基于farrow结构的内容自适应缩放器的制作方法

专利名称：基于farrow结构的内容自适应缩放器的制作方法
基于FARROW结构的内容自适应缩放器相关申请的交叉引用本申请要求享有2009年5月5日提交的、序列号为61/175，M8、名称为“Content Adaptive Scaler Based On A Farrow Structure”的美国临时专利申请的优先权，该申请在此通过引用而并入其全部内容。
背景技术：
本发明涉及视频处理系统中的缩放操作，以在调整图像内容大小时具有最少伪像。“缩放”通常是指改变图像大小的处理。可以将缩放作为视频系统中的格式转换操作来执行。例如，当在高分辨率面板(例如，全高清(IOSOp)面板)上显示低分辨率(例如，480p)的视频图像时，需要将视频图像缩放为1080p。这类转换被称为向上转换。同样， 需要转换高分辨率的视频图像以在低分辨率面板(例如，IOSOp到480p)或者更小显示区域 (例如，画中画(PIP))上显示。这类转换被称为向下转换或者抽取。通常，缩放包含调整将要被显示的视频图像的大小。例如，具有480p分辨率的 4 3图像帧具有720X480或者345600个像素，而具有1080p分辨率的16 9图像帧具有1920 X 1080或者2073600个像素。因而，需要增加附加像素来执行从480p到1080p的向上转换，并且需要去除和/或组合已有像素来执行从IOSOp到480p的向下转换。传统上，对于向上转换，使用插值来在已有像素之间增加附加像素，而抽取被用来去除和/或组合已有像素。插值和抽取均涉及通过信号滤波器(例如，低通滤波器(LPF)) 传递图像数据。然而，在2维滤波中，不存在理想的LPF，并且一个维度的滤波常常降低沿其它维度的图像内容的质量。已经开发了各种技术来执行缩放并且还减少不期望的伪像。然而，已有技术包含复杂硬件结构并且没有有效地减少不期望的伪像。例如，各种不期望的伪像(诸如锯齿现象、边缘模糊、环状和波纹伪像)可以导致图像的失真并且在向上转换或者向下转换之后影响图像质量，但使用复杂硬件结构的已有技术没有有效地减少这些不期望的伪像。因此，需要能够在调整图像数据大小时具有最少伪像但又使用复杂度降低的硬件结构的缩放系统。


图1例示了根据本发明实施例的成像系统的示意图。图2例示了根据本发明实施例的参数化Farrow结构。图3例示了根据本发明实施例的用于确定参数化Farrow结构的系数的一组公式。图4例示了根据本发明实施例的由参数化Farrow结构所增加的新像素y (k)。图5例示了根据本发明实施例的确定可调整参数α的值的一组条件。图6例示了针对传统多相滤波器的不同相位的幅度响应。图7例示了根据本发明实施例的针对参数化Farrow结构的幅度响应。
图8例示了根据本发明实施例的使用参数化Farrow结构以用于向下转换的处理。图9例示了根据本发明实施例的使用参数化Farrow结构的向下转换处理。图10例示了根据本发明实施例的过冲控制。
具体实施例方式本发明实施例涉及图像处理系统。该图像处理系统可以包含内容检测模块，其具有接收输入像素的序列的输入端，并且被配置成基于所检测的相邻输入像素对之间的差别生成可调整参数；以及数字滤波器，其具有针对该输入像素的序列的输入端和耦合至内容检测模块的输出端的控制输入端。该数字滤波器可以根据该参数调整滤波系数。图1例示了根据本发明实施例的成像系统100的示意图。成像系统100可以包括内容检测模块104、参数化Farrow结构106和过冲控制模块108。参数化Farrow结构106 可以是处理输入像素并且通过应用系数到各输入像素(例如，通过插值)生成输出像素的数字滤波器。参数化Farrow结构106可以耦合至像素输入102以接收输入像素。内容检测模块104可以基于输入像素确定参数α 112来调整参数化Farrow结构106的系数。过冲模块108控制可以将来自Farrow结构106的输出像素限制在输入像素的一定范围内。在一个实施例中，内容检测模块104和过冲控制模块108可以耦合至参数化Farrow结构106。 参数化Farrow结构106可以基于输入像素和参数α 112生成输出像素。可以将所生成的输出像素传输到过冲控制模块108。过冲控制模块108可以针对过冲控制来处理所生成的输出像素并且将所生成的像素输出到像素输出110。本发明实施例可以应用插值/抽取到图像的各种颜色空间(例如，红-绿-蓝 (RGB)、YIQ、YUV)。在一个实施例中，内容或者频率检测可以基于YUV颜色空间。因而，对于该实施例，可能需要在被缩放之前将RGB输入转换为YUV并且在被缩放之后从YUV转换回RGB。对于应用到YUV颜色空间的实施例，可以在Y通道上应用α决定，UV可以与Y共享相同的α。在某些实施例中，内容或者频率检测可以基于RGB颜色空间。在一个或者更多个实施例中，RGB颜色空间的3个通道可以分别具有单独的α决定模块。图2显示了根据本发明实施例的参数化Farrow结构200。参数化Farrow 结构200可以包含输入信号线202、位置信号线220、输出信号线230、多个延迟元件 216. 1-216. 5 (统称为延迟元件216)、4个放大器218. 1-218. 4 (统称为放大器218)、8个加法器224. 1-224. 8 (统称为加法器224)和两个乘法器222. 1-222. 2 (统称为乘法器222)。输入信号线202可以接收图像的一个维度上(例如，水平地或者垂直地)的输入像素的序列X(m)(例如，X(O)、X(I))。可以将所接收的每个输入像素施加到放大器218并且可以将所接收的每个输入像素传输到延迟元件216。放大器218的每一个可以按照α系数放大输入信号。例如，对于输入X(m)，输出可以是αχΟιι)。延迟元件216的每一个可以向像素增加一个延迟。例如，如果输入信号线202的输入信号是X (η)，则点204和210处的信号(分别与χ (η)相距一个延迟元件216. 1和216. 4) 是在前像素χ (η-1)，点206和212处的信号(分别与χ (η)相距两个延迟元件216. 1和216. 2 以及216. 4和216. 5)是在前像素Χ(η_2)，以及点208处的信号(与χ(η)相距三个延迟元件216. 1、216. 2和216. 3)是在前像素χ(η_3)。在一个实施例中，每个延迟元件216可以是存储设备，诸如但不限于寄存器。
位置信号线220可以接收标识将要生成新像素的地方的位置指示符μ k。位置指示符Pk可以与参数化Farrow结构200中的信号相乘(例如，在乘法器221)。可以基于输入像素在输出信号线230上生成针对位置指示符μ k所标识的位置的输出信号y(k)(例如， 新像素)。在一个实施例中，参数化Farrow结构200可以是4点分段抛物线Farrow结构并且被称为二次插值器。图3和4例示了根据本发明实施例的参数化Farrow结构200的操作。图4显示了基于4个已有输入像素Π_Π，Χ(-1)、Χ(0)、Χ(1)和x(2))将要在位置μ k被增加的新像素y(k)。图3例示了根据本发明实施例的用于确定可以应用到4个已有像素的系数CfQ、 (^和(2的一组公式。如图4中所示，新像素y(k)可以位于两个已有像素x(O)和X(I)之间的位置yk。参数化Farrow结构200可以使用将要增加新像素的位置μ &之前的两个已有像素(例如，x(-l)和x(O))和位置μ k之后的两个已有像素(例如，X(I)和χ⑵)。在一个实施例中，Pk可以是0(包含)和1(不包含)之间的值。可以由4个输入像素x(-l)、 χ(0)、χ(1)和χ (2)按照如下公式生成新像素y(k)y (k) = C2X (2) +C1X (1) +C0X (0) +(L1X (_1)。返回参考图2，当输入信号线202处的输入信号为χ (2)时，相应地，点204和210处的信号可以是X(I)，点206和212处的信号可以是X(O)，并且点208处的信号可以是x(-l)。 如图2中所示，可以通过放大器218. 1放大xO)并且可以将xO)增加到加法器224. 1。加法器224. 1的另一个输入可以是来自放大器218. 2的负输入，该放大器218. 2在点204处放大信号x(l)。因此，加法器224. 1可以生成将要输入加法器224. 2的输出αχ(2)-αχ(1)。 加法器224. 2也可以具有来自放大器218. 3的负输入(例如，-α χ (0))，该放大器218. 3 在点206处放大信号X(O)。因此，加法器224. 3可以生成将要输入加法器224. 5的输出 α χ (2) - α χ (1) - α χ (0)。加法器224. 5可以将来自加法器224. 3的输出和来自放大器218. 4 的输出(例如，ax(-l))相加并且具有输出αχ(2)-αχ(1)-αχ(0) + αχ(-1)。可以在乘法器222. 1将加法器224. 5的输出与位置信号相乘。乘法器222. 1因而可以具有输出 (α χ ⑵-α χ ⑴-α χ (0) + α χ (-1)) μ k。类似地，加法器224. 2的输入是来自放大器218. 1 (负输入)、放大器218. 2和点 210的信号。加法器224. 2因而可以生成输出-αχ(2) + αχ(1)+χ(1)。加法器224. 4可以将来自加法器224. 2的输出和来自放大器218. 3的信号(例如，+ α χ(0))相加并且减去来自点212的信号(例如，-χ (0))。因此，加法器224. 4可以生成输出信号-α χ (2) + ( α +1) χ (1) + ( α -1) χ (0)。可以在加法器224. 6处将来自加法器224. 2的输出和来自放大器218. 4 的负信号(例如，-αχ(-1))相加。因而，加法器224. 6可以具有输出- α χ (2) + ( α +1) χ (1) + ( α -1) χ (0) - α χ (-1)。可以在加法器224. 7处将乘法器222. 1和加法器224. 6的输出相加。接下来，可以在乘法器222. 2处将乘法器222. 1和加法器224. 6的输出之和与相乘。最后，可以在加法器224. 8处生成所生成的信号y(k)，加法器224. 8可以将来自乘法器222. 2的输出信号与点212处的信号(例如，X(O))相加。因此，所生成的信号y(k)可能如下并且可以如图3中所示地确定每个已有输入信号χ (-1)、χ (0)、χ⑴和χ⑵的系数Cf C0, C1和C2 y(k) = (α χ(2)-α χ(1)-α χ(0) + α χ(-1)) μ k2+(-α χ (2) + ( α +1) χ (1) + ( α -1) χ(0)-α χ(-1)) yk+x(0)。
图5例示了根据本发明实施例的确定可调整参数α的值的一组条件。将要被插入的新像素的值可以取决于插入位置之前和之后的输入像素的值。特别是，新像素的值可以取决于相邻输入像素之间的差别。例如，紧跟在插入位置之前和之后的输入像素之间的差别可以对新像素产生较为重要的影响，接下来是进一步远离插入位置的像素之间的差另IJ。根据本发明实施例的内容检测模块104可以基于内容(例如，相邻像素之间的差别) 动态地确定参数α的值。如图5中所示，例如，可以使用已有像素的序列(例如，χ(η-3)、 χ(η-2),χ(η-1)和χ(η))的值来确定将要插入在该序列的第二和第三像素(例如，x(n-l) 和x(n-2))之间的(一个或更多个)新像素的参数α的值。在一个实施例中，可以通过检验一组条件Α、B、C、D、Ε、F、G和H来确定α的值。 该组条件Α、B、C、D、E、G和H接下来可以推导出将要被插入在χ(η-2)和x(n-l)(例如，图 4的X(O)和X(I))之间的新像素的适当a。内容检测模块(例如，图1的内容检测模块 104)可以确定输入像素之间的差别并且确定参数α的值。在某些实施例中，可以使用5个级别(例如，可调整参数α的5个值)高、中高、中、低、关闭。在一个实施例中，5个级别对应于:1、0· 75,0. 5,0. 25,00条件Α、B、C、D和E可以涉及紧跟在新插入像素之前和之后的输入像素(例如，χ(η-2)和x(n-l))之间的差别。条件G和H可以涉及接近插入位置的相邻输入像素对之间的差别。如果差别在一定范围内(例如，x(n-2)和X(n_l)之间的差别在一定范围内)，则可以仅依据紧跟在插入位置之前和之后的像素之间的差别来确定参数α的值。例如，如果χ(η-2)和x(n-l)之间的差别大于或者等于最高阈值(例如，差别的绝对值可能大于或者等于96，在图5中示为条件A)，则α可以为高(例如，1)。此外，如果Χ(η_2)和Χ(η_1) 之间的差别位于最高阈值和中间阈值之间(例如，差别的绝对值可能位于96(不包含)和 64(大于或者等于)之间，在图5中示为条件B)，则α可以为中高(例如，0.75)。假如不适用上述两个条件中的任何一个，则如果χ (η-2)和χ (η_1)之间的差别位于中间阈值和中低阈值之间(例如，差别的绝对值可能位于64(不包含)和32(包含)之间，在图5中示为条件C)，α可以为中(例如，0. 5)。假如χ(η-2)和χ (η_1)之间的差别很低但不是特别低，例如，位于中低阈值和最低阈值之间(例如，差别的绝对值可能位于32 (不包含)和16(包含)之间，在图5中示为条件D)，则如果相邻输入像素对的差别大于上限阈值(例如，x(n-3)和x(n-2)之间的差别以及χ(n_l)和x(n)之间的差别的绝对值均大于 64，在图5中示为条件G)，α可以为中(例如，0.5)。假如Χ(η_2)和x(n-l)之间的差别特别低，例如，小于最低阈值(例如，差别的绝对值可能小于16，在图5中示为条件E)，则如果相邻输入像素对的差别大于下限阈值(例如，χ(n-3)和x(n-2)之间的差别以及χ(n_l)和 χ (η)之间的差别的绝对值均大于32，在图5中示为条件H)，α仍然可以为中(例如，0.5)。假如χ(η-2)和x(n-l)之间的差别很低但不是特别低，例如，位于中低阈值和最低阈值之间(例如，差别的绝对值可能位于32 (不包含)和16 (包含)之间)，则如果相邻输入像素对的差别中的任一或者二者小于或者等于上限阈值(例如，χ (n-3)和x(n-2)之间的差别以及x(n-l)和x(n)之间的差别中的任一或者二者的绝对值小于或者等于64，在图 5中示为等于0的条件G)，α可以为低(例如，0.25)。最后，假如Χ(η_2)和x(n-l)之间的差别特别低，例如，小于最低阈值(例如，差别的绝对值可能小于16)，如果相邻输入像素对的差别中的任一或者二者小于或者等于下限阈值(例如，χ (n-3)和x(n-2)之间的差别以及x(n-l)和x(n)之间的差别的绝对值不是全部大于32，在图5中示为条件H==0)， α可以被设置为0。可以由系统设计者调整和/或确定各个阈值的值。例如，在另一实施例中，最高阈值可以是100，中间阈值可以是50，中低阈值可以是25，最低阈值可以是10，上限阈值可以是48而下限阈值可以是Μ。因而，如图5中所示，在一个实施例中，可以通过输入像素的序列确定α的值。因此，根据本发明实施例的Farrow结构的系数是基于输入像素的序列(例如，所插入像素之前和之后的已有像素)自适应的，并且插值可以基于图像内容(例如，像素之间的差别)。 而且，可以根据需要调整根据本发明实施例的用于进行确定的标准。如上所述，信号处理结构可以用作信号滤波器。信号滤波器通常具有针对不同频率的不同效果。图6显示了传统多相结构针对不同相位(例如，分别是Pk = Ojk = O. 25、 μ k = 0. 5和μ k = 0. 75)上的不同频率的幅度响应。在图6 (a)、6 (b)、6 (c)和6 (d)的每一幅中，水平轴可以是频率，而垂直轴可以是传统多相结构针对各相位(例如，Pk)的幅度响应。如果滤波器是理想的低通滤波器(LPF)，频率响应可以全部等于1。但如图6(a)中所示，在频率点f = 0. 8，第一相位的响应是1 (例如，点602)，如图6(b)和6(d)中所示，第二和第四相位均具有大约0.75的响应(例如，分别为点604和608)；并且如图6(c)中所示， 第三相位的响应是大约0. 4 (例如，点606)。因而，传统多相结构远非理想的LPF并且可能导致被处理图像的显著失真。这种显著失真实际上是锯齿边缘(其是信号处理中所公知的不期望的伪像)的直接原因。例如，如果将图像缩放4倍，可以在两个相邻已有像素(例如，在图4的像素0(0) 和1 (1)之间的μ k = 0. 25、μ k = 0. 5和μ k = 0. 75)之间插入3个附加像素。使用具有如图6中所示的幅度响应的传统多相结构，对于频率0. 8，在μ k = 0. 5处插入的像素将损失超过一半的幅度。本发明的实施例可以根据图像的频率级调整参数α (由此调整参数化Farrow结构的系数)以使得其在不同相位处具有一致响应。调整可以具有改变数字滤波器的参数的效果，以动态地实现针对各种频率的期望频率响应。当将图像放大4倍时(例如，如上所述， 采用相位3(yk = 0.5))，不同的参数α可以生成不同的频率响应。图7显示了针对在相位3(yk = 0.5)处的插值，根据本发明实施例的参数α的4 个不同值的幅度响应。例如，在频率点f = 0. 8，根据本发明实施例的具有值为0. 25的参数 α的参数化Farrow结构可以具有小于0. 5的幅度响应(例如，图7 (a)中的点702)。参数化Farrow结构的这个实施例针对具有值为0. 5的参数α可以在图7(b)中所示的频率点 f = 0.8(例如，点704)处具有大约0. 6的幅度响应。在图7 (c)中，参数化Farrow结构的这个实施例针对具有中高(例如，0. 75)值的参数α可以在频率点f = 0. 8 (例如，点706) 处具有大约0. 7的幅度响应。在图7(d)中，参数化Farrow结构的这个实施例针对具有值为1的参数α可以在频率点f = 0. 8 (例如，点708)处具有大约0. 8的幅度响应。如图7中所示，参数α的不同值可以具有不同的频率响应。因此，在一个实施例中，可以调整参数α以使得频谱平坦，S卩，使得频率的幅度响应更高(例如，接近1)并由此使得幅度响应更接近理想的LPF频谱。在一个实施例中，内容检测模块可以检测已有像素的频率级并且调整和/或选择可能导致参数化Farrow结构产生一致的幅度响应的参数α的值。取决于本地频率特征，可以将参数α配置成以下中的一个高、中高、中、低和关闭(例如，1、0.75、0.6、0.25和0)。 例如，如图7中所示，在一个实施例中，α = 1可以在f = 0.8处具有更好的响应。因此，在一个实施例中，可以容易地调整参数来使得频谱平坦，并且使得幅度响应更接近理想的LPF 频谱。本发明的实施例可以有助于减少不期望的伪像。当对图像实施向上转换(例如， 放大)时的一种伪像可能是阶梯。阶梯主要是由不同相位上的不同频率响应(例如，图6) 所引起的。在一个实施例中，通过调整对于不同相位的频率响应，参数化Farrow结构可以实现同一频率点处的更好或者相等增益(例如，图7)。因而，可以大大减少阶梯伪像。当对图像实施向上转换时的另一种伪像可能是模糊。在一个实施例中，通过调整不同相位的频率响应，与任何传统滤波器相比，整个频率响应可以更大。因而，该实施例可以增加边缘的清晰度。图8例示了根据本发明实施例的使用参数化Farrow结构以用于向下转换的处理。 处理800可以包含两个步骤。在步骤802，可以将参数化Farrow结构用作低通滤波器。可以通过该低通滤波器处理已有像素以将多个相邻像素合并为一个所生成的中间像素。在步骤804，可以使用参数化Farrow结构来根据所生成的中间像素执行双线性插值以根据原始已有像素得到最终像素。在一个实施例中，为了执行双线性插值，参数化Farrow结构可以在一个方向上执行线性插值，并且接着在其它方向上再次执行线性插值(例如，水平然后垂直，或者垂直然后水平)。图9通过将4个已有像素合并为一个像素的示例例示了处理800。可以将4个已有像素x(-l)、X(0)、X(I)和x(2)输入根据本发明实施例的参数化Farrow结构(例如，图 2的参数化Farrow结构)。可以将该参数化Farrow结构用作3点低通滤波器(LPF)。该 3点LPF可以处理前三个连续像素χ(-1)、χ(0)和x(l)以生成第一中间像素χ，(O)0该参数化Farrow结构接着可以处理随后三个连续像素χ(0)、χ(1)和x(》以生成第二中间像素 χ’ (I)0最后，该参数化Farrow结构可以对中间像素χ’ (0)和χ’ (1)应用线性插值以在已有像素X(O)和X(I)之间的位置Pk处生成最终像素y(k)。可以在两个维度上实施这种处理，因而这种处理可以被称为双线性插值。在一个实施例中，可以针对两个维度来执行3点 LPF和线性插值二者。线性插值因而可以变成双线性插值。在一个实施例中，3点LPF可以通过将在前像素的四分之一、中间像素的二分之一和后续像素的四分之一相加来生成中间像素。例如，可以按照1Λχ(-1)+1/2Χ(0)+1/4Χ(1) 来生成第一中间像素χ’(0)，并且可以按照1/^(0)+1/ (1)+1/ (2)来生成第二中间像素X’ (1)。在一个实施例中，参数化Farrow结构可以是图2中所示的由附加开关来调节的参数化Farrow结构。附加开关可以选择图2中用于向上转换的信号并且可以选择用于向下转换的一组系数，例如 C^1 = 1/4、C0 = 1/2、C1 = 1/4 和 C2 = 0，或者 CL1 = O、C。= 1/4、 C1 = 1/2 和 C2 = 1/4。在一个实施例中，根据本公开的向下缩放可以为用于双线性插值操作的参数化 Farrow结构将α设置为O。将α作为O施加给图3中所示的一组系数，系数可以变为CL1 =O、C0 = l-yk、C1 = 禾口 C2 = O。因而，y(k)可以是(Iik)χ，(0)和 ykx' (1)之和 (例如，针对两个点的线性插值)。
向下缩放或者抽取是图像缩放中的另一种重要技术。其具有诸如PIP(画中画) 的应用。对于这类画面缩放(例如，向下转换)应用，常常因为频率混叠(例如，被称为混叠伪像)而引起波纹图案。通常，需要抗混叠滤波器(例如，LPF)来减少高频中的混叠，尤其是对于大规模抽取而言。但LPF可能增加额外的硬件成本。LPF的通带应当与抽取规模成比例。在根据本公开的实施例中，可以选择Farrow结构滤波器的参数来实现适当的频率响应(例如，将高频内容抑制为大的级别)并且在无需附加硬件的情况下极大地减少波纹伪像。本发明的实施例可以向任何缩放(例如，插值或者抽取)处理施加过冲/下冲控制。图10例示了根据本发明实施例的过冲控制。当滤波器的输出信号落入在输入信号的最大值(或者最小值)的一定范围之外时，例如，如果图4的输出信号y(k)远大于4个输入信号的最大值(例如，X(O))，或者远小于4个输入信号的最小值(例如，乂2))，在信号处理期间可能出现过冲(或者下冲)。在一个实施例中，可以根据图10中所示的公式确定输出信号。Max和min可以表示4个输入像素的最大值和最小值。偏移可以是施加给被缩放的全部图像的全局参数。因此，可以基于4个输入像素将输出像素的值限制在一定范围内， 并且由此根据本发明的过冲控制可以防止新的插值在值上过大或者过小以及出现过冲。由于可调整参数，根据本公开的抛物线Farrow结构可以变成自适应LPF，并且因而如上面关于图8和9所述的那样，抽取可以与插值共享相同的计算电路。根据本公开的实施例可以自适应地生成新像素并且产生更平滑和更清晰的图像。 可以通过调整针对不同频谱的频率响应来获得该性能。使用与传统拉各朗日(Lagrange) 三次相比具有更低成本和更高高频响应的参数化二次核。而且，可以通过修改参数(其可以通过图像的内容来确定)来调整频率响应。根据本发明实施例的参数化Farrow结构可以更加成本有效。例如，可以动态地计算参数化Farrow结构200的参数，从而消除查找表(LUT)。进一步地，可以基于参数α调整动态生成的系数。在一个或更多个实施例中，可以根据被处理图像的内容调整参数α。 艮口，可以基于四周已有像素动态地生成系数。在一个实施例中，可以首先垂直、接着水平地执行插值。本发明的实施例可以具有参数化二次核。参数化二次核可以具有如下特征。首先， 其可以具有低成本。例如，与传统Farrow结构(例如，传统三次Farrow结构)相比，对于4 抽头Farrow结构(例如，使用4个已有像素)，在每一个方向和每一个通道可能仅仅需要2 个乘法器和8个加法器。其次，系数可以是自适应的。例如，可以调整参数以使得系数具有最好的频谱，而原始的Lagrange Farrow的核函数是固定的。第三，其可以实现环状减少。 由于图像中的环状区域被认为是低频，自适应频率响应可以减轻该影响并且将不会扩大环状。在此例示和描述了本发明的多个实施例。然而，应认识到，在不脱离本发明的实质和所要求的范围的前提下，本发明的修改和变化均为上述教导所覆盖并且落入在所附权利要求的范围内。
权利要求
1.一种图像处理系统，包含内容检测模块，其具有接收输入像素的序列的输入端，并且被配置成基于相邻输入像素对之间的差别生成可调整参数；以及数字滤波器，其具有针对所述输入像素的序列的输入端和耦合至所述内容检测模块的输出端的控制输入端，所述数字滤波器根据所述参数调整滤波系数。
2.如权利要求1所述的图像处理系统，其中所述数字滤波器是多点Farrow结构。
3.如权利要求2所述的图像处理系统，其中所述图像处理系统被配置成使用所述滤波系数生成用于图像的向上转换的像素。
4.如权利要求3所述的图像处理系统，其中通过将4个系数分别与4个输入像素的序列相乘并且将乘法结果相加来生成每一个所生成的像素，通过所述序列中的第一像素和第二像素、所述第二像素和第三像素以及所述第三像素和第四像素之间的差别来确定所述可调整参数。
5.如权利要求3所述的图像处理系统，其中所述可调整参数具有下列之一的值高、中高、中、低和关闭。
6.如权利要求5所述的图像处理系统，其中所述内容检测模块基于4个相邻像素的序列之间的差别生成所述可调整参数。
7.如权利要求6所述的图像处理系统，其中在所述序列中的第二和第三位置的像素之间的差别大于或者等于第一阈值的情况下，所述可调整参数具有高值。
8.如权利要求6所述的图像处理系统，其中在所述序列中的第二和第三位置的像素之间的差别小于第一阈值但大于或者等于第二阈值的情况下，所述可调整参数具有中高值。
9.如权利要求6所述的图像处理系统，其中当所述序列中的第二和第三位置的像素之间的差别小于第二阈值但大于或者等于第三阈值的情况下，所述可调整参数具有中值。
10.如权利要求6所述的图像处理系统，其中在以下情况下所述可调整参数具有中值 1)所述序列中的第二和第三位置的像素之间的差别小于第三阈值但大于或者等于第四阈值；并且幻所述序列中的第一和第二位置的像素之间及第三和第四位置的像素之间的差别均大于第五阈值。
11.如权利要求6所述的图像处理系统，其中在以下情况下所述可调整参数具有中值 1)所述序列中的第二和第三位置的像素之间的差别小于第四阈值；并且2)所述序列中的第一和第二位置的像素之间及第三和第四位置的像素之间的差别均大于第六阈值。
12.如权利要求6所述的图像处理系统，其中在以下情况下所述可调整参数具有低值 1)所述序列中的第二和第三位置的像素之间的差别小于第四阈值；并且2)所述序列中的第一和第二位置的像素之间及第三和第四位置的像素之间的差别均大于第六阈值。
13.如权利要求6所述的图像处理系统，其中在以下情况下所述可调整参数为关闭1) 所述序列中的第二和第三位置的像素之间的差别小于第四阈值；并且2)所述序列中的第一和第二位置的像素之间及第三和第四位置的像素之间的差别均大于第六阈值。
14.如权利要求5所述的图像处理系统，其中所述可调整参数基于输入像素的频谱选择。
15.如权利要求3所述的图像处理系统，其中所述图像包含水平维度和垂直维度，并且所述输入像素的序列位于所述水平维度和所述垂直维度的一个之中。
16.如权利要求1所述的图像处理系统，进一步包含过冲控制模块，其将所述数字滤波器所生成的像素限制在由所述输入像素所确定的一定范围内。
17.如权利要求1所述的图像处理系统，其中所述图像处理系统被配置成基于输入像素执行抽取。
18.如权利要求17所述的图像处理系统，其中所述图像处理系统通过执行低通滤波和双线性插值来执行抽取。
19.一种调整输入图像的大小的方法，包含接收输入像素的序列；比较每一对相邻输入像素的值；基于每一对相邻输入像素的值的差别确定可调整参数的值；基于新像素的位置和所述可调整参数计算将要被施加给输入像素的系数，所述系数被施加给数字滤波器中的输入像素；以及由所述数字滤波器使用所计算的系数生成所述新像素。
20.如权利要求18所述的方法，其中所述输入图像包含水平维度和垂直维度，并且所述输入像素的序列位于所述水平维度和所述垂直维度的一个之中。
21.如权利要求18所述的方法，其中所述数字滤波器是4点抛物线Farrow结构，通过 4个输入像素的序列生成所述新像素，并且所述新像素的位置位于所述序列中的第二和第三像素之间。
22.如权利要求21所述的方法，其中所述可调整参数的值是以下中的一个高、中高、 中、低和关闭。
23.如权利要求22所述的方法，其中所述可调整参数在所述序列中的第二和第三像素之间的差别大于或者等于第一阈值时具有高值；在所述序列中的第二和第三像素之间的差别小于所述第一阈值但大于或者等于第二阈值时具有中高值；在以下情况下具有中值(1)所述序列中的第二和第三像素之间的差别小于所述第二阈值但大于或者等于第三阈值；或者(2)所述序列中的第二和第三像素之间的差别小于所述第三阈值但大于或者等于第四阈值，并且所述序列中的第一和第二像素之间及第三和第四像素之间的差别均大于第五阈值；或者(3)所述序列中的第二和第三像素之间的差别小于所述第四阈值，并且所述序列中的第一和第二像素之间及第三和第四像素之间的差别均大于第六阈值；在以下情况下具有低值1)所述序列中的第二和第三像素之间的差别小于所述第四阈值，并且幻所述序列中的第一和第二像素之间及第三和第四像素之间的差别均大于第六阈值；以及在以下情况下为关闭1)所述序列中的第二和第三像素之间的差别小于所述第四阈值；并且2·)所述序列中的第一和第二像素之间及第三和第四像素之间的差别均大于第六阈值。
24.如权利要求21所述的方法，其中所生成的像素在被输出之前被传输至过冲控制模
25.如权利要求21所述的方法，其中通过将4个系数分别与4个输入像素相乘并且将乘法结果相加来生成所生成的像素，通过所述序列中的第一像素和第二像素、所述第二像素和第三像素以及所述第三像素和第四像素之间的差别来确定所述可调整参数的值。
26.如权利要求21所述的方法，其中基于输入像素的频谱确定所述可调整参数的值。
全文摘要
本发明的实施例涉及图像处理系统。图像处理系统包含内容检测模块，该内容检测模块具有接收输入像素的序列的输入端，并且被配置成基于所检测的相邻输入像素对之间的差别来生成可调整参数；以及数字滤波器，该数字滤波器具有针对输入像素的序列的输入端和耦合至内容检测模块的输出端的控制输入端。数字滤波器可以根据参数调整滤波系数。
文档编号G09G5/00GK102460561SQ201080026512
公开日2012年5月16日 申请日期2010年5月4日 优先权日2009年5月5日
发明者李天将, 李慧德, 李林, 车伟 申请人:美国亚德诺半导体公司