CN1220376C - 信息信号处理器和处理信息信号的方法 - Google Patents

Abstract

一种信息信号处理装置，最好使用于将例如SD信号转换成HD信号。空间类和运动类是从关于抽头(tap)的像素数据中提取的，像素数据是从SD信号中选择地提取的并与HD信号的感兴趣部分相对应，关于类的系数类型数据和项选择信息存储在存储器块(135)。通过使用所包括的产生公式，根据系数类型数据和图像质量调节参数h、v，系数产生电路(136)产生关于每个类的系数数据Wi。

Description

信息信号处理器和处理信息信号的方法

技术领域

本发明涉及，例如，一种信息信号处理器、一种用于处理信息信号的方法、一种图像信号处理器和一种使用该图像信号处理器的图像显示装置、以及一种提供信息的介质，该介质最好在NTSC(国家电视系统委员会制式)彩色系统中的视频信号转换成高清晰度的视频信号的情况下使用。

更具体地说，本发明涉及一种信息信号处理器以及类似的信息信号处理器，其中，如果当第一信息信号转换成第二信息信号时，根据与第一信息信号相关获得的特征数，通过使用系数种子数据、产生将使用的估计方程的系数数据，选择一项产生方程的项，那么，就压缩了系数种子数据和计算器的尺寸、而不会降低运算的准确性、并增加了系数曲面(coefficient curvedsurface)的近似准确性。

背景技术

传统上，推荐一种格式转换，用于将作为标准清晰度(SD)的525i信号转换成作为高清晰度(HD)信号的1050i信号。525i信号是指由525行扫描线组成的隔行扫描系统中的图像信号。1050i信号是指由1050行扫描线组成的隔行扫描系统中的图像信号。

图14示出了在525i信号像素与1050i信号像素之间的一种位置关系。在这里，大点是525i信号的像素，小点是1050i信号像素。实线表示奇数场中像素的位置，虚线表示偶数场中像素的位置。当525i信号转换成1050i信号时，在各奇数场和偶数场中，需要获得四个1050i信号的像素与一个525i信号的像素对应。

为了执行上述的格式转换，当从525i信号的像素数据获得1050i信号的像素数据时，一般建议，将相应于与525i信号的像素相关的1050i信号的每个像素的一个状态的估计方程的系数数据储在存储器中，然后，根据使用所存储的系数数据的估计方程，得到1050i信号的像素数据。

根据上述的方法，根据估计方程从525i信号获得1050i信号的像素数据，由1050i信号产生的图像的清晰度是固定的。所以，依照图像的内容等如传统的对比度、锐度调节等方法，要获得想要的清晰度是不可能的。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种信息信号处理器且可以连续地和平滑地调节，比如，图像的质量的类似的信号处理器，允许系数种子数据和计算器的尺寸被压缩而不降低系数数据的操作准确性，并且增加系数曲面的近似准确性。

根据本发明，用于将包括多个信息数据的第一信息信号转换成包括多个信息数据的第二信息信号的信息信号处理器，包括：参数设置装置，用于设置与第二信息信号有关的参数值；第一存储装置，用于存储系数种子数据的存储器，系数种子数据，是在用于产生将使用于估计方程和包括参数的产生方程中的系数数据的产生方程中的系数数据；项选择装置，用于基于与第一信息信号相关而获得的特征至少选择一项产生方程的项；系数数据产生装置，用于相应于所设置的参数产生使用于估计方程的系数数据，在估计方程中的系数数据是根据使用存储在第一存储装置的系数种子数据和通过参数设置装置而设置的参数值的来自项选择装置的所选项的产生方程而产生的；第一数据选择装置，用于基于第一信息信号选择多个位于第二信息信号中的目标位置外围的第一信息数据；计算装置，用于根据使用在系数数据产生装置中产生的系数数据和在第一数据选择装置中选择的多个第一信息数据的估计方程，计算和在目标位置获得信息数据。

根据本发明的用于处理信息信号的方法，用于将包括多个信息数据的第一信息信号转换成包括多个信息数据的第二信息信号，包括：第一步，设置与第二信息信号有关的参数值；第二步，选择一项用于产生将用在估计方程的系数数据的产生方程的项，产生方程包括所述的参数；第三步，产生相应于设置的参数值的使用于估计方程的系数数据，使用于估计方程的系数数据是根据使用系数种子数据的产生方程产生的，系数种子数据是产生方程中的系数数据，和参数值是在第一步设置的，产生方程包含在第二步中选择的项；第四步，从第一信息信号选择多个位于第二信息信号中的目标位置的外围的第一信息数据；和第五步，根据使用在第三步中产生的系数数据和多个在第四步中选择的第一信息数据的估计方程计算并在目标位置获取信息数据。

根据本发明的一种图像信号处理器，用于将包括多个像素数据的第一图像信号转换成包括多个像素数据的第二图像信号，包括：参数设置装置，用于设置与第二图像信号相关的参数值；存储装置，用于存储系数种子数据，系数种子数据，是在用于产生将使用于估计方程中的系数数据的产生方程中的系数数据，并且，产生方程包含参数；项选择装置，用于基于与第一图象信号相关地获得的特征至少选择产生方程的项；系数数据产生装置，用于相应于所设置的参数产生将使用于估计方程的系数数据，在估计方程中的系数数据是根据使用存储在存储装置中的系数种子数据和通过参数设置装置设置参数值的产生方程而产生的，产生方程包含由项选择装置选择的项；数据选择装置，用于从第一图象信号选择多个位于第二图像信号中目标位置的外围的像素数据；和计算装置，用于根据使用在系数数据产生装置中产生的系数数据和在数据选择装置中选择的多个像素数据的估计方程计算和在目标位置获得像素数据。

根据本发明的图像显示装置，包括：图像信号输入装置，用于输入包括多个像素数据的第一图像信号；图像信号处理装置，用于将通过图像信号输入装置所输入的第一图像信号转换成包括多个像素数据的第二图像信号；图像显示装置，用于在图像显示组件上显示基于来自图像处理装置的的第二图像信号的图像；和参数设置装置，用于设置与第二图像信号相关的参数值；图像处理装置装置，包括：用于存储系数种子数据的第一存储装置，系数种子数据，是在用于产生将使用于估计方程的系数数据的产生方程中的系数数据，并且，产生方程包含参数；项选择装置，用于基于与第一信息信号相关获得的特征至少选择一项产生方程的项；系数数据产生装置，用于根据所设置的参数产生使用于估计方程的系数数据，在估计方程中的系数数据是根据使用存储在第一存储装置中的系数种子数据和由参数设置装置设置的参数值的产生方程而产生的，产生方程包含由项选择装置选择的项；第一数据选择装置，用于从第一信息信号选择多个位于第二图像信号中目标位置的外围的第一像素数据；和计算装置，用于根据使用在系数数据产生装置中产生的系数数据和在数据选择装置中选择的多个像素数据的估计方程计算和在目标位置获得像素数据。

根据本发明，与第二信息信号相关的参数被设置。例如，该参数决定从第二信息信号获得的输出的质量。又例如，如果信息信号是图像信号，图像的质量，如清晰度由参数值决定；如果信息信号是一个声音信号，声音的质量由参数值决定。还例如，参数是关于与第一信息信号的信息数据的位置的相关的第二信息信号的信息数据的位置的状态信息。这个状态信息会在第二信息信号的格式或尺寸改变时而改变。

而且，基于第一信息信号，选择位于在第二信息中的目标位置的外围的多个第一信息数据。然后，依照设置的参数值获得位于目标位置的信息数据。尤其是，系数种子数据是产生估计方程将使用的系数数据的产生方程中的系数数据，被存储在存储器中。通过使用所存储的系数种子数据和所设置的参数值，产生相应于所设置的参数值的估计方程的系数数据。然后，根据使用所产生的系数数据和多个第一信息数据的估计方程，产生目标位置的信息数据。

在这里，如上所述，基于与第一信息信号相关地所获得的特征量，选择一项用于产生估计方程的系数数据的产生方程的项。例如，基于第一信息信号，选择位于第二信息信号中的目标位置的外围的多个第二信息数据。包括基于多个第二信息数据而检测到的位于目标位置的信息数据的类被定义为特征量。

如上所述，当第一信息信号转换成第二信息信号，使用系数种子数据，产生将使用的估计方程的系数数据时，基于与第一信息信号相关获得的特征量，选择出一项产生方程的项。用这种方式，就可以压缩系数种子数据和计算器的尺寸而不降低运算的准确性，同时，增加系数曲面的近似准确性。

当得到使用系数种子数据而产生的系数数据的和时，根据如上所述的估计方程所产生的目标位置的信息数据除以所得到的和，而被规范化，因此，去除了目标位置的信息数据的误差波动，这种起伏是在使用系数种子数据从产生方程中获取估计方程的系数数据时，由化整误差引起的。

附图说明

图1示出了作为实施例的电视接收机的构成方框图。

图2示出了项候选组产生部分的示范结构方框图。

图3A到图3F中的每个图都用于说明项候选组产生部分的操作时序图。

图4是显示计数地址与所选内容之间的相应关系的图。

图5示出了一个系数操作部分的示范结构方框图。

图6示出了项选择部分的示范结构方框图。

图7示出了累加部分的示范结构方框图。

图8A到8E是用于说明产生系数数据和规范化的系数的操作的时序图。

图9是显示用于产生系数种子数据的方法的概念的例子的图。

图10示出了系数种子数据产生装置的示范结构方框图。

图11是显示带通滤波器的频率特性的例子的图。

图12示出了一个用于通过软件实现的图像信号处理器的示范结构方框图。

图13是显示用于处理图像信号的过程的流程图。

图14是用于说明525i信号与1050i信号之间像素的位置关系的图。

具体实施方式

下面将参考附图详细描述本发明。图1示出了作为实施例的电视接收机100的构成。电视接收机100从作为标准信号的广播信号接收525i信号，并且将525i信号转换成作为HD信号的1050i信号，以便通过1050i信号显示图像。

电视接收机100包括：带有用于控制整个系统操作的微计算机的系统控制器101，和用于接收远程控制信号的远程控制信号接收电路102。远控制信号接收电路102与系统控制器101连接，被用于按照用户的操作从远程控制发送器200接收远程控制信号RM，并提供一个相应于接收信号RM的操作信号给系统控制器101。

电视接收机100还包括接收天线105、调谐器106、和缓冲存储器109。调谐器106用于接收由接收天线105捕获的广播信号(射频调制(RFmodification)信号)，并执行诸如频道选择、中频放大、检波等处理过程，以便获得SD信号(525i信号)。缓冲存储器109用于临时存储从调谐器106输出的SD信号。

电视接收机100还包括：图像信号处理部分110，用于将临时存储在缓冲存储器109中的SD信号(525i信号)转换成HD信号(1050i信号)；和显示部分111，用于显示自图像信号处理部分110接收的HD信号所产生的图像。显示部分111由，例如，诸如阴极射线管显示器(CRT)、液晶显示器(LCD)等的装置构成。

下面将描述显示在图1中的电视接收机100。

从调谐器106发送来的SD信号(525i)提供给缓冲存储器109，临时存储在那里。临时存储在缓冲存储器109的SD信号，提供给图像信号处理部分110，并被转换成HD信号(1050i信号)。尤其是在图像信号处理部分110中，构成HD信号(以下，称为“HD像素数据”)的像素数据从构成SD信号(以下，称为“SD像素数据”)的像素数据获得。从图像信号处理部分110发送来的HD信号被提供给显示部分111，显示部分111用于在其屏幕上显示通过所提供的HD信号产生的图像。

尽管没有在上面描述，用户仍可以通过上述的远程控制发送器200的操作，连续平滑地调节在上述的显示部分111的屏幕上显示的图像的水平和垂直清晰度。在图像信号处理部分110中，HD像素数据在估计方程中计算，这将在稍后描述。作为估计方程中的系数数据，根据包含参数h、v的产生方程，产生并且使用相应于用于决定水平和垂直清晰度的且由用户通过远程控制发送器200的操作而调节的参数h、v的数据。通过这个过程，结果，由从图像信号处理部分110发送来的HD信号产生的图像的水平和垂直清晰度就可以和所调节的参数h、v相一致。

下面将描述图像信号处理部分110的细节。图像信号处理部分110包括第一到第三抽头(tap)选择电路121到123，它们的每一个都用于从存储在缓冲存储器109中的SD信号(525i信号)选择地提取多个位于HD信号(1050i信号)中的目标位置的外围的SD像素数据，然后发送它们。

第一抽头选择电路121选择地提取用于预测的SD像素数据(以下，称为“预测抽头”)。第二抽头选择电路122选择地提取用于与SD像素数据的级别的分配类型相对应的类别(class sort)中的SD像素数据(以下，称为“空间类抽头”)。第三抽头选择电路123选择地提取用于与运动相对应的类别中的SD像素数据(以下，称为“运动类抽头”)。其中，空间类通过使用属于多场的SD像素数据而被决定，该空间类还包含运动信息。

图像信号处理部分110还包括空间类检测电路124，用于检测在第二抽头选择电路122中选择地提取的空间类抽头的数据(SD像素数据)的级别的分配类型，和用于检测基于级别的分配类型的空间类，以便发送关于类的信息。

空间类检测电路124执行操作，使，例如，SD像素从8比特数据压缩到2比特数据。然后空间类检测电路124发送每个相应于SD像素数据的压缩数据，作为空间类的类信息。在本实施例中，数据压缩是按照自适应动态范围编码(ADRC)方式进行的。不同于ADRC的编码预测，诸如差分脉冲编码调制(DPCM)、矢量量化(VQ)等的预测编码也可以被用作压缩信息的方法。

ADRC原本是一种自适应再量化方法，其被开发并用于磁带录像机(VTR)的高性能编码。ADRC也适用于上述的数据压缩的情况，因为这种方法能够有效地用短的语言表达信号级别的本地(local)类型。在使用ADRC的情况中，定义空间类抽头数据(SD像素)的最大的值作为MAX，最小的值作为MIN，空间类抽头数据的动态范围为DR(＝MAX-MIN+1)，再量化比特数为P，作为压缩数据的一个再量化的代码qi从下述的方程(1)获得，至于每个SD像素数据ki作为空间类抽头数据。

qi＝[(ki-MIN+0.5)·2^P/DR]    ...(1)

在方程(1)中，方括号[]中包含的部分的意思是删截过程。当存在Na个SD像素数据时，i是从1到Na。

图像信号处理部分110还包括一个运动类检测电路125，用于从在第三抽头选择电路123中选择地提取的运动类抽头数据(SD像素数据)中，检测主要表达运动的程度的运动类，并且接着发送其类信息。

在运动类检测电路125中，帧之间差值是通过在第三抽头选择电路123中分别提取的运动类抽头数据(SD像素)mi、ni计算出来的。然后，对差值的绝对值的平均值执行门限值处理，这样便可以检测出作为运动指标(index)的运动类。具体地，在运动类检测电路125中，差值绝对值的平均值AV通过下述的方程(2)计算。

$\mathrm{AV}=\frac{\underset{i=1}{\overset{\mathrm{Nb}}{\mathrm{\Σ}}}|\mathrm{mi}-\mathrm{ni}|}{\mathrm{Nb}}...\left(2\right)$

当提取位于紧前帧的六个SD像素数据n1到n6以及六个SD像素数据m1到m6作为类抽头数据时，例如，在第三抽头选择电路123中的，方程(2)中的Nb是6。

在运动类检测电路125中，如上所述的计算的平均值AV与一个或多个门限值做比较，这样，可以获得关于运动类的类信息MV。例如，当准备好三个门限值th1、th2、th3(th1＜th2＜th3)，并且将要检测四个运动类时，若AV≤th1，则MV设置为0；若th1≤AV≤th2，则MV设置为1；若th2≤AV≤th3，则MV设置为2；以及若th3≤AV，则MV设置为3。

图像信号处理部分110还包括类合成电路126，用于获得显示一个类的类代码CL，该类包括将产生的、HD信号(1050i信号)的像素(目标像素)，获得类的类代码CL的过程是基于作为关于空间类的类信息的再量量化代码qi和关于从运动类检测电路125接收的运动类的类信息MV，其中的空间类是从空间类检测电路124接收的。

在类合成电路126中，类代码CL通过下述的方程(3)计算。

$\mathrm{CL}=\underset{i=1P}{\overset{\mathrm{Na}}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{qi}{\left(2^P\right)}^{i-1}+\mathrm{MV}\·{\left(2^P\right)}^{\mathrm{Na}}...\left(3\right)$

在方程(3)中，Na是空间类抽头数据(SD像素数据)数，P是ADRC方法中的再量化比特数。

图像信号处理部分110还包括系数存储器134。系数存储器134存储将在估计预测计算电路127中使用的估计方程的系数数据，这将在稍后的每个类中描述。系数数据是用于将SD信号(525i信号)转换成HD信号(1050i信号)的信息。系数存储器134接收从上述的类合成电路126得到的作为所读到的地址信息的类代码CL。相应于类代码CL的系数数据从系数存储器134中读出，并且将所读出的系数数据提供给估计预测计算电路127。

图像信号处理部分110还包括信息存储器块135。每个类中的系数种子数据都被事先存储在信息存储器块135中。系数种子数据是产生方程中的系数数据，其中的产生方程用于产生将存储在上述的系数存储器134中的系数数据。而且信息存储器块135还预先存储每个类的产生方程的项选择信息。用于上述的每个类的系数种子数据数与将通过上述的项选择信息选择的项数一致。

如上所述，当525i信号转换成1050i信号时，需要分别在奇数和偶数场中获得相应于一个525i信号的像素的四个1050i信号的像素。所以，每个类的系数种子数据由相应于以2×2为单位的一个像素块之内的四个像素的系数种子数据构成，其中的像素块构成分别为奇数和偶数场的1050i信号。以2×2为单位的一个像素块之内的四个像素和525i信号的像素具有彼此不同的状态关系(phase relation)。

在稍后将描述的估计预测计算电路127中，将产生的HD像素数据y由下面方程(4)用预测抽头数据(SD像素数据)xi和从系数存储器134中读出的系数数据Wi计算。

$y=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Wi}\·\mathrm{xi}...\left(4\right)$

当将在第一抽头选择电路121中被选择的预测抽头数是10时，方程(4)中的n是10。

在本实施例中，下述方程(5)被用作基本产生方程，基本产生方程用于产生在估计方程中每个类的系数数据Wi(i＝1到n)。

W_i＝w_i，0+w_i，1h+w_i，2h²+w_i，3h³+w_i，4h⁴

         +w_i，5v+w_i，6hv+w_i，7h²v+w_i，8h³v+w_i，9v²

         +w_i，10hv²+w_i，11h²v²+w_i，12v³+w_i，13hv³+w_i，14hv⁴

                                       ...(5)

估计方程中的用于每个类的系数数据Wi由产生方程产生，该产生方程由在构成基本产生方程(最多由10项构成)的项中选择的项构成。由如此选择的项构成的产生方程的系数数据的系数种子数据，按每类存储在信息存储器块135中。在信息存储器块135中，还按每类存储项选择信息。稍后将描述用于产生系数种子数据和项选择信息的方法。

图像信号处理部分110还包括系数产生电路136，用于根据使用每个类的系数种子数据和参数h、v的值由选择的项构成的产生方程，在估计方程中产生相应于每个类的参数h、v的值的系数数据Wi(i＝1到n)。系数产生电路136包括项候选组产生部分136A和系数计算部分136B。

下面将详细描述项候选组产生部分136A。项候选组产生部分136A通过使用参数h、v的值，计算不包括上述基本产生方程(方程(5))中每一项的系数的部分，产生15项候选项T₀到T₁₄。图2显示了项候选组产生部分136A的一个示范结构。

项候选组产生部分136A包括：用于基于起始信号ST1产生各种时钟信号的定时发生器201；用于基于从定时发生器201接收的计数地址产生选择信号SEL1的程序存储器块202；和选择器203，用于基于从程序存储器块202收到的选择信号SEL1，选择发送参数h、v、和整型常量1中的任何一个，同时接收参数h、v、和整型常量1。

在这里，如图3B所示，从定时发生器201提供起始信号ST1之后，如图3C所示，与图3A所示的时钟信号同步地产生计数地址。然后，如图3D所示可以从选择器203得到输出S1。图4示出了计数地址与选择器203选择的内容之间的相应关系。

项候选组产生部分136A还包括：乘法器204，用于乘以来自选择器203的输出S1；寄存器205，用于存储由乘法器204所执行的相乘结果；以及选择器206，用于选择发送相乘结果或整数1，同时接收存储在寄存器205中的相乘结果或者整数1。来自选择器206的输出S2提供给乘法器204。选择器206接受收由定时发生器201提供的如图3E所示的初始化的定时信号。其结果，当计数地址变为如0、4、8等的4的倍数时，整型常量1每次都被选择地从选择器206发送，以初始化该相乘过程。如果计数地址不是4的倍数，选择器206选择发送寄存器205的输出S3。

项候选组产生部分136A还包括寄存器207_-0，用于保持一个不包括参数h、v的候选项T₀，也就是说，用于保持1，每个寄存器207_-1到寄存器207_-14用于发送候选项T₁到T₁₄，使能端208_-1到208_-14用于控制寄存器207_-1到寄存器207_-14，无论它们是否存储有寄存器205的输出S3。每个使能端208_-1到208_-14接收来自定时发生器201的如图3F所示的时钟信号。其结果，当计数地址变成4的倍数时，寄存器207_-1到寄存器207_-14每次都转到一种写使能状态，寄存器205的输出S3就被写入其中。

如图2所示，将描述项候选组产生部分136A的操作。当从系统控制器101(见图1)提供起始信号ST1(图3B)时，计数地址(图3C)与时钟信号(图3A)同步产生。接着，相应于计数地址从程序存储器块202将选择信号SEL1提供给选择器203，然后，参数h、v或整数常量1(图3D)选择地从选择器提取。

另外，定时发生器201提供初始化的时钟信号(图3E)给选择器206，每当计数地址变为4的倍数时，选择器206提取整型常量1来代替寄存器205的输出。结果，每当计数地址变为4的倍数时，就会初始化相乘过程。

使能端208_-1到208_-14分别接收来自定时发生器201的使能信号EN₁到EN₁₄(图3F)。当计数地址变成4的倍数减1时，寄存器207_-1到寄存器207_-14依次转到一种写使能状态。结果，每第四个被选择器203选择地提取的相乘的值都被依次写入寄存器207_-1到寄存器207_-14中。

因此，寄存器207_-1到寄存器207_-14保持并发送相应于如方程(5)所示的基本产生方程的第二到第十五项的候选项T₁到T₁₄。如上所示，寄存器207_-0预先保持相应于如方程(5)所示的基本产生方程的第一项的候选项T₀，并且和上述的候选项T₁和T₁₄一起发送候选项T₀。

下面将描述系数计算部分136B。系数计算部分136B根据从信息存储器块135读出的项选择信息SL₀到SL₉，从上述的项候选组产生部分136A接收的候选项T₀到T₁₄中为每一个类选择一项。接着，系数计算部分136B根据由选择的项组成的产生方程、使用从信息存储器块135读出的系数种子数据A_i0到A_i9计算估计方程的系数数据Wi(i＝1到n)。图5显示了系数计算部分136B的一个示范结构。

系数计算部分136B包括用于从15项候选项T₀到T₁₄中选择一必须项的项选择部分211_-0到211_-9。控制项选择部分211_-0到211_-9以选择候选项T₀到T₁₄中的任何一项，或不选择它们中任何一项。如果所选的项数小于10，就存在一个项选择部分，其不选择候选项T₀到T₁₄中的任何一项。

项选择部分211_-0到211_-9接收用浮点数值表示的系数种子数据A_i0到A_i9的定点部分b_i0到b_i9。如上所述，将提供给项选择部分的系数种子数据的定点部分被置为0，其中的项选择部分不选择候选项T₀到T₁₄中的任何一项。

图6显示了项选择部分211_-0的一个示范结构。项选择部分211_-0包括：选择器231，用于基于项选择信息SL₀，从候选项T₀到T₁₄中选择地提取一预测项；和乘法器232，用于将定点部分b_i0与选择器231的输出相乘。如果在项选择部分211_-0中没有选中候选项T₀到T₁₄中的任何一项，则选择器231发送整型常量1。在这种情况下，因为选择器231的输出在乘法器232中与0相乘，所以项选择部分211_-0的输出d₀变为0。项选择部分211_-1到211_-9具有和项选择部分211_-0相同的结构，并且，它们的细节描述将被省略。

回到图5，系数计算部分136B还包括：加法器212，用于累加项选择部分211_-0、211_-1的输出d₀、d₁；加法器213，用于累加项选择部分211_-2、211_-3的输出d₂、d₃；加法器214，用于累加项选择部分211_-4、211_-5的输出d₄、d₅；加法器215，用于累加项选择部分211_-6、211_-7的输出d₆、d₇；和加法器216，用于累加项选择部分211_-8、211_-9的输出d₈、d₉。

加法器212接收系数种子数据A_i0、A_i1的指标数(index number)部分c_i0、c_i1。

加法器213接收系数种子数据A_i2、A_i3的指标数部分c_i2、c_i3。

加法器214接收系数种子数据A_i4、A_i5的指标数部分c_i4、c_i5。

加法器215接收系数种子数据A_i6、A_i7的指标数部分c_i6、c_i7。

加法器216接收系数种子数据A_i8、A_i9的指标数部分c_i8、c_i9。

图7显示了加法器212的一个示范结构。加法器212包括：寄存器241，用于基于指标数部分c_i0，对项选择部分211_-0的输出进行移位，以便将输出d₀转换成一个定点数值并将其保持；寄存器242，用于基于指标数部分c_i1，对项选择部分211_-1的输出进行移位，以便将输出d₁转换成一个定点数值并将其保持；加法器243，用于累加寄存器241、242的输出；和寄存器244，用于保持加法器243的累加输出。

回到图5，系数计算部分136B还包括：加法器217，用于累加从加法器213、214接收的定点数值的输出；加法器218，用于累加从加法器215、216接收的定点数值的输出；加法器219，用于累加相加的加法器217、218的输出；一个加法器220，用于将加法器212的输出与加法器219的输出相加，以获得系数数据Wi。

在如图5所示的系数计算部分136B中，通过项选择部分211_-0到211_-9，从候选项T₀到T₁₄选择一项必须项。然后，通过项选择部分211_-0到211_-9选择的项与在项选择部分211_-0到211_-9和加法器212中的相应的系数种子数据A_i0到A_i9相乘。然后，各相乘的结果被累加在一起，以便获得系数数据Wi。

在上述的系数产生电路136中产生的每个类中的系数数据Wi(i＝1到n)存储在上述的系数存储器134中。如上所述，存储在信息存储器块135中每个类中的系数种子数据，由相应于在各奇数场和偶数场中的以2×2为单位的像素块中的四个相素的系数种子数据构成。因此，系数产生电路136中产生的每个类中的系数数据Wi由相应于各奇数场和偶数场中以2×2为单位的像素块中的四个相素的系数种子数据构成。

例如，在每个垂直消隐期间，系数产生电路136产生每个类中的系数数据Wi。因此，即使参数h、v的值被用户通过远程控制发送器200的操作而改变，也可以立即将存储在系数存储器134中的每个类中的系数数据Wi改变成相应于已改变的参数h、v的值的数据。结果，用户可以平滑地调节清晰度。

图像信号处理部分110还包括一个规范化的系数计算部分137，用于根据下述的方程(6)计算一个相应于由系数产生电路136产生的每个类的系数数据Wi(i＝1到n)的规范化的系数S；和规范化的系数存储器138，用于存储如此产生的每个类的规范化系数S。

$S=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Wi}...\left(6\right)$

规范化的系数存储器138从上述的类合成电路126接收作为读出的地址信息的类代码CL。相应于类代码CL的规范化的系数S从规范化的系数存储器138中读出，然后，此被读出的规范化的系数S被提供给一个将在稍后描述的规范化的计算电路128。

图8A到图8E是时序图，各图显示了与用于产生系数数据Wi和规范化的系数S的操作相关的时序。

图8A显示了垂直消隐信号。每个类中的系数数据Wi(i＝1到n)和相应于系数数据Wi的规范化的系数S在垂直消隐期间产生。为响应图8B中所示的起始信号ST1，项候选组产生部分136A开始操作，并通过使用参数h、v，产生候选项T₁到T₁₄。

候选项T₁到T₁₄的产生结束之后，候选项T₀到T₁₄准备好将被从项候选组产生部分136A发送，响如应图8C所示的起始信号ST2，开始从信息存储器块135读取系数种子数据A_i0到A_i9和项选择信息SL₀到SL₉。读出计算系数数据Wi所需的数据和信息之后，响应如图8D所示的起始信号ST3，开始系数计算部分136B的操作。结果，每个类中的估计方程的系数数据Wi被计算出，然后，将如此计算出的系数数据Wi写入系数存储器134。

另外，在第一类中的系数数据Wi由系数计算部分137中计算出后，响应图8E中所示的起始信号ST4，开始规范化化系数操作部分137的操作。结果，计算出相应于每个类中的估计方程的系数数据Wi(i＝1到n)的规范化系数S，然后，如此计算出的规范化系数S写入规范化化系数存储器138。

图像信号处理部分110还包括：用于计算将产生的HD信号的像素(目标像素)的数据的估计预测计算电路127，所述的计算是基于从第一抽头选择电路121选择地提取的预测抽头数据(SD像素数据)xi和从系数存储器134读出的系数数据Si。

如上所述，当SD信号(525i信号)转换成HD信号(1050i信号)时，SD信号中的一个像素需要获得四个HD信号的像素。所以估计预测计算电路127产生构成HD信号的以2×2为单位的每个像素块的像素数据。尤其是，估计预测计算电路127，从第一抽头选择电路121接收，相应于单位像素块(目标像素)中的四个像素的预测抽头数据xi和相应于构成单位像素块的四个像素的系数数据Wi。通过上述的方程(4)的估计方程，彼此独立地计算构成单位像素决的四个像素数据(HD像素数据)y₁到y₄。

图像信号处理部分110还包括规范化计算电路128，用于通过从估计预测计算电路127依次接收四个像素数据y₁到y₄除以相应于四个像素数据y₁到y₄的计算中使用的系数数据Wi(i＝1到n)的规范化系数S，进行规范化，其中的规范化的系数S是从规范化的系数计算部分读出的。虽然未在上述描述，系数产生电路136，根据产生方程，从系数种子数据产生估计方程的系数数据Wi。然而，所产生的系数数据中包含化整误差，并且不能保证系数数据Wi(i＝1到n)的和是1.0。所以，由于化整误差，估计预测电路127中计算出的每个像素的数据y₁到y₄包含误差波动。如上所述，通过在规范化计算电路128中使其规范化，从而去除这种起伏。

另外，图像信号处理部分110还包括一个后处理电路129，用于处理在规范化计算电路128中被规范化的、单位像素块中的四个像素数据y₁’到y₄’，并依次从此处提供该数据，进入线性序列状态，然后用1050i信号格式将其发送。

接着，将描述图像信号处理部分110的操作。

在第二抽头选择电路122中，位于构成将产生的HD信号(1050i信号)的单元像素块中的四个像素(目标像素)的外围的空间类抽头数据(SD像素数据)，选择地从存储在缓冲存储器109中的SD信号(525i信号)中提取。如此获得的空间类抽头数据提供给空间类检测电路124。在空间类检测电路124中，每个作为空间类抽头数据的SD像素数据，要经过一个ADRC处理，这样，将可以获得作为空间类(一种主要以表达一定空间中的波形为目的的类别)的类信息的再量化的代码qi(见方程(1))。

另外，在第三抽头选择电路123中，位于构成将产生的HD信号(1050i信号)的单位像素块中的四个像素(目标像素)的外围的运动类抽头数据(SD图像数据)选择地从存储在缓冲存储器109中的SD信号(525i信号)中提取。如此获得的运动类抽头数据被提供给空间类检测电路125。在空间类检测电路125中，从每个SD像素数据获得关于一个运动类(一种主要以表达运动的程度为目的的类别)的类信息MV，作为运动类抽头数据。

如此获得的运动信息MV和上述的再量化代码qi被提供给类合成电路126。在类合成电路126中，显示包括单元像素块中的四个像素(目标像素)的数据的类的类代码CL，被从运动信息MV和再量化代码qi获得。以至于产生每个构成HD信号(1050i信号)的单元像素块(见方程(3))。然后，如此获得的类代码CL作为读出的地址信息，提供给系数存储器134和规范化系数存储器138。

系数产生电路136产生相应于参数h、v的值的、每个类中的估计方程的系数数据Wi(i＝1到n)，所述的参数h、v已经在，例如，每个垂直消隐期被用户调节过，然后，所产生的数据存储在系数存储器134中。另外，如上所述，规范化的系数计算部分137产生与由系数产生电路136所产生的每个类中的系数数据Wi(i＝1到n)相对应的规范化的系数S，然后，所产生的规范化系数存储在规范化系数存储器138中。

如上所述，类代码CL被作为读出的地址信息而提供到系数存储器134中。以此方式，相应于类代码CL的系数数据Wi从系数存储器134中读出，然后，如此读出的系数数据Wi被提供给估计预测计算电路127。另外，在第一抽头选择电路121中，位于构成将产生的HD信号(1050i信号)的单位像素块中的四个像素(目标像素)的外围的预测抽头数据(SD像素数据)选择地从存储在缓冲存储器109中的SD信号(525i信号)中提取。如此获得的预测抽头数据xi被提供给估计预测计算电路127。

在估计预测计算电路127中，构成将产生的HD信号的单元像素块中的四个像素(目标像素)的数据(HD像素数据)y₁到y₄，分别单独由预测抽头数据(SD像素数据)xi和从系数存储器134中读出的等价于4个像素的系数数据Wi而计算出来(见方程(4))。构成HD信号、并从估计预测计算电路127中依次发送的单元像素块中的四个像素的数据y₁到y₄，提供给规范化计算电路128。

如上所述，类代码CL被提供给规范化系数存储器138以作为读出的地址信息。从规范化系数存储器138读出的且相应于类代码CL的规范化系数S，即：相应于系数数据Wi的规范化系数S，其中的Wi已经被用于计算从估计预测计算电路127发送的HD像素数据y₁到y₄。如此读出的规范化系数S被提供给规范化计算电路128。在规范化计算电路128中，从估计预测计算电路127发送的HD像素数据y₁到y₄被规范化—即y₁到y₄分别被它们相应的规范化系数S去除。这就去除了由化整误差引起的数据y₁到y₄的误差波动，其中的化整误差，产生在使用系数种子数据，根据产生方程(见方程(5))，获取估计方程(见方程(4))的系数数据的时候。

在规范化计算电路128中，单位像素块中的四个像素的数据y₁’到y2’，被规范化，并且被从那里被发送而提供到后处理电路129。后处理电路129接收由规范化计算电路128依此提供的单位像素块中的四个像素的数据y₁’到y₄’，将数据y₁’到y₄’转到线性序列状态，然后用1050i信号格式将其发送。一句话，后处理电路129，将1050i信号作为HD信号发送。

如上所示，在系数产生电路136中，通过使用从信息存储器块135加载的系数种子数据，产生每个类的对应于参数h、v的值的估计方程的系数数据Wi(i＝1到n)，并且，作为结果的系数数据Wi被存储到系数存储器134。然后，通过使用从系数存储器134读出的、与类代码CL相对应的系数数据Wi(i＝1到n)，在估计预测计算电路127中计算HD像素数据y。所以，用户可以通过调节参数h、v的值，沿由HD信号获得的图像的水平和垂直方向，连续平滑地调节图像的质量。在这种情况下，每当用户进行这种调节时，相应于所调节的参数h、v的值每个类的系数数据，都会在系数产生电路136中产生并被使用。结果，就不需要用于存储大量系数数据的存储器。

而且，如上所示，当通过系数产生电路136，使用系数种子数据，产生每个类中的估计方程的系数数据Wi时，每个类都要选择产生方程的项。用此方式，就有可能压缩用于获得存储在信息存储器块135中的系数种子数据的计算器以及系数数据Wi的尺寸，而不降低计算的准确性。

如果产生方程中存在小权值的项(light-weighted term)，由该小权值项产生的权值将被从总量中忽略掉，将导致降低系数曲面上的近似准确性。相反地，在上面描述的方式中，可以选择产生方程的项。结果，权值较小的项可以从产生方程中忽略掉，因此提高了在系数曲面上的近似准确性。

接下来，将描述用于产生系数种子数据和存储在信息存储器块135中的项选择信息的方法。通过学习，事先产生系数种子数据和项选择信息。

首先，将描述用于产生系数种子数据的方法的例子。将描述一个例子，其中，应该获得，作为方程(5)的基本产生方程中的系数数据的系数种子数据w_i0到w_i14。

此处，为了进行说明，项ti(i＝0到14)由如方程(7)定义：

t₀＝1；t₁＝h；t₂＝h²；t₃＝h³；t₄＝h⁴；t₅＝v；

t₆＝hv；t₇＝h²v；t₈＝h³v；t₉＝v²；t₁₀＝hv₂；

t₁₁＝h²v²；t₁₂＝v³；t₁₃＝hv³；和t₁₄＝v⁴

                                    ...(7)

通过使用上述的方程(7)，方程(5)可以重写成下述的方程(8)。

$W_i=\underset{j=0}{\overset{9}{\mathrm{\Σ}}}{w}_{\mathrm{ij}}\×t_i...\left(8\right)$

通过学习，最终可以获得一个未定义的系数w_ij。具体地说，这是一个通过使用最小二乘方法的解决方法，其中，使用多个SD像素数据和HD像素数据，定义了每个转换方法和每个类的最小化方差的系数值。定义学习次数为m，在第k(1≤k≤m)次学习数据的残留误差e_k，方差和为E，通过使用方程(4)和(5)，E由下述的方程(9)表示。

$E=\underset{k=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{e}_k^2$

$=\underset{k=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}[y_k-(W_1{x}_{1k}+W_2{x}_{2k}+...+W_n{x}_{\mathrm{nk}}){]}^2$

$=\underset{k=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\{y_k-[(t_0{w}_{\mathrm{1,0}}+t_1{w}_{\mathrm{1,1}}+...+t_{14}{w}_{\mathrm{1,14}})x_{1k}+...$

$...+(t_0{w}_{n,0}+t_1{w}_{n,1}+...+t_{14}{w}_{n,14})x_{\mathrm{nk}}]{\}}^2$

$=\underset{k=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\{y_k-[(w_{\mathrm{1,0}}+w_{\mathrm{1,1}}h+...+w_{\mathrm{1,14}}{v}^4)x_{1k}+...$

$...+(w_{n,0}+w_{n,1}h+...w_{n,14}{v}^4)x_{\mathrm{nk}}]{\}}^2...\left(9\right)$

这里，项x_ik显示了在SD图像的第i个预测抽头位置的第k个像素数据，项y_k显示了HD图像的第k个像素数据。

在通过使用最小二乘方法的解决方法中，获得使方程(9)的偏微分等于零的w_ij的值。这由方程(10)表示如下。

$\frac{\∂E}{{\∂w}_{\mathrm{ij}}}=\underset{k=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}2\left(\frac{{\∂e}_k}{{\∂w}_{\mathrm{ij}}}\right)e_k=-\underset{k=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{2t}_j{x}_{\mathrm{ik}}{e}_k=0...\left(10\right)$

以下，定义如下述方程(11)和(12)中所示的项X_ipjq和Y_ip，通过使用矩阵，方程(10)可以重写成如下方程(13)。

$X_{i,p,j,q}=\underset{k=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{x}_{\mathrm{ik}}{t}_p{x}_{\mathrm{jk}}{t}_q...\left(11\right)$

$Y_{i,p}=\underset{k=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{x}_{\mathrm{ik}}{t}_p{y}_k...\left(12\right)$

这个方程通常称为规范方程。通过使用一种消去法(一种高斯-约当消去法(Gauss-Jordan elimination method))等解这个规范方程，这样，可以算出系数种子系数。

图9示出了一种用于产生系数种子数据的上述方法的概念。从HD信号产生出多个SD信号。例如，用参数h、v总共可以产生81种SD信号，用于改变滤波器的水平通频带和垂直通频带，该滤波器用在从分别以9个级别变化HD信号中产生SD信号的时候。在如此产生的多个SD和HD信号之间进行学习，以产生系数种子数据的。

图10示出了一种系数种子数据产生装置150的结构，该装置是基于上述的概念，用于产生系数种子数据的。

系数种子数据产生装置150包括：输入端子151，用于接收作为教师信号的HD信号(1050i信号)，和SD信号产生电路152，用于在水平和垂直方向对HD信号进行稀疏(thin-out)处理，以获得作为学生信号的SD信号(525i信号)。

SD信号产生电路152接收作为控制信号的参数h、v。与参数h、v相对应地在从HD信号产生SD信号的时候，改变滤波器的水平通频带和垂直通频带。在此，将描述滤波器的细节的一些例子。

例如，可以通过将滤波器构造成一个用于限制水平通频带的带通滤波器和一个用于限制垂直通频带的垂直滤波器。在此情况下，如图11所示，设计了相应于参数h或v的渐进值的频率特性，并执行傅立叶逆变换。作为此结果，可以获得具有相应于参数h或v的渐进值的频率特性的一维滤波器。

另外，例如，可以将滤波器构造成用于限制水平通频带的一维高斯滤波器，和用于限制垂直通频带的一维高斯滤波器。如此构造的一维高斯滤波器通过方程(14)表达。

$\mathrm{Out}=\frac{1.0}{\mathrm{\σ}\sqrt{2.0\mathrm{\π}}}{e}^{\frac{-{(4.0\×-37)}^2}{{2.0\mathrm{\σ}}^2}}...\left(14\right)$

在此情况下，与参数h或v的渐进值相对地逐渐改变标准差σ的值，允许一维滤波器F(h，v)具有相应于将获得的参数h或v的渐进值的频率特性。

另外，例如，可以将滤波器构造成具有由参数h、v共同决定的水平和垂直特性的二维滤波器F(h，v)。如下所述的是用于产生二维滤波器的方法。与上述的用于一维滤波器的方法类似，设计了相应于参数h、v的渐进值的二维频率特性，并且执行二维傅立叶逆变换。结果，可以获得具有与参数h、v的渐进值相对的的二维频率特性的二维滤波器。

系数种子产生装置150还包括第一到第三抽头选择电路153到155，每个抽头选择电路都是用于选择地提取多个SD像素的数据，并发送所提取的数据，其中的SD像素位于来自从SD信号产生电路152接收的SD信号(525i信号)的HD信号(1050i信号)中的目标位置的外围。第一到第三抽头选择电路153到155的这些结构，与上述的图像信号处理部分110中的第一到第三抽头选择电路121到123的那些结构相同。

系数种子产生装置150还包括空间类检测电路157，用于检测在第二抽头选择电路154中选择地提取的空间类抽头数据(SD像素)的级别的分布模式，和用于检测基于级别的分布模式的空间类，并从那里发送类信息。空间类检测电路157的结构，与上述的图像信号处理部分110中的空间类检测电路124的那些结构相同。由于类信息显示空间类，空间类检测电路157发送用于每个SD像素数据的再量化代码qi，以作为空间类抽头数据。

系数种子数据产生装置150还包括运动类检测电路158，用于检测来自第三抽头选择电路155选择地提取的运动类抽头数据(SD像素数据)主要显示的运动程度的运动类，并且接着发送其类信息MV。运动类检测电路158的结构，与上述的图像信号处理部分110中的运动类检测电路125的那些结构相同。在运动类检测电路158中，从第三抽头选择电路155中选择地提取的运动抽头数据(SD像素数据)计算出帧间的差异。然后，对差值的绝对值的平均值进行门限值处理，这样，可以检测出作为运动指标的运动类。

系数种子数据产生装置150还包括类合成电路159，用于根据作为关于空间类的类信息的再量化代码qi和关于运动类的类信息MV，获取显示一个包括HD信号(1050i信号)中的目标位置的像素数据的类的类代码CL。其中的空间类接收自空间类检测电路157，运动类接收自运动类检测电路158。类合成电路159的结构，也与上述的图像信号处理部分110中的类合成电路126的那些结构相同。

系数种子数据产生装置150还包括规范方程产生部分160，用于产生将用来从每个HD像素数据y、预测抽头数据(SD像素信号)xi和类代码CL获得每个类的系数种子数据w_1，0到w_n，14的规范方程(见方程(13))，其中的HD像素数据y是从输入端子151接收的HD信号获得的位于目标位置的像素数据，预测抽头数据xi是在第一抽头选择电路153中，对应于每个HD像素数据y分别被选择地提取的，类代码CL是对应于每个HD像素数据y和参数h、v，从类合成电路159中接收的。

在此情况下，结合一个HD像素数据y和当对应于HD像素数据y的数量为n的预测抽头像素数据，产生学习数据。从而，将其提供给SD信号产生电路152的参数h、v依次被改变，这样，可以产生多个具有渐变的水平和垂直通频带的SD信号。结果，在规范方程部分160中，就会产生一个记录有大量学习数据的规范方程。

在此，在HD信号与从HD信号产生的SD信号之间，通过运行一个窄带通滤波器进行学习，作为学习结果被计算出的系数种子数据是用于获得高分辨率HD信号的数据。相反地，在HD信号与从HD信号产生的SD信号之间，通过运行一个宽带通滤波器进行学习，作为学习结果被计算出的系数种子数据是用于以获得低分辨率HD信号的数据。从而，通过依次产生多个SD信号并以上述方式记录学习数据，允许获得用于得到具有连续分辨率的HD信号的系数种子数据。

虽然未在附图中示出，但当在前置阶段设置一个用于时间调节的延迟电路到第一抽头选择电路153时，就可以调节从第一抽头选择电路153提供到规范方程产生部分160的SD像素数据xi的定时。

系数种子数据产生装置150还包括：一个系数数据判决部分161，用于接收规范方程产生部分160中产生的每个类的规范方程的数据，和用于求解每个类的规范方程，以获得每个类中的系数种子数据w_1，0到w_n，14；和系数种子存储器162，用于存储如此获得的系数种子数据w_1，0到w_n，14。在系数种子数据判决部分161中，按照诸如消去法等的方法求解规范方程，从而可以获得系数数据w_1，0到w_n，14。

将描述图10中所示的系数种子数据产生装置150的操作。HD信号(1050i信号)被提供给输入端子151以作为教师信号。接着，在SD信号处理电路152中对HD信号进行水平和垂直方向上的稀疏处理，这样，SD信号(525i信号)可以作为学生信号而被产生。在此情况下，参数h、v被提供给SD信号产生电路152以作为控制信号，这样，可以依次产生多个水平和垂直通频带逐渐改变的SD信号。

在第二抽头选择电路154中，从SD信号(525i信号)选择地提取位于HD信号(1050i信号)中目标位置外围的空间类抽头数据(SD像素数据)。对所得的空间类抽头数据提供给空间类检测电路157，在空间类检测电路157中，对作为空间类抽头数据的每一个SD像素数据进行ADRC处理，这样，可以产生再量化代码qi，以作为空间类(一种主要以表达一定空间中的波形的目的的类别)的类信息。

另外，在第三抽头选择电路155中，位于HD信号中目标位置外围的运动类抽头数据(SD像素数据)选择地提取。如此获得的运动类抽头数据被提供给运动类检测电路158。在运动类检测电路158中，从每个SD像素数据获得关于运动类(一种主要以表达运动的程度为目的的类别)的类信息MV，以作为运动类抽头数据。

如此获得的运动信息MV和上述的再量化代码qi被提供给类合成电路159。在类合成电路159中，从运动信息MV和再量化代码qi获得显示包括位于HD信号(1050i信号)中的目标位置的像素数据的类的类代码CL(见方程(3))。

而且，在第一抽头选择电路153中，从SD信号产生电路152中产生的SD信号选择地提取位于HD信号中目标位置外围的预测抽头数据(SD像素数据)。在规范方程产生部分160，从每个HD像素数据y、预测抽头数据(SD像素信号)xi和类代码CL中产生每个类的用来获得系数种子数据w_1，0到w_n，14的规范方程(见方程(13))，其中的HD像素数据y是从输入端子151接收的HD信号获得的位于目标位置的像素数据，预测抽头数据xi是在第一抽头选择电路153中，对应于每个HD像素数据y分别选择地提取的，类代码CL是对应于每个HD像素数据y和参数h、v，从类合成电路159中接收的。

接着，在系数种子数据判决部分161中求解规范方程，这样，得到用于每个类的系数种子数据w_1，0到w_n，14。如此获得的系数种子数据w_1，0到w_n，14被存储在为每个类分配了地址的系数种子存储器162中。

在规范方程产生部分160中，根据能指示像素数据y是从奇数场的HD信号中还是从偶数场的HD信号中得出的以及指示HD像素数据y与如上所述的构成该HD信号的以2×2为单位的像素块中的四个像素中哪一个相对应的信息，区别出在一个HD像素数据y和对应于HD像素数据y的n的预测抽头像素数据而产生的学习数据，。以此方式，可以独立地产生用于获得相应于构成各奇数场和偶数场中的HD信号(1050i信号)的以2×2为单位的像素块中的四个像素的系数种子数据w_1，0到w_n，14的规范方程(见方程(13))。

结果，在系数种子数据判决部分，将可以获得在各奇数场和偶数场中的相应于构成HD信号(1050i信号)的以2×2为单位的像素块中的四个像素的系数种子数据w_1，0到w_n，14，然后，将其存储在系数种子存储器162中。

上述说明显示了作为方程(5)中的基本产生方程中的系数数据的系数种子数据w_i，0到w_i，14(i＝1到n)是从何而来的。用如上所示的同样方式，将可以获得在产生方程中作为系数数据的系数种子数据，其中产生方程是由从构成该基本产生方程的项中选择的项(例如，最多可由10项构成)构成的。

接下来，将描述用于产生项选择信息的方法。

如上所述，在构成基本产生方程的项中，选择一个预定的项以产生一个候选产生方程。通过使用如此产生的候选产生方程，根据上述的用于产生系数种子数据的方法得到每个类中的系数种子数据。然后，通过使用每个类中的系数种子数据，产生每个类中的估计方程中的系数数据Wi(i＝1到n)。重复与图1中所示的图像信号处理部分110中所执行的处理过程相同的过程，这样，可以从SD信号(525i信号)产生HD信号(1050i信号)，以作为学生信号。每个如此产生的HD信号的像素数据和学生信号SD产生之前的HD信号的像素数据被进行分类，并得到分别相对于像素数据的偏差和，作为误差信息。

对具有依次改变的所选项的多个候选产生方程重复执行上述的处理过程。结果，对于每个类判定具有最小误差信息值的候选产生方程。因此，存储在图1所示的图像信号处理部分110的信息存储器块135中的每个类中的项选择信息SL0到SL9，从构成基本产生方程的项中选择与具有最低误差信息值相对应的候选产生方程的项。另外，将存储在图1所示的图像信号处理部分110的信息存储器块135中的每个类中的系数种子数据A_i0到A_i9处理成使用具有最低误差信息值的候选产生方程获得的系数种子数据。

在图1所示的图像信号处理部分110中，使用预先存储在信息存储器块135中的项选择信息SL0到SL9，选择出每个类的产生方程中的项。可选地，例如，基于从类合成电路126得到的类代码CL，在每次要求时都可以获得和使用项选择信息。而且，在图1所示的图像信息处理部分110中，包括HD信号中的目标位置的像素数据的类被用作SD信号(525i信号)相关地获得的特征量；但是，其并不局限于此。

而且，在图像信号处理部分110中，方程(5)被用作基本产生方程，用于产生系数数据Wi(i＝1到n)。作为选择，本发明可以通过使用以另一种次序的多项方程或用另一种功能表达的方程来实现。

而且，在图1所示的图像信号处理部分110中，设置用于指定水平清晰度的参数h和用于指定垂直清晰度的参数v，通过调节参数h、v的值可以调节图像的水平和垂直清晰度。作为选择，也可以建立一个结构，例如，在其中，定义一个参数z，用于指定消除噪声的程度(降噪的程度)，并且，通过调节这参数z，就可以调节从图像中消除噪声的程度。

而且，尽管上面没有提及，当输入图像信号Vin转换成输出图像信号Vout，用于获得各种放大倍率的图像时，构成输出图像信号Vout的像素的状态(位置)由放大倍率进行转换。在此情况下，通过系数种子数据的使用，可以根据使用作为参数的像素的状态信息的产生方程产生用于获得每个状态的像素的估计方程的系数数据Wi。在此情况下，用与上述同样的方法，可以选择出用于每个类中的产生方程的项，因此获得与上述事实例同样的效果。

另外，通过使用一个如图12所示的图像信号处理器300的图像信号处理器，可以用软件实现图1所示的图像信号处理部分110所执行的处理过程。

首先，将描述图12所示的图像信号处理器300。图像信号处理器300包括：CPU 301，用于控制整个装置的操作；ROM(只读存储器)302，用于存储CPU 301的操作程序、系数种子数据、项选择信息等；以及RAM(随机存取存储器)303，用于构成CPU 301的工作区。CPU 301、ROM 302和RAM303分别连接到总线304。

图像信号处理器300还包括：硬盘驱动器(HDD)305作为外部存储装置，和软磁盘驱动器(FDD)307，用于驱动一片Floppy(商品名)软盘306。这些驱动器305、307分别连接到总线304。

图像信号处理器300还包括通信部分308，用于通过有线或无线传输连接到诸如因特网的通信网络400。通信部分308通过接口309连接到总线304。

图像信号处理器300还包括用户接口部分。用户接口部分包括：远程控制信号接收电路310，用于从远程控制发送器200接收远程控制信号RM；和由液晶显示器(LCD)等构成的显示器311。接收电路310通过接口312连接到总线304，类似地，显示器311通过接口313连接到总线304。

图像信号处理器300还包括用于接收SD信号的输入端子314，和用于发送HD信号的输出端子315。输入端子314通过接口316连接到总线304，类似地，输出端子315通过接口317连接到总线304。

可以不象上述的将处理程序、系数种子数据和项选择信息等事先存储到ROM 302中那样，而是通过通讯部分308从如因特网的通信网络400下载，以便存储到硬盘或RAM 303中，然后使用。而且，处理程序、系数种子数据和项选择信息等可以以存储在Floppy(商品名)软盘306中的状态提供。

而且，将处理的SD信号，可以不用通过输入端子314接收，而是事先记录在硬盘上，或是可以通过通信部分308从诸如因特网的通信网络400下载。另外，已处理的HD信号，可以不用同时、或同时通过输出端子315发送，提供给显示器311以显示图像。此外，已处理的HD信号可以存储在硬盘中，或通过通信部分308传输到诸如因特网等的通信网络400。

参考图13的流程图，将描述用于从图12所示的图像信号处理器300中的SD信号获得HD信号的处理过程。

首先，处理开始于步骤ST1。接着，在步骤ST2，SD像素数据以帧为单位或以场为单位输入。如果通过输入端子314输入了SD像素信号，则RAM 303暂时存储SD像素数据。如果SD像素数据被记录到硬盘，则从硬盘驱动器307读出SD像素数据，然后，临时存储在RAM 303。然后，在步骤ST3，判断用于所有帧或所有场的输入的SD像素数据的处理过程是否已结束。如果处理过程已结束，那么，处理过程在步骤ST4结束。反之，如果处理过程还没有结束，那么，处理过程进行到ST5。

例如，在步骤ST5，从RAM 303读出用户通过操作远程控制发送器200选择的用于指定图像的值(例如，参数h、v的值)。接着，在步骤ST6，根据使用所读出的图像指定值和每个类中的系数种子数据，通过项选择信息选择的项所构成的产生方程，产生每个类中的估计方程(见方程(4))的系数数据Wi。

接着，在步骤ST7，与将产生的每个HD像素数据相对应地从在步骤ST2中输入的SD像素数据获得类抽头数据和预测抽头像素数据。然后，在步骤ST8，判断在所输入的SD像素数据的所有区域用于获得HD像素数据的处理过程是否已结束。如果处理过程已结束，那么，过程返回到步骤ST2，继续进行输入下一帧或下一场的SD像素数据的处理过程。反之，如果处理过程还没有结束，那么，处理过程进行到步骤ST9。

在步骤ST9，从在步骤ST7中获得的类抽头的SD像素数据产生类代码CL。接着，在步骤ST10，根据使用相应于所产生的类代码CL和预测抽头的SD像素数据的系数数据的估计方程产生HD像素数据。然后，过程返回到步骤ST7，重复与上述同样的处理过程。

用如上所述的方式，对构成输入SD信号的SD像素数据执行按照图13所示的流程图的处理过程，这样，就可以可以获得构成HD信号的HD像素数据。如上所述，作为处理结果而获得的HD信号被发送到输出端子315，或提供给311以显示因此而产生图像。此外，HD信号被提供给硬盘驱动器305，记录在硬盘中。

在如上所示的实施例中，线性一维方程被用作估计方程以产生HD信号；然而，本发明并不限于此。做为选择，可以使用一个高阶多项方程以作为估计方程。

而且，上述的实施例示出了SD信号(525i信号)转换成HD信号(1050i信号)的例子。然而，本发明并不限于此。必然地，本发明同样适用于另一种情况，即通过使用估计方程，将第一图像信号转换成第二图像信号。

而且，上述的实施例示出了信息信号是图像信号的例子。然而，本发明并不限于此。例如，本发明也适用于信息信号是声音信号的情况。

根据本发明，当使用系数种子数据产生在第一信息信号转换成第二信息信号时，将用的于估计方程的系数数据，根据与第一信息信号相关地获得的特征量，选择产生方程的项。以此方式，就可以压缩系数种子数据和计算器的尺寸却并不降低操作的准确性，而且增加了系数曲面的近似准确性。

工业应用

根据本发明的如上所述的信息信号处理器，处理信息信号的方法，图像信号处理器和使用该图像信号处理器的图像显示装置，和信息提供介质，最好使用于，例如，信号格式从SD信号转换到HD信号的情况下。

Claims (22)

1.一种信息信号处理器，用于将包括多个信息数据的第一信息信号转换成包括多个信息数据的第二信息信号，包括：

参数设置装置，用于设置与第二信息信号相关的参数值；

第一存储装置，用于存储系数种子数据，所述的系数种子数据是用于产生将在估计方程中使用的系数数据的产生方程中的系数数据，并且所述的产生方程包含所述的参数；

项选择装置，用于基于与所述的第一信息信号相关地获得的特征，至少选择所述的产生方程的项；

系数数据产生装置，用于产生将在对应于所设置的参数的所述的估计方程中使用的所述系数数据，所述的估计方程中的系数数据是根据使用所述的存储在所述的第一存储装置中的所述系数种子数据和通过所述的参数设置装置所设置的参数的值的来自项选择装置的所选项的产生方程而产生的；

第一数据选择装置，用于从所述的第一信息信号，选择多个位于在所述的第二信息信号中的目标位置的外围的第一信息数据；和

计算装置，用于根据使用在系数数据产生装置中产生的所述系数数据和在所述的第一数据选择装置中选择的多个所述第一信息数据的所述估计方程，计算和获得位于所述目标位置的信息数据。

2.如权利要求1的信息信号处理器，还包括：

第二数据选择装置，用于从所述的第一信息信号，选择多个位于在所述的第二信息信号中的目标位置的外围的第二信息数据；和

类检测装置，用于基于从所述的第二数据选择装置中选择的多个所述第二信息数据，检测一个位于所述目标位置的所述信息数据的类，

其中，第一存储装置存储有每个从所述的类检测装置中检测的类的预先获得的所述的系数种子数据，和

其中，系数数据产生装置产生与从所述的类检测装置中所检测的所述类和通过所述的参数设置装置所设置的所述参数值相对应的所述估计方程的系数数据。

3.如权利要求2的信息信号处理器，其中的系数数据产生装置包括：

系数数据发生装置，用于使用所述第一存储装置中存储的所述系数种子数据和在所述的参数设置装置中所设置的所述参数值，根据包括从所述的项选择装置中选择的项的产生方程，产生从所述类检测装置中所检测的每个类的所述估计方程的系数数据；

第二存储装置，用于存储由所述的系数数据产生装置所产生的每个类中的所述的估计方程的系数数据；和

系数数据读出装置，用于从所述的第二存储装置中读出所述的对应于由类检测装置所检测的类的所述估计方程的系数数据。

4.如权利要求1的信息信号处理器，还包括：

附加装置，用于获得在所述的系数数据产生装置中产生的估计方程的系数数据的和；和

规范化装置，用于通过将从所述的计算装置中所得到的位于所述的目标位置的信息数据除以从所述的附加装置中得到的和，进行规范化。

5.如权利要求2的信息信号处理器，

其中，与所述的第一信息信号相关地获得的特征是在所述的类检测装置中检测的类。

6.如权利要求1的信息信号处理器，其中，项选择装置包括信息获取装置，用于从特征获取项选择信息，

其中，项选择装置使用从所述的信息获取装置获得的项选择信息产生所述产生方程的项。

7.如权利要求6的信息信号处理器，

其中，所述的信息获取装置是由只读存储器(ROM)表构成。

8.一个图像信号处理器，用于将包括多个像素数据的第一图像信号转换成包括多个像素数据的第二图像信号，包括：

参数设置装置，用于设置与所述的第二图像信号相关的参数的值；

存储装置，用于存储系数种子数据，所述的系数种子数据是用于产生将在估计方程中使用的系数数据的产生方程中的系数数据，且所述的产生方程包含所述的参数；

项选择装置，用于基于与所述的第一图像信号相关地获得的特征，至少选择所述的产生方程的项；

系数数据产生装置，用于产生在对应于所述的设置参数的所述的估计方程中使用的系数数据，在所述的估计方程中所述的系数数据是根据使用在所述的第一存储装置中存储的系数种子数据和由所述的参数设置装置设置的所述的参数的值的所述产生方程而产生的，所述的产生方程包含由所述的项选择装置选择的项；

数据选择装置，用于从所述的第一图像信号，选择位于所述的第二图像信号中的目标位置的外围的多个像素数据；和

计算装置，用于根据使用在所述的系数数据产生装置中产生的所述系数数据和在所述的数据选择装置中选择的多个所述图像数据的所述估计方程，计算和获得位于所述目标位置的像素数据。

9.一个图像显示装置，包括：

图像信号输入装置，用于输入包括多个像素数据的第一图像信号；

图像信号处理装置，用于将通过图像信号输入装置输入的第一图像信号转换成包括多个像素数据的第二图像信号；

图像显示装置，用于在图像显示组件上显示基于来自所述的图像信号处理装置的第二图像信号的图像；和

参数设置装置，用于设置与第二信息信号相关的参数值；

其中，图像信号处理装置包括：

第一存储装置，用于存储系数种子数据，所述的系数种子数据是用于产生估计方程中使用的系数数据的产生方程中的系数数据，并且所述的方程包含所述的参数；

项选择装置，用于基于与所述的第一信息信号而相关地获得的特征，至少选择所述的产生方程的项；

系数数据产生装置，用于产生将在对应于所述的设置参数的所述的估计方程中使用的系数数据，所述的估计方程中的系数数据是根据使用在所述的第一存储装置中存储的所述系数种子数据和由所述的参数设置装置设置的所述参数值的产生方程而产生的，并且，所述的产生方程包含在项选择装置中选择的项；

第一数据选择装置，用于从所述的第一图像信号，选择位于所述的第二图像信号中的目标位置的外围的多个所述第一图像数据；和

计算装置，用于根据使用在所述的系数数据产生装置中产生的所述系数数据和在所述的第一数据选择装置中选择的多个所述像素数据的所述估计方程，计算和获得位于所述目标位置的像素数据。

10.如权利要求9的图像显示装置，还包括：

第二数据选择装置，用于从所述的第一信息信号，选择位于所述的第二图像信号中的目标位置的外围的多个第二图像数据；和

类检测装置，用于基于从所述的第二数据选择装置中选择的多个所述第二像素数据，检测位于所述的目标位置的像素数据的类，

其中，所述的第一存储装置存储有从类检测装置中所检测的每个类的预先获得的所述的系数种子数据，和

其中，所述的系数数据产生装置产生相对应于从所述的类检测装置中检测的类和在所述的参数设置装置中设置的所述参数值的所述估计方程的系数数据。

11.如权利要求10的图像显示装置，其中的系数数据产生装置包括：

系数数据发生装置，用于根据使用在所述的第一存储装置中存储的系数种子数据和在所述的参数设置装置中设置的所述参数值的来自所述项选择装置的所选项的产生方程，产生从所述的类检测装置中检测的每个类的多个估计方程的系数数据；

第二存储装置，用于存储由所述的系数数据产生装置所产生的每个类中的所述的估计方程的系数数据；

系数数据读出装置，用于从所述的第二存储装置中读出对应于由所述的类检测装置检测的类的所述估计方程的系数数据。

12.如权利要求9的图像显示装置，还包括：

附加装置，用于获得在所述的系数数据产生装置中产生的所述的估计方程的系数数据的和；和

规范化装置，用于通过将从所述的计算装置中得到的位于所述的目标位置的像素数据除以从所述的附加装置中得到的和，进行规范化。

13.如权利要求10的图像显示装置，其中，与所述的第一图像信号相关地获得的特征是在所述的类检测装置中所检测的类。

14.如权利要求9的图像显示装置，

其中所述的项选择装置包括信息获取装置，用于从所述的特征量获取项选择信息，

其中所述的项选择装置使用从所述的信息获取装置所获得的项选择信息选择所述产生方程的项。

15.如权利要求14的图像显示装置，

其中所述的信息获取装置是由只读存储器(ROM)表构成。

16.一种处理信息信号的方法，用于将包括多个信息数据的第一信息信号转换成包括多个信息数据的第二信息信号，包括：

第一步，设置与所述的第二信息信号相关的参数值；

第二步，选择用于产生将在估计方程中使用的系数数据的产生方程的项，所述的产生方程包括所述的参数；

第三步，产生在对应于所述的所设置的参数值的所述的估计方程中使用的系数数据，所述的将在所述的估计方程中的系数数据是根据使用系数种子数据和在第一步中设置的所述参数的值的产生方程而产生的，所述的系数种子数据是所述的产生方程中的系数数据，所述的产生方程包含第二步中选择的项；

第四步，从所述的第一信息信号，选择位于所述的第二信息信号中的目标位置的外围的多个第一信息数据；和

第五步，根据使用在第三步中产生的所述系数数据和在第四步中选择的多个所述第一信息数据的所述的估计方程，计算和获得位于所述目标位置的信息数据。

17.如权利要求16的用于处理信息信号的方法，还包括如下步骤：

第六步，从所述的第一信息信号，选择位于所述的第二信息信号中的目标位置的外围的多个第二信息数据；和

第七步，基于在第六步中选择的多个所述的第二信息数据，检测位于所述的目标位置的信息数据的类，

其中，在第三步，产生对应于从第七步中检测的类和在第一步设置的所述参数的值的所述估计方程的系数数据。

18.如权利要求17的用于处理信息信号的方法，其中，第三步还包括：

根据使用在第七步中检测的每个类的所述系数种子数据和在第一步中设置的所述参数的值的产生方程，产生所述的每个类的估计方程的系数数据的步骤，所述的产生方程包含在第二步中选择的项；

将所产生的每个类中的所述估计方程的系数数据存储在存储装置中的步骤；和

从存储装置中读出在对应于第七步中检测的类的所述的估计方程的系数数据的步骤。

19.如权利要求16的用于处理信息信号的方法，还包括：

第八步，获得在第三步中产生的所述的估计方程的系数数据的和；和

第九步，通过将从第五步中得到的位于所述的目标位置的信息数据除以在第八步中得到的和，进行规范化。

20.如权利要求17的用于处理信息信号的方法，

其中与所述的第一信息信号相关地而获得的特征是在第七步中检测的类。

21.如权利要求16的用于处理信息信号的方法，

其中，在第二步，从所述的特征获取项选择信息，和通过使用项选择信息，选择所述的产生方程的项。

22.如权利要求21的用于处理信息信号的方法，

其中，在第二步，通过使用只读存储器(ROM)表获得项选择信息。

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