CN1615011A

CN1615011A - 处理信息信号的装置和方法

Info

Publication number: CN1615011A
Application number: CNA2004100922551A
Authority: CN
Inventors: 近藤哲二郎; 朝仓伸幸; 西片丈晴; 藤岛幸一
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-11-05
Filing date: 2004-11-05
Publication date: 2005-05-11
Anticipated expiration: 2024-11-05
Also published as: JP2005142744A; EP1942672A3; KR20050043677A; US7440029B2; EP1530371B1; JP4311166B2; DE602004031058D1; DE602004023265D1; EP1530371A3; KR101102014B1; US20050140824A1; EP1530371A2; CN100370823C; EP1942672A2; EP1942672B1

Abstract

转换电路将作为类抽头数据的多项SD像素数据的值(像素值)转换成亮度值。该转换电路基于图像显示设备中像素数据的值与亮度值之间的对应关系将像素值转换成亮度值。类检测电路基于多个亮度值检测空间类和运动类。类综合电路获得指示HD信号中目标位置的像素数据所属的类的类代码。估计/预测运算电路使用预测抽头的数据和由类代码指示的类的系数数据、基于估计方程获得HD信号中目标位置的像素数据项。因此，显示设备亮度特性的类的适当分类被执行。

Description

处理信息信号的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种处理信息信号的装置和方法。尤其，本发明涉及一种处理信息信号的装置和方法，其将由多项信息数据组成的第一信息信号转换成由多项信息数据组成的第二信息信号，一种产生系数种子数据的装置和方法，其在处理信息信号的装置和方法中使用，一种执行每种方法的程序，以及一种记录其程序的介质。

背景技术

按照惯例，用于例如将称作525i信号的标准清晰度(SD)信号转换成称作1050i信号的高清晰度(HD)信号的格式转换已经提出。525i信号指定具有525行的隔行扫描型图像信号。1050i信号指定具有1050行的隔行扫描型图像信号。

为了实现上述格式转换，一种分辨率创造方法已经提出，其中当从525i信号的像素数据中获得1050i信号的像素数据时，与对应于525i信号像素的1050i信号的每个像素的相位有关的估计方程的系数数据存储在存储器中，并且1050i信号的像素数据使用该系数数据基于该估计方程而获得。

日本专利申请公开2001-309315号已经公开，当上述1050i信号的图像在图像显示设备例如阴极射线管(CRT)显示器，液晶显示器(LCD)，等离子显示板(PDP)上显示时，与一种图像显示设备相对应的系数数据被使用以便获得适合于图像显示设备的图像质量。例如，当图像显示设备属于CRT显示器时，图像的分辨率设置为正常状态。当图像显示设备属于LCD时，分辨率设置为低于正常。当图像显示设备属于PDP时，分辨率设置为高于正常。

此外，在日本专利申请公开2001-309315号中公开的转换图像信号的装置中，该HD信号中目标位置的像素数据所属的类基于位于HD信号目标位置附近的多项SD信号像素数据来检测，从而使用与该类相对应的系数数据获得该HD信号中目标位置的像素数据。

也就是，在日本专利申请公开2001-309315号中公开的转换图像信号的装置中，分类以相同的方法执行，不管图像显示设备的种类，使得不足以适合于所使用图像显示设备的输出特性的分类被执行。这防止适合于图像显示设备的HD信号被获得。

本发明的目的在于创造从第一信息信号的转换中获得的第二信息信号，其适合于从第二信息信号中获得输出的输出设备。

发明内容

根据本发明，前述目的由用于处理信息信号的装置获得，其中由多项信息数据构成的第一信息信号转换成由多项信息数据构成的第二信息信号。该装置包括数据处理装置，其用于基于根据第二信息信号获得输出的输出装置中信息数据的值与输出值之间的对应关系，转换位于第二信息信号中目标位置附近的第一信息信号的多项信息数据的值，以获得多个输出值。该装置也包括类检测装置，其用于基于由数据处理装置获得的多个输出值检测第二信息信号中目标位置的信息数据所属的类。该装置还包括信息数据产生装置，其用于产生与由类检测装置检测的类相对应的、第二信息信号中目标位置的信息数据。

根据本发明的另一方面，一种用于处理信息信号的方法被提供，其中由多项信息数据组成的第一信息信号转换成由多项信息数据组成的第二信息信号。该方法包括基于根据第二信息信号获得输出的输出装置中信息数据的值与输出值之间的对应关系，转换位于第二信息信号中目标位置附近的第一信息信号的多项信息数据的值，以获得多个输出值的步骤。该方法也包括基于由上面输出值获得步骤获得的多个输出值检测第二信息信号中目标位置的信息数据所属的类的步骤。该方法还包括产生与由上面类检测步骤检测的类相对应的、第二信息信号中目标位置的信息数据的步骤。

本发明的程序是用于使得计算机执行上述信息信号处理方法的程序。此外，本发明的计算机可读介质是记录上述程序的介质。

根据本发明，第一信息信号转换成第二信息信号。第一和第二信息信号由多项信息数据组成。例如，信息信号是由多项像素数据组成的图像信号或者由多项音频数据(采样数据)组成的音频信号。

位于第二信息信号中目标位置附近的第一信息信号的多个信息数据的值基于根据第二信息信号获得输出的输出装置中信息数据的值与输出值之间的对应关系来转换，以获得多个输出值。例如，如果信息信号是图像信号，信息数据的值与输出值之间的对应关系是像素数据的值与亮度值之间的对应关系。

例如，如果信息信号是图像信号。输出装置是图像显示设备，例如CRT显示器，LCD，PDP等。例如，如果信息信号是音频信号，输出装置是音频输出设备例如扬声器。

例如，位于第二信息信号中目标位置附近的多项信息数据基于第一信息信号来选择。所选多项信息数据的值基于信息数据的值与输出值之间的对应关系分别转换成输出值，以便获得上述多个输出值。

此外，构成第一信息信号的每个信息数据的值基于信息数据的值与输出值之间的对应关系转换成输出值。基于由该转换获得的每个输出值，然后，与位于第二信息信号中目标位置附近的第一信息信号中多项信息数据相对应的多个输出值选择性地挑选，以便获得上述多个输出值。

基于如上所述获得的多个输出值，第二信息信号中目标位置的信息数据所属的类被检测。例如，各个多个输出值经历数据压缩处理，以便产生指示类的类代码。对应于这种检测类，第二信息信号中目标位置的信息数据产生。

例如，用于估计方程的、与类相对应的系数数据产生。位于第二信息信号中目标位置附近的多项信息数据基于第一信息信号来选择。使用这些多项信息数据和系数数据，第二信息信号中目标位置的信息数据基于估计方程来运算。

另外提供有用于输入指示根据第二信息信号的输出质量的参数的值的参数输入装置以便产生用于估计方程的、与类相对应的系数数据和参数的值是容许的。因此，通过改变参数的值，第二信息信号的输出质量可以调节。在这种情况下，与类相对应的系数数据和参数的值基于产生方程(系数种子数据是该产生方程的系数数据)产生，该产生方程包括使用与类相对应的系数种子数据和参数值的参数。

如上所述，根据本发明，位于第二信息信号中目标位置附近的第一信息信号的多项信息数据的值基于根据第二信息信号获得输出的输出装置中信息数据的值与输出值之间的对应关系来转换，以获得多个输出值。第二信息信号中目标位置的信息数据所属的类基于多个输出值来检测，以便产生与该类相对应的、第二信息信号中目标位置的信息数据。这使得输出装置输出特性的适当分类能够执行，从而获得适合于输出装置的第二信息信号。

根据本发明的另一方面，提供一种产生系数种子数据的装置，该系数种子数据是产生方程中的系数数据，该产生方程产生用于估计方程的系数数据，该估计方程当将由多项信息数据组成的第一信息信号转换成由多项信息数据组成的第二信息信号时使用。该装置包括参数输入装置，其输入用于指定由具有与包含在产生方程中的参数相对应的输出质量的、与第一信息信号相对应的第一学习信号或与第二信息信号相对应的第二学习信号输出的质量的参数的值。该装置也包括数据处理装置，其基于根据第二信息信号获得输出的输出装置中信息数据的值与输出值之间的对应关系来转换位于第二学习信号中目标位置附近的第一学习信号的多项信息数据的值，以获得多个输出值。该装置还包括类检测装置，其基于由数据处理装置获得的多个输出值检测第二学习信号中目标位置的信息数据所属的类。该装置另外包括数据选择装置，其基于第一学习信号选择位于第二学习信号中目标位置附近的多项信息数据。该装置还包括算数运算装置，其使用由类检测装置检测的类，由参数输入装置输入的参数值，由数据选择装置选择的多项信息数据，以及第二学习信号中目标位置的信息数据来运算并获得每个类的系数种子数据。

根据本发明的另一方面，提供一种产生系数种子数据的方法，该系数种子数据是产生方程中的系数数据，该产生方程产生用于估计方程的系数数据，该估计方程当将由多项信息数据组成的第一信息信号转换成由多项信息数据组成的第二信息信号时使用。该方法包括输入用于指定由具有与包含在产生方程中的参数相对应的输出质量的、与第一信息信号相对应的第一学习信号和与第二信息信号相对应的第二学习信号输出的质量的参数的值的步骤。该方法也包括基于根据第二信息信号获得输出的输出装置中信息数据的值与输出值之间的对应关系来转换位于第二学习信号中目标位置附近的第一学习信号的多项信息数据的值，以获得多个输出值的步骤。该方法还包括基于由上面输出值获得步骤获得的多项输出值检测第二学习信号中目标位置的信息数据所属的类的步骤。该方法另外包括基于第一学习信号选择位于第二学习信号中目标位置附近的多项信息数据的步骤。该方法还包括使用由类检测步骤检测的类，在参数值输入步骤中输入的参数值，在数据选择步骤中选择的多项信息数据，以及第二学习信号中目标位置的信息数据来运算并获得每个类的系数种子数据的步骤。

本发明的程序是用于使得计算机能够执行产生系数种子数据的上述方法的程序。本发明的计算机可读介质是记录上述程序的介质。

根据本发明，作为产生系数数据的产生方程中系数数据的系数种子数据产生。后者系数数据用于当将由多项信息数据组成的第一信息信号转换成由多项信息数据组成的第二信息信号时使用的估计方程。产生系数数据的产生方程包括参数。与该参数相对应，指定由与第一信息信号相对应的第一学习信号或者与第二信息信号相对应的第二学习信号输出的质量的参数的值被输入。

位于第二学习信号中目标位置附近的第一学习信号的多项信息数据的值基于根据第二学习信号获得输出的输出装置中信息数据的值与输出值之间的对应关系来转换，以获得多个输出值。基于多个输出值，第二信息信号中目标位置的信息数据所属的类被检测。

位于第二学习信号中目标位置附近的多项信息数据基于第一学习信号来选择。输入参数的值逐步改变，使得系数种子数据使用第二学习信号中目标位置的信息数据所属的类，参数的值，所选多项信息数据，以及第二学习信号中目标位置的信息数据来为每个类而获得。

如上所述，根据本发明，位于第二学习信号中目标位置附近的第一学习信号的多项信息数据的值基于根据第二信息信号获得输出的输出装置中信息数据的值与输出值之间的对应关系转换，以获得多个输出值。基于多个输出值，第二学习信号中目标位置的信息数据所属的类被检测，以获得每个类的系数种子数据。这使得系数种子数据能够获得，以便在上述信息信号处理装置中充分使用。

本说明书的结束部分特别指出并且直接权利要求本发明的主旨。但是本领域技术人员将最好地理解本发明的操作的组织和方法，以及其更多优点和目标，通过考虑附随附图阅读说明书的剩余部分，其中类似的参考字符指类似的元素。

附图说明

图1A是显示根据本发明一种实施方案的TV接收器的配置的框图；

图1B是显示根据本发明另一种实施方案的TV接收器的配置的框图；

图2是显示525i信号和1050i信号之间像素位置的关系的图；

图3A，3B是显示类抽头和预测抽头的实例的图；

图4是显示像素值与亮度值之间对应关系的图；

图5是显示HD信号(1050i信号)从单位像素块中四个像素的中心预测抽头的相位偏离(奇数域)的图；

图6是显示HD信号(1050i信号)从单位像素块中四个像素的中心预测抽头的相位偏离(偶数域)的图；

图7是用于说明系数种子数据的产生方法的图；

图8是显示系数种子数据产生单元的配置的框图；

图9是显示用软件实现的图像信号处理装置的配置的框图；

图10是显示图像信号处理程序的流程图；以及

图11是显示系数种子数据产生处理的程序的流程图。

具体实施方式

在下文，本发明的优选实施方案将参考附随附图来详细描述。图1A显示根据本发明一种实施方案的TV接收器100的配置。图1B显示根据本发明另一种实施方案的TV接收器100A的配置。

该TV接收器100具有从广播信号获得称作525i信号的标准清晰度(SD)信号，将该525i信号转换成称作1050i信号的高清晰度(HD)信号，以及显示由该HD信号组成的图像的功能。这里提及的525i信号是具有525行的隔行扫描型图像信号。这里提及的1050i信号是具有1050行的隔行扫描型图像信号。

图2显示525i信号和1050i信号存在于其中的帧(F)的像素位置的关系，当奇数(o)域像素位置用实线表示而偶数(e)域像素位置用虚线表示时。大点表示525i信号的像素而小点表示1050i信号的像素。如图2中所示，作为1050i信号的像素数据，邻近525i信号行的行数据L1，L1’和远离525i信号行的行数据L2，L2’存在。数据L1，L2是奇数域的行数据，而数据L1’，L2’是偶数域的行数据。此外，1050i信号的每行的像素数目是525i信号的每行的像素数目的两倍。

返回图1A，TV接收器100包括信号接收天线101，用于从该信号接收天线101接收广播信号(RF调制信号)并且经历调谐处理、中间频率放大处理、波形检测处理等从而获得SD信号的调谐器部分102，以及用于临时存储由该调谐器部分102获得的SD信号的缓冲存储器103。

TV接收器100包括用于将临时存储在缓冲存储器103中的SD信号转换成HD信号的图像信号处理部分104，以及作为输出装置、显示由该图像信号处理部分104获得的HD信号的图像的图像显示设备105。该图像显示设备105包括例如CRT显示器，LCD，PDP等。该图像显示设备105使用HD信号构成输出，也就是用于获得图像的输出装置。

下面将描述图1A中所示TV接收器100的操作。在调谐器部分102中获得的SD信号提供到缓冲存储器103，它被临时存储在那里。临时存储在缓冲存储器103中的SD信号然后提供到图像信号处理部分104，在那里它转换成HD信号。也就是，在图像信号处理部分104中，构成HD信号的像素数据(在下文称作HD像素数据)从构成SD信号的像素数据(在下文称作SD像素数据)中产生。

从该图像信号处理部分104中输出的HD信号提供到图像显示设备105，在那里HD信号的图像显示在该图像显示设备105的屏幕上。

下面将详细描述图像信号处理部分104。该图像信号处理部分104包括第一-第三抽头选择电路111-113，每个用于基于临时存储在缓冲存储器103中的SD信号(525i信号)选择性地挑选位于HD信号(1050i信号)中目标位置附近的多项SD像素数据，并且输出它。

第一抽头选择电路111选择性地挑选用于预测的多项SD像素数据xi(i＝1-n)作为预测抽头的数据。第二抽头选择电路112选择性地挑选用于执行与SD像素数据的电平分布图案相对应的类的分类的多项SD像素数据作为空间类抽头的数据。图3A，3B分别显示空间类抽头和预测抽头的实例。

第三抽头选择电路113选择性地挑选用于执行与运动相对应的类的分类的多项SD像素作为运动类抽头的数据。同时，如果空间类使用属于多个域的SD像素数据来确定，该空间类包含运动信息。

图像信号处理部分104具有像素值/亮度值转换电路114，115。该转换电路114基于图像显示设备105中像素数据的值与作为输出值的亮度值之间的对应关系，将由第二抽头选择电路112选择性挑选作为空间类抽头数据的多项SD像素数据(像素值)分别转换成亮度值。该转换电路114构成使用第二抽头选择电路112获得每个用于空间类检测的多个亮度值的数据处理装置。

同样地，转换电路115基于图像显示设备105中像素数据的值与作为输出值的亮度值之间的对应关系，将由第三抽头选择电路113选择性挑选作为运动类抽头数据的多项SD像素数据(像素值)分别转换成亮度值。该转换电路115构成使用第三抽头选择电路113获得每个用于运动类检测的多个亮度值的数据处理装置。

同时，在图像显示设备105中，一般地，亮度值与像素值不是线性关系，并且具有图4中所示和根据下面公式(1)的对应关系：

y＝A(x/255)^γ ...(1)

根据公式(1)，术语“y”表示亮度值，而术语“x”表示像素值，术语“A”表示最大亮度值，并且术语“γ”表示伽马值。虽然详细描述被省略，众所周知，伽马值γ依赖于图像显示设备105的类型，例如CRT显示器，LCD，PDP等而不同。

转换电路114，115的每个根据上述公式(1)从像素值计算亮度值，或者使用指示像素值与亮度值之间对应关系的表格从像素值获得亮度值。例如，这些转换电路114，115能够改变该表格。因此，即使当图像显示设备105的类型改变时，本发明可以容易地应付该情况。

注意作为图1B中所示的TV接收器100A，第二抽头选择电路112和像素值/亮度值转换电路114可以被安排，使得它们改变成彼此。类似地，第三抽头选择电路113和像素值/亮度值转换电路115可以被安排，使得它们改变成彼此。

在改造的情况下，转换电路114基于图像显示设备105中像素数据的值与作为输出值的亮度值之间的对应关系，将已经临时存储在缓冲存储器103中的SD信号的多项SD像素数据的每个的值转换成亮度值。

第二抽头选择电路112选择作为空间类抽头数据并且挑选用于与转换后亮度值的电平分布图案相对应的类的分类的转换后多个亮度值。

类似地，转换电路115基于图像显示设备105中像素数据的值与作为输出值的亮度值之间的对应关系，将已经临时存储在缓冲存储器103中的SD信号的多项SD像素数据的每个的值转换成亮度值。

第三抽头选择电路113选择作为运动类抽头数据并且挑选用于与运动相对应的类的分类的转换后多个亮度值。图1B中所示该实施方案的其他配置类似图1A中所示实施方案的那些，其描述将被删除。

此外，图像信号处理部分104包括空间类检测电路116，其用于检测在转换电路114中获得的、与空间类抽头数据相对应的多个亮度值的电平分布图案，基于该电平分布图案检测空间类，并且输出类信息。

在空间类检测电路116中，将每个亮度值压缩成8位数据到2位数据的计算被执行。然后，与每个亮度值相对应的压缩数据作为空间类的类信息从空间类检测电路116中输出。根据该实施方案，数据压缩根据自适应动态范围编码(ADRC)执行。作为数据压缩方法，允许使用差分脉冲编码调制(DPCM)，矢量量化(VQ)等以及ADRC。

虽然最初，ADRC曾经是为磁带录像机(VTR)的高性能编码开发的自适应再量化方法，它优选地可适用于上述数据压缩，因为信号电平的局部图案可以使用短字长有效地压缩。当使用ADRC时，如果假定多个亮度值的最大值是MAX，其最小值是MIN，多个亮度值的动态范围是DR(＝MAX-MIN+1)并且再量化位数是P，再量化代码qi根据基于下面公式(2)的计算获得，作为每个亮度值ki的压缩数据：

qi＝[(ki-MIN+0.5)*2P/DR] ...(2)

其中[]表示公式(2)中的舍入处理。当存在Na亮度值时，它设置使得i＝1-Na。

图像信号处理部分104包括运动类检测电路117，其用于基于在调制电路115中获得的、每个对应于运动类抽头数据的多个亮度值检测表示运动程度的运动类，并且输出该类信息。

在该运动类检测电路117中，帧差分从由第三抽头选择电路113挑选、每个对应于多项SD像素数据mi，ni的多个亮度值mi’，ni’中计算。然后，该差分的绝对值的平均值经历阈值处理，以便检测作为运动指标的运动类。也就是，运动类检测电路117根据下面的公式(3)计算差分的绝对值的平均值AV：

AV = \frac{Σ_{i = 1}^{Nb} | {mi}^{'} - {ni}^{'} |}{Nb} \cdot \cdot \cdot (3)

在第三抽头选择电路113中，如果12项SD像素数据m1-m6，n1-n6例如被挑选，公式(3)中的Nb是6。然后，在运动类检测电路117中，以上述方法计算的平均值AV与一个或多个阈值相比较以便获得运动类的类信息MV。例如，如果三个阈值th1，th2，th3(th1＜th2＜th3)被预备以便检测四个运动类，当AV≤th1时，MV＝0；当th1＜AV≤th2时，MV＝1；当th2＜AV≤th3时，MV＝2；以及当th3＜AV时，MV＝3。

图像信号处理部分104具有类综合电路118。该类综合电路118基于从空间类检测电路116接收的、作为空间类的类信息的再量化代码qi，以及从运动类检测电路117接收的运动类的类信息MV，获得指示HD信号中目标位置的像素数据(待创建的HD像素数据)所属的类的类代码CL。在该类综合电路118中，类代码CL根据下面的公式(4)计算：

CL = Σ_{i = 1}^{Na} qi {(2^{P})}^{i - 1} + MV \cdot {(2^{P})}^{Na} \cdot \cdot \cdot (4)

其中Na表示作为空间类抽头数据的多项SD像素数据的数目，并且P表示ADRC中的再量化位数。

图像信号处理部分104具有系数存储器119。该系数存储器119存储用于在估计/预测运算电路122中使用的估计方程的、对于每个类的系数数据Wi(i＝1-n)，其将随后描述。该系数数据Wi用作将SD信号(525i信号)转换成HD信号(1050i信号)的信息。

当525i信号如上所述转换成1050i信号时，必须获得与奇数和偶数域的每个中的525i信号的像素相对应的1050i信号的四个像素。在这种情况下，构成奇数和偶数域的每个中的1050i信号的2×2单位像素块的四个像素的每个具有到中心预测抽头的不同相位偏离。

图5显示构成奇数域中1050i信号的2×2单位像素块中四个像素HD1-HD4的每个距离中心预测抽头SD0的相位偏离。这里，HD1-HD4的每个的位置从SD0的位置在水平方向上偏离k1-k4并且在垂直方向上偏离m1-m4。

图6显示构成偶数域中1050i信号的2×2单位像素块中四个像素HD1’-HD4’的每个距离中心预测抽头SD0’的相位偏离。这里，HD1’-HD4’的每个的位置从SD0’的位置在水平方向上偏离k1’-k4’并且在垂直方向上偏离m1’-m4’。

为了那个目的，系数存储器119存储对于类和输出像素(HD1-HD4，HD1’-HD4’)的每个组合的系数数据Wi。

该系数存储器119接收在类综合电路118中获得的类代码CL作为读出地址信息，读出与类代码CL相对应的类的系数数据Wi，并且将系数数据Wi提供到估计/预测运算电路122。

图像信号处理部分104包括只读存储器(ROM)121和系数产生电路120。在下面的公式(5)中，系数产生电路120基于包括参数r，z的产生方程，产生对于类和输出像素(参看图5中的HD1-HD4和图6中的HD1’-HD4’)的每个组合的系数数据Wi：

W_i＝w_i0+w_i1r+w_i2z+w_i3r²+w_i4r^z+w_i5z²+w_i6r³+w_i7r²z+w_i8rz²+w_i9z³

...(5)

其中参数r是用于确定分辨率的参数而参数z是用于确定噪声去除程度的参数。

ROM 121存储对于类和输出像素的每个组合，作为该产生方程中系数数据的系数种子数据wi0-wi9。该系数种子数据的产生方法将随后描述。该ROM 121将系数种子数据wi0-wi9装载到系数产生电路120中，此外用户向电路120提供由他或她自己调节的参数r，z。

由该系数产生电路120产生的系数数据Wi(i＝1-n)提供到上述系数存储器119，它们存储在那里。系数数据Wi在该系数产生电路120中的产生在例如每个垂直空白周期中执行。因此，用户的操作使得存储在系数存储器119中的每个类的系数数据Wi能够立刻改变成与参数r，z的值的每个相对应的值，即使当参数r，z的值根据用户的操作改变时，使得用户可以平滑地执行分辨率和噪声去除程度的调节。

图像信号处理部分104具有估计/预测运算电路122。该估计/预测运算电路122接收由第一抽头选择电路111选择性挑选的预测抽头数据xi(多项SD像素数据)和从系数存储器119中读出的系数数据Wi。从数据xi和Wi中，估计/预测运算电路122基于下面的公式(6)获得待创建的HD信号的像素数据(目标位置的像素数据)：

y = Σ_{i = 1}^{n} Wi \cdot xi \cdot \cdot \cdot (6)

如上所述，当SD信号转换成HD信号时，必须获得到SD信号的像素的HD信号的四个输出像素(HD1-HD4或HD1’-HD4’)。该估计/预测运算电路122获得构成HD信号的每个2×2单位像素块的像素数据。

因此，与单位像素块中四个像素(目标位置的像素)相对应的预测抽头数据xi从第一抽头选择电路111提供到该估计/预测运算电路122。与构成单位像素块的四个像素相对应的系数数据Wi也从系数存储器119提供到估计/预测运算电路122。该估计/预测运算电路122单独根据估计方程(6)计算构成单位像素块的四个像素的数据项y1-y4。

图像信号处理部分104包括后处理电路123，用于在从估计/预测运算电路122中顺序输出的、单位像素块内四个像素的数据项y1-y4上执行线性时序，并且以1050i信号的格式输出它们。

接下来，下面将描述图1A中所示图像信号处理部分104的操作。在第二抽头选择电路112中，位于构成待创建HD信号(1050i信号)的、单位像素块内四个像素(目标位置的像素)附近的多项SD像素数据基于临时存储在缓冲存储器103中的SD信号(525i信号)选择性地挑选，作为空间类抽头数据。多项SD像素数据提供到像素值/亮度值转换电路114。

在转换电路114中，多项SD像素数据的值(像素值)基于图像显示设备105中像素数据的值与亮度值之间的对应关系转换成亮度值。因此由该转换获得的多个亮度值提供到空间类检测电路116。在空间类检测电路116中，与空间类抽头数据相对应的每个亮度值经历ADRC处理，使得再量化代码qi获得作为空间类的类信息(主要地用于表示空间中波形的类的分类)(参看公式(2))。

此外，在第三抽头选择电路113中，位于构成待创建HD信号(1050i信号)的、单位像素块内四个像素(目标位置的像素)附近的多项SD像素数据基于临时存储在缓冲存储器103中的SD信号(525i信号)选择性地挑选作为运动类抽头的数据。多项SD像素数据提供到像素值/亮度值转换电路115。

在转换电路115中，多项SD像素数据的值(像素值)基于图像显示设备105中像素数据的值与亮度值之间的对应关系转换成亮度值。因此由该转换获得的多个亮度值提供到运动类检测电路117。在运动类检测电路117中，运动类的类信息MV(主要地表示运动程度的类的分类)从与运动类抽头数据相对应的多个亮度值中获得。

该运动信息MV和再量化代码qi提供到类综合电路118。在该类综合电路118中，指示单位像素块内四个像素(目标位置的像素)所属的类的类代码CL从运动信息MV和再量化代码qi中为构成待创建HD信号(1050i信号)的每个单位像素块而获得(参看公式(4))。该类代码CL作为读出地址信息提供到系数存储器119。

系数存储器119接收并存储对于类和输出像素(HD1-HD4，HD1’-HD4’)的每个组合的系数数据Wi，其与由用户调节的参数r，z的每个的值相对应，并且在例如每个垂直空白周期中由系数产生电路120产生。

当类代码CL提供到系数存储器119如上所述作为读出地址信息时，与类代码CL相对应的类的四个输出像素(奇数域中的HD1-HD4和偶数域中的HD1’-HD4’)的系数数据Wi从该系数存储器119中读出并且提供到估计/预测运算电路122。

在第一抽头选择电路111中，位于构成待创建HD信号的单位像素块内四个像素(目标位置的像素)附近的多项SD像素数据基于SD信号选择性地挑选作为预测抽头数据xi。该预测抽头数据xi提供到估计/预测运算电路122。

在估计/预测运算电路122中，构成待创建HD信号的单位像素块内四个像素(目标位置的像素)的数据项y1-y4，使用预测抽头数据xi和从系数存储器119中提供的四个输出像素的系数数据Wi基于估计方程(6)单独地计算。然后，顺序地从估计/预测运算电路122输出的数据项y1-y4提供到后处理电路123。

此后，后处理电路123在顺序地从估计/预测运算电路122中提供的数据项y1-y4上执行线性时序，并且以1050i信号的格式输出它们。也就是，1050i信号作为HD信号从后处理电路123中输出。

如上所述，在图1A中所示的图像信号处理部分104中，位于HD信号中目标位置附近的SD信号的多项像素数据的值基于用于基于HD信号获得图像的图像显示设备105中的像素数据的值(像素值)与亮度值之间的对应关系来转换，以便获得多个亮度值。HD信号中目标位置的像素数据所属的类基于多个亮度值来检测，然后与该类相对应的HD信号中目标位置的信息数据产生。因此，在该图像信号处理部分104中，适合于图像显示设备105的输出亮度特性的类的适当分类被执行，使得适合于图像显示设备105的HD信号可以获得。

接下来，下面将描述每个类的系数种子数据wi0-wi9(i＝1-n)的产生方法，其被预定以存储在ROM 121中。

对于下面的描述，tj(j＝0-9)如下面的公式(7)中指示地定义：

t0＝1，t1＝r，t2＝z，t3＝r2，t4＝rz，t5＝z2，t6＝r3，t7＝r2z，t8＝rz2，t9＝z3 ...(7)

通过使用该公式(7)，公式(5)重写成下面的公式(8)：

Wi = Σ_{j = 0}^{9} w_{ij} t_{j} \cdot \cdot \cdot (8)

最终，未指定系数wij通过学习而获得。也就是，每当组成类和输出像素时，使得平方误差达到最小的系数值使用多项SD像素数据和HD像素数据来确定。这是基于所谓最小二乘法的解决方法。如果假设学习的数目是m，第k次(1≤k≤m)的学习数据中的留数是ek并且平方误差的总和是E，E通过使用公式(5)，(6)以下面公式(9)的形式表示：

E = Σ_{k = 1}^{m} {e_{k}}^{2}

= Σ_{k = 1}^{m} {[y_{k} - (W_{1} x_{1 k} + W_{2} x_{2 k} + \cdot \cdot \cdot + W_{n} x_{nk})]}^{2}

= Σ_{k = 1}^{m} {y_{k} - [(t_{0} w_{10} + t_{1} w_{11} + \cdot \cdot \cdot + t_{9} w_{19}) x_{1 k} + \cdot \cdot \cdot + (t_{0} w_{n 0} + t_{1} w_{n 1} + \cdot \cdot \cdot + t_{9} w_{n 9}) x_{nk}]}^{2}

= Σ_{k = 1}^{m} {y_{k} - [(w_{10} + w_{11} r + \cdot \cdot \cdot + w_{19} z^{3}) x_{1 k} + \cdot \cdot \cdot \cdot + (w_{n 0} + w_{n 1} r + \cdot \cdot \cdot + w_{n 9} z^{3}) x_{nk}]}^{2} \cdot \cdot \cdot (9)

其中术语xik表示SD图像的第i个预测抽头位置处第k个像素数据，yk表示第k个HD图像的相应像素数据。

根据基于最小二乘法的解决方法，wij获得，使得公式(9)中与wij的偏微分是0。这由下面的公式(10)表示：

\frac{&PartialD; E}{&PartialD; w_{ij}} = Σ_{k = 1}^{m} 2 (\frac{&PartialD; ek}{&PartialD; w_{ij}}) e_{k} = - Σ_{k = 1}^{m} 2 t_{j} x_{ik} e_{k} = 0 \cdot \cdot \cdot (10)

如果Xipjq和Yip如下面公式(11)，(12)中指示地定义，公式(10)使用如下面公式(13)指示的矩阵来重写：

X_{ipjq} = Σ_{k = 1}^{m} x_{ik} t_{p} x_{jk} t_{q} \cdot \cdot \cdot (11)

Y_{ip} = Σ_{k = 1}^{m} x_{ik} t_{p} y_{k} \cdot \cdot \cdot (12)

[\begin{matrix} x 1010 & x 1011 & x 1012 & \cdot \cdot \cdot & x 1019 & x 1020 & \cdot \cdot \cdot & x 10 n 9 \\ x 1110 & x 1111 & x 1112 & \cdot \cdot \cdot & x 1119 & x 1120 & \cdot \cdot \cdot & x 11 n 9 \\ x 1210 & x 1211 & x 1212 & \cdot \cdot \cdot & x 1219 & x 1220 & \cdot \cdot \cdot & x 12 n 9 \\ M & M & M & O & M & M & O & M \\ x 1910 & x 1911 & x 1912 & \cdot \cdot \cdot & x 1919 & x 1920 & \cdot \cdot \cdot & x 19 n 9 \\ x 2010 & x 2011 & x 2012 & \cdot \cdot \cdot & x 2019 & x 2020 & \cdot \cdot \cdot & x 20 n 9 \\ M & M & M & O & M & M & O & M \\ xn 910 & xn 911 & xn 912 & \cdot \cdot \cdot & xn 919 & xn 920 & \cdot \cdot \cdot & xn 9 n 9 \end{matrix}] [\begin{matrix} w 10 \\ w 11 \\ w 12 \\ M \\ w 19 \\ w 20 \\ M \\ wn 9 \end{matrix}] = [\begin{matrix} Y 10 \\ Y 11 \\ Y 12 \\ M \\ Y 19 \\ Y 20 \\ M \\ Yn 9 \end{matrix}] \cdot \cdot \cdot (13)

该公式(13)是用于计算系数种子数据的标准方程。通过根据一般求解方法例如清除法(高斯佐登消去法)求解该标准方程，系数种子数据wi0-wi9(i＝1-n)可以获得。

图7显示关于上述系数种子数据的产生方法的概念。作为学生信号(第一学习信号)的多个SD信号从作为教师信号(第二学习信号)的HD信号中产生。在这种情况下，改变用于从HD信号中产生SD信号的削去滤波器的频率特性使得具有不同分辨率的SD信号能够产生。

具有不同分辨率的SD信号使得具有提高分辨率的不同效应的系数种子数据的项能够产生。例如，如果存在保证严重昏暗图像的SD信号和保证较不昏暗图像的SD信号，具有提高分辨率的强效应的系数种子数据的项通过用保证严重昏暗图像的SD信号训练来产生，而具有提高分辨率的弱效应的系数种子数据的项通过用保证较不昏暗图像的SD信号学习来产生。

此外，将噪声施加到每个具有不同分辨率的SD信号使得每个具有噪声的SD信号能够产生。通过改变外加噪声的量，每个具有不同量噪声的SD信号产生。因此，具有不同噪声去除效应的系数种子数据的项产生。例如，如果存在具有多的外加噪声的SD信号和具有少的外加噪声的SD信号，具有极好噪声去除效应的系数种子数据的项通过用具有多的外加噪声的SD信号学习来产生，而具有弱噪声去除效应的系数种子数据的项通过用具有少的外加噪声的SD信号学习来产生。

关于待施加的噪声的量，如果具有外加噪声的SD信号的像素值x’通过将噪声n施加到SD信号的像素值x来产生，噪声量通过根据下面的公式(14)改变G来调节：

x’＝x+G·n ...(14)

例如，总共121种SD信号通过从0到1以每步0.1的11步改变用于改变频率特性的参数r的值，以及从0到1以每步0.1的11步改变用于改变待施加噪声的量的参数z的值来产生。学习在以这种方法产生的多个SD信号和HD信号之间执行，如图7中所示，以便产生系数种子数据。这些参数r，z与提供到图1A中所示图像信号处理部分104中的系数产生电路120的参数r，z相对应。

接下来，下面将描述用于产生将存储在上述图像信号处理部分104的ROM 121中的系数种子数据wi0-wi9(i＝1-n)的系数种子数据产生单元200。图8显示该系数种子数据产生单元200的配置。

该系数种子数据产生单元200包括用于输入HD信号作为教师信号的输入终端201和用于在HD信号上水平和垂直地执行削去处理以获得SD信号作为学生信号的SD信号产生电路202。参数r，z提供到SD信号产生电路202。与参数r的值相对应，用于从HD信号中产生SD信号的削去滤波器的频率特性被改变。此外，施加到SD信号的噪声的量与参数z的值相对应地改变。

系数种子数据产生单元200包括第一-第三抽头选择电路203-205，每个用于基于从SD信号产生电路202中输出的SD信号选择性地挑选位于HD信号中目标位置附近的多项SD像素数据，并且用于输出它们。这些第一-第三抽头选择电路203-205以与上述图像信号处理部分104中第一-第三抽头选择电路111-113相同的方法构成。也就是，第一抽头选择电路203选择性地挑选预测抽头的数据，第二抽头选择电路204选择性地挑选空间类抽头的数据，以及第三抽头选择电路205选择性地挑选运动类抽头的数据。

系数种子数据产生电路200具有像素值/亮度值转换电路206，207。转换电路206基于构成上述TV接收器100的图像显示设备105中像素数据的值与作为输出值的亮度值之间的对应关系，将已经在第二抽头选择电路204中选择性地挑选的、作为空间类抽头数据的多项SD像素数据的值(像素值)转换成亮度值。

转换电路207基于构成上述TV接收器100的图像显示设备105中像素数据的值与作为输出值的亮度值之间的对应关系，将已经由第三抽头选择电路205选择性挑选的、作为运动类抽头数据的多项SD像素数据的值(像素值)转换成亮度值。

这些转换电路206、207以与前述图像信号处理部分104中的转换电路114、115相同的方法构成。转换电路206与第二抽头选择电路204一起构成获得用于空间类检测的多个亮度值的数据处理装置。类似地，转换电路207与第三抽头选择电路205一起构成获得用于运动类检测的多个亮度值的数据处理装置。

系数种子数据产生单元200具有空间类检测电路208，其基于已经在转换电路206中获得的、与空间类抽头数据相对应的多个亮度值的电平分布图案来检测空间类，并且输出其类信息。该空间类检测电路208以与上述图像信号处理部分104中的空间类检测电路116相同的方法构成。然后，该空间类检测电路208输出每个亮度值的再量化代码qi作为指示空间类的类信息。

系数种子数据产生单元200具有运动类检测电路209，其基于已经由转换电路207获得的、与运动类抽头数据相对应的多个亮度值来检测主要指示运动程度的运动类，并且输出该类信息MV。该运动类检测电路209以与上述图像信号处理部分104中的运动类检测电路117相同的方法构成。该运动类检测电路209从已经由第三抽头选择电路205选择性挑选的、与运动类抽头数据相对应的多个亮度值中计算帧差分，并且在该差分的绝对值的平均值上执行阈值处理，以便检测作为运动指标的运动类。

系数种子数据产生单元200具有类综合电路210，其基于已经从空间类检测电路208输出的、作为空间类的类信息的再量化代码qi，以及由运动类检测电路209输出的运动类的类信息MV来获得指示HD信号(1050i信号)中目标位置的像素数据所属的类的类代码CL。该类综合电路210以与上述图像信号处理部分104中的类综合电路118相同的方法构成。

系数种子数据产生单元200具有标准方程产生部分211。该标准方程产生部分211产生标准方程(参看公式(13))，其用于基于从提供到输入终端201的HD信号中获得的、作为目标位置像素数据的每个HD像素数据y，由第一抽头选择电路203选择性挑选的、与每个HD像素数据y相对应的预测抽头的数据xi，由类综合电路210获得的、与每个HD像素数据y相对应的类代码CL，以及参数r，z的值，对于类和输出像素的每个组合，获得每个类的系数种子数据wi0-wi9(i＝1-n)。

学习数据由HD像素数据项y和与其对应的预测抽头数据xi(多项SD像素数据)之间的组合来产生，并且大量项的学习数据为作为教师信号的HD信号和作为学生信号的SD信号之间的每个类而产生。因此，标准方程产生部分211产生用于获得每个类的系数种子数据wi0-wi9(i＝1-n)的标准方程。

在这种情况下，标准方程产生部分211产生每个输出像素(参看图5中的HD1-HD4和图6中的HD1’-HD4’)的标准方程。例如，与HD1相对应的标准方程从由其到中心预测抽头的偏离值处于与HD1相同关系的HD像素数据y构成的学习数据中产生。结果，标准方程产生部分211为类和输出像素之间的组合的每个而产生标准方程。

系数种子数据产生单元200包括系数种子数据确定部分212和系数种子存储器213。系数种子数据确定部分212从标准方程产生部分211接收关于标准方程的数据，根据清除法等求解该标准方程，并且为类与输出像素之间的每个组合获得系数种子数据wi0-wi9。系数种子存储器213存储由系数种子数据确定部分212获得的系数种子数据wi0-wi9。

下面将描述图8中所示的系数种子数据产生单元200的操作。

水平和垂直削去处理由SD信号产生电路202在输入到输入终端201的HD信号输入上执行以产生SD信号。在这种情况下，参数r，z作为控制信号提供到SD信号产生电路202，从而顺序地产生其频率特性和外加噪声的量逐步改变的多个SD信号。

位于HD信号中目标位置附近的空间类抽头的数据在第二抽头选择电路204中、从由SD信号产生电路202获得的SD信号中选择性地挑选。多项SD像素数据作为该空间类抽头的数据提供到像素值/亮度值转换电路206。

在转换电路206中，多项SD像素数据的值(像素值)基于TV接收器100中图像显示设备105(参看图1A)中像素数据的值(像素值)与亮度值之间的对应关系转换成亮度值。由该转换获得的多个亮度值提供到空间类检测电路208。该空间类检测电路208在每个亮度值上执行ADRC处理以便获得再量化代码qi(参看公式(2))作为空间类的类信息(主要表示空间中波形的类的分类)。

在第三抽头选择电路205中，位于HD信号中目标位置附近的运动类抽头的数据从由SD信号产生电路202获得的SD信号中选择性地挑选。作为该运动类抽头数据的多项SD像素数据提供到像素值/亮度值转换电路207。

在转换电路207中，多项SD像素数据的值(像素值)基于TV接收器100中图像显示设备105(参看图1A)中像素数据的值(像素值)与亮度值之间的对应关系转换成亮度值。由该转换获得的多个亮度值提供到运动类检测电路209。该运动类检测电路209从多个亮度值中获得运动类的类信息MV(主要表示运动程度的类的分类)。

该类信息MV和上述再量化代码qi提供到类综合电路210。该类综合电路210从类信息MV和再量化代码qi中获得指示HD信号(1050i信号)中目标位置的像素数据所属的类的类代码CL(参看公式(4))。

在第一抽头选择电路203中，位于HD信号中目标位置附近的预测抽头数据xi从由SD信号产生电路202获得的SD信号中选择性地挑选。

在标准方程产生部分211中，用于产生系数种子数据wi0-wi9(i＝1-n)的标准方程(参看公式(13))基于从提供到输入终端201的HD信号中获得的、作为目标位置像素数据的每个HD像素数据y，由第一抽头选择电路203选择性挑选的、与每个HD像素数据y相对应的预测抽头数据xi，从类综合电路210中输出的、与每个HD像素数据y相对应的类代码CL，以及参数r，z的值，为类和输出像素的每个组合而产生。系数种子数据wi0-wi9通过在系数种子数据确定部分212中求解每个标准方程而获得。然后系数种子数据wi0-wi9存储在系数种子存储器213中。

在图8中所示的系数种子数据产生单元200中，位于教师信号(1050i信号)中目标位置附近的学生信号(525i信号)的多项像素数据的值基于根据HD信号获得图像的图像显示设备105中像素数据的值与作为输出值的亮度值之间的对应关系转换成多个亮度值。基于多个亮度值，教师信号中目标位置的信息数据所属的类被检测，从而获得每个类的系数种子数据。因此，在系数种子数据产生单元200中，类和输出像素的每个组合的系数种子数据wi0-wi9(i＝1-n)优选地产生。然后，系数种子数据存储在图1A中所示的图像信号处理部分104的ROM 121中。

虽然在图8中所示的系数种子数据产生单元200中，当SD信号产生时，削去滤波器的频率特性和外加噪声的量已经随着参数r，z的值而改变，固定SD信号而改变HD信号的频率特性和外加噪声的量是容许的。

图1A中所示的图像信号处理部分104中的处理可以由例如图9中所示的图像信号处理装置300使用软件来实现。首先，下面将描述图9中所示的图像信号处理装置300。该图像信号处理装置300包括用于控制整个系统操作的CPU 301，用于存储CPU 301的操作程序、系数种子数据等的只读存储器(ROM)302，以及用于构成CPU 301工作区域的随机存取存储器(RAM)303。CPU 301，ROM 302，和RAM 303通过总线304连接。

图像信号处理装置300具有作为外部存储单元的硬盘驱动器(HDD)305和用于驱动可移动磁盘306的驱动器307。这些驱动器305，307通过总线304连接。

图像信号处理装置300具有通过电线或通过无线电与通信网络400例如因特网通信的通信部分308。该通信部分308通过接口309连接到总线304。

图像信号处理装置300具有用户接口部分。该用户接口部分包括用于从远程控制发送器320接收远程控制信号RM的远程控制信号接收电路310以及由液晶显示器(LCD)等组成的显示器311。接收电路310通过接口312连接到总线304，并且显示器311通过接口313连接到总线304。

图像信号处理装置300包括用于输入SD信号的输入终端314和用于输出HD信号的输出终端315。输入终端314通过接口316连接到总线304，并且输出终端315通过接口317连接到总线304。

处理程序，系数种子数据等可以通过通信部分308从通信网络400例如因特网下载，并且存储在HDD 305，RAM 303等中，代替如上所述将它们预先存储在ROM 302中。此外，这些处理程序，系数种子数据等可以以磁盘306的形式提供。

待处理的SD信号可以预先记录在HDD 305中或者由通信部分308通过通信网络400例如因特网从那里下载，代替通过输入终端314输入待处理的SD信号。此外，代替从输出终端315输出处理后的HD信号，或者与其一起，处理后的HD信号可以提供到将它显示在其屏幕上的显示器311，存储在HDD 305中，或者通过通信部分308发送到通信网络400。

通过参考图10中所示的流程图，下面将描述在图9中所示的图像信号处理装置300中从SD信号获得HD信号的处理程序。

首先，在步骤ST1中，程序开始并且在步骤ST2中，单个帧或单个域的SD像素数据被输入。如果该SD像素数据通过输入终端314输入，该SD像素数据临时存储在RAM 303中。如果该SD像素数据记录在HDD 305中，该SD像素从HDD 305中读出并且临时存储在RAM303中。

然后，在步骤ST3中，确定是否对于SD像素数据的所有帧或所有域的处理终止。如果该处理终止，程序在步骤ST4中结束。另一方面，除非处理终止，处理继续到步骤ST5。

在步骤ST5中，由远程控制发送器320的用户操作输入的图像质量规范值(在这种情况下参数r，z的值)从例如RAM 303中读出。然后，在步骤ST6中，每个类的系数数据Wi使用在ST5中读出的参数r，z的值以及存储在ROM 202中的每个类的系数种子数据，根据产生方程(参看公式(5))产生。

接下来，在步骤ST7中，多项SD像素数据从在步骤ST2中输入的单个域或单个帧的SD像素数据中获得，作为类抽头和预测抽头的数据，其中它们与HD信号的目标位置相对应。在步骤ST8中，确定是否在步骤ST2中输入的SD像素数据的整个区域中获得HD像素数据的处理终止。如果它终止，程序返回到步骤ST2，其中下一个单个帧或单个域的SD像素数据的输入处理被执行。另一方面，除非处理终止，过程继续到步骤ST9。

在该步骤ST9中，作为在步骤ST7中获得的类抽头数据的多项SD像素数据的值(像素值)基于用于显示HD信号图像的图像显示设备中像素数据的值与作为输出值的亮度值之间的对应关系分别转换成亮度值。该对应关系由例如可移动磁盘306提供并且保存在HDD 305中。因此，当图像显示设备的种类改变时，该对应关系可以立刻改变。

在步骤ST10中，压缩处理例如ADRC在由步骤ST9中的转换获得的、与类抽头数据相对应的多个亮度值上执行，以便产生指示HD信号中目标位置像素数据所属的类的类代码CL。然后，在步骤ST11中，HD信号中目标位置的像素数据使用由在步骤ST10中产生的类代码CL指示的类的系数数据Wi，其是在步骤ST6中产生的各个类的系数数据Wi，以及在步骤ST7中获得的预测抽头的数据xi，根据估计方程(参看公式(6))产生。此后，程序返回到步骤ST7，其中在下一个HD信号目标位置上的处理执行。

因此，通过处理构成输入SD信号的SD像素数据沿着图10中所示流程图执行处理程序使得构成HD信号的HD像素数据能够获得。如上所述，以这种方法获得的HD信号通过输出终端315输出或者提供到显示器311，并且作为图像显示或者记录在HDD 305中。

图8中所示的系数种子数据产生单元200中的处理可以使用软件来实现，虽然其处理单元的表示省略。

下面将参考图11的流程图描述产生系数种子数据的处理程序。

首先，在步骤ST21中，程序开始并且在步骤ST22中，待用于学习的图像质量图案(由参数r，z的值指定)被选择。在步骤ST23中，确定是否学习对于所有图像质量图案完成。除非任何学习已经对于所有图像质量图案完成，程序继续到步骤ST24。

在该步骤ST24中，单个帧或单个域的已知HD像素数据被输入。然后，在步骤ST25中，确定是否所有帧或所有域的HD像素数据的处理完成。如果它完成，程序继续到步骤ST22，其中下一个图像质量图案被选择，并且与所述相同的处理被重复。另一方面，除非它完成，程序继续到步骤ST26。

在该步骤ST26中，SD像素数据根据在步骤ST24中输入的HD像素数据基于在步骤ST22中选择的图像质量图案而产生。在步骤ST27中，多项SD像素数据从在步骤ST26中产生的SD像素数据中获得，作为与HD信号目标位置相对应的类抽头和预测抽头的数据。

在步骤ST28中，确定是否学习处理在产生的SD像素数据的所有区域中完成。如果学习处理完成，程序继续到步骤ST24，其中下一帧或域的HD像素数据被输入，并且与上述相同的处理被重复。另一方面，除非任何学习处理完成，程序继续到步骤ST29。

在该步骤ST29中，作为在步骤ST27中获得的类抽头数据的多项SD像素数据的值(像素值)基于显示HD信号图像的图像显示设备(例如，图1A中所示的图像显示设备105)中像素数据的值与作为输出值的亮度值之间的对应关系转换成亮度值。

接下来，在步骤ST30中，指示HD信号中目标位置的像素数据所属的类的类代码CL基于与类抽头数据相对应的多个亮度值而产生。

在步骤ST31中，由类代码CL指示的类的标准方程(参看公式(13))的添加基于HD信号中目标位置的HD像素数据，其是在步骤ST24中输入的单个帧或单个域的HD像素数据，作为在步骤ST29中获得的预测抽头数据的多项SD像素数据，在步骤ST22中指定像素质量图案的参数r，z的值，以及在步骤ST30中产生的代码类CL来执行。此后，程序返回到步骤ST27，其中HD信号中下一个目标位置的处理执行。

当所有图像质量图案的学习在步骤ST23中完成时，程序继续到步骤ST32。在该步骤ST32中，每个类的系数种子数据wi0-wi9通过根据清除法等求解每个类的标准方程来计算。然后，系数种子数据wi0-wi9在步骤ST33中存储在存储器中，然后程序在步骤ST34中终止。

因此，遵循图11中所示流程图执行处理使得系数种子数据wi0-wi9能够根据图8中所示系数种子数据产生单元200中相同的方法获得。

根据上述实施方案，位于HD信号中目标位置附近的多项SD像素数据基于SD信号在抽头选择电路112，113中选择性地挑选，此后，像素值/亮度值转换电路114，115已经将多项SD像素数据的值转换成亮度值。但是，相反地，将构成SD信号的各项SD像素数据的值转换成亮度值，此后，基于由该转换获得的各个亮度值，挑选与位于HD信号中目标位置附近的多项SD像素数据相对应的多个亮度值也是容许的。这与系数种子数据产生单元200中的抽头选择电路204，205和像素值/亮度值转换电路206，207相同。

根据上述实施方案，作为用于产生系数数据Wi的产生方程中系数数据的系数种子数据wi0-wi9存储在图像信号处理部分104的ROM 121中。在系数产生电路120中，与由用户操作调节的参数r，z相对应的每个类的系数数据Wi使用该系数种子数据wi0-wi9来产生并且存储在系数存储器119中，以便节省存储。

但是，可以考虑将与类和参数r，z的值的每个组合相对应的系数数据Wi自身存储在例如ROM 121中。在这种情况下，在图像信号处理部分104中，与由类综合电路118获得的类代码CL指示的类和由用户操作调节的参数r，z的值相对应的系数数据Wi从ROM 121中读出并且提供到估计/预测运算电路122。通过将系数数据Wi存储在ROM121中，计算的劳动和时间可以节省。

根据上述实施方案，与由用户操作调节的参数r，z的值相对应的每个类的系数数据Wi已经在系数产生电路120中产生并且存储在系数存储器119中。但是，本发明可以适用于不具有系数产生电路120或ROM 121，而具有这种配置即每个类的系数数据Wi预先存储在系数存储器119中的类型。

虽然上述实施方案已经注意用于确定分辨率的参数r和用于确定噪声去除程度的参数z，用于确定HD信号图像质量的参数并不局限于这些参数r，z。参数的数量并不局限于两个，而可以是一个或三个。例如，在三个参数可用的情况下，除了用于确定噪声去除程度的参数z之外，用于确定水平方向上分辨率的参数h和用于确定垂直方向上分辨率的参数v可用。

虽然上述实施方案已经指示信息信号是图像信号的情况，本发明并不局限于该实例。例如，即使当信息信号是音频信号时，本发明也可以适用。

这样已经描述一种处理信息信号等的装置，其中第一信息信号通过分类自适应处理和通过执行适合于输出第二信息信号的输出装置的输出特性的分类而转换成第二信息信号，适合于输出装置的第二信息信号被获得。例如，本发明可以适用于通过分类自适应处理从SD信号中获得HD信号的应用。

根据本发明，位于第二信息信号中目标位置附近的第一信息信号的多项信息数据的值基于根据第二信息信号获得输出的输出装置中信息数据的值与输出值之间的对应关系转换成多个输出值，并且第二信息信号中目标位置的信息数据所属的类基于多个输出值来检测，以便产生与该类相对应的第二信息信号中目标位置的信息数据。因此，输出装置的输出特性的类的适当分类可以实现，使得适合于输出装置的第二信息信号可以获得。

虽然前述说明已经描述本发明的优选实施方案，本领域技术人员可以对优选实施方案做许多修改，而在其更广阔的方面不背离本发明。因此，附加权利要求打算覆盖落入本发明真正范围和本质中的所有这种修改。

Claims

1.一种处理信息信号的装置，其中由多项信息数据构成的第一信息信号转换成由多项信息数据构成的第二信息信号，所述装置包括：

数据处理装置，其基于根据所述第二信息信号获得输出的输出装置中信息数据的值与输出值之间的对应关系，转换位于所述第二信息信号中目标位置附近的所述第一信息信号的多项信息数据的值，以获得多个输出值；

类检测装置，其基于由所述数据处理装置获得的多个输出值，检测所述第二信息信号中目标位置的信息数据所属的类；以及

信息数据产生装置，其产生与由所述类检测装置检测的类相对应的、所述第二信息信号中目标位置的信息数据。

2.根据权利要求1的处理信息信号的装置，其中所述数据处理装置包括基于所述第一信息信号选择位于所述第二信息信号中目标位置附近的多项信息数据的数据选择装置，以及用于基于所述信息数据的值与输出值之间的对应关系，将由所述数据选择装置选择的多项信息数据转换成每个输出值以便获得所述多个输出值的像素值/输出值转换装置。

3.根据权利要求1的处理信息信号的装置，其中所述数据处理装置包括基于信息数据的值与输出值之间的对应关系将构成所述第一信息信号的每个信息数据的值转换成每个输出值的像素值/输出值转换装置，以及基于由使用所述像素值/输出值转换装置的转换获得的每个输出值，所述输出值与构成所述第一信息信号的每个信息数据相对应，选择并挑选与位于所述第二信息信号中目标位置附近的所述第一信息信号的多项信息数据相对应的多个输出值，以便获得所述多个输出值的数据选择装置。

4.根据权利要求1的处理信息信号的装置，其中所述信息信号包括图像信号，并且所述信息数据值与输出值之间的对应关系包括像素数据的值与亮度值之间的对应关系。

5.根据权利要求1的处理信息信号的装置，其中所述信息数据产生装置包括产生用于估计方程的系数数据的系数数据产生装置，所述系数数据与由所述类检测装置检测的类相对应，基于所述第一信息信号选择位于所述第二信息信号中目标位置附近的多项信息数据的数据选择装置，以及使用由所述数据选择装置选择的多项信息数据和由所述系数数据产生装置产生的系数数据，基于所述估计方程计算所述第二信息信号中目标位置的信息数据的计算装置。

6.根据权利要求5的处理信息信号的装置，还包括用于输入指示所述第二信息信号的输出质量的参数的值的参数输入装置，其中所述系数数据产生装置产生用于估计方程的系数数据，所述系数数据与由所述类检测装置检测的类和由所述参数输入装置输入的参数值相对应。

7.根据权利要求6的处理信息信号的装置，其中所述系数数据产生装置包括存储每个类的系数种子数据的存储装置，所述系数种子数据是包含所述参数的产生方程的系数数据，所述产生方程产生用于所述估计方程的系数数据，以及

其中所述系数数据产生装置使用由所述类检测装置检测的类的系数种子数据基于所述产生方程产生系数数据作为用于所述估计方程的系数数据，所述系数种子数据存储在所述存储器装置中，并且参数的值由所述参数输入装置输入。

8.一种处理信息信号的方法，其中由多项信息数据组成的第一信息信号转换成由多项信息数据组成的第二信息信号，所述方法包括步骤：

基于根据所述第二信息信号获得输出的输出装置中信息数据的值与输出值之间的对应关系，转换位于所述第二信息信号中目标位置附近的所述第一信息信号的多项信息数据的值以获得多个输出值；

基于由所述输出值获得步骤获得的多个输出值，检测所述第二信息信号中目标位置的信息数据所属的类；以及

产生与由所述类检测步骤检测的类相对应的、所述第二信息信号中目标位置的信息数据。

9.一种将由多项信息数据组成的第一信息信号转换成由多项信息数据组成的第二信息信号的计算机程序，所述程序包括步骤：

基于由所述输出值获得步骤获得的多个输出值检测所述第二信息信号中目标位置的信息数据所属的类；以及

10.一种计算机可读介质，配置成存储用于将由多项信息数据组成的第一信息信号转换成由多项信息数据组成的第二信息信号的程序，所述程序包括步骤：

11.一种产生系数种子数据的装置，该系数种子数据是产生方程中的系数数据，该产生方程产生用于估计方程的系数数据，该估计方程当将由多项信息数据组成的第一信息信号转换成由多项信息数据组成的第二信息信号时使用，所述装置包括：

参数输入装置，其输入用于指定由具有与包含在所述产生方程中的参数相对应的输出质量的、与所述第一信息信号相对应的第一学习信号和与所述第二信息信号相对应的第二学习信号中任何一个输出的质量的参数的值；

数据处理装置，其基于根据所述第二信息信号获得输出的输出装置中信息数据的值与输出值之间的对应关系，转换位于所述第二学习信号中目标位置附近的所述第一学习信号的多项信息数据的值，以获得多个输出值；

类检测装置，其基于由所述数据处理装置获得的多个输出值，检测所述第二学习信号中目标位置的信息数据所属的类；

数据选择装置，其基于所述第一学习信号选择位于所述第二学习信号中目标位置附近的多项信息数据；以及

算数运算装置，其使用由所述类检测装置检测的类，由所述参数输入装置输入的参数的值，由所述数据选择装置选择的多项信息数据，以及所述第二学习信号中目标位置的信息数据来运算并获得每个类的所述系数种子数据。

12.一种产生系数种子数据的方法，该系数种子数据是产生方程中的系数数据，该产生方程产生用于估计方程的系数数据，该估计方程当将由多项信息数据组成的第一信息信号转换成由多项信息数据组成的第二信息信号时使用，所述方法包括步骤：

输入用于指定由具有与包含在所述产生方程中的参数相对应的输出质量的、与所述第一信息信号相对应的第一学习信号和与所述第二信息信号相对应的第二学习信号中任何一个输出的质量的参数的值；

基于根据所述第二信息信号获得输出的输出装置中信息数据的值与输出值之间的对应关系，转换位于所述第二学习信号中目标位置附近的所述第一学习信号的多项信息数据的值，以获得多个输出值；

基于由所述输出值获得步骤获得的多项输出值，检测所述第二学习信号中目标位置的信息数据所属的类；

基于所述第一学习信号选择位于所述第二学习信号中目标位置附近的多项信息数据；以及

使用由所述类检测步骤检测的类，在所述参数值输入步骤中输入的参数值，在所述数据选择步骤中选择的多项信息数据，以及所述第二学习信号中目标位置的信息数据来运算并获得每个类的所述系数种子数据。

13.一种使得计算机能够执行产生系数种子数据的方法的程序，该系数种子数据是产生方程中的系数数据，该产生方程产生用于估计方程的系数数据，该估计方程当将由多项信息数据组成的第一信息信号转换成由多项信息数据组成的第二信息信号时使用，所述方法包括步骤：

14.一种计算机可读介质，记录用于使得计算机能够执行产生系数种子数据的方法的程序，该系数种子数据是产生方程中的系数数据，该产生方程产生用于估计方程的系数数据，该估计方程当将由多项信息数据组成的第一信息信号转换成由多项信息数据组成的第二信息信号时使用，所述程序包括步骤：