專利名稱：信息處理設(shè)備和方法，記錄介質(zhì)和程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信息處理設(shè)備和信息處理方法，一種記錄介質(zhì)，和一種程序。本發(fā)明尤其涉及一種能夠以較高的預(yù)測精度來產(chǎn)生圖像信號的信息處理設(shè)備以及方法，記錄介質(zhì)和程序。本發(fā)明還涉及一種能夠在短時間內(nèi)獲得高質(zhì)量信息的信息處理設(shè)備以及方法，記錄介質(zhì)和程序。本發(fā)明還涉及一種能夠以較高的預(yù)測精度更容易地產(chǎn)生圖像信號的信息處理設(shè)備以及方法，記錄介質(zhì)和程序。
背景技術(shù)：
本專利受讓人已經(jīng)在日本申請注冊專利，公開號為3321915，用于將標(biāo)準(zhǔn)定義(分辨率)的電視信號(SD信號)轉(zhuǎn)換為高清晰度(分辨率)圖像信號(HD信號)的一種分類自適應(yīng)處理方法?，F(xiàn)在將參考圖1到4，描述從SD信號產(chǎn)生HD信號的分類自適應(yīng)處理的原理。
圖1描述了根據(jù)已知的分類適應(yīng)性處理的信息處理設(shè)備1的示例結(jié)構(gòu)。在這個示例結(jié)構(gòu)中，輸入SD信號被提供給區(qū)域提取部分11和區(qū)域提取部分15。提取部分11提取作為類抽頭的在輸入SD信號預(yù)置幀上的預(yù)定位置的預(yù)定像素，并且將它們提供給ADRC處理部分12。該ADRC處理部分12對由區(qū)域提取部分11提供的類抽頭應(yīng)用1位ADRC(自適應(yīng)動態(tài)范圍編碼)處理，然后將所獲得的1位ADRC編碼提供給類編碼確定部分13。
該類編碼確定部分13根據(jù)輸入的1位ADRC編碼確定類編碼并且將它提供給預(yù)測系數(shù)存儲部分14。1位ADRC編碼和類編碼之間的關(guān)系是預(yù)先設(shè)置的。該預(yù)測系數(shù)存儲部分14預(yù)存對應(yīng)于該類編碼的預(yù)測系數(shù)，并且將該對應(yīng)于輸入類編碼的預(yù)測系數(shù)輸出給預(yù)測計算部分16。
該區(qū)域提取部分15從輸入SD信號中提取預(yù)置區(qū)域中的像素作為預(yù)測抽頭，并且將它們提供給預(yù)測計算部分16。該預(yù)測計算部分16通過利用預(yù)測系數(shù)存儲部分14提供的預(yù)測系數(shù)，對區(qū)域提取部分15提供的預(yù)測抽頭應(yīng)用線性簡單表達式來產(chǎn)生一HD信號。
現(xiàn)在將參考圖2中的流程圖描述經(jīng)由圖1中的信息處理設(shè)備1的HD信號產(chǎn)生處理。首先，在步驟S1，區(qū)域提取部分11從輸入SD信號中選擇一感興趣的像素進行處理。在步驟S2，區(qū)域提取部分11提取對應(yīng)于該感興趣像素的類抽頭。哪些像素要被設(shè)置為與感興趣的指定像素相關(guān)的類抽頭是預(yù)先確定的。
在步驟S3，ADRC處理部分12對通過區(qū)域提取部分11提取的類抽頭應(yīng)用1位ADRC處理。在步驟S4，類編碼確定部分13根據(jù)在步驟S3由ADRC處理部分12產(chǎn)生的1位ADRC編碼確定類編碼。
在步驟S5，區(qū)域提取部分15從輸入SD信號中提取預(yù)測抽頭。還預(yù)置對應(yīng)于感興趣像素的預(yù)測抽頭的位置，并且區(qū)域提取部分15提取對應(yīng)于在步驟S1中選擇的感興趣像素的預(yù)測抽頭，并且將它們提供給預(yù)測計算部分16。在步驟S6，預(yù)測計算部分16讀取預(yù)測系數(shù)。更具體地說，預(yù)測系數(shù)存貯部分14讀取存儲在對應(yīng)于類編碼的地址的預(yù)測系數(shù)，并將它們輸出給預(yù)測計算部分16。預(yù)測計算部分16讀出預(yù)測系數(shù)。
在步驟S7，預(yù)測計算部分16執(zhí)行預(yù)測計算。更具體地說，預(yù)測計算部分16根據(jù)預(yù)先確定的線性簡單表達式，對由區(qū)域提取部分15提供的預(yù)測抽頭應(yīng)用從預(yù)測系數(shù)存儲部分14讀取的預(yù)測系數(shù)，以產(chǎn)生HD信號。在步驟S8，預(yù)測計算部分16輸出通過步驟S7的處理預(yù)測性地產(chǎn)生的HD信號。
在步驟S9，區(qū)域提取部分11確定是否所有像素已經(jīng)處理完成了。如果仍然存在沒有處理的像素，流程返回到步驟S1，以便重復(fù)相同處理。如果在步驟S9確定所有像素已經(jīng)處理完成，就結(jié)束從SD信號產(chǎn)生HD信號的處理。
圖3描述了用于通過訓(xùn)練產(chǎn)生保存在預(yù)測系數(shù)存儲部分14中的預(yù)測系數(shù)的信息處理設(shè)備31的示例結(jié)構(gòu)。在這個信息處理設(shè)備31中，二維抽選過濾器41從作為訓(xùn)練者圖像的輸入HD信號中產(chǎn)生作為受訓(xùn)信號的SD信號，并將它提供給區(qū)域提取部分42和區(qū)域提取部分45。區(qū)域提取部分42從SD信號提取類抽頭，并將它們提供給ADRC處理部分43。由區(qū)域提取部分42提取的區(qū)域(類抽頭與感興趣像素的位置關(guān)系)與圖1所示的區(qū)域提取部分11中的區(qū)域相同。
ADRC處理部分43對由區(qū)域提取部分42提供的類抽頭應(yīng)用1位ADRC處理，并向類編碼確定部分44輸出ADRC編碼。
類編碼確定部分44根據(jù)輸入的ADRC編碼確定類編碼并將它輸出給標(biāo)準(zhǔn)方程產(chǎn)生部分46。在類編碼確定部分44中ADRC編碼和類編碼之間的對應(yīng)與圖1所示類編碼確定部分13中的對應(yīng)相同。
區(qū)域提取部分45從由二維抽選過濾器41提供的SD信號中提取預(yù)測抽頭，并且將它們提供給標(biāo)準(zhǔn)方程產(chǎn)生部分46。由區(qū)域提取部分45提取的預(yù)測區(qū)域(預(yù)測抽頭與感興趣像素的位置關(guān)系)與圖1所示區(qū)域提取部分15的區(qū)域是相同的。
標(biāo)準(zhǔn)方程產(chǎn)生部分46產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)方程，其包括為每一個類(類編碼)定義SD信號和HD信號之間關(guān)系的線性簡單表達式，并且將它們提供給預(yù)測系數(shù)確定部分47。預(yù)測系數(shù)確定部分47通過解該由標(biāo)準(zhǔn)方程產(chǎn)生部分46提供的標(biāo)準(zhǔn)方程，例如通過最小二乘法，來確定預(yù)測系數(shù)，并將它們提供給預(yù)測系數(shù)存儲部分48。預(yù)測系數(shù)存儲部分48存儲由預(yù)測系數(shù)確定部分47提供的預(yù)測系數(shù)。
現(xiàn)在將參考圖4所示的流程圖描述信息處理設(shè)備31進行的訓(xùn)練處理。在步驟S21中，二維抽選過濾器41通過在水平方向和垂直方向上抽選輸入的HD信號的每隔一個像素來產(chǎn)生SD信號，以作為受訓(xùn)圖像。在步驟S22，區(qū)域提取部分42從由二維抽選過濾器41提供的SD信號中提取類抽頭。在步驟S23，ADRC處理部分43對由區(qū)域提取部分42提供的類抽頭應(yīng)用1位ADRC處理。在步驟S24，類編碼確定部分44根據(jù)由ADRC處理部分43提供的ADRC編碼確定類編碼。
另一方面，在步驟S25區(qū)域提取部分45從由二維抽選過濾器41提供的SD信號中提取預(yù)測抽頭，并且將它們輸出到標(biāo)準(zhǔn)方程產(chǎn)生部分46。在步驟S26，標(biāo)準(zhǔn)方程產(chǎn)生部分46產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)方程，其包括為由類編碼確定部分44提供的每個類編碼定義作為訓(xùn)練圖像的HD信號和作為受訓(xùn)練圖像的預(yù)測抽頭(SD信號)之間的關(guān)系的線性簡單表達式。在步驟S27，預(yù)測系數(shù)確定部分47通過解該由標(biāo)準(zhǔn)方程產(chǎn)生部分46產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)方程，例如通過最小二乘法來確定預(yù)測系數(shù)。在步驟S28，預(yù)測系數(shù)存儲部分48存儲由預(yù)測系數(shù)確定部分47提供的預(yù)測系數(shù)。
如此，保存在預(yù)測系數(shù)存儲部分48中的預(yù)測系數(shù)用于如圖1所示的預(yù)測系數(shù)存儲部分14。
如上所述，根據(jù)預(yù)備的HD圖像信號和由HD圖像信號產(chǎn)生的SD圖像信號，通過訓(xùn)練產(chǎn)生一預(yù)測系數(shù)集。這一訓(xùn)練是根據(jù)多種HD圖像信號來執(zhí)行的。結(jié)果，獲得基于多種HD圖像信號和SD圖像信號之間關(guān)系的預(yù)測系數(shù)集。
對接收的SD圖像信號應(yīng)用這一預(yù)測系數(shù)集使得可以預(yù)測和產(chǎn)生事實未接收到的HD圖像信號。這樣獲得的預(yù)測系數(shù)集是根據(jù)統(tǒng)計特性獲得的，該統(tǒng)計特性最可能響應(yīng)輸入的SD信號來產(chǎn)生盡可能類似于實際HD信號的信號。結(jié)果，當(dāng)輸入標(biāo)準(zhǔn)SD圖像信號時，可以平均為每一個類預(yù)測并產(chǎn)生高精度的HD圖像信號。
在訓(xùn)練期間，需要足夠多的HD信號，以便通過這一分類自適應(yīng)處理來獲得預(yù)測系數(shù)。然而，一些類由于訓(xùn)練材料而不能經(jīng)歷足夠量的訓(xùn)練。具有少量訓(xùn)練的類不能產(chǎn)生適當(dāng)?shù)南禂?shù)。如果利用以這一方法產(chǎn)生的預(yù)測系數(shù)來從SD信號中產(chǎn)生HD信號，就很難產(chǎn)生令人滿意地增強了的圖像品質(zhì)的HD信號。
為了克服這一問題，在日本未審專利申請出版物第2000-78536中，受讓人已經(jīng)公開了，一種用于通過有意地在訓(xùn)練期間增加隨機數(shù)(噪音)來在表面上增加訓(xùn)練材料的數(shù)量的方法。
利用已知的分類自適應(yīng)處理，其中準(zhǔn)備預(yù)定數(shù)量的類，而且僅僅根據(jù)準(zhǔn)備的類產(chǎn)生預(yù)測系數(shù)，有時不能產(chǎn)生令人滿意的高質(zhì)量圖像。
因為類的數(shù)目減少并且固定，增加隨機數(shù)的方法不一定總能確保根據(jù)類的足夠量的訓(xùn)練，結(jié)果無法產(chǎn)生令人滿意的高質(zhì)量圖像。
存在另一個問題，即通過訓(xùn)練用于產(chǎn)生預(yù)測系數(shù)的HD圖像信號與實際預(yù)測的HD圖像信號存在區(qū)別。這使確保準(zhǔn)確的預(yù)測計算處理變得困難。
需要足夠數(shù)量的類來克服這一問題。不幸地，類的數(shù)量是有限的，而且如果在HD圖像信號訓(xùn)練過程中適當(dāng)?shù)念惒豢捎?，就不得不使用不適當(dāng)?shù)念?。這經(jīng)常會防礙準(zhǔn)確的預(yù)測處理。
此外，已知的方法需要HD圖像信號來產(chǎn)生預(yù)測系數(shù)集。結(jié)果，通過訓(xùn)練產(chǎn)生預(yù)測系數(shù)集的處理必須與通過利用生成的預(yù)測系數(shù)集從SD圖像信號來產(chǎn)生HD圖像信號的處理在不同的時間或地方執(zhí)行。簡而言之，已知的方法由于從生成系數(shù)到產(chǎn)生HD圖像信號的實時處理很困難是有問題的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是基于這些情況來考慮的，并且本發(fā)明的一個目的是產(chǎn)生高質(zhì)量的圖像。本發(fā)明的另一個目的是更容易而且更精確地預(yù)測產(chǎn)生高質(zhì)量圖像。本發(fā)明的另一個目的是實時執(zhí)行這樣的處理。
按照本發(fā)明的一個方面，信息處理設(shè)備包括存儲單元，用于存儲包括第一類型信號和與第一類型信號相對應(yīng)的第二類型信號的信號對；第一提取單元，用于從輸入信號中提取第一范圍內(nèi)的信號作為第一類型信號；恢復(fù)單元，用于將所提取的第一范圍的輸入信號的特征與存儲的信號對中第一范圍內(nèi)的第一類型信號的特征進行比較，以便重新得到包括與第一范圍內(nèi)所提取的輸入信號特征具有預(yù)定關(guān)系的第一范圍內(nèi)的第一類型信號對；計算單元，用于根據(jù)第二范圍內(nèi)重新得到的信號對中的第二類型信號和第一類型信號來計算預(yù)測系數(shù)；第二提取單元，用于從輸入信號中提取第二范圍內(nèi)的信號；以及產(chǎn)生單元，用于根據(jù)所計算的預(yù)測系數(shù)，在第二范圍內(nèi)從輸入信號中產(chǎn)生輸出信號以作為第二類型的信號。
第一類型的信號和第二類型的信號可以是圖像信號并且第二類型信號可以具有比第一類型信號更高的分辨率。
恢復(fù)單元可以包括第一檢測單元，用于檢測第一范圍內(nèi)輸入信號的特征；第二檢測單元，用于檢測第一范圍內(nèi)第一類型的存儲信號的特征；以及選擇單元用于比較輸入信號的檢測特征和第一類型信號的檢測特征，并且根據(jù)比較結(jié)果選擇信號對。
第一檢測單元和第二檢測單元可以檢測像素值，標(biāo)準(zhǔn)化的像素值，或第一范圍中的動態(tài)范圍作為特征。選擇單元可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)值，絕對差的和，或檢測值的系數(shù)值來執(zhí)行比較。
第一檢測單元和第二檢測單元可以在第一范圍內(nèi)檢測自適應(yīng)動態(tài)范圍編碼代碼，而選擇單元可以根據(jù)所檢測代碼的相符度執(zhí)行比較。
計算單元可以根據(jù)第二范圍內(nèi)已檢測信號對中的第二類型信號和第一類型信號產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)方程并且通過解該標(biāo)準(zhǔn)方程計算預(yù)測系數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，信息處理方法包括第一提取步驟，用于從輸入信號中提取第一范圍內(nèi)的信號；恢復(fù)步驟，用于將第一范圍內(nèi)所提取的輸入信號的特征與第一范圍內(nèi)的第一類型信號的特征進行比較，將第一類型的信號和對應(yīng)的第二類型的信號歸入一預(yù)存信號對中，以便重新得到包括具有與第一范圍內(nèi)所提取的輸入信號特征具有預(yù)定關(guān)系的第一范圍內(nèi)的第一類型信號對；計算步驟，根據(jù)第二范圍內(nèi)重新得到信號對中的第二類型信號和第一類型信號來計算預(yù)測系數(shù)；第二提取步驟，從輸入信號提取第二范圍內(nèi)的信號；以及產(chǎn)生步驟，用于根據(jù)所計算的預(yù)測系數(shù)，在第二范圍內(nèi)從輸入信號中產(chǎn)生輸出信號以作為第二類型信號。
還根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，計算機可讀取記錄介質(zhì)存儲了一程序其包括第一提取步驟，用于從輸入信號中提取第一范圍內(nèi)的信號；恢復(fù)步驟，用于將第一范圍內(nèi)所提取的輸入信號的特征與第一范圍內(nèi)的第一類型信號的特征進行比較，將第一類型的信號和對應(yīng)的第二類型的信號歸入一預(yù)存信號對中，以便重新得到包括具有與第一范圍內(nèi)所提取的輸入信號特征具有預(yù)定關(guān)系的第一范圍內(nèi)的第一類型信號對；計算步驟，根據(jù)第二范圍內(nèi)重新得到信號對中的第二類型信號和第一類型信號來計算預(yù)測系數(shù)；第二提取步驟，從輸入信號提取第二范圍內(nèi)的信號；以及產(chǎn)生步驟，用于根據(jù)所計算的預(yù)測系數(shù)，在第二范圍內(nèi)從輸入信號中產(chǎn)生輸出信號以作為第二類型信號。
還根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，計算機可執(zhí)行程序包括第一提取步驟，用于從輸入信號中提取第一范圍內(nèi)的信號；恢復(fù)步驟，用于將第一范圍內(nèi)所提取的輸入信號的特征與第一范圍內(nèi)的第一類型信號的特征進行比較，將第一類型的信號和對應(yīng)的第二類型的信號歸入一預(yù)存信號對中，以便重新得到包括具有與第一范圍內(nèi)所提取的輸入信號特征具有預(yù)定關(guān)系的第一范圍內(nèi)的第一類型信號對；計算步驟，根據(jù)第二范圍內(nèi)重新得到信號對中的第二類型信號和第一類型信號來計算預(yù)測系數(shù)；第二提取步驟，從輸入信號提取第二范圍內(nèi)的信號；以及產(chǎn)生步驟，用于根據(jù)所計算的預(yù)測系數(shù)，在第二范圍內(nèi)從輸入信號中產(chǎn)生輸出信號以作為第二類型信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，信息處理設(shè)備包括第一產(chǎn)生單元，用于從第二類型的輸入信號產(chǎn)生第一類型信號；第一提取單元，用于從產(chǎn)生的第一類型信號中提取第一范圍的信號；第二提取單元，用于從產(chǎn)生的第一類型信號中提取第二范圍內(nèi)的信號；第二產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生包括該第二類型信號和對應(yīng)該第二類型信號的第一類型信號的信號對，第一類型信號位于由提取的第一范圍和第二范圍之間的邏輯或定義的范圍中；以及存儲單元，用于存儲信號對。
第一類型信號和第二類型信號可以是圖像信號，而第二類型信號可以具有比第一類型信號更高的分辨率。
第一產(chǎn)生單元可以通過抽選第二類型的信號來產(chǎn)生第一類型的信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種信息處理方法包括第一產(chǎn)生步驟，從第二類型的輸入信號中產(chǎn)生第一類型信號；第一提取步驟，從產(chǎn)生的第一類型信號中提取第一范圍的信號；第二提取步驟，從產(chǎn)生的第一類型信號中提取第二范圍內(nèi)的信號；第二產(chǎn)生步驟，產(chǎn)生包括該第二類型信號和對應(yīng)于該第二類型信號的第一類型信號的信號對，該第一類型信號位于由提取的第一范圍和第二范圍之間的邏輯或定義的范圍內(nèi)；以及存儲步驟，存儲所產(chǎn)生的信號對。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，計算機可讀記錄介質(zhì)存儲一程序，包括；第一產(chǎn)生步驟，從第二類型的輸入信號中產(chǎn)生第一類型信號；第一提取步驟，從產(chǎn)生的第一類型信號中提取第一范圍的信號；第二提取步驟，從產(chǎn)生的第一類型信號中提取第二范圍內(nèi)的信號；第二產(chǎn)生步驟，產(chǎn)生包括該第二類型信號和對應(yīng)于該第二類型信號的第一類型信號的信號對，該第一類型信號位于由提取的第一范圍和第二范圍之間的邏輯或定義的范圍內(nèi)；以及存儲步驟，存儲所產(chǎn)生的信號對。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，計算機可執(zhí)行程序包括第一產(chǎn)生步驟，從第二類型的輸入信號中產(chǎn)生第一類型信號；第一提取步驟，從產(chǎn)生的第一類型信號中提取第一范圍的信號；第二提取步驟，從產(chǎn)生的第一類型信號中提取第二范圍內(nèi)的信號；第二產(chǎn)生步驟，產(chǎn)生包括該第二類型信號和對應(yīng)于該第二類型信號的第一類型信號的信號對，該第一類型信號位于由提取的第一范圍和第二范圍之間的邏輯或定義的范圍內(nèi)；以及存儲步驟，存儲所產(chǎn)生的信號對。
根據(jù)本發(fā)明，存儲包括第一類型信號和第二類型信號的信號對，以及根據(jù)存儲的信號對計算預(yù)測系數(shù)。根據(jù)所計算的預(yù)測系數(shù)產(chǎn)生輸出信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，信息處理設(shè)備包括第一計算單元，用于計算輸入信號的第一范圍的基準(zhǔn)值，該輸入信號與第一類型信號和第二類型信號具有預(yù)定的關(guān)系，第一和第二類型信號組成信號對；第二計算單元，用于計算組成信號對的第一類型信號的平均值；以及第三計算單元，用于根據(jù)基準(zhǔn)值和平均值計算與第一類型信號具有預(yù)定關(guān)系的第三類型信號。
輸入信號可以是第一類型的信號。
第一計算單元可以進一步地計算輸入信號第一范圍的動態(tài)范圍。信息處理設(shè)備可以進一步地包括第四計算單元，用于計算組成信號對的第二類型信號的第二范圍中的基準(zhǔn)值和動態(tài)范圍，以及標(biāo)準(zhǔn)化單元，用于根據(jù)組成信號對的第二類型信號的動態(tài)范圍和基準(zhǔn)值以及輸入信號的動態(tài)范圍來標(biāo)準(zhǔn)化組成信號對的第一類型信號。第二計算單元可以計算組成信號對的第一類型標(biāo)準(zhǔn)化了的信號的平均值作為第一類型信號的平均值的。
信息處理設(shè)備可以進一步地包括信號產(chǎn)生單元，用于從輸入信號中產(chǎn)生第二類型信號；第一提取單元，用于從輸入信號中提取第一范圍的信號；以及信號對產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生包括第二類型信號和對應(yīng)的作為輸入信號的第一類型信號的信號對，其中第二類型信號是由信號產(chǎn)生單元產(chǎn)生的，并且與第一范圍中的輸入信號具有預(yù)定關(guān)系。
信號對產(chǎn)生單元可以包括第二提取單元，用于從通過信號產(chǎn)生單元產(chǎn)生的第二類型信號的預(yù)定搜索范圍中提取第二范圍內(nèi)的信號；計算單元，用于計算在第一范圍內(nèi)輸入信號和第二范圍內(nèi)第二類型信號之間的相關(guān)性；選擇單元，用于選擇第二范圍內(nèi)的第二類型信號，第二類型信號具有等于或高于相對于第一范圍輸入信號的閾值的相關(guān)性，以及對應(yīng)于第二類型信號的輸入信號；以及寄存單元，用于寄存是所選擇的第一類型信號的輸入信號和第二范圍內(nèi)的第二類型信號作為信號對。
基準(zhǔn)值可以是最小值。
第一到第三類型信號可以是彼此具有不同分辨率的圖像信號。
第二類型信號可以是具有比第一類型信號的分辨率更低的分辨率的圖像信號。第三類型信號可以是具有比第一類型信號更高分辨率的圖像信號。
輸入信號可以是第二類型的信號，而第三類型的信號可以和第一類型的信號相同。
信息處理設(shè)備可以進一步地包括存儲單元，用于存儲信號對；第一提取單元，用于從輸入信號中提取第一范圍內(nèi)的信號作為第二類型信號；以及恢復(fù)單元，用于將第一范圍內(nèi)的輸入信號的特征和存儲信號對中的第一范圍內(nèi)的第二類型信號的特征進行比較，以便重新得到包括第一范圍中的與第一范圍中的輸入信號的特征具有預(yù)定關(guān)系的第二類型信號的信號對；第一類型信號和第二類型信號可以是圖像信號，而第一類型信號可以具有比第二類型信號更高的分辨率。
恢復(fù)單元可以包括第一檢測單元，用于檢測第一范圍中的輸入信號的特征；第二檢測單元，用于檢測存儲的第一范圍中的第二類型信號的特征；以及選擇單元，用于將第一范圍中輸入信號的檢測特征和第二類型存儲信號的檢測特征進行比較，并且根據(jù)比較結(jié)果選擇信號對。
第一檢測單元和第二檢測單元可以檢測作為特征的像素值，標(biāo)準(zhǔn)化像素值，或第一范圍內(nèi)的動態(tài)范圍。選擇單元可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)值，絕對差的和，或檢測值的系數(shù)值執(zhí)行比較。
第一檢測單元和第二檢測單元可以檢測第一范圍內(nèi)的自適應(yīng)動態(tài)范圍編碼代碼，而選擇單元可以根據(jù)檢測編碼的相符度執(zhí)行比較操作。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，信息處理方法包括第一計算步驟，計算輸入信號第一范圍內(nèi)的基準(zhǔn)值，該輸入信號與第一類型信號和第二類型信號具有預(yù)定關(guān)系，第一和第二類型信號組成信號對；第二計算步驟，計算組成信號對的第一類型信號的平均值；以及第三計算步驟，根據(jù)基準(zhǔn)值和平均值計算與第一類型信號具有預(yù)定關(guān)系的第三類型信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，計算機可讀取記錄介質(zhì)存儲一程序，其包括第一計算步驟，計算輸入信號第一范圍內(nèi)的基準(zhǔn)值，該輸入信號與第一類型信號和第二類型信號具有預(yù)定關(guān)系，第一和第二類型信號組成信號對；第二計算步驟，計算組成信號對的第一類型信號的平均值；以及第三計算步驟，根據(jù)基準(zhǔn)值和平均值計算與第一類型信號具有預(yù)定關(guān)系的第三類型信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，計算機可執(zhí)行程序包括第一計算步驟，計算輸入信號第一范圍內(nèi)的基準(zhǔn)值，該輸入信號與第一類型信號和第二類型信號具有預(yù)定關(guān)系，第一和第二類型信號組成信號對；第二計算步驟，計算組成信號對的第一類型信號的平均值；以及第三計算步驟，根據(jù)基準(zhǔn)值和平均值計算與第一類型信號具有預(yù)定關(guān)系的第三類型信號。
根據(jù)本發(fā)明，計算和第二類型信號一起包括在信號對中的第一類型信號的平均值，并且根據(jù)第一類型信號的平均值和基準(zhǔn)值計算第三類型的信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，信息處理設(shè)備包括信號產(chǎn)生單元，用于從第一類型的輸入信號產(chǎn)生第二類型信號；信號對產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生包括第一類型信號和第二類型信號的信號對；系數(shù)產(chǎn)生單元，用于根據(jù)信號對產(chǎn)生預(yù)測系數(shù)；以及計算單元，用于通過對第一類型信號應(yīng)用預(yù)測系數(shù)計算第三類型信號。
第一到第三類型信號可以是彼此具有不同分辨率的圖像信號。
第二類型信號可以是具有比第一類型信號的分辨率更低的分辨率的圖像信號。第三類型信號可以是具有比第一類型信號的分辨率更高分辨率的圖像信號。
信號對產(chǎn)生單元可以包括第一提取單元，用于從第一類型信號中提取第一范圍內(nèi)的信號；第二提取單元，用于從第二類型的信號中提取第二范圍內(nèi)的信號；計算單元，用于計算第一范圍內(nèi)的第一類型信號和第二范圍內(nèi)的第二類型信號之間的相關(guān)性；選擇單元，用于選擇第二范圍內(nèi)的第二類型信號，第二類型信號具有等于或高于相對于第一范圍內(nèi)信號的閾值的相關(guān)性，以及第一類型信號對應(yīng)于第二類型信號；以及寄存單元用于寄存所選的第一類型信號和第二類型信號，以作為信號對。
系數(shù)產(chǎn)生單元可以包括標(biāo)準(zhǔn)方程產(chǎn)生單元，用于從信號對中產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)方程，以及計算單元，用于通過解該標(biāo)準(zhǔn)方程計算預(yù)測系數(shù)。
計算單元可以包括第三提取單元，用于從第一類型信號中提取第一范圍內(nèi)的第一類型信號，以及乘積和計算單元，用于通過計算所提取的第一范圍內(nèi)第一類型信號以及預(yù)測系數(shù)的乘積和產(chǎn)生第三類型信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，信息處理方法包括信號產(chǎn)生步驟，從第一類型的輸入信號中產(chǎn)生第二類型信號；信號對產(chǎn)生步驟，產(chǎn)生包括第一類型信號和第二類型信號的信號對；系數(shù)產(chǎn)生步驟，根據(jù)信號對產(chǎn)生預(yù)測系數(shù)；以及計算步驟，通過對第一類型信號應(yīng)用該預(yù)測系數(shù)計算第三類型信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，計算機可讀取記錄介質(zhì)存儲一程序，其包括信號產(chǎn)生步驟，從第一類型的輸入信號中產(chǎn)生第二類型信號；信號對產(chǎn)生步驟，產(chǎn)生包括第一類型信號和第二類型信號的信號對；系數(shù)產(chǎn)生步驟，根據(jù)信號對產(chǎn)生預(yù)測系數(shù)；以及計算步驟，通過對第一類型信號應(yīng)用該預(yù)測系數(shù)計算第三類型信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一計算機可執(zhí)行程序包括信號產(chǎn)生步驟，從第一類型的輸入信號中產(chǎn)生第二類型信號；信號對產(chǎn)生步驟，產(chǎn)生包括第一類型信號和第二類型信號的信號對；系數(shù)產(chǎn)生步驟，根據(jù)信號對產(chǎn)生預(yù)測系數(shù)；以及計算步驟，通過對第一類型信號應(yīng)用該預(yù)測系數(shù)計算第三類型信號。
根據(jù)本發(fā)明，第二類型信號是從第一類型信號中產(chǎn)生的，信號對包括第一類型信號和第二類型信號。預(yù)測系數(shù)是根據(jù)信號對產(chǎn)生的，并然后被應(yīng)用于第一類型信號，以便計算第三類型信號。


圖1是描述已知的信息處理設(shè)備的示例結(jié)構(gòu)的方框圖；圖2是說明圖1中信息處理設(shè)備的HD信號產(chǎn)生處理的流程圖；圖3是描述用于求預(yù)測系數(shù)的已知信息處理設(shè)備的示例結(jié)構(gòu)的方框圖；圖4是說明圖3中信息處理設(shè)備的訓(xùn)練處理的流程圖；圖5是描述按照本發(fā)明的信息處理設(shè)備的示例結(jié)構(gòu)的方框圖；圖6是描述圖5中模式匹配部分的示例結(jié)構(gòu)的方框圖；
圖7是說明圖5中信息處理設(shè)備的HD信號產(chǎn)生處理的流程圖；圖8是說明圖7中步驟S53的模式匹配處理的流程圖；圖9A到9C說明了模式匹配；圖10是描述根據(jù)本發(fā)明的用于產(chǎn)生訓(xùn)練對的信息處理設(shè)備的示例結(jié)構(gòu)；圖11是說明圖10中信息處理設(shè)備的訓(xùn)練對產(chǎn)生處理的流程圖；圖12示出基準(zhǔn)抽頭；圖13示出預(yù)測抽頭；圖14示出用于訓(xùn)練對的SD信號；圖15是描述個人計算機示例結(jié)構(gòu)的方框圖；圖16是描述應(yīng)用本發(fā)明的信息處理設(shè)備的示例結(jié)構(gòu)的方框圖；圖17是描述圖16中受訓(xùn)者圖像產(chǎn)生部分的示例結(jié)構(gòu)的方框圖；圖18是描述圖16中基準(zhǔn)對產(chǎn)生部分的示例結(jié)構(gòu)的方框圖；圖19是描述圖16中預(yù)測計算部分的示例結(jié)構(gòu)的方框圖；圖20是說明圖16中信息處理設(shè)備的HD圖像信號產(chǎn)生處理的流程圖；圖21示出預(yù)測抽頭；圖22是說明圖20中步驟S103的CIF圖像信號產(chǎn)生處理的流程圖；圖23說明了二次抽樣；圖24說明了圖20中步驟S104的基準(zhǔn)對產(chǎn)生處理的流程圖；圖25示出基準(zhǔn)抽頭；圖26示出預(yù)測抽頭和基準(zhǔn)抽頭之間的關(guān)系；圖27示出預(yù)測抽頭和搜索范圍之間的關(guān)系；圖28示出基準(zhǔn)抽頭和對應(yīng)的感興趣像素之間的關(guān)系；圖29是說明圖20中步驟S105的預(yù)測計算處理的流程圖；圖30A到30C說明了標(biāo)準(zhǔn)化處理；圖31A到31C示出CIF圖像信號、SD圖像信號和HD圖像信號之間的關(guān)系；圖32A和32B說明了邊緣增強處理；圖33是說明應(yīng)用本發(fā)明的另一個信息處理設(shè)備的示例結(jié)構(gòu)的方框圖；圖34是描述圖33中模式匹配部分的示例結(jié)構(gòu)的方框圖；圖35是說明圖33中信息處理設(shè)備的HD圖像信號產(chǎn)生處理的流程圖；圖36是說明圖35中步驟S203的模式匹配處理的流程圖；
圖37A到37C描述了基準(zhǔn)對的例子；圖38是描述用于產(chǎn)生基準(zhǔn)對的信息處理設(shè)備的示例結(jié)構(gòu)的方框圖；圖39是說明圖38中信息處理設(shè)備的基準(zhǔn)抽頭產(chǎn)生處理的流程圖；圖40是描述應(yīng)用本發(fā)明的信息處理設(shè)備的示例結(jié)構(gòu)的方框圖；圖41是描述圖40中訓(xùn)練對產(chǎn)生部分的示例結(jié)構(gòu)的方框圖；圖42是說明圖40中系數(shù)產(chǎn)生部分的示例結(jié)構(gòu)的方框圖；圖43是說明圖40中圖像計算部分的示例結(jié)構(gòu)的方框圖；圖44是說明圖40中信息處理設(shè)備的HD圖像信號產(chǎn)生處理的流程圖；圖45示出預(yù)測抽頭；圖46示出基準(zhǔn)抽頭；圖47示出預(yù)測抽頭和基準(zhǔn)抽頭之間的關(guān)系；圖48示出預(yù)測抽頭和搜索范圍之間的關(guān)系；圖49是說明圖44中步驟S307的系數(shù)產(chǎn)生處理的流程圖；圖50示出預(yù)測抽頭和HD圖像信號之間的關(guān)系；以及圖51A到C示出CIF圖像信號、SD圖像信號和HD圖像信號之間的關(guān)系。
優(yōu)選實施方式現(xiàn)在描述本發(fā)明應(yīng)用的實施例。圖5描述了應(yīng)用本發(fā)明的信息處理設(shè)備61的示例結(jié)構(gòu)。信息處理設(shè)備61包括區(qū)域提取部分71，模式匹配部分72，訓(xùn)練對存儲部分73，標(biāo)準(zhǔn)方程產(chǎn)生部分74，預(yù)測系數(shù)確定部分75，區(qū)域提取部分76，以及預(yù)測計算部分77。
根據(jù)輸入SD(標(biāo)準(zhǔn)清晰度)信號，區(qū)域提取部分71在一預(yù)定范圍(基準(zhǔn)區(qū))提取作為基準(zhǔn)抽頭的像素，該像素是與最接近預(yù)測目標(biāo)位置的像素有關(guān)的像素(感興趣的像素)。經(jīng)由這個處理，例如，三個像素被提取出來作為基準(zhǔn)抽頭。通過區(qū)域提取部分71提取的這些基準(zhǔn)抽頭被提供給模式匹配部分72。
訓(xùn)練對存儲部分73預(yù)存訓(xùn)練對。如何存儲這些訓(xùn)練對將參考圖10和11在后面進行描述。這些訓(xùn)練對包括HD(高清晰度)信號和對應(yīng)的SD信號。SD信號包括基準(zhǔn)抽頭分量和預(yù)測抽頭分量。模式匹配部分72搜索訓(xùn)練對存儲部分73中與基準(zhǔn)抽頭具有預(yù)定關(guān)系的訓(xùn)練對，并且將它提供給標(biāo)準(zhǔn)方程產(chǎn)生部分74。
標(biāo)準(zhǔn)方程產(chǎn)生部分74根據(jù)模式匹配部分72所提供的訓(xùn)練對產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)方程，并將它們輸出給預(yù)測系數(shù)確定部分75。預(yù)測系數(shù)確定部分75通過解標(biāo)準(zhǔn)方程產(chǎn)生部分74所提供的標(biāo)準(zhǔn)方程，經(jīng)由例如最小二乘法確定預(yù)測系數(shù)。通過預(yù)測系數(shù)確定部分75確定的預(yù)測系數(shù)被提供給預(yù)測系數(shù)計算部分77。
區(qū)域提取部分76從輸入SD信號中在預(yù)測范圍中提取作為預(yù)測抽頭的像素。感興趣的像素和預(yù)測抽頭之間的相對位置關(guān)系是預(yù)先給定的。預(yù)測范圍可能是與區(qū)域提取部分71中的基準(zhǔn)區(qū)相同或不同的區(qū)域。區(qū)域提取部分76將所提取的預(yù)測抽頭提供給預(yù)測計算部分77。
預(yù)測計算部分77將區(qū)域提取部分76提供的預(yù)測抽頭，和預(yù)測系數(shù)確定部分75提供的預(yù)測系數(shù)應(yīng)用到線性簡單表達式中，以便預(yù)測性地產(chǎn)生HD信號。
圖6描述了模式匹配部分72的示例結(jié)構(gòu)。這一模式匹配部分72包括特征量提取部分91，特征量提取部分92，比較部分93，存儲部分94，以及選擇部分95。
特征量提取部分91提取由區(qū)域提取部分71提供的基準(zhǔn)抽頭的特征量并且將它提供給比較部分93。特征量提取部分92提取由訓(xùn)練對存儲部分73提供的訓(xùn)練對中的基準(zhǔn)抽頭分量的特征量，并且將它提供給比較部分93。比較部分93將由特征量提取部分91提供的特征量和由特征量提取部分92提供的特征量進行比較以獲得兩個特征量之間的相關(guān)性。
例如，由特征量提取部分91和特征量提取部分92提取的特征量可以是像素值本身?；蛘?，這樣的特征量可以是標(biāo)準(zhǔn)化的像素值?；鶞?zhǔn)抽頭中的標(biāo)準(zhǔn)化像素值被表示為相對于基準(zhǔn)抽頭中最大和最小像素值的中間像素值，這里，最大和最小的像素值例如被分別設(shè)置為1和0。更準(zhǔn)確地說，將由從目標(biāo)像素值中減去最小值獲得的值除以最大值和最小值之間的差來獲得目標(biāo)像素值的標(biāo)準(zhǔn)化像素值。
可選擇地，這樣的特征量還可以是動態(tài)范圍。動態(tài)范圍是基準(zhǔn)抽頭中最大值和最小值之間的差值。
比較部分93計算標(biāo)準(zhǔn)值、絕對差值的和，或作為像素值、標(biāo)準(zhǔn)化像素值、或動態(tài)范圍的比較值的相關(guān)系數(shù)值，并且根據(jù)比較值執(zhí)行比較。
通過下列等式計算標(biāo)準(zhǔn)值，其中(x1，x2，x3)表示基準(zhǔn)抽頭，(y1，y2，y3)表示包括在訓(xùn)練對中的基準(zhǔn)抽頭分量
(x1-y1)2+(x2-y2)2+(x3-y3)2---(1)]]>通過方程式(2)來表示絕對差值的和∑|xi-yi|...(2)通過方程式(3)來表示相對系數(shù)rr=Σ(xi-xM)(yi-yM)Σ(xi-xM)2Σ(yi-yM)2---(3)]]>其中，xM表示xi的平均值而yM表示yi平均值。
另外，由特征量提取部分91和特征量提取部分92提取的特征量可以是1位ADRC碼。如果是這種情況，通過比較部分93的比較就可以基于1位ADRC碼的相符度。相符度被定義為具有相等值的位的數(shù)目，其中，將在一個部分的每個位置的位與另一個部分的對應(yīng)位置的位進行比較。
也就是說基準(zhǔn)抽頭的1位ADRC碼是(001)而訓(xùn)練對中基準(zhǔn)抽頭分量的1位ADRC碼也是(001)。在這種情況下，基準(zhǔn)抽頭中所有位置的位的值都等于訓(xùn)練對中相應(yīng)位置上的位的值，相符度是“3”。另一方面，如果基準(zhǔn)抽頭的1位ADRC碼是(001)而訓(xùn)練對中的基準(zhǔn)抽頭分量是(011)，僅僅MSB和LSB具有相等值。因此，相符度是″2″。
除上述情況之外，也可以將起到基準(zhǔn)抽頭和訓(xùn)練對中的基準(zhǔn)抽頭分量之間相關(guān)性的確定因素作用的其它值作為比較值使用。
存儲部分94存儲比較部分93的比較結(jié)果。排序部分95用這樣的方式對多個保存在存儲部分94中的值進行排序，并且輸出按降序排列的相關(guān)性的N個比較結(jié)果。此后，排序部分95從訓(xùn)練對存儲部分73中讀出相應(yīng)于最前面N個基準(zhǔn)抽頭分量的N個訓(xùn)練對，并且將它們輸出給標(biāo)準(zhǔn)方程產(chǎn)生部分74。
現(xiàn)將參考圖7中的流程圖描述信息處理設(shè)備61中的HD信號產(chǎn)生處理。在步驟S51，區(qū)域提取部分71和區(qū)域提取部分76從輸入SD信號中選擇感興趣的像素。在步驟S52，區(qū)域提取部分71從輸入SD信號中提取基準(zhǔn)抽頭?；鶞?zhǔn)抽頭與感興趣像素的相對位置關(guān)系是預(yù)先確定的，并且在步驟S52提取用于步驟S51中所選的感興趣像素的基準(zhǔn)抽頭。在圖9A到9C的例子中，一個感興趣像素和它的鄰近的八個像素，即，總共九個像素被設(shè)置為基準(zhǔn)抽頭。
在步驟S53，模式匹配部分72執(zhí)行保存在訓(xùn)練對存儲部分73中的訓(xùn)練對和在步驟S52的處理中提取的基準(zhǔn)抽頭之間的模式匹配。模式匹配的細(xì)節(jié)如圖8所示。
更準(zhǔn)確地說，在步驟S71，特征量提取部分91提取基準(zhǔn)抽頭的特征量。如果假設(shè)將提取的像素值作為特征量，則特征量提取部分91提取像素值作為由區(qū)域提取部分71提供的基準(zhǔn)抽頭的特征量。所提取像素值被提供給比較部分93。
在步驟S72，特征量提取部分92提取訓(xùn)練對中基準(zhǔn)抽頭分量的特征量。
更準(zhǔn)確地說，特征量提取部分92讀出保存在訓(xùn)練對存儲部分73中的一個訓(xùn)練對，提取該訓(xùn)練對所包括的基準(zhǔn)抽頭分量的像素值，并將它們輸出給比較部分93。在步驟S73，比較部分93計算用于比較的所提供特征量的比較值。更準(zhǔn)確地說，比較部分93計算作為比較值的，例如，由特征量提取部分91所提供的基準(zhǔn)抽頭的像素值和由特征量提取部分92所提供的訓(xùn)練對中的基準(zhǔn)抽頭分量的像素值之間的絕對差值的和。
如圖9A到9C所示，如果基準(zhǔn)抽頭包括，例如，總共九個(3×3)像素值，其中包括一個感興趣的像素以及它的鄰近八個像素(上，下，左，右，左上，右上，左下，右下)，訓(xùn)練對的SD信號分量也具有由九個(3×3)像素值組成的基準(zhǔn)抽頭分量。在圖9A的例子中，基準(zhǔn)抽頭RT的像素值是(100，148，100，152，200，152，100，148，100)，其中感興趣的像素是具有中值200的像素。如果特征量提取部分92提取第一SD信號“SD1-1”，則像素值是(200，200，200，200，200，200，200，200，200)。比較部分93根據(jù)下列等式計算絕對差值的和作為比較值600＝|100-200|+|148-200|+|100-200|+|152-200|+|200-200|+|152-200|+|100-200|+|148-200|+|100-200|。...(4)在步驟S74，存儲部分94存儲比較結(jié)果。更準(zhǔn)確地說，存儲部分94存儲以上述方法計算的絕對差值的和“600”作為比較值。
然后特征量提取部分92選擇，例如，SD1-2作為第二SD信號并將它輸出給比較部分93。比較部分93如上所述地獲得基準(zhǔn)抽頭RT的像素值和SD信號SD1-2的基準(zhǔn)抽頭分量的像素值之間的絕對差值的和，并且將該值提供給存儲部分94，然后該部分94存儲該值。
重復(fù)如上所述的處理以計算同樣數(shù)量的絕對差值的和，作為保存在訓(xùn)練對存儲部分73中訓(xùn)練對的數(shù)目。在步驟S75，排序部分95對比較結(jié)果進行排序。更準(zhǔn)確地說，排序部分95將絕對差值、即所獲得的比較值的和以升序排序，并且選擇最前面的100個值。然后排序部分95從訓(xùn)練對存儲部分73中讀出具有100個基準(zhǔn)抽頭分量的訓(xùn)練對，并且將它們提供給標(biāo)準(zhǔn)方程產(chǎn)生部分74。
如此，例如如圖9C所示，由SD信號和HD信號組成的100個訓(xùn)練對被提供給標(biāo)準(zhǔn)方程產(chǎn)生部分74。在圖9C的例子中，100個訓(xùn)練對包括由HD信號HD-u和SD信號SD-u組成的訓(xùn)練對、由HD信號HD-j和SD信號SD-j組成的訓(xùn)練對，以及由HD信號HD-k和SD信號SD-k組成的訓(xùn)練對，被選擇出來并且提供給標(biāo)準(zhǔn)方程產(chǎn)生部分74。
在圖9A到9C的例子中，基準(zhǔn)抽頭與預(yù)測抽頭相同，由此所有訓(xùn)練對被提供給標(biāo)準(zhǔn)方程產(chǎn)生部分74；然而可能僅僅提供HD信號和對應(yīng)的預(yù)測分量。
再參考圖7，在步驟S54中，標(biāo)準(zhǔn)方程產(chǎn)生部分74根據(jù)由模式匹配部分72所提供的如上所述的100個訓(xùn)練對產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)方程。然后在步驟S55，預(yù)測系數(shù)確定部分75通過解在步驟S54的處理中，由例如最小二乘法產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)方程來計算預(yù)測系數(shù)。
如果一訓(xùn)練對的HD信號分量是“Y”，作為預(yù)測抽頭分量的SD信號分量是“X”，而預(yù)測系數(shù)是“W”，則線性組合模式的觀測(observation)方程就用下面的方程式(5)來表示XW＝Y(jié)。 ...(5)在公式(5)中的X，W和Y表示如下X=x11x12...x1nx21x22...x2n.........xm1xm2...xmn---(6)]]>W=w1w2···wn---(7)]]>
Y=y1y2···ym---(8)]]>考慮到HD信號分量“Y”包括錯誤的事實，公式(5)被轉(zhuǎn)換為以下公式XW＝Y(jié)+E。...(9)其中，E通過以下公式來表示E=e1e2···em---(10)]]>為從公式(9)中找到每個系數(shù)wj(j＝1，2，...n)的最可能的值，滿足n條件的系數(shù)w1，w2，...，wn如公式(11)所示，設(shè)已獲得在剩余的E中的元素最小平方和。
e1∂e1∂wj+e2∂e2∂wj+...+em∂em∂wj=0,(j=0,1,2,...,n)---(11)]]>在條件j＝1，2，...，n的情況下，如下所示從公式(9)和(10)中獲得公式(12)，如下所示的公式(13)從公式(11)中獲得。
∂ei∂w1=xi1,∂ei∂w2=xi2,...,∂ei∂wn=xin,(i=1,2,...m)---(12)]]>Σi=1meixi1=0,Σi=1meixi2=0,...,Σi=1meixin=0---(13)]]>由公式(14)表示的標(biāo)準(zhǔn)方程是從公式(9)和(13)中獲得的
(Σi=1mxi1xi1)w1+(Σi=1mxi1xi2)w2+...+(Σi=1mxi1xin)wn=(Σi=1mxi1yi)(Σi=1mxi2xi1)w1+(Σi=1mxi2xi2)w2+...+(Σi=1mxi2xin)wn=(Σi=1mxi2yi)······(Σi=1mxinxi1)w1+(Σi=1mxinxi2)w2+...+(Σi=1mxinxin)wn=(Σi=1mxinyi)---(14)]]>這些標(biāo)準(zhǔn)方程(聯(lián)立方程)的數(shù)目是n，即與起未知作用的預(yù)測系數(shù)wj的數(shù)目相同。因此，作為最可能值，預(yù)測系數(shù)wj可以通過解這些標(biāo)準(zhǔn)方程來獲得。更精確地，如果公式(14)中系數(shù)項wj的矩陣是非奇異的，就可以解這些標(biāo)準(zhǔn)方程。實際上，通過諸如Gauss Jordan消去法(刮去法)的方法可以解這些聯(lián)立方程。
對于已知的分類的自適應(yīng)處理，提供與類數(shù)目相同數(shù)目的預(yù)測系數(shù)“w1到wn”。相反，根據(jù)本發(fā)明，不存在類的原理，并且根據(jù)需要生成預(yù)測系數(shù)wj，由此可以獲得足夠多的(虛擬無限的)系數(shù)。因此，更確切地說，可以生成高分辨率的HD信號，在如上所述獲得預(yù)測系數(shù)之后，在步驟S56中區(qū)域提取部分76從輸入SD信號中提取預(yù)測抽頭。預(yù)測抽頭和由步驟S51的處理選擇的感興趣像素的相對位置關(guān)系也是預(yù)先設(shè)置的。這些預(yù)測抽頭可以與由區(qū)域提取部分71提取的基準(zhǔn)抽頭相同。多數(shù)情況下，提取比基準(zhǔn)抽頭更多的預(yù)測抽頭。
在步驟S57，預(yù)測計算部分77根據(jù)以下公式執(zhí)行預(yù)測計算y＝w1×1+w2×2+....+wn×n。 (15)在上述公式(15)中xi是由區(qū)域提取部分76提供的預(yù)測抽頭，wi是由預(yù)測系數(shù)確定部分75提供的預(yù)測系數(shù)，而y是生成的HD信號。
在步驟S58，預(yù)測計算部分77輸出上述經(jīng)預(yù)測和生成的HD信號。
在步驟S59，區(qū)域提取部分71和區(qū)域提取部分76確定是否所有像素的處理已經(jīng)完成。如果存在還沒有處理的像素，則流程返回到步驟S51以重復(fù)相同的處理。如果已經(jīng)處理了所有像素，則HD信號生成處理結(jié)束。
如上所述，信息處理設(shè)備61需要訓(xùn)練對?，F(xiàn)在將描述訓(xùn)練對的生成。
圖10描述產(chǎn)生訓(xùn)練對的信息處理設(shè)備121的示例結(jié)構(gòu)。信息處理設(shè)備121包括二維抽選過濾器131，區(qū)域提取部分132，區(qū)域提取部分133，訓(xùn)練對產(chǎn)生部分134，以及訓(xùn)練對存儲部分135。該二維抽選過濾器131通過對HD信號的每隔一個像素進行抽選產(chǎn)生SD信號，以作為受訓(xùn)者圖像。區(qū)域提取部分132從二維抽選過濾器131提供的SD信號中提取基準(zhǔn)抽頭。由區(qū)域提取部分132提取的基準(zhǔn)抽頭和在圖5中由區(qū)域提取部分71提取的基準(zhǔn)抽頭是相同的。
區(qū)域提取部分133從由二維抽選過濾器131提供的SD信號中提取預(yù)測抽頭。由區(qū)域提取部分133提取的預(yù)測抽頭和在圖5中由區(qū)域提取部分76提取的預(yù)測抽頭也是相同的。
訓(xùn)練對產(chǎn)生部分134接受作為訓(xùn)練者圖像的HD信號本身，以及由區(qū)域提取部分132提供的基準(zhǔn)抽頭和由區(qū)域提取部分133提取的預(yù)測抽頭。訓(xùn)練對產(chǎn)生部分134通過計算由區(qū)域提取部分132提供的基準(zhǔn)抽頭和由區(qū)域提取部分133提供的預(yù)測抽頭之間的邏輯或，產(chǎn)生包括在訓(xùn)練對中的SD信號。如果，例如基準(zhǔn)抽頭的數(shù)目是3而預(yù)測抽頭的數(shù)目是9，其中這些抽頭彼此不同，那么就為要包括到訓(xùn)練對中的SD信號產(chǎn)生12個(＝3+9)抽頭。如果這12個抽頭中有兩個是相同的，則10個抽頭被用于要包括到訓(xùn)練對中的SD信號。如果所有基準(zhǔn)抽頭包含在預(yù)測抽頭中，則包括在訓(xùn)練對中的抽頭的數(shù)目是9。
通過區(qū)域提取部分132和區(qū)域提取部分133之一提取公共抽頭，而由另一個提取剩余的抽頭。如果所有基準(zhǔn)抽頭包含在預(yù)測抽頭中，則物理的區(qū)域提取部分132就可以省略。如果是這一情況，區(qū)域提取部分133包括兩個部分一個用于邏輯上提取基準(zhǔn)抽頭而另一個用于提取預(yù)測抽頭。在這種意義上區(qū)域提取部分132和區(qū)域提取部分133作為邏輯實體存在，即使物理的區(qū)域提取部分132被省略。
訓(xùn)練對產(chǎn)生部分134產(chǎn)生由SD信號(通過計算基準(zhǔn)抽頭和預(yù)測抽頭之間的邏輯或產(chǎn)生)和輸入HD信號組成的訓(xùn)練對，將該訓(xùn)練對提供給訓(xùn)練對產(chǎn)生部分135，然后該部分135將它存儲起來。
現(xiàn)在將參考圖11的流程圖描述在信息處理設(shè)備121中的訓(xùn)練對產(chǎn)生處理。
在步驟S91，二維抽選過濾器131輸入一個HD信號作為訓(xùn)練者圖像。在步驟S92，二維抽選過濾器131從該輸入HD信號產(chǎn)生一SD信號。這個處理例如可以通過水平方向和垂直方向上抽選輸入HD信號的每隔一個像素來執(zhí)行。在步驟S93，區(qū)域提取部分132和區(qū)域提取部分133選擇輸入SD信號的感興趣像素。在步驟S94，區(qū)域提取部分132提取與在步驟S93的處理中選擇的感興趣像素相關(guān)的基準(zhǔn)抽頭。感興趣像素和基準(zhǔn)抽頭之間的相對位置關(guān)系與圖5的區(qū)域提取部分71的那些相對位置關(guān)系是相同的。在步驟S95，區(qū)域提取部分133從輸入SD信號中提取預(yù)測抽頭。在步驟S93中選擇的感興趣像素和預(yù)測抽頭之間相對位置關(guān)系與圖5的區(qū)域提取部分76中的那些關(guān)系是相同的。
在步驟S96中，訓(xùn)練對產(chǎn)生部分134產(chǎn)生一個訓(xùn)練對。更準(zhǔn)確地說，用于訓(xùn)練對的SD信號是通過執(zhí)行由區(qū)域提取部分132提取的基準(zhǔn)抽頭和由區(qū)域提取部分133提取的預(yù)測抽頭之間的邏輯或來產(chǎn)生的。
例如，如圖12所示，基準(zhǔn)抽頭包括三個像素一個感興趣像素P0，在感興趣像素P0左邊的像素P1，以及一個在感興趣像素P0右邊的像素P2，其中像素P1和P2是遠離感興趣像素P0的像素。如圖13所示，預(yù)測抽頭包括九個像素一個感興趣像素P0以及它的鄰近八個像素P11到P18(上，下，右，左邊，左下，右下，左上，和右上)。
在這種情況下，如圖14所示，基準(zhǔn)抽頭和預(yù)測抽頭之間的邏輯或產(chǎn)生總共11個像素，包括用于訓(xùn)練對的SD信號的像素P0，P1，P2，和P11到P18，因為感興趣的像素P0被共享。對于以這種方式產(chǎn)生的訓(xùn)練對的SD信號，像素P0，P1，和P2是基準(zhǔn)抽頭分量，而像素P0和P11到P18是預(yù)測抽頭分量。
此外，訓(xùn)練對產(chǎn)生部分134將一個對應(yīng)于感興趣像素P0的HD信號的像素用于訓(xùn)練對的HD信號。然后訓(xùn)練對生成部分134從HD信號和SD信號中生成訓(xùn)練對。
在步驟S97，訓(xùn)練對存儲部分135進行存儲訓(xùn)練對的處理。簡而言之，以這樣的方式生成的訓(xùn)練對被提供給并且存儲在訓(xùn)練對存儲部分135中。
在步驟S98，區(qū)域提取部分132和區(qū)域提取部分133確定是否已經(jīng)完成上述所有像素的處理。如果存在沒有處理的像素，流程返回到步驟S93，其中選擇下一個感興趣的像素，并且對重新選擇的感興趣的像素進行相同的處理。
如果在步驟S98確定所有像素已經(jīng)處理過，則流程繼續(xù)進行步驟S99，其中區(qū)域提取部分132和區(qū)域提取部分133確定是否所有訓(xùn)練數(shù)據(jù)已經(jīng)處理完。如果有還有沒進行處理的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，流程就返回到步驟S91，其中輸入新的HD信號，而根據(jù)所述選擇HD信號，重復(fù)相同的訓(xùn)練對生成處理。如果在步驟S99確定所有訓(xùn)練數(shù)據(jù)已經(jīng)處理完，則訓(xùn)練對生成處理結(jié)束。
以這樣的方式，存儲在訓(xùn)練對存儲部分135中的訓(xùn)練對被用于圖5的訓(xùn)練對存儲部分73。
上述處理序列不僅可以用硬件而且可以用軟件來實現(xiàn)。例如，如果使用軟件實現(xiàn)上述處理序列，可以通過例如如圖15所示的個人計算機來實現(xiàn)所述信息處理設(shè)備。
在圖15中，CPU(中央處理單元)221根據(jù)ROM(只讀存儲器)222中存儲的程序或者從存儲單元228裝入到RAM(隨機存取存儲器)223中的程序來實現(xiàn)各種處理。RAM 223還存儲CPU 221需要的數(shù)據(jù)以便執(zhí)行各種處理。
CPU 221，ROM 222，和RAM 223通過總線224互相連接。輸入/輸出接口225也連接到總線224。
輸入單元226例如包括鍵盤和鼠標(biāo)；輸出單元227例如包括顯示部分，諸如CRT(陰極射線管)和LCD(液晶顯示器)，以及揚聲器；存儲單元228例如包括硬盤；而通信單元229例如包括與輸入/輸出接口225相連的調(diào)制解調(diào)器。通信單元229通過包括互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)通信。
需要時，驅(qū)動器230與輸入/輸出接口225相連。磁盤，光盤，磁光盤，或者半導(dǎo)體存儲器被安裝到驅(qū)動230以便從驅(qū)動器230讀取計算機程序并且存儲在存儲單元228中。
如果處理序列使用軟件完成，通過網(wǎng)絡(luò)或者記錄介質(zhì)將由程序構(gòu)成的軟件安裝到那些要求安裝程序以執(zhí)行所述相應(yīng)功能的構(gòu)建成專用硬件的計算機或者例如通用個人計算機中。
如圖15所示，如果單獨地由用戶計算機提供這種程序，裝有程序的記錄介質(zhì)可以是可移動的介質(zhì)231，諸如包括磁盤(包括軟磁盤)的封裝介質(zhì)；光盤(包括光盤只讀存儲器即，CD-ROM和數(shù)字通用磁盤即DVD)；磁光盤(包括小磁盤，即MD)；或者半導(dǎo)體存儲器。如果提供預(yù)設(shè)在用戶計算機記錄介質(zhì)上的程序，程序記錄介質(zhì)可以是在所述存儲單元228中的ROM 222或者硬盤。
在本發(fā)明中，被記錄在記錄介質(zhì)上的程序的步驟可以或者不必以時間順序按照所描述步驟的次序來進行。進一步的，步驟可以彼此并行或彼此獨立地進行。
另外在本描述中系統(tǒng)表示包括多個裝置的整個設(shè)備。
現(xiàn)在描述本發(fā)明的另一個實施例。圖16描述應(yīng)用本發(fā)明的信息處理設(shè)備300的示例結(jié)構(gòu)。信息處理設(shè)備300包括區(qū)域提取部分311，受訓(xùn)者圖像生成部分312，基準(zhǔn)對生成部分313，以及預(yù)測計算部分314。
區(qū)域提取部分311從輸入SD(標(biāo)準(zhǔn)分辨率)圖像信號中提取預(yù)置預(yù)測區(qū)域中的像素作為預(yù)測抽頭，并且將它們提供給基準(zhǔn)對生成部分313和預(yù)測計算部分314。受訓(xùn)圖像生成部分312通過例如水平和垂直地抽選輸入SD信號的每隔一個像素來生成CIF(公共中間格式)圖像信號作為受訓(xùn)圖像，并且將它提供給基準(zhǔn)對生成部分313?；鶞?zhǔn)對生成部分313根據(jù)由區(qū)域提取部分311提供的預(yù)測抽頭和由受訓(xùn)者圖像生成部分312提供的作為受訓(xùn)者圖像信號的CIF圖像信號生成作為基準(zhǔn)對的信號對。預(yù)測計算部分314根據(jù)由區(qū)域提取部分311提供的預(yù)測抽頭以及由基準(zhǔn)對生成部分313提供的基準(zhǔn)對生成HD(高清晰度)圖像信號。
受訓(xùn)者圖像生成部分312具有例如圖17所示的結(jié)構(gòu)。圖17中示出的受訓(xùn)者圖像生成部分312包括低通濾波器331，相移部分332，二次抽樣部分333。
低通濾波器331等分輸入SD圖像信號的水平和垂直頻帶。依照此實施例，其中SD圖像信號被轉(zhuǎn)換為具有SD信號四倍分辯率的HD圖像信號，低通濾波器331實現(xiàn)為半帶通濾波器。
相移部分332對由低通濾波器331提供的頻帶變窄的SD圖像信號數(shù)據(jù)進行相移，然后將它提供給二次抽樣部分333。二次抽樣部分333通過水平地和垂直地抽選由相移部分332提供的頻帶變窄的SD圖像信號的每隔一個像素，生成CIF圖像信號。
根據(jù)本實施例，預(yù)測計算部分314從SD圖像信號中生成HD圖像信號。對于在預(yù)測計算部分314中的這種SD到HD轉(zhuǎn)換，受訓(xùn)者圖像生成部分312實現(xiàn)相反的轉(zhuǎn)換(HD到SD)。如果預(yù)測計算部分314進行x1放大倍率轉(zhuǎn)換，諸如HD到HD轉(zhuǎn)換，則受訓(xùn)者圖像生成部分312中的相移部分332和二次抽樣部分333可以省略。
圖18描述了基準(zhǔn)對生成部分313的示例結(jié)構(gòu)?；鶞?zhǔn)對生成部分313包括抽頭提取部分351，抽頭得分計算部分352，受訓(xùn)者選擇部分353，基準(zhǔn)對寄存部分354，以及訓(xùn)練者選擇部分355。
抽頭提取部分351從由受訓(xùn)者圖像生成部分312提供的CIF圖像信號中提取基準(zhǔn)抽頭，這些基準(zhǔn)抽頭是存在于與感興趣的目標(biāo)像素具有預(yù)置的相對位置關(guān)系的區(qū)域(基準(zhǔn)區(qū)域)中的像素。
在抽頭提取部分351中基準(zhǔn)抽頭與感興趣像素的相對位置關(guān)系被設(shè)置成實質(zhì)上與區(qū)域提取部分311中的預(yù)測抽頭與感興趣像素的相對位置關(guān)系相同(因此可以進行得分計算)。
抽頭得分計算部分352確定由抽頭提取部分351提取的基準(zhǔn)抽頭和由區(qū)域提取部分311提取的預(yù)測抽頭之間的相關(guān)性。更具體地說，計算每個抽頭的相關(guān)系數(shù)。
如果基準(zhǔn)抽頭是例如X(XI，X2，X3，X4，X5)，而預(yù)測抽頭是例如Y(Y1，Y2，Y3，Y4，Y5)，用和公式(3)中一樣的方法根據(jù)以下公式計算相關(guān)系數(shù)CC=Σi(Xi-XM)(Yi-YM)Σi(Xi-XM)2Σi(Yi-YM)2---(15)]]>其中，XM和YM分別表示Xi和Yi平均值。
作為選擇，抽頭得分計算部分352可以使用在基準(zhǔn)抽頭和預(yù)測抽頭之間的波形間隔以便確定兩個類型抽頭之間的相關(guān)性。如果是這種情況，根據(jù)以下公式計算波形間隔DD=Σi(Xi-Yi)2---(16)]]>如果與預(yù)測抽頭的相關(guān)性是預(yù)置閾值或者更高值(如果相關(guān)性是高)，受訓(xùn)者選擇部分353選擇基準(zhǔn)抽頭作為受訓(xùn)者圖像信號，并且將它提供給基準(zhǔn)對寄存部分354以將其寄存。如果波形間距D被用作計分并且小于預(yù)置的閾值，則通過受訓(xùn)者選擇部分353選擇基準(zhǔn)抽頭然后提供給并且寄存在基準(zhǔn)對寄存器部分354中。
訓(xùn)練者選擇部分355和受訓(xùn)者選擇部分353構(gòu)成選擇部分361，其選擇對應(yīng)于由受訓(xùn)者選擇部分353選擇的基準(zhǔn)抽頭的SD圖像信號作為訓(xùn)練者圖像信號?；鶞?zhǔn)對寄存部分354寄存基準(zhǔn)對、即包括由受訓(xùn)者選擇部分353提供的作為受訓(xùn)者圖像信號的CIF圖像信號和由訓(xùn)練者選擇部分355提供的作為訓(xùn)練者圖像信號的SD圖像信號的信號對。
圖19描述預(yù)測計算部分314的示例結(jié)構(gòu)。預(yù)測計算部分314包括動態(tài)范圍(DR)計算部分371，最小值計算部分372，動態(tài)范圍(DR)計算部分373，最小值計算部分374，SD圖像提取部分375，基準(zhǔn)對標(biāo)準(zhǔn)化部分376，平均值計算部分377，以及合成部分378。
DR計算部分371計算由區(qū)域提取部分311提供的預(yù)測抽頭的動態(tài)范圍，即在最大值和最小值之間的差，并輸出給基準(zhǔn)對標(biāo)準(zhǔn)化部分376。最小值計算部分372計算輸入預(yù)測抽頭的最小值并輸出給合成部分378。DR計算部分371和最小值計算部分372可被集成為預(yù)測抽頭計算部分382。
DR計算部分373計算由基準(zhǔn)對生成部分313提供的基準(zhǔn)對的動態(tài)范圍，即在最大值和最小值之間的差，并輸出給基準(zhǔn)對標(biāo)準(zhǔn)化部分376。最小值計算部分374計算輸入基準(zhǔn)對的最小值，并輸出給基準(zhǔn)對標(biāo)準(zhǔn)化部分376。DR計算部分373和最小值計算部分374可以集成為基準(zhǔn)對計算部分383。SD圖像提取部分375在輸入基準(zhǔn)值對中提取SD圖像信號分量(包括SD圖像信號分量和CIF圖像信號分量)并輸出給基準(zhǔn)對標(biāo)準(zhǔn)化部分376。
基準(zhǔn)對標(biāo)準(zhǔn)化部分376根據(jù)由最小值計算部分374提供的最小值，由DR計算部分373提供的動態(tài)范圍和由DR計算部分371提供的動態(tài)范圍，標(biāo)準(zhǔn)化由SD圖像提取部分375提供的SD圖像信號分量。平均值計算部分377計算由基準(zhǔn)對標(biāo)準(zhǔn)化部分376標(biāo)準(zhǔn)化的SD圖像信號的平均值，并輸出給合成部分378。合成部分378通過將最小值計算部分372提供的最小值與由平均值計算部分377提供的平均值相加來生成HD圖像信號。
如上所述，在預(yù)測計算部分314中，由SD圖像提取部分375提取的構(gòu)成基準(zhǔn)對的SD圖像信號分量被標(biāo)準(zhǔn)化部分381標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)化部分381包括預(yù)測抽頭計算部分382，基準(zhǔn)對計算部分383，以及基準(zhǔn)對標(biāo)準(zhǔn)化部分376。然后通過平均值計算部分377計算標(biāo)準(zhǔn)化的SD圖像信號分量的平均值。如果省略標(biāo)準(zhǔn)化，則標(biāo)準(zhǔn)化部分381可以省略。
現(xiàn)在參考圖20中的流程圖描述信息處理設(shè)備300的HD圖像信號生成處理。
首先在步驟S101，區(qū)域提取部分311從輸入SD圖像信中號選擇感興趣的像素。在步驟S102，區(qū)域提取部分311從輸入信號提取預(yù)測抽頭。換言之，存在于相對于在步驟S101選擇的感興趣像素的預(yù)置位置的像素被提取作為預(yù)測抽頭。
圖21舉例說明這種預(yù)測抽頭的例子。在圖21示出的例子中，九個SD圖像信號的像素數(shù)據(jù)項s1至s9被設(shè)為預(yù)測抽頭。此外在該圖21的例子中，預(yù)測抽頭包括像素數(shù)據(jù)s5(感興趣的像素)，在s5左邊的像素數(shù)據(jù)s4，在s5右側(cè)的像素數(shù)據(jù)s6，在s5上方的像素數(shù)據(jù)s2，在s2左邊的像素數(shù)據(jù)s1，在s2右側(cè)的像素數(shù)據(jù)s3，在s5下方的像素數(shù)據(jù)s8，在s8左邊的像素數(shù)據(jù)s7，以及在s8右側(cè)的像素數(shù)據(jù)s9。如圖21所示，像素數(shù)據(jù)s1到s9位于彼此相距一個像素的位置上。
然后在步驟S103中，受訓(xùn)者圖像生成部分312實施CIF圖像信號生成處理。這種CIF圖像信號生成處理如圖22的流程圖所示。
首先在步驟S121，低通濾波器331從輸入SD圖像信號中去掉高頻分量。這防止了從事件(occurring)中產(chǎn)生偽信號。接下來在步驟S122，相移部分332通過水平地和垂直地將SD圖像信號移動1/2像素來對不含高頻分量的SD圖像信號(由低通濾波器331提供的SD圖像信號)實施相移。
在步驟S123，二次抽樣部分333通過二次取樣生成CIF圖像信號。簡而言之，通過水平和垂直地抽選相移的SD圖像信號的每隔一個像素來生成CIF圖像信號。
更具體地說，如圖23所示，在通過低通濾波器331去掉SD圖像信號的高頻分量之后，SD圖像信號的像素(由圖中的方塊表示)被向右和向下相移1/2像素并且最后抽選出每隔一個像素，從而生成如圖23中用″X″表示的CIF圖像信號的像素。在這種情況下，一個CIF圖像信號的像素對應(yīng)于四個SD圖像信號的像素。
再參考圖20，在步驟S104中，基準(zhǔn)對產(chǎn)生部分313執(zhí)行基準(zhǔn)抽頭產(chǎn)生處理?；鶞?zhǔn)抽頭產(chǎn)生處理的細(xì)節(jié)如圖24的流程圖所示。在步驟S151中，抽頭提取部分351提取其中心抽頭對應(yīng)于由二次取樣部分333提供的CIF圖像信號搜索范圍中的一個像素的基準(zhǔn)抽頭。這些基準(zhǔn)抽頭是預(yù)置的，從而它們與通過區(qū)域提取部分31提取的預(yù)測抽頭具有同樣的相對位置關(guān)系。更具體地說，如圖25所示，從通過圖中用“X”表示的CIF圖像信號中，總共有九個像素數(shù)據(jù)項被提取出來作為基準(zhǔn)抽頭。這些像素是像素數(shù)據(jù)c5，在c5左邊的像素數(shù)據(jù)c4，在c5右邊的像素數(shù)據(jù)c6，在c5上面的像素數(shù)據(jù)c2，在c2左邊的像素數(shù)據(jù)c1，在c2右邊的像素數(shù)據(jù)c3，在c5下面的像素數(shù)據(jù)c8，在c8左邊像素數(shù)據(jù)c7，以及在c8右邊的像素數(shù)據(jù)c9。
接下來，在步驟S152，抽頭得分計算部分352計算抽頭得分。如果例如將一相關(guān)值用作得分，則如圖26所示根據(jù)公式(15)計算由圖20的步驟S102提取的九個預(yù)測抽頭s1到s9和在步驟S151中提取的基準(zhǔn)抽頭c1到c9之間的相關(guān)系數(shù)C。
為確保以上描述的計算的執(zhí)行，在步驟S102中通過區(qū)域提取部分311提取的預(yù)測抽頭和在步驟S151中通過抽頭提取部分351提取的基準(zhǔn)抽頭是預(yù)先確定的從而它們相互對應(yīng)。更具體地說，如圖26所示，基準(zhǔn)抽頭和預(yù)測抽頭之間的相對位置關(guān)系是確定的，從而使得作為基準(zhǔn)抽頭的像素數(shù)據(jù)項c1到c9分別與作為預(yù)測抽頭的像素數(shù)據(jù)項s1到s9相對應(yīng)。
接下來在步驟S153中，受訓(xùn)者選擇部分353把在步驟S152的處理中計算的得分(在這例子中為相關(guān)系數(shù)C)與預(yù)先設(shè)定的閾值作比較。如果相關(guān)值C為閾值或者更高值，就是說，如果CIF圖像信號(基準(zhǔn)抽頭)與HD圖像信號的預(yù)測抽頭高度相關(guān)，則基準(zhǔn)抽頭被選出并提供給基準(zhǔn)對寄存部分354?；鶞?zhǔn)對寄存部分354寄存這些基準(zhǔn)抽頭。更具體地說，在圖25和圖26中示出的在步驟S151中被提取的作為基準(zhǔn)抽頭的像素數(shù)據(jù)項c1到c9被寄存在基準(zhǔn)對寄存部分354中。
此時，如圖26所示，訓(xùn)練者選擇部分355選擇在步驟S103中被提取的SD圖像信號的感興趣像素s5作為訓(xùn)練基準(zhǔn)抽頭c1到c9(相應(yīng)感興趣像素)的像素數(shù)據(jù)。這將在以后參考圖28來描述。基準(zhǔn)對寄存部分354寄存像素數(shù)據(jù)s5以便組成一個對應(yīng)于像素數(shù)據(jù)項c1到c9的基準(zhǔn)對。
在步驟S154中，抽頭提取部分351確定是否全部搜索范圍已被搜索。如果不是全部搜索范圍都被搜索過，流程返回到步驟S151，其中在搜索范圍中選擇一隨后的像素，并且提取出將所選擇的像素作為其中心的基準(zhǔn)抽頭。在步驟S152，抽頭得分計算部分352用上面描述的同樣方法計算在步驟S151中新選擇的基準(zhǔn)抽頭的得分。在步驟S153中，受訓(xùn)者選擇部分353確定在步驟S152的處理中計算的得分是否是閾值或者是更高值。如果得分是閾值或者更高值，受訓(xùn)者選擇部分353提供基準(zhǔn)抽頭到基準(zhǔn)對寄存部分354，后者存儲這些基準(zhǔn)抽頭。如果得分低于閾值，則不執(zhí)行寄存處理。訓(xùn)練者選擇部分355選擇SD圖像信號的像素數(shù)據(jù)項s5作為由受訓(xùn)者選擇部分353選擇的像素數(shù)據(jù)項c1到c9的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，并把它提供給基準(zhǔn)對寄存部分354?；鶞?zhǔn)對寄存部分354把基準(zhǔn)抽頭c1到c9(受訓(xùn)者圖像信號)和SD圖像信號的像素數(shù)據(jù)s5(訓(xùn)練圖像信號)作為一個基準(zhǔn)對寄存。
如圖27所示，上述處理是在CIF圖像平面112上的搜索范圍113中搜索與相對于SD圖像平面111上的感興趣像素的預(yù)測抽頭相關(guān)聯(lián)的抽頭。搜索范圍113例如是一個200×200像素的區(qū)域。搜索搜索范圍113以獲得具有與感興趣像素周圍的預(yù)測抽頭相關(guān)的閾值或更高值的基準(zhǔn)抽頭，然后將這些基準(zhǔn)抽頭和對應(yīng)的SD圖像信號的感興趣像素作為一個基準(zhǔn)對寄存。
更具體地說，如圖28所示，搜索搜索范圍113以獲得具有與預(yù)測抽頭相關(guān)的閾值或更高值的基準(zhǔn)抽頭。如果在搜索范圍113中找到具有與預(yù)測抽頭相關(guān)的閾值或更高值的基準(zhǔn)抽頭，則在SD圖像平面111中提取對應(yīng)于基準(zhǔn)抽頭的感興趣像素。在圖28的實例中，預(yù)測抽頭是(100，150，100，150，200，150，100，150，100)而在搜索范圍113中具有相關(guān)閾值或者更高值的基準(zhǔn)抽頭是(180，190，180，190，200，190，180，190，180)?；鶞?zhǔn)抽頭的位置是在搜索范圍113中的任何位置。它們并不總是對應(yīng)于預(yù)測抽頭的位置。在SD圖像平面111上的對應(yīng)于3×3基準(zhǔn)抽頭中心的抽頭(像素值為″200″的抽頭)的像素，被提取出來作為相應(yīng)的感興趣像素。在圖28的實例中，像素值為″205″的像素是對應(yīng)于基準(zhǔn)抽頭的感興趣像素。在這種情況下，基準(zhǔn)抽頭(180，190，180，190，200，190，180，190，180)和對應(yīng)的感興趣像素(205)被組合為一個基準(zhǔn)對并進行寄存。
再參考圖24，重復(fù)上述處理直到確定在步驟S154中確定整個搜索范圍已被搜索。如果確定搜索范圍已被搜索，流程繼續(xù)步驟S155，抽頭提取部分351確定是否所有的SD像素數(shù)據(jù)都已被處理。如果還有沒有被處理的SD像素數(shù)據(jù)，流程返回到步驟S151重復(fù)后續(xù)的處理。
如果在步驟S155中確定所有的SD像素數(shù)據(jù)已經(jīng)被處理，基準(zhǔn)抽頭產(chǎn)生處理結(jié)束。
在如圖20的步驟S104的基準(zhǔn)抽頭產(chǎn)生處理結(jié)束之后，在步驟S105執(zhí)行預(yù)測計算處理。預(yù)測計算處理的細(xì)節(jié)如圖29的流程圖所示。
在步驟S171中，DR計算部分371獲得通過如圖20步驟S102中的處理提取的預(yù)測抽頭的動態(tài)范圍。更具體地說，包含在預(yù)測抽頭中的九個抽頭(像素)的像素值的最大值和最小值之間的差被計算出來作為動態(tài)范圍。在步驟S172中，最小值計算部分372獲得在預(yù)測抽頭中的最小值。計算動態(tài)范圍也需要該最小值，因此，最小值計算部分372可以與DR計算部分371相集成。
在步驟S173中，DR計算部分373從通過步驟S153的處理寄存在基準(zhǔn)對寄存部分354中的基準(zhǔn)對中選擇一基準(zhǔn)對，獲得動態(tài)范圍，也就是構(gòu)成該選擇的基準(zhǔn)對的CIF圖像信號的最大值和最小值之間的差。在步驟S174中，最小值計算部分374獲得構(gòu)成該基準(zhǔn)對的CIF圖像信號的最小值。同樣在這種情況下，已經(jīng)獲得用于計算動態(tài)范圍的最小值，因此最小值計算部分374可以與DR計算部分373相集成。
在步驟S175中，SD圖像提取部分375提取組成基準(zhǔn)對的SD圖像信號的像素值。然后在步驟S176中，基準(zhǔn)對標(biāo)準(zhǔn)化部分376根據(jù)公式(17)標(biāo)準(zhǔn)化經(jīng)步驟S175的處理提取的像素值s’j＝(sj-cjmin)×DRPT/DRj ...(17)其中，s′j表示標(biāo)準(zhǔn)化的SD像素數(shù)據(jù)，sj表示在步驟S175中提取的SD圖像數(shù)據(jù)，cjmin表示在步驟S174中獲得的CIF圖像數(shù)據(jù)的最小值，DRPT表示在步驟S171中獲得的預(yù)測抽頭的動態(tài)范圍，而DRj表示在步驟S173中獲得的CIF圖像數(shù)據(jù)的動態(tài)范圍。
在步驟S177中，基準(zhǔn)對標(biāo)準(zhǔn)化部分376確定是否所有的基準(zhǔn)對都已經(jīng)被處理。如果有基準(zhǔn)對還沒有被處理，流程返回到步驟S173重復(fù)后續(xù)處理。
現(xiàn)在將參考圖30A到30C來描述上述處理的細(xì)節(jié)。在圖30A到30C所示的實例中，預(yù)測抽頭PT如圖30A所示是(100，150，100，150，200，150，100，150，100)。最小值和最大值分別為″100″和″200″。因此，在步驟S171中預(yù)測抽頭PT的動態(tài)范圍被計算為″100″，而在步驟S172中預(yù)測抽頭PT的最小值被計算為″100″。
在圖30B中，示出了100個基準(zhǔn)對。第一個基準(zhǔn)對包括值為″205″的SD圖像信號像素數(shù)據(jù)S1和CIF像素數(shù)據(jù)C1(180，190，180，190，200，190，180，190，180)。在這個基準(zhǔn)對中，CIF圖像信號的最大值為″200″和最小值為″180″。因此，在步驟S173和S174中，分別獲得一個″20″的動態(tài)范圍和一個″180″的最小值。然后在步驟S175中，提取像素值為″205″的SD像素數(shù)據(jù)S1。
以同樣方式，第i個基準(zhǔn)對包括CIF像素數(shù)據(jù)Ci(120，160，120，160，200，160，120，160，120)和SD像素數(shù)據(jù)Si(220)。CIF像素數(shù)據(jù)Ci的最大值為″200″而CIF像素數(shù)據(jù)Ci的最小值為″120″。因此動態(tài)范圍為″80″。從而，SD像素數(shù)據(jù)si(220)被提取。
第100個基準(zhǔn)對包括CIF像素數(shù)據(jù)C100(100，120，100，120，140，120，100，20，100)和SD像素數(shù)據(jù)S100(148)。CIF像素數(shù)據(jù)C100的最大值為“140”而CIF像素數(shù)據(jù)C100的最小值為“100”。因此動態(tài)范圍為“40”。然后SD像素數(shù)據(jù)S100(148)被提取。
因此在第一基準(zhǔn)對中，SD像素數(shù)據(jù)S1(205)被根據(jù)公式(17)標(biāo)準(zhǔn)化為“125”，如下列公式所示125＝(205-180)×100/20。 ...(18)
在第i個基準(zhǔn)對中，SD像素數(shù)據(jù)Si的值“220”被標(biāo)準(zhǔn)化為“125”，如下列公式所示125＝(220-120)×100/80。 ...(19)在第100個基準(zhǔn)對中，SD像素數(shù)據(jù)S100的值“148”被標(biāo)準(zhǔn)化為“120”，如下列公式所示120＝(148-100)×100/40。 ...(20)如果所有基準(zhǔn)對已經(jīng)被處理，在步驟S178中平均計算部分377執(zhí)行獲得標(biāo)準(zhǔn)化的像素值的平均值的處理。在圖30A到30C的實例中，計算100個標(biāo)準(zhǔn)化的SD像素數(shù)據(jù)項s′1到s′100(在圖30C示出)的平均值。
在步驟S179中，合成部分378執(zhí)行將預(yù)測抽頭的平均值和最小值相加的處理。更具體地說，合成部分378通過將S178步驟的處理所計算的平均值A(chǔ)和S172步驟的處理所計算出的預(yù)測抽頭最小值MIN相加，為HD圖像信號產(chǎn)生像素數(shù)據(jù)h，如下列公式所示h＝MIN+A。
...(21)在圖30A到30C的例子中，標(biāo)準(zhǔn)化的像素值的平均值是“124”而預(yù)測抽頭PT的最小值是“100”。因此，如下列公式所示，獲得作為對應(yīng)于預(yù)測抽頭PT的感興趣像素(200)的HD圖像信號的像素數(shù)據(jù)“224”224＝100+124。...(22)這個像素值是用于對應(yīng)于感興趣像素的HD圖像信號的像素值。
在步驟S180中，合成部分378輸出通過步驟S179的處理獲得的計算結(jié)果。
如圖28所示，根據(jù)本發(fā)明，基準(zhǔn)對中的每一個對應(yīng)的感興趣像素都是根據(jù)SD圖像平面111上的預(yù)測抽頭的最小值MINSD和動態(tài)范圍DRSD以及低于SD圖像平面111的CIF圖像平面112(具有SD圖像平面1111/4的分辨率)上的搜索范圍113中的基準(zhǔn)抽頭的最小值MINCIF和動態(tài)范圍DRCIF標(biāo)準(zhǔn)化的。簡而言之，根據(jù)這個實施例，通過從每個基準(zhǔn)對中的SD圖像信號的像素數(shù)據(jù)中減去最小值MINCIF(基準(zhǔn)值)所獲得的值通過DRSD/DRCIF進行加權(quán)，然后將這個結(jié)果值與最小值MINSD相加以產(chǎn)生用于HD圖像信號的像素數(shù)據(jù)。
換句話說，如圖31A到31C所示，本發(fā)明根據(jù)在組成基準(zhǔn)對的CIF圖像信號的3×3像素數(shù)據(jù)項(標(biāo)準(zhǔn)抽頭)和一個具有四倍分辨率的SD圖像信號的像素數(shù)據(jù)項(對應(yīng)的感興趣像素)之間的關(guān)系類似于在構(gòu)成預(yù)測抽頭的SD圖像信號的3×3像素數(shù)據(jù)項和一個具有四倍分辨率的用于HD圖像信號的像素數(shù)據(jù)項之間的關(guān)系這一原理。
根據(jù)本發(fā)明，九個像素數(shù)據(jù)項的最小值和動態(tài)范圍被當(dāng)作九個像素數(shù)據(jù)項(動態(tài)范圍可以被解釋為與最小值相對的最大值)的特征來提取。當(dāng)基準(zhǔn)抽頭的最小值和動態(tài)范圍被調(diào)整(標(biāo)準(zhǔn)化)為預(yù)測抽頭的最小值和動態(tài)范圍時，在基準(zhǔn)對中(標(biāo)準(zhǔn)化的)對應(yīng)感興趣像素可以被認(rèn)為是HD圖像信號。
只要SD圖像信號可供使用，就可以在沒有HD圖像信號的情況下也能獲得基準(zhǔn)對和DRSD/DRCIF比值。因此，實時處理是可能的。當(dāng)使用最小二乘法時，利用平均值不需要逆矩陣計算的集中計算。這使得能夠以高速執(zhí)行處理并且易于產(chǎn)生HD圖像信號。
此外，與用最小二乘法計算系數(shù)相比較，穩(wěn)定性可以增強。更具體地說，在使用最小二乘法計算系數(shù)的時候，如果用于訓(xùn)練的輸入/輸出數(shù)目較少，則可能引起系數(shù)的過度擬合(overfitting)(穩(wěn)定性損失)?；谝赃@種方式獲得的系數(shù)進行的預(yù)測計算可能在獲得適當(dāng)?shù)南袼刂禃r導(dǎo)致故障(輸出像素值可能丟失)。此外，還可以在有限的搜索范圍內(nèi)通過對標(biāo)準(zhǔn)化的值求平均值來獲得具有一定或更高相關(guān)性的基準(zhǔn)對來增強穩(wěn)定性。
另外，和使用已知的分類自適應(yīng)處理相比，當(dāng)抑制振鈴(ringing)時邊緣可被銳化。更具體地說，雖然正常的高通處理引起表現(xiàn)為如圖32B所示的過應(yīng)力前沿和后沿的振鈴，，但依據(jù)這一實施例如圖32A所示當(dāng)這樣的振鈴被抑制時，邊緣可被銳化。
通過標(biāo)準(zhǔn)的通用分類自適應(yīng)處理也可以實現(xiàn)同樣的優(yōu)點。然而，當(dāng)分類例如通過1位ADRC處理執(zhí)行時，不同的輸入模式被分入同樣的類。盡管一般說來這對在一個類中的所有輸入產(chǎn)生同樣的效應(yīng)，但由于混合了不同的輸入模式，該方法是低效的。例如，如果像素值為″120″或更高被賦值為″1″，而像素值小于″120″被賦值為″0″，對于一個5-位類編碼″00111″來說，分類數(shù)據(jù)(100，110，120，130，140)和邊緣數(shù)據(jù)(100，100，140，140，140)在同一類中訓(xùn)練預(yù)測。
與此相反，依據(jù)這一實施例，當(dāng)邊緣被銳化時只采用在外形上類似于實際處理的輸入波形的基準(zhǔn)對以防止振鈴的發(fā)生。
再參考圖20，在步驟S105中的預(yù)測計算處理如上所述完成之后，在步驟S106中區(qū)域提取部分311確定是否所有像素都已被處理。如果存在沒有被處理的像素，流程返回到步驟S101，在該步驟輸入SD圖像信號的另一個像素被設(shè)置為新的感興趣像素，并且提取有關(guān)這個感興趣像素的預(yù)測抽頭。此后，這個預(yù)測抽頭以如上所述的同樣方法被處理。
如果在步驟S106確定所有的像素都已經(jīng)被處理過了，HD像素產(chǎn)生處理結(jié)束。
在上述處理中，當(dāng)要生成具有輸入圖像四倍分辨率的高質(zhì)量圖像時，產(chǎn)生具有輸入圖像1/4分辨率的圖像，以在基準(zhǔn)對中包括原始輸入圖像和這個生成的具有1/4分辨率的圖像。一般來說，要生成具有輸入圖像n倍分辨率的圖像，生成具有輸入圖像1/n分辨率的圖像，以便在基準(zhǔn)對中包括輸入圖像和這個生成的具有1/n分辨率的圖像。盡管在上述的例子中″n＝4″，但n通常是1或更大的數(shù)。
如果實時處理不是必需的，可將訓(xùn)練過的基準(zhǔn)對預(yù)存以備使用。圖33描繪了一個當(dāng)不要求實時處理時信息處理設(shè)備401所使用的實例結(jié)構(gòu)。所述信息處理設(shè)備401包括一個區(qū)域提取部分411，一個模式匹配部分412，一個基準(zhǔn)對存儲部分413，一個區(qū)域提取部分711，和一個預(yù)測計算部分714。
區(qū)域提取部分411根據(jù)輸入SD信號在相對于感興趣像素的預(yù)定區(qū)域(基準(zhǔn)區(qū)域)中提取像素作為基準(zhǔn)抽頭。通過這個處理，例如，九個像素被提取作為基準(zhǔn)抽頭。通過區(qū)域提取部分411提取的基準(zhǔn)抽頭被提供給模式匹配部分412。
基準(zhǔn)對存儲部分413預(yù)存基準(zhǔn)對。如何存儲這些基準(zhǔn)對將在后面參考圖38和39來描述。這些基準(zhǔn)對包括一個HD圖像信號分量和一個SD圖像信號分量。模式匹配部分412搜索基準(zhǔn)對存儲部分413，以獲得一個與基準(zhǔn)抽頭具有預(yù)定關(guān)系的基準(zhǔn)對，并且把它提供給預(yù)測計算部分714。
區(qū)域提取部分711從輸入SD信號中在一個預(yù)測區(qū)域內(nèi)提取作為預(yù)測抽頭的像素。感興趣像素和預(yù)測抽頭之間的相對位置關(guān)系是預(yù)置的。預(yù)測區(qū)域與在區(qū)域提取部分411中的基準(zhǔn)區(qū)域相同。因而，區(qū)域提取部分411和區(qū)域提取部分711其中之一可以被省略。區(qū)域提取部分711給預(yù)測計算部分714提供已提取的預(yù)測抽頭。
預(yù)測計算部分714根據(jù)由區(qū)域提取部分711提供的預(yù)測抽頭和由模式匹配部分412提供的基準(zhǔn)對，預(yù)測地計算HD圖像信號。
圖34描繪了模式匹配部分412的實例結(jié)構(gòu)。模式匹配部分412包括特征量提取部分431，特征量提取部分432，比較部分433，存儲部分434，和排序部分435。
特征量提取部分431提取由區(qū)域提取部分411提供的基準(zhǔn)抽頭的特征量并且將它提供給比較部分433。特征量提取部分432提取由基準(zhǔn)對存儲部分413提供的基準(zhǔn)對中的SD圖像信號分量的特征量，并且把它提供給比較部分433。比較部分433把由特征量提取部分431提供的特征量與由特征量提取部分432提供的特征量相比較，獲得這兩個特征量之間的相關(guān)性。
例如，通過特征量提取部分431和特征量提取部分432提取的特征量可以是像素值本身。可選擇地，這樣的特征量可以是標(biāo)準(zhǔn)化的像素值?；鶞?zhǔn)抽頭中的標(biāo)準(zhǔn)化像素值被表示相對于基準(zhǔn)抽頭中最大像素值和最小像素值的中間像素值，其中，最大像素值和最小像素值例如被分別設(shè)置為1和0。更具體地說，把從目標(biāo)像素值中減去最小值獲得的值除以最大值和最小值之差來獲得這個目標(biāo)像素值的標(biāo)準(zhǔn)化像素值。
或者，這樣的特征量還可以是動態(tài)范圍。這個動態(tài)范圍是基準(zhǔn)抽頭中的最大值和最小值之差。
比較部分433計算出標(biāo)準(zhǔn)值、絕對差值的和，或者相關(guān)系數(shù)值作為像素值的比較值、標(biāo)準(zhǔn)化的像素值，或者動態(tài)范圍，并根據(jù)比較值執(zhí)行比較。
標(biāo)準(zhǔn)值是通過下列公式計算出來的，公式中(x1，x2，x3，...x8，x9)表示基準(zhǔn)抽頭，而(y1，y2，y3，...y8，y9)表示包含在基準(zhǔn)對中的SD圖像信號分量。
(x1-y1)2+(x2-y2)2+(x3-y3)2+...+(x9-y9)2---(23)]]>絕對差值的和通過公式(24)來表示Σ|xi-yi|---(24)]]>相關(guān)系數(shù)C通過如上所述的公式(15)來表示。
另外，通過特征量提取部分431和特征量提取部分432提取的特征量可以是1位ADRC碼。如果是這種情況，比較部分433進行的比較可以是以1位ADRC碼的相符度為基礎(chǔ)的。相符度被定義為具有相等值的位數(shù)，其中將在一部分的各位置上的位與另一部分相應(yīng)位置上的位進行比較。
假定基準(zhǔn)抽頭的1位ADRC碼是(000000001)而基準(zhǔn)對中的SD圖像信號分量的1位ADRC碼也是(000000001)。在這種情況下，在基準(zhǔn)抽頭中所有位置上的位的值都等于在SD圖像信號分量中相應(yīng)位置上的位的值，并且相符度為″9″。另一方面，如果基準(zhǔn)抽頭的1位ADRC碼是(000000001)而基準(zhǔn)對中的SD圖像信號分量是(000000001)，則在MSB側(cè)的七位和LSB具有相等的值。因此，相符度為″8″。
除上面描述的那些之外，其它對確定基準(zhǔn)抽頭和基準(zhǔn)對中SD圖像信號分量之間的相關(guān)性起作用的值也可被用作比較值。
存儲部分434存儲比較部分433的比較結(jié)果。排序部分435用這樣的方式對存儲在存儲部分434中的多個值進行排序，并輸出按降序排列的N個比較結(jié)果。此后，排序部分435從基準(zhǔn)對存儲部分413讀取對應(yīng)于頂端N個SD圖像信號分量的N個基準(zhǔn)對，并輸出它們到預(yù)測計算部分714。
現(xiàn)在將參考圖35中的流程圖描述信息處理設(shè)備401的HD信號產(chǎn)生處理。在步驟S201中，區(qū)域提取部分411和區(qū)域提取部分711從輸入SD信號中選擇一個感興趣的像素。在步驟S202中，區(qū)域提取部分411從輸入SD信號中提取基準(zhǔn)抽頭?；鶞?zhǔn)抽頭與感興趣的像素的相對位置關(guān)系是預(yù)先確定的。
在步驟S203中，模式匹配部分412在存儲于基準(zhǔn)對存儲部分413中的基準(zhǔn)對和在步驟S202的處理中提取的基準(zhǔn)抽頭之間執(zhí)行模式匹配。模式匹配的細(xì)節(jié)如圖36中所示。
更具體地說，在步驟S221中，特征量提取部分431提取基準(zhǔn)抽頭的特征量。如果假定這些像素值被提取作為特征量，特征量提取部分431提取像素值作為由區(qū)域提取部分411提供的基準(zhǔn)抽頭的特征量。提取的像素值被提供給比較部分433。
在步驟S222中，特征量提取部分432提取基準(zhǔn)對中的SD圖像信號分量的特征量。
更具體地說，特征量提取部分432讀取存儲在基準(zhǔn)對存儲部分413中的基準(zhǔn)對，提取包含在該基準(zhǔn)對中的SD圖像信號分量的像素值，并把它們輸出給比較部分433。在步驟S223中，比較部分433計算所提供的特征量的比較值用于比較。更具體地說，比較部分433例如計算由特征量提取部分431提供的基準(zhǔn)抽頭中的像素值和由特征量提取部分432提供的基準(zhǔn)對中的SD圖像信號分量的像素值之間的絕對差值的和作為比較值。
如圖37A到37C所示，如果基準(zhǔn)抽頭RT包括例如總共九個(3×3)像素值，其中包括一個感興趣的像素及其鄰近的八個像素(每個在上面的，下面的，左邊的，右邊的，左上方的，右上方的，左下方的，和右下方)，基準(zhǔn)對的SD信號分量也具有九個(3×3)像素值。在圖37A的例子中，基準(zhǔn)抽頭RT的像素值是(100，148，100，152，200，152，100，148，100)，其中感興趣的像素是具有中值200的像素。如果特征量提取部分432提取第一SD圖像信號“SD1-1”，像素值是(200，200，200，200，200，200，200，200，200)。比較部分433根據(jù)以下公式計算絕對差值的和作為比較值600＝|100-200|+|148-200|+|100-200|+|152-200|+|200-200|+|152-200|+|100-200|+|148-200|+|100-200|。
...(11)在步驟S224，存儲部分434存儲比較結(jié)果。更具體地說，存儲部分434存儲以如上所述方法計算的絕對差值的和“600”作為比較值。
然后特征量提取部分432選擇例如SD1-2作為基準(zhǔn)對中的第二SD圖像信號，并輸出給比較部分433。利用與上述方法相同的方法，比較部分433計算基準(zhǔn)抽頭RT的像素值與SD圖像信號分量SD1-2的像素值之間的絕對差的和，并且將獲得的和提供給存儲部分434，后者存儲所述和。
重復(fù)上述處理以計算與存儲在基準(zhǔn)對存儲部分413中的基準(zhǔn)對的數(shù)目相同數(shù)目的絕對差值的和。在步驟S225，排序部分435對比較結(jié)果進行排序。更具體地說，排序部分435排序絕對差值的和，即，以升序獲得比較值，并且選擇頂部的100個值。排序部分435然后從基準(zhǔn)對存儲部分413中讀出具有100個SD圖像信號分量的基準(zhǔn)對，并且將它們提供給預(yù)測計算部分714。
以這樣的方式，例如如圖37C所示，由SD圖像信號和HD圖像信號組成的100個基準(zhǔn)對被提供給預(yù)測計算部分714。在圖37C所述例子中，100個基準(zhǔn)對包括由HD圖像信號HD-u和SD圖像信號SD-u組成的基準(zhǔn)對、由HD圖像信號HD-j和SD圖像信號SD-j組成的基準(zhǔn)對，以及由HD圖像信號HD-k和SD圖像信號SD-k組成的基準(zhǔn)對，被選擇并且提供給預(yù)測計算部分714。
再參考圖35，在步驟S204區(qū)域提取部分711從輸入SD圖像信號中提取預(yù)測抽頭。預(yù)測抽頭和在步驟S201的處理中選擇的感興趣像素的相對位置關(guān)系也是預(yù)置的。這些預(yù)測抽頭與由區(qū)域提取部分411提取的基準(zhǔn)抽頭是相同的。
在步驟S205，預(yù)測計算部分714執(zhí)行預(yù)測計算處理。這一處理與圖29中所示出的相同，并且因此不再描述。
在步驟S206，區(qū)域提取部分411和區(qū)域提取部分711確定是否所有像素已經(jīng)處理完成。如果存在沒有處理的像素，流程返回到步驟S201以重復(fù)相同的處理。如果所有像素都已處理，就結(jié)束HD圖像信號生成處理。
如上所述，信息處理設(shè)備401要求基準(zhǔn)對預(yù)先生成而且預(yù)先存儲?，F(xiàn)在描述基準(zhǔn)對的生成。
圖38描述用于生成基準(zhǔn)對的信息處理設(shè)備451的示例結(jié)構(gòu)。信息處理設(shè)備451包括二維抽選過濾器461，區(qū)域提取部分462，基準(zhǔn)對生成部分463，基準(zhǔn)對存儲部分464。二維抽選過濾器461通過水平地和垂直地抽選作為訓(xùn)練者圖像的HD圖像信號的每隔一個像素生成作為受訓(xùn)者圖像的SD圖像信號。
區(qū)域提取部分462從由二維抽選過濾器461提供的SD圖像信號中提取基準(zhǔn)抽頭。在圖33中，由區(qū)域提取部分462提取的基準(zhǔn)抽頭與通過區(qū)域提取部分411提取的基準(zhǔn)抽頭(即通過區(qū)域提取部分711提取的預(yù)測抽頭)相同。
基準(zhǔn)對生成部分463接收作為訓(xùn)練者圖像的HD圖像信號，以及由區(qū)域提取部分462提供的基準(zhǔn)抽頭?；鶞?zhǔn)對生成部分463生成包括由區(qū)域提取部分462提供的基準(zhǔn)抽頭和對應(yīng)的輸入HD圖像信號的基準(zhǔn)對，并且提供給基準(zhǔn)對存儲部分464以進行存儲。
現(xiàn)在將參考圖39中的流程圖描述在信息處理設(shè)備451中的基準(zhǔn)對生成處理。
在步驟S251，二維抽選過濾器461輸入HD圖像信號作為訓(xùn)練者圖像。在步驟S252二維抽選過濾器461從輸入HD圖像信號中生成SD圖像信號。這個處理可以通過水平地和垂直地抽選例如輸入HD圖像信號的每隔一個像素來執(zhí)行。這一處理的細(xì)節(jié)與圖22中的那些相同。在步驟S253，區(qū)域提取部分462選擇輸入SD圖像信號的感興趣像素。在步驟S254，區(qū)域提取部分462從輸入SD圖像信號中提取基準(zhǔn)抽頭。由步驟S253的處理選擇的感興趣像素與基準(zhǔn)抽頭之間的相對位置關(guān)系和圖33的區(qū)域提取部分411中的是相同的。
在步驟S255，基準(zhǔn)對產(chǎn)生部分463產(chǎn)生基準(zhǔn)對。更準(zhǔn)確地說，通過在步驟S254中由區(qū)域提取部分462提取的基準(zhǔn)抽頭和對應(yīng)于在步驟S251中輸入的基準(zhǔn)抽頭的HD圖像來產(chǎn)生基準(zhǔn)對。
這一處理的結(jié)果，例如如圖37B所示，產(chǎn)生作為基準(zhǔn)抽頭的SD像素數(shù)據(jù)SD1-1(200，200，200，200，200，200，200，200，200)和相應(yīng)的HD像素數(shù)據(jù)HD-1(200)作為基準(zhǔn)對。
在步驟S256，基準(zhǔn)對存儲部分464執(zhí)行存儲基準(zhǔn)對的處理。簡而言之，如此產(chǎn)生的基準(zhǔn)對被提供給并保存在基準(zhǔn)對存儲部分464中。
在步驟S257，區(qū)域提取部分462確定是否上述所有像素處理已完成。如果有沒有處理的像素，流程返回到步驟S253，其中選擇下一個感興趣的像素，并且對新選擇的感興趣像素進行相同的處理。
如果在步驟S257確定所有像素都已經(jīng)處理過，所述流程繼續(xù)進行步驟S258，其中區(qū)域提取部分462確定是否所有訓(xùn)練數(shù)據(jù)都已經(jīng)處理完。如果還有沒進行處理的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，流程就返回到步驟S251，其中輸入新的HD信號，并根據(jù)所述選擇的HD信號，重復(fù)相同的基準(zhǔn)對生成處理。如果在步驟S258確定所有訓(xùn)練數(shù)據(jù)已經(jīng)處理完，基準(zhǔn)對生成處理結(jié)束。
以這樣的方式，存儲在基準(zhǔn)對存儲部分464中的基準(zhǔn)對被用于圖33的基準(zhǔn)對存儲部分413。
雖然上述例子中產(chǎn)生了高質(zhì)量圖像，本發(fā)明可以被用于多種信號的產(chǎn)生中。此外本發(fā)明不僅可以被用于圖像信號處理而且可以被用于聲音信號及其它信號的處理。
上述處理序列不僅可以用硬件而且可以用軟件來實現(xiàn)。如果使用軟件實現(xiàn)上述處理序列，例如，可以通過例如圖15所示的個人計算機來實現(xiàn)所述信息處理設(shè)備。
在本發(fā)明中，記錄在記錄介質(zhì)上的程序步驟可以或可以不以時間順序按照所描述步驟的次序來進行。此外步驟可以互相關(guān)行地或互相獨立地進行。
現(xiàn)在描述本發(fā)明的另一個實施例。圖40描述本發(fā)明應(yīng)用的信息處理設(shè)備501的示例結(jié)構(gòu)。信息處理設(shè)備501包括受訓(xùn)者圖像生成部分511，訓(xùn)練對生成部分512，系數(shù)生成部分513，以及圖像計算部分514。
受訓(xùn)圖像生成部分511通過水平和垂直地抽選例如輸入SD(標(biāo)準(zhǔn)清晰度)圖像信號的每隔一個像素來生成CIF(通用中間格式)圖像信號作為受訓(xùn)圖像，并且將它提供給訓(xùn)練對生成部分512。訓(xùn)練對生成部分512根據(jù)由受訓(xùn)者圖像生成部分511提供的作為受訓(xùn)者圖像信號的CIF圖像信號和相應(yīng)的SD圖像信號產(chǎn)生作為訓(xùn)練對的信號對。
系數(shù)生成部分513根據(jù)由訓(xùn)練對產(chǎn)生部分512提供的訓(xùn)練對產(chǎn)生預(yù)測系數(shù)，并且輸出給圖像計算部分514。圖像計算部分514通過對SD圖像信號應(yīng)用預(yù)測系數(shù)產(chǎn)生HD(高清晰度)圖像信號。
受訓(xùn)者圖像生成部分511可以具有與如圖17所描述的相同的結(jié)構(gòu)。
圖41描述訓(xùn)練對產(chǎn)生部分512的示例結(jié)構(gòu)。訓(xùn)練對產(chǎn)生部分512包括抽頭提取部分551，抽頭得分計算部分552，受訓(xùn)者選擇部分553，訓(xùn)練對寄存部分554，抽頭提取部分555，以及訓(xùn)練者選擇部分556。
抽頭提取部分551從由受訓(xùn)者圖像生成部分511提供的CIF圖像信號中提取基準(zhǔn)抽頭，其是處于與感興趣目標(biāo)像素具有預(yù)定相對位置關(guān)系的區(qū)域(基準(zhǔn)區(qū)域)之中的像素。抽頭提取部分555從輸入SD圖像信號中提取作為預(yù)測抽頭的處于與感興趣像素具有預(yù)定相對位置關(guān)系的預(yù)測區(qū)域之中的像素。
設(shè)置抽頭提取部分551中的基準(zhǔn)抽頭與感興趣像素的相對位置關(guān)系以便實質(zhì)上與抽頭提取部分555中的預(yù)測抽頭與感興趣像素的相對位置關(guān)系相同(因此可以進行得分計算)。
抽頭得分計算部分552確定由抽頭提取部分551提取的基準(zhǔn)抽頭和由抽頭提取部分555提取的預(yù)測抽頭之間的相關(guān)性。更準(zhǔn)確地說，計算每個抽頭的相關(guān)系數(shù)。
如果基準(zhǔn)抽頭例如是X(X1，X2，X3，X4，X5)，而預(yù)測抽頭例如是Y(Y1，Y2，Y3，Y4，Y5)，用和公式(15)中一樣的方法根據(jù)以下公式計算相關(guān)系數(shù)CC=Σi(Xi-XM)(Yi-YM)Σi(Xi-XM)2Σi(Yi-YM)---(25)]]>其中，XM和YM分別表示Xi和Yi的平均值。
作為另一種選擇，抽頭得分計算部分552可以使用基準(zhǔn)抽頭和預(yù)測抽頭之間的波形間隔來確定兩個類型的抽頭之間的相關(guān)性。如果是這種情況，根據(jù)以下公式計算波形間隔D，以與公式(16)中相同的方式D=Σi(Xi-Yi)2---(26)]]>如果與預(yù)測抽頭的相關(guān)性是預(yù)置閾值或者更高，受訓(xùn)者選擇部分553選擇基準(zhǔn)抽頭作為受訓(xùn)者圖像信號，并且將它提供給訓(xùn)練對寄存部分554進行寄存。如果波形間距D被用作計分，而且小于預(yù)置閾值，就通過受訓(xùn)者選擇部分553選擇基準(zhǔn)抽頭然后提供給并且寄存在訓(xùn)練對寄存部分554中。
訓(xùn)練者選擇部分556選擇對應(yīng)于由受訓(xùn)者選擇部分553所選擇的基準(zhǔn)抽頭的SD圖像信號作為訓(xùn)練者圖像信號。訓(xùn)練對寄存部分554寄存基準(zhǔn)對，即包括由受訓(xùn)者選擇部分553提供的作為受訓(xùn)者圖像信號的CIF圖像信號和由訓(xùn)練者選擇部分556提供的作為訓(xùn)練者圖像信號的SD圖像信號的信號對。
圖42描述系數(shù)產(chǎn)生部分513的示例結(jié)構(gòu)。系數(shù)產(chǎn)生部分513包括標(biāo)準(zhǔn)方程產(chǎn)生部分571和系數(shù)計算部分572。
在訓(xùn)練對產(chǎn)生部分512中，標(biāo)準(zhǔn)方程產(chǎn)生部分571根據(jù)訓(xùn)練對寄存部分554所提供的訓(xùn)練對產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)方程。系數(shù)計算部分572通過解該由標(biāo)準(zhǔn)方程產(chǎn)生部分571產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)方程，例如通過最小二乘法，計算預(yù)測系數(shù)。
圖43描述圖像計算部分514的示例結(jié)構(gòu)。圖像計算部分514包括預(yù)測抽頭提取部分591以及預(yù)測圖像生成部分592。
預(yù)測抽頭提取部分591從輸入SD圖像信號中提取作為預(yù)測抽頭的在預(yù)置預(yù)測區(qū)域中的像素。這些預(yù)測抽頭與感興趣像素的相對位置關(guān)系與圖41中抽頭提取部分551和抽頭提取部分555中的相同。預(yù)測圖像生成部分592將由預(yù)測抽頭提取部分591提取的預(yù)測抽頭和由系數(shù)計算部分572提供的預(yù)測系數(shù)應(yīng)用到線性簡單表達式中，以生成作為HD圖像信號的預(yù)測像素。
現(xiàn)在參考圖44中的流程圖描述通過信息處理設(shè)備501的HD圖像信號生成處理。
首先在步驟S301，受訓(xùn)者圖像生成部分511實現(xiàn)CIF圖像信號生成處理。這些CIF圖像信號生成處理的詳細(xì)說明與圖22中的處理相同。
在在步驟S301生成CIF之后，在步驟S302抽頭提取部分555提取關(guān)于輸入SD圖像信號的感興趣像素的預(yù)測抽頭。作為這一處理的結(jié)果，例如如圖45所示，SD圖像信號的13個像素數(shù)據(jù)項s0到s12被提取以作為預(yù)測抽頭。在圖45例子中，預(yù)測抽頭包括感興趣的像素s6；位于s6左側(cè)的像素數(shù)據(jù)項s5和s4；位于s6右側(cè)的像素數(shù)據(jù)項s7和s8；位于s6上面的像素數(shù)據(jù)項s2；位于s2左側(cè)的像素數(shù)據(jù)項s1；位于s2右側(cè)的像素數(shù)據(jù)項s3；位于s2上面的像素數(shù)據(jù)項s0；位于s6下面的像素數(shù)據(jù)項s10；位于s10左側(cè)的像素數(shù)據(jù)項s9；位于s10右側(cè)的像素數(shù)據(jù)項s11；以及位于s10下面的像素數(shù)據(jù)項s12。
在步驟S303，抽頭提取部分551提取基準(zhǔn)抽頭，其中間抽頭對應(yīng)于根據(jù)上述實施例由二次抽樣部分333提供的、同樣的CIF圖像信號的搜索范圍中的一個像素。這些基準(zhǔn)抽頭被預(yù)置以致它們與由抽頭提取部分555提取的預(yù)測抽頭具有相同的相對位置關(guān)系。在圖46例子中，從用“X”表示的CIF圖像信號中提取基準(zhǔn)抽頭，該基準(zhǔn)抽頭由一個像素數(shù)據(jù)項c6；位于c6左側(cè)的像素數(shù)據(jù)項c5以及c4；位于c6右側(cè)的像素數(shù)據(jù)項c7和c8；位于c6上面的像素數(shù)據(jù)項c2；位于c2左側(cè)的像素數(shù)據(jù)項c1；位于c2右側(cè)的像素數(shù)據(jù)項c3；位于c2右側(cè)的像素數(shù)據(jù)項c3；位于c2上面的像素數(shù)據(jù)項c0；位于c6下面的像素數(shù)據(jù)項c10；位于c10左側(cè)的像素數(shù)據(jù)項c9；位于c10右側(cè)的像素數(shù)據(jù)項c11；以及位于c10下面的像素數(shù)據(jù)項c12組成。
接下來，在步驟S304，抽頭得分計算部分552計算抽頭得分。如果，例如相關(guān)值被用作計分，則如圖47所示，根據(jù)上述公式(16)計算在步驟S302中提取的13個預(yù)測抽頭s0到s12和在步驟S303中提取的基準(zhǔn)抽頭c0到c12之間的相關(guān)系數(shù)C。
為確保執(zhí)行上述計算，預(yù)先確定由抽頭提取部分555在步驟S302提取的預(yù)測抽頭和由抽頭提取部分551在步驟S303提取的基準(zhǔn)抽頭以使它們彼此對應(yīng)。更具體地說，如圖45和46所示，確定基準(zhǔn)抽頭和預(yù)測抽頭之間的相對位置關(guān)系，以便使作為基準(zhǔn)抽頭的像素數(shù)據(jù)項c0到c12分別對應(yīng)于作為預(yù)測抽頭的像素數(shù)據(jù)項s0到s12。
接下來，在步驟S305中，受訓(xùn)者選擇部分553將在步驟S304的處理中計算的得分(在此例子中為相關(guān)系數(shù)C)與預(yù)定閥值進行比較。如果相關(guān)值C是閾值或者更高，即，如果CIF圖像信號(基準(zhǔn)抽頭)與SD圖像信號的預(yù)測抽頭具有強相關(guān)性，就選擇基準(zhǔn)抽頭并且提供給訓(xùn)練對寄存部分554。訓(xùn)練對寄存部分554寄存基準(zhǔn)抽頭。更具體地說，像素數(shù)據(jù)項c0至c12作為在圖46和圖47中所示步驟S303提取的基準(zhǔn)抽頭被寄存在訓(xùn)練對寄存部分554中。
這時，如圖47所示，訓(xùn)練者選擇部分556選擇SD圖像信號的像素數(shù)據(jù)h0到h3(分別位于在步驟S303提取的基準(zhǔn)抽頭的中心的像素數(shù)據(jù)c6的左上方，右上方，左下方，右下方)作為對應(yīng)于基準(zhǔn)抽頭c0至c12(對應(yīng)的感興趣像素)的訓(xùn)練者圖像信號的像素數(shù)據(jù)。訓(xùn)練對寄存部分554寄存像素數(shù)據(jù)h0至h3以便構(gòu)成對應(yīng)于像素數(shù)據(jù)c0到c12的訓(xùn)練對。
在步驟S306，抽頭提取部分551確定是否已搜索了全部搜索范圍。如果沒有搜索全部搜索范圍的話，流程返回到步驟S303，其中，選擇搜索范圍中的下一個像素，并提取以所選像素為其中心的基準(zhǔn)抽頭。在步驟S304，用如上述一樣的方法，抽頭得分計算部分552計算在步驟S303中新選擇的基準(zhǔn)抽頭的得分。在步驟S305，受訓(xùn)者選擇部分553確定步驟S304的處理中計算的得分是否是閾值或者高于閾值。如果得分是閾值或者高于閾值，受訓(xùn)者選擇部分553提供基準(zhǔn)抽頭給訓(xùn)練對寄存部分554，然后存儲它們。如果得分低于閾值，則不執(zhí)行這一寄存處理。訓(xùn)練者選擇部分556選擇作為用于由受訓(xùn)者選擇部分553選擇的像素數(shù)據(jù)c0到c12的訓(xùn)練者數(shù)據(jù)的SD圖像信號的像素數(shù)據(jù)h0到h3，并且將像素數(shù)據(jù)h0到h3提供給訓(xùn)練對寄存部分554。訓(xùn)練對寄存部分554寄存基準(zhǔn)抽頭c0到c12(受訓(xùn)者圖像信號)和SD圖像信號)的像素數(shù)據(jù)h0到h3(訓(xùn)練者圖像信號)作為訓(xùn)練對。
如圖48所示，上述處理是搜索在CIF圖像平面612上的搜索范圍613以得到與相對于在SD圖像平面611上的感興趣像素的預(yù)測抽頭相關(guān)的抽頭。搜索范圍613例如是200×200個像素的區(qū)域。搜索搜索范圍613以找到與感興趣像素周圍的預(yù)測抽頭具有閾值或者更高值的相關(guān)性的基準(zhǔn)抽頭，然后基準(zhǔn)抽頭和對應(yīng)的SD圖像信號的感興趣像素被存儲為訓(xùn)練對。
重復(fù)上述處理直到在步驟S306確定整個搜索范圍613已經(jīng)被搜索了。如果確定已經(jīng)搜索全部搜索范圍613，流程進行到步驟S307，其中系數(shù)產(chǎn)生部分513實現(xiàn)系數(shù)生成處理。系數(shù)生成處理的詳細(xì)說明將如圖49中的流程圖所示。
在步驟S351，標(biāo)準(zhǔn)方程產(chǎn)生部分571根據(jù)由訓(xùn)練對寄存部分554提供的訓(xùn)練對，產(chǎn)生如公式(27)所示的標(biāo)準(zhǔn)方程。
h0=Σk=012W0,k·ckh1=Σk=012W1,k·ckh2=Σk=012W2,k·ckh3=Σk=012W3,k·ck---(27)]]>在圖47中，公式(27)中的四個數(shù)學(xué)表達式分別表示SD圖像信號的像素數(shù)據(jù)h0和CIF圖像信號的像素數(shù)據(jù)c0到c12之間的關(guān)系，SD圖像信號的像素數(shù)據(jù)h1和CIF圖像信號的像素數(shù)據(jù)c0到c12之間的關(guān)系，SD圖像信號的像素數(shù)據(jù)h2和CIF圖像信號的像素數(shù)據(jù)c0到c12之間的關(guān)系，以及SD圖像信號的像素數(shù)據(jù)h3和CIF圖像信號的像素數(shù)據(jù)c0到c12之間的關(guān)系。在搜索范圍613中可獲得表示像素數(shù)據(jù)h0和像素數(shù)據(jù)c0到c12之間關(guān)系的十三個或更多公式。因此，可以獲得13個未知預(yù)測系數(shù)W0，k。同樣，在搜索范圍613中可以為每個像素數(shù)據(jù)項h1，h2和h3產(chǎn)生13個或更多公式。因此，預(yù)測系數(shù)W1，k，W2，k，和W3，k能夠以同樣的方式獲得。
如果在步驟S351標(biāo)準(zhǔn)方程產(chǎn)生部分571產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)方程，在步驟S352系數(shù)計算部分572通過解所產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)方程，例如通過最小二乘法來計算系數(shù)。由此獲得公式(27)中的預(yù)測系數(shù)W0，k到W3，k。
然后在圖44的步驟S308中，圖像計算部分514中的預(yù)測抽頭提取部分591從輸入SD圖像信號的預(yù)先確定的預(yù)測區(qū)域中提取作為預(yù)測抽頭的像素數(shù)據(jù)。這些預(yù)測抽頭與在圖41的抽頭提取部分555中提取的抽頭相同。簡言之，如圖50所示，像素數(shù)據(jù)項s0到s12從輸入SD圖像信號數(shù)據(jù)中被選擇出作為預(yù)測抽頭。由這些預(yù)測抽頭形成的形狀(相對于感興趣的像素的位置關(guān)系)與通過圖47中所示像素數(shù)據(jù)項c0到c12所形成的形狀相同。
在步驟S309中，根據(jù)預(yù)測系數(shù)，預(yù)測圖像產(chǎn)生部分592實現(xiàn)從SD圖像信號中生成HD圖像信號的處理。更具體地說，通過將經(jīng)由步驟S307中的處理產(chǎn)生的預(yù)測系數(shù)和經(jīng)由步驟S308中的處理提取的預(yù)測抽頭應(yīng)用到如下所示的公式(28)中來生成用于HD圖像信號的像素數(shù)據(jù)項H0到H3。
H0=Σk=012W0,k·skH1=Σk=012W1,k·skH2=Σk=012W2,k·skH3=Σk=012W3,k·sk---(28)]]>如圖5所示，數(shù)據(jù)H0到H3表示HD圖像信號的像素數(shù)據(jù)，它們分別位于在預(yù)測抽頭s0到s12的中心的作為感興趣像素的像素數(shù)據(jù)s6的左上方，右上方，左下方，和右下方。公式(28)的預(yù)測系數(shù)W0，k到W3，k與公式(27)中的預(yù)測系數(shù)W0，k到W3，k是相同的。
根據(jù)圖50和圖47(或者圖46)之間的比較可明顯看出，在圖50中，作為SD圖像信號的像素的預(yù)測抽頭S0到S12和作為HD圖像信號的像素數(shù)據(jù)項H0到H3之間的相對位置關(guān)系與圖47(或圖46)中的CIF圖像信號的像素數(shù)據(jù)項c0到c12和SD圖像信號的像素數(shù)據(jù)項h0到h3之間的相對位置關(guān)系相同或者類似。此外，HD圖像信號在水平和垂直方向上具有二倍于SD圖像信號的像素密度，而且SD圖像信號在水平和垂直方向上也具有二倍于CIF圖像信號的像素密度。因此，像素數(shù)據(jù)c0到c12和像素數(shù)據(jù)h0到h3之間的關(guān)系與像素數(shù)據(jù)s0到s12和像素數(shù)據(jù)H0到H3之間的關(guān)系非常類似(具有顯著地高度相關(guān)性)。由此，期望根據(jù)CIF圖像信號的像素數(shù)據(jù)c0到c12和SD圖像信號的像素數(shù)據(jù)h0到h3之間的關(guān)系獲得的預(yù)測系數(shù)W0，k到W3，k與表示SD圖像信號的像素數(shù)據(jù)s0到s12和HD圖像信號的像素數(shù)據(jù)H0到H3之間關(guān)系的預(yù)測系數(shù)w0，k到w3，k大體相同，或者如果不同也非常類似。因此，HD圖像信號的像素H0到H3能夠通過將預(yù)測系數(shù)W0，k到W3，k應(yīng)用到SD圖像信號的像素數(shù)據(jù)S0到S12中來產(chǎn)生。
更具體地說，如圖51A到51C所示，根據(jù)以下事實，即產(chǎn)生具有兩倍(水平和垂直地)于下層的SD圖像信號的區(qū)域611的密度的HD圖像信號的區(qū)域641，具有二分之一(水平和垂直地)SD圖像信號的區(qū)域611的密度的CIF圖像信號的區(qū)域612，以獲得表示SD圖像信號的區(qū)域611和CIF圖像信號的區(qū)域612之間關(guān)系的預(yù)測系數(shù)Wi，并且此后使用預(yù)測系數(shù)Wi來找到SD圖像信號的區(qū)域611和HD圖像信號的區(qū)域641之間的關(guān)系。為此，可以在沒有HD圖像信號作為訓(xùn)練者圖像信號的情況下產(chǎn)生預(yù)測系數(shù)Wi，并且據(jù)此可以從SD圖像信號中產(chǎn)生比SD圖像信號具有更高質(zhì)量的HD圖像信號。
再參考圖44，在步驟S310中，圖像計算部分514確定是否所有SD圖像像素已經(jīng)被處理。如果存在沒有處理的SD圖像像素，流程返回到步驟S302，其中輸入SD圖像信號的另一個像素被設(shè)為新的感興趣像素并且提取相對于該感興趣像素的預(yù)測抽頭。此后用和前述一樣的方法處理預(yù)測抽頭。
如果在步驟S310確定所有SD像素已經(jīng)處理完，HD像素生成處理結(jié)束。
在上述處理中，如果要產(chǎn)生具有四倍輸入圖像分辨率的高質(zhì)量圖像，則生成具有1/4輸入圖像分辨率的圖像以便生成預(yù)測系數(shù)。一般說來，要生成輸入圖像n倍分辨率的圖像，生成具有1/n輸入圖像分辨率的圖像以便根據(jù)所生成的圖像生成預(yù)測系數(shù)。雖然在上述例子中“n＝4″，但通常n是1或者更大的數(shù)。
雖然在上述例子中是產(chǎn)生高質(zhì)量圖像，但本發(fā)明也可以應(yīng)用于各種形式信號的生成。此外本發(fā)明不僅可以應(yīng)用于圖像信號的處理而且可以應(yīng)用于聲音信號以及其它信號的處理。
上述處理序列不僅可以用硬件執(zhí)行而且可以用軟件執(zhí)行。例如，如果使用軟件執(zhí)行上述處理序列，信息處理設(shè)備就可以通過例如圖15所示的個人計算機來實現(xiàn)。
在本發(fā)明中，記錄在所述記錄介質(zhì)上的程序步驟可以或者可以不以時間順序按照所描述步驟的次序來進行。此外步驟可以是互相并行的或者互相獨立地進行。
本申請包含與日本專利申請第2004-013888號，日本專利申請第2004-013890號以及日本專利申請第2004-013891號相關(guān)的主題，所有的申請是2004年1月22日在日本專利局提出的，而且結(jié)合其全部的內(nèi)容以供參考。
權(quán)利要求
1.一種信息處理設(shè)備，包括存儲裝置，用于存儲包括第一類型信號和對應(yīng)于該第一類型信號的第二類型信號的信號對；第一提取裝置，用于在第一范圍內(nèi)從輸入信號中提取作為第一類型信號的信號；恢復(fù)裝置，用于將在第一范圍內(nèi)所提取的輸入信號的特征與存儲的信號對中第一范圍內(nèi)的第一類型信號的特征進行比較，以便重新得到包括與在第一范圍內(nèi)所提取的輸入信號的特征具有預(yù)定關(guān)系的第一范圍內(nèi)的第一類型信號的信號對；計算裝置，用于根據(jù)第二范圍內(nèi)在重新得到的信號對中的第二類型信號和第一類型信號來計算預(yù)測系數(shù)；第二提取裝置，用于在第二范圍內(nèi)從輸入信號提取信號；以及產(chǎn)生裝置，用于根據(jù)所計算的預(yù)測系數(shù)，從輸入信號在第二范圍內(nèi)產(chǎn)生作為第二類型信號的輸出信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的信息處理設(shè)備，其中，所述第一類型的信號和第二類型的信號是圖像信號而且第二類型信號具有比第一類型信號更高的分辨率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的信息處理設(shè)備，其中，所述恢復(fù)裝置包括第一檢測裝置，用于檢測第一范圍內(nèi)輸入信號的特征；第二檢測裝置，用于檢測第一范圍內(nèi)存儲的第一類型信號的特征；以及選擇裝置，用于比較檢測到的輸入信號特征和檢測到的第一類型信號特征，并且根據(jù)比較結(jié)果選擇信號對。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的信息處理設(shè)備，其中，所述第一檢測裝置和第二檢測裝置可以檢測作為特征的像素值、標(biāo)準(zhǔn)化像素值、或第一范圍中的動態(tài)范圍，所述選擇裝置可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)值、絕對差的和、或檢測值的系數(shù)值來執(zhí)行比較。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的信息處理設(shè)備，其中，所述第一檢測裝置和第二檢測裝置可以檢測第一范圍內(nèi)的自適應(yīng)動態(tài)范圍編碼的代碼，所述選擇裝置根據(jù)所檢測的代碼的相符度來執(zhí)行比較。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的信息處理設(shè)備，其中，所述計算裝置根據(jù)所檢測信號對中第二范圍內(nèi)的第二類型信號和第一類型信號產(chǎn)生一標(biāo)準(zhǔn)方程并且通過解該標(biāo)準(zhǔn)方程來計算預(yù)測系數(shù)。
7.一種信息處理方法包括第一提取步驟，用于從輸入信號中提取第一范圍內(nèi)的信號；恢復(fù)步驟，用于將所提取的第一范圍內(nèi)的輸入信號的特征與第一范圍內(nèi)的第一類型信號的特征進行比較，以重新得到包括與所提取的第一范圍內(nèi)的輸入信號的特征具有預(yù)定關(guān)系的第一范圍內(nèi)的第一類型信號的信號對，其中，該第一類型的信號和對應(yīng)的第二類型的信號被包含在預(yù)存的信號對中；計算步驟，根據(jù)重新得到信號對中第二范圍內(nèi)的第二類型信號和第一類型信號來計算預(yù)測系數(shù)；第二提取步驟，從輸入信號中提取第二范圍內(nèi)的信號；以及產(chǎn)生步驟，用于根據(jù)所計算的預(yù)測系數(shù)，從輸入信號中在第二范圍內(nèi)產(chǎn)生輸出信號作為第二類型信號。
8.一種存儲了程序的計算機可讀記錄介質(zhì)，包括第一提取步驟，用于從輸入信號中提取第一范圍內(nèi)的信號；恢復(fù)步驟，用于將所提取的第一范圍內(nèi)的輸入信號的特征與第一范圍內(nèi)的第一類型信號的特征進行比較，以重新得到包括與所提取的第一范圍內(nèi)的輸入信號的特征具有預(yù)定關(guān)系的第一范圍內(nèi)的第一類型信號的信號對，其中，該第一類型的信號和對應(yīng)的第二類型的信號被包含在預(yù)存的信號對中；計算步驟，根據(jù)重新得到信號對中第二范圍內(nèi)的第二類型信號和第一類型信號來計算預(yù)測系數(shù)；第二提取步驟，從輸入信號中提取第二范圍內(nèi)的信號；以及產(chǎn)生步驟，用于根據(jù)所計算的預(yù)測系數(shù)，從輸入信號中在第二范圍內(nèi)產(chǎn)生輸出信號作為第二類型信號。
9.一種計算機可執(zhí)行程序，包括第一提取步驟，用于從輸入信號中提取第一范圍內(nèi)的信號；恢復(fù)步驟，用于將所提取的第一范圍內(nèi)的輸入信號的特征與第一范圍內(nèi)的第一類型信號的特征進行比較，以重新得到包括與所提取的第一范圍內(nèi)的輸入信號的特征具有預(yù)定關(guān)系的第一范圍內(nèi)的第一類型信號的信號對，其中，該第一類型的信號和對應(yīng)的第二類型的信號被包含在預(yù)存的信號對中；計算步驟，根據(jù)重新得到信號對中第二范圍內(nèi)的第二類型信號和第一類型信號來計算預(yù)測系數(shù)；第二提取步驟，從輸入信號中提取第二范圍內(nèi)的信號；以及產(chǎn)生步驟，用于根據(jù)所計算的預(yù)測系數(shù)，從輸入信號中在第二范圍內(nèi)產(chǎn)生輸出信號作為第二類型信號。
10.一種信息處理設(shè)備，包括第一產(chǎn)生裝置，用于從第二類型的輸入信號產(chǎn)生第一類型的信號；第一提取裝置，用于從所產(chǎn)生的第一類型的信號中提取第一范圍的信號；第二提取裝置，用于從所產(chǎn)生的第一類型的信號中提取第二范圍的信號；第二產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生包括所述第二類型的信號和對應(yīng)于該第二類型信號的第一類型信號的信號對，該第一類型信號位于由所提取的第一范圍和第二范圍之間的邏輯或定義的范圍內(nèi)；以及存儲裝置，用于存儲該信號對。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的信息處理設(shè)備，其中，所述第一類型信號和第二類型信號是圖像信號，并且所述第二類型信號具有比第一類型信號更高的分辨率。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的信息處理設(shè)備，其中，所述第一產(chǎn)生裝置通過抽選所述第二類型的信號產(chǎn)生所述第一類型的信號。
13.一種信息處理方法，包括第一產(chǎn)生步驟，從第二類型的輸入信號中產(chǎn)生第一類型的信號；第一提取步驟，從所產(chǎn)生的第一類型的信號中提取第一范圍的信號；第二提取步驟，從所產(chǎn)生的第一類型的信號中提取第二范圍的信號；第二產(chǎn)生步驟，產(chǎn)生包括第二類型信號和對應(yīng)于該第二類型信號的第一類型信號的信號對，該第一類型信號位于由所提取的第一范圍和第二范圍之間的邏輯或定義的范圍內(nèi)；以及存儲步驟，存儲所產(chǎn)生的信號對。
14.一種存儲了程序的計算機可讀記錄介質(zhì)，包括第一產(chǎn)生步驟，從第二類型的輸入信號中產(chǎn)生第一類型的信號；第一提取步驟，從所產(chǎn)生的第一類型的信號中提取第一范圍的信號；第二提取步驟，從所產(chǎn)生的第一類型的信號中提取第二范圍的信號；第二產(chǎn)生步驟，產(chǎn)生包括第二類型信號和對應(yīng)于該第二類型信號的第一類型信號的信號對，該第一類型信號位于由所提取的第一范圍和第二范圍之間的邏輯或定義的范圍內(nèi)；以及存儲步驟，存儲所產(chǎn)生的信號對。
15.一種計算機可執(zhí)行程序，包括第一產(chǎn)生步驟，從第二類型的輸入信號中產(chǎn)生第一類型的信號；第一提取步驟，從所產(chǎn)生的第一類型的信號中提取第一范圍的信號；第二提取步驟，從所產(chǎn)生的第一類型的信號中提取第二范圍的信號；第二產(chǎn)生步驟，產(chǎn)生包括第二類型信號和對應(yīng)于該第二類型信號的第一類型信號的信號對，該第一類型信號位于由所提取的第一范圍和第二范圍之間的邏輯或定義的范圍內(nèi)；以及存儲步驟，存儲所產(chǎn)生的信號對。
16.一種信息處理設(shè)備，包括第一計算裝置，用于計算輸入信號在第一范圍內(nèi)的基準(zhǔn)值，其與第一類型信號和第二類型信號具有預(yù)定的關(guān)系，第一和第二類型信號組成信號對；第二計算裝置，用于計算組成所述信號對的第一類型信號的平均值；以及第三計算裝置，用于根據(jù)所述基準(zhǔn)值和平均值計算與第一類型信號具有預(yù)定關(guān)系的第三類型的信號。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的信息處理設(shè)備，其中，所述輸入信號是第一類型信號。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的信息處理設(shè)備，其中，所述第一計算裝置還計算輸入信號第一范圍內(nèi)的動態(tài)范圍，所述信息處理設(shè)備還包括第四計算裝置，用于計算在組成信號對的第二類型信號的第二范圍中的基準(zhǔn)值和動態(tài)范圍；以及標(biāo)準(zhǔn)化裝置，用于根據(jù)組成信號對的第二類型信號的動態(tài)范圍和基準(zhǔn)值以及輸入信號的動態(tài)范圍來標(biāo)準(zhǔn)化組成信號對的第一類型信號，以及第二計算裝置，用于計算作為第一類型信號平均值的、組成信號對的第一類型標(biāo)準(zhǔn)化信號的平均值。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的信息處理設(shè)備，進一步包括信號產(chǎn)生裝置，用于從輸入信號中產(chǎn)生第二類型信號；第一提取裝置，用于從輸入信號中提取第一范圍的信號；以及信號對產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生包括第二類型信號和對應(yīng)的第一個類型信號的信號對，作為輸入信號，其中，第二類型信號是由信號產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的，并且與第一范圍內(nèi)的輸入信號具有預(yù)定關(guān)系。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的信息處理設(shè)備，其中，所述信號對產(chǎn)生裝置包括第二提取裝置，用于從由信號產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的第二類型信號的預(yù)定搜索范圍中提取第二范圍內(nèi)的信號；計算裝置，用于計算在第一范圍內(nèi)的輸入信號和第二范圍內(nèi)的第二類型信號之間的相關(guān)性；選擇裝置，用于選擇第二范圍內(nèi)的第二類型的信號，該第二類型的信號具有等于或高于相對于第一范圍內(nèi)的輸入信號和對應(yīng)于該第二類型信號的輸入信號的閾值的相關(guān)性；以及寄存裝置，用于將作為所選擇的第一類型信號的輸入信號和第二范圍內(nèi)的第二類型信號寄存為信號對。
21.根據(jù)權(quán)利要求17的信息處理設(shè)備，其中，所述基準(zhǔn)值是最小值。
22.根據(jù)權(quán)利要求17的信息處理設(shè)備，其中，所述第一到第三類型的信號是彼此具有不同分辨率的圖像信號。
23.根據(jù)權(quán)利要求17的信息處理設(shè)備，其中，所述第二類型信號是具有比所述第一類型信號的分辨率更低的分辨率的圖像信號，而所述第三類型信號是具有比所述第一類型信號更高分辨率的圖像信號。
24.根據(jù)權(quán)利要求16的信息處理設(shè)備，其中，所述輸入信號是第二類型的信號，并且第三類型的圖像與第一類型的圖像相同。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的信息處理設(shè)備，進一步包括存儲裝置，用于存儲所述信號對；第一提取裝置，用于從輸入信號中提取第一范圍內(nèi)的信號作為第二類型的信號；以及恢復(fù)裝置，用于將第一范圍內(nèi)的輸入信號的特征與存儲的信號對中的第一范圍內(nèi)的第二類型信號的特征進行比較，以重新得到包括與第一范圍中的輸入信號的特征具有預(yù)定關(guān)系的第一范圍中的第二類型信號的信號對。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的信息處理設(shè)備，其中，所述第一類型信號和第二類型信號是圖像信號，并且第一類型信號具有比第二類型信號更高的分辨率。
27.根據(jù)權(quán)利要求25的信息處理設(shè)備，其中，所述恢復(fù)裝置包括第一檢測裝置，用于檢測第一范圍內(nèi)輸入信號的特征；第二檢測裝置，用于檢測存儲的第一范圍內(nèi)的第二類型信號的特征；以及選擇裝置，用于比較檢測的輸入信號的特征和檢測的存儲的第一范圍內(nèi)的第二類型信號的特征，并且根據(jù)比較結(jié)果選擇信號對。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的信息處理設(shè)備，其中，所述第一檢測裝置和第二檢測裝置作為特征檢測像素值、標(biāo)準(zhǔn)化的像素值、，或第一范圍內(nèi)的動態(tài)范圍，以及所述選擇裝置根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)值、絕對差的和，或檢測值的系數(shù)值來執(zhí)行所述比較。
29.根據(jù)權(quán)利要求27的信息處理設(shè)備，其中，所述第一檢測裝置和第二檢測裝置檢測第一范圍內(nèi)的自適應(yīng)動態(tài)范圍編碼的代碼，以及所述選擇裝置根據(jù)所檢測代碼的相符度來執(zhí)行所述比較。
30.一種信息處理方法，包括第一計算步驟，計算輸入信號第一范圍內(nèi)的基準(zhǔn)值，其與第一類型的信號和第二類型的信號具有預(yù)定關(guān)系，所述第一和第二類型的信號組成信號對；第二計算步驟，計算組成信號對的第一類型信號的平均值；以及第三計算步驟，根據(jù)所述基準(zhǔn)值和平均值計算與所述第一類型信號具有預(yù)定關(guān)系的第三類型信號。
31.一種存儲了程序的計算機可讀記錄介質(zhì)，包括第一計算步驟，計算輸入信號第一范圍內(nèi)的基準(zhǔn)值，其與第一類型的信號和第二類型的信號具有預(yù)定關(guān)系，所述第一和第二類型的信號組成信號對；第二計算步驟，計算組成信號對的第一類型信號的平均值；以及第三計算步驟，根據(jù)所述基準(zhǔn)值和平均值計算與所述第一類型信號具有預(yù)定關(guān)系的第三類型信號。
32.一種計算機可執(zhí)行程序，包括第一計算步驟，計算輸入信號第一范圍內(nèi)的基準(zhǔn)值，其與第一類型的信號和第二類型的信號具有預(yù)定關(guān)系，所述第一和第二類型的信號組成信號對；第二計算步驟，計算組成信號對的第一類型信號的平均值；以及第三計算步驟，根據(jù)所述基準(zhǔn)值和平均值計算與所述第一類型信號具有預(yù)定關(guān)系的第三類型信號。
33.一種信息處理設(shè)備，包括信號產(chǎn)生裝置，用于從第一類型的輸入信號產(chǎn)生第二類型信號；信號對產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生包括第一類型信號和第二類型信號的信號對；系數(shù)產(chǎn)生裝置，用于根據(jù)所述信號對產(chǎn)生預(yù)測系數(shù)；以及計算裝置，用于通過對第一類型的信號應(yīng)用該預(yù)測系數(shù)來計算第三類型的信號。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的信息處理設(shè)備，其中，所述第一到第三類型的信號是彼此具有不同分辨率的圖像信號。
35.根據(jù)權(quán)利要求34的信息處理設(shè)備，其中，所述第二類型的信號是具有比所述第一類型信號的分辨率更低的分辨率的圖像信號，而所述第三類型的信號具有比第一類型信號的分辨率更高分辨率的圖像信號。
36.根據(jù)權(quán)利要求33的信息處理設(shè)備，其中，所述信號對產(chǎn)生裝置包括第一提取裝置，用于從第一類型的信號中提取第一范圍內(nèi)的信號；第二提取裝置，用于從第二類型的信號中提取第二范圍內(nèi)的信號；計算裝置，用于計算第一范圍內(nèi)的第一類型信號和第二范圍內(nèi)的第二類型信號之間的相關(guān)性；選擇裝置，用于選擇第二范圍內(nèi)的第二類型信號，該第二類型信號具有等于或高于相對于第一范圍內(nèi)的第一類型信號的閾值的相關(guān)性，并且所述第一類型信號對應(yīng)于第二類型的信號；以及寄存裝置，用于將所選擇的第一類型信號和第二范圍內(nèi)的第二類型信號寄存為信號對。
37.根據(jù)權(quán)利要求36的信息處理設(shè)備，其中，所述系數(shù)產(chǎn)生裝置包括標(biāo)準(zhǔn)方程產(chǎn)生裝置，用于從所述信號對中產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)方程，以及計算裝置，用于通過解該標(biāo)準(zhǔn)方程來計算預(yù)測系數(shù)。
38.根據(jù)權(quán)利要求37的信息處理設(shè)備，其中，所述計算裝置包括第三提取裝置，用于從第一類型信號中提取第一個范圍內(nèi)的第一類型信號，以及乘積和計算裝置，用于通過計算所提取的第一范圍內(nèi)的第一類型信號和預(yù)測系數(shù)的乘積和來產(chǎn)生第三類型的信號。
39.一種信息處理方法，包括信號產(chǎn)生步驟，從第一類型的輸入信號中產(chǎn)生第二類型信號；信號對產(chǎn)生步驟，產(chǎn)生包括第一類型信號和第二類型信號的信號對；系數(shù)產(chǎn)生步驟，根據(jù)該信號對產(chǎn)生預(yù)測系數(shù)；以及計算步驟，通過對第一類型信號應(yīng)用該預(yù)測系數(shù)來計算第三類型信號。
40.一種存儲了程序的計算機可讀記錄介質(zhì)，包括信號產(chǎn)生步驟，從第一類型的輸入信號中產(chǎn)生第二類型信號；信號對產(chǎn)生步驟，產(chǎn)生包括第一類型信號和第二類型信號的信號對；系數(shù)產(chǎn)生步驟，根據(jù)該信號對產(chǎn)生預(yù)測系數(shù)；以及計算步驟，通過對第一類型信號應(yīng)用該預(yù)測系數(shù)來計算第三類型信號。
41.一種計算機可執(zhí)行程序，包括信號產(chǎn)生步驟，從第一類型的輸入信號中產(chǎn)生第二類型信號；信號對產(chǎn)生步驟，產(chǎn)生包括第一類型信號和第二類型信號的信號對；系數(shù)產(chǎn)生步驟，根據(jù)該信號對產(chǎn)生預(yù)測系數(shù)；以及計算步驟，通過對第一類型信號應(yīng)用該預(yù)測系數(shù)來計算第三類型信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及信息處理設(shè)備及信息處理方法，以及相應(yīng)的記錄介質(zhì)和程序。模式匹配部分將由區(qū)域提取部分提供的基準(zhǔn)抽頭和預(yù)先存儲在訓(xùn)練對存儲部分中的訓(xùn)練對的基準(zhǔn)抽頭分量進行比較，選擇包括最接近基準(zhǔn)抽頭的基準(zhǔn)抽頭分量的訓(xùn)練對，并將所選訓(xùn)練對提供給標(biāo)準(zhǔn)方程產(chǎn)生部分。存儲在訓(xùn)練對存儲部分中的訓(xùn)練對包括SD信號和HD信號。預(yù)測系數(shù)確定部分通過解由標(biāo)準(zhǔn)方程生成部分生成的標(biāo)準(zhǔn)方程來獲得預(yù)測系數(shù)。預(yù)測計算部分通過將預(yù)測系數(shù)應(yīng)用到由另一區(qū)域提取部分提取的預(yù)測抽頭來產(chǎn)生HD信號。
文檔編號G06T3/40GK1684515SQ20051007410
公開日2005年10月19日 申請日期2005年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月22日
發(fā)明者近藤哲二郎, 菊地大介, 宮井岳志, 中西崇, 中村芳晃, 芳賀繼彥, 近岡志津男 申請人:索尼株式會社