TW484321B - Image interpolation device - Google Patents

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五、發明說明（i ) 發明範讀 發明背景 — 本發明揭示一種括X jgy 先前技藝仏 •讀的影像内插裝置。 在某些狀況下需要， 影 解 這 像轉換爲進階掃描的^插，例如：要將交錯掃描的 析度增加時。而藉由增力丄；：放大時以及當影像的 類的影像内插。尤並成〜像的知描線數量可達成 產 到 上 的兩條掃描線之：增：=:“的方式，在原始影 的原始影像之;1:在::: =上或之顺 或之下的原始影像掃描線:之=在該内插掃描線之 無關聯性方向上呈現凹凸η 疋正种綠）會在垂違 使影像模糊而使影像口 μ ^、， 万面，後述万式J m姑：貝變差。爲了解決這些問題，在 二:、插入ΐΐ成影像内插的方法，其增加内插像素的方5 局·插入許多彼此面對 注*，在本發 :插像：已：掃描線相鄭的掃描線上之原始影像的像素: 料用Λ展現出最高關聯性的像素對來產生此内插的 :’此後會將欲插入的像素或掃描線 1插入像素或掃描線」。 以下將參閲圖η來詳細説明此方法。在圖叫，符號r n+1代表原始影像的掃描線，而符號i代表内插的掃描線 不過’㈤述方式會使圖形的 關聯性方Η B…:廓（像疋歪斜線）會在垂

A 式 -4 本紙張尺度過用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 29^" 公釐） 484321 A7 B7 五、發明說明（2 局了找到保持三個與已知内插像素χ有關的垂直與對角方 向HI、Η2和Η3最高關聯性之方向，將計算每個方向m、 H2和H3内兩相鄰原始像素之間的絕對値。尤其是將計算 |Α(0)-Β(0|、|A(1)-B(-1)丨和丨⑴丨。然後，假設在 差異絕對値最小的方向内保持了最高關聯，陡，則會計算該 万向内兩相鄰原始像素的平均値，並且決定成爲内插像素 X的値。例如：若在上述三個方向H1、取和⑴之間是方向 H3保持了最高關聯性，則決定將（a(_i) + b⑴）/2當成内插 像素X的値。 在具有細微垂直掃描線E丨（爲一個像素寬並且比其周圍 的掃描線党，如圖12A所示）的影像内，若是放大則一部份 掃描線E 1會如圖12B内所示。在具有細微歪斜掃描線E 2 (爲一個像素寬並且比其周圍的掃描線暗，如圖丨3 A所示） 的影像内’若是放大則一部份掃描線E 2會如圖丨3B内所 示。在這兩種情況下，在所有三個方向Hi、η]和H3内保 持的關聯性都相同，因此不可能決定出最有效的内插方 向。未避免這種情況，三種方向m、H2*H3會給予不同 程度的優先權，如此會在擁有最高優先權的方向内達成内 插0 請注意，在本發明規格内，「特定方向内達成的内插」 表示增加一個内插像素，該像素使用彼此相向並橫跨該方 向内插像素的兩相鄰原始像素來產生。 結果，當方向H1擁有最高優先權時，則會在圖12B所示 的情況下完全達成内插；不過在圖丨3B所示的情況下會導 -5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 請 先 閱 讀 背 之 注 意 事 項 再， 填1 寫 本 頁

t I I I tj i I I I I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 484321 A7 五、發明說明（3 ) 致不適當的内插，這是因爲廊今 方向H1上達成。 以在万向H3達成的内插卻在 這會相當不方便’此内插方法傾向於在未發現邊 關聯性很向）的万向内達成内插，而導致發生内插錯誤。 插影像的品質，尤其是在細彩現時，如此 == 像上獲得滿意的高解析度。請注意，也 =Γ 三個還多的方向中選擇其-來決定達成 2插的万向’不過這樣會增加内插錯誤，使得問題更加嚴 重0 發明纟Φ、矣士 本發明的目的在於提供-種可產生高解析度内插影像的

影像内插裝置。 ^ J 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 爲了達成上述目的，依照本發明的一個領域，該影像内 插裝置提供有：絕對差値計算裝置，用來計算許多輸入像 素對之一兩輸入像素之間差異的絕對値（該像素對彼此相 向並橫跨過即將内插的像素）、邊緣候選偵測裝置，用來 偵測在彼此相向並橫跨過即將内插像素的許多輸入像素對 内許多方向之間兩輸入像素間之差異絕對値是最小的方 向、邊緣候選確認裝置，用來檢查邊緣候選偵測裝置所侦、 測的方向疋否是發現邊緣的方向、内插像素値計算裝置， 用來計算在一方向内彼此相向並橫跨即將内插像素的兩輸 入像素之平均値，該方向由邊緣候選確認裝置辨識爲發現 邊緣的方向，以及内插裝置，用來將内插像素値計算裝置 所计算的値決定成即將内插的像素値。 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 484321 、發明說明（4 ) 尤其是’若彼此相向並橫跨即將内插 、加， j拖像素的兩輸入像夸 差異有相同符號時(其中該輸入像素的方向相= 万；兩私入像素的同-側上），則邊緣候選確認裝置 方向確認爲發現邊緣的方向。 w 另外，若彼此相向並橫跨即將内插像素的兩輸入像素之 :別差異有相反符號時(其中該面相兩輸入像素的輸二像 素万向會橫跨並垂直於欲内插像素所在的掃描線），目彳邊 緣候選確認裝置可將一方向確認爲發現邊緣的方向。 另外，若孩万向内彼此相向並橫跨即將内插像素的兩輸 t像素之平均値幾乎等於至少兩輸入像素値之一時（該兩 輸入像素會彼此相向橫跨欲内插的像素，並垂直於欲内插 像素所在的掃描線），則邊緣候選確認裝置可將一方向確 έ忍爲發現邊緣的方向。 另外，若彼此相向橫跨即將内插像素並垂直餘裕内插像 素所在掃描線的兩輸入像素之差異平均値大於或等於預定 値時，則邊緣候選確認裝置可將一方向確認爲發現邊緣的 方向。 在所有這些設定中，不管保持最高關聯性（即是兩相鄰原 始像素之間的差異絕對値最小）的方向是否是檢查的邊緣 方向’只有將該方向確認爲一個邊緣方向時才會在該方向 上達成内插。這有助於減少因爲在雖然關聯性高但卻沒有 邊緣的方向上形成内插，所導致的内差錯誤，並且藉以改 善内插影像的品質，尤其是在細線的彩現方面。這樣才有 可此獲得南解析度的影像。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 請 先 閱 讀 背 之 注 意 事 項

I衣 頁 I 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7 五、發明說明（5 ) 依照本發明的其他領域，該影像内插裝置提供有··絕到 差値計算裝置，用來計算許多輸入像素對之一的兩輸2偉 素間 < 差異絕對値（該像素對彼此相向並橫跨過即將内插 的像素）、邊緣方向檢查裝置，用來檢查在許多方向其中 之一（其中許多像素對彼此相向並橫跨欲内插的像素）是否 在該方向上有發現邊緣、邊緣偵測裝置，用來偵測發$邊 緣的方向以及偵測在彼此相向並橫跨過 ^ 多輸入像素對内許多方向之間，兩輸入像素間： = 値是最小的方向、内插像素値計算裝置，用來計算在一方 向内彼此相向並橫跨即將内插像素的兩輸入像素之平= 値，該方向由邊緣偵測裝置所偵測，以及内插裝置，用來 將内插像素値計算裝置所計算的値決定成即將内插的像素 値0 、尤其是，若彼此相向並橫跨即將内插像素的兩輸入像素 (個別差異有相同符號時（其中該輸人像素的方向相鄰位 於兩輸入像素的同一側上），則邊緣方向檢查裝置可將一 方向確認爲發現邊緣的方向。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 另外，若彼此相向並橫跨即將内插像素的兩輸入像 個別差異有相反符號時（其中該面相兩輸人像素的輸乂像 素万向會橫跨並垂直於欲内插像素所在的掃描線） 緣万向檢查裝置可將一方向確認爲發現邊緣的方向。 另外’若該方向内彼此相向並橫跨即將内插像素的 入像素之平均値幾乎等於至少兩輸入像素値之—時兩 輸入像素會彼此相向橫跨欲内插的像素，並φ直於欲^插 -8 - 五、發明說明（6 ) 像素所在的掃描線），則邊緣方向檢查裝置可將一方向確 ^爲發現邊緣的方向。 另外’若彼此相向橫跨即將内插像素並垂直餘裕内插像 素所在掃描線的兩輸入像素之差異平均値大於或等於預定 値時，則邊緣方向檢查裝置可將一方向確認爲發現邊緣的 方向。 在所有這些設定中，會在確認爲邊緣方向的方向之間， 毛保持最向關聯性（即是兩相鄰原始像素之間的差異絕對 t最小）的方向上達成内插。這有助於減少因爲在雖然關 聯性鬲但卻沒有邊緣的方向上形成内插，所導致的内差錯 次’並且藉以改善内插影像的品質，尤其是在細線的彩現 方面。這樣才有可能獲得高解析度的影像。 圖式之簡單説明 從下列説明並結合參考下列附圖的較佳具體實施例中， 將會清楚了解到本發明的這個和其他目的及特色，其中： 圖1爲依照本發明第―、第二、第三和第四具體實施例 的影像内插裝置方塊圖； 圖2爲顯示如付为楚 昨 产卜 乃丁 1仃在罘一、罘二、第三和第四具體實施例 的影像内插裝置内形成内插之流程圖； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖3爲顯示像素比較器結構的圖式； 圖4爲説明邊緣偵測器、邊緣確認器以及内插資料產生 器的圖式； 圖5爲說明本發明笛一 Α/Γ 、 、 弟和弟五具骨豆實施例内確認邊緣情 氏張尺度顧悄目家辟-- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 484321 五、發明說明（7 ) 圖6爲説明本發明第_ μ 況的圖式； 第π具體實施例内確認邊緣情 圖7爲説明本發明第一# 況的圖式； 第五具體貫施例内確認邊緣情 圖8爲説明本發明第四和_ 況的圖式； 弟乂具體貫施例内確認邊緣情 圖9爲依照本發明第五、_二 ^ 的影像内插裝置方塊圖；罘/、、第七和第八具體實施例 圖10爲顯示如何在第五、_二 ^ 的影像内插裝置内形成内插=六、第七和第八具體實施例 圖U爲説明傳統上如何達==圖插 圖12Α和12Β爲説明傳統㈣的圖式， 式；以及 々内插方法伴隨的問題之圖 圖13Α和13Β爲説明傳统吾 式。 无〜像内插方法伴隨的問題之圖 較佳具體實施例之詳細説明 此後將參考圖式來説明本發明的 發明第-具體實施例的影像内插裝V方。在此1= 内，透過端子m輸入交錯式掃描用的影像資：：：此圖） 在原始像素記憶體1内。像f 、且累和 橫跨欲在三個方向内(即是 ===，此相向並 後這種像素簡稱爲「内插像素」）直的像及兩個對角）内插（此 原始像素間之差異絕對値。在 /、母對之兩相鄰 絕對値爲基礎，邊緣偵測器3這二 δ异勺差異 個万向〈間可保持最高 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21_〇 χ 297公釐） 0Μ----.----^---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 484321 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、發明說明（8 ) 關聯性的方向。尤並Β . /、疋，在兩相鄰原始像素之間差異絕對 取、万向知決走成爲可保持最高關聯性的方向。 邊緣確認器4使用邊緣偵測器3發現的方向内之像辛來 ==，檢查此計算結果是否滿足預定的情=資料1:;二果的基礎上’決定要達成内插的方向。内插 ^ ·备5汁异在孩方向内彼此相向並橫跨内插像素的兩相鄰原始像素〈平均値，纟中邊緣確認器4已經決定在 :方向内形成内插。内插資料產生器5計算的平均 和在内插像素記憶體6内。 、 ,選擇器7會另外選擇累積在原始像素記憶體m的影像資 料或累積在内插像素記憶體6的影像資料，如此對應至原 始像素記憶體Γ内累積掃描線的影像資料以及對應^内插 像素記憶體6内累積掃描線的影像資料會另外透過端子 OJJT輸出。結果，輸人#成交錯式掃描用影像資料的影像 資料會輸出當成進階掃描用的影像資料。 此刻和'參考圖2内流程圖來説明如何在第一具體實施例 的影像内插裝置内形成内插。對於已知内插像素X而言， 一個方向HI、H2和H3的每一個都會執行下列説明的操作 順序來通過内插像素X，如圖u内以命名順序所示。首 先，像素比較器2計算兩相鄰原始像素之間的差異絕對値 (步驟 #101)。 ^ 圖3内顯示像素比較器3的内部結構。參考號碼2〇ι、 2〇2、203、204、205、2〇6、2〇7和2〇8代表延遲器，其每個 都輸出會以對應至一個像素的延遲來供應之資料。參考號 -11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） 請 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 Η r I I I 訂

484321 A7 B7 五、發明說明（9 ) 碼209、2 1 0和2 1 1代表加法器，其每個都輸出供應於此的 兩輸入之總和。參考號碼212、2 13和2 14代表減法器，其 每個都輸出供應於此的其他一個輸入之相減結果。參考號 碼 215、216、217、218、219、220、221、222、223 和 224 代表減法符號尋找器，其每個都輸出代表供應於此的其他 一個輸入相減結果符號之位元。參考號碼225、226和227 代表定量器’其每個在將位元壓縮成預定位元數之後輸出 供應於此的位元。參考號碼US、2M和230代表絕對値尋 找态’其母個都輸出供應於此的輸入之絕對値。 延遲斋201原封不動接收供應至影像内插裝置的影像資 料。延遲器201的輸出Pi將供應至延遲器2〇2，延遲器2〇2的 輸出Ph將供應至延遲器203，延遲器203的輸出p8將供應至 延遲器204。 延遲器205會以對應至原始像素記憶體丨產生的一條掃描 線之延遲，來接收供應至影像内插裝置的影像資料。延遲 為205的輸出Pd將供應至延遲器2〇6，延遲器2〇6的輸出將 供應至延遲器207，延遲器207的輸出匕將供應至延遲器 208 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 加法姦209接收延遲器201的輸出匕以及延遲器2〇7的輸出 Pb得到幸則出A1 ’而AfPb+Pi。加法器210接收延遲器202 的輸出Ph以及延遲器2〇6的輸出pc，得到輸出&，而 A2 Pe+Ph。加法斋211接收延遲器2〇3的輸出p8以及延遲哭 205的輸出Pd，得到輸出人3，而A3==Pd+p8。 °° 減法态212接收延遲器2〇1的輸出Pi以及延遲器2〇7的輸 -12- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 10 484321

、發明說明（10 到輸出S1，w「pi-pb。減法器213接收延遲器202的 pJ。 h以。f延遲器206的輸出Pc，得到輸出s2，而S2=ph- =2 14接收延遲器203的輸出P8以及延遲器205的輸 出匕，侍到輸出S3,而S3=p8-Pd。 料找器215接收延€器201的輸入以及延遲器 找二出Pi ’得到代表1Vpi符號的輸出位元0!。減法符號 寸，7 接收延遲器201的輸出Pi以及延遲器202的輸出 h /于5代表P「Ph符號的輸出位元D2。 號4找器217接收延遲器2(32的輸出ph以及延遲器 γ /1出P8，得到代表VP8符號的輸出位元D3。減法符 ，哥^218接收延遲器203的輸出p8以及延遲器崩的輸出 仔到代表P8_Pf符號的輸出位元d4。 減法符號尋找器219接收延遲 9Π, . ^ t 伏〃、延态205的輸入Pe以及延遲器 205的輸出p 得到代轰 ..,^ οσ 于J代录1VPd付唬的輸出位元d5。減法符 號哥找裔220接收延遲器2〇5的輸出 P 7掏出pd以及延遲器206的輸出 c仔到代表PcrPc符號的輸出位元d6。 減法符號尋找器22丨接收延 延206的輸出Pc以及延遲器 207的輸出p 得到代表p 雜屋抑叩 行』代衣PcPb付唬的輸出位元D7。減法符 虎哥找洛222接收延遲器2〇7的輸出P以乃 P ,^ u ^ 彻出Pb以及延遲器208的輸出 ，仔到代表Pb-Pa符號的輸出位元 8 減法符號尋找器223接收延 90,,^ ^ 、遲态201的輪出IV乂及延遲器 勺輸出Pb ’得到代表P P符號的輪 晨抽突以才观的輸出位兀D9。減法符號 寸找态2M接收延遲器2〇3的輸出 p , L , 殉* 6以及延遲器207的輸出 pb仔到代表P8_Pb符號的輸出位元〇】

-13- 484321 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（ 疋量器225、226和227分別接收減法器212、213和214的 輸^Sl、S2*S3。定量器225、2%和227的輸出會分別供應 至、、、巴對値尋找斋228、229和230。絕對値尋找器228、229和 230的輸出Tl、L和凡會個別供應至邊緣偵測器3。 然後，邊緣偵測器3執行下列操作順序。首先，檢查#ι〇ι 内計算的差異絕對値是否小於或等於臨限値（#1〇2) 7若是 (#102内是Y)，則檢查#1〇1内計算的差異絕對値是否小於 所儲存的最小値（_)，否則（讀内是^流程回到 行下一個方向的處理。請注意，#1〇2内的運算可省略。 若#103内的檢查結果爲正（#1〇3内是γ)，會將目前處理的 方向儲存成最有可能發現邊緣的方向（此後簡稱爲「邊緣 候選」），來取代已經儲存的方向（#1〇4)，同時會將#1〇1内 計算的差異絕對値儲存爲最小値，取代已經儲存的値 (#105)。在#105執行之後，操作流程會回到#1〇1進行下一 個方向的處理。另一方面，若#1〇3内檢查的結果爲負（㈣3 内是N)，則操作流程會略過#1〇4和#1〇5，並回到紂〇1進行 下一個方向的處理。 在此，在爲下一個内插像素執行上述操作順序之前，將 清除邊緣债測器3内所錯存的最小値，並且在此儲存成爲 邊緣，選的方向會初始化爲垂直方向（方向Ηι)(#ι〇〇)。在 上述範例中，万向HI、H2和H3將按此順序處理，不過也 可同時處理這些方向。 在上述靶例中，在邊緣偵測器3内儲存成爲邊緣候選的 方向，會在爲下—内插像素執行上述操作順序之前初始化 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項

再塵 填響聚裝 頁 I r I I I 訂

-14 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 484321 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（12 ) 成方向H1 ;不過也可依照所處理的影像種類來決定其要初 始化的方向，例如主要在垂直方向發現邊緣時則初始化成 方向Η1，當主要在從左下到右上斜方向内發現邊緣時則初 始化成方向Η2，當主要在從右下到左上斜方向内發現邊緣 時則初始化成方向Η3。 因此當在上述# 101至# 105内與已知内插像素（在邊緣偵測 咨3内儲存成爲邊緣候選）有關的操作已經完成時，其中今 方向内彼此相向並橫跨該内插像素的兩相鄰原始像素間之 差異絕對値是最小的，即是該方向保持有最高的關聯性。 在邊緣偵測器3同時爲三個方向H1、把和則執行上述操 作順序的配置之處内，其處理將如下般執行。如圖4内所 示，邊緣偵測器3會接收圖3内所示的像素比較器2之絕對 値尋找器228、229和230的輸出Tl、I和&。邊緣偵測器3 會找尋供應其内的三個輸入丁i、A和&間最小的，當輸入 凡是最小的時，分別將其三個輸出位元、％和&轉爲 1、〇和0，當輸入T2是最小的時轉爲0、！、〇，當輸^凡是 取小時則轉爲0、0和1。若發現有超過一個輸入是最小 的，則所有對應至最小的輸入之輸出位元會轉爲丨。另 外，只有在此最小値少於臨限値時，也有可能將對應至最 小輸入的輸出位元轉爲1。 “ 在上述説明#101至#105内與已知内插像素有關之操作已 經冗成後，邊緣確認器4會執行下列操作順序。邊緣 器4使用位^方向内儲存成爲邊緣尋找器3内邊緣候選的輸 入像素來執行預定計算，然後藉由檢查計算結果是否滿足 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _ ·1 1> mmmMmm Bpi n 11 n « ^ 霉 mm I μμι HIV 口 -15- 484321 A7

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（13 ) 用於辨識邊緣的預定情況（此後稱爲「邊緣情況」），檢杳 儲存成邊緣导找器3内邊緣候選的方向是否是發現邊緣的 方向（此後稱爲「邊緣方向」）（# 106)。 若#106内的檢查結果爲正（#1〇6内是Y)，則操作流程會直 接進行#108。若#106内的檢查結果爲負（#1〇6内爲N)，則垂 直方向（方向Η1)會儲存成爲（#1〇7)。 當執行此操作順序時，則邊緣確認器4會如下般操作。 如圖4内所示，邊緣確認器4會分別接收來自圖3内顯示之 像素比較器2的減法符號尋找器215、216、217、218、 219、220、221、222、223 和 224之輸出 Di、D2、D3、D4、 D5、D6、D7、D8、〇9和D10，延遲器202和206的輸出卩。和 Ph，以及絕緣値尋找器229的輸出A，接收來自邊緣尋找器 3的、U2和Us ’以及分別接收來自内插資料產生器5後面 説明的1/2乘算器501、502和5〇3之輸出&、氐和匕。 邊緣確認器4利用檢查從邊緣偵測器3輸出的三個位元 U!、I；2和I；3是否等於}來辨識邊緣候選的方向，並分別以 減法符號尋找器215、216、217、218、219、22()、221、 222、223和 224之輸出 Dl、D2、〇3、D4、〇5、〇6、〇7、〇8、 D9和D10、延遲器2〇2和2〇6的輸出pc和匕以及來自圖3内顯 不之像素比較器2的絕緣値尋找器229之輸出h，以及分別 接收來自内插資料產生器5後面説明的1/2乘算器501、5〇2 和50k輸出Βι、I爲基礎，檢查邊緣候選的方向是否 滿足後面説明的邊緣情況。然後依照檢查結果，邊緣確認 ^會設定後面説明在内插資料產生器5内提供的乘算器 ____ —___ 16 - 本紙張尺度刺㈣ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----^----^---------

Α7 五、發明說明（彳4 ) 5〇4、5〇/和506内使用之因數9 h和q。 、八疋、田4、·彖偵測态3的輸出位元u】、u2和u3分別是 和0並且另外滿足邊緣情況時，乘算器5G4、5Q5和5〇6 内使用的因數q、^和^會分別設定爲i、◦和◦;當邊緣 偵測器3之輸出位叫、U>U3中多於-個是"寺，或當邊 緣情況不滿足時，在此具體實施例中，乘算器504、505和 5〇6内使用的因數^、〜和q會分別設定爲〇、丄和〇。 ;後内插貝料產生器5計算兩相鄰原始像素的平均値， 該像素位於邊緣確認器4内儲存成邊緣候選的方向内 (#108)，並將計算過的平均値儲存成内插像素記憶體6内内 插像素的値（#109)。每個内插像素都會重複上面説明的操 作順序#101至#109。 為達成上述的操作，内插資料產生器5會如圖4内般設 足。參考號碼501、502和503代表1/2定量器，其每個輸出 在用1/2的因數相乘之後供應給它的輸入。參考號碼5〇4、 505和506代表乘算器，其每個輸出由邊緣確認器4分別設 定的a iq和A因數相乘之後供應給它的輸入。參考號 碼507爲加法器，其輸出三個供應給它的輸入之總和。 1 / 2宋舁器5 01、5 0 2和5 0 3分別接收圖3内顯示的像素比較 器2之加法器209、210和211的輸出八1、八2和八3。1/2乘算器 501、502 和 503 的輸出 B^Ai/2)、B2(= A2/2)和 B3(=八3/2) 會分別供應至乘算器504、505和5〇6，並且也供應至邊緣 確認器4。乘算器504、505和506的輸出（：〆=a iXBJ、c2(= α2χΒ2)和C3(= α3χΒ3)則分別供應至加法器507。加法器507 17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----^----t---------

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（15 ) 的===,Cl+C2+ C3)則會累積在内插像素記憶體6内。 内明#1。6内使用的邊緣情況。在此具體實施例 mC第一邊緣情況)需要：關於分別稱爲第 在保：：t 鄰原始像素而言，其彼此相向並橫跨 方向内之—已知内插像素，而藉由將 像素値減去第―像素値所獲得的差異 去虎(象=〇) ’會與由將位於第二像素左邊的像素値減 ::::素俊所獲得的差異符號一致，或藉由將位於第一 二、的像素値減去第一像素値所獲 =:=像素右邊的像素値減去第二像素値權 訂 持内所示’假定在通過内插像素χ的方_内保 關聯性，並假設與位於方向Η3内兩相鄰原始像素 Α(_ 1)和Β⑴有關的情況下，兩相鄰原始像素和 分別^於相鄰原始像素八⑼和叩）的左邊，並且兩相鄰 原始像素綱㈣⑺分別位於相鄰原始像素a⑼和B⑴的 右邊而A(-1)_A(_2)、a(1)a⑼、B⑴B⑼和b⑴_ B(2)的差異符號分別由a、b、心代表。然後，若 a=c或 b=d， 則滿足邊緣情況。 另外’邊緣情況需要··關於分別稱爲第一和第二像素的 雨相鄰原始像素而言，其彼此相向並橫跨在保持最高關聯 性的万向内之-已知内插像素，而藉由將位於第一像素左 邊的像素値減去第一像素値所獲得的差異符號，會與由將 18- 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐 484321 A7 - —— --------B7_ 五、發明說明（16 ) 位万；第—|素左邊的{象素値減去第二％素値所獲得的多異 符號一致，並且同時藉由將位於第一像素右邊的像辛^減 去第一像素値所獲得的差異符號，會與由將位於第二像素 右邊的像素値減去第二像素値所獲得的差異符號一致。’、 本發明的第二具體實施例之影像内插裝置具有與上述第 一具體實施例之影像内插裝置相同之組態，並執行如^ 7流程圖内所示之相同操作順序來達成内插。唯一的差異 疋，在此具體實施例内，#1〇6内使用的邊緣情況（稱爲第二 邊緣情況）需要··關於分別稱爲第一和第二像素的兩相鄰 原始像素而言，其彼此相向並橫跨在保持最高關聯性的方 向内·^一已知内插像素，而藉由將面對第一像素並橫跨與 垂直於内插像素所在掃描線的相鄰原始像素値減去第一像 素値所後得的差異符號（+、_或〇)，並不會與面對第二像 素並検跨與垂直於内插像素所在掃描線的相鄰原始像素値 減去第二像素値所獲得的差異符號一致。 例如如圖6内所不，假定在通過内插像素χ的方向Η3内保 持取向的關聯性，並假設與位於方向Η3内兩相鄰原始像素 Α(- 1)和B(l)有關的情況下，並且兩相鄰原始像素Β(_ι)和 A(l)分別面對相鄰原始像素並橫跨和垂直於 内插像素X所在之掃描線丨，而八卜丨卜叫-丨）和B(i卜Α〇)的 差異符號分別由e和f代表。然後，若 e辛f， 則滿足邊緣情況。 本發明的第三具體實施例之影像内插裝置具有與上述第 -19 - 本紙張尺度適用中國國家標準（cns)a4規格（21〇 X 297公釐）" Γ請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} ---訂------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 484321 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（17 ) ”組貫她例之影像内插裝 的流程圖内所千士 4 、、且怨，並執行如圖2 e , 斤不 < 相同操作順序來達成内插。唯一的声罝 具，實施例内，_内使用的侧 • 5 A )而要：關於分別稱爲第一和第-像辛的&如# 原始像夸 $矛一像素的兩相鄰 二5，，、彼此相向並橫跨可保持最高關聯性的方 :b知内插像素，第-和第二像素的平均値幾乎等 例如如圖7内所示，假定在通過内插像素X的方向H3内保 持最高的關聯性。然後假設與位於方向咖兩相鄰原始像 素A(、l)和B(l)有關，並且兩相鄰原始像素a(㈨和B(〇)彼此 相向並檢跨垂直方向内之内插像素X的情況下，若 {A(-1) + b(1)}/2«A(〇)，或 { Α〇 1) + β(1) } /2(B(0)， 則滿足邊緣情況。 本發明的第四具體實施例之影像内插裝置具有與上述第 一具體實施例之影像内插裝置相同之組態，並執行如圖2 的流程圖内所示之相同操作順序來達成内插。唯一的差異 是，在此具體實施例内，#1〇6内使用的邊緣情況（稱爲第四 邊緣情況）需要：不論通過内插像素的三個方向哪一個方 向有最高關聯性，彼此相向並橫跨垂直方向内之内插像素 的兩相鄰原始像素間之差異絕對値會大於或等於臨限値。 尤其是’如圖8所示，在與彼此相向並橫跨垂直方向内 之内插像素X的兩相鄰原始像素A(〇)和B(〇)有關之情況 20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） —--------hi 裝----^----訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 484321 A7 —--- B7五、發明說明（18 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 下，若 I A(〇)-B(〇)|2絕對値， 則滿足邊緣情況。 上述况明的第一、第二、第三和第四具體實施例之影像 内插裝置會執行上述的操作順序，以檢查保持最高關聯性 (…相鄰原始像素之間的差異絕對値最小）的方向是否 疋:k、，彖方向，如此只有將該方向確認爲一個邊緣方向時才 會在孩万向上達成内插。這有助於減少因爲在雖然關聯性 高㈣沒有邊緣的方向上形成内#，所導致的内差錯誤， 並且藉以？文善内#影像的品質，尤其是在細線的彩現方面。 在此也有可能使用組合上述第一、第二、第三和第四邊 緣情況的邊緣情況，並檢查此合成情況是否滿足該方向的 差異絶對値疋最小値。這進一步幫助減少因爲在雖然關聯 ，高但卻，有邊緣的方向上形成内插，所導致的内差錯 决，並且藉以改吾内插影像的品質，尤其是在細線的彩現 方面。 圖9顯示本發明第五具體實施例的影像内插裝置方塊 圖。在此圖式内，邊緣偵測器/確認器8會以像素比較器2 所計算的差異絕對値爲基礎，使用位於三個方向内的像素 執行預定的計算，並且藉由檢查此計算結果是否滿足預定 情況，偵測發現邊緣的方向並且另外偵測在這三個方向間 哪個差異絕對値最小。在此也可在上述説明的第一具體實 施例之影像内插裝置内找到此組件，並且在圖丨内顯示相 同的參考號碼，所以在此就不贅述。 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） Γ請先閱讀背面之注意事項寫本頁} r'裝 訂· · 484321 ___________B7 五、發明說明（19 ) 此刻將參考圖10内流程圖來説明如何在第五具體實施例 的影像内插裝置内形成内插。對於已知内插像素χ而言， 一個方向Η1、Η2和Η3的每一個都會執行下列説明的操作 順序來通過内插像素X，如圖Π内以命名順序所示。首 先’像素比較器2計算兩相鄰原始像素之間的差異絕對値 (步驟 #201)。 然後，邊緣偵測器/確認器8執行下列操作順序。首先， 檢查#201内計算的差異絕對値是否小於或等於臨限値 (#202)。若是（#2〇2内是γ)，則檢查#2〇1内計算的差異絕對 値是否小於所儲存的最小値（#2〇3)，否則（#2〇2内是Ν)流程 回到#201進行下一個方向的處理。請注意，#2〇2内的運算 可省略。 右#203内的檢查結果爲正（#2〇3内是γ)，則使用位於目前 處理万向内的輸入像素値型預定的計算，並且藉由檢〜查此 計算結果是否滿足邊緣情況，來檢查目前處理的方向是否 爲邊緣=向（#204)。另一方面，若#2〇3内檢查的結果爲負 (#203内疋Ν)，則操作流程會回到#2〇1進行下一個方向的 處理。此刻，#204内使用的邊緣情況爲第一邊緣情況。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 右#204内的檢查結果爲正（#2〇4内是，會將目前處理的 方向儲存成邊緣候選來取代已經儲存的方向⑼2〇5)，同時 g舲#201内计算的差異絕對値儲存爲最小値，取代已經儲 存的値（#206)。在#206執行之後，操作流程會回到#2〇1進 行下一個方向的處理。 在此，在爲下一個内插像素執行上述操作順序之前，將 -22- 本紙張尺度iSffi巾目0家標準（CNS)A4規格 484321 A7 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 五、發明說明（2〇 ) 清除邊緣偵測器/確認器8内所儲存的最小値，並且在此儲 存成爲邊緣候選的方向會初始化爲垂直方向（方向H1) (#200)。在上述範例中’方向H1、扣和H3將按此順序處 理，不過也可同時處理這些方向。 在上述範例中，在邊緣偵測器/確認器8内儲存成 候選的方向，會在爲下-内插像素執行上述操作順序之前 初始化成方向H1 ;不過也可依照所處理的 其要初始化的方向，例如主要在垂直方向發現邊始化成方向mm在從左下到右上斜方向内發現邊緣 時則初始化成方向H2,當主要在從右下到左上斜方向内 現邊緣時則初始化成方向H3。 。因此當在上述# 2 01至# 2 0 6内與已知内插像素（在邊緣偵 奋/確認器8内儲存成爲邊緣候選）有關的操作已經完 時，在辨識成爲與内插像素有關的邊緣方向之間，該= 中兩相鄰原始像素間之差異絕對値是最小的。 在上述#201至#206内與已知内插像素有關的操作已妳 成之後，内插資料產生器5計算兩相鄰原始像素的^ 値，孩像素位於邊緣偵測器/確認器8内儲存成邊緣 万向内（#207)，並將計算過的平均値儲存成内插像素吃 體6内的内插像素値_8)。若沒有方向被辨識爲邊㈣ 在此謝會在方向H1内形成内插。每個内插像素都 g重複上面説明的操作順序#2〇丨至⑽。 ’、 本發明的第六具體實施例之影像内插裝五具體實施例之影像内插裝置相同之組態，並執;;如： 發 測 成 向 冗 均 的 憶 方 第 10 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ♦裝 ^------------- % 本紙張尺度刺中目目家鮮 -23 454J21 A7 B7 五、發明說明（21 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 内心^目同操作順序來達成内插 疋，在此具體實施例内，#204内 隹）產八 緣情況。 ⑼㈣邊緣情況爲第二邊 本發明的第七具體實施例之影像内插裝上述第· 五具體貫施例之影像内插裝置相同之组態，並執;亍如圖1〇 心：圖内所示之相同操作順序來達成内 :情ί此具體實施例内，簡内使用的邊緣情況爲第:邊 五丨八；體實施例之影像内插裝置具有與上述第 内插裝置相同之組態，並執行如圖1〇 ::圖内所：之相同操作順序來達成内插。唯-的差異 =此具fi 1施例内’ #2G4内使用的邊緣情況 緣情況。 晉第六、第七和第八具體實施例的影像内插裝 ::广的操作順序’在辨識爲邊緣方向的方向之間 =持取南關聯性（即是兩相鄰原始像素之間的差異絕對 二Γ ^)的万向上達成内插。這有助於減少因爲在雖然關 ，性高但！沒有邊緣的方向上形成内插，所導致的内差錯 次並且|a以改吾内插影像的品質’尤其是在細線的彩現 方面。 在此也有可能使用組合上述第一、第二、第三和第四邊 緣情況的邊緣情況，並在滿足此合成情況的方向之間於兩 ^鄰原始像素之間的差異絕對値最小的方向上達成内插。 k進步#助減少因爲在雖然關聯性高但卻沒有邊緣的方 請 先 閱 讀 背 之 注 意 事 項

m 頁 I 訂 # 24- 本紙張尺度剌巾關家標準（CJNS)A4規格（210 X 297公复） 五 、發明說明（22 A7 B7 向上形成内插，所導致的内差錯誤，並且藉以改善内插影 像的品質’尤其是在細線的彩現方面。 “ ^ 在上述具體實施例的影像内插裝置之一内，可在亮度資 料、原色資料或色差資料的基礎上形成内插的方向。另 外’在簡化的方法内，也可使用對人類眼晴最舒適的綠色 像素値。 、上述所有具體實施例都在探討用於將交錯式掃描影像轉 成進階式掃描影像的影像内插裝置。不過，本發明不僅適 二於此情況，也適用於影像放大或是將影像轉成高解析^ 影像的情況。 、 ,上述所有具體實施例探討以此方式操作影像内插裝置來 :加掃描線的情況。不㊣，也可藉由以將方向旋轉9〇。來 仃相同的操作順序，以增加每條掃描線的像素數量。 、上述所有具體實施例探討使用景“象内插$置藉由從三個 =向〈間選擇來決定形成内插之方向的情況。不過，立也 三個方向之間來做選擇。可供選擇的内插形^方 向越夕，本發明的效用就越大。 (請先閱讀背面之注意事項、寫本頁) ____ ---訂----- % 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 25 484321 A7 B7 五、發明説明（22a 元件符號說明 1 原始像素記憶體 2 像素比較器 3 邊緣偵測器 4 邊緣確認器 5 内插資料產生器 6 内插像素記憶體 7 選擇器 201〜208延遲器 209〜211 加法器 212〜214減法器 215〜224 減法符號尋找器 225〜227定量器 228〜230 絕對值尋找器 501〜503 1/2定量器 504〜506 乘算器 507 加法器 A() 原始像素 B() 原始像素 A1 〜A3 輸出 B1〜B3輸出 C1 〜C3 輸出 D1〜D10輸出 H1 〜H3 方向 0 輸出 S1 〜S3 輸出 T1〜T3輸出 U1 〜U3 輸出位元 X 像素 ___-25a- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）

Claims (1)

1. 484321 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 · 一種影像内插裝置，包含： 絕對差異値計算裝置，用於計算每輸人像素對的兩 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 輸入像素間〈差異絕對値，其中該像素對彼此相向並 橫跨欲内插的像素； 邊緣候選偵測裝置，用於彳貞測許多方向之間兩輸入 像素間之差異絕對値是最小的方向，其中該許多輸入 像素對彼此相向並橫跨欲内插的像素； 邊緣候選確認裝置’用於檢查邊緣候選偵測裝置所 偵測的方向是否是發現邊緣的方向； 、内插像素値計算裝置，用於計算彼此相向並橫跨該 方向内欲内插像素的兩輸入像素之平均値，其中該方 向由邊緣候選確認裝置辨識爲發現邊緣的方向以^ 内插裝置，用於將内插像素値計算裝置所計算的 當成欲内插的像素値。 2.如申請專利範圍第1項之影像内插裝置， 其中，若彼此相向並橫跨即將内插像素的兩輸入像 素之個別差異有相同符號時（其中該輸入像素的方向相 鄰位於兩輸入像素的同一侧上），則邊緣候選確認裝置 可將一方向確認爲發現邊緣的方向。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3·如申請專利範圍第1項之影像内插裝置， 其中，若彼此相向並橫跨即將内插像素的兩輸入像 素I個別差異有相反符號時（其中該面相兩輸入像素的 輸入像素方向會橫跨並垂直於欲内插像素所在的掃描 線），則邊緣候選確認裝置可將一方向確認爲發現邊緣 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A8 B8 C8 D8 申凊專利範圍 的方向。 4·如申凊專利範圍第1項之影像内插裝置， 其中’若該方向内彼此相向並橫跨即將内插像素的 兩輸入像素之平均値幾乎等於至少兩輸入像素値之一 時（琢兩輸入像素會彼此相向橫跨欲内插的像素，並垂 直於奴内插像素所在的掃描線），則邊緣候選確認裝置 可將一方向確認爲發現邊緣的方向。 5 ·如申凊專利範圍第1項之影像内插裝置， 其中，若彼此相向橫跨即將内插像素並垂直餘裕内 插像素所在掃描線的兩輸入像素之差異平均値大於或 等於預定値時，則邊緣候選確認裝置可將一方向確認 爲發現邊緣的方向。 6 ·如申请專利範圍第1項之影像内插裝置， 其中，當邊緣候選偵測裝置所偵測的方向由邊緣候 選確認裝置辨識爲未發現邊緣的方向，則内插像素値 汁算裝置會計算兩輸入像素的平均値，其中該兩輸入 像素彼此相向並橫跨預定方向内欲内插的像素。 7 ·如申凊專利範圍第6項之影像内插裝置， 其中，當邊緣候選偵測裝置所偵測的方向由邊緣候 選確認裝置辨識爲未發現邊緣的方向，則會依照影像 處理的種類來決定其中内插像素値計算裝置會計算兩 輸入像素平均値的方向，其中該兩輸入像素彼此相向 並橫跨欲内插的像素。 8·如申請專利範圍第1項之影像内插裝置， -27- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） JMW (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線i 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 484321 A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 其中，當邊緣候選偵測裝置偵測許多方向睡 插像素値計算裝置會計算兩輸入像素的平均信’則内 孩兩輸入像素彼此相向並棒跨 *、、a _ L'，其中 素。 也' 7預向内欲内插的像 9·如申請專利範圍第丨項之影像内插裝置， 、其：除非彼此相向橫跨即將内插像素的兩輸入像辛 =異：均値小於或等於預定値，否則邊緣候選確： 裝不★將万向辨識爲發現邊緣的方向。 - 10· 一種影像内插裝置，包含·· :對差異値計算裝置，用於計算每輸入像素對 輸二像素間之差異絕對値，其中該像素對彼此 %跨欲内插的像素； 直 邊緣方向㈣裝置’用於對其中許多輸人料對彼 此相向並橫跨即將内插像素的許多方向每―，檢 該方向内是否發現邊緣； A — 邊緣偵測裝置，用㈣測發現邊緣的方向以及許多 万向之間兩輸入像素間之差異絕對値是最小的方向， 其中該許多輸入像素對彼此相向並橫跨欲内插 素； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 内插像素値計算裝置’用於計算由邊緣偵測裝置所 ί、測的万向内’彼此相向並橫跨欲内插像素的兩輸入 像素之平均値；以及 内插裝置，用於將内插像素値計算裝 當成欲内插的像素値。 H 28- ‘紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 484321 A8 B8 C8 D8

   申請專利範圍 U·如申請專利範圍第1〇項之影像内插裝置， 其中，若彼此相向並橫跨即將内插像素的兩 素之個別差異有相同符號時，而其中該輸入像=像 向相鄰位於兩輸入像素的同一側上二、万 裝置可將—方向確認爲發現邊緣的方向W万向檢查 12. 如申請專利範圍第1〇項之影像内插裝置， 其中’若彼此相向並橫跨即將内插像素的 冬〈個別差異有相反符號時’而其中該面相兩輸 =輸人像素方向會橫跨並垂直於欲内插像素所在的 ^田線，則邊緣方向檢查裝置可將一方向確認爲 邊緣的方向。 Λ ^ 13. 如申請專利範圍第1〇項之影像内插裝置， 八中，右琢方向内彼此相向並橫跨即將内插像素 兩輸入像素之平均値幾乎等於至少兩輸入像素値之一 時，而該兩輸入像素會彼此相向橫跨欲内插的像素， 並垂直於欲内插像素所在的掃描線，則邊緣方向檢查 裝置可將一方向確認爲發現邊緣的方向。 一 14·如申請專利範圍第1〇項之影像内插裝置， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中，若彼此相向橫跨即將内插像素並垂直餘裕内 插像素所在掃描線的兩輸入像素之差 等於預定値時，則邊緣方向檢查裝置可將一方 爲發現邊緣的方向。 崔… 15·如申請專利範圍第1 〇項之影像内插裝置， 其中，當沒有方向由邊緣方向檢查裝置辨識爲發現 -29- 484321 09888 ABCD 申清專利範圍 =、、表的万向，則内插像素値計算裝置會計算兩輸入像 '、、的平均値，其中該兩輸入像素彼此相向並橫跨預定 方向内欲内插的像素。 噙申叫專利範圍第丨5項之影像内插裝置， f中’當沒有方向由邊緣方向檢查裝置辨識爲發現 、彖的方向，則會依照影像處理的種類來決定其中内 插像素値計算裝置會計算兩輸入像素平均値的方向， 其中該兩輸入像素彼此相向並橫跨欲内插的像素。 17·如申請專利範圍第10項之影像内插裝置， 其=當邊緣偵測裝置偵測許多方向時，則内 素値计算裝置會計算兩輸入像素的平均値，其中唁兩 輸入像素彼此相向並橫跨預定方向内欲内插的像素该兩 18·如申請專利範圍第1 〇項之影像内插裝置， 其中除非彼此相向並橫跨即將内插像素的兩輸入 i之差異平均値小於或等於預定値，否則邊緣‘ 旦裝置不會將方向辨識爲發現邊緣的方向。 JK •丨丨 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------^w— 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -30-