518885 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Λ： B7 五、發明說明（1 ) 本發明係有關於視訊處理之系統，特別是有關於依據 邊緣資訊之二維非線性內插系統及使用同者之二維混合 內插系統。 一般而言，內插係被用以實施拉動鏡頭功能用於放大 或縮小視訊信號。視訊信號可包括僅有自然影像之信號或 有文字或圖形與自然影像混合之信號。在電視機之情形 中，大多數所顯示之視訊信號僅有自然影像。另一方面， 電腦監視器輸出的視訊信號中經常混合有文字、圖形與自 然影像。就包括文字、圖形與自然影像之複雜視訊的放大 要具有適當的輸出闊高比而言，內插時維持在圖形邊緣部 分之解析度（邊緣資訊在此是重要的）是基本條件，甚至在 內插後亦然。 然而，很多目前被使用之內插方法係根據像素間之線 性內插。此方法在自然影像區域中雜訊減少時是有利的， 但不利的是當視訊被放大時，邊緣資訊無法在圖形區域內 有效地被呈現。由於邊緣在線性內插未特別地被考慮，混 疊會在邊緣發生。因之，邊緣未清楚地被呈現。 在使用慣常的二維線性內插放大影像時，沒有雜訊的 平滑視訊可因平滑效果而在自然影像區域內被再生。然而 邊緣會變得不銳利的品質惡化因漏失高頻率成份而在圆 形區域內出現。 針對上面的限制，本發明之第一目標為要根據邊緣資 訊提供一種二維非線性內插系統用於在一視訊信號被放 大時使用二維非線性內插清楚地呈現邊緣。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公发） I I I I--* I I I I I I I ^ ·1111111· (^先^^背面之^意事項再填艿本頁) 518885 Λ7 B： 五、發明說明（2 ) 本發明之第二目標為要提供用該二維非線性內插系 統被實施之內插方法。 本發明之第三目標為要提供一種二維混合內插系統 用於自然影像與圖形影像之視訊信號被放大時防止圖形 影像之邊緣的品質惡化。 本發明之第四目標為要提供用該二維混合內插系統 被實施之混合內插方法。 在此方式下，一種新的內插方法被提供用於再生平滑 的視訊影像，不會有因透過內插之平滑效果所致的雜訊， 而防止圖形影像之邊緣的品質惡化。 因之，為了達成本發明之該第一目標，其被提供一種 根據邊緣資訊之二維非線性內插系統。該系統包括一邊緣 偵測器、一邊緣方向修正器、一靠近邊緣係數產生器、一 過濾係數產生器及一非線性內插單元。該邊緣偵測器由透 過輸入終端機被施用之視訊信號間之像素偵測邊綠資 訊。該邊緣方向修正器依據一內插位置之週邊像素間之中 心點變換被邊緣偵測器偵測之邊緣模型並輸出修正後之 邊緣資訊。該靠近邊緣係數產生器依據修正後之邊緣資訊 變換內插位置之座標以產生變換後之內插位置，並在回應 於預先設定的一維非線性內插過濾係數下產生數個二維 非線性內插係數。該過濾係數產生器在回應於變換後之內 插位置產生該一維非線性內插過濾係數、該等邊緣模型與 預先設定之一維過濾係數。該非線性內插單元用該等二維 非線性內插係數乘上與週邊像素相關之資料值以實施非 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (^气^^背面之;1-*事1^|:填寫本頁) 裝 -線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印^^ 518885 經濟％智慧財產局員工消費合作社印則衣 Λ： Β： 、五、發明說明（） 3 線性內插。 為了達成本發明之該第二目標，其被提供一種在輸入 視訊信號上實施二維非線性內插之方法。該方法包括步驟 (a)至（d)。在步驟（a)中，邊緣資訊由該輸入視訊信號被 偵測。在步驟（b )，被偵測之邊緣資訊被修改以產生修改 後之邊緣資訊。在步驟（c)，二維非線性內插係數在回應 b 於修改後之邊緣資訊與預先設定之一維非線性內插過濾 係數下被產生。在步驟（d)目前內插位置周圍之周邊像素 相關的資料被乘以該等二維非線性內插係數而在視訊信 號上實施非線性內插。 為達成本發明之第三目標，其被提供一種二維非線性 內插系統，包括一邊緣偵測與非線性內插係數產生單元、 一線性內插單元、一非線性內插單元與一乘法器。該邊綠 偵測與非線性內插係數產生單元偵測透過輸入終端機由 > 一視訊信號之像素間的邊緣資訊、依據預先設定之邊緣模 型修改被偵測之邊緣資訊、根據將被內插之像素的數個相 鄰像素間該被修改的邊緣資訊獲得二維非線性內插係 數、及產生一邊緣信號表示將被內插之像素周圍數個相鄰 像素間之一邊緣是不見或存在。該線性內插單元把將被內 插之像素的η * η個像素相關的資料值乘以垂直內插係數 及乘以水平內插係數以實施線性內插。該非線性內插單元 將數個相鄰像素相關之資料值乘以數個二維非線性內插 係數以實施靠近邊緣之非線性內插。該乘法器在回應於該 邊緣資訊下選擇性地由該線性內插單元或由該非線性內 本紙張尺度適用中园國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） ^--------^---------^ (ΚΛ背面之;£.t事項再填寫木頁) 518885 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A： ___ C：___五、發明說明（4 ) 插單元輸出一內插後之像素》 為達成本發明之第四目標，其被提供一種方法在一輸 入視訊信號實施二維混合內插。該方法包括步驟（a)至 (e)。在步驟U)將被內插之像素周圍數個相鄰像素間之邊 緣資訊由該輸入視訊信號被偵測，且該被偵測之邊緣資訊 被修改成為預先被設定的邊緣模型，在步驟（b)，數個二 維非線性內插係數根據該邊緣模型被獲得。在步驟U)， 其被決定一邊緣是否在將被內插之像素周圍數個相鄰像 素間存在。在步驟（d)，當在步驟（c)決定邊緣未存在時， 將被內插之像素的n*n個像素相關的資料值乘以垂直內 插係數及乘以水平內插係數以實施線性內插。在步驟 (e)，當在步驟（c)決定邊緣未存在時，該非線性內插單元 將數個相鄰像素相關之資料值乘以數個二維非線性內插 係數以實施靠近邊緣之非線性內插。 本發明上面的目標與優點在用其詳細實施例參照附 圖描述時將變得更明白的，其中： 第1圖為一方塊圖，顯示依據之二維非線性內插系 統； 第2A與2B圖顯示根據第1圖之系統中的內插點修改 一邊緣之程序與結果； 第3A至3D圖顯示以3 * 3之方塊為單元的預先定義 之修改模型，此為第2圖顯示之邊緣修改所必要的； 第4圖為一方塊圖，顯示第1圖之靠近邊綠係數產生 器； (踌先¾¾背面之;it事^填寫本頁) -裝 上0. •線· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚） 518885 經濟部智慧ST產局員工消費合作社印製 Λ： B： 五、發明說明（5 ) 第5A至5F圖顯示用第4圖之原型中心邊緣與旋轉角 決定器所產生之原型中心邊緣； 第6A與6B圖為用於解釋第4圖之座標變換器的操作 圖； 第7圖為一詳細方塊圓，顯示第4圓之邊緣模型決定 器； 第8圖為一詳細方塊圓，顯示第4圓之靠近邊緣內插 係數計算器； 第9A至9F圖顯示用第8圖之靠近邊緣內插係數計算 器實施的計算程序圖； 第10圖為一詳細方塊圖，顯示第1圖之過濾係數產 生器； 第11圖為一流程圖，顯示依據本發明之一實施例的 二維非線性內插方法； 第12圖為一流程圖，顯示依據第1圖之二維非線性 內插系統被應用的一實施例之二維混合內插系統； 第13圖為顯不用第12圖之線性內插單兀與非線性內 插單元實施的二維線性內插與非線性內插圖： 第14圖為一方塊圖，顯示第12圖線性內插單元； 第15圖為一方塊圖，顯示第14圖垂直/水平線性內 插單元； 第16圖為一詳細電路圖，顯示第15圖之內插單元； 第17圖為一流程圖，顯不依據第1圖之二維非線性 內插系統被應用的另一實施例之二維混合內插系統；以及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】0 X 297公发） ^--------t--------- {詩先閿^背面之、ixft事項再填寫本頁) 518885 A： B：____ 五、發明說明（6 ) 第18圖為一流程圖，顯不依據本發明一實施例之二 維混合內插方法。 此後，依據本發明之根據邊緣資訊的二維非線性內插 系統將參照附圖被描述。 -裝--- :填寫本頁) 參照第1圖，該二維非線性內插系統包括一邊綠偵測 器IGG、一邊緣方向修正器110、一靠近邊緣係數產生器 120、一非線性內插單元130、一過濾係數產生器i4G與— 撿查表1 5 0。 邊緣偵測器100偵測透過輸入終端機IN被輸入之視 訊信號內的邊緣並獲得像素間之邊緣資訊· 邊緣方向修正器110修改被邊緣偵測器100偵測之邊 緣資訊，並產生修改後之邊緣資訊MOD_EDG，包括指向四 個相鄰像素間之中心點的對角線分量。此處，該修改後之 邊緣資訊可被分為邊界邊緣與中心邊緣。該中心邊緣包括 內部的水平、垂直與對角線分量，分別在該中心點之上、 下及左、右。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 靠近邊緣係數產生器1 20根據該修改後之邊綠 MOD_EDG變換一內插位置以產生變換後內插位置（CX， CY)，並產生對應於變換後之內插位置（CX，CY)的邊緣模 型EPX與EPY。變換後之內插位置（CX，CY)及邊緣模型EPX 與EPY被施用至過濾係數產生器1 40。靠近邊緣係數產生 器120產生最後的二維非線性內插係數INW，W_NE’ W_SW 與W_SE，此係回應於過濾係數產生器14G所產生的一維非 線性內插過濾係數TX與TY。二維非線性內插係數W_NW， -ίο - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公：g ) 518885 經濟册智慧財產局員工清費合作社印製 A： B7 五、發明說明（7 ) W _NE，ff_Sff與·ff_SE被定義為圍繞目前內插位置之四個像 素的被相乘之係數。更明確地說，代表被乘之左上角 像素的係數、WJE代表被乘之右上角像素的係數、W_S\V 代表被乘之左下角像素的係數、及ff_SE代表被乘之右下 角像素的係數》 過濾係數產生器140根據內插點之位置、亦根據該內 插點之邊緣型式由儲存於檢查表1 50內之一維過濾係數選 取一維過濾係數。該過濾係數產生器14G亦在該等一維內 插過濾係數中輸出對應於變換後內插位置（CX，CY)與邊緣 模型EPX及EPY之過濾係數作為一維非線性內插過濾係數TX 與TY。檢查表150儲存與線性內插相關之一維過濾係數· 該檢查表150亦可被實現成至少一個唯讀記憶體（ROM)。 非線性內插內插單元1 30將四個相鄰的像素乘以用靠 近邊緣係數產生器120產生之各別的最後之二維非線性內 插係統，而在內插點實施內插，並透過輸出終端機輸出相乘 之結果。例如，當一內插位置之座標為（X，y)且內插位置周 圍四個相鄰像素之位置分別為A，B，C與D，則在座標（X， y)的內插後之像素值可被表示成 A*(W_NW) + B*(W_NEH C*(W一SW)+D*(W一SE)。 第2A與2B圖顯示第1圖之邊緣方向修正器I 1 0的輸出 與操作。第2A圖顯示針對3*3方塊之邊緣的修改，及第2B 圖顯示一邊界邊緣與一中心邊緣，其透過邊緣修改被產 生。 參照第2A圖，每一個第1至第4框軸為3*3區塊中 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公:g ) ---I I I I I ^ ·1111111» (請先¾^背面之;it事項再填寫本頁) 518885 A7 B7 五、發明說明（8 ) 四個相鄰像素的中心點。為了清楚地呈現本發明中之圖形 或文字的邊緣’僅包含垂直與水平分量之一邊緣被修改成 為一邊緣進一步地藉由修改該邊緣的方向包括一對角線 分量。因之，如第2A圖顯示之一樞軸周圍四個相鄰像素 中現存的內插點周圍之中心邊緣與邊界邊緣如第2B圓顯 示地被獲得。參照第2B圓，邊界邊緣包含元件編號〇至7 代表的部分，及中心以元件編號a至h代表的部分。因此， 每一邊界邊緣與中心邊界用8位元，即0-7位元或a-h， 被表示。 第3A至3C圖顯示被參考用於修正第2A與2B圓顯示 之邊緣的方向之各種模型。特別是，第3A至3C圖顯示修 改3*3方塊之邊緣結果所得的模型。在第3A至3C圖中， B_M代表修改前之邊緣資訊，及A_M代表修改後之邊緣資 訊。 如第3A至3C圖顯示者，在3*3方塊內之水平與垂直 邊緣模型大多被修改為對角線分量。換言之，在本發明 中，垂直或水平邊緣資訊被修改為包括對角線邊緣資訊之 邊緣資訊。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -裝—— (請先閉請背面之;1.意事^:填寫本頁) 第4圖為一詳細方塊圖，顯示第1圖之靠近邊緣係數 產生器120。參照第4圖，該靠近邊緣係數產生器120包 括一原型中心邊緣與旋轉角決定器40、一座標變換器42、 一邊緣模型決定器44、一靠近邊緣內插係數計算器46與 一座標旋轉單元48 ^ 該原型中心邊緣與旋轉角決定器40接收由邊緣方向 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】〇χ297公发） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 518885 A： ___B: __ 五、發明說明（9 ) 修正器11G被輸出之修改後的邊緣資訊MOD_EDG並選擇一 原型中心邊緣P — CE。其可有六種不同的原型中心邊緣。該 原型中心邊緣與旋轉角決定器40亦為各別的原型中心邊 緣P_CE決定旋轉角R〇T_ANG。換言之，為僅使用該等6種 原型中心邊緣P_CE呈現各種邊緣型式，該原型中心邊緣 與旋轉角決定器40用預先設定的旋轉角旋轉一邊緣，其 與原型中心邊緣P_CE之一具有相同的形狀但具有不同的 角度。特別的例子將在下面參照第5A至5F圓被描述。 該座標變換器42依據原型中心邊緣與旋轉角決定器 40所決定之旋轉角ROT_ANG變換目前內插位置之座標 (KX，KY)，並輸出該內插位置之變換後的座標（CX，CY)。 邊緣模型決定器44接收該變換後之內插位置座標 (CX，CY)，並在回應於該原型中心邊緣P_CE與邊界邊綠 資訊R_BOD_INF下產生不同型式之邊緣模型EPX與EPY。 該邊界邊緣資訊R_BOD_ I NF指出那一個邊緣已依據旋轉角 R〇T_ANG被旋轉。每一邊緣模型EPX與EPY例如可為單一、 雙生或週期性的水平、垂直或對角線邊緣，其將在下面被 解釋。邊緣模型EPX與EPY被施用至第1圖之過濾係數產 生器140。 該靠近邊緣內插係數計算器46在回應於原型中心邊 緣P_CE下對由座標變換器42來之變換後的內插位置座標 (CX，CY)及由內插係數產生器140來之一維非線性內插過 濾係數TX與TY實施運算，並產生靠近邊緣二維非線性內 插內插係數WNW，WNE，WSW與WSE(視運算結果而定）。 • - 13 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公发） I I 1 — I I ·1111111 ·1111111» (錡先聞讀背面之;i.t事項再填寫本頁) 518885 A7 B7 五、發明說明（10) 該座標旋轉單兀48用旋轉角ROT_ANG旋轉該靠近邊緣 二維非線性內插內插係數ffNff，ffNE，tfSff與WSE。換言之· 原來的內插位置被一旋轉角旋轉，使得內插位置座標被變 換。該被變換後的內插位置以與先前旋轉相反的方向用該 旋轉角被旋轉，使得原來的內插位置被恢復。用旋轉角 ROT_ANG旋轉該靠近邊緣二維非線性內插內插係數WNW， WNE，WSW與SE之結果為最後的二維非線性內插內插係數 議，WNE ， WSW 與 WSE 。 在如此操作下，依據本發明之二維非線性內插內插係 數WNW，WNE，WSW與WSE被產生。 第5A至5F圖為用於解釋用第4圖之原型中心邊綠與 旋轉角決定器 40產生之中心邊緣 PjE與旋轉角 ROT_ANG。參照第5A至5F圖，該等原型中心邊緣P_CE包 括六種型式，即角落型式、垂直型式、.完整線、交叉線、 半線與對角線型式。每一種中心邊緣P_CE可用3位元表 示，及一旋轉角ROT_ANG可用2位元表示。 首先，該等原型中心邊緣中之角落型式將參照第5A圆 被描述。角落邊緣用數位值001表示。在第5A圓最左邊之 型式bl顯示該角落型式之原型中心邊緣。原型中心邊緣 al之旋轉角被考慮為0°。原型中心邊緣al用8位元之數 位值1 100_0 000表示。當第5A圖中其它中心邊緣a2，a3 與a4分別被旋轉90。，180°與2 70 °時，角落型式之原 型中心邊緣al被獲得。在第5A圖中之中心邊緣a2，a3 與 a4 分別用數位值 1001—000，001 1_〇〇〇〇 與 〇1 10-0000 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請气閱汸背面之;1.意事^:填艿本頁) •裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 518885 經濟鲈智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B： 五、發明說明（11) 被表示。 第5B圖顯示垂直型式之原型中心邊緣。垂直邊緣用 數位值01G表示。在第5B圖最左邊之型式bl顯示該垂直 型式之原型中心邊緣。原型中心邊緣bl之旋轉角被考慮 為0°。原型中心邊緣bl用8位元之數位值1110_0 0 0 0表 示。當第5B圖中其它中心邊緣b2，b3與b4分別被旋轉 90° ，180°與2 70 °時，垂直型式之原型中心邊緣cl被獲 得。在第5B圖中之中心邊緣b2，b3與b4分別用8位元 之數位值 1101 —0000，1011 _0000 與 0111-0000 被表示。 第5C圖顯示完整型式之原型中心邊緣。完整線邊緣 用數位值011表示。在第5C圖最左邊之型式cl顯示該完 整線型式之原型中心邊緣》原型中心邊緣cl之旋轉角被 考慮為0°。原型中心邊緣cl用8位元之數位值1010_J00 0 表示。當第5C圖右邊之其他中心邊緣被旋轉9 0°時，完 整線型式之原型中心邊緣a 1被獲得。在第5C圖中之中心 邊緣c2用8位元之數位值0101 _0 0 0 0被表示。就完整線 型式而言，僅存在具有（Γ與90°之二種邊緣。 第5D圖顯示交叉線之原型中心邊緣。交叉線邊緣用3 位元之數位值1 00表示。該交叉線僅用一中心邊緣被呈 現β換言之，在交叉線的情形中沒有旋轉角》交叉線之原 型中心邊緣用一個8位元之數位值1 111 _0 0 0 0被表示》 第5Ε圖顯示半線之原型中心邊緣。半線邊緣用數位值 101表示。在第5Ε圖最左邊之型式el顯示該半線型式之 原型中心邊緣。原型中心邊緣cl之旋轉角被考慮為0°❶ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297么、发） ---I I I I I ^ · I I I----- (踌乇^讀背面之1¾事項再填K本頁) 518885 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A； B：____i、發明說明（12) 原型中心邊緣el用8位元之數位值1 0 00_0 0 0 0表示。當 第5Ε圖中其它中心邊緣e2，e3與e4分別被旋轉9(Γ ， 180°與270°時，半線型式之原型中心邊緣al被獲得。 在第5Ε圖中之中心邊緣e2，e3與e4分別用數位值 0001 —0000，001L0000 與 0100-0 000 被表示。 第5F圖顯示對角型式之原型中心邊緣。垂直邊緣用 數位值110表示。在第5F圖最左邊之型式fl顯示該對角 線型式之原型中心邊緣。原型中心邊緣Π之旋轉角被考 慮為0° 。原型中心邊緣fl用8位元之數位值〇〇〇〇_1〇〇〇 表示。當第5F圖中其它中心邊緣f2，f3與f4分別被旋 轉90° ，180°與270°時，對角線型式之原型中心邊緣Π 被獲得。在第5F圖中之中心邊緣f2，f3與f4分別用數 位值 0 0 0 0_0 0 0 1，0 0 0 0_0010 與 0 0 0 0_0100 被表示。第 5F 圖中之二個對角線f5與f6被顯示雙生邊緣。換言之，對 角線邊緣f5之旋轉角隨著X與y軸上之一內插位置的座 標而變化。當x + y超過1時，該旋轉角為18G° 。當x + y 小於或等於1時，該旋轉角為0° 。對角線邊緣f 5係用數 位值0 0 0 0_ 1010被表示。此處，在對角線邊緣f5右邊之 外層對角線被視為一邊界邊緣。就對角線邊緣f6而言， 當乂>丫時，該旋轉角為270° ，及當x^y時，該旋轉角 為9 0° 。該對角線邊緣f6用數位值0 0 0 (^0101被表示。 參照第5A至5F圖，單一、雙生或週期性邊緣型式之 決定係隨著根據上面6種原型中心邊緣之邊界邊緣的存在 或不存在而定。換言之，當邊界邊緣未出現時•單一邊緣 -16 - (ίτ乇閔^背面之;1意事一 _裝--- :填寫本頁) ij· •丨線. 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】0 X 297公釐） 518885 經濟艏智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（13) 型式被決定為中心邊緣型式。當邊界邊緣僅存在一原型中 心邊緣的一邊，雙生邊緣型式被決定為在該邊方向之中心 邊緣型式。當邊界邊緣存在於二邊時，週期性邊緣被決定 為一中心邊緣。 第6A至6B圖為用於解釋第4圓之座標變換器42的 操作。第6A圖顯示變換前之一內插位置（KX，KY)，及第 6B圖顯示依據旋轉角ROT jNG在變換後獲得之一內插位置 (CX，CY)。當旋轉角就原型中心邊緣被決定時，原來的內 插位置與一座標軸一起被變換。 在第6A圖中，其假設原來內插位置（KX，KY)之座標 為（X，y)，且變換後內插位置（CX，CY)之座標為U’，y’）。 第6A圖之座標（X，y)進行變換步驟，最後被變換為第6B 圖顯示之（X’，厂），使得第6A與6B圖顯示之座標變換在 旋轉角為90°時發生。換言之，座標（X，y)被變換為（X， Y)，且（X，Y)被變換為（X·，Y’）。（X’，Y’）被變換為（X’， y’）。此處，X=x-0.5及Y=y-0.5。其假設每一 X與y軸 之長度最大值為1。X ’與Y ’值由下列的等式被獲得。
X’ cos Θ -s i η (9 X
[ν，]= [ ] [ ] .........(1) \ sin0 cos θ Υ 第（1)式可改寫成第（2)式，且變換後之內插位置的座 標值X’與y’可被求得。 x^XHO. 5=(cos^X-sin^ Y)+0. 5=cos0x-sin^y+(sin^~cos^+l)*〇. 5 ..(2) y’=Y’+0· 5=(sin 0 X-cos 0 Υ)+0· 5=sin 0 x-cos 0 y+( 1-sin 0 -cos 0 )木0· 5 如上述者，座標（x’，y’）可由第（2)式求得。其結果為， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】0 X 297公发） ^--------^--------· (先¾¾背面之;i.t事項再填π本頁) 518885 Λ7 ______B：_五、發明說明（14) 回應於旋轉角之座標變換可如表1所示。 表1
^^^^後之座標 旋轉角 —一 X · * 1 y 0° X y 90° y l-x 180° 1 l-x l _y 2 70 ° 1 - y X {ti先A5請背面之;it事一 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如表1顯示者，在本發明中座標軸亦隨著旋轉角 ROT_ANG移動，使得在通常之座標變換中因90°變換結果 之座標與因2 70°變換結果之座標被切換· 第7圖為第4圖之靠近邊緣係數產生器12G的邊緣模 型決定器44之詳細方塊圖》參照第7圖，邊緣模型決定 器44被實現成一多工器（MUX)70。 MUX 7 0接收邊界邊緣資訊R_BOD_INF之位元作為輸入 信號、接收原型中心邊緣P_CE與變換後之內插位置（CX， CY)作為選擇信號、及決定邊緣模型EPX與EPY。此處，邊 界邊緣資訊R_BOD_INF可用8位元被表示。在第7圖中， 其假設變換後之內插位置（CX，CY)用6位元被表示。MUX 7 0 之輸出包括一對左邊邊界邊緣L_BDR與右邊邊界邊緣 R_BDR及一對上面邊界邊緣A_BDR與下面邊界邊緣L_BDR， 每一對用2位元被表示。表示對角線邊緣D_EDGE之一位 元被添加至水平之一對左邊與右邊邊緣，故一個3位元邊 緣模型EPX被產生·所以，在對角線方向之邊緣模型與在 一 18 - —裝--- :填寫本頁) YJ ·- 今° •線· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】ϋ X 297么、g ) 518885 五 4 :經濟斯智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 、發明說明（15) 水平方向之邊緣模型可同時被表示。當這些3位元中之最 大有效位元為1時，邊緣模型EPX為對角線邊緣，及當邊 緣模型EPX之其餘位元為00時，邊緣模型EPX為單一邊 緣。當其餘之位元為01時，邊緣模型EPX為雙生右邊邊 緣。當其餘之位元為10時，邊緣模型EPX為雙生左邊邊 緣。當其餘之位元為11時，邊緣模型EPX為週期性邊緣。 邊緣模型ΕΡΥ在垂直方向為Υ軸之座標且可用2位元被表 示。在以應用於邊緣模型ΕΡΧ之類似方式下，當該等2位 元為00時，邊緣模型ΕΡΥ為單一邊緣。當該等2位元為 10或01時，邊緣模型ΕΡΥ為雙生上面或下面邊緣。當該 等位元為11，邊緣模型為週期性邊緣。 第8圖顯示第4圖之旋轉角邊緣內插係數計算器46 的詳細方塊圖。參照第4圖，靠近邊緣內插係數計算器46 包括MUX 80及乘法器82，84，86與88。 MUX 8 0接收由過濾係數產生器140輸出之一維非線性 內插過濾係數ΤΧ與ΤΥ、由座標變換器42來之變換後的內 插位置（CX，CY)、將每一座標CX，CY，ΤΧ與ΤΥ減1所得 之C_CX，C_CY，C_TX與C_TY值、及由乘法器82之輸出 而來的靠近邊緣二維內插係數WNW。在第8圖中，C_TX， C —TY，C_CX與C_CY分別表示卜TX，卜TY，卜CX與卜CY。 每一 TX，TY，C_TX與C_TY值用10位元表示。每一CX , CY，C-CX與C_CY值用6位元表示。MUX 80接收3位元之 原型中心邊緣P-CE作為選擇信號並在回應於該3位元原 型中心邊緣P-CE下選擇性地輸出上面的輸入。此處，在 -19 - 本紙張尺度適用中國S家標準（CNS)A4規格（210 X 297么、釐） --------· I I---I I · *5^ <^气閉^背面之;1惡事項再填寫本頁) 518885 A： B7 五、發明說明（16) 此例中由MUX .80被輸出之每一資料用10位元被表示。換 言之，一信號中除了 6位元外之其餘位元以零被佔用，使 得每一輸出資料可用相同個數之位元被表示。 更明確地說，乘法器82將TX乘以TY或C_CY並只採 取乘法結果中20位元之前面10個位元，而產生一第一靠 近邊緣二維非線性內插係數WNff·乘法器84將該第一靠近 邊緣二維非線性內插係數ffNW或C_TX值乘以TY或CLCY， 並只採取乘法結果中20位元之前面1G個位元，而產生一 第二靠近邊緣二維非線性內插係數WNE。乘法器86將該第 —靠近邊緣二維非線性內插係數WNW，TX或C_CX值乘以 C_TY或CY，並只採取乘法結果中20位元之前面10個位 元，而產生一第三靠近邊緣二維非線性內插係數WSW。乘 法器88將該第一靠近邊緣二維非線性內插係數WNW，CX 或C_TX值乘以（CX + CY-1)，CY或C_T\’，並只採取乘法結 果中20位元之前面10個位元，而產生一第四靠近邊緣二 維非線性內插係數WSE。透過上面運算被產生之靠近邊綠 二維非線性內插係數WNW，WWE，WSW與WSE為二維內插係 數。他們的座標值被旋轉角旋轉，且因而被輸出作為最後 的二維非線性內插係數W_NW，W_NE，W_SW與W_SE。 產生該等線性二維非線性內插係數WNW，WNE，WSW與 WSE之程序將參照第9A至9F圖詳細被描述。第9A圖顯示 針對角落型式之原型中心邊緣用於產生該等線性二維非 線性內插係數WNW，WNE，WSW與WSE的計算程序。就如第 9A圖顯示者，在所有方向之四個相鄰像素分別用NW，SW， •20 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 公釐） η 背 面 ^ * ‘ 填 · 5裝 頁 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 518885 經濟部智慧討產局員工消費合作社印製 ____B： 五、發明說明（17) NE與SE被表示。以考慮該等像素之目前位置的座標被設 定之水平座標與垂直座標分別用CX與CY被表示。這些座 標（CX，CY)為變換後之內插位置的座標。此處，作為座標 CX與CY指定之參數的一任意內插位置Z可用等式（3)被表 示。 Z= (Sff-SE)(C-CX) + (NE-SE)*C — CY + SE ⑶ 參照第9A圖，顯示角落型式之原型中心邊緣的情形， 其係數WNW由TX*TY被獲得。該任意內插位置Z可由等式 (3)亦被表示成等式（4) »
W= WNW*NW+(1-WNW)*Z = WNW*NW+(1-WNW)[(C^CX)*SW+(C.CY)*NE+(CX+CY-1)*SE] ······(4) 因之，內插位置Z之週邊像素NW，Sff，NE所被乘之 權數W，即，該等線性二維非線性內插係數WNW，WNE，WSW 與WSE可由等式（4)被求得》此處，WNE由（1-WNW)*CCY 獲得、WSW 由（卜WNW)*C_CX 獲得、及 WSE 由（卜 WNW)*(C — CX + CY-1 )獲得。 第9B至9F圖顯示針對除了角落原型中心邊綠外之原 型中心邊緣用於計算靠近邊緣二維非線性內插係數的程 序。在第9A至9F圖，其假定各別係數X與y的決策函數 為獨立的。在與第9A圖之角落原型中心邊緣比較下，在 第9E圖顯示之半線原型中心邊緣的情形中，位置A與B 的資訊可被表示成等式（5 ) » A= TX*NW + U-TX)*NE .........(5)
B= C 一 CX 木 SW + CX 木 SE 一 21 — 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】0 X 297公发 I---. I — — — — — — ^ ·1111111· (H^^tt背面之:it事項再填艿本頁) 518885 A： B：_____ 五、發明說明（18) 因之，考慮位置A與B所設定為參數的內插位置Z可 被表示成等式（6)。 Z= CY*C一CX木Sff+CY*CX木SE+C一CX木TX木NE+C一CY本 C一TX木NE .........C6) 在第9F圖顯示之對角線原型中心邊緣情形中，其被 決定CX與CY之和是否超過1，或否，係數WNff，ffNE，WSW 與WSE隨決定而被計算。例如，當CX與CY之和超過1時， 係數被設定為0。當此和不超過1時，係數WNW被設定為 T(X + Y)。其餘的係數如第9F圓顯示地被計算· 第10圓為顯示第1圓之過濾係數產生器140的詳細 方塊圖。該過濾係數產生器140包括一控制器900、一鏡 頭伸縮比選擇器910、一模態選擇器92G、一常規處理器 9 70、一 ROM MUX 940、一 算術邏輯單元（ALU) 930、一記憶 體塊9 5 0、一隨機存取記憶體（RAM)MUX 960與一ALU MUX 98 0。為了描述清楚起見，檢査表150與係數產生器140 一起被圖示。 參照第10圖，控制器900在回應於一重置信號RESET 下被重置並控制整體的處理，例如依據使用者所選擇之鏡 頭伸縮比ILRAT對常規與記憶體塊95G之操作的處理。 當鏡頭伸縮功能被實施時，鏡頭伸縮比選擇器9 1 0在 回應於水平輸入尺寸HINPEL、水平輸出尺寸H0UTPEL、垂 直輸入尺寸VINPEL、垂直輸出尺寸V0DTPEL與使用者輸入 之鏡頭伸縮比ILRAT來放大一畫面· 模態選擇器920在回應於控制器900之控制由外面被 -22 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x297公釐） f請气nitt背面之;1意事^!^填寫本頁) -裝 幻·· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 518885
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（19) 施用之視訊模態選擇信號下決定視訊輸出模態。該視訊模 態選擇信號為RGB資訊RGB、肖像模態資訊PORTRAIT及邊 緣資訊EDGE。在本發明中，非線性內插或線性內插隨該邊 緣資訊EDGE而被選擇。 當用於放大畫面之鏡頭伸縮功能被實施時，常規處理 器9 70隨邊緣資訊EDGE決定要是處理關於線性內插之常 規或關於非線性內插之常規。常規處理器970亦傳呼對應 於決定結果之常規並將之處理•就這些作業而言，常規處 理器970包括一常規傳呼程式972、一線性係數計算常規 9 74、一非線性邊緣計算常規976與一非線性變數計算常 規 978。 更明確地說，常規傳呼程式972依據由外面被施用之 邊緣資訊EDGE與被模態選擇器920選擇之視訊輸出模態 傳呼對應的常規。例如，線性內插將在邊緣資訊不存在的 部分上被實施，使得線性係數計算常規974被執行。線性 係數計算常規974為一副程式，用於計算線性內插所需的 過濾係數且由檢查表1 50以必要的一維係數被載入。常規 傳呼程式972就一視訊信號之一邊緣部分傳呼及操作非線 性邊緣計算常規976與非線性變數計算常規978。此處* 非線性邊緣計算常規976計算像素間之邊緣，並使用儲:存 於檢査表1 5G內之一維過濾係數隨所計算之邊緣計算像素 間之迴旋值。非線性變數計算常規9 78視非線性內插之際 的鏡頭伸縮比而計算必要的變數。非線性變數計算常規 9 78在必要時使用儲存於檢査表150內之一維過濾係數。 -23 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公发） — — — — — — II ^ ·11111111 (請，^¾¾背面之注惠事項再填寫本頁> 518885 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A： B：_五、發明說明（2〇) 就如上面描述者，每一常規974，976與9 78.使用ALL’ 30 至ALU，MUX 9 8 0以實施算術與邏輯運算。 參照第10圖，檢査表包含二ROM，一個係數ROM 152 與一視窗ROM 154。係數ROM 152儲存一維過濾係數，及 視窗ROM 154儲存視窗係數。此處，過濾係數與視窗係數 可透過ROM MUX 94 0被施用至常規處理器9 70或記憶體塊 9 5 0 « 常規處理器970之作業結果被儲存在記憶體塊950 內。記憶體塊950包含一第一RAM 952與一第二RAM 9 54。 第一 RAM 952儲存在線性內插之際隨鏡頭伸縮比而被計算 之過濾內插係數。如上述者，內插係數視使用者在線性內 插的情形中選擇之鏡頭伸縮比而改變•改變中之係數被儲 存於第一 RAM 952內。第二RAM 954儲存根據在非線性內 插之際過濾係數型式、鏡頭伸縮比或邊緣型式被計算的一 維過濾內插係數。此處，該一維過濾內插係數可用正弦函 數或立方花鍵函數被計算。 RAM ΜϋΧ 960由外面接收水平與垂直同步信號HSYNC 與VSYNC並為了視訊信號之同步化將之傳輸至記憶體塊 9 5(^ RAM MUX 960亦接收用第4圖之座標變換器42產生 之變換後的內插位置值CX與CY與第4圖之邊緣模型決定 器44輸出的邊緣模型EPX及EPY作為位址水平與垂直位 址HADDR與VADDR，並將之傳輸至記憶體塊9 50。該等水 平與垂直位址HADDR與VADDR為了線性內插被施用至第一 RAM 952。例如，每一水平與垂直位址HADDR與VADDR之 一 24 — (請先閉讀背面之;it事一 » · I I :填寫本頁) 訂. ，.線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 518885 經濟#智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（2i) 大小為5位元。此處，第一 RAM在回應於水平與垂直位址 HADDR與VADDR下輸出線性內插係數H_CO與V_CO。第二 RAM 9 54接收變換後之內插位置值CX與CY及邊緣模型EPX 與EPY作為位址，並產生一維非線性內插過濾係數TX與 TY 或 C—TX 與 C_TY 。 第11圖為依據本發明一實施例之二維非線性方法。 依據本發明一實施例之二維非線性方法將參照第1至11 圖詳細地被描述。 在步驟20 0，第1圖之邊緣偵測器10 0由視訊信號偵 測邊緣資訊。在步驟220，被偵測之邊緣資訊被輸入邊緣 方向修正器110並被修改為一邊界邊緣與一中心邊緣。就 如上面描述者，中心邊緣包括水平、垂直與對角線分量· 在第240步驟，靠近邊緣係數產生器120產生在回應 於修改後之邊緣資訊MOD_EDG與一維非線性內插過濾係數 TX及TY下產生二維非線性內插係數W_NW，W JE，W_S\t’與 W_SE。更明確地說，在第241步驟，靠近邊緣係數產生器 120內之原型中心邊緣與旋轉角決定器40根據修改後邊緣 資訊MODJDG決定對應於原型中心邊緣P_CE之一原型中 心邊緣P_CE與旋轉角ROT_ANG。在第242步驟，座標變換 器42依據被決定之旋轉角ROT jNG變換目前內插位置之 座標（KX，KY)。此處，變換後之內插位置的座標（CX，CY) 被獲得。 在第243步驟，邊緣模型決定器44旋轉角原型中心 邊緣P_CE與邊界原型中心邊緣R_B0D_INF產生不同型式 -25 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） ---------------------^--I----- (請先聞讀背面之;1急事項再填寫本頁> 518885 Λ： B： 五、發明說明（22) 之邊緣模型EPX與EPY。在第244步驟，過濾係數產生器 140在回應於邊緣模型EPX與EPY、變換後內插位置之座 標（CX，CY)及預定之一維過濾係數下產生一維非線性內插 過濾係數TX與TY。在第245步驟，靠近邊緣內插係數計 算器46旋轉角原型中心邊緣P_CE、變換後內插位置之座 標（CX，CY)及一維非線性內插過濾係數TX與TY下產生靠 近邊緣二維非線性內插係數WNff，WNE，WSff與WSE。在第 246步驟，座標旋轉單元48用旋轉角旋轉靠近邊緣二維非 線性內插係數WNW，WNE，WSW與WSE並產生最後之二維非 線性內插係數W_NW，W_NE，W_SW與W_SE。 在第280步驟’非線性內插單元130用該等最後之二 維非線性內插係數W_NW，W_NE，W_SW與W — SE分別乘以內 插位置之四個相鄰像素，而以非線性內插靠近一邊緣之視 訊信號。 以此操作下’依據本發明之二維非線性內插系統贸施 視訊內插。換言之，在本發明中，用於包括一·影像之一邊 緣的一部分之內插考慮8個方向，即上、下、左、右、與 對角線方向被實施而達成靠近邊緣之最適的內插。 依據本發明之二維混合內插系統將參照附圆被描 述。 第12圖為一方塊圖，顯示第1圖之二維混合內插系 統被應用的實施例之二維混合內插系統。依據本發明之二 維混合內插系統包括一邊緣偵測與非線性內插係數產生 單元330、一線性內插單元300、一非線性內插單元310 -26 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） ΪΓ 先¾¾背面：:χ意挛.^ ί ^--- :填窵本頁) --線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印副π 518885
五 ♦ 經濟#智慧財產局員工消費合作社印製 、發明說明（23) 與一 MUX 320。第12圓之邊緣偵測與非線性內插係數產生 單元33 0及非線性內插單元310構成第1圖之二維非線性 內插系統。因此，邊緣偵測與非線性內插係數產生單元330 之構件以與第1圖相同之元件編號被呈現。 參照第12圖，一邊緣偵測與非線性內插係數產生單 元330由輸入視訊信號偵測像素中之邊緣資訊，並根據所 偵測之邊緣資訊獲得最後之二維非線性內插係數W_NW， W _NE，W_SW與-邊緣偵測與非線性內插係數產生 單元330產生一邊緣信號EDG表示將被內插之像素周圍數 個相鄰像素間之一邊緣的不出現或存在。一邊緣偵測與非 線性內插係數產生單元33 0已在第1圓完整地被描述，因 而其詳細的描述將被省略· 線性內插單元300使用將被內插之像素周圍η* η像 素實施η接點之二維線性內插。例如，線性內插單元30 0 使用垂直線性內插係數Cvl-Cvn實施線性內插。然後•線 性內插單元300使用水平線性內插係數Chi-Chn贾施線性 內插，而最後輸出線性內插之像素· 非線性內插單元310用最後之二維非線性內插係數 W_NW，W_NE，W_SW與W_SE分別乘以將被內插之像素周圍 的四個相鄰像素，而對將被內插之像素贸施非線性內插。 其詳細的描述以參照第1圖被提供。 MUX 32 0在回應於被邊緣偵測與非線性內插係數產生 單元330產生之邊緣資訊下選擇被線性內插單元300產生 之被線性內插的像素抑或被非線性內插內插單元310產生 -27 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】〇χ 297公釐） -------------^-------I ^--------I 線 (請先¾¾背面之立意事項再填寫本頁) 518885 五、發明說明（24) 之被非線性內插內的像素。換言之，MUX 32 0在一邊緣靠 近將被內插之像素存在時選擇被非線性內插之像素、在一 邊緣未於靠近將被內插之像素存在時選擇被線性內插之 像素、及輸出選擇後之像素至一輸出接頭OUT。 裝 如上述者，依據本發明被提供以改進邊緣之解析度的 二維混合內插系統對圓形邊緣以使用線性內插單元300在 回應於邊緣信號EDG下未被偵測之區域實施二維線性內 插，及對圖形邊緣依據邊緣型式使用非線性內插單元310 被偵測之區域實施非線性內插•因之，就算一影像被放 大，圖形邊緣之形狀被維持，而防止圖形品質不會因邊緣 放大而導致降低。 -線丨 第13圖為用於解釋第12圓分別被線性內插單元300 與非線性內插單元310實施之二維線性內插與非線性內插 內插。為了描述清楚起見，8接點之二維線性內插將參照 第13圖被描述。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 參照第13圖，在二維線性內插之際，線性內插使用 將被內插之像素Ipx周圍之8*8像素PU-P88在垂直方 向被實施，而在垂直方向實施內插後之像素11-18。此後， 線性內插使用該等8個垂直內插之像素I1-I8在水平方向 被實施，最後獲得線性內像素Ipx。此外，在靠近邊緣內 插之際（即非線性內插），將被內插之像素I px周圍的四個 像素P4 4，P5 4，P45與P55被乘以二維非線性內插係數 W_NW，WJE，W_SW與[SE而獲得非線性內插之像素Ipx。 第14圖為一方塊圖，顯示第12圖之線性內插單元 -28 - 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 518885 A： B： 五、發明說明（25) 300。參照第14圖，線性內插單元3GG包括_垂直線性內 插單元500與一水平線性內插單元51〇。 參照第13與14圖，垂直線性內插單元5〇〇使用垂直 線性內插係數Cvl-Cv8對8個各別的行像素ΡΠ-Ρ81， P1LP82···及P18-P8 8實施垂直線性內插，而產生垂直內插 之像素11-18。水平線性內插單元51〇使用該等8個垂直 內插之像素11-18與水平線性內插係數Chl-Ch8實施水平 線性內插’而最後得到線性內插之像素Ιρχβ該水平線性 內插單元510輸出該線性內插像素Ιρχ至輸出終端機 OUT。 裝--- <請乞^^背面之注意事項再填寫本頁)
I 經濟#智慧財產局員工消費合作社印製 第15圖為一方塊圖，顯示第14圖之垂直/水平線性 內插單元500或510。參照第15圖，垂直/水平線性內插 單元500或510包括一垂直/水平邊界處理器520、一輸入 資料選擇器530與一內插單元540。 參照第15圖，當一畫面之垂直/水平邊界在將被內插 之像素附近存在時，該垂直/水平邊界處理器520在回應 於該畫面之垂直/水平邊界資訊V_BND/H_BND下複製與該 垂直/水平邊界相鄰之像素，並產生及輸入用於線性內插 之8像素。 當一邊緣存在於被用以線性內插之像素間時，輸入資 料選擇器530在回應於垂直/水平邊緣資訊V_EDG/H_EDG 下處理該等像素。例如在第1 3圖中，當像素I 4將被內插 且一邊緣存在於像素P44與P34間時，輸入資料選擇器530 未就其所為地使用在像素14之垂直線上所有的8個像素 29 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】〇χ 297公:g ) 訂 ▲ 518885 Λ7 Β： 五、發明說明（26) P14-P84。換言之，即因像素P44與P34間之邊緣所致影 像迅速變化的像素P14-P 34未被使用。取代的是，與邊緣 相鄰的像素P44被複製到像素P14-P34之位置內，且該等 被複製之像素被用於線性內插。 內插單元540藉由輸入資料選擇器530輸出之8個像 素乘以垂直/水平線性內插係數Cvl-C\，8/Chl-Ch8而實施 線性內插，並輸出線性內插結果至輸出終端機OUT。 第16圖為一詳細電路圓，顯示第15圓之內插單元 540。參照第16圖，內插單元540包括8個乘法器542， 544…與546及一加法器54 8»在第16圓中，被用於線性 內插之八個像素P卜P8與八個垂直/水平線性內插係數 Cv；l-Cv8/Ch卜Ch8分別被輸入該等八個乘法器542-546❶ 每一乘法器542-546將一輸入像素乘以一輸入內插係數並 將相乘結果輸出至加法器548。加法器548加總由八個乘 法器542-546來之輸出，最後並輸出垂直/水平內插像素 至一輸出終端機OUT。 第17圖為一方塊圖，顯示依據另一實施例之二維混 合內插系統。該二維混合內插系統包括一邊緣偵測與非線 性內插係數產生單元330、一垂直內插單元6 0 0、一第一 MUX 610、一水平與靠近邊緣內插單元620及一第二MUX 630。第17圖之一邊緣偵測與非線性內插係數產生單元330 與第1 2圖者相同，因而相同的元件編號被使用且其構造 與作業之詳細描述將被省略。 垂直線性內插單元6 00使用將被內插之像素周圍的η -30 ~ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公发） (q^^tt背面 4/、;xt 事ί 填茑本頁) -裝 -線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 518885 經濟_部智慧財產局員工消費合作社印製 Λ： B： 五、發明說明（2丁） *n個像素與數個線性內插係數Cvl-Cvri實施垂直線性內 插。例如，參照第13圖，垂直線性內插單元600使用8 *8像素P11-P8 8與垂直線性內插係數Cvl-Cvn產生線性 內插並產生線性內插像素11-18。 該第一 MUX 610在回應於邊緣信號EDG下選擇由垂直 線性內插單元600被輸出之垂直內插像素或將被內插之像 素周圍四個像素PNE，PNW，PSE與PSff，並輸出所選擇之 像素。換言之，當一邊緣存在於將被內插之像素附近時， 該第一 MUX 610選擇及輸出將被內插之像素周圍的四個像 素PME，PNW，PSE與PSW。當一邊緣未存在於將被內插之 像素附近時*該第一 MUX 610選擇及輸出由垂直線性內插 單元600被輸出之垂直內插像素。 該第二MUX 6 3 0在回應於邊緣信號EDG下選擇性地輸 出數個水平內插係數Ch卜Chn或W_NW，W_NE，W_SW與 W_SE。換言之，當一邊緣存在於將被內插之像素附近時， 該第二MUX 6 3 0選擇及輸出被邊緣偵測與非線性內插係數 產生單元330產生之二維非線性內插係數W_NE» W_SW 與W_SE。另一方面，在將被內插之像素附近沒有邊緣存在 時，該第二MUX選擇及輸出水平內插係數Chl-Chn。 該水平與靠近邊緣內插單元620將第一MUX 610選擇 及輸出之像素乘以第二MUX 630選擇及輸出之內插係數， 並透過輸出終端機OUT輸出一被內插之像素。例如，當一 邊緣存在於將被內插之像素附近時，該水平與靠近邊緣內 插單元6 20接收將被內插之像素周圍的四個像素PNE， -31 — 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】〇χ 297么、釐） -------I ^ ·11111111 (^乇閔^背面之;1-意事項再填窵本頁) 518885 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A, B： _五、發明說明（28) PNff，PSE與PSW與二維非線性內插係數W，fr_NE，W_SW 與ff_SE並實施非線性內插。另一方面，當將被內插之像 素附近沒有邊緣時，該水平與靠近邊緣內插單元6 2G接收 由該第一 MUX 610被輸出之水平內插像素與水平內插係數 Chl-Chn並實施水平線性內插。 如上述者，內插係藉由將用於內插之像素乘以各別的 內插係數並加總相乘結果而被達成。換言之，實施內插需 要乘法器與加法器。在本發明之此實施例中，內插用之乘 法器與加法器可就水平線性內插與非線性內插共同被使 用，使得電路之構造可被簡化· 第18圖為顯示依據本發明之二維混合內插方法的流 程圖。參照第12與18圖，在第64 0步驟，邊緣偵測與非 線性內插係數產生單元330偵測透過輸入終端機1N被輸 入之視訊信號的像素間之邊緣資訊，並根據預定的邊緣揆 型修改所偵測之邊緣資訊。 在第650步驟，邊緣偵測與非線性內插係數產生單元 330根據將被內插之像素周圍數個像素間一邊緣之修改後 形狀獲得數個二維非線性內插係數。 在第6 60步驟，其被決定在將被內插之像素周圍之數 個像素間是否存在一邊緣》當其被決定沒有邊緣存在時， 在第68 0步驟，η階線性內插使用將被內插之像素周圍之η 像素被實施》例如上述者，垂直線性內插使用垂直線 性內插係數被實施，然後水平線性內插使用水平線性內插 係數Chi-Chn被實施，使得最後的線性內插像素被輸出· -32 - (ΪΓ气¾¾背面之:it事一 ί ^--- :填寫本頁) 訂： i線丨 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 518885 五 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B： 、發明說明（29) 另一方面，當其被決定一邊緣存在時，在第67G步驟· 將被內插之像素周圍四個像素被乘以二維非線性內插係 數W —NW，[NE，— 與W-SE，而對靠近邊緣的將被內插 之像素實施非線性內插。 雖然在圖中未畫出，第18圖之步驟660至680可如 下面描述地被修改。當參照第17圖時，在步驟650後， 垂直線性內插單元600使用將被內插之像素周圍之n*n 個像素實施垂直線性內插，並產生η個垂直內插像素。此 後，其根據邊緣信號EDG被決定將被內插之像素周圍的數 個邊緣間是否存在一邊緣。當其被決定一邊緣存在於將被 內插之像素附近，該水平與靠近邊緣內插單元6 20將由第 一 MUX 610來之四個像素乘以由第二MUX 630來之數個二 維非線性內插係數W_NW，ff_NE，W_SW與W_SE，而對該邊 緣附近的將被內插之像素實施非線性內插》 另一方面，當其被決定將被內插之像素附近沒有邊緣 存在時，該水平與靠近邊緣內插單元620將由第一 MUX 610 輸出之垂直內插像素乘以由第二MUX 6 3 0來之水平內插係 數Chi-Chn，而對將被內插之像素實施水平線性內插· 如上述者，依據本發明之二維混合內插系統與方法， 線性內插與非線性內插視將被內插之像素附近是否有邊 緣存在而選擇性地被實施。因之，就算包括有圖形影像與 自然影像之視訊影像被放大時，該視訊影像之解析度可被 維持而不會有圖形邊緣之品質降低· 這些附圖與說明書揭示最適的實施例•此處，特殊的 -33 _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ·1111111 ^ · I I I---I I i^x^ti背面之;i.t事項再填茑木頁) 518885 A： _____B： ___ 五、發明說明（30) 用詞被使用，但其僅被用以解釋本發明，而非要限制本發 明在下列如申請專利範圍所設立之意義或領域。 依據本發明，就算一視訊影像使用非線性內插被放 大，文字或圖形影像之解析度可被維持而不致有邊緣失真 與混疊。此外，本發明僅對一邊緣在輸入視訊信號中被偵 測的部分實施二維非線性內插，及對邊緣未被偵測的其他 部分實施線性內插，使得二維內插可依視訊信號之特性對 包括有圖形與自然影像二者的視訊信號被實施*而不致有 圖形邊緣之品質惡化。 雖然本發明已以參照其較佳實施例特別被顯示及描 述，其將被熟習本技藝者了解，在形式及細節上之各種變 化可在此處被做成，而不致偏離本發明如申請專利範圍所 定義之精神與領域。 (請先¾讀背面之;x意事j —裝--- :填寫本頁) 訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印^4 元件標 號對 照表 :編號 譯 名 元件編號 譯 名 40 原型中心邊緣與 84 乘法器 旋轉角決定器 86 乘法器 42 座標變換器 88 乘法器 44 邊緣模型決定器 100 邊緣偵測器 46 靠近邊緣內插係數 110 邊緣方向修正器 計算器 120 靠近邊緣係數產生器 48 座標旋轉單元 130 非線性內插單元 70 多工器，MUX 140 過濾係數產生器 80 MUX 150 檢查表 82 乘法器 152 係數ROM -34 •線· 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 518885 Λ7 B： 五、發明說明（3) 烴濟部智慧財產局員工消費合作社印製 元件標 號對 照表 元件編號 譯 名 元件編號 譯 名 154 視窗ROM 546 乘法器 200 步驟 548 加法器 220 步驟 600 垂直線性內插單元 241 步驟 610 第一 MUX 242 步驟 620 水平與靠近邊緣內插單元 243 步驟 630 第二 MUX 244 步驟 640 步驟 245 步驟 650 步驟 246 步驟 660 步驟 280 步驟 670 步驟 300 線性內插單元 680 步驟 310 非線性內插單元 900 控制器 320 MUX 910 鏡頭伸縮比選擇器 330 邊緣像素與非線性 920 模態選擇器 內插係數產生單元 930 算術邏輯單元（ALU) 500 垂直線性內插單元 940 ROM MUX 510 水平線性內插單元 950 記憶體塊 520 垂直/水平邊界處理器 952 第一RAM 530 輸入資料選擇器 954 第二 RAM 540 內插單元 960 隨機存取記憶 542 乘法器 (RAM)MUX 544 乘法器 970 常規處理器 一 35 一 ------------——裝—— ί請先¾¾背面之;xt事項再填蔦本頁) :線- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 518885 A： B7 五、發明說明（32)
元件標號對照表 元件編號 譯 名 元件編號 譯 9 72 常規傳呼程式 9 74 線性係數計算常規 9 76 非線性邊緣計算常規 9 78 非線性變數計算常規 980 ALU MUX 名 (請先¾¾背面之;x意審填寫本頁) -裝 ;線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 36 本紙張反度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】〇χ 297公釐）