CN1574950A - 图像内插设备和方法 - Google Patents
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Abstract
一种图像内插设备和图像内插方法，该设备包括：图像信号存储部分，存储第一分辨率的图像信号；滤波选择部分，输出滤波选择信号；控制部分，计算给定数量的输入图像信号中每个信号的内插位置；系数存储部分，存储由滤波器分类的多个内插系数，并输出相应于滤波选择信号和给定数量的计算的内插位置的给定数量的内插系数；及内插滤波器，给定数量的输入图像信号和给定数量的内插系数从图像信号存储部分和系数存储部分分别输入内插滤波器，并执行所选滤波从而输出第二分辨率的图像信号。因此，当对以预定分辨率输入的图像比例放大并转换成不同分辨率的另一图像时，能根据输入图像的分辨率有选择地应用不同的滤波器，从而防止图像质量的降低。
Description
技术领域
本发明涉及一种图像内插设备和图像内插方法，尤其涉及这样一种图像内插设备和图像内插方法，其中以预定分辨率输入的图像增大并通过应用取决于输入图像的频率的不同的滤波器将输入的图像转换成具有不同分辨率的图像，从而增大了图像的分辨率。
背景技术
通常，当与先前在图像显示设备中确定的分辨率不同的图像从图像信号源输入到图像显示设备时，需要将输入图像的分辨率转换成相应于先前在图像显示设备中确定的分辨率。当处理图像信号被称为定标(scaling)或格式转换时，则通过转换像素的数量从而增加或减少图像的分辨率。
特别地，当比先前确定的分辨率低的图像输入到图像显示设备时，该图像显示设备使用线性内插，以便水平或者垂直地增大输入图像的分辨率。
美国专利号6,281,873，其标题为“视频线性比垂直定标器(Video LineRatio Vertical Scaler”，公开了一种借助于使用多相滤波器的单一处理器来执行垂直缩放比例以及滤波的方法。
下文中，术语“图像内插设备”是指借助预定线性内插方法，通过增加像素的数量来增大分辨率的设备。这种图像内插设备通常合并在图像显示设备中。
线性内插的例子包括双线性内插(bi-linear interpolation)、三次卷积内插(cubic convolution interpolation)等。双线性内插方法和三次卷积内插方法使用有限冲击响应(FIR)滤波器，其中输入图像信号被转换成频率域，然后利用被内插位置附近的像素的加权值滤波。因而输出比例放大或增加的最终内插数据。
例如，双线性内插方法使用如图1A所示的2个抽头的滤波器对输入图像信号执行内插。也就是说，双线性内插方法使用被内插位置周围的两个像素执行内插。
其间，三次卷积内插方法使用如图1B所示的4抽头的滤波器对输入图像信号执行内插。即，三次卷积内插方法利用被内插位置周围的四个像素执行内插。
然而，由于这种传统的图像内插设备仅执行一种内插方法，即，使用先前确定的仅一种滤波器进行内插，因此，根据各自的频率区域可能会造成图像质量的下降。例如，如果输入图像信号使用三次卷积插值方法，在具有高频率成份的图像信号区域中引起图像质量的下降，尽管图像质量的这种下降并不是在没有高频率成份的图像信号区域中引起的。
具体讲，如果如图2A所示的采样的象素P1到P8利用三次卷积插值被内插，可以看到，如图2B所示，与I部分和III部分相比，II部分被内插成相对比较低的亮度等级。换句话说，II部分由高频率的图像信号组成，与由低频率的图像信号组成的I部分和III部分相比，被内插的更暗(darkly)。相应地，在这种情况下，最好在II部分中使用另外一种内插，这种内插在所述II部分中不会造成图像质量的下降。然而，由于这种传统的图像内插设备借助于仅一种滤波器执行图像内插，因此，例如，如图2B所示，它很难防止在高频率的图像信号区域中产生的混淆现象(aliasing)所引起的图像质量的下降。
发明内容
相应地，本发明的提出就是为了解决现有技术面临的上述问题，本发明的一个方面是提供一种图像内插设备和图像内插方法，当基于分辨率的预定转换率增大输入图像的分辨率时，所述设备和方法允许自适应地选择至少两个有限冲击响应滤波器中的任意一个对输入图像内插。
为了实现上述目的，根据本发明，提供了一种图像内插设备，该图像内插设备根据分辨率的转换率，对第一分辨率的输入图像信号内插从而输出第二分辨率的图像信号，其中所述图像内插设备包括：图像信号存储部分，其中存储着输入图像信号；滤波选择部分，根据从信号存储部分连续输入的给定数量的输入图像信号的亮度等级模型，输出用于至少两个不同内插滤波器中所需的一个滤波器的滤波选择信号；控制部分，根据分辨率的转换率，计算给定数量的输入图像信号中每个信号的内插位置；系数存储部分，存储滤波器分级的多个内插系数，并且将相应于滤波选择信号的给定数量的内插系数输出到给定数量的计算的内插位置；内插滤波器，相应于滤波选择信号的给定数量的输入图像信号和给定数量的内插系数从图像信号存储部分和系数存储部分分别输入所述内插滤波器，该内插滤波器执行选择的滤波从而输出图像信号。
最好，至少两个滤波器是4抽头滤波器和8抽头滤波器。
另外，如果判断亮度等级模型是下面两种模型的任意一种，则滤波选择部分输出用于4抽头滤波器的选择信号，所述两种模型为：在其中的一种模型中，给定数量的输入图像信号的亮度等级连续增大超过先前确定的次数，在另一种模型中，给定数量的输入图像信号的亮度等级连续降低超过先前确定的次数。
进一步讲，如果给定数量的输入图像信号中连续输入的两个输入图像信号的亮度等级相同，滤波器选择部分将在判断两个输入图像信号之间的亮度等级之前所判断的先前亮度等级模型作为两个输入图像信号的亮度等级模型应用。
进一步讲，如果两个输入图像信号的亮度等级之间的差值小于先前确定的参考等级，则滤波器选择部分将在判断两个输入图像信号之间的亮度等级之前所判断的先前亮度等级模型作为两个输入图像信号的亮度等级模型应用。
最好，先前确定的次数至少是两次。
更特别地讲，至少两个滤波器是包括8个抽头滤波器的多个有限冲击响应滤波器。
另外，内插滤波器包括：多个延迟器，在将输入图像信号延长预定时间长度之后，输出从图像信号存储部分顺序输入的给定数量的输入图像信号；多个乘法器，将从多个延迟器输出的给定数量的输入图像信号分别乘以从系数存储部分输出的给定数量的系数，并输出给定数量的内插数据；以及加法器，将从多个乘法器输出的给定数量的内插数据相加，并输出所述输出图像信号。
控制部分根据分辨率的转换率控制输入图像信号从图像信号存储部分输入到内插滤波器的速率。
为实现以上目的，还提供了一种图像内插方法，根据分辨率的转换率对第一分辨率的输入图像信号内插并输出第二分辨率的图像信号，其中所述图像内插方法包括：根据顺序输入的给定数量的输入图像信号的亮度等级模型，输出用于至少两个不同内插滤波器中所需的一个滤波器的滤波选择信号；根据分辨率的转换率计算给定数量的输入图像信号的各个信号的内插位置；输出多个存储的内插系数中相应于滤波选择信号和给定数量的已计算的内插位置的给定数量的内插系数；以及接收相应于滤波选择信号的给定数量的输入图像信号和给定数量的内插系数并执行所选择的滤波器，从而输出所述输出图像信号。
更具体地讲，至少两个滤波器是4抽头滤波器和8抽头滤波器。
另外，在滤波器选择步骤中，如果判断亮度等级模型是以下两种模型之一，则输出用于4抽头滤波器的选择信号，所述两种模型为：在其中一种模型中，给定数量的输入图像信号的亮度等级连续增大，超过了先前确定的次数，在另一种模型中，给定数量的输入图像信号的亮度等级连续下降超过先前确定的次数。
进一步讲，如果给定数量的输入图像信号中连续输入的两个输入图像信号的亮度等级相同，则滤波器选择部分将在判断两个输入图像信号之间的亮度等级之前所判断的先前亮度等级模型作为两个输入图像信号的亮度等级模型应用。
再进一步讲，如果两个输入图像信号的亮度等级之间的差值小于先前确定的参考等级，则滤波器选择部分将在判断两个输入图像信号之间的亮度等级之前所判断的先前亮度等级模型作为两个输入图像信号的亮度等级模型应用。
最好，滤波步骤包括：在将输入图像信号延长预定长时间长度之后，输出从图像信号存储部分顺序输入的给定数量的输入图像信号；将从多个乘法器输出的给定数量的输入图像信号分别乘以从系数存储部分输出的给定数量的系数，并输出给定数量的内插数据；以及将乘法步骤输出的给定数量的内插数据相加以输出所述输出图像信号。
附图说明
接下来通过参照附图对本发明的详细描述，本发明的以上和其它方面、特征和优点将变得更明朗，其中：
图1A和1B是描述利用传统的内插方法执行内插的方法的图；
图2A和2B是描述当使用三次卷积内插对传统的图像内插设备执行内插时所产生的问题的图；
图3是图示根据本发明的优选实施例的图像内插的方框图；
图4是表示顺序输入的八个输入图像信号的图，以便描述这样的实施例，其中图3中的滤波选择部分输出所需滤波的滤波选择信号；
图5是描述这种情况的图，其中滤波选择部分判断顺序输入的八个输入图像信号属于图形区域还是边缘区域；
图6A和6B是描述图3所示的控制部分中，根据分辨率的转换率计算的内插位置的实施例的图；
图7是描述通过图3所示的控制部分中计算的给定的内插位置生成内插系数的方法的图；以及
图8是图示利用图3所示的图像内插设备的图像内插方法的流程图。
具体实施方式
接下来，本发明将参照附图进行详细描述。
参照图3，根据本发明的优选实施例的图像内插设备300包括图像信号存储部分310、滤波选择部分320、控制部分330、系数存储部分340和内插滤波器350。
通常，通过利用内插方法增大像素数量来增大图像分辨率的设备可以叫各种名称，诸如定标器、格式转换设备、图像比例放大(up-scaling)设备等等。然而在这里，这样的设备将被称为图像内插设备。
图像内插设备300是根据分辨率的预定转换率，对第二分辨率的输出图像信号中第一分辨率的输入图像信号比例放大即增大其分辨率。分辨率的转换率是输入和输出分辨率内插前后的比率，输出图像信号是从图像内插设备300输出的最终内插数据。
图像信号存储部分310存储着从图像信号源输入的图像信号。图像信号存储部分310在控制部分320的控制下，为滤波选择部分320和内插滤波器350提供输入图像信号，所述控制部分在下文中描述。
滤波器选择部分320分析从图像信号存储部分310顺序输入的输入图像信号在亮度等级上的增大或下降。滤波器选择部分320基于分析结果输出用于至少两个不同滤波器中所需的一个滤波器的滤波选择信号。具体地讲，滤波选择部分320判断输入图像信号的频率并输出滤波选择信号
本发明结合下列情况为例作描述，其中，使用三次卷积内插的4抽头滤波器和使用多相内插的8抽头滤波器作为至少两个滤波器应用。这里，4抽头滤波器对于频率低于参考频率的低频率图像信号执行内插，而8抽头滤波器对频率高于参考频率的图像信号执行内插。
更具体地讲，滤波选择部分320判断是否存在这种模型，其中对于给定数量的输入图像信号，输入图像信号的亮度等级连续增大或降低，超过了先前确定的次数。并且，如果判断存在这样的模型，则滤波选择部分320判断该模型为低频率区域，并输出用于4抽头滤波器的滤波选择信号。反之，如果判断不存在这样的模型，则滤波器选择部分320输出用于8抽头滤波器的滤波选择信号。
这里，如果两个输入图像信号的亮度等级始终相同，则滤波选择部分320判断在判断两个输入图像信号的新的亮度等级模型(即增大或下降)之前所判断的先前亮度等级模型是否保持。换句话说，如果在判断两个具有相同亮度等级的图像信号的新的亮度等级模型之前所判断的亮度等级模型被判断为增大模型，则即使两个连续输入的输入图像信号的亮度等级相同，滤波选择部分也判断这两个图像信号的亮度等级为增大。
另外，如果给定数量的输入图像信号中连续输入的两个输入图像信号的亮度等级的差低于预定的参考等级，则滤波选择部分320判断在判断两个输入图像信号的新的亮度等级模型之前所判断的两个其它输入图像信号的亮度等级模型被保持。这样通过将边缘识别为夹杂有噪声信号的图像信号，防止了边缘区域被判断为高频区域。
如果关于给定数量的输入图像信号的亮度等级上的增大或下降的比较结束，则第一输入图像信号从给定数量的输入图像信号中清除，新的输入图像信号被顺序输入到滤波选择部分320。
在本发明的一个实施例中，通过比较顺序输入的八个输入图像信号的亮度等级以及判断是否存在亮度等级连续增大或下降至少三次的模型，输出滤波选择信号。
图4示出了顺序输入的八个输入图像信号的图，以便描述滤波选择部分输出所需滤波的滤波选择信号的实施例。
在图4中，第一到第八输入图像信号x(n)到x(n+7)分别以预定的亮度等级表示，其中图像信号相应于顺序输入的像素。另外，在下面表示的数字中，第一到第八输入图像信号x(n)到x(n+7)分别指相应的亮度等级。
参照图4的(a)，可以看到亮度等级连续降低，超过最先的连续3次，即，从第一个输入图像信号x(n)到第四个输入图像信号x(n+3)，而亮度等级从第四个输入图像信号x(n+3)到第七个输入图像信号x(n+6)连续增大，超过连续3次。这种情况下，滤波选择部分320输出4抽头的滤波选择信号。
最好，滤波选择部分320计算连续输入的图像信号的亮度等级或频率之差，如果亮度等级下降，则用“1”表示，如果亮度等级增大则用“0”表示。基于表示结果，滤波选择部分320判断亮度等级形成增大模型还是下降模型。例如，在图4的(a)中，亮度等级在第一个输入图像信号x(n)和第二个输入图像信号x(n+1)之间下降，因而用“0”表示。然而，第四个输入图像信号x(n+3)和第五个图像信号x(n+4)之间的亮度等级增大，因而用“1”表示。按照这种表示结果，存在“1”或“ 0”连续表示超过三次的部分。因此，滤波选择部分320输出用于4抽头滤波的选择信号。
参照图4的(b)，可以看到从第六到第八个输入图像信号的亮度等级相同。这里，因为第五个输入信号x(n+4)到第六个输入信号x(n+5)之间的亮度等级增大，滤波选择部分320判断第六到第八个输入图像信号x(n+5)到x(n+7)的亮度等级是否也增大。因此，滤波选择部分320判断第五到第八个输入图像信号x(n+4)到x(n+7)的亮度等级是否形成亮度等级连续增大超过连续3次的增大模型，这样，滤波选择部分320输出4抽头的滤波选择信号。
参照图4的(c)，可以看到从第一到第八输入图像信号x(n)到x(n+7)，没有亮度等级连续增大或下降超过连续3次的间隔。这种情况下，滤波选择部分320输出8抽头的滤波选择信号。
参照图4的(d)，亮度等级在第一输入图像信号x(n)和第二输入图像信号x(n+1)之间下降，而亮度等级在第二输入图像信号x(n+1)和第三输入图像信号x(n+2)之间增大。然而，由于第一输入图像信号x(n)和第二输入图像信号x(n+1)之间的亮度等级的差小于先前确定的等级，比如5，因此滤波选择部分320判断先前确定的模型是否保持为下降模型。这种情况同样用于第三输入图像信号x(n+2)和第四输入图像信号x(n+4)之间的亮度等级。在如图4的(d)所示的情况中，滤波选择部分320判断亮度特级是否形成下降模型，其中亮度等级连续下降超过连续3次，因此，滤波选择部分320输出4抽头的滤波选择信号。
另外，如果从图像信号存储部分310输入的给定数量的输入图像信号中存在其中连续输入的两个输入图像信号的亮度等级相同的至少两个部分，则滤波选择部分320判断给定数量的输入图像信号属于图形区域或是边缘区域。在这种情况下，滤波选择部分320输出4抽头滤波选择信号。因为如果8抽头的滤波器用于这种情况下的图形区域或边缘区域，就会产生振铃现象(phenomenon)，因此滤波选择部分320输出用于4抽头滤波器的选择信号。
例如，当第一到第八输入图像信号x(n)到x(n+7)的亮度等级为如图5所示时，存在三个部分(以点划线表示)，其中的每个部分中连续输入的两个输入图像信号的亮度等级相同。因此，滤波器选择部分320判断如图5所示的输入的给定数量的输入图像信号属于图形区域或边缘区域，这样滤波选择部分320输出4抽头的滤波信号。在图5中，在下面表示的数字中第一到第八输入图像信号x(n)到x(n+7)是指亮度等级。
控制部分330根据分辨率的转换率控制输入图像信号从图像信号存储部分310输入到内插滤波器350的输入速率，所述内插滤波器在下文中描述。这是本发明关于图像比例放大或分辨率增大的情况。控制部分330控制输出图像信号从内插滤波器350输出的速率。另外，控制部分330根据分辨率的转换速率，计算输入到滤波选择部分320的给定数量的输入图像信号中每个信号的内插位置。
图6A和6B是描述图3所示的控制部分中，根据分辨率的转换率计算的内插位置的图。
参照图6A，白圈表示输入图像信号的位置，黑圈表示根据分辨率的转换率所计算的内插位置。
具体地讲，如图6A所示，如果转换率为1∶2，则水平方向的比例因子为0.5。因此，如图6B所示，如果水平内插使用8抽头多相内插核(kernel)，可以看到输入图像信号的内插位置分别对应为-3.5，-2.5，-1.5，-0.5，+0.5，+2.5和+3.5。另一个示例中，如果分辨率的转换率为3∶5，则水平方向的比例因子为0.6。
系数存储部分340存储相应于多个内插位置的内插系数，即，抽头权值(tap weight values)，其中，抽头权值的内插系数按照滤波器分类。内插系数可根据图7所示的8抽头多相内插核来计算。
图7是描述基于图3的控制部分中计算的预定的内插位置生成系数的方法的图。
参照图7，在8抽头多相内插核中，八个输入图像信号参与内插。另外，当多个内插位置为(p-4)、(p-3)、(p-2)、(p-1)、(p)、(p+1)、(p+2)以及(p+3)时，得到最终内插数据所需的多个内插系数是f(p-4)、f(p-3)、f(p-2)、f(p-1)、f(p)、f(p+1)、f(p+2)以及f(p+3)。这里，p是抽头的各个间隔中的相对位置值。
这些内插系数先前由8抽头多相内插核计算并存储在系数存储部分340中。例如，如果抽头之间的间隔被分成32部分，则抽头之间的一间隔的内插位置是相对位置值，例如分别是0、1/32、2/32、3/32，...，31/32，1，相应于各自内插位置的垂直和水平内插系数被提前计算并存储在系数存储部分340。其间，抽头间的各个间隔可被分成另外数量的部分，例如16部分，64部分等等。
根据本发明，系数存储部分340存储用于4抽头滤波和8抽头滤波的水平内插系数。因此，系数存储部分340输出相应于滤波选择部分320输出的滤波选择信号和控制部分330计算的给定数量的内插位置的水平内插系数。
也就是说，当滤波选择部分320选择8抽头滤波时，系数存储部分340输出八个内插系数。然而，如果滤波选择部分选择4抽头滤波，则系数存储部分340输出八个内插系数，其中8抽头的每端的2个抽头的内插系数为“ 0”。这是因为下文中描述的内插滤波器350是由八个乘法器371到378提供的，而4抽头滤波利用四个内插系数执行内插。
根据分辨率的转换率计算内插位置和相应于各个内插位置的滤波系数已是众所周知的技术，本领域中的技术人员都知道这种技术。因此，在此省略其详细描述。
内插滤波器350选择性地提供至少两个FIR滤波器中所需的一个滤波器，以便利用从系数存储部分340输出的内插系数执行内插。根据本发明，4抽头滤波器和8抽头滤波器被用作至少两个FIR滤波器。然而，有可能既使用4抽头滤波器也使用2抽头滤波器。另外，内插滤波器350利用从图像信号存储部分310顺序输入的给定数量的输入图像信号以及从系数存储部分340输出的给定数量的内插系数，计算水平方向上最终内插数据。
为了这个目的，内插滤波器350包括第一到第七延迟器361到367、第一到第八乘法器371到378以及加法器380.
第一到第七延迟器(附图中标号“D”是指“延时”)将图像信号存储部分顺序输入的输入图像信号延长预定时间长度，并将延时后的输入图像信号输出到第二到第八乘法器372到378。因此，如果输入图像信号x(n)在第一延迟器361中延时，则第六个输入图像信号x(n-6)在第七延迟器367中延长预定时间长度。
更具体地讲，第一延迟器361接收输入图像信号x(n)并将延长预定时间长度的第一延时图像信号x(n-1)输出到第二延迟器362和第二乘法器372。
第二延迟器362将第一延迟器361输入的第一延时图像信号x(n-1)延长预定时间长度之后将延长预定时间长度的第二延时图像信号x(n-2)输出到第三延迟器363和第三乘法器373。
第三到第六延迟器363到366以上述相同的方法接收输入图像信号并将输入的图像信号延长预定时间长度后输出延时的信号。因此，在此省略其详细的描述。
另外，第七延迟器367将第二延迟器366输出的第六延时图像信号x(n-6)延长预定时间长度后，将延长预定时间长度后的第七延时图像信号x(n-7)输出到第八乘法器378。
第一到第八乘法器371到378将各个延迟器中延时的输入图像信号的亮度等级分别与从系数存储部分340输出的相应于输入图像信号的内插系数相乘。
更具体地讲，第一乘法器371将从图像信号存储部分310输入的输入图像信号x(n)和相应于输入图像信号x(n)的内插系数相乘，从而生成第一内插数据。
另外，第二乘法器372将第一延迟器361输入的第一延迟图像信号x(n-1)乘以与其相应的内插系数从而生成第二内插数据。
同样，第三到第八乘法器371到378分别将从第二到第七延迟器361到367输入的第二到第七延迟信号x(n-2)到x(n-7)乘以与其相应的内插系数从而生成第三到第八内插数据。
在这种情况下，如果滤波选择部分320选择8抽头滤波器，则系数存储部分340输出分别相应于乘法器的八个内插系数。同时，如果滤波选择部分320选择4抽头滤波器，则系数存储部分340输出分别相应于第一、第二、第七和第八乘法器371、372、377和378的内插系数“0”，并分别输出相应于乘法器371到378的另外四个内插系数。结果，内插滤波器350根据输入图像信号的亮度模型自适应性地应用4抽头滤波器和8抽头滤波器中的任何一种，从而生成最终内插数据。
加法器380将从第一到第八乘法器371到378输出的所有第一和第八内插数据相加，从而输出最终内插数据。结果，内插滤波器350通过水平内插对输入图像信号执行水平比例放大。
图8是图示利用图3所示的图像内插设备的图像内插方法的流程图。
参照图3到图8，首先，滤波器选择部分320分析从图像信号存储部分连续输入的给定数量的输入图像信号的亮度等级模型(步骤810)。如果步骤810被执行，则滤波选择部分320根据分析的亮度等级模型将4抽头滤波器和8抽头滤波器中所需的滤波器的选择信号输出到系数存储部分(步骤820)。这里，亮度等级模型表示顺序输入的图像信号亮度等级的增大或下降。
进一步讲，控制部分330根据分辨率的转换率，分别计算相应于给定数量的输入图像信号的内插位置，然后将计算的内插位置输出到系数存储部分340(步骤830)。如果步骤830被执行，则系数存储部分340分别输出相应于滤波选择信号和从步骤820和步骤830输出的计算的内插位置的给定数量的系数(步骤840)。
在步骤840之后，内插滤波器350将从输入图像信号x(n)和从图像信号存储部分310输入的第一到第七延迟图像信号x(n-1)到x(n-7)分别与其对应的系数相乘，并生成第一到第八内插数据。内插滤波器350将第一到第八内插信号相加并输出最终内插数据(步骤850)。结果，输入图像信号的内插利用滤波选择部分320所选择的所需滤波器执行。
以上描述的图像内插设备和方法是结合这样一种情况而描述的，其中三次卷积内插滤波器的4抽头滤波器和多相内插滤波器的8抽头滤波器中的任意一个滤波器被适应性地选择对图像内插。然而，也有可能利用2抽头滤波器代替来4抽头滤波器。
另外，尽管图像内插设备和方法仅结合水平内插进行描述，当然也可将本发明用于垂直内插。
而且，本发明的图像内插设备和方法根据输入图像信号的亮度等级，通过判断频率来判断输入图像信号属于图形区域还是边缘区域，能够执行更清楚的内插。
如以上所述，根据本发明的图像内插设备和方法，当将以预定分辨率输入的图像比例放大并且转换成另一个不同分辨率的图像时，根据输入图像的频率选择性地应用互不相同的滤波器，从而对图像内插。因此，在图像内插中，高频率的图像信号使用8个抽头的滤波器内插，由此，能够防止由例如混淆现象造成的图像质量的下降，而低频率的图像信号使用4个抽头的滤波器内插，由此，能够防止例如振铃造成的图像质量的下降。
尽管已经参照本发明的优选实施例对本发明作了显示和描述，但本发明并不局限于这些实施例。应该明白，在不偏离附属权利要求所定义的本发明的精神和范围的情况下，本领域的技术人员可对其作各种修改和变化。这种修改、变化及其特价物都应该包括在本发明的范围内。
Claims (15)
1.一种图像内插设备，根据分辨率的转换率，对第一分辨率的输入图像信号内插以输出第二分辨率的输出图像信号，所述图像内插设备包括：
图像信号存储部分，用于存储所述输入图像信号；
滤波选择部分，根据从所述信号存储部分连续输入的给定数量的所述输入图像信号的亮度等级模型，输出用于至少两个不同内插滤波器中所需的一个滤波器的滤波选择信号；
控制部分，根据分辨率的转换率，计算所述给定数量的输入图像信号中每个信号的内插位置；
系数存储部分，存储由所述滤波器分类的多个内插系数，并且将相应于所述滤波选择信号的给定数量的内插系数输出到所述给定数量的计算的内插位置；以及
内插滤波器，相应于所述滤波选择信号的给定数量的输入图像信号和给定数量的内插系数从所述图像信号存储部分和所述系数存储部分分别输入所述内插滤波器，所述内插滤波器进行操作以执行所选择的滤波从而输出所述输出图像信号。
2.根据权利要求1所述的设备，其中至少两个滤波器是4抽头滤波器和8抽头滤波器。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，如果判断所述亮度等级模型是下面两种模型的任意一种，则所述滤波选择部分进行操作以输出用于所述4抽头滤波器的选择信号，所述两种模型为：在其中的一种模型中，所述给定数量的输入图像信号的亮度等级连续增大超过先前确定的次数，在另一种模型中，所述给定数量的输入图像信号的亮度等级连续降低超过先前确定的次数。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，如果所述给定数量的输入图像信号中连续输入的两个输入图像信号的所述亮度等级相同，则所述滤波器选择部分将在判断两个输入图像信号之间的亮度等级之前所判断的先前亮度等级模型作为所述两个输入图像信号的亮度等级模型应用。
5.根据权利要求3所述的设备，其中，如果所述两个输入图像信号的亮度等级间的差值小于先前确定的参考等级，则所述滤波器选择部分将在判断所述两个输入图像信号之间的亮度等级之前所判断的先前亮度等级模型作为所述两个输入图像信号的亮度等级模型应用。
6.根据权利要求3所述的设备，其中，所述先前确定的次数至少是两次。
7.根据权利要求3所述的设备，其中，所述至少两个滤波器是包括8个抽头滤波器的多个有限冲击响应滤波器。
8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述内插滤波器包括：
多个延迟器，用于进行操作以在将所述输入图像信号延长预定时间长度后，输出从所述图像信号存储部分顺序输入的所述给定数量的输入图像信号；
多个乘法器，用于进行操作以将从所述多个延迟器输出的所述给定数量的输入图像信号分别乘以从所述系数存储部分输出的所述给定数量的系数，以便输出所述给定数量的内插数据；以及
加法器，将从所述多个乘法器输出的所述给定数量的内插数据相加，以便输出所述输出图像信号。
9.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制部分根据分辨率的转换率控制所述输入图像信号从所述图像信号存储部分输入到所述内插滤波器的速率。
10.一种图像内插方法，根据分辨率的转换率对第一分辨率的输入图像信号内插以输出第二分辨率的输出图像信号，所述方法包括：
根据顺序输入的给定数量的输入图像信号的亮度等级模型，输出用于至少两个不同内插滤波器中所需的一个滤波器的滤波选择信号；
根据分辨率的转换率计算给定数量的输入图像信号的每个信号的内插位置；
输出多个存储的内插系数中相应于所述滤波选择信号和所述给定数量的已计算的内插位置的给定数量的内插系数；以及
接收相应于所述滤波选择信号的给定数量的输入图像信号和给定数量的内插系数，并执行所选择的滤波以输出所述输出图像信号。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述至少两个滤波器是4抽头滤波器和8抽头滤波器。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，在所述滤波选择步骤中，如果判断所述亮度等级模型是以下两种模型之一，则输出用于所述4抽头滤波器的选择信号，所述两种模型为：在其中一种模型中，给定数量的输入图像信号的亮度等级连续增大超过了先前确定的次数，在另一种模型中，给定数量的输入图像信号的亮度等级连续下降超过先前建立的次数。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，如果给定数量的输入图像信号中连续输入的两个输入图像信号的亮度等级相同，则所述滤波器选择部分将在判断所述两个输入图像信号之间的亮度等级之前所判断的先前亮度等级模型作为所述两个输入图像信号的亮度等级模型应用。
14.根据权利要求12所述的设备，其中，如果所述两个输入图像信号的所述亮度等级之间的差值小于先前确定的参考等级，则所述滤波器选择部分将在判断所述两个输入图像信号之间的亮度等级之前所判断的先前亮度等级模型作为所述两个输入图像信号的亮度等级模型应用。
15.根据权利要求10所述的方法，其中，执行所选择的滤波的步骤包括：
在将所述输入图像信号延长预定时间长度之后，输出顺序输入的给定数量的输入图像信号；
将在所述延长步骤中输出的所述给定数量的输入图像信号乘以从所述系数输出步骤输出的给定数量的系数，以输出给定数量的内插数据；以及
将从所述乘法步骤输出的所述给定数量的内插数据相加，并输出所述输出图像信号。
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