專利名稱：用于轉(zhuǎn)換視頻信號的分辨率的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將輸入的視頻信號轉(zhuǎn)換成具有期望的分辨率的方法及使用該方法的裝置，更特別地，本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)換視頻信號的分辨率的方法及其裝置，其中通過所述方法和裝置，通過利用基于輸入和輸出視頻信號的分辨率所計算的最佳濾波器系數(shù)來濾波視頻信號，在沒有諸如峰值電路(peaking circuit)的任何附加清晰度增強電路的情況下，就能以高清晰度來提供輸入視頻的細節(jié)。
背景技術(shù)：
由于諸如液晶顯示器(LCD)、數(shù)字微鏡像設(shè)備(DMD)和等離子體顯示面板(PDP)的數(shù)字顯示設(shè)備具有對于每一個產(chǎn)品模型所固定的顯示分辨率，輸入到單獨的數(shù)字顯示設(shè)備的視頻具有不同的分辨率，因此應(yīng)該被轉(zhuǎn)換到具有調(diào)整到對應(yīng)的顯示設(shè)備的分辨率上。
特別地，需要一種分辨率轉(zhuǎn)換技術(shù)來將由高級電視系統(tǒng)委員會(ATSC)所定義的各種數(shù)字電視格式轉(zhuǎn)換成能在高分辨率電視(HDTV)中再現(xiàn)的格式。
分辨率轉(zhuǎn)換技術(shù)允許對輸入視頻信號的取樣率進行轉(zhuǎn)換，以及將所述轉(zhuǎn)換技術(shù)分類成用于將低分辨率格式轉(zhuǎn)換成高清晰度格式的分辨率擴展和用于將高分辨率格式轉(zhuǎn)換成低分辨率格式的分辨率減少。在分辨率擴展的情況中，由于新的信號分量被插值在原始輸入信號的取樣之間，所以當正在對信號進行濾波時，由于高頻分量的損失而會發(fā)生模糊(blurring)。因此，當在諸如HDTV的高清晰度數(shù)字顯示設(shè)備上再現(xiàn)標準的清晰度(SD)視頻信號時，用戶能容易地識別出顯示質(zhì)量的惡化(deterioration)。
同樣，在分辨率減少的情況中，由于在低頻信號上混疊了輸入視頻中的高頻分量，所以諸如鋸齒狀現(xiàn)象(zigzag artifact)和波紋圖案(moirépattern)就會發(fā)生。
根據(jù)如美國專利申請第5889895號和美國專利申請第5671298號中所公開的現(xiàn)有的線性濾波技術(shù)，通過使用雙線性內(nèi)插(bilinear interpolation)和三次插值(cubic interpolation)來實現(xiàn)分辨率轉(zhuǎn)換。但是，由于在分辨率擴展期間沒有足夠地擴展輸入視頻的高頻分量，所以清晰度和顯示質(zhì)量這兩者都變壞了。為了對如此的問題進行補償，、建議了一種方法，憑此方法將峰值應(yīng)用到低分辨率視頻上，以便辨別潛在的邊緣像素，然后順序地實現(xiàn)邊緣像素檢測(edgepixel-detection)、邊緣連接(edge linking)以及亮度轉(zhuǎn)變增強(luminance transitionenhancement)，從而輸出高清晰度視頻信號。但是，如此的定標法(scalingmethod)使用了傳統(tǒng)的線性濾波器，因此具有一個問題預(yù)處理和后處理這兩者都需要大量的算術(shù)運算和額外的硬件，從而導(dǎo)致成本增加，這是因為在濾波期間在預(yù)處理和后處理這兩個階段中應(yīng)該為視頻信號實現(xiàn)峰值和亮度轉(zhuǎn)變增強，以便改善視頻的顯示質(zhì)量和清晰度。
此外，根據(jù)在美國專利申請第5852470號和美國專利申請第5446804號中所公開的現(xiàn)有技術(shù)，圓滿地處理了與邊緣區(qū)域相關(guān)的視頻信號。但是，不能利用高分辨率來處理視頻的精細紋理的區(qū)域(fined textured region)。此外，和利用邊緣分量的最異常的區(qū)域的線性濾波技術(shù)相比，它們的性能不令人滿意的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種轉(zhuǎn)換分辨率的方法及其裝置，其能夠通過基于輸入和輸出視頻信號的每一個分辨率來計算最佳濾波器系數(shù)并將其應(yīng)用到定標濾波器上，在既沒有預(yù)處理也沒有后處理(諸如在分辨率轉(zhuǎn)換處理期間的峰值或亮度轉(zhuǎn)變增強)的情況下，就能再現(xiàn)具有期望的分辨率的輸入視頻。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于轉(zhuǎn)換視頻信號的分辨率的方法，該方法包括步驟(a)基于輸入視頻信號的分辨率和輸出視頻信號的期望的分辨率來計算向上取樣比率和向下取樣比率；(b)通過將所述向上取樣比率和向下取樣比率乘以旁瓣的數(shù)量來計算濾波器抽頭的數(shù)量；(c)通過將窗函數(shù)和正弦函數(shù)相乘來計算濾波器抽頭的相同數(shù)量的第一濾波器系數(shù)；(d)通過從第一濾波器系數(shù)中減去高斯(Gaussian)函數(shù)與窗函數(shù)相乘的結(jié)果來計算最終濾波器系數(shù)，并且然后對該最終濾波器系數(shù)進行歸一化；以及(e)通過調(diào)整依靠于所述向上取樣比率和向下取樣比率的輸入視頻信號的取樣比率，來基于所述最終濾波器系數(shù)在垂直和水平方向上進行濾波。
可以通過使用輸入視頻信號的取樣的數(shù)量和具有期望的清晰度的視頻信號的取樣的數(shù)量這兩者的最大公約數(shù)來計算所述向上取樣比率和向下取樣比率。
可以通過使用如下方程來計算濾波器抽頭的數(shù)量T＝round(max{U，D}×SmoothingAmount×nLobes-1)×2+1，這里，T是濾波器抽頭的數(shù)量，nLobes是旁瓣的數(shù)量，U和D是最佳向上取樣比率和最佳向下取樣比率，SmoothingAmount是調(diào)整濾波器的截止頻率的常量。
可以將SmoothingAmount的值設(shè)置為小于1，以及可以將nLobes的值設(shè)置為小于2。
可以通過使用如下方程來計算第一濾波器系數(shù)的數(shù)量h[i]={sin(x)x}×Kaiser(i,β),i=0,1,...,T-1,x=i-T-12T-12×π×nLobes]]>這里，sin(x)/x是理想的低頻率帶通函數(shù)，和Kaiser(I，β)是Kaiser窗函數(shù)。
最終濾波器系數(shù)可以被定義為h[i]=[sin(x)x-ES·Gaussian(x)]·Kaiser(i,β),i=0,1,...,T-1,x=i-T-11T-11×π×nLobes]]>這里，ES是用于確定在通帶中的高頻信號的幅度的參數(shù)，以及Kaiser(I，β)是Kaiser窗函數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，提供了一種用于轉(zhuǎn)換視頻信號的分辨率的裝置，該裝置包括用于基于輸入視頻信號的分辨率和輸出視頻信號的期望的分辨率來計算向上取樣比率和向下取樣比率的裝置；用于通過將所述向上取樣比率和向下取樣比率乘以旁瓣的數(shù)量來計算濾波器抽頭的數(shù)量的裝置；用于通過將窗函數(shù)和sinc函數(shù)(sinc function)相乘來計算濾波器抽頭的相同數(shù)量的第一濾波器系數(shù)的裝置；用于通過從第一濾波器系數(shù)中減去高斯(Gaussian)函數(shù)與窗函數(shù)相乘的結(jié)果來計算最終濾波器系數(shù)，并且然后對該最終濾波器系數(shù)進行歸一化的裝置；以及用于通過調(diào)整依靠于所述向上取樣比率和向下取樣比率的輸入視頻信號的取樣比率，來基于所述最終濾波器系數(shù)分別在垂直和水平方向上進行濾波的第一和第二定標濾波器。


通過參照附圖來對本發(fā)明的示范性實施例進行詳細的描述，本發(fā)明的上述和其它的特征和優(yōu)點將變得更加明顯，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于描述輸入視頻信號的取樣率轉(zhuǎn)換的方框圖；圖2是顯示圖1中的L倍向上取樣器的方框圖；圖3A是圖2中的輸入信號x(n)的頻譜；圖3B是按照L向上取樣圖2中的輸入信號x(m)的取樣值的頻譜；圖4是連接到圖2中的L倍向上取樣器的第一低通濾波器的方框圖；圖5是顯示圖1中的M倍向下取樣器的方框圖；圖6A是圖5中的輸入信號x2(n)的頻譜；圖6B是按照M向下取樣圖5中的輸入信號x2(n)的取樣值的頻譜；圖7是連接到圖5中的M倍向下取樣器的第二低通濾波器的方框圖；圖8是其中在圖4和7中集成了向上取樣和向下取樣處理單元的方框圖；圖9是顯示在濾波器設(shè)計期間所考慮的截止頻率、轉(zhuǎn)變帶寬和阻帶衰減的量的示意性圖；圖10A、10B和10C是頻率響應(yīng)的曲線圖；圖11是顯示根據(jù)本發(fā)明的具有500HZ的截止頻率的低通濾波器的頻率響應(yīng)的曲線圖；以及圖12是顯示根據(jù)本發(fā)明的用于描述轉(zhuǎn)換分辨率的方法的典型的分辨率轉(zhuǎn)換單元的方框圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參照附圖詳細描述本發(fā)明，其中顯示了本發(fā)明的示范性實施例。但是，可以以很多不同的形式來實現(xiàn)本發(fā)明，并且本發(fā)明不應(yīng)該被認為只限制到這里所提出的實施例上；相反，提供了這些實施例使得本公開將是徹底和全面的，并且將充分地將本發(fā)明的概念傳達給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。在附圖中相同的附圖標記表示相同的元件，因此將省略對它們的描述。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于描述輸入視頻信號的取樣率轉(zhuǎn)換的方框圖，根據(jù)典型的取樣轉(zhuǎn)換技術(shù)，向上取樣器10在輸入視頻信號的x(n)的像素之間執(zhí)行零插入并且輸出向上取樣的視頻信號。插值濾波器20基于所接收到的濾波器系數(shù)來對所述向上取樣的視頻信號執(zhí)行低通濾波，以及向下取樣器30對已濾波的視頻信號進行適合于所期望的分辨率的向下取樣。
圖2是顯示圖1中的L倍向上取樣器的方框圖。L倍向上取樣器在L倍向上取樣的輸入視頻信號的取樣之間插入(L-1)個零。假設(shè)輸入信號的取樣是x(n)＝{...，3，5，9，6，...}和L＝4，則輸出信號x1(n)＝{...，3，0，0，0，5，0，0，0，9，0，0，0，6，0，0，0，...}，也就是說，在輸入信號x(n)的每一個取樣之間插入3個零。這能用下列的一般表達式來表示。
x1(n)＝[↑L]x(n)＝x(n/L)；當n是L的倍數(shù)時＝0；其它圖3A是圖2中的輸入信號x(n)的頻譜。圖3B是其中按照L向上取樣圖2中的輸入信號x(n)的取樣值的頻譜。圖4是示出連接到圖2中的L倍向上取樣器10的第一低通濾波器22的方框圖。
在-π～+π的范圍內(nèi)將輸入信號x(n)的頻譜壓縮成(L-1)個頻譜分量。第一低通濾波器22具有設(shè)置在π/L處的截止頻率(cut-off frequency)，以便僅僅使已壓縮的輸入信號x1(n)的頻譜中的位于低頻帶中的頻譜分量32通過，如圖3B中所示。
圖5是顯示M倍向下取樣器30的方框圖。該M倍向下取樣器是一個電路，其中從該電路中，僅僅當輸入取樣的位置處于M的整數(shù)倍數(shù)時，輸出輸入信號而沒有對其更改。假設(shè)輸入信號x2(n)的取樣是x2(n)＝{...，7，3，5，2，9，6，4，...}，M＝2和x3＝(5)，則輸出信號的取樣變成x3(n)＝{...，7，5，9，4，...}。這可以由下列的一般表達式來表示。
x3(n)＝[↓L]X2(n)＝x2(n/L)；當n是M的倍數(shù)時＝0；其它圖6A是圖5中的輸入信號x2(n)的頻譜。圖6B是其中按照M向下取樣圖5中的輸入信號x2(n)的取樣值的頻譜。圖7是連接到圖5中的M倍向下取樣器的第二低通濾波器24的方框圖。已經(jīng)調(diào)整了圖6A和6B中所示的頻譜的頻率帶寬，以便于描述。
通過按照X[M]來擴展輸入信號x2(n)以使其具有(M-1)個頻譜分量，來形成M倍向下取樣的信號x3(n)的頻譜，使得由于輸入信號x2(n)的頻譜的重疊而發(fā)生混疊(aliasing)。為了防止如此的混疊(aliasing)，在向下取樣之前使輸入信號x2(n)通過具有截止頻率為π/M的第二低通濾波器24，如圖7中所示。此外，為了去除由向上取樣所導(dǎo)致的附加的頻譜分量以及防止由向下取樣所導(dǎo)致的混疊(aliasing)，圖1中的插值濾波器20被設(shè)置得具有第一低通濾波器22和第二低通濾波器24的最低的截止頻率，min(π/L，π/M)。
存在有各種估計插值濾波器20、有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器的濾波器系數(shù)的方法。根據(jù)本發(fā)明，為了便于控制阻帶衰減量和轉(zhuǎn)變帶寬，而采用了基于窗口設(shè)計的方法，這對于確定濾波器特性來說是重要的。
圖9是顯示在濾波器設(shè)計期間所考慮的截止頻率、轉(zhuǎn)變帶寬和阻帶衰減量的示意性圖。在濾波器設(shè)計期間，窄的轉(zhuǎn)變帶寬和大的阻帶衰減量能防止視頻質(zhì)量變壞，諸如通過濾波所引起的跳動(ringing)和混疊。窗函數(shù)的類型確定濾波器的頻率特征。也就是說，當窗函數(shù)的主瓣的寬度變得較窄時，所設(shè)計的濾波器具有較大的阻帶衰減量。
在濾波器設(shè)計的領(lǐng)域中，正在采用各種類型的窗函數(shù)，以便優(yōu)化轉(zhuǎn)變帶寬和阻帶衰減量。根據(jù)本發(fā)明，采用了Kaiser窗函數(shù)，這是因為可以方便地控制窗函數(shù)的主瓣的帶寬和旁瓣的波紋。
能按如下等式來表示典型的窗函數(shù)的脈沖響應(yīng)h(n)。
1/2]I0(β);0≤n≤T,α=T/2=0;]]>其它這里，T是濾波器抽頭的數(shù)量，I0是調(diào)整的零階Bessel函數(shù)，以及α和β是用于確定Kaiser窗的配置的系數(shù)。由系數(shù)β和T來確定Kaiser窗函數(shù)的頻率特性。當β增加時，阻帶衰減減少。當T增加時，窗函數(shù)的主瓣變得較窄。因此，減少了轉(zhuǎn)變帶寬。
理論上，用于轉(zhuǎn)換分辨率的插值濾波器20應(yīng)該具有在通帶上平坦的頻率響應(yīng)和具有在阻帶上較大的衰減量，以便防止混疊。特別是，在取樣頻率的倍數(shù)中，最好是插值濾波器20具有很高的阻帶衰減，以便防止在輸入信號的直流(DC)分量中的混疊，這是因為通過裸眼能敏感地識別出混疊。此外，為了防止圖像的邊緣區(qū)域中的跳動(ringing)和過沖(overshooting)，建議插值濾波器20的脈沖響應(yīng)具有較小數(shù)量的旁瓣分量和較小的旁瓣。
根據(jù)本發(fā)明，當確定濾波器系數(shù)時，通過使用阻帶衰減和過渡區(qū)域(transition region)帶寬來計算濾波器抽頭數(shù)目(T)，這不是一種折衷(trade-off)，如下列等式中所示。
T＝round(max{U，D}×SmoothingAmount×nLobes-1)×2+1這里，round是舍入函數(shù)(rounding function)，nLobes是脈沖響應(yīng)中的旁瓣的數(shù)量，以及U和D分別是最佳向上取樣和向下取樣率，計算在輸入信號中的取樣數(shù)目和在輸出信號中的取樣數(shù)目這兩者之間的最大公約數(shù)，然后將輸入信號和輸出信號中的取樣數(shù)目每一個分別都除以該最大公約數(shù)，以便獲得最佳向上取樣和向下取樣率。使用該最佳的向上取樣和向下取樣率來確定濾波器的截止頻率。通常，脈沖響應(yīng)中的旁瓣的數(shù)量直接與濾波器抽頭數(shù)目(T)成比例。能通過將旁瓣的數(shù)量(nLobes)乘以向上取樣和向下取樣率來計算濾波器抽頭數(shù)目(T)。這里，SmoothingAmoun是用于修改濾波器的截止頻率的參數(shù)，并且如果確定了旁瓣的數(shù)量就變成直接與濾波器抽頭數(shù)目和截止頻率成比例。用于計算濾波器抽頭數(shù)目的等式包括參數(shù)SmoothingAmoun就是由于這個原因。
最好，在[等式5]中，將SmoothingAmount設(shè)置成小于1，以及將nLobes設(shè)置成小于2。從下列的等式中能獲得濾波器系數(shù)h[i]。
h[i]={sin(x)x}×Kaiser(i,β),i=0,1,...,T-1,x=i-T-12T-12×π×nLobes]]>這里，x是允許sinc函數(shù)具有在零和濾波器抽頭數(shù)目的范圍(0～L-1)之內(nèi)在[等式5]中集成的旁瓣的數(shù)量的定標常量因子(scaling constant factor)。對由[等式6]所計算的濾波器系數(shù)進行歸一化以便為恒定的連續(xù)輸入信號產(chǎn)生恒定的輸出信號，即，平坦信號(flat signal)。
由于插值濾波器通常被用作改變?nèi)勇实姆椒ǎ栽谳斎胄盘柕母哳l帶上產(chǎn)生頻譜衰減。這就導(dǎo)致了在濾波的視頻中的清晰度的變壞，這將被容易地識別出來。為了對這個問題進行補償，根據(jù)本發(fā)明，在濾波器系數(shù)的產(chǎn)生期間，利用保持恒定的濾波器抽頭數(shù)目來強制增加濾波器的通帶中的高頻信號的頻率響應(yīng)的幅度，因此改善清晰度。為了這個目的，從[等式6]中的原始濾波器內(nèi)核中減去Gaussian函數(shù)以便計算如下列的[等式7]所表示的濾波器系數(shù)。隨后，通過歸一化來獲得最終濾波器系數(shù)。
h[i]=[sin(x)x-ES·Gaussian(x)]·Kaiser(i,β),i=0,1,...,T-1,x=i-T-12T-12×π×nLobes]]>這里，ES是用于確定通帶中的高頻信號的幅度的控制因子。假設(shè)H(W)是通過使用從[等式6]中所獲得的濾波器系數(shù)所計算的頻率響應(yīng)。以及G(W)是頻率響應(yīng)，Gaussian(x)。[等式7]中的Gaussian濾波器的Kaiser(i，β)，從[等式7]中所產(chǎn)生的濾波器的最終頻率響應(yīng)能被表示為H(W)-ES×G(W)。這里，當高頻信號的增益ES為較小時，最終頻率響應(yīng)變得接近于濾波器的原始頻率響應(yīng)H(W)。此外，當控制因子ES增加時，在低頻帶中的幅度響應(yīng)增益減少。能夠通過歸一化濾波器系數(shù)來補償如此較小的幅度響應(yīng)。
圖10A顯示了根據(jù)本發(fā)明的當通過使用圖1中的插值濾波器和[等式6]中的濾波器系數(shù)來進行濾波時的頻率響應(yīng)的曲線圖。這里，A是頻率響應(yīng)，B是Gaussian函數(shù)的頻率響應(yīng)。
圖10B顯示了當通過使用圖1中的插值濾波器和[等式7]中的濾波器系數(shù)來進行濾波時的頻率響應(yīng)的曲線圖。
圖10C顯示了當對圖10B中所應(yīng)用的濾波器系數(shù)進行歸一化以及然后進行濾波時的頻率響應(yīng)的曲線圖?？梢宰R別出，在輸入信號中的高頻分量能被有效地加強，而沒有更改濾波器抽頭數(shù)目。
圖11是顯示根據(jù)本發(fā)明的具有500HZ的截止頻率的低通濾波器的頻率響應(yīng)的曲線圖。在圖11中，A′是理想的低通濾波器的頻率響應(yīng)，B′是根據(jù)本發(fā)明的在[等式6]中通過使用濾波器系數(shù)所獲得的頻率響應(yīng)，以及C是其中基于從[等式7]中所獲得的濾波器系數(shù)增強了通帶中的高頻分量的幅度的濾波器的頻率響應(yīng)。
如圖11中所示，在沒有高頻帶中的阻帶衰減的任何惡化的情況下，就能有效地增加通帶中的高頻分量。這將改善圖像清晰度。
參照圖12，顯示了用于相對于視頻信號YCbCr和RGB的垂直和水平方向來轉(zhuǎn)換分辨率的塊。分別通過第一和第二多路復(fù)用器110將在輸入信號處理單元100中被劃分在垂直和水平方向上的視頻信號應(yīng)用到第一和第二定標濾波器130和140上，并且然后將其轉(zhuǎn)換為具有期望的分辨率。在濾波之后，通過第三多路復(fù)用器單元150將信號輸出到輸出信號處理單元160。這里，第一和第二定標濾波器130和140中的每一個都是包括如圖1中所示的插值濾波器20的取樣轉(zhuǎn)換塊。它們基于從用于計算濾波器系數(shù)的裝置(在附圖中未示出)中輸入的濾波器系數(shù)來對視頻信號進行濾波，以便即使在轉(zhuǎn)換分辨率之后也能提供高清晰度的圖像。
根據(jù)本發(fā)明，由于能夠自由地轉(zhuǎn)換輸出圖像的分辨率，所以在各種數(shù)字顯示設(shè)備中能支持不同的分辨率的圖像。此外，盡管插值濾波器的過渡區(qū)域帶寬和阻帶衰減之間存在相折衷(trade-off)，但是它們都能被用來計算最佳濾波器系數(shù)和控制插值濾波器。因此，在沒有增加峰值電路或清晰度增強電路的情況下提供高清晰度輸出圖像信號是可能的。
同樣，通過控制用于計算濾波器系數(shù)的等式中的控制因子ES來精確地控制輸出視頻的清晰度和混疊和跳動(ringing)特性是可能的。
雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的示范性實施例詳細地顯示和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在沒有脫離如權(quán)利要求書所定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，這里可以做出形式和細節(jié)上的各種變化。所述示范性實施例應(yīng)該被認為僅僅是描述性的，而不是用于限制。因此，不能由本發(fā)明的詳細描述來定義本發(fā)明的范圍，而是要由所附的權(quán)利要求書來定義本發(fā)明的范圍，并且在該范圍內(nèi)的所有差別將被認作被包括在本發(fā)明中。
權(quán)利要求
1.一種用于轉(zhuǎn)換視頻信號的分辨率的方法，該方法包括步驟(a)基于輸入視頻信號的分辨率和輸出視頻信號的期望的分辨率來計算向上取樣比率和向下取樣比率；(b)通過將所述向上取樣比率和向下取樣比率乘以旁瓣的數(shù)量來計算濾波器抽頭的數(shù)量；(c)通過將窗函數(shù)和正弦函數(shù)相乘來計算濾波器抽頭的相同數(shù)量的第一濾波器系數(shù)；(d)通過從第一濾波器系數(shù)中減去高斯函數(shù)與窗函數(shù)相乘的結(jié)果來計算最終濾波器系數(shù)，并且然后對該最終濾波器系數(shù)進行歸一化；以及(e)通過調(diào)整依靠于所述向上取樣比率和向下取樣比率的輸入視頻信號的取樣比率，來基于所述最終濾波器系數(shù)在垂直和水平方向上進行濾波。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通過使用輸入視頻信號的取樣的數(shù)量和具有期望的清晰度的視頻信號的取樣的數(shù)量這兩者的最大公約數(shù)來計算所述向上取樣比率和向下取樣比率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通過使用如下方程來計算濾波器抽頭的數(shù)量T＝round(max{U，D}×SmoothingAmount×nLobes-1)×2+1，這里，T是濾波器抽頭的數(shù)量，nLobes是旁瓣的數(shù)量，U和D是最佳向上取樣比率和最佳向下取樣比率，SmoothingAmount是用于調(diào)整濾波器的截止頻率的常量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中將SmoothingAmount的值設(shè)置為小于1，以及將nLobes的值設(shè)置為小于2。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中通過使用如下方程來計算所述第一濾波器系數(shù)h[i]={sin(x)x}×Kaiser(i,β),i=0,1,...,T-1,x=i-T-12T-12×π×nLobes]]>這里，sin(x)/x是理想的低頻帶通函數(shù)，和Kaiser(I，β)是Kaiser窗函數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述最終濾波器系數(shù)被定義為h[i]=[sin(x)x-ES·Gaussian(x)]·Kaiser(i,β),i=0,1,...,T-1,x=i-T-12T-12×π×nLobes]]>這里，ES是用于確定在通帶中的高頻信號的幅度的參數(shù)，以及Kaiser(i，β)是Kaiser窗函數(shù)。
7.一種用于轉(zhuǎn)換視頻信號的分辨率的裝置，該裝置包括用于基于輸入視頻信號的分辨率和輸出視頻信號的期望的分辨率來計算向上取樣比率和向下取樣比率的裝置；用于通過將所述向上取樣比率和向下取樣比率乘以旁瓣的數(shù)量來計算濾波器抽頭的數(shù)量的裝置；用于通過將窗函數(shù)和sinc函數(shù)相乘來計算濾波器抽頭的相同數(shù)量的第一濾波器系數(shù)的裝置；用于通過從第一濾波器系數(shù)中減去高斯函數(shù)與窗函數(shù)相乘的結(jié)果來計算最終濾波器系數(shù)，并且然后對該最終濾波器系數(shù)進行歸一化的裝置；以及用于通過調(diào)整依靠于所述向上取樣比率和向下取樣比率的輸入視頻信號的取樣比率，來基于所述最終濾波器系數(shù)在垂直和水平方向上進行濾波的第一和第二定標濾波器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種轉(zhuǎn)換視頻信號的分辨率的方法，該方法包括(a)基于輸入視頻信號的分辨率和輸出視頻信號的期望分辨率計算向上取樣比率和向下取樣比率；(b)通過將向上取樣比率和向下取樣比率乘以旁瓣數(shù)量來計算濾波器抽頭的數(shù)量；(c)將窗函數(shù)和正弦函數(shù)相乘來計算濾波器抽頭的相同數(shù)量的第一濾波器系數(shù)；(d)從第一濾波器系數(shù)中減去高斯函數(shù)與窗函數(shù)相乘的結(jié)果來計算最終濾波器系數(shù)，然后歸一化最終濾波器系數(shù)；以及(e)通過調(diào)整依靠于向上取樣比率和向下取樣比率的輸入視頻信號的取樣比率，來基于最終濾波器系數(shù)在垂直和水平方向上進行濾波，從而使在沒有增加需要計算最佳濾波器系數(shù)并然后濾波輸入圖像信號的附加清晰度增強電路的情況下獲得清楚的視頻圖像成為可能。
文檔編號H04N7/01GK1622592SQ20041008696
公開日2005年6月1日 申請日期2004年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月24日
發(fā)明者李晧榮, 金昌容, 樸斗植, 李性德, 亞歷克西·盧金 申請人:三星電子株式會社