專利名稱：提高視頻圖像銳度的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種增強視頻信號的裝置和方法，更具體地說，本發(fā)明涉及一種使邊沿變化陡峭來提高視頻圖像銳度的裝置和方法。
背景技術(shù)：
電視工業(yè)正進行著一場從現(xiàn)行的標準清晰度電視(SDTV)到高清晰度電視(HDTV)轉(zhuǎn)換的重大變革。這種改變很大因素是由于聯(lián)邦通信委員會(FCC)要求截止到2006年，所有在美國的廣播公司的所有節(jié)目內(nèi)容必須采用HDTV信號，必須停止使用SDTV信號。因此，高清晰度電視在市場上也慢慢多起來，而HDTV轉(zhuǎn)換系統(tǒng)則可將HDTV信號轉(zhuǎn)換為能夠在標準清晰度電視上顯示的SDTV圖像。
這種向HDTV轉(zhuǎn)變背后的另外幾個驅(qū)動力是獲得更大和更清晰的圖像、某些系統(tǒng)中畫面長寬比的改變(類似于電影格式)以及傳輸?shù)接^眾過程中對數(shù)字信噪比敏感度的減少。隨著屏幕變大，電視觀眾希望分辨率也能隨之提高。但是在將來的這幾年里，在廣播設備向新的HDTV標準(ATSC)轉(zhuǎn)變期間，HDTV設備都還必須能接收和顯示目前SDTV標準(如PAL，NTSC，SECAM)下的電視信號。在過渡階段，最好的辦法是HDTV設備能夠以更高的分辨率顯示SDTV信號，在主觀上造成高清晰度電視圖像的印象。另外，廣播方面需要的則是以目前標準清晰度(SD)的素材實現(xiàn)向高清晰度(HD)格式轉(zhuǎn)變的技術(shù)。
遺憾的是，電視接收機端的視頻信號的分辨率受限于原視頻信號(如PAL，NTSC，SECAM)的質(zhì)量或傳輸信道的帶寬。因此，為了提高SDTV信號的分辨率以獲得更高感性質(zhì)量，對接收機上的視頻信號解調(diào)后再實行后處理變得愈來愈重要。
用來提高視頻圖像分辨率的后處理技術(shù)包括擴展原信號帶寬，使之與HD信號格式相匹配。一種方法是銳化視頻圖像中諸如人、植物、建筑、家具等的對象的邊沿或邊界。為了銳化邊沿，已經(jīng)研究出許多邊沿檢測技術(shù)。這些技術(shù)可以分類為四種主要類別梯度算子，羅盤算子(compass operators)，拉普拉斯算子和隨機梯度算子。拉普拉斯算子對邊沿的定位最為精確，但因其對噪聲非常敏感，有時會檢測到太多的偽邊沿。
另外，視頻圖像中諸如背景對象的一些對象被刻意模糊。還有諸如人的面部的其它對象具有平滑的過渡。這些對象的邊沿被稱為軟邊沿或平滑邊沿。為了保持這些對象與原圖像一樣自然，重要的是邊沿增強技術(shù)能夠適應局部邊沿特性。
亮度過渡改善(LTI)是一種通過使邊沿過渡變得陡峭來銳化視頻圖像的傳統(tǒng)技術(shù)，由此增加了原信號帶寬。有以下兩種通常的方法使邊沿陡峭。一種技術(shù)是增加邊沿高邊的像素值并且減少該邊沿其它邊的像素值，使平緩的轉(zhuǎn)變更加陡峭。另一種技術(shù)是利用距邊沿較遠處的像素值代替邊沿近旁的像素值。在使邊沿陡峭過程中，LTI算法在邊沿周圍產(chǎn)生另外的高頻成分。
但是，目前的算法有兩個主要缺陷。首先，由于離散時間抽樣，邊沿中心不一定正好落在像素格中。如果邊沿具體位置的不確定度變得太大，增強后會看到圖像抖動。其次，對軟邊沿的過增強可能導致“不自然”的圖像。
因此技術(shù)中需要改進視頻圖像分辨率的系統(tǒng)和方法。具體來說，需要用于銳化視頻圖像中的邊沿而不引入其它非自然信號的改進系統(tǒng)和方法。說的更具體一些，改進的系統(tǒng)應該能夠在子像素級確定邊沿中心的位置，并能夠適應局部邊沿特點。
發(fā)明概述針對上面所討論的現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的主要目的是提供一種用于銳化視頻圖像中的邊沿的裝置。在本發(fā)明的一個有利的實施例中，該裝置包括1)第一電路，它能夠確定與第一邊沿相關(guān)的第一像素的第一亮度值和與第一邊沿相關(guān)的第二像素的第二亮度值，其中第一和第二像素為相鄰像素；2)第二電路，它能夠確定在第一和第二像素之間的第一子像素的位置，其中第一子像素的位置大約在第一邊沿的中心；3)第三電路，它能夠增加第一邊沿中心的第一邊的第二子像素的亮度值；以及4)第四電路，能夠減少第一邊沿中心的與第一邊相對的第二邊的第三子像素的亮度值。
按照本發(fā)明的一個實施例，第二電路通過計算第一像素和第二像素的第一亮度二階導數(shù)來確定第一子像素的位置。
按照本發(fā)明的另一個實施例，第二電路通過計算第一和第二像素間的多個子像素位置的多個中間亮度二階導數(shù)來確定第一子像素的位置。
按照本發(fā)明的又一個實施例，第二電路通過使用所述第一二階導數(shù)的線性內(nèi)插來計算多個子像素位置的多個中間亮度二階導數(shù)。
按照本發(fā)明的再一個實施例，第二電路通過確定子像素位置中被選定的一個子像素位置來確定第一子像素的位置，其中多個中間亮度二階導數(shù)中的相應的一個具有最小值。
按照本發(fā)明的另一個實施例，第二電路通過使用第一亮度二階導數(shù)的多項式內(nèi)插來計算多個子像素位置的多個中間亮度二階導數(shù)。
按照本發(fā)明的又一個實施例，裝置還包括增益控制電路，該增益控制電路能夠按照第一邊沿附近另外的邊沿的頻率，來調(diào)整與第二子像素和第三子像素中的至少一個相關(guān)的亮度值。
上述內(nèi)容非常粗略的概括了本發(fā)明的特點和技術(shù)優(yōu)點，以便本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠更好的理解下面對本發(fā)明的詳細描述。以下將描述本發(fā)明的其它特點和優(yōu)點，這些特點和優(yōu)點形成本發(fā)明的權(quán)利要求書的主題。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將知道，他們可以很容易地使用所公開的概念和特定的實施例作為修改或設計其它結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，用于實現(xiàn)與本發(fā)明相同的目的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還將知道，廣義形式下，這樣的等效結(jié)構(gòu)沒有脫離本發(fā)明在精神和范圍。
在開始詳細描述之前，有必要給出貫穿該專利文件的某些詞和短語的定義。術(shù)語“包括”和“包含”及其派生詞，表示無限制的包含；術(shù)語“或”是包含的，表示和/或；短語“與...相關(guān)的”和“與之相關(guān)的” 及其派生詞，可能表示包括，被包括于，與...互相聯(lián)系，包含，包含于，連接到或與...連接，耦合到或與...耦合，可與...通信，與...合作，交織，并列，接近于，結(jié)合到或與...結(jié)合，具有，具有...特性等；并且術(shù)語“控制器”表示至少控制一種操作的任何裝置、系統(tǒng)或其部件，這樣的裝置可以用硬件、固件或軟件中或其中至少兩種的結(jié)合來實現(xiàn)。應該指出，任何特定的控制器可以為集中式或分布式，而不管是本地還是遠程。某些詞和短語的定義出現(xiàn)在本專利文獻的全文中，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解如果不是在大多數(shù)情況下，那也是在許多情況下，這樣的定義適用于之前或之后使用的這樣定義的詞或短語。


為了更完整的理解本發(fā)明及其優(yōu)點，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進行描述，其中相同的標號表示相同的對象，附圖中圖1是按照本發(fā)明原理的包含了用于提高視頻圖形銳度的裝置的電視接收機的方框圖；圖2說明按照本發(fā)明一個實施例的亮度過渡改善(LTI)算法的原理；圖3說明按照本發(fā)明一個實施例的由示例性后處理電路執(zhí)行的子像素級邊沿中心檢測操作；圖4說明按照本發(fā)明一個實施例的由示例性后處理電路執(zhí)行的LTI操作；
圖5是按照本發(fā)明一個實施例的后處理電路的所選部分的方框圖；圖6是說明按照本發(fā)明一個實施例的圖5所示示例性增益控制器的操作的流程圖；以及圖7是說明按照本發(fā)明一個實施例的后處理電路的所選部分的操作的流程圖。
發(fā)明的詳細描述下面討論的圖1至5，以及本專利文獻中用以描述本發(fā)明的裝置和方法的原理的各種實施例僅作為示例，不應該以任何方式被解釋為是對此發(fā)明范圍的限制。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將知道，本發(fā)明的原理可以利用任何經(jīng)過適當安排的視頻處理系統(tǒng)來實現(xiàn)，包括但不限于電視接收機、電視廣播系統(tǒng)、包含高級視頻處理電路和相關(guān)視頻處理軟件的個人計算機(PC)等。在以下的描述中，按照本發(fā)明的視頻圖像銳化裝置僅為說明目的而在電視接收機中實現(xiàn)。
圖1是電視機100的方框圖，它包含用于按照本發(fā)明原理提高視頻圖像銳度的裝置。電視接收機100由天線105、電視接收機110和顯示器115組成。天線105接收入射射頻(RF)電視信號，該RF電視信號由電視接收機110進行處理。例如，顯示器115可以是陰極射線管、平板顯示器或其它任何類型的顯示視頻圖像的設備。
電視接收機110包括調(diào)諧器120、中頻(IF)處理器125、任選的MPEG解碼器130和后處理電路140。MPEG解碼器130(用虛線表示)在本示例性實施例中是任選的，因為電視接收機110可以是不包括MPEG解碼器的模擬電視接收機。在這樣一個實施例中，后處理電路140直接使用IF處理器125的輸出信號。調(diào)諧器120對輸入RF信號進行下變頻，以便生成中頻(IF)信號。IF處理器125對調(diào)諧器120的IF輸出信號進一步進行下變頻，以便產(chǎn)生例如傳送流的基帶信號。MPEG解碼器130包括分用器電路，該分用器電路可從傳送流中提取至少一個基本流，諸如MPEG編碼數(shù)據(jù)流。MPEG解碼器130接著對MPEG編碼數(shù)據(jù)流進行轉(zhuǎn)換并生成能夠被顯示器顯示的標準視頻信號。但是，為了進一步提高MPEG解碼器130生成的視頻信號的質(zhì)量，MPEG解碼器130的輸出被傳送到后處理電路140作另外的處理。然后，從后處理電路140輸出的改進視頻信號被傳送到顯示器115。
后處理電路140能夠完成幾種不同類型的視頻信號處理。后處理電路140執(zhí)行的示例性視頻信號處理功能可以包括噪聲降低算法、色彩校正、換算、掃描速率轉(zhuǎn)換、自適應特性增強和其它基于自適應目的的算法。在一個有利的實施例中，后處理電路140還包括圖像銳化電路，它能夠執(zhí)行按照本發(fā)明原理的噪聲級自適應銳度增強。
上面提到本發(fā)明可以在任何經(jīng)過適當安排的視頻處理系統(tǒng)中實現(xiàn)，包括包含高級視頻處理電路和相關(guān)視頻處理軟件的個人計算機。這種情況下，本發(fā)明可作為儲存在PC的硬盤驅(qū)動器或諸如CD-ROM盤、DVD盤、3.5寸軟盤等的可移動存儲介質(zhì)145上的計算機可執(zhí)行指令和數(shù)據(jù)來實現(xiàn)。在本發(fā)明的另一個有利的實施例中，可移動的儲存介質(zhì)145可以插入連接到或嵌入在電視接收機100的盤驅(qū)動器中。在這樣一個實施例中，后處理電路140能夠?qū)⒂嬎銠C可執(zhí)行指令下載并儲存在諸如隨機存儲器(RAM)的內(nèi)部存儲器中。
后處理電路140通過執(zhí)行按照本發(fā)明原理的亮度過渡改善(LTI)算法來增強邊沿轉(zhuǎn)換(或使邊沿轉(zhuǎn)換陡峭)。如上所述，使用兩種基本技術(shù)來使視頻圖像的邊沿陡峭1)增加或減少邊沿中心每一邊的像素值；以及2)利用距邊沿中心較遠處的像素代替邊沿近旁的像素。圖2說明LTI算法原理。圖2繪出用虛線表示的原像素強度曲線205和用實線表示的增強(或陡峭)像素強度曲線210。邊沿中心由用垂直虛線表示的中心線215表示。
圖2用上下方向的箭頭表示用于使視頻圖像邊沿陡峭的第一技術(shù)，即增加或減少邊沿中心每一邊的像素值。在中心線215左邊，向下箭頭表示原像素強度曲線205上位于中心線215左邊的像素值被減少，以生成增強的像素強度曲線210。在中心線215右邊，向上箭頭表示原像素強度曲線205上位于中心線215右邊的像素值被增加，以生成增強的像素強度曲線210。
圖2用左右方向的箭頭表示用于使視頻圖像邊沿的第二技術(shù)，即用距邊沿中心較遠處的像素替代邊沿中心近旁的像素。在中心線215左邊，右箭頭表示原像素強度曲線205上位于中心線215左邊的像素值朝著中心線215向右移動，以生成增強的像素強度曲線210。在中心線215右邊，左箭頭表示原像素強度曲線205上位于中心線215右邊的像素值朝著中心線215向左移動，以生成增強的像素強度曲線210。
目前的算法有兩個主要的缺陷。首先，由于離散時間抽樣，邊沿中心不一定落在像素格中。如果具體位置的不確定度太大，增強后會看到圖像抖動。其次，對軟邊沿的過增強導致“不自然”圖像。
按照本發(fā)明的原理，后處理電路140實現(xiàn)的LTI算法通過以子像素的準確度來確定邊沿中心的位置而解決了因邊沿位置的不確定所產(chǎn)生抖動問題。后處理電路140通過預先檢測軟邊沿并根據(jù)邊沿頻率自適應地控制增益系數(shù)，從而解決了第二個問題。
像素級準確度不足以產(chǎn)生高質(zhì)量視頻。本發(fā)明的LTI算法通過在兩個相鄰像素間線性地內(nèi)插二階導數(shù)來以子像素的準確度確定邊沿中心的位置，其中所述兩個相鄰像素是被檢測的像素級的邊沿。具有最小絕對值的子像素被視為邊沿中心。圖3說明按照本發(fā)明一個實施例的由后處理電路140執(zhí)行子像素級邊沿中心檢測算法。在本發(fā)明的一個示例性實施例中，后處理電路140采用八分之一的像素作為子像素尺寸。
假設L(x)是像素x的亮度值。LTI算法解釋如下1.首先，后處理電路140計算兩個相鄰像素的低通二階導數(shù)
D(x)＝-L(x-n)+2*L(x)-L(x+n)D(x-1)+-L(x-(n+1))+2*L(x-1)-L(x+(n-1))低通二階導數(shù)濾波器的頻率特性由n值控制。對于最佳性能，n應該是局部自適應的。
2.其次，后處理電路140通過線性內(nèi)插來計算子像素位置的低通二階導數(shù)D(x-1+n/N)＝(1-n/N)*D(x-1)+n/N*D(x)在本實例中，N＝8(例如子像素是一個像素的八分之一)。
3.接著，后處理電路140通過搜索具有最小絕對值的二階導數(shù)的子像素位置M，來確定邊沿中心的位置。
D(x-1+m/N)＝min{D(x-1+n/N)，n＝0，...，N}在圖3的實例中，M＝5。在本發(fā)明的另一個實施例中，后處理電路140可以利用基于多項式的內(nèi)插來計算子像素位置的二階導數(shù)。最后得到的質(zhì)量差不多與上述的線性內(nèi)插的相同。但是，后處理電路140電路的復雜性卻大大增加。
這里假設所有用于LTI改善的候選邊沿最初都具有近似的銳度。實際上這些都是清晰邊沿。清晰邊沿會因為有限的傳輸帶寬、高標度(upscaling)或其它原因而變模糊，這些邊沿的頻率由視頻信號的三階導數(shù)和一階導數(shù)之比來表示。
一旦確定了原邊沿頻率和想要的高頻，后處理電路140就可以計算像素移動量。圖4說明按照本發(fā)明一個實施例的示例性后處理電路140執(zhí)行的LTI操作。在該實例中，原來的高頻和想要的高頻分別為1/8fSAMPLE和1/4fSAMPLE。所以，后處理電路140將原來離邊沿中心2個像素遠的像素朝邊沿中心移動一個像素。如果想要1/2fSAMPLE，則后處理電路140將原來的像素朝邊沿中心移動一個半像素。
在檢測到子像素級的邊沿中心后，有三個步驟用于子像素級LTI1.通過利用線性內(nèi)插濾波器來計算移動的抽樣格的信號值。
2.把邊沿中心各邊的像素朝移動的抽樣格上的邊沿中心移動。
3.通過利用線性內(nèi)插濾波器來計算原抽樣格的邊沿的校正信號值。
由于邊沿中心不太可能正好落在像素的位置上，因而移動處理所要求的相鄰像素也可能不是源于固定的像素格。所以，在本發(fā)明的一個示例性實施例中，后處理電路140包括在子像素位置執(zhí)行視頻信號線性內(nèi)插的六抽頭多相濾波器。但是，內(nèi)插濾波器并不局限于使用六抽頭多相濾波器。在其它實施例中，也可以使用四抽頭多相濾波器或其它形式的濾波器來實現(xiàn)本發(fā)明。
在一些LTI算法中，像素的原值被保留。但是，按照本發(fā)明一個有利的實施例，后處理電路140通過利用另外的濾波器來計算新的像素值。這樣做的一個優(yōu)點在于后處理電路140能夠使這個濾波器與另外的峰化(peaking)相結(jié)合。如果邊沿中心不在像素格上，則按照本發(fā)明的LTI算法的最后步驟是計算原像素格的像素值。再次，這可以通過使用六抽頭多相濾波器來完成，但不局限于使用這種濾波器。
在本發(fā)明的一個有利的實施例中，增益控制單元執(zhí)行圖6所示的算法來防止圖像的非自然信號。一種類型的LTI非自然信號是由“開小差問題(over-the-hill problem)”引起的。這出現(xiàn)在另一邊沿的像素被移動時。在本發(fā)明一個有利的實施例中，當在非常鄰近像素中有另一個邊沿時，后處理電路140通過控制像素移動中的增益來消除開小差問題。據(jù)此，后處理電路140在相鄰邊沿的距離為3個像素時執(zhí)行局部邊沿增強，而當所述距離小于3個像素時不執(zhí)行邊沿增強，并且當所述距離大于3個像素時執(zhí)行完全邊沿增強。
為了增加不同類型邊沿的質(zhì)量性能，后處理電路140對邊沿頻率使用兩個閾值。檢測的邊沿可分為三組軟邊沿、半軟邊沿和邊沿。對于半軟邊沿，后處理電路140執(zhí)行局部LTI算法。識別軟邊沿的閾值是固定的。半軟邊沿的閾值可以設置為固定或從輸入視頻內(nèi)容來算得。但是，檢測邊沿的分類不限于僅僅三類。種類的數(shù)量由處理的復雜性和期望的質(zhì)量來確定。
上述三個步驟說明了子像素LTI的基本原理。但是，在許多消費品中，對每一個邊沿都履行這些步驟可能太復雜了。在一個有利的實施例中，利用查找表(LUT)來實現(xiàn)本發(fā)明，所述查找表用來計算因LTI引起的更新量。LUT儲存位置變化FIR系數(shù)的分組，按照檢測的子像素位置來選擇一組FIR系數(shù)。
圖5是按照本發(fā)明示例性實施例的后處理電路的所選部分的方框圖。后處理電路140包括子像素邊沿中心檢測器505、查找表510、增益控制器515、位置變化有限脈沖響應(FIR)濾波器520和加法器525。子像素邊沿中心檢測器505從識別像素級邊沿位置的上一級接收原視頻輸入信號和邊沿信息。子像素邊沿中心檢測器505接著按照上面在圖3中描述的算法來識別子像素級邊沿中心的位置。LUT510接收識別邊沿中心位置的子像素索引信息并根據(jù)檢測的子像素位置來輸出所選擇的一個儲存在LUT 510中的位置變化FIR系數(shù)。
增益控制器515也接收識別像素級邊沿位置的邊沿信息，并按照圖6中描述的算法生成增益因子。位置變化FIR濾波器520接收原視頻輸入信號、由LUT 510生成FIR系數(shù)、以及由增益控制器515生成增益因子，并由此生成在子像素級對檢測到的邊沿進行銳化的校正信號。加法器525接收原視頻輸入信號和來自位置變化FIR濾波器520的校正信號，并生成最后的視頻輸出信號，其中邊沿已經(jīng)被銳化。
圖6是說明按照本發(fā)明一個實施例的示例性增益控制器515的操作的流程圖。增益控制器515接收可用來識別正被處理的所選像素[X]是否出現(xiàn)在邊沿的邊沿信息。如果像素[X]不是邊沿像素，則增益控制器515把增益因子設置為0，以便位置變化FIR濾波器520不施加校正信號(處理步驟605和610)。如果像素[X]是邊沿像素，則增益控制器515確定在此像素前面兩個或后面兩個像素(即[X-2]、[X-1]、[X+1]和[X+2])是否為邊沿像素。如果邊沿像素位于[X-2]、[X-1]、[X+1]或[X+2]中，則增益控制器515把增益因子設置為0，以便位置變化FIR濾波器520不施加校正信號(處理步驟615和610)。
如果[X-2]、[X-1]、[X+1]或[X+2]中沒有邊沿像素，則增益控制器515確定在像素[X-3]或[X+3]是否有邊沿像素。如果在[X-3]或[X+3]中存在邊沿像素，則增益控制器515把增益因子K設置為0和1之間的某個值(即0＜K＜1)(處理步驟620和625)。如果在[X-3]或[X+3]中沒有邊沿像素，則增益控制器515確定邊沿頻率是否高于某一預定閾值。如果邊沿頻率不高于該預定閾值，則增益控制器515再將增益因子K設置為0和1之間的某個值(即0＜K＜1)(處理步驟630和625)。如果邊沿頻率高于所述預定閾值，則增益控制器515將增益因子K設置為1(即K＝1)(處理步驟630和635)。
圖7描述流程圖700，它說明按照本發(fā)明一個實施例的圖4中后處理電路140的所選部分的整體操作。后處理電路140接收原輸入視頻信號和識別像素級邊沿位置的邊沿信息(處理步驟705)。像素級邊沿位置可以通過多種傳統(tǒng)算法中的任意一種算法來確定。接下來，后處理電路140計算增益因子，該增益因子將用于邊沿中心周圍的子像素值(處理步驟710)。然后，后處理電路140計算邊沿像素的二階導數(shù)并利用線性內(nèi)插來確定子像素級的二階導數(shù)。子像素級信息被用于選擇FIR濾波器系數(shù)(處理步驟715)。最后，后處理電路140利用FIR系數(shù)和增益控制信號來調(diào)整原輸入信號的亮度值，由此生成具有銳化邊沿的增強輸出信號(處理步驟720)。
盡管本詳細描述了本發(fā)明，然而本領(lǐng)域的技術(shù)人員應該知道，在不脫離本發(fā)明廣義形式的精神和范圍的情況下，他們可以在其中進行各種變化、替代和變更。
權(quán)利要求
1.一種用于對視頻圖像中第一邊沿進行銳化的裝置(140)，它包括第一電路(140，505)，它能夠確定與所述第一邊沿相關(guān)的第一像素的第一亮度值和與所述第一邊沿相關(guān)的第二像素的第二亮度值，其中所述第一和第二像素為相鄰像素；第二電路(505)，它能夠確定所述第一和第二像素之間的第一子像素的位置，其中所述第一子像素大約在所述第一邊沿的中心；第三電路(510，515，520)，它能夠增加在所述第一邊沿中心的第一邊上的第二子像素的亮度值；以及第四電路(510，515，520)(510，515，520)，它能夠減少在所述第一邊沿中心的與所述第一邊相對的第二邊上的第三子像素的亮度值。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置(140)，其特征在于所述第二電路(505)通過計算所述第一像素和所述第二像素的第一亮度二階導數(shù)來確定所述第一子像素的所述位置。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置(140)，其特征在于所述第二電路(505)通過計算所述第一和第二像素之間的多個子像素位置的多個中間亮度二階導數(shù)來確定所述第一子像素的所述位置。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置(140)，其特征在于所述第二電路(505)通過利用所述第一二階導數(shù)的線性內(nèi)插來計算所述多個子像素位置的所述多個中間亮度二階導數(shù)。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置(140)，其特征在于所述第二電路(505)通過確定所述子像素位置中被選出的一個子像素位置來確定所述第一子像素的所述位置，其中所述多個中間亮度二階導數(shù)中相應的一個中間亮度二階導數(shù)具有最小值。
6.如權(quán)利要求3所述的裝置(140)，其特征在于所述第二電路(505)通過利用所述第一亮度二階導數(shù)的多項式內(nèi)插來計算所述多個子像素位置的所述多個中間亮度二階導數(shù)。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置(140)，其特征在于所述第二電路(505)通過確定所述子像素位置中被選出的一個子像素位置來確定所述第一子像素的所述位置，其中所述多個中間亮度二階導數(shù)中相應的一個中間亮度二階導數(shù)具有最小值。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置(140)，其特征在于所述裝置(140)還包括增益控制電路(515)，它能夠按照靠近所述第一邊沿的其它邊沿的頻率來調(diào)整與所述第二子像素和所述第三子像素中的至少一個相關(guān)的亮度的值。
9.一種電視接收機(110)，它包括解調(diào)電路(120，125，130)，它能夠接收輸入RF電視信號并由此生成能夠在視頻顯示(115)上作為多個像素被顯示的基帶視頻信號；以及后處理電路(140)，它連接到所述解調(diào)電路(120，125，130)的輸出端并從其接收所述基帶視頻信號，并且能夠?qū)λ龆鄠€像素形成的視頻圖像中的第一邊沿進行銳化。所述后處理電路140包括第一電路(140，505)，它能夠確定與所述第一邊沿相關(guān)的第一像素的第一亮度值和與所述第一邊沿相關(guān)的第二像素的第二亮度值，其中所述第一和第二像素為相鄰像素；第二電路(505)，它能夠確定所述第一和第二像素之間的第一子像素的位置，其中所述第一子像素大約在所述第一邊沿的中心；第三電路(510，515，520)，它能夠增加在所述第一邊沿中心的第一邊上的第二子像素的亮度值；以及第四電路(510，515，520)，它能夠減少在所述第一邊沿中心的與所述第一邊相對的第二邊上的第三子像素的亮度值。
10.如權(quán)利要求9所述的電視接收機(110)，其特征在于所述第二電路(505)通過計算所述第一像素和所述第二像素的第一亮度二階導數(shù)來確定所述第一子像素的所述位置。
11.如權(quán)利要求10所述的電視接收機(110)，其特征在于所述第二電路(505)通過計算所述第一和第二像素之間的多個子像素位置的多個中間亮度二階導數(shù)來確定所述第一子像素的所述位置。
12.如權(quán)利要求9所述的電視接收機(110)，其特征在于所述裝置(140)還包括增益控制電路(515)，它能夠按照靠近所述第一邊沿的其它邊沿的頻率來調(diào)整與所述第二子像素和所述第三子像素中的至少一個相關(guān)的亮度的值。
13.一種對視頻圖像中第一邊沿進行銳化的方法，它包括以下步驟確定與所述第一邊沿相關(guān)的第一像素的第一亮度值和與所述第一邊沿相關(guān)的第二像素的第二亮度值，其中所述第一和第二像素為相鄰像素；確定所述第一和第二像素之間的第一子像素的位置，其中所述第一子像素大約在所述第一邊沿的中心；增加在所述第一邊沿中心的第一邊上的第二子像素的亮度值；以及減少在所述第一邊沿中心的與所述第一邊相對的第二邊上的第三子像素的亮度值。
14.計算機可執(zhí)行指令，它儲存在計算機可讀存儲介質(zhì)(145)中并能夠?qū)σ曨l圖像中的邊沿進行銳化，所述計算機可執(zhí)行指令包括以下步驟確定與所述第一邊沿相關(guān)的第一像素的第一亮度值和與所述第一邊沿相關(guān)的第二像素的第二亮度值，其中所述第一和第二像素為相鄰像素；確定所述第一和第二像素之間的第一子像素的位置，其中所述第一子像素大約在所述第一邊沿的中心；增加在所述第一邊沿中心的第一邊上的第二子像素的亮度值；以及減少在所述第一邊沿中心的與所述第一邊相對的第二邊上的第三子像素的亮度值。
全文摘要
公開一種對視頻圖像中的邊沿進行銳化的裝置。該裝置包括:1)第一電路,它能夠確定與第一邊沿相關(guān)的第一像素的第一亮度值和與第一邊沿相關(guān)的第二像素的第二亮度值,其中第一和第二像素為相鄰像素;2)第二電路,它能夠確定第一和第二像素之間的第一子像素的位置,其中第一子像素大約在第一邊沿的中心;3)第三電路,它能夠增加在第一邊沿中心的第一邊上的第二子像素的亮度值;以及4)第四電路,它能夠減少在第一邊沿中心的與第一邊相對的第二邊上的第三子像素的亮度值。
文檔編號G06T5/20GK1372678SQ01801172
公開日2002年10月2日 申請日期2001年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月7日
發(fā)明者H·何, J·G·楊森 申請人:皇家菲利浦電子有限公司