像数据执行线性空间分辨率产生处理,获得的空间分辨率改进的图像数据从端子io4输出,并通过开关电路665被提供给开关电路655。
根据图56的流程图指示的处理,当在图55中所示的LSI 606中执行与包含在C按钮命令序列644中的线性空间分辨率产生命令对应的线性空间分辨率产生处理时,开关电路655把从信号处理电路656输出的图像数据提供给帧存储器653并保存在帧存储器653中。开关电路654把保存在帧存储器653中的图像数据提供给信号处理电路656。
因此,通过在信号处理电路656中执行线性空间分辨率产生处理而获得的图像数据通过开关电路665,帧存储器653和开关电路654被重新输入信号处理电路656。
随后,在图57中所示的信号处理电路656中,开关电路662根据包含在C按钮命令序列644中的噪声消除命令,选择进入信号处理电路656的输入,并把该输入与信号处理电路661的端子io1连接。开关电路663还根据包含在C按钮命令序列644中的噪声消除命令,选择进入信号处理电路656的输入,并把该输入与信号处理电路661的端子io2连接。
开关电路664根据包含在C按钮命令序列644中的噪声消除命令,选择进入信号处理电路656的输入,并连接信号处理电路661的端子io3和开关电路665。开关电路665根据包含在C按钮命令序列644中的噪声消除命令,选择来自开关电路664的输出,并把该输出与开关电路655相连接。
信号处理电路661的开关电路513A和513B,514A和514B和519根据包含在C按钮命令序列644中的噪声消除命令,转换信号线的连接状态。
即,信号处理电路661的开关电路513A和513B,514A和514B和519根据包含在C按钮命令序列644中的噪声消除命令,转换信号线的连接状态,如图63中的实线所示。
因此,在信号处理电路656中,对经历线性空间分辨率产生处理并重新输入信号处理电路656的空间分辨率提高的图像数据进行噪声消除处理。随后,S/N比提高的图像数据从端子io3被输出,并通过开关电路664和665被提供给开关电路655。
根据图56的流程图所示的处理,当在图55中所示的LSI 606中执行与C按钮命令序列644中的噪声消除命令对应的噪声消除处理时,开关电路655通过帧存储器652,把图像数据从信号处理电路656提供给图48中所示的合成器607。
因此,具有改进的空间分辨率和较高的S/N比的图像数据被提供给合成器607。
下面说明当操作图49中所示的遥控器618的按钮D时,和当包含图54E中所示的二维空间分辨率产生命令和噪声消除命令的D按钮命令序列645被图55中所示的接收器650接收,并被提供给图57中所示的信号处理电路656时的处理。
提供给信号处理电路656的D按钮命令序列645还被提供给开关电路662-665,以及信号处理电路661的端子io5。
开关电路662根据包含在D按钮命令序列645中的二维空间分辨率产生命令,选择来自扫描线转换电路521A的输出,并连接该输出与信号处理电路661的端子io1。开关电路663根据包含在D按钮命令序列645中的二维空间分辨率产生命令,选择来自扫描线转换电路521B的输出,并连接该输出与信号处理电路661的端子io2。
转换电路664根据包含在D按钮命令序列645中的二维空间分辨率产生命令,选择进入扫描线转换电路521B的输入,并连接信号处理电路661的端子io3和扫描线转换电路521B。转换电路665根据包含在D按钮命令序列645中的二维空间分辨率产生命令,选择信号处理电路661的端子io4,并连接端子io4和图55中所示的开关电路655。
信号处理电路661的开关电路513A、513B、514A、514B和519根据包含在D按钮命令序列645中的二维空间分辨率产生命令,转换信号线的连接状态,以便执行二维空间分辨率产生处理。
即,信号处理电路661的开关电路513A、513B、514A、514B和519根据包含在D按钮命令序列645中的二维空间分辨率产生命令,转换信号线的连接状态,如图62中所示的实线所示。
因此,在信号处理电路656中,对输入信号处理电路656的图像数据执行二维空间分辨率产生处理,获得的空间分辨率改进的图像数据从端子io4输出,并通过开关电路665被提供给开关电路655。
根据图56的流程图指示的处理,当在图55中所示的LSI 606中执行与包含在D按钮命令序列645中的二维空间分辨率产生命令对应的二维空间分辨率产生处理时,开关电路655把从信号处理电路656输出的图像数据提供给帧存储器653并保存在帧存储器653中。开关电路654把保存在帧存储器653中的图像数据提供给信号处理电路656。
因此,通过在信号处理电路656中执行二维空间分辨率产生处理而获得的图像数据通过开关电路665,帧存储器653和开关电路654被重新输入信号处理电路656。
随后,在图57中所示的信号处理电路656中,开关电路662根据包含在D按钮命令序列645中的噪声消除命令,选择进入信号处理电路656的输入,并把该输入与信号处理电路661的端子io1连接。开关电路663还根据包含在D按钮命令序列645中的噪声消除命令,选择进入信号处理电路656的输入,并把该输入与信号处理电路661的端子io2连接。
开关电路664根据包含在D按钮命令序列645中的噪声消除命令,选择进入信号处理电路665的输入,并连接信号处理电路661的端子io3和开关电路665。开关电路665根据包含在D按钮命令序列645中的噪声消除命令,选择来自开关电路664的输出,并把该输出与开关电路655相连接。
信号处理电路661的开关电路513A和513B,514A和514B和519根据包含在D按钮命令序列645中的噪声消除命令,转换信号线的连接状态,以便执行噪声消除处理。
即,信号处理电路661的开关电路513A和513B,514A和514B和519根据包含在D按钮命令序列644中的噪声消除命令,转换信号线的连接状态,如图63中的实线所示。
因此,在信号处理电路656中,对经历二维空间分辨率产生处理并重新输入信号处理电路656的空间分辨率提高的图像数据进行噪声消除处理。随后,S/N比提高的图像数据从端子io3输出,并通过开关电路664和665被提供给开关电路655。
根据图56的流程图所示的处理,当在图55中所示的LSI 606中执行与D按钮命令序列645中的噪声消除命令对应的噪声消除处理时,开关电路655通过帧存储器652,把图像数据从信号处理电路656提供给图48中所示的合成器607。
因此,具有改进的空间分辨率和较高的S/N比的图像数据被提供给合成器607。
从上面的说明可看出,在LSI 606中,当命令序列由多个命令,例如第一和第二命令组成时,在把LSI 606的内部结构转换成执行与第一命令对应的第一信号处理的状态之后,执行第一信号处理,随后在把LSI 606的内部结构转换成执行与第二命令对应的第二信号处理的状态之后,执行第二信号处理。从而,在LSI 606中,通过使用单个单元的硬件,能够容易地实现多种功能。
下面说明本发明的第四实施例。
图64图解说明根据本发明的第四实施例构成的IC 700的结构的例子。IC 700可代替LSI 606用在图48中所示的电视接收机中。
IC 700接收由从外部源,例如从图48中所示的控制器613供给的至少一个命令组成的命令序列,并根据命令序列的每个命令,转换可重新配置的内部结构。
如果命令序列由多个命令,例如第一和第二命令组成,那么IC700执行对应于第一命令的第一信号处理,随后执行对应于第二命令的第二信号处理。
在图64中,分别类似于图59中所示的分类电路511A,延迟选择电路512A,开关电路513A和514A,系数输出电路515A,预测计算电路516A配置分类电路711A,延迟选择电路712A,开关电路713A和714A,系数输出电路715A和预测计算电路716A。
在图64中,分别类似于图59中所示的分类电路511B,延迟选择电路512B,开关电路513B和514B,系数输出电路515B,预测计算电路516B配置分类电路711B,延迟选择电路712B,开关电路713B和714B,系数输出电路715B和预测计算电路716B。
在图64中,同样分别类似于图59中的行延迟电路517,乘积-和计算电路518和开关电路519配置行延迟电路717,乘积-和计算电路718和开关电路719。
图59中所示的分类电路511B执行线性分类,二维分类和三维分类,随后,开关电路513B选择通过这三种分类获得的类别代码之一,并把选择的类别代码输出给系数输出电路515B。但是在图64中,分类电路711B执行二维分类和三维分类,随后,开关电路713B选择通过这两种分类获得的类别代码之一,并把选择的类别代码输出给系数输出电路715B。
图59中所示的延迟选择电路512B形成线性预测抽头,二维预测抽头和三维预测抽头,开关电路514B选择这三种预测抽头之一,并把选择的抽头提供给预测计算电路516B。但是在图64中,延迟选择电路712B形成二维预测抽头和三维预测抽头,开关电路714B选择这两种预测抽头之一,并把选择的抽头提供给预测计算电路716B。
接收器720从外部源,例如从图48中所示的控制器613接收由至少一个命令组成的命令序列,并把该命令序列提供给形成IC 700的所需部件。
输入IC 700的图像数据被提供给帧存储器721。帧存储器721通过保存图像数据,把该图像数据延迟一帧,并把延迟的图像数据提供给分类电路711B和延迟选择电路712B。
输入IC 700的输入数据(下面简称为“输入图像数据”)不仅被提供给帧存储器721,而且还提供给分类电路711A,延迟选择电路712A和开关电路724。
图像数据从开关电路724被提供给块形成电路722。块形成电路722从接收的图像数据抽取围绕作为中心(矩心)的预定点(像素)的矩形块,并把抽取的块提供给开关电路726。
确定电路723从预测计算电路716B接收通过根据等式(1)执行预测计算而获得的图像数据。确定电路723对从预测计算电路716B提供的图像数据进行下面说明的确定处理,并根据确定结果,把图像数据输出给开关电路727或者输出给外部源,作为IC 700的处理结果。
开关电路724接收输入图像数据和从开关电路725输出的图像数据。开关电路724根据从接收器720提供的命令序列,选择该图像数据或者来自开关电路725的图像数据,并把选择的图像数据输出给块形成电路722。
开关电路724根据从接收器720提供的命令序列,把输入图像数据输出给开关电路725。
不仅从开关电路724输出的图像数据,而且从开关电路719输出的图像数据都被提供给开关电路725。开关电路725根据从接收器720供给的命令序列,把来自开关电路724的图像数据提供给开关电路726。
开关电路725根据来自接收器720的命令序列,选择开关电路724和726之一,并把来自开关电路719的图像数据输出给选择的开关电路724或726。
开关电路726根据来自接收器720的命令序列,选择从块形成电路722提供的图像数据或者从开关电路725提供的图像数据,并把选择的图像数据提供给分类电路711B和延迟选择电路712B。
开关电路727接收来自行延迟电路717的图像数据和来自确定电路723的图像数据。开关电路727根据来自接收器720的命令序列,选择来自行延迟电路717的图像数据或者来自确定电路的图像数据,并把选择的图像数据输出给分类电路711B和延迟选择电路712B。
图65A、65B和65C图解说明形成图64中所示的接收器720接收并被提供给IC的所需部件的命令序列的命令的例子。
在第四实施例中,命令序列由例如图65A中所示的“Kaizodo1dimensional”,“Kaizodo 2dimensional”,“Kaizodo 3dimensional”,“Zoom ver1”和“Zoom ver2”组成。
命令“Kaizodo 1dimensional”,“Kaizodo 2dimensional”,“Kaizodo 3dimensional”是分别发出执行线性空间分辨率产生处理,二维空间分辨率产生处理,和三维空间分辨率产生处理,即分别利用线性预测抽头,二维预测抽头和三维预测抽头的空间分辨率产生处理的指令的命令。
命令“Zoom ver1”是发出执行通过以某一缩放比例重复(递归)改变图像的比例,以所需的缩放比例放大图像数据的放大处理的指令的命令。“Zoom ver2”是发出执行通过仅仅一次改变图像数据的比例,以所需的缩放比例放大图像数据的放大处理的指令的命令。
下面把对应于命令“Zoom ver1”的放大处理称为“递归放大处理”,下面把对应于命令“Zoom ver2”的放大处理称为“单一放大处理”。
接收器720从外部源接收由至少一个命令组成的命令序列,并把该命令序列提供给IC 700的所需部件。
接收器700从外部源接收例如由图65B中所示的一个命令“Kaizodo 2dimensional”组成的命令序列,并把该命令序列提供给IC700的所需部件。
另一方面,接收器720从外部源接收例如由图65C中所示的两个命令“Kaizodo 2dimensional”和“Zoom ver1”组成的命令序列,并把该命令序列提供给IC 700的所需部件。
图66图解说明图64中所示的系数输出单元715A的结构的例子。
在图66,系数输出单元715A包括系数存储器组731和选择器732。
系数存储器组731由其中保存通过学习确定的用于线性空间分辨率产生处理的抽头系数,用于二维空间分辨率产生处理的抽头系数,用于三维空间分辨率产生处理的抽头系数,和用于以各种缩放比例改变图像数据的比例的抽头系数的多个系数存储器装置形成。
经开关电路713A来自分类电路711A的类别代码被提供给系数存储器组731的系数存储器装置。系数存储器装置读取和类别代码的类别对应的抽头系数,并把它们输出给选择器732。
如上所述,不仅从系数存储器装置读取的抽头系数,而且从接收器720读取的命令序列都被提供给选择器732。选择器732根据来自接收器720的命令序列,从提供自系数存储器装置的抽头系数中选择抽头系数,并把选择的抽头系数提供给预测计算电路716A。
类似于图66中所示的系数输出电路715A配置图64中所示的系数输出电路715B。但是,形成系数输出电路715A和715B的系数存储器装置并不必需相同。即,保存在系数输出电路715A中的抽头系数可以部分或者完全不同于保存在系数输出电路715B中的那些抽头系数。
下面参考图67的流程图,说明当从外部源接收到由一个命令“Kaizodo 1dimensional”组成的命令序列时,图64中所示的IC 700执行的处理。
在步骤S701中,接收器720接收命令序列,并把其提供给IC 700的所需部件。
在步骤S702中,IC 700根据接收的命令序列,转换其内部结构。
更具体地说,IC 700的开关电路713A,713B,714A,714B,719和724-727根据命令“Kaizodo 1dimensional”转换信号线的选择状态,以便执行线性空间分辨率产生处理。
图68图解说明其中信号线的选择状态被转变,以便执行线性空间分辨率产生处理的IC 700。
在图68中,IC 700的开关电路713A,713B,714A,714B,719和724-727根据命令“Kaizodo 1dimensional”转换信号线的选择状态,如图68中的实线所示,以便执行线性空间分辨率产生处理。
图68中的虚线指示的信号线是不用于当前IC 700中的信号处理的信号线,尽管物理布置了这些信号线。
在图68中所示的IC 700中,进行把输入IC 700中的作为第一图像数据的图像数据转换成作为分类自适应处理中的第二图像数据的空间分辨率提高的HD图像数据的线性空间分辨率产生处理。
在具有如图68中所示转换的内部结构的IC 700中执行图67中的步骤S703和后续步骤。
更具体地说,在步骤S703中,选择形成作为第二图像数据的HD图像数据的未选像素之一。
在步骤S704中,分类电路711A从作为第一图像数据的输入图像数据中选择所选像素的分类抽头,并根据选择的分类抽头执行线性分类。分类电路711A随后经开关电路713A,把所得到的类别代码提供给系数输出电路715A。
系数输出电路715A根据从接收器720接收的命令序列的命令“Kaizodo 1dimensional”,在参考图66说明的多种抽头系数中选择用于线性空间分辨率产生处理的抽头系数。在步骤S705中,系数输出电路715A读取与经开关电路713A,从分类电路711A供给的类别代码的类别对应的抽头系数,并把读取的抽头系数提供给预测计算电路716A。
在步骤S706中,延迟选择电路712A从作为第一图像数据的输入图像数据中选择所选像素的线性预测抽头,并通过开关电路714A把选择的线性预测抽头提供给预测计算电路716A。
随后,在步骤S707中,预测计算电路716A通过使用经开关电路714A从延迟开关电路712A提供的线性预测抽头,和从系数输出电路715A提供的抽头系数,根据等式(1)执行线性滤波器计算,从而获得和输出与第一图像数据相比,空间分辨率提高的第二图像数据的选择像素的值。
这种情况下,IC 700起滤除线性预测抽头的线性数字滤波器的作用。
从预测计算电路716A输出的图像数据通过开关电路719被输出到IC 700的外部。
随后在步骤S708中确定是否存在形成选择帧的任意未选像素。如果存在任意未选像素,那么进程返回步骤S703,重复步骤S703和后续步骤。
如果在步骤S708中确定不存在未选像素,那么结束该进程。
如果后续帧被提供给IC 700,那么对该后续帧重复步骤S703-S708。
下面参考图69的流程图说明当从外部源收到由一个命令“Kaizodo 2dimensional”组成的命令序列时,由图64中所示的IC 700执行的处理。
在步骤S711中,接收器720从外部源接收命令序列,并把其提供给IC 700的所需部件。
在步骤S712中,IC 700根据接收的命令序列,转换其内部结构。
更具体地说,IC 700的开关电路713A,713B,714A,714B,719和724-727根据命令“Kaizodo 2dimensional”转换信号线的选择状态,以便执行二维空间分辨率产生处理。
图70图解说明其中信号线的选择状态被转变,以便执行二维空间分辨率产生处理的IC 700。
在图70中,IC 700的开关电路713A,713B,714A,714B,719和724-727根据命令“Kaizodo 2dimensional”转换信号线的选择状态,如图70中的实线所示,以便执行二维空间分辨率产生处理。
图70中的虚线指示的信号线是不用于当前IC 700中的信号处理的信号线,尽管物理布置了这些信号线。
在图70中所示的IC 700中,进行把输入IC 700中的作为第一图像数据的图像数据转换成作为分类自适应处理中的第二图像数据的空间分辨率提高的HD图像数据的二维空间分辨率产生处理。
在具有如图70中所示转换的内部结构的IC 700中执行图69中的步骤S713和后续步骤。
更具体地说,在步骤S713中,选择形成作为第二图像数据的HD图像数据的未选像素之一。
在步骤S714中,分类电路711A从作为第一图像数据的输入图像数据,和通过由行延迟电路717延迟输入图像数据而产生的图像数据中选择所选像素的分类抽头,并根据选择的分类抽头执行二维分类。分类电路711A随后经开关电路713A,把所得到的类别代码提供给系数输出电路715A。
系数输出电路715A根据从接收器720接收的命令序列的命令“Kaizodo 2dimensional”,在参考图66说明的多种抽头系数中选择用于二维空间分辨率产生处理的抽头系数。在步骤S715中,系数输出电路715A读取与经开关电路713A,从分类电路711A供给的类别代码的类别对应的抽头系数,并把读取的抽头系数提供给预测计算电路716A。
在步骤S716中,延迟选择电路712A从作为第一图像数据的输入图像数据,和通过由行延迟电路717延迟输入图像数据而产生的图像数据中选择所选像素的二维预测抽头,并通过开关电路714A把选择的二维预测抽头提供给预测计算电路716A。
随后,在步骤S717中,预测计算电路716A通过使用经开关电路714A从延迟开关电路712A提供的二维预测抽头,和从系数输出电路715A提供的抽头系数,根据等式(1)执行二维滤波器计算,从而获得和输出与第一图像数据相比,空间分辨率提高的第二图像数据的选择像素的值。
这种情况下,IC 700起滤除二维预测抽头的二维数字滤波器的作用。
从预测计算电路716A输出的图像数据通过开关电路719被输出到IC 700的外部。
随后在步骤S718中确定是否存在形成选择帧的任意未选像素。如果存在任意未选像素,那么进程返回步骤S713,重复步骤S713和后续步骤。
如果在步骤S718中确定不存在未选像素,那么结束该进程。
如果后续帧被提供给IC 700,那么对该后续帧重复步骤S713-S718。
下面参考图71的流程图说明当从外部源收到由一个命令“Kaizodo 3dimensional”组成的命令序列时,由图64中所示的IC 700执行的处理。
在步骤S721中,接收器720从外部源接收命令序列,并把其提供给IC 700的所需部件。
在步骤S722中,IC 700根据接收的命令序列,转换其内部结构。
更具体地说,IC 700的开关电路713A,713B,714A,714B,719和724-727根据命令“Kaizodo 3dimensional”转换信号线的选择状态,以便执行三维空间分辨率产生处理。
图72图解说明其中信号线的选择状态被转变,以便执行三维空间分辨率产生处理的IC 700。
在图72中,IC 700的开关电路713A,713B,714A,714B,719和724-727根据命令“Kaizodo 3dimensional”转换信号线的选择状态,如图72中的实线所示,以便执行二维空间分辨率产生处理。
图72中的虚线指示的信号线是不用于当前IC 700中的信号处理的信号线,尽管物理布置了这些信号线。
在图72中所示的IC 700中,进行把输入IC 700中的作为第一图像数据的图像数据转换成作为分类自适应处理中的第二图像数据的空间分辨率提高的HD图像数据的三维空间分辨率产生处理。
在具有如图72中所示转换的内部结构的IC 700中执行图71中的步骤S723和后续步骤。
更具体地说,在步骤S723中,选择形成作为第二图像数据的HD图像数据的未选像素之一。
在步骤S724中,分类电路711B选择所选像素的分类抽头,并根据选择的分类抽头执行三维分类。
在图72中,作为分类自适应处理中的第一图像数据的输入图像数据通过开关电路724,725和726被提供给分类电路711B。通过在行延迟电路717中把输入图像数据延迟一行或几行而产生的图像数据也通过开关电路727被提供给分类电路711B。通过在帧存储器721中把输入图像数据延迟一帧而产生的图像数据也被提供给分类电路711B。
分类电路711B从上述图像数据中选择分类抽头,并根据选择的分类抽头执行三维分类。
分类电路711B随后经开关电路713B,把所得到的类别代码提供给系数输出电路715B。
系数输出电路715B根据从接收器720接收的命令序列的命令“Kaizodo 3dimensional”,在参考图66说明的多种抽头系数中选择用于三维空间分辨率产生处理的抽头系数。在步骤S725中,系数输出电路715B读取与经开关电路713B,从分类电路711B供给的类别代码的类别对应的抽头系数,并把读取的抽头系数提供给预测计算电路716B。
在步骤S726中,延迟选择电路712B选择用于所选像素的三维预测抽头,并通过开关电路714B把选择的三维预测抽头提供给预测计算电路716B。
在图72中,作为分类自适应处理中的第一图像数据的输入图像数据经过开关电路724,725和726被提供给延迟选择电路712B。通过在行延迟电路717中把输入图像数据延迟一行或几行而产生的图像数据也经过开关电路727被提供给延迟选择电路712B。通过在帧存储器721中把输入图像数据延迟一帧而产生的图像数据也被提供给延迟选择电路712B。
延迟选择电路712B从上述图像数据中选择三维预测抽头,并通过开关电路714B把选择的三维预测抽头提供给预测计算电路716B。
随后,在步骤S727中,预测计算电路716B通过使用经过开关电路714B从延迟开关电路712B提供的三维预测抽头,和从系数输出电路715B供给的抽头系数,根据等式(1)执行三维滤波器计算,从而获得并输出与第一图像数据相比,空间分辨率提高的第二图像数据的选择像素的值。
这种情况下,IC 700起滤除三维预测抽头的三维数字滤波器的作用。
从预测计算电路716B输出的图像数据通过(绕过)乘积-和计算电路718和开关电路719被输出到IC 700的外部。
随后在步骤S728中确定是否存在形成选择帧的任意未选像素。如果存在任意未选像素,那么进程返回步骤S723,重复步骤S723和后续步骤。
如果在步骤S728中确定不存在未选像素,那么结束该进程。
如果后续帧被提供给IC 700,那么对该后续帧重复步骤S723-S728。
下面参考图73的流程图说明当从外部源收到由两个命令“Kaizodo 2dimensional”和“Kaizodo 3dimensional”组成的命令序列时,由图64中所示的IC 700执行的处理。
在步骤S731中,接收器720从外部源接收命令序列,并把其提供给IC 700的所需部件。
在步骤S732中,IC 700根据接收的命令序列,转换其内部结构。
更具体地说,IC 700的开关电路713A,713B,714A,714B,719和724-727根据命令“Kaizodo 2dimensional”和“Kaizodo3dimensional”转换信号线的选择状态,以便分别执行二维空间分辨率产生处理和三维空间分辨率产生处理,随后通过使用取决于图像数据的运动的权重,对经历二维空间分辨率产生处理的图像数据和经历三维空间分辨率产生处理的图像数据进行加权加法(下面有时称为“自适应空间分辨率产生处理”)。
图74图解说明其中信号线的选择状态被转变,以便执行自适应空间分辨率产生处理的IC 700。
在图74中,IC 700的开关电路713A,713B,714A,714B,719和724-727根据命令“Kaizodo 2dimensional”和“Kaizodo3dimensional”转换信号线的选择状态,如图74中的实线所示,以便执行自适应空间分辨率产生处理。
图74中的虚线指示的信号线是不用于当前IC 700中的信号处理的信号线,尽管物理布置了这些信号线。
在图74中所示的IC 700中,同时进行把输入IC 700中的作为第一图像数据的图像数据转换成作为分类自适应处理中的第二图像数据的空间分辨率提高的HD图像数据的二维空间分辨率产生处理和三维空间分辨率产生处理。随后,通过使用取决于图像的运动的权重,对作为二维空间分辨率产生处理的结果获得的图像数据和作为三维空间分辨率产生处理的结果获得的图像数据进行加权加法。
在具有如图74中所示转换的内部结构的IC 700中执行图73中的步骤S733和后续步骤。
更具体地说,在步骤S733中,选择形成作为第二图像数据的HD图像数据的未选像素之一。
在步骤S734中,对选择的像素进行参考图69和70说明的二维空间分辨率产生处理,和参考图71和72说明的三维空间分辨率产生处理。随后,把二维空间分辨率产生处理获得的选择像素的像素值从预测计算电路716A提供给乘积-和计算电路718,把三维空间分辨率产生处理获得的选择像素的像素值从预测计算电路716B提供给乘积-和计算电路718。
另外,在步骤S734中,如同在图59中所示的第三实施例的分类电路511B中,分类电路711B检测输入图像数据的运动,并把关于所检测运动的运动信息K提供给乘积-和计算电路718。
在步骤S735中,乘积-和计算电路718通过把从分类电路711B提供的输入图像数据的所选像素的运动信息K用作加权系数,对来自预测计算电路716A的二维空间分辨率产生处理获得的选择像素的像素值和来自预测计算电路716B的三维空间分辨率产生处理获得的选择像素的像素值进行加权加法。
即,当二维空间分辨率产生处理获得的像素值和三维空间分辨率产生处理获得的像素值分别由P2和P3表示时,并且当运动信息K在0到1之间变化时,乘积-和计算电路718根据等式P=K×P2+(1-K)×P3,把图像数据P确定为自适应空间分辨率产生处理的结果。
在乘积-和计算电路718中确定的像素值通过开关电路719被输出到IC 700的外部。
随后在步骤S736中确定是否存在形成选择帧的任意未选像素。如果存在任意未选像素,那么进程返回步骤S733,重复步骤S733和后续步骤。
如果在步骤S736中确定不存在未选像素,那么结束该进程。
如果后续帧被提供给IC 700,那么对该后续帧重复步骤S733-S736。
下面参考图75的流程图说明当从外部源供给由一个命令“Zoomver1”组成的命令序列时,由图64中所示的IC 700执行的处理。
在步骤S741中,接收器720从外部源接收命令序列,并把其提供给形成IC 700的所需部件。
在步骤S742中,IC 700根据接收的命令序列,转换其内部结构。
更具体地说,IC 700的开关电路713A,713B,714A,714B,719和724-727根据命令“Zoom ver1”转换信号线的选择状态,以便执行递归放大处理。
图76图解说明其中信号线的选择状态被转变,以便执行递归放大处理的IC 700。
在图76中,IC 700的开关电路713A,713B,714A,714B,719和724-727根据命令“Zoom ver1”转换信号线的选择状态,如图76中的实线所示,以便执行递归放大处理。
图76中的虚线指示的信号线是不用于当前IC 700中的信号处理的信号线,尽管物理布置了这些信号线。
在图76中所示的IC 700中,进行通过以所需的缩放系数改变图像的一块的比例,把作为第一图像数据输入IC 700中的图像数据转换成分类自适应处理中的第二图像数据的递归放大处理。
所需的缩放系数可包含在命令序列中,作为例如命令“Zoomver1”的参数p1。放大输入图像数据的中心的位置也可包含在命令序列中,作为命令“Zoom ver1”的参数p2。
在具有如图76中所示转换的内部结构的IC 700中执行步骤S743和后续步骤。
在步骤S743中,块形成电路722抽取将作为一块被放大的经开关电路724供给的输入图像数据的一部分。
更具体地说,根据由参数p1表示的缩放系数和输入图像数据的大小,块形成电路722识别某一块的尺寸,通过以缩放系数放大该块,该块变的尺寸变得等于输入图像数据的尺寸。块形成电路722随后通过把由参数p2表示的位置用作抽取块的中心(矩心),从输入图像数据抽取具有所识别尺寸的块。这种情况下,该图像数据在块的水平方向和垂直方向上均以由参数p1表示的缩放系数被放大。
抽取块的图像数据从块形成电路722经开关电路726被提供给分类电路711B和延迟选择电路712B。
随后,在步骤S744中,选择形成作为通过放大抽取块的图像数据而获得的第二图像数据的放大图像的未选像素之一。
在步骤S745中,分类电路711B从经开关电路726自块形成电路722供给的抽取块的图像数据中选择所选像素的分类抽头,并根据选择的分类抽头进行二维分类。
分类电路711B随后经开关电路713B,把所得到的类别代码提供给系数输出电路715B。
系数输出电路715B根据从接收器720接收的命令序列的命令“Zoom ver1”,在参考图66说明的多种抽头系数中选择用于改变比例处理的抽头系数。
根据命令“Zoom ver1”由系数输出电路715B选择的用于改变比例处理的抽头系数是以预定的缩放系数(例如相当低的缩放系数,例如1.1)放大图像数据的抽头系数。因此,根据命令“Zoom ver1”由系数输出电路715B选择的用于改变比例处理的抽头系数不一定是以参数p1指示的缩放系数放大图像数据的抽头系数。
在步骤S746中,系数输出电路715B读取用于改变比例处理的抽头系数之中,与经开关电路713B,从分类电路711B供给的类别代码的类别对应的抽头系数,并把读取的抽头系数提供给预测计算电路716B。
在步骤S747中,延迟选择电路712B从经开关电路726,从块形成电路722供给的抽取块的图像数据中抽取用于所选像素的二维预测抽头,并把选择的预测抽头经开关电路714B提供给预测计算电路716B。
在步骤S748中,预测计算电路716B通过使用经开关电路714B从延迟选择电路712B供给的二维预测抽头和从系数输出电路715B供给的抽头系数,根据等式(1)进行二维滤波器计算,从而获得并输出放大的图像数据的选择像素的值。
从预测计算电路716B输出的放大图像数据被提供给确定电路723。
随后在步骤S749中确定形成放大图像数据的所有像素是否已被选择。如果没有,那么进程返回步骤S744,重复步骤S744和后续步骤。
如果在步骤S749中确定形成放大图像数据的所有像素已被选择,那么进程进入步骤S750,确定是否已以参数p1表示的缩放系数放大从预测计算电路716B供给确定电路723的放大图像数据。
如果在步骤S750中确定放大的图像数据不满足由参数p1表示的缩放系数,即,来自预测计算电路716B的放大图像数据的尺寸小于以由参数p1表示的缩放系数放大的图像的尺寸,那么进程进入步骤S751。在步骤S751中,确定电路723经开关电路727把放大的图像数据反馈给分类电路711B和延迟选择电路712B。进程随后返回步骤S744。
随后,对从确定电路723反馈给分类电路711B和延迟选择电路712B的放大图像数据(下面称为“反馈图像数据”)重复步骤S744和后续步骤。
这种情况下,在步骤S744中,选择形成通过以参数p1指示的缩放系数放大反馈图像数据而获得的作为第二图像数据的放大图像数据的未选像素之一。
随后,在步骤S745中,分类电路711B从输出自确定电路723的反馈图像数据中选择所选像素的分类抽头,并根据选择的分类抽头进行二维分类。分类电路711B随后通过开关电路713B,把所得到的类别代码提供给系数输出电路715B。
在步骤S746中,系数输出电路715B读取在根据命令“Zoomver1”选择的用于改变比例处理的抽头系数中,与经开关电路713B从分类电路711B供给的类别代码的类别对应的抽头系数,并把读取的抽头系数提供给预测计算电路716B。
在步骤S747中,延迟选择电路712B从输出自确定电路723的反馈图像数据中选择二维预测抽头,并通过开关电路714B把预测抽头提供给预测计算电路716B。
在步骤S748中,预测计算电路716B通过使用经开关电路714B从延迟选择电路712B供给的二维预测抽头,和从系数输出电路715B供给的抽头系数,根据等式(1)执行二维滤波器计算,从而获得并输出放大图像数据的选择像素的值。选择的像素随后被输出给确定电路723。
随后在步骤S749中确定形成放大图像数据的所有像素是否已被选择。如果没有,那么进程返回步骤S744,重复步骤S744和后续步骤。
如果在步骤S749中确定形成放大图像数据的所有像素已被选择,那么进程进入步骤S750,确定是否已以参数p1表示的缩放系数放大从预测计算电路716B供给的放大图像数据。
如果在步骤S750中确定放大的图像数据满足所需的缩放系数,那么确定电路723把放大的图像数据输出到IC 700的外部。随后结束该进程。
这种情况下,IC 700起图像放大装置的作用。
如果后续帧的输入图像数据被提供给IC 700,那么对所述后续帧重复步骤S743和S751。
下面参考图77的流程图,说明当从外部源提供由一个命令“Zoomver2”组成的命令序列时,图64中所示的IC 700执行的处理。
在步骤S761中,接收器720接收来自外部源的命令序列,并把它提供给形成IC 700的所需部件。
在步骤S762中,IC 700根据接收的命令序列,转换其内部结构。
更具体地说,IC 700的开关电路713A,713B,714A,714B,719和724-727根据命令“Zoom ver2”转换信号线的选择状态,以便执行单一放大处理。
图78图解说明其中信号线的选择状态被转变,以便执行单一放大处理的IC 700。
在图78中,IC 700的开关电路713A,713B,714A,714B,719和724-727根据命令“Zoom ver2”转换信号线的选择状态,如图78中的实线所示,以便执行单一放大处理。
图78中的虚线指示的信号线是不用于当前IC 700中的信号处理的信号线,尽管物理布置了这些信号线。
在图78中所示的IC 700中,进行通过以所需的缩放系数改变图像的一块的比例,把作为第一图像数据输入IC 700中的图像数据转换成分类自适应处理中的第二图像数据的单一放大处理。
所需的缩放系数包含在命令序列中,作为命令“Zoom ver2”的参数p1。放大输入图像数据的中心的位置包含在该命令序列中,作为命令“Zoom ver2”的参数p2。
在具有如图78中所示转换的内部结构的IC 700中执行图77的步骤S743和后续步骤。
如同在图75的步骤S743中一样,在步骤S763中,块形成电路722抽取将作为一块被放大的经开关电路724供给的输入图像数据的一部分。
更具体地说,根据由参数p1表示的缩放系数和输入图像数据的大小,块形成电路722识别某一块的尺寸,通过以缩放系数放大该块,该块变的尺寸变得等于输入图像数据的尺寸。块形成电路722随后通过把由参数p2表示的位置用作抽取块的中心(矩心),从输入图像数据抽取具有所识别尺寸的块。
抽取块的图像数据从块形成电路722经开关电路726被提供给分类电路711B和延迟选择电路712B。
随后,在步骤S764中,选择形成作为通过放大抽取块的图像数据而获得的第二图像数据的放大图像的未选像素之一。
在步骤S765中,分类电路711B从经开关电路726自块形成电路722供给的抽取块的图像数据中选择所选像素的分类抽头,并根据选择的分类抽头进行二维分类。
分类电路711B随后经开关电路713B,把所得到的类别代码提供给系数输出电路715B。
系数输出电路715B根据从接收器720接收的命令序列的命令“Zoom ver2”,在参考图66说明的多种抽头系数中选择用于改变比例处理的抽头系数。
在步骤S766中,系数输出电路715B读取用于改变比例处理的抽头系数之中,与经开关电路713B从分类电路711B供给的类别代码的类别对应的抽头系数,并把读取的抽头系数提供给预测计算电路716B。
在步骤S767中,延迟选择电路712B从经开关电路726,自块形成电路722供给的抽取块的图像数据中抽取所选像素的二维预测抽头,并把选择的预测抽头经开关电路714B提供给预测计算电路716B。
在步骤S768中,预测计算电路716B通过使用经开关电路714B从延迟选择电路712B供给的二维预测抽头和从系数输出电路715B供给的抽头系数,根据等式(1)进行二维滤波器计算,从而获得并输出以参数p1表示的缩放系数放大的图像数据的选择像素的值。
从预测计算电路716B输出的放大图像数据经确定电路723被提供给IC 700的外部。
随后在步骤S769中确定形成放大图像数据的所有像素是否已被选择。如果没有,那么进程返回步骤S764,重复步骤S764和后续步骤。
如果在步骤S769中确定形成放大图像数据的所有像素已被选择,那么结束该进程。
这种情况下,IC 700起图像放大装置的作用。
如果后续帧的输入图像数据被提供给IC 700,那么对所述后续帧重复步骤S764-S769。
下面参考图79的流程图,说明当从外部源供给由两个命令“Kaizodo 2dimensional”和“Zoom ver1”组成的命令序列时,由图64中所示的IC 700执行的处理。
在步骤S781中,接收器720接收来自外部源的命令序列,并把它提供给形成IC 700的所需部件。
在步骤S782中,IC 700根据接收的命令序列,转换其内部结构。
更具体地说,IC 700的开关电路713A,713B,714A,714B,719和724-727根据命令“Kaizodo 2dimensional”和“Zoom ver1”转换信号线的选择状态,以便分别执行二维空间分辨率产生处理和递归放大处理。
图80图解说明其中信号线的选择状态被转变,以便执行二维空间分辨率产生处理,随后对作为二维空间分辨率产生处理的结果而获得的数据执行递归处理的IC 700。
在图80中,IC 700的开关电路713A,713B,714A,714B,719和724-727根据命令“Kaizodo 2dimensional”和“Zoom ver1”转换信号线的选择状态,如图80中的实线所示,以便执行二维空间分辨率产生处理,随后对作为二维空间分辨率产生处理的结果而获得的数据执行递归放大处理。
图80中的虚线指示的信号线是不用于当前IC 700中的信号处理的信号线,尽管物理布置了这些信号线。
在图80中所示的IC 700中,进行把作为第一图像数据输入IC700中的图像数据转换成作为第二图像数据的空间分辨率提高的HD图像数据的二维空间分辨率产生处理,随后进行把作为第一图像数据的HD图像数据转换成作为分类自适应处理中的第二图像数据的放大图像数据的递归放大处理。
在具有如图80中所示转换的内部结构的IC 700中执行图79的步骤S783和S784。
更具体地说,在步骤S783中,执行在图69的步骤S713-S718中说明的二维空间分辨率产生处理。所得到的HD图像数据随后经开关电路719,725和724,从预测计算电路716A被提供给块形成电路722。
随后,在步骤S784中对供给块形成电路722的HD图像数据进行参考图75的步骤S743-S751说明的递归放大处理。随后,所得到的放大图像数据从确定电路723被输出到IC 700的外部。
这种情况下,IC 700充当滤除二维预测抽头的二维数字滤波器,另外还充当图像放大装置。
如果后续帧的输入图像数据被提供给IC 700,那么对所述后续帧重复步骤S783和S784。
下面参考图81的流程图,说明当从外部源供给由两个命令“Kaizodo 2dimensional”和“Zoom ver2”组成的命令序列时,由图64中所示的IC 700执行的处理。
在步骤S791中,接收器720接收来自外部源的命令序列,并把它提供给形成IC 700的所需部件。
在步骤S792中,IC 700根据接收的命令序列,转换其内部结构。
更具体地说,IC 700的开关电路713A,713B,714A,714B,719和724-727根据命令“Kaizodo 2dimensional”和“Zoom ver2”转换信号线的选择状态,以便分别执行二维空间分辨率产生处理和单一放大处理。
图82图解说明其中信号线的选择状态被转变,以便执行二维空间分辨率产生处理,随后对作为二维空间分辨率产生处理的结果而获得的数据执行单一放大处理的IC 700。
在图82中,IC 700的开关电路713A,713B,714A,714B,719和724-727根据命令“Kaizodo 2dimensional”和“Zoom ver2”转换信号线的选择状态,如图82中的实线所示,以便执行二维空间分辨率产生处理,随后对作为二维空间分辨率产生处理的结果而获得的数据执行单一放大处理。
图82中的虚线指示的信号线是不用于当前IC 700中的信号处理的信号线,尽管物理布置了这些信号线。
在图82中所示的IC 700中,进行把作为第一图像数据输入IC700中的图像数据转换成作为第二图像数据的空间分辨率提高的HD图像数据的二维空间分辨率产生处理,随后进行把作为第一图像数据的HD图像数据转换成作为分类自适应处理中的第二图像数据的放大图像数据的单一放大处理。
在具有如图82中所示转换的内部结构的IC 700中执行图81的步骤S793和S794。
更具体地说,在步骤S793中,执行在图69的步骤S713-S718中说明的二维空间分辨率产生处理。所得到的HD图像数据随后经开关电路719,725和724,从预测计算电路716A被提供给块形成电路722。
随后,在步骤S794中,对供给块形成电路722的HD图像数据进行参考图77的步骤S743-S751说明的单一放大处理。随后,所得到的放大图像数据从确定电路723被输出到IC 700的外部。
这种情况下,IC 700充当滤除二维预测抽头的二维数字滤波器,另外还充当图像放大装置。
如果后续帧的输入图像数据被提供给IC 700,那么对所述后续帧重复步骤S793和S794。
从上述说明可看出,在IC 700中,当命令序列由多个命令,例如第一和第二命令组成时,IC 700的内部结构根据第一和第二命令被转换,以致能够执行对应于第一命令的第一信号处理和对应于第二命令的第二图像处理。随后,执行第一信号处理,并对作为第一图像处理的结果而获得的数据进行第二信号处理。从而,在IC 700中,利用单一单元的硬件能够容易地实现多种功能。
在本说明书中,不必按照流程图中规定的时间顺序执行形成流程图所示进程的步骤,可并行执行所述步骤。
虽然在本实施例中对图像数据进行信号处理,不过也可对另一类型的数据,例如音频数据进行信号处理。
根据本发明,利用单一单元的硬件能够容易地实现多种功能。

Claims (17)

1. 一种信号处理设备,包括:
控制单元,用于无线地广播命令序列;
第一信号处理装置,用于接收所述控制单元所广播的命令序列,并在根据形成所述命令序列的多个命令中的至少一个命令转换第一信号处理装置的内部结构之后,对第一信号执行信号处理,并输出第二信号;和
第二信号处理装置,用于接收所述控制单元所广播的命令序列,并在根据形成所述命令序列的多个命令中的至少一个命令转换第二信号处理装置的内部结构之后,对第二信号执行信号处理,并输出第三信号。
2. 按照权利要求1所述的信号处理设备,其中第一信号处理装置和第二信号处理装置至少之一是单片集成电路。
3. 按照权利要求1所述的信号处理设备,其中所述控制单元响应来自外部源的信号,产生命令序列。
4. 按照权利要求1所述的信号处理设备,其中在转换内部结构之后,第一信号处理装置或第二信号处理装置执行以下操作之一:
消除包含在对应的第一或第二信号中的噪声的噪声消除处理,
消除在对应的第一或第二信号中发生的失真的失真消除处理,
提高图像的空间分辨率的空间分辨率产生处理,和
提高图像的时间分辨率的时间分辨率产生处理。
5. 按照权利要求1所述的信号处理设备,其中第一信号处理装置通过使用与通过把形成第二信号的选择信号分量归类到多个类别之一中而获得的类别对应的抽头系数,和通过使用与选择的信号分量对应的第一信号执行计算,从而确定选择的信号分量。
6. 按照权利要求5所述的信号处理设备,其中第一信号处理装置包括:
从第一信号中选择用于把选择的信号分量归类到多种类别之一中的分类抽头的分类抽头选择装置;
根据分类抽头对选择的信号分量分类的分类装置;
从第一信号中选择用于和抽头系数一起确定选择的信号分量的预测抽头的预测抽头选择装置;
输出与选择的信号分量的类别对应的抽头系数的抽头系数输出装置;和
通过利用与选择的信号分量的类别对应的抽头系数,和与选择的信号分量对应的预测抽头执行计算,确定选择的信号分量的计算装置。
7. 按照权利要求6所述的信号处理设备,其中第一信号处理装置转换内部结构,以致从抽头系数输出装置输出的抽头系数的类型被改变。
8. 按照权利要求1所述的信号处理设备,其中第二信号处理装置通过使用与通过把形成第三信号的选择信号分量归类到多种类别之一中而获得的类别对应的抽头系数,和通过使用与选择的信号分量对应的第二信号执行计算,从而确定选择的信号分量。
9. 按照权利要求8所述的信号处理设备,其中第二信号处理装置包括:
从第二信号中选择用于把选择的信号分量归类到多种类别之一中的分类抽头的分类抽头选择装置;
根据分类抽头对选择的信号分量分类的分类装置;
从第二信号中选择用于和抽头系数一起确定选择的信号分量的预测抽头的预测抽头选择装置;
输出与选择的信号分量的类别对应的抽头系数的抽头系数输出装置;和
通过利用与选择的信号分量的类别对应的抽头系数,和与选择的信号分量对应的预测抽头执行计算,确定选择的信号分量的计算装置。
10. 按照权利要求9所述的信号处理设备,其中第二信号处理装置转换内部结构,以致从抽头系数输出装置输出的抽头系数的类型被改变。
11. 按照权利要求1所述的信号处理设备,其中:
第一信号、第二信号和第三信号分别是第一图像信号,第二图像信号和第三图像信号;
在转换内部结构之后,第一信号处理装置执行提高第一图像信号的空间分辨率的空间分辨率产生处理或者缩小第一图像信号的大小的图像缩小处理,以便输出第二图像信号;和
在转换内部结构之后,第二信号处理装置执行消除第二图像信号的噪声的噪声消除处理,或者提高第二图像信号的时间分辨率的时间分辨率产生处理,以便输出第三图像信号。
12. 按照权利要求11所述的信号处理设备,还包括接收广播信号,并输出从广播信号获得的第一图像信号的图像信号输出装置。
13. 按照权利要求11所述的信号处理设备,还包括根据形成命令序列的多个命令之一,检测运动矢量的运动矢量检测装置,
其中第一信号处理装置或第二信号处理装置通过使用运动矢量检测装置检测的运动矢量,执行信号处理。
14. 按照权利要求11所述的信号处理设备,还包括根据形成命令序列的多个命令之一,保存第三图像信号的图像信号存储装置。
15. 一种包括控制单元、第一信号处理装置和第二信号处理装置的信号处理设备用信号处理方法,所述信号处理方法包括:
命令序列广播步骤,由控制单元无线地广播命令序列;
第一信号处理装置和第二信号处理装置分别接收所述控制单元所广播的命令序列;
第一信号处理步骤,在根据形成所述命令序列的多个命令中的至少一个命令转换第一信号处理装置的内部结构之后,由第一信号处理装置对第一信号执行信号处理,以便输出第二信号;和
第二信号处理步骤,在根据形成所述命令序列的多个命令中的至少一个命令转换第二信号处理装置的内部结构之后,由第二信号处理装置对第二信号执行信号处理,以便输出第三信号。
16. 一种信号处理设备,包括:
控制单元,无线地广播包括多个命令的命令序列;
接收所述命令序列的命令序列接收装置;和
根据所述命令序列把信号处理装置的内部结构转换成第一状态,以便执行第一信号处理,随后根据所述命令序列把所述内部结构转换成第二状态,以便执行第二信号处理的信号处理装置。
17. 一种信号处理方法,包括:
无线地广播包括多个命令的命令序列的命令序列广播步骤;
接收所述命令序列的命令序列接收步骤;和
根据所述命令序列把信号处理装置的内部结构转换成第一状态,以便执行第一信号处理,和根据所述命令序列把所述内部结构转换成第二状态,以便执行第二信号处理的信号处理步骤。
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