[发明专利]用于数字信号内插的方法和系统

说明书

本发明涉及一种利用信号内插算法(IPC算法)将隔行扫描的源信号按一种自适应光栅扫描方式变换为顺次输出信号的方法和系统。

一些隔行扫描到逐行变换的内插算法将遗漏的行内插到一隔行扫描源的场(field)中，以便形成一个顺次的帧。隔行扫描是一种按时空二次采样的方案，即在空间范围内沿垂直方向二次采样。这种对光栅的采样综合了高的时间采样频率即高的场速率的优点，其中包括适中的带宽或者数据速率的低空间采样频率的优点。

对于顺次显示的媒体，例如计算机监视器、LDC显示器等，存在的问题是要按顺次方式显示“隔行的信号”。在能够实现这一点之前，必须实现格式变换或者扫描光栅变换，将隔行的信号变换为顺次的形式(IPC)。由于如上所述隔行扫描是按时空方式二次扫描的，为了得到最佳可能的效果，必须采用时空内插方案。

IPC算法可以粗分为三类算法。这种分类是根据最关键的特征源信号，即图象移动。这些类别是：

-静止的，即无论如何都无移动信息；

-移动是自适应的，即需要带某些ON/OFF选择的移动探测器；

-移动经补偿的，即包含移动矢量信息。

静态算法主要是对移动不敏感的，即不随时间变化的滤波器设计方案，以及没有清晰的移动探测器或者移动矢量估值器。其实例为：

-行再现，

-线性行内插，即按照固定的时空滤波器窗口(aperture)的一、二或三维FIR滤波器，以及

-非线性中间滤波器，即一、二或三维滤波器。

由于这些算法类别简单，滤波器按相对简单的方式实施，不过它们视觉效果与移动自适应或者移动补偿式算法相比可能受到限制。根据本技术领域的目前状态，IPC算法的良好的时空特性只有利用移动矢量估值才能实现。

移动自适应算法特征在于移动探测器部分，它只在空间内插或空间/时间内插之间进行软件或硬件转换，即滤波器掩膜选择。该转换方案包含阈值和定义的转换法。换句话说，移动信号在空间和空间-时间内插之间进行转换，即在垂直的和时间的内插之间进行滤波器掩膜选择转换，以及在帧或场上检测移动信号。在文献中提出了各种移动探测器，可参考在本说明书中作为附录的文献表。

然而，移动探测器的估值是通过计算进行的代价大的任务。

本发明的目的是提供一种新的改进的方法和系统，用于将隔行的源信号按照扫描光栅变换为顺次输出信号，它具有良好的视觉效果，但是计算量低。

与实施方案相关的问题是可以用于IPC算法的一些系统资源的可用性。在一个复杂的用于多种目的的图象处理系统中，资源的可用性经常是时间变量的函数。这个问题同使用可分级的IPC算法相近似，取决于一定时间上可改变的一些资源，能产生可能最佳的内插结果。

根据上述这种背景技术，通过根据各系统资源的随时间变化的可用性仅采用静态的但是可分级的IPC算法，通过将隔行的源信号变换为顺次的输出信号使计算的花费被限制在最小的IPC算法，本发明解决了该IPC问题。

根据本发明，提出一种通过利用信号内插算法(IPC算法)将隔行的源信号按自适应扫描光栅变换为顺次输出信号的方法，它根据赖于在一定时间各系统资源和/或外部的限定的，可用的各种模式是分级的。

所述的一些系统资源可以包含一可交替分级的IPC系统，具有分别相关交替的处理模件和/或模件资源，根据由IPC模式控制分组的选择分别。这些系统资源和/或外部限定可以是计算能力、可用存储容量、可用存储带宽。最好关于每种可选择的模式的所述内插算法，为线性滤波器类型，和/或中值类型和/或线性内插例如FIR滤波和中值滤波的组合。

根据本发明通过利用信号内插算法(IPC算法)将隔行的源信号变换为顺次的输出信号的扫描光栅变换系统包含：

用于信号内插的各种模件，以及

IPC模式控制装置，装有对于特定类别的各内插方法所需的资源的资料，在一定时间接收关于所接受的系统的各可用的资源的输入信息，用以提供命令结构，以便根据所述的输入信息用于一个或者多个组合的所述内插模件的模式专门选择。

根据一个优选实施例，所述各种用于信号内插的模件包含至少一个线性内插器和一个排序滤波器内插器。

各种信号内插模件一方面是根据各种线性算法，它们可以划分为对源信号不敏感的算法，例如上述线性滤波器：另一方面是根据一些非线性信号自适应算法，例如

-中值滤波器，

-加权的中值滤波器，

-垂直的和/或对角的边缘自适应内插器，包含边缘自适应中值滤波器，以及

-适用于空间上各行斜率的滤波器。