CN104378530B - 用于图像升频的像素自适应内插算法 - Google Patents

Abstract

一种使用像素自适应内插算法来提供图像升频的方法和设备。对于每个像素定位，所述算法确定是使用高质量定标器算法(例如，多相滤波器)还是定向内插器来确定像素值。对适当的内插算法的确定基于像素是否被确定为边缘。如果像素被确定为边缘，则像素自适应内插算法可使用定向内插器来处理像素；否则，利用定标器算法处理像素。

Description

用于图像升频的像素自适应内插算法

背景技术

考虑到日益增加的更高分辨率和更大屏幕尺寸显示技术的需求，传统图像内容可以通过日益增加的更大的缩放因子来进行升频(upscale)。此外，将要升频的图像内容不仅包括自然影像而且更经常地包括计算机图形和合成影像。当利用典型用于升频自然影像的图像处理技术来升频该内容时，这种计算机生成的图像内容可退化(degrade)，并且会引入伪像。此外，用于通过大的缩放因子来升频图像内容并输出高质量内容的现有图像处理技术可用计算机加强，但并不适用于实时和硬件实现。

附图说明

通过阅读以下说明及所附权利要求和通过参考下列附图，本发明实施例的各种优点将对所属领域的技术人员显而易见，其中：

图1是说明用于处理和显示图像和视频信号的示例性系统的框图；

图2A和2B是说明通过缩放因子N来升频图像数据帧的示例性升频电路的框图；

图3是说明示例性系统一维定标器的框图；

图4A说明用于去鸣振滤波器的示例性伪码；

图4B说明图4A的示例性代码的变量；

图5A说明用于通过正被内插的像素的边缘的2W+1潜在方向；

图5B、5C和5D说明用于计算正被内插的像素的可能边缘方向的基于SAD的度量的示例性像素；

图5E说明计算第一内插方向D1的示例性方法；

图6说明用于分析和组合逻辑的示例性伪码；

图7说明升频图像数据帧的示例性方法；

图8说明处理像素定位以确定升频的像素值的示例性方法；

图9说明对于像素定位确定是选择基于高质量缩放算法的第一内插还是选择基于方向内插算法的第二内插的示例性方法；

图10说明本公开的系统的示例性实施例；以及

图11是根据实施例的具有小形状因子的系统的示例的框图。

具体实施方式

本公开的各种实现可提供更少计算密集型设备和方法，来通过大缩放因子升频包含自然影像和计算机生成影像(如计算机图形和合成影像)的图像内容以提供高质量图像内容。本公开的设备和方法可使用像素自适应内插算法来提供实时、高质量图像升频。对于每个像素定位，此算法可以确定是使用高质量定标器算法(例如多相滤波器)还是定向内插器来确定像素值。确定适当的内插算法可基于像素是否被确定为边缘。如果像素被确定为边缘，则像素自适应内插算法可使用定向内插器来处理像素；否则，像素能够使用高质量定标器算法处理。

图1说明处理和显示图像和视频信号的示例性系统100。系统100包括图像数据源102、输入帧缓冲器104、具有升频电路108的视频处理装置106、主处理器114、输出帧缓冲器110和显示装置112。

例如，图像数据源102可包括电视调谐器、DVD驱动、计算机硬盘驱动、网络接口、有线电视机顶盒、数字视频磁带录音机、个人录像机等中的一个或多个。

输入帧缓冲器104可与图像数据源102耦合以储存由图像数据源102提供的一个或多个图像数据帧。

视频处理装置106可与输入帧缓冲器耦合并处理输入图像信号，如通过升频电路108升频输入图像信号。

主处理器114可与视频处理装置106耦合。主处理器114可以是通用微处理器、微控制器之类，并且可控制视频处理装置106和／或系统100的其它方面。

输出帧缓冲器110可与视频处理装置106耦合来储存从视频处理装置106输出的已处理(例如，升频)的图像数据帧。

显示装置112(例如CRT、平面直角显示器、液晶显示器等)可与输出帧缓冲器110耦合来显示由输出帧缓冲器110提供的图像信号。

图2A说明用以通过缩放因子N升频图像数据帧的图1的示例性升频电路108。升频电路108包括高质量一维(“1D”)定标器210a、210b(例如1D多相定标器)；定向内插器215a，215b；分析和组合逻辑220a、220b和转换器225a、225b。

图2B说明用以通过缩放因子N升频图像数据帧的图1的另一示例性升频电路108’。在图2B中，1D定标器210a、210b被高质量二维(“2D”)定标器210c所替代。

高质量1D定标器210a、210b或2D定标器210c可以是保存或试图保存输入图像中的细节同时最小化在升频后的输出中的可视伪像的任何定标器。在一些实现中，高质量1D定标器210a、210b，或2D定标器210c可以包括基于以下任何函数或方法的内插器：加窗sinc、双三次的、兰索斯法、样条、高阶统计、最小二乘法、小波、像素技术、偏微分析方程和分形。

在一些实现中，1D定标器210a、210b或2D定标器210c可以基于在Berenguer等人的美国专利号7,542,053(“053专利”)中公开的多相滤波器的任何实现。

在一些实现中，1D定标器210a、210b或2D定标器210c可以包括基于比最近邻和双线性内插更复杂的方法的内插器。

如图3所示，在一些实现中，1D定标器210a、210b或2D定标器210c可以包括多相滤波器310，例如在053专利中公开的多相滤波器的任何实现和去鸣振滤波器315。

正如上述讨论的，将要升频的图像内容不仅包括自然影像而且渐增地包括计算机图形和合成影像。可降阶该计算机生成的图像内容，并且当利用典型地用于升频自然影像的图像处理技术升频该内容时，可引入伪像(例如，鸣振伪像)。鸣振伪像为可视伪像，其中输出图像好似围绕高对比度边缘具有重复的边缘。当利用典型地用于升频自然影像的图像处理技术处理边缘结构时，在边缘结构上由高频损失会引起该鸣振伪像。去鸣振滤波器315被配置为最小化此鸣振伪像。

图4A说明用于去鸣振滤波器的示例性伪码，其中变量“右窗”、“左窗”和“中心像素”分别为正被内插的像素的第一、第二和第三组周围像素。图4B说明示例性的“右窗”、“左窗”和“中心像素”。

返回图2A，定向内插器215a、215b被配置来检测直线边缘和它们的方向，并且沿着边缘利用线性内插来保存边缘。

在一些实现中，定向内插器215a、215b测试大量预定方向来检测直线边缘。在一些实现中，定向内插器215a、215b可以是美国专利号7,554,559中公开的定向内插器的任何实现。

在一些实现中，定向内插器215a、215b识别需要执行内插所沿的方向，之后使用线性内插来创造新的像素。

参考图5A，在一些实现中，基于SAD的度量(例如在美国专利号7,554,559中公开的SAD)的绝对差之和被用于对经过正被内插的像素的边缘来计分和排列2W+1潜在方向。基于SAD的度量可以是在正被内插的像素附近的明显的2D窗上计算的空间相关性测量。参考图5B、5C和5D，在一些实现中，对于给定方向d和三对窗(502，506)、(508，510)、(514，516)，用于将正被内插的像素501的每个可能边缘方向的基于SAD的度量的计算使用两个终端像素P’和P”。基于SAD的度量(例如三对窗上的三个SAD的加权平均值)能够为全部潜在的2W+1方向进行计算，并且在数组中存储相应分数来以升序进行分类(例如，从最确信的内插方向到最不确信的)。具有最低分数的方向可确定边缘的定向。一旦边缘定向被确定，那么两个终端像素可作为输入像素来线性地内插。

定向内插器215a、215b输出定向内插的像素值(“Iv”)、第一内插方向(“D1”)和第二内插方法(“D2”)，其中第一内插方向为最可能边缘方向，并且第二内插方向为下一最可能边缘方向。

图5E说明计算第一内插方向D1的示例性方法535。对于每个方向(阶段455)，在阶段550处，能计算基于SAD的度量(例如，在三对窗上的三个SAD的加权平均值)。在阶段555处，可以确定基于SAD的度量是否小于最小化的基于SAD的度量。如果基于SAD的度量不小于所储存的最小化的基于SAD的度量，那么所说明的方法返回阶段545以为下一方向重复阶段550到560。如果基于SAD的度量小于所储存的最小化的基于SAD的度量，那么在阶段560，可将在阶段550处所计算的基于SAD的度量作为最小化的基于SAD的度量进行存储，并且所说明的方法返回阶段545以为下一方向重复阶段550到560。

所示出的分析和组合逻辑220a、220b分别从1D定标器210a、210b或2D定标器210c及定向内插器215a、215b接收内插像素，并确定使用哪个已内插的像素。在一些实现中，对于在位置(x，y)处所考虑的(即，HQ定标器(x，y)和Iv(x，y))的每个已内插的像素，此确定可基于以下的一个或多个：第一内插方向(“D1”)和第二内插方向(“D2”)的一致性；跨越图像的第一内插方向(“D1”)的空间一致性；和通过垂直和对角撕裂测量的已内插的像素的一致性。图6说明用于分析和组合逻辑220a、220b的示例性伪码。

关于D1和D2的一致性，在一些实现中，如果|D1-D2|大于阈值，那么分析和组合逻辑220可确定由定向内插器215输出的内插方向D1、D2是不可靠的，并且为进一步使用从定标器210选择已内插的像素。

关于D1的空间一致性，在一些实现中，如果在位置(x，y)处的像素的D1与相邻像素定位处的像素所确定的内插方向不一致，那么分析和组合逻辑220可确定由定向内插器215输出的内插方向D1是不可靠的，并且为进一步使用从定标器210选择已内插的像素。在一些实现中，对于(x，y)处的像素在所确定的内插方向D1中的空间一致性所测试的相邻像素包括沿着方向D1(即，(x+2D1(x，y)，y-2))的(x，y)处像素的上两行的像素和沿着方向D1(即，(x-2D1(x，y)，y+2))的(x，y)处像素的下两行的像素。

最后，在一些实现中，分析和组合逻辑220可从降低垂直或对角撕裂的定标器210或定向内插器215中选择已内插的像素。正如在图6中所示，在一些实现中，通过考虑在正被研究的内插的像素紧下方和紧上方的两个像素的值来测量垂直撕裂。在一些实现中，通过考虑在沿着方向D1正被研究的内插的像素上两行的内插的像素的值来测量对角撕裂。

图7说明升频图像数据帧的示例性方法700。在阶段705，像素的垂直列通过升频108每次升频一列以产生中间升频帧。在阶段710，转换新的升频帧，并且在阶段715，所转换的帧的像素的垂直列通过升频电路108每次升频一列以产生输出升频帧。

图8说明处理像素定位来确定升频的像素值的示例性方法800。在阶段805，定标器(例如，高质量1D定标器210a、b或高质量2D定标器210c)应用于对于像素定位(x，y)的一系列像素来产生第一内插值。在阶段810，定向内插器(例如，定向内插器215a、b)应用于对于像素定位(x，y)的一系列像素来产生第二内插值、第一内插方向D1和第二内插方向D2，其中D1是最可能的边缘方向而D2是下一最可能的边缘方向。在阶段815，确定(例如，通过分析和组合逻辑220a、220b、220c)对于像素定位是选择第一内插值还是第二内插值。

图9说明了确定对于像素定位是选择基于高质量缩放算法的第一内插值还是基于定向内插算法的第二内插值的示例性方法。在阶段905，确定D1和D2的一致性。在阶段910，确定D1的空间一致性。在阶段915，测量垂直和对角撕裂。

预期在本公开的范围内的计算装置包括个人计算机(PC)、膝上型计算机、超级膝上型计算机、平板计算机、触摸板、便携式计算机、手持式计算机、掌上计算机、个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、组合蜂窝电话／PDA、电视、智能装置(例如，智能电话、智能平板或智能电视)、移动互联网装置(MID)、消息传送装置、数据通信装置等。

图10说明本公开的系统300的示例性实施例，包括平台1002、显示器1020、内容服务装置1030、内容传送装置1040和导航控制器1050。在实施例中，系统1000可以是媒体系统，尽管系统1000在本上下文中不受限制。例如，系统1000的部件可合并到个人计算机(PC)、膝上型计算机、超级膝上型计算机、平板计算机、触摸板、便携式计算机、手持式计算机、掌上计算机、个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、组合蜂窝电话／PDA、电视、智能装置(例如，智能电话、智能平板或智能电视)、移动互联网装置(MID)、消息传送装置、数据通信装置等。

在实施例中，系统1000包括耦合到显示器1020的平台1002。平台1002可从内容装置接收内容，所述内容装置如内容服务装置1030或内容传送装置1040或其他相似的内容源。例如，包括一个或多个导航特征件的导航控制器1050可以用于与平台1002和／或显示器1020互相作用。这些部件中的每一个将在下面更详细的描述。

在实施例中，平台1002可包括芯片组1005、处理器1010、存储器1012、存储装置1014、图形子系统1015、应用程序1016和／或无线电设备1018的任意组合。芯片组1005可提供在处理器1010、存储器1012、存储装置1014、图形子系统1015、应用程序1016和／或无线电设备1018之间的相互通信。例如，芯片组1005可包括能提供与存储装置1014相互通信的存储适配器(未示出)。

处理器1010可实施为复杂指令集计算机(CISC)或者精简指令集计算机(RISC)处理器、x86指令集兼容处理器、多核、或任何其他微处理器或中央处理单元(CPU)。在实施例中，处理器1010可包括双核处理器、双核移动处理器等。

存储器1012可实施为易失性存储器装置，例如但不限于，随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)或静态RAM(SRAM)。

存储装置1014可实施为非易失性存储装置，例如但不限于，磁盘驱动、光盘驱动、磁带驱动、内部存储装置、附加存储装置、闪存、电池备份SDRAM(同步DRAM)、和／或网络可访问存储装置。在实施例中，例如，当包括多个硬盘驱动时，存储装置1014可包括增加保护珍贵数字媒体的增强存储性能的技术。

图形子系统1015可执行用于显示的例如是静止图像或视频的图像的处理。例如，图形子系统1015可以是图形处理单元(GPU)或视觉处理单元(VPU)。模拟或数字接口可用于通信地耦合图形子系统1015和显示器1020。例如，接口可以是高清多媒体接口、显示端口、无线HDMI、和／或无线HD兼容技术中的任意一个。在实施例中，图形子系统1015可与处理器1010或芯片组1005集成在一起。在实施例中，图形子系统1015可以是通信耦合到芯片组1005的独立卡。

这里所述的图形和／或视频处理技术可以各种硬件架构来实施。例如，图形和／或视频功能可在芯片组中集成。可选择地，可使用独立的图形和／或视频处理器。正如在另一个实施例中，图形和／或视频功能可通过通用处理器来实施，其包括多核处理器。在进一步的实施例中，此功能可在消费电子装置中实施。

无线电设备1018可包括能够使用各种合适的无线通信技术发送或接收信号的一个或多个无线电设备。这种技术可包括跨越一个或多个无线网络的通信。示例性无线网络包括(但不限于)无线局域网(WLAN)、无线个人局域网(WPAN)、无线城域网(WMAN)、蜂窝网络和卫星网络。在跨越这些网络的通信中，无线电设备1018可根据任何版本的一个或多个适用标准进行操作。

在实施例中，显示器1020可包括任何电视类型的监视器或显示器。例如，显示器1020可包括计算机显示屏、触摸屏显示器、视频监视器、电视状装置、和／或电视。显示器1020可以是数字和／或模拟的。在实施例中，显示器1020可以是全息显示器。同时，显示器1020可以是接收视像投影的透明界面。这种投影可传达各种形式的信息、图像和／或对象。例如，这种投影可以是对于移动增强的现实(MAR)应用程序的视觉叠加。在一个或多个软件应用程序1016的控制下，平台1002可在显示器1020上显示用户界面1022。

在实施例中，例如，内容服务装置1030可通过任何国内、国际和／或独立服务来充当主机，并且从而通过因特网来访问平台1002。内容服务装置1030可耦合到平台1002和／或耦合到显示器1020。平台1002和／或内容服务装置1030可耦合到网络1060以通信(例如，发送和／或接收)媒体信息到或来自网络1060。内容传送装置1040也可以耦合到平台1002和／或显示器1020。

在实施例中，内容服务装置1030可包括有线电视盒、个人计算机、网络、电话、能够传送数字信息和／或内容的互联网激活装置或设备、和任何其他类似装置，该装置能直接或通过网络1060在内容提供者和平台1002和／或显示器1020之间单向或双向进行通信内容。可以意识到，通过网络1060可以向系统1000中的任何一个部件和内容提供者或从其单向和／或双向通信内容。内容的示例包括任何媒体信息，例如，其包括视频、音乐、医疗和游戏信息等。

内容服务装置1030接收内容，例如有线电视节目，包括媒体信息、数字信息和／或其他内容。内容提供者的示例可以包括任何电缆或卫星电视或无线电或因特网内容提供者。所提供的示例不意味着限制本发明的实施例。

在实施例中，平台1002可以接收来自具有一个或多个导航特征件的导航控制器1050的控制信号。例如，控制器1050的导航特征件可以用来与用户界面1022相互作用。在实施例中，导航控制器1050可以是定点装置，其可以是计算机硬件部件(特别是人机界面装置)，其允许用户输入空间(例如，连续和多维)数据到计算机。例如图形用户界面(GUI)的多个系统，以及电视机和监视器允许用户利用身体姿态来控制并提供数据到计算机或电视机。

控制器1050的导航特征件的移动可以通过指针、光标、聚焦环或在显示器上显示的其他可视指示器的移动在显示器(例如，显示器1020)上进行重复。例如，在软件应用程序1016的控制下，例如，定位在导航控制器1050的导航特征件可映射在用户界面1022上显示的可视导航特征件。在实施例中，控制器1050可能不是单独部件，而是集成在平台1002和／或显示器1020中。然而，实施例并不限制于元件或这里所示或描述的上下文中。

在实施例中，驱动器(未示出)可包括这样的技术：例如，在平台1002激活时，在初始启动后，使得用户能够立即打开和关闭平台1002，如利用触摸按钮的电视机。当平台为“关闭”时，程序逻辑可允许平台1002来将内容流到媒体适配器或其他内容服务装置1030或内容传送装置1040。另外，例如，芯片组1005可包括支持5.1环绕立体声音频和／或高清7.1环绕立体声音频的硬件和／或软件。驱动器可包括用于集成图形平台的图形驱动器。在实施例中，图形驱动器可包括外围设备互联(PCI)快速图形卡。

在各种实施例中，系统1000中示出的任何一个或多个部件可被集成。例如，可集成平台1002和内容服务装置1030，或者可集成平台1002和内容传送装置1040，或者例如可集成平台1002、内容服务装置1030和内容传送装置1040。在各种实施例中，平台1002和显示器1020可以是集成单元。例如，可以集成显示器1020和内容服务装置1030，或者可以集成显示器1020和内容传送装置1040。这些举例并不意味着限制本发明。

在各种实施例中，系统1000可以实施为无线系统、有线系统或两者的组合。当实施为无线系统时，系统1000可以包括适于在无线共享介质上通信的部件和接口，例如一个或多个天线、发射机、接收机、收发机、放大器、滤波器、控制逻辑，等等。无线共享介质的例子可以包括部分无线频谱，例如RF频谱等。当实施为有线系统时，系统1000可以包括适于在有线通信介质上通信的部件和接口，例如，输入／输出(I／O)适配器、连接I／O适配器与相应的有线通信介质的物理连接器、网络接口卡(NIC)、磁盘控制器、视频控制器、音频控制器，等等。有线通信介质的例子包括电线、电缆、金属导线、印刷电路板(PCB)、底板、交换结构、半导体材料、双绞线、同轴电缆、光纤，等等。

平台1002可以建立一个或多个逻辑或者物理信道以通信信息。信息可以包括媒体信息和控制信息。媒体信息可涉及表示用于用户的内容的任何数据。例如，内容的示例包括，来自语音通话、可视会议、流视频、电子邮件(“email”)消息、语音邮件消息、字母数字符号、图形、图像、视频、文本等的数据。例如，来自语音通话的数据可以是话语信息、静默时间、背景噪声、舒适噪声、音调等。控制信息可以涉及表示用于自动系统的命令、指令或控制字的任意数据。例如，控制信息可用于路由媒体信息通过系统、或指示节点来以预定方式处理媒体信息。然而，实施例并不限于图10中所示或描述的元件或上下文。

如上所述，系统1000可以以变化的物理类型或形状因子来实现。图11说明小形状因子装置1100的实施例，其中实现了系统1000。例如，在实施例中，装置1100可以实施为具有无线能力的移动计算装置。移动计算装置可以涉及具有处理系统和移动电源(例如一个或多个电池)的任何装置。

如上所述，移动计算装置的示例可以包括个人计算机(PC)、膝上型计算机、超级膝上型计算机、平板计算机、触摸板、便携式计算机、手持式计算机、掌上计算机、个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、组合蜂窝电话／PDA、电视、智能装置(例如，智能电话、智能平板或智能电视)、移动互联网装置(MID)、消息传送装置和数据通信装置等。

移动计算装置的示例还可以包括被安排为由个人佩戴的计算机，例如腕式计算机、手指计算机、戒指计算机、眼镜型计算机、皮带扣型计算机、臂带计算机、鞋子计算机、服装型计算机和其他可穿式计算机。例如，在实施例中，移动计算装置可以实施为能执行计算机应用和语音通信和／或数据通信的智能电话。尽管已经通过举例的方式以实施为智能电话的移动计算装置描述了一些实施例，但是应当意识到，利用其他无线移动计算装置也可以实现其他实施例。实施例也不限于本上下文中。

如图11所示，装置1100可包括外壳1102、显示器1104、输入／输出(I／O)装置1106和天线1108。装置1100也可包括导航特征件1112。显示器1104可包括任何合适的显示单元，用于显示适于移动计算装置的信息1110。I／O装置1106可包括用于将信息输入到移动计算装置的任何适合的I／O装置。I／O装置1106的例子可包括字母数字键盘、数字小键盘、触摸板、输入键、按钮、开关、摇臂开关、麦克风、扬声器、声音识别装置和软件等。通过麦克风也可将信息输入到装置1100中。这种信息可以由声音识别装置进行数字化。实施例不限于本上下文。

各种实施例可利用硬件元件、软件元件或两者组合来执行。硬件元件的示例可包括处理器、微处理器、电路、电路元件(例如，晶体管、电阻、电容器、电感器等)、集成电路、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、逻辑门、寄存器、半导体装置、芯片、微芯片和芯片组等。软件的示例可包括软件部件、程序、应用、计算机程序、应用程序、系统程序、机器程序、操作系统软件、中间件、固件、软件模块、例程、子例程、函数、方法、程序、软件接口、应用程序接口(API)、指令集、计算编码、计算机编码、编码片段、计算机编码片段、字、值、符号或它们的任意组合。确定实施例是否利用硬件元件和／或软件元件来实现，其可根据任何数量的因素而改变，例如期望的计算速率、功率级、耐热性、处理周期预算、输入数据速率、输出数据速率、存储器资源、数据总线速度和其他设计或性能限制。

至少一个实施例的一个或多个方面可通过存储在机器可读介质中的代表性指令实现，其表示在处理器内的各种逻辑，当通过机器读取时，其使得机器产生执行这里所描述的技术的逻辑。这种表示，也称为“IP核”，可以存储在有形的、机器可读介质上，并供应到各种客户或制造设施以载入到实际上产生逻辑或处理器的制造机器中。

因此，实施例可包括一种方法，该方法包括升频图像帧，其中升频图像帧包括：利用定标器确定用于像素定位的第一内插值；利用定向内插器确定用于像素定位的第二内插值、用于像素定位的第一内插方向、以及用于像素定位的第二内插方向；以及确定是选择第一内插值还是第二内插值。确定是选择第一内插值还是第二内插值包括：确定第一内插方向和第二内插方向的一致性，确定第一内插方向的空间一致性，以及测量垂直撕裂和对角撕裂。

实施例可包括一种系统，该系统包括：图像数据源，用于提供至少一个图像数据帧；输入帧缓冲器，用于存储图像数据帧；升频电路，用于升频图像数据帧来生产升频后的图像数据帧；和输出帧缓冲器，用于存储升频后的图像数据帧。升频电路包括：定标器，用于确定用于像素定位的第一内插值；定向内插器，用于确定用于像素定位的第二内插值、用于像素定位的第一内插方向、和用于像素定位的第二内插方向；以及逻辑电路，用于选择第一内插值或第二内插值。

实施例也可包括一种设备，该设备包括：定标器，用于确定用于像素定位的第一内插值；定向内插器，用于确定用于像素定位的第二内插值、用于像素定位的第一内插方向、和用于像素定位的第二内插方向；以及逻辑电路，用于选择第一内插值或第二内插值。

实施例可以包括计算机可读介质，该计算机可读介质包括一组指令，如果由处理器来执行，所述指令使得计算机利用定标器算法确定用于像素定位的第一内插值；利用定向内插器确定用于像素定位的第二内插值、用于像素定位的第一内插方向、和用于像素定位的第二内插方向；以及确定是选择第一内插值还是第二内插值。

实施例适用于和所有类型的半导体集成电路(“IC”)芯片一起使用。这些IC芯片的示例包括但不限于处理器、控制器、芯片组部件、可编程逻辑阵列(PLA)、存储器芯片和网络芯片等。此外，在某些附图中，用线表示信号导线。有些是不同的，为了表示更多的构成信号路径，具有数字标号以表明多个构成信号路径，和／或在一个或多个终端具有箭头以表明初始信息流方向。然而，这不应被以限制的方式进行解释。而是，这种增加的细节可与一个或多个示例性实施例结合使用以便于更容易地理解电路。任何表示的信号线，不论是否具有另外的信息，可实际上包括一个或多个信号，其在多个方向上行进并可以以任何适合类型的信号方案(例如，以不同对实现的数字或模拟线、光纤线、和／或单端型线)实施。

示例性尺寸／模型／值／范围已经给出，但是本发明的实施例并不限于这些。因为制造技术(例如，光刻法)随着时间而成熟，所以希望可以制造较小尺寸装置。另外，为了说明和讨论简单，并且为了不模糊本发明实施例的特定方面，已知的到IC芯片和其他部件的电源／接地连接可以在图中示出或可以不示出。此外，以框图形式示出了排列，以避免模糊本发明的实施例，并且也鉴于如下事实：关于实施这种框图排列的细节非常依赖于实现实施例的平台，即这种细节应该在本领域技术人员的眼界之内。其中陈述了特定细节(例如，电路)，以便描述本发明的示例性实施例，对本领域的技术人员而言显然本发明的实施例可以在不具有或具有这些特定细节的变型而进行实现。从而该描述被认为示例性的而非限制性的。

例如，某些实施例可使用可存储指令或一组指令的机器或有形的计算机可读介质或物品所实现，如果由机器执行，所述指令可使得机器根据实施例执行方法和／或操作。例如，这种机器可以包括任何合适的处理平台、计算平台、计算装置、处理装置、计算系统、处理系统、计算机、处理器等，并且可利用硬件和／或软件的任何合适组合来实现。例如，机器可读介质或物品可包括任何合适类型的存储器单元、存储器装置、存储器物品、存储器介质、存储装置、存储物品、存储介质和／或存储单元，例如，存储器、可移除或不可移除介质、可擦除或不可擦除介质、可写或可重写介质、数字或模拟介质、硬盘、软盘、光盘只读存储器(CD-ROM)、可录式光盘(CD-R)、可复写式光盘(CD-RW)、光盘、磁介质、磁-光介质、可移除存储卡或盘、各种类型的数字通用光盘(DVD)、磁带、盒式磁带等。指令可以包括任何合适类型的代码，例如源代码、编译代码、翻译码、可执行码、静态代码、动态代码、加密代码等，利用任何合适高电平、低电平、面向对象、可视的、可编译和／或解译程序语言来执行。

除非特定规定，否则，希望例如“处理”、“计算(computing)”、“计算(calculating)”、“确定”等术语涉及计算机或计算系统或类似电子计算装置的活动和／或处理，其将表示为在计算系统的寄存器和／或存储器内的物理量(例如，电子)的数据操纵和／或转换为类似地表示为在计算系统的存储器、寄存器或其他这种信息存储、传送或显示装置内的物理量的其他数据。实施例不仅限于本上下文。

这里使用的术语“耦合”涉及讨论中的部件之间的任意类型的直接或间接的关系，并且可以应用于电学、机械、流体、光学、电磁、机电或其他连接。另外，这里使用的术语“第一”、“第二”等仅便于讨论，并且除非另有表示，否则不具有特别的暂时或实足的重要性。

本领域的技术人员根据之前的描述能够意识到本发明实施例的广泛技术可以以各种形式执行。因此，虽然本发明实施例已经结合其特定示例进行了描述，但本发明实施例的真实范围并不受限制，因为通过研究附图、说明书和下面的权利要求，其他修改对于本领域的技术人员是显而易见的。

Claims (16)

1.一种像素内插方法，包括：

升频图像帧，其中升频图像帧包括：利用定标器确定用于像素定位的第一内插值；利用定向内插器确定用于所述像素定位的第二内插值、用于所述像素定位的第一内插方向、以及用于所述像素定位的第二内插方向；以及确定是选择第一内插值还是第二内插值，

其中所述第一内插方向为最可能边缘方向，所述第二内插方向为下一最可能边缘方向，并且其中确定是选择第一内插值还是第二内插值包括以下中的一个或多个：

确定所述第一内插方向和所述第二内插方向的一致性，包括确定所述第一内插方向和所述第二内插方向之间的差的绝对值；

确定所述第一内插方向的空间一致性，包括比较所述第一内插方向与用于另一像素定位的至少一个内插方向；以及

测量垂直撕裂和对角撕裂，包括测量所述垂直撕裂或所述对角撕裂的降低。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述定标器是以下中的一个或多个：一维定标器、二维定标器和高质量定标器。

3.如权利要求1所述的方法，其中用于像素定位的第一内插值是利用多相滤波器进行确定的。

4.一种用于内插像素的系统，包括：

图像数据源，用于提供至少一个图像数据帧；

输入帧缓冲器，用于存储所述图像数据帧；

升频电路，用于升频所述图像数据帧以产生升频后的图像数据帧；以及

输出帧缓冲器，用于存储所述升频后的图像数据帧；

其中所述升频电路包括：

定标器，用于确定用于像素定位的第一内插值；

定向内插器，用于确定用于所述像素定位的第二内插值、用于所述像素定位的第一内插方向、以及用于所述像素定位的第二内插方向，其中所述第一内插方向为最可能边缘方向，所述第二内插方向为下一最可能边缘方向；以及

逻辑电路，用于选择第一内插值或第二内插值，其中确定是选择第一内插值还是第二内插值包括以下中的一个或多个：

确定所述第一内插方向和所述第二内插方向的一致性，包括确定所述第一内插方向和所述第二内插方向之间的差的绝对值；

确定所述第一内插方向的空间一致性，包括比较所述第一内插方向与用于另一像素定位的至少一个内插方向；以及

测量垂直撕裂和对角撕裂，包括测量所述垂直撕裂或所述对角撕裂的降低。

5.如权利要求4所述的系统，其中所述定标器是以下中的一个或多个：一维定标器、二维定标器和高质量定标器。

6.如权利要求4所述的系统，其中所述定标器是多相滤波器。

7.如权利要求4所述的系统，其中所述定标器包括去鸣振滤波器。

8.一种用于内插像素的设备，包括：

定标器，用于确定用于像素定位的第一内插值；

定向内插器，用于确定用于所述像素定位的第二内插值、用于所述像素定位的第一内插方向、以及用于所述像素定位的第二内插方向，其中所述第一内插方向为最可能边缘方向，所述第二内插方向为下一最可能边缘方向；以及

逻辑电路，用于选择所述第一内插值或所述第二内插值，其中确定是选择第一内插值还是第二内插值包括以下中的一个或多个：

确定所述第一内插方向和所述第二内插方向的一致性，包括确定所述第一内插方向和所述第二内插方向之间的差的绝对值；

确定所述第一内插方向的空间一致性，包括比较所述第一内插方向与用于另一像素定位的至少一个内插方向；以及

测量垂直撕裂和对角撕裂，包括测量所述垂直撕裂或所述对角撕裂的降低。

9.如权利要求8所述的设备，其中所述定标器是以下中的一个或多个：一维定标器、二维定标器和高质量定标器。

10.如权利要求8所述的设备，其中所述定标器是多相滤波器。

11.如权利要求8所述的设备，其中所述定标器包括去鸣振滤波器。

12.一种包括用于执行权利要求1-3中任意一项所述的方法的部件的设备。

13.一种像素内插装置，包括：

用于升频图像帧的单元，其中升频图像帧包括：利用定标器确定用于像素定位的第一内插值；利用定向内插器确定用于所述像素定位的第二内插值、用于所述像素定位的第一内插方向、以及用于所述像素定位的第二内插方向；以及确定是选择第一内插值还是第二内插值，

其中所述第一内插方向为最可能边缘方向，所述第二内插方向为下一最可能边缘方向，并且其中确定是选择第一内插值还是第二内插值包括以下中的一个或多个：

确定所述第一内插方向和所述第二内插方向的一致性，包括确定所述第一内插方向和所述第二内插方向之间的差的绝对值；

确定所述第一内插方向的空间一致性，包括比较所述第一内插方向与用于另一像素定位的至少一个内插方向；以及

测量垂直撕裂和对角撕裂，包括测量所述垂直撕裂或所述对角撕裂的降低。

14.如权利要求13所述的装置，其中所述定标器是以下中的一个或多个：一维定标器、二维定标器和高质量定标器。

15.如权利要求13所述的装置，其中用于像素定位的第一内插值是利用多相滤波器进行确定的。

16.一种包含指令的机器可读介质，所述指令在由处理器执行时，使得所述处理器执行根据权利要求1-3中任一项所述的方法。