(57)【要約】【課題】  画像処理の方法及びシステムを提供する。【解決手段】  エッジ適応補間のための改良された方法及びシステム。本方法は、後処理を用いてエッジ方向を検出するために「９ｘ２」ウィンドウを使用し、可能な疑似エッジ方向によるいかなるアーチファクトをも取り除き、階層手法を採用して必要な計算を低減する。本方法は、現在の画素に沿って存在するエッジがあるか否かを検出する。エッジ検出の精度を改善するために、また疑似エッジ方向検出の可能性を排除するためにも、後処理技術をエッジ方向信号に適用することができる。エッジ信号後処理の後で、エッジ方向情報は、検出されたエッジ方向に沿って補間を実行するためにエッジ適応補間ブロックに送られる。正しくないエッジ方向検出による可能なノイズを更に排除するために、更に別の後処理技術をエッジ適応補間信号に適用することができる。【選択図】      図１
2004201308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素化された画像の解像度を改善するためのエッジ適応補間の方法であって、
第１グループの画素及び第２グループの画素に関するデータを受信する段階と、
画像内のエッジが該第１及び第２グループの画素の間に位置する第１の画素を通過するか否か、及び、選択された方向セットを識別するために、該エッジが第１の方向セット又は第２の方向セットに延びるか否かを判断する段階と、
を含み、
該判断する段階は、該第１及び第２セット内の該方向の各々に関して相関値を計算する段階を含み、
前記選択された方向セットに対する最小相関値を選択することにより、該選択された方向セットから方向信号を判断する段階と、
エラーの可能性を実質的に排除するために、該選択された方向信号に対して後処理手順を実行する段階と、
該選択された方向に応じて前記第１の画素に対する輝度値を判断する段階と、
を更に含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１及び第２の画素グループの各々は、少なくとも５個の画素を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１及び第２の画素グループの各々は、少なくとも７個の画素を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１及び第２の画素グループの各々は、９個の画素を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１のグループの画素は、第１の方向に延び、
前記第２のグループの画素は、該第１の方向と実質的に平行な第２の方向に延びる、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記後処理手順は、少なくとも１つの５点メジアンフィルタを前記選択された方向信号に適用する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記後処理手順は、３つの連続した５点メジアンフィルタを前記選択された方向信号に適用する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記後処理手順は、エッジ信号連続性検査を前記選択された方向信号に対して実行する段階を更に含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記エッジ信号連続性検査は、前記第１の画素の上下の画素の線におけるエッジの連続性を検査する段階を含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記相関値の各々は、一連の隣接する点に亘る輝度値の差の合計を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記合計は、１５個の点に亘って取られることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１セットの方向は、０度と９０度の間にあり、前記第２セットの方向は、９０度と１８０度の間にあることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記エッジが約９０度の方向にあるか否かを判断する段階を更に含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
画素化された画像の解像度を改善するためのシステムであって、
第１グループの画素及び第２グループの画素に関するデータを受信するための第１の部分と、
画像内のエッジが該第１及び第２グループの画素の間に位置する第１の画素を通過するか否か、及び、選択された方向セットを識別するために、該エッジが第１の方向セット又は第２の方向セットに延びるか否かを判断するための第２の部分と、
を含み、
該第２の部分は、該第１及び第２セット内の該方向の各々に関して相関値を計算することにより前記判断を行うようになっており、
前記選択された方向セットに対する最小相関値を選択することにより該選択された方向セットから方向信号を判断するための第３の部分と、
エラーの可能性を実質的に排除するために該選択された方向信号に対して後処理手順を実行するための第４の部分と、
該選択された方向に応じて前記第１の画素に対する輝度値を判断するための第５の部分と、
を更に含むことを特徴とするシステム。
【請求項１５】
前記第１及び第２の画素グループの各々は、少なくとも５個の画素を含むことを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第１及び第２の画素グループの各々は、少なくとも７個の画素を含むことを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第１及び第２の画素グループの各々は、９個の画素を含むことを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項１８】
前記第１のグループの画素は、第１の方向に延び、
前記第２のグループの画素は、該第１の方向と実質的に平行な第２の方向に延びる、
ことを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項１９】
前記第４の部分は、前記選択された方向信号に適用される少なくとも１つの５点メジアンフィルタを含むことを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項２０】
前記第４の部分は、前記選択された方向信号に適用される３つの連続した５点メジアンフィルタを含むことを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項２１】
前記第４の部分は、更に、エッジ信号連続性検査を前記選択された方向信号に対して実行するようになっていることを特徴とする請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記エッジ信号連続性検査は、前記第１の画素の上下の画素の線におけるエッジの連続性を検査する段階を含むことを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記相関値の各々は、一連の隣接する点に亘る輝度値の差の合計を含むことを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項２４】
前記合計は、１５個の点に亘って取られることを特徴とする請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記第１セットの方向は、０度と９０度の間にあり、前記第２セットの方向は、９０度と１８０度の間にあることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記第２の部分は、更に、前記エッジが約９０度の方向にあるか否かを判断するようになっていることを特徴とする請求項２５に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、画像処理の方法及びシステムに関し、更に詳しくは、画素化された画像の解像度を改善するために使用することができるインタレース／プログレッシブ変換に対する高度エッジ適応補間のための方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
インタレース走査法は、デレビジョン方式を含む現在のディスプレイモニタシステムで広く採用されている。一般的なインタレースシステムにおいて、映像フィールドのシーケンスは、奇数フィールド（すなわち、奇数番号の線を含むフィールド）と偶数フィールド（すなわち、偶数番号を含むフィールド）で交番する。フィールドのシーケンスを受信する従来のディスプレイモニタは、各映像フィールドをそのシーケンスで再生する。各フィールドは、テレビジョンのような表示スクリーンに表示される。例えば、最初に、奇数番号走査線を使用して奇数のフィールドが表示され、その後、偶数番号走査線を使用して偶数フィールドが表示されて、これが続くわけである。
【０００３】
この種類のインタレースシステムには、エッジフリッカ、ラインフリッカ、及びラインクローリングのような多くの欠点がある。更に、大型スクリーン表示の需要が伸びるにつれて、これらの問題が極めて重大になっている。インタレース／ノンインタレース変換は、このような問題を排除する上で非常に良好な解決策である。
インタレース／ノンインタレース変換では、インタレース信号における２つの隣接する線の間に欠線を発生させることを伴う。動き適応型インタレース／ノンインタレース変換は、現在の利用可能なインタレース／ノンインタレース変換器で広く使用されている。このような変換器においては、全ての画素は、動き画素又は静的画素として分類される。各静的画素については、連続するフィールド間に動きがないことから、フィールド挿入が実行されて欠絡画素を発生させる。映像の静的部分に対して、同じ垂直解像度が保持されることになる。各動き画素については、フィールド内補間が実行されて欠落画素を発生させる。
【０００４】
通常、ほとんどの変換器は、フィールド内補間に対して垂直補間のみを利用する。映像の動き部分については動きの影響はない。しかし、斜めのエッジを有する画像オブジェクトについては、ギザギザのエッジが発生する可能性がある。補間から生じるギザギザのエッジは、視覚的に厄介な欠陥であり、発生の程度は、インタレース方式のディスプレイよりも悪いことがある。エッジ適応補間を使用して表示信号を処理すると、従来技術システムの動き適応インタレース／プログレッシブ変換から生じる可能性があるギザギザのエッジの欠陥を排除又は低減することができる。エッジ適応補間は、エッジ方向に沿って補間を行ってこの問題を解決することになる。
【０００５】
エッジ方向に沿って補間を行うために、欠落画素を通過するエッジ方向を検出する方法が重要である。画像オブジェクトのエッジに沿って行われるエッジ適応補間は、欠落画素（変換中のインタレース信号において既存の隣接する線の間に補間線を形成するために生成されることになる画素）を通過するエッジの方向を正しく判断する段階を伴う。以前の方法では、可能なエッジ方向を検出するために様々な「ウィンドウ」サイズを利用してきた。例えば、一部のシステムでは、３つの可能な方向のみを検出することができる、欠落画素回りの「３ｘ２」ウィンドウを利用し、他のシステムでは、検出される７つの可能な方向をもたらす最大「７ｘ２」の大きさのウィンドウを使用する。このような方法の一例は、本出願人に譲渡され、本明細書において十分かつ完全に引用により組み込まれる「インタレース／プログレッシブ関連のエッジ適応補間のための方法及びシステム」という名称の米国特許出願一連番号第１０／１５４，６２８号で説明されている。「７ｘ２」に必要とされる計算は、「３ｘ２」ウィンドウの計算よりもはるかに高度であることが当業者には認められるであろう。すなわち、ウィンドウが大きくなるほど、大きな計算能力が必要とされる。更に、ウィンドウサイズが大きくなるにつれて、疑似エッジ方向検出の可能性が大きくなる。疑似エッジ方向が発生すると、視覚的に厄介なドットが補間映像に現われる場合がある。
【０００６】
その結果、一部の従来のエッジ適応補間方法では、計算能力及び疑似エッジ方向の可能性を最小限に抑えるために「３ｘ２」ウィンドウのみが採用されている。しかし、「３ｘ２」ウィンドウを用いると、補間は、４５度、９０度、及び１３５度の方向に沿ってのみ変化することができる。その結果、エイリアシングが現われ、すなわち、エッジの大半は、依然としてギザギザになって現われることになる。「７ｘ２」ウィンドウを利用する方法では、従来技術による「３ｘ２」システムよりもある程度の改善が得られる。しかし、これらの改善された方法でさえも、検出処理の精度を上げることができる隣接情報を効率的に利用することなく、単一画素又は単一点回りに基づく検出を実行する。
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願一連番号第１０／１５４，６２８号
【特許文献２】米国特許出願一連番号第１０／０３８，２７７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、これらの従来技術のエッジ適応補間方法及びシステムに対する改良を提供する。特に、本発明は、エッジ適応補間をもたらすために隣接画素からの情報と共に画素の回りで「９ｘ２」ウィンドウを利用する改良システム及び方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、エッジ適応補間のための方法及びシステムを提供する。一実施形態において、本方法は、後処理を用いてエッジ方向を検出するために「９ｘ２」ウィンドウを使用し、可能な疑似エッジ方向によるいかなるアーチファクトをも排除する。また、必要とされる計算を低減するために階層手法を採用することができる。最初に、本方法は、現在の画素に沿って存在するエッジがあるか否かを検出する。エッジがない場合、エッジ検出出力は９０度になる（垂直方向に沿って補間を行うことになる）。エッジが存在する場合、本方法は、エッジ方向が０と９０度の間か、又は、９０と１８０度の間であるか否かを判断する。エッジ方向が特定グループ（例えば、０〜９０度、又は９０〜１８０度）に割り当てられた状態で、５つの可能な方向の間でエッジ方向が検出されることになる。上述のエッジ検出処理は、最初のエッジ方向の判断をもたらす。エッジ検出の精度を更に改善するために、また疑似エッジ方向検出の可能性を排除するためにも、後処理技術がエッジ方向信号に適用される。エッジ信号後処理の後で、エッジ方向情報は、次に、検出されたエッジ方向に沿って補間を実行するためにエッジ適応補間ブロックに送られる。正しくないエッジ方向検出による可能なノイズを更に排除するために、更に別の後処理技術をエッジ適応補間信号に適用することができる。
【００１０】
本発明の１つの態様は、画素化画像の解像度を改善するためのエッジ適応補間の方法である。本方法は、第１グループの画素及び第２グループの画素のデータを受信する段階と、画像内のエッジが第１及び第２グループの画素の間に位置する第１の画素を通過するか否か、及び、選択された方向セットを識別するために、このエッジが第１の方向セット又は第２の方向セットに延びるか否かを判断する段階とを含み、この判断する段階は、第１及び第２セットの方向の各々について相関値を計算する段階を含み、本方法は、更に、選択された方向セットに対する最小相関値を選択することにより、選択された方向セットから方向信号を判断する段階と、エラーの可能性を実質的に排除するために、選択された方向信号に対して後処理手順を実行する段階と、選択された方向に応じて第１の画素の輝度値を判断する段階とを含む。
【００１１】
本発明の別の態様によれば、画素化画像の解像度を改善するためのシステムが提供される。本システムは、第１グループの画素及び第２グループの画素のデータを受信するための第１の部分を含む。第２の部分は、画像内のエッジが第１及び第２グループの画素の間に位置する第１の画素を通過するか否か、及び、選択された方向セットを識別するために、このエッジが第１の方向セット又は第２の方向セットに延びるか否かを判断する。この第２の部分は、第１及び第２セットの方向の各々に対して相関値を計算することにより判断を行うようになっている。第３の部分は、選択された方向セットについて最小相関値を選択することにより、選択された方向セットから方向信号を判断する。第４の部分は、エラーの可能性を実質的に排除するために、選択された方向信号に対して後処理手順を実行する。本システムはまた、選択された方向に応じて第１の画素の輝度値を判断するための第５の部分を含む。
本発明の上記及び他の特徴及び利点は、以下の明細書を参照することにより、また、添付図面を参照することにより明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
ここで、当業者が本発明を実施することができるように、本発明の例示的実施例として示される図面を参照しながら本明細書を詳細に説明する。とりわけ、本発明のいくつかの要素の実施は、当業者には明らかであろうが、ソフトウエア、ハードウエア、ファームウエア、又はその任意の組み合わせを使用して達成することができ、以下の図及び実施例は、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。更に、公知の構成要素を使用して発明の特定の要素を部分的又は完全に実施することができる場合、そのような公知の構成要素のうちの本発明の理解に必要な部分のみについて説明し、そのような公知の構成要素のうちの他の部分の詳細な説明は、本発明を曖昧にしないために割愛することにする。本発明の好ましい実施形態は、図に示されており、様々な図面の同じ及び対応する部分を示すために同じ数字が使用される。
【００１３】
以下で説明する実施形態の詳細を述べる前に、一部の用語を定義又は明確にする。本明細書で使用される時、「より近い」という用語及びこれと同等な他の用語は、３つ又はそれ以上の品目が比較されている時に「最も近い」として解釈されるべきである。
「実画像」、「実エッジ」及び「実方向」という用語は、画素化画像が対応する物理的オブジェクト又は異なる画像に相当する。実画像、実エッジ、及び実方向は、入力の画素化画像として出力される部分である。画素化画像は、実質的には実画像と全く同じものになることが理想的である。
【００１４】
本発明は、エッジ適応補間のための方法及びシステムを提供する。一実施形態において、本方法は、後処理を用いてエッジ方向を検出するために「９ｘ２」ウィンドウを使用し、可能な疑似エッジ方向によるいかなるアーチファクトをも排除する。また、必要とされる計算を低減するために階層手法を採用することができる。最初に、本方法は、現在の画素に沿って存在するエッジがあるか否かを検出する。エッジがない場合、エッジ検出出力は９０度になる（垂直方向に沿って補間を行うことになる）。エッジが存在する場合、本方法は、エッジ方向が０と９０度の間か、又は、９０と１８０度の間であるか否かを判断する。エッジ方向が特定グループ（例えば、０〜９０度、又は９０〜１８０度）に割り当てられた状態で、５つの可能な方向の間でエッジ方向が検出されることになる。上述のエッジ検出処理は、最初のエッジ方向の判断をもたらす。エッジ検出の精度を更に改善するために、また疑似エッジ方向検出を排除するためにも、後処理技術をエッジ方向信号に適用することができる。エッジ信号後処理ブロックの後で、エッジ方向情報は、次に、検出されたエッジ方向に沿って補間を実行するためにエッジ適応補間ブロックに送ることができる。正しくないエッジ方向検出による可能なノイズを更に排除するために、更に別の後処理技術をエッジ適応補間信号に適用することができる。
【００１５】
画像オブジェクトのエッジに沿ったエッジ適応補間を行うために、欠落画素を通過するエッジの方向が正しく判断される。その方向を正しく判断すると、変換されているインタレース信号内の既存の隣接線の間に補間された線を形成するための画素を発生させることができる。可能なエッジ方向を検出するために様々なウィンドウサイズを使用することができる。例えば、図１は、補間画素１２を発生させるためのエッジ方向を検出するために使用することができる９ｘ２画素ウィンドウ１０（すなわち、補間される線の両側の２つのインタレース信号線からの９つの画素対で、各画素対の１つの画素は各インタレース線に属する）を示す。９ｘ２画素ウィンドウ１０については、エッジ方向線１４〜３４により示すように１１個の可能なエッジ方向がある。９つの画素の２つの列は、本方法を進める前にプロセッサ又はシステムにより受信されるデータを表す。好ましい実施形態では「９ｘ２」ウィンドウの使用を論じるが、本発明はこのサイズのウィンドウに限定されるものではなく、また、本システム及び方法は、「７ｘ２」、又は「５ｘ２」ウィンドウのような異なるサイズのウィンドウ（例えば、これよりも大きい又は小さいサイズ）でも使用することができることを認めるべきである。
【００１６】
画素Ｙ００からＹ０８は、欠線の真上の線の画素であり、Ｙ１０からＹ１８は、欠線の真下の線の画素である。ウィンドウ１０を使用して行うエッジ適応補間処理は、以下の通りである。検出されたエッジが点Ｙ００及びＹ１８と交差するエッジ方向線１４（一実施形態においては約１６６度に等しいと考えられるＬ９というエッジ方向に対応する）に沿ったものである場合、画素１２は、（Ｙ００＋Ｙ１８）／２に等しいと設定される。検出されたエッジが点Ｙ０１及びＹ１７と交差するエッジ方向線１６（一実施形態においては約１６１．５度に等しいと考えられるＬ７というエッジ方向に対応する）に沿ったものである場合、画素１２は、（Ｙ０１＋Ｙ１７）／２に等しいと設定される。検出されたエッジが点Ｙ０３とＹ１５と交差するエッジ方向線１８（一実施形態においては約１５３度に等しいと考えられるＬ５というエッジ方向に対応する）に沿ったものである場合、画素１２は、（Ｙ０２＋Ｙ１６）／２に等しいと設定される。検出されたエッジが点Ｙ０３及びＹ１５と交差するエッジ方向線２０（一実施形態においては約１３５度に等しいと考えられるＬ３というエッジ方向に対応する）に沿ったものである場合、画素１２は、（Ｙ０３＋Ｙ１５）／２に等しいと設定される。検出されたエッジが点Ｙ０３及びＹ１４と交差するエッジ方向線２２（一実施形態においては約１１７度に等しいと考えられるＬ２というエッジ方向に対応する）に沿ったものである場合、画素１２は、（Ｙ０３＋Ｙ０４＋Ｙ１４＋Ｙ１７）／４に等しいと設定される。検出されたエッジが点Ｙ０５及びＹ１４と交差するエッジ方向線２４（一実施形態においては約６３度に等しいと考えられるＲ２というエッジ方向に対応する）に沿ったものである場合、画素１２は、（Ｙ０４＋Ｙ０５＋Ｙ１３＋Ｙ１４）／４に等しいと設定される。検出されたエッジが点Ｙ０５及びＹ１３と交差するエッジ方向線２６（一実施形態においては約４５度に等しいと考えられるＲ３というエッジ方向に対応する）に沿ったものである場合、画素１２は、（Ｙ０５＋Ｙ１３）／２に等しいと設定される。検出されたエッジが点Ｙ０６及びＹ１２と交差するエッジ方向線２８（一実施形態においては約２７度に等しいと考えられるＲ５というエッジ方向に対応する）に沿ったものである場合、画素１２は、（Ｙ０６＋Ｙ１２）／２に等しいと設定される。検出されたエッジが点Ｙ０７及びＹ１１と交差するエッジ方向線３０（一実施形態においては約１８．５度に等しいと考えられるＲ７というエッジ方向に対応する）に沿ったものである場合、画素１２は、（Ｙ０７＋Ｙ１１）／２に等しいと設定される。検出されたエッジが点Ｙ０８及びＹ１０と交差するエッジ方向線３２（一実施形態においては約１４度に等しいと考えられるＲ９というエッジ方向に対応する）に沿ったものである場合、画素１２は、（Ｙ０８＋Ｙ１０）／２に等しいと設定される。それ以外の場合は、画素１２は、９０度線３４に沿って検出されたエッジ方向か又はエッジなしに対応する（Ｙ０４＋Ｙ１４）／２に等しいと設定される。本説明の目的のために、画素（例えば、Ｙ００−Ｙ１８）への言及は、その画素を特定してその輝度値を意味する。
【００１７】
エッジ適応補間で重要な段階は、エッジ方向の検出である。本発明は、本出願人に譲渡されて本明細書において引用により十分かつ完全に組み込まれる、「インタレース／プログレッシブ関連のエッジ適応補間の方法及びシステム」という名称の米国特許出願一連番号第１０／１５４，６２８号（以下、「第’６２８号出願」という）、及び「３次元Ｙ／Ｃ櫛形フィルタ及びインタレース／プログレッシブ変換器の単一チップ組込みの方法及びシステム」という名称の米国特許出願一連番号第１０／０３８，２７７号（以下、「第’２７７号出願」という）で説明されているものなどの従来の検出方法及びシステムを改善するものである。以上言及した発明と同様に、本明細書で説明する方法及びシステムは、ＨＤＴＶ（高解像度テレビジョン）ディスプレイモニタ、ＨＤＴＶ−対応ディスプレイモニタ、及びプログレッシブ走査ディスプレイモニタなどの広範囲なディスプレイ内で実施することができる。
更に、第’６２８号出願で説明されている過去の発明と同様に、本発明は、検出のための計算を簡素化するために階層法を使用する。しかし、本発明においては、エッジ検出性能を改善するために、また、疑似方向検出を実質的に排除又は低減するために、複雑な後処理ブロックを検出されたエッジ方向信号に対して実施する。
【００１８】
本発明は、補間画素１２を通過するエッジの方向を識別するために３つの一般的な段階を利用する。第１の段階において、本方法及びシステムでは、補間画素１２を通過するエッジがあるか否かを判断する。第２の段階においては、エッジが補間画素１２を通過している場合、本方法及びシステムでは、１１種類の可能なエッジ方向を３つのグループに分類して、検出されたエッジをそのグループの１つに割り当てる。第１グループは、０から９０度の範囲であるＬ９、Ｌ７、Ｌ５、Ｌ３、及びＬ１２を含む。第２グループは、ほぼ９０度の方向を含み、これは、エッジが存在しないこと、又は、エッジが９０度の方向に沿って存在することを意味する。第３グループは、９０から１８０度の範囲であるＲ２、Ｒ３、Ｒ５、Ｒ７、及びＲ９を含む。第３グループにおいてエッジ方向がグループに割り当てられると、本システム及び方法は、各グループ内の可能な方向間でエッジ方向を判断する。次に、エッジ方向の性能を改善するために、また、疑似方向の可能性を排除するために、検出されたエッジ方向信号を後処理ブロックに通すことができる。
【００１９】
図２は、本発明の一実施形態によるエッジ適応補間の方法及びシステム５０のブロック図を示す。本発明は主としてシステム５０に関連して説明するが、図２に示す部分又はブロック（及び、他の図に示す部分又はブロック）の各々は、論理的段階又は処理、及び／又は、論理的段階又は処理を実行するために利用されるハードウエア及び／又はソフトウエアを表すことができることを認めるべきである。更に、図示された部分又はブロックの任意の１つ又はそれ以上は、システムの一部としてコンピュータ読取可能媒体で実行することができることを認めるべきである。好ましい実施形態において、論理的段階及び／又は処理を実行するために、従来のハードウエア、ソフトウエア、及び／又はファームウエアを使用することができる。図２に示すように、システム５０は、エッジ方向検出部分又はブロック５２、補間部分又はブロック５４、及び、後処理部分又はブロック５６を含む。
【００２０】
エッジ方向検出部分又はブロック５２は、図１に示す画素Ｙ００からＹ０８、及び画素Ｙ１０からＹ１８の輝度値を入力として受信する。図３から図８は、エッジ検出部分又はブロック５２を更に説明する。図３は、エッジ検出部分又はブロック５２の全体的なアーキテクチャ及び作動を示す。図示するように、エッジ方向検出部分又はブロック５２は、輝度値を相関付ける第１のブロック５８、補間すべき画素（例えば、補間画素１２）を通過するエッジがあるか否かを検出し、相関関係に基づいてエッジ方向を判断する第２のブロック６０、及び、疑似エッジ方向を実質的に排除又は取り除くために後処理をエッジ信号に対して実行する第３のブロック６２を含む。最終エッジ方向信号は、信号ＥＧ［３：０］としてブロック５４に出力される。
【００２１】
エッジ検出アルゴリズムは、ブロック５８で始まり、そこでは、相関関係が、画素の各々について１１種類の可能な方向に沿って検出される。相関付けを行うために、人間の目は輝度の差に非常に敏感であるから、画素の輝度値が使用される。画素の彩度（色）は、人間の目が輝度の差と比較して色の差には比較的敏感ではないのでエッジに沿った補間では使用されない。本発明の相関関係アルゴリズムにおいて、Ｌ（ｉ、ｊ）は、行ｉと列ｊに位置する画素のグレースケールを示し、Ｙ００、Ｙ０１、Ｙ０２、Ｙ０３、Ｙ０４、Ｙ０５、Ｙ０６、Ｙ０７、Ｙ０８、Ｙ１０、Ｙ１１、Ｙ１２、Ｙ１３、Ｙ１４、Ｙ１５、Ｙ１６、Ｙ１７、及びＹ１８は、対応する画素のグレースケールを示す。画素１２の座標は、（ｉ、ｊ）である。例えば、ｙ００＝Ｌ（ｉ−１，ｊ−４）、及び、ｙ１８＝Ｌ（ｉ＋１，ｊ＋４）である。
【００２２】
以下の相関値は、エッジ方向検出アルゴリズムにおいて使用される。
ＤＩＦＦ＿Ｌ９：方向Ｌ９に沿った相関測定値、
ＤＩＦＦ＿Ｌ７：方向Ｌ７に沿った相関測定値、
ＤＩＦＦ＿Ｌ５：方向Ｌ５に沿った相関測定値、
ＤＩＦＦ＿Ｌ３：方向Ｌ３に沿った相関測定値、
ＤＩＦＦ＿Ｌ２：方向Ｌ２に沿った相関測定値、
ＤＩＦＦ＿ＭＩＤ：方向ＭＩＤに沿った相関測定値、
ＤＩＦＦ＿Ｒ２：方向Ｒ２に沿った相関測定値、
ＤＩＦＦ＿Ｒ３：方向Ｒ３に沿った相関測定値、
ＤＩＦＦ＿Ｒ５：方向Ｒ５に沿った相関測定値、
ＤＩＦＦ＿Ｒ７：方向Ｒ７に沿った相関測定値、及び
ＤＩＦＦ＿Ｒ９：方向Ｒ９に沿った相関測定値。
【００２３】
以上示した相関値は、以下の方法により、（ｉ、ｊ）に位置する補間される画素について可能なエッジ方向の各々に沿って計算される。
ＤＩＦＦ＿Ｌ９：
ＤＩＦＦ＿Ｌ９＝０；
【００２４】
2004201308.tif 000003
【００２５】
ＤＩＦＦ＿Ｌ７：
ＤＩＦＦ＿Ｌ７＝０；
【００２６】
2004201308.tif 000004
【００２７】
ＤＩＦＦ＿Ｌ５：
ＤＩＦＦ＿Ｌ５＝０；
【００２８】
2004201308.tif 000005
【００２９】
ＤＩＦＦ＿Ｌ３：
ＤＩＦＦ＿Ｌ３＝０；
【００３０】
2004201308.tif 000006
【００３１】
ＤＩＦＦ＿Ｌ２：
ＤＩＦＦ＿Ｌ２＝０；
【００３２】
2004201308.tif 000007
【００３３】
ＤＩＦＦ＿ＭＩＤ：
ＤＩＦＦ＿ＭＩＤ＝０；
【００３４】
2004201308.tif 000008
【００３５】
ＤＩＦＦ＿Ｒ２：
ＤＩＦＦ＿Ｒ２＝０；
【００３６】
2004201308.tif 000009
【００３７】
ＤＩＦＦ＿Ｒ３：
ＤＩＦＦ＿Ｒ３＝０；
【００３８】
2004201308.tif 000010
【００３９】
ＤＩＦＦ＿Ｒ５：
ＤＩＦＦ＿Ｒ５＝０；
【００４０】
2004201308.tif 000011
【００４１】
ＤＩＦＦ＿Ｒ７：
ＤＩＦＦ＿Ｒ７＝０；
【００４２】
2004201308.tif 000012
【００４３】
ＤＩＦＦ＿Ｒ９：
ＤＩＦＦ＿Ｒ９＝０；
【００４４】
2004201308.tif 000013
【００４５】
但し、ａｂｓ（）は、２つの輝度値間の差の絶対値を示す。本方法により、第’６２８号出願で開示されたアルゴリズムのような従来の相関関係アルゴリズムに対して実質的な改善が行われることが認められるべきである。特に、本アルゴリズムは、単一の値（例えば、単一の点での）のみを利用するのではなく、各相関値についての値（例えば、一連の隣接する点に亘って）の合計を利用して各々の可能な方向の相関値を計算するものである。各々の可能な方向について相関の計算を行うために隣接する情報を使用することにより、本アルゴリズムでは、これまでの相関関係に関する方法よりも優れた精度が得られる。
【００４６】
次に、システム５０は、エッジが存在するか否かを検出し、エッジが存在する場合には、システム５０は、相関値に基づいてエッジの方向を判断する。図４は、エッジ検出方法又はシステム６０の一実施形態を示す。０から９０度までのグループ（すなわち、ＤＩＦＦ＿Ｌ２、ＤＩＦＦ＿Ｌ３、ＤＩＦＦ＿Ｌ５、ＤＩＦＦ＿Ｌ７、及びＤＩＦＦ＿Ｌ９）からの５つの相関値をブロック６４に入力し、９０から１８０度までのグループ（すなわち、ＤＩＦＦ＿Ｒ２、ＤＩＦＦ＿Ｒ３、ＤＩＦＦ＿Ｒ５、ＤＩＦＦ＿Ｒ７、及びＤＩＦＦ＿Ｒ９）からの５つの相関値をブロック６６に入力する。ブロック６４は、第１グループからの値を比較して最小相関値を選択し、この値をＭｉｎ＿ｌｅｆｔ信号として出力する。ブロック６６は、最終グループからの値を比較して最小相関値を選択し、この値をＭｉｎ＿ｒｉｇｈｔ信号として出力する。この論理によれば、図４に示すＭｉｎ＿ｌｅｆｔ及びＭｉｎ＿ｒｉｇｈｔ信号は、以下のように判断することができる。
Ｍｉｎ＿ｒｉｇｈｔ＝ｍｉｎｉｍｕｍ＿ｏｆ（ＤＩＦＦ＿Ｌ９、ＤＩＦＦ＿Ｌ７、ＤＩＦＦ＿Ｌ５、ＤＩＦＦ＿Ｌ３、ＤＩＦＦ＿Ｌ２）、及び
Ｍｉｎ＿ｌｅｆｔ＝ｍｉｎｉｍｕｍ＿ｏｆ（ＤＩＦＦ＿Ｒ９、ＤＩＦＦ＿Ｒ７、ＤＩＦＦ＿Ｒ５、ＤＩＦＦ＿Ｒ３、ＤＩＦＦ＿Ｒ２）。
但し、ｍｉｎｉｍｕｍ＿ｏｆ（）関数は、全ての入力の最小値を選択するのに有効である。
【００４７】
また、ブロック６４及び６６は、それぞれ、ＥＧ＿ＬＥＦＴ［３：０］及びＥＧ＿ＲＩＧＨＴ［３：０］を出力し、これらは、最大相関値を有する左及び右の方向を表す。エッジが存在するか否かは、Ｍｉｎ＿ｒｉｇｈｔ、Ｍｉｎ＿ｌｅｆｔ、及びＤＩＦＦ＿ＭＩＤ信号を比較することにより判断される。この作業は、ブロック６８において行われ、従来の比較器を含むことができる。エッジが存在するためには、Ｍｉｎ＿ｌｅｆｔ信号がＤＩＦＦ＿ＭＩＤ信号よりも小さくなければならず、Ｍｉｎ＿ｒｉｇｈｔ信号がＤＩＦＦ＿ＭＩＤ信号よりも小さくなければならず、また、Ｍｉｎ＿ｌｅｆｔ信号−Ｍｉｎ＿ｒｉｇｈｔ信号の絶対値が何らかの所定の閾値よりも小さくなければならない。この論理を使用すれば、Ｅｄｇｅ＿ｅｘｉｓｔ信号は、以下のように判断することができる。
Ｅｄｇｅ＿ｅｘｉｓｔ＝（Ｍｉｎ＿ｌｅｆｔ＜ＤＩＦＦ＿ＭＩＤ）ＡＮＤ（Ｍｉｎ＿ｒｉｇｈｔ＜ＤＩＦＦ＿ＭＩＤ）ＡＮＤ（（ａｂｓ（Ｍｉｎ＿ｌｅｆｔ−Ｍｉｎ＿ｒｉｇｈｔ）＞閾値）
１つの非制限的実施形態においては、閾値は３２とすることができる。
【００４８】
次に、本システムは、エッジ方向が属するグループを判断する（例えば、０から９０度、９０から１８０度、又は９０度の方向グループ）。この判断は、復号ブロック７０内で行うことができる。一実施形態において、復号ブロックは、以下のアルゴリズムを使用してこの判断を行うことができる。
Ｉｆ（（Ｍｉｎ＿ｌｅｆｔ＜Ｍｉｎ＿ｒｉｇｈｔ）ＡＮＤ（Ｍｉｎ＿ｌｅｆｔ＜ＤＩＦＦ＿ＭＩＤ＝＞エッジ方向は、第３グループ（０から９０度）に属する、
ｅｌｓｅ  ｉｆ（（Ｍｉｎ＿ｒｉｇｈｔ＜Ｍｉｎ＿ｌｅｆｔ）ＡＮＤ（Ｍｉｎ＿ｒｉｇｈｔ＜ＤＩＦＦ＿ＭＩＤ））＝＞エッジ方向は、第２グループ（９０から１８０度）に属する、
それ以外は、エッジは、９０°方向に沿ったものである（方向ＭＩＤ）。
【００４９】
次に、本システムは、以下の方法でエッジの方向を判断することができる。
エッジ方向が０から９０度までの場合：
Ｉｆ（ＤＩＦＦ＿Ｒ２＝ＭＩＮ＿ｌｅｆｔ）、エッジ方向はＲ２である、
ｅｌｓｅ  ｉｆ（ＤＩＦＦ＿Ｒ３＝ＭＩＮ＿ｌｅｆｔ）、エッジ方向はＲ３である、
ｅｌｓｅ  ｉｆ（ＤＩＦＦ＿Ｒ５＝ＭＩＮ＿ｌｅｆｔ）、エッジ方向はＲ５である、
ｅｌｓｅ  ｉｆ（ＤＩＦＦ＿Ｒ７＝ＭＩＮ＿ｌｅｆｔ）、エッジ方向はＲ７である、
ｅｌｓｅ  ｉｆ（ＤＩＦＦ＿Ｒ９＝ＭＩＮ＿ｌｅｆｔ）、エッジ方向は、Ｒ９である。
エッジ方向が９０から１８０度の場合：
Ｉｆ（ＤＩＦＦ＿Ｌ２＝ＭＩＮ＿ｒｉｇｈｔ）、エッジ方向はＬ２である、
ｅｌｓｅ  ｉｆ（ＤＩＦＦ＿Ｌ３＝ＭＩＮ＿ｒｉｇｈｔ）、エッジ方向はＬ３である、
ｅｌｓｅ  ｉｆ（ＤＩＦＦ＿Ｌ５＝ＭＩＮ＿ｒｉｇｈｔ）、エッジ方向はＬ５である、
ｅｌｓｅ  ｉｆ（ＤＩＦＦ＿Ｌ７＝ＭＩＮ＿ｒｉｇｈｔ）、エッジ方向はＬ７である、
ｅｌｓｅ  ｉｆ（ＤＩＦＦ＿Ｌ９＝ＭＩＮ＿ｒｉｇｈｔ）、エッジ方向はＬ９である。
【００５０】
エッジ方向が上述した要領で検出された後、復号ブロック７０は、「前処理された」エッジ方向信号ＥＧ’［３：０］を発生させる。１１種類の可能な方向が存在することから、本システムは、各方向を示すために４ビット数又は信号（例えば、ＥＧ’［３：０］及び後でＥＧ［３：０］）を発生させる。各方向とＥＧ’［３：０］／ＥＧ［３：０］信号との間の対応する関係は、以下の通りである。
ＥＧ’［３：０］／ＥＧ［３：０］
００００−−−−＞Ｌ９方向
０００１−−−−＞Ｌ７方向
００１０−−−−＞Ｌ５方向
００１１−−−−＞Ｌ３方向
０１００−−−−＞Ｌ２方向
０１０１−−−−＞ＭＩＤ方向
０１１０−−−−＞Ｒ２方向
０１１１−−−−＞Ｒ３方向
１０００−−−−＞Ｒ５方向
１００１−−−−＞Ｒ７方向
１０１０−−−−＞Ｒ９方向
【００５１】
エッジ検出エラーがエッジ信号ＥＧ’［３：０］に依然として存在する場合があるので、本システム５０は、エラーの可能性を排除するために後処理ブロック６２を採用している。一般に、２種類のエラーが存在する場合がある。第１の種類のエラーは、本システムが「エッジなし」区域をエッジ区域として検出した時に起こり、第２の種類のエラーは、本システムがエッジを有する区域を「エッジなし区域」として検出した時に起こる。第１の種類の疑似検出については、補間が検出疑似エッジ方向に従って行われた場合、補間画像上に重大な補間エラーがあることになる。第２の種類のエラーについては、エッジがある画像上にギザギザ効果が出現する場合がある。
【００５２】
後処理ブロック６２は、エッジ信号で実行されるが、これらの種類のエラーを実質的に排除又は取り除くように設計されている。図５は、本発明の一実施形態によるエッジ信号後処理ブロックを示すブロック図である。一実施形態において、後処理ブロック６２は、図５に示すように幾つかのブロック、部分、又は段階７２〜７８を含む。後処理ブロック６２は、エラーを排除するために統計的な方法を利用する。特に、後処理方法は以下の仮定に基づく。
１．真のエッジが存在する区域については、「前処理された」エッジ信号ＥＧ’［３：０］の大半は正しい（例えば、真のエッジ方向が検出されている）。
２．エッジなしの区域については、前処理エッジ信号ＥＧ’［３：０］の大半は正しい（例えば、エッジ方向が検出されていない状態では、実際に９０度に戻る）
３．検出されたエッジ信号は、エッジ方向に沿って連続的であるべきである。例えば、画素Ｘ（ｉ，ｊ）について、検出エッジ方向がＬ３である場合、それは画素Ｙ０３及びＹ１５を通過するエッジがあることを意味する。また、その方向に沿ってＹ０３及びＹ１５を通るように線を延ばした場合、画素Ｘ（ｊ−２，ｊ−２）及びＸ（ｉ＋２，ｊ＋２）のエッジ信号ＥＧ’［３：０］もＬ３であるべきである。
【００５３】
上述の３つの仮定に基づいて、以下の後処理技術が検出エッジ信号に適用される。一実施形態において、エッジ信号は、ブロック７２、７４、及び７６で表された３つの水平及び垂直「５点」メジアンフィルタを通過し、その後、エッジ信号連続性検査ブロック７８を通過する。
図６Ａ及び図６Ｂは、水平及び垂直５点メジアンフィルタの作動を示す。図６Ａは、水平及び垂直５点メジアンフィルタに使用される５つの位置又は画素を示す。図６Ａに示すように、水平及び垂直５点メジアンフィルタの方程式は、以下の通りである。
出力＝ｍｅｄｉａｎ５（ＥＧ（ｉ−２，ｊ），ＥＧ（ｉ，ｊ−１），ＥＧ（ｉ，ｊ），ＥＧ（ｉ，ｊ＋１），ＥＧ（ｉ＋１，ｊ））
但し、関数ｍｅｄｉａｎ５（）は、５つの入力の中間値を計算するのに有効である。
【００５４】
図６Ｂは、垂直及び水平５点メジアンフィルタの一実施例を示すブロック図である。５点メジアンフィルタ７２、７４、及び７６の各々は、実質的に構造及び機能が全く同一としてもよいことを認めるべきである。図６に示す実施形態では、図６Ａに示す画素を選択するために、２つの線遅延ブロック８０及び４つの画素遅延ブロック８２が使用されている。５点メジアンフィルタ８４は、エッジ方向信号をブロックの各々から受信し、上述のｍｅｄｉａｎ５（）関数に従って中間値を計算する。得られる信号は、次のフィルタに伝達されて処理が繰り返される。この濾過処理は、図５に示すように連続して３回行われる。
【００５５】
３つの水平及び垂直５点メジアンフィルタの後に、エッジ信号は、エッジ信号の連続性を検査するためにエッジ信号連続性検査に伝達される。一実施形態において、本システムは、連続性を検査するために３つの線のエッジ信号を使用する。図７は、エッジ連続性検査ブロック７８の一実施例を示す。図７に示す実施例において、Ａ＿ＥＧ［３：０］は、現在の線よりも１つ上の線のエッジ信号を表し、Ｃ＿ＥＧ［３：０］は、現在の線のエッジ信号を表し、Ｂ＿ＥＧ［３：０］は、現在の線よりも１つ下の線のエッジ信号を表す。信号Ｃ＿ＥＧ［３：０］及びＢ＿ＥＧ［３：０］は、線遅延ブロック８０を使用して得られる。図７に示す３つのエッジ信号（Ａ＿ＥＧ［３：０］、Ｂ＿ＥＧ［３：０］、及びＣ＿ＥＧ［３：０］）の全ては、３つの水平及び垂直５点メジアンフィルタにより処理されたものである。信号Ａ＿ＥＧ［３：０］、Ｂ＿ＥＧ［３：０］、及びＣ＿ＥＧ［３：０］は、処理済み出力ＥＧ［３：０］を発生させるエッジ連続性検査ブロック８６に伝達される。
【００５６】
一実施形態において、ブロック８６は、以下のエッジ連続性検査アルゴリズムを実行し、出力信号ＥＧ［３：０］（すなわち、Ｏｕｔｐｕｔ＿ＥＧ（ｉ，ｊ））を発生させる。
Ｉｆ（Ｃ＿ＥＧ（ｉ，ｊ）＝Ｌ９）ＡＮＤ（Ａ＿ＥＧ（ｉ−２，ｊ−８）＝Ｌ９）ＡＮＤ（Ｂ＿ＥＧ（ｉ＋２，ｊ＋８）＝Ｌ９））、
Ｔｈｅｎ  Ｏｕｔｐｕｔ＿ＥＧ（ｉ，ｊ）＝Ｌ９；
Ｅｌｓｅ  Ｏｕｔｐｕｔ＿ＥＧ（ｉ，ｊ）＝ＭＩＤ；
Ｉｆ（Ｃ＿ＥＧ（ｉ，ｊ）＝Ｌ７）ＡＮＤ（Ａ＿ＥＧ（ｉ−２，ｊ−６）＝Ｌ７）ＡＮＤ（Ｂ＿ＥＧ（ｉ＋２，ｊ＋６）＝Ｌ７））、
Ｔｈｅｎ  Ｏｕｔｐｕｔ＿ＥＧ（ｉ，ｊ）＝Ｌ７；
Ｅｌｓｅ  Ｏｕｔｐｕｔ＿ＥＧ（ｉ，ｊ）＝ＭＩＤ；
Ｉｆ（Ｃ＿ＥＧ（ｉ，ｊ）＝Ｌ５）ＡＮＤ（Ａ＿ＥＧ（ｉ−２，ｊ−４）＝Ｌ５）ＡＮＤ（Ｂ＿ＥＧ（ｉ＋２，ｊ＋４）＝Ｌ５））、
Ｔｈｅｎ  Ｏｕｔｐｕｔ＿ＥＧ（ｉ，ｊ）＝Ｌ５；
Ｅｌｓｅ  Ｏｕｔｐｕｔ＿ＥＧ（ｉ，ｊ）＝ＭＩＤ；
Ｉｆ（Ｃ＿ＥＧ（ｉ，ｊ）＝Ｌ３）ＡＮＤ（Ａ＿ＥＧ（ｉ−２，ｊ−２）＝Ｌ３）ＡＮＤ（Ｂ＿ＥＧ（ｉ＋２，ｊ＋２）＝Ｌ３））、
Ｔｈｅｎ  Ｏｕｔｐｕｔ＿ＥＧ（ｉ，ｊ）＝Ｌ３；
Ｅｌｓｅ  Ｏｕｔｐｕｔ＿ＥＧ（ｉ，ｊ）＝ＭＩＤ；
Ｉｆ（Ｃ＿ＥＧ（ｉ，ｊ）＝Ｌ２）ＡＮＤ（Ａ＿ＥＧ（ｉ−２，ｊ−１）＝Ｌ２）ＡＮＤ（Ｂ＿ＥＧ（ｉ＋２，ｊ＋１）＝Ｌ２））、
Ｔｈｅｎ  Ｏｕｔｐｕｔ＿ＥＧ（ｉ，ｊ）＝Ｌ２；
Ｅｌｓｅ  Ｏｕｔｐｕｔ＿ＥＧ（ｉ，ｊ）＝ＭＩＤ；
Ｉｆ（Ｃ＿ＥＧ（ｉ，ｊ）＝Ｒ２）ＡＮＤ（Ａ＿ＥＧ（ｉ−２，ｊ＋１）＝Ｒ２）ＡＮＤ（Ｂ＿ＥＧ（ｉ＋２，ｊ−１）＝Ｒ２））、
Ｔｈｅｎ  Ｏｕｔｐｕｔ＿ＥＧ（ｉ，ｊ）＝Ｒ２；
Ｅｌｓｅ  Ｏｕｔｐｕｔ＿ＥＧ（ｉ，ｊ）＝ＭＩＤ；
Ｉｆ（Ｃ＿ＥＧ（ｉ，ｊ）＝Ｒ３）ＡＮＤ（Ａ＿ＥＧ（ｉ−２，ｊ＋２）＝Ｒ３）ＡＮＤ（Ｂ＿ＥＧ（ｉ＋２，ｊ−２）＝Ｒ３））、
Ｔｈｅｎ  Ｏｕｔｐｕｔ＿ＥＧ（ｉ，ｊ）＝Ｒ３）；
Ｅｌｓｅ  Ｏｕｔｐｕｔ＿ＥＧ（ｉ，ｊ）＝ＭＩＤ；
Ｉｆ（Ｃ＿ＥＧ（ｉ，ｊ）＝Ｒ５）ＡＮＤ（Ａ＿ＥＧ（ｉ−２，ｊ＋４）＝Ｒ５）ＡＮＤ（Ｂ＿ＥＧ（ｉ＋２，ｊ−４）＝Ｒ５））、
Ｔｈｅｎ  Ｏｕｔｐｕｔ＿ＥＧ（ｉ，ｊ）＝Ｒ５；
Ｅｌｓｅ  Ｏｕｔｐｕｔ＿ＥＧ（ｉ，ｊ）＝ＭＩＤ；
Ｉｆ（Ｃ＿ＥＧ（ｉ，ｊ）＝Ｒ７）ＡＮＤ（Ａ＿ＥＧ（ｉ−２，ｊ＋６）＝Ｒ７）ＡＮＤ（Ｂ＿ＥＧ（ｉ＋２，ｊ−６）＝Ｒ７））、
Ｔｈｅｎ  Ｏｕｔｐｕｔ＿ＥＧ（ｉ，ｊ）＝Ｒ７）；
Ｅｌｓｅ  Ｏｕｔｐｕｔ＿ＥＧ（ｉ，ｊ）＝ＭＩＤ；及び
Ｉｆ（Ｃ＿ＥＧ（ｉ，ｊ）＝Ｒ９）ＡＮＤ（Ａ＿ＥＧ（ｉ−２，ｊ＋８）＝Ｒ９）ＡＮＤ（Ｂ＿ＥＧ（ｉ＋２，Ｊ−８）＝Ｒ９））、
Ｔｈｅｎ  Ｏｕｔｐｕｔ＿ＥＧ（ｉ，ｊ）＝Ｒ９）；
Ｅｌｓｅ  Ｏｕｔｐｕｔ＿ＥＧ（ｉ，ｊ）＝ＭＩＤ．
【００５７】
図２に戻ると、処理されたエッジ信号ＥＧ［３：０］は、輝度値Ｙ００からＹ０８及びＹ１０からＹ１８と共に、次にエッジ方向補間ブロック５４に伝達される。
エッジ方向補間ブロック５４は、検出されたエッジ方向に沿って適応補間を実行する。図８は、エッジ方向補間ブロック５４の一実施形態を示すブロック図である。エッジ方向補間ブロック５４は、加算機能又は論理を表す合計ブロック８８、除算機能又は論理を表す除算ブロック９０、及び８対１のマルチプレクサを表すマルチプレクサ９２を含む。様々な画素Ｙ００からＹ１８の図示した輝度値は、合計ブロック８８の各々で加算され、その合計結果は、様々な除算ブロック９０に伝達され、そこでは、図８に示すように、合計結果が２又は４で割られる。それぞれの除算ブロックからの出力は、マルチプレクサ９２に伝達され、マルチプレクサ９２は、更に、エッジ信号ＥＧ［３：０］を受信する。マルチプレクサは、受信した信号を利用して以下の方法で出力信号Ｘを発生させる。
エッジ方向がＬ９であれば、Ｘ＝（Ｙ００＋Ｙ１８）／２、
エッジ方向がＬ７であれば、Ｘ＝（Ｙ０１＋Ｙ１７）／２、
エッジ方向がＬ５であれば、Ｘ＝（Ｙ０２＋Ｙ１６）／２、
エッジ方向がＬ３であれば、Ｘ＝（Ｙ０３＋Ｙ１５）／２、
エッジ方向がＬ２であれば、Ｘ＝（Ｙ０３＋Ｙ０４＋Ｙ１４＋Ｙ１５）／４、
エッジ方向がＲ２であれば、Ｘ＝（Ｙ０４＋Ｙ０５＋Ｙ１３＋Ｙ１４）／４、
エッジ方向がＲ３であれば、Ｘ＝（Ｙ０５＋Ｙ１３）／２、
エッジ方向がＲ５であれば、Ｘ＝（Ｙ０６＋Ｙ１２）／２、
エッジ方向がＲ７であれば、Ｘ＝（Ｙ０７＋Ｙ１１）／２、
エッジ方向がＲ９であれば、Ｘ＝（Ｙ０８＋Ｙ１０）／２、
それ以外は、Ｘ＝（Ｙ０４＋Ｙ１４）／２。
【００５８】
図２に戻ると、補間ブロック５４出力信号Ｘは、後処理ブロック５４に伝達される。上述のエッジ適応補間を用いると、任意のエッジ方向検出エラーにより恐らくは正しくない出力が発生する場合がある。このような結果が直接ディスプレイに送られる場合、エッジ方向が正しくない時には厄介なドットノイズが存在し得る。エッジ検出アルゴリズムは、特に非常に詳細な映像については、常に１００％の精度を保証できるわけではない。正しくないエッジ方向に関連したこのようなアーチファクトを排除するために、本発明は、このようなノイズを排除するためのエッジ適応補間後に行われる後処理ブロック５６を含む。
【００５９】
図１０は、後処理ブロック５６の一実施形態を示す。図示するように、ブロック５６は、５点メジアンフィルタ９４、比較器９６、合計ブロック９８、除算ブロック１００、減算ブロック１０２、乗算ブロック１０４、絶対値ブロック１０６、及びマルチプレクサ１０８を含む。図９は、一実施例によりフィルタ９４に使用される５つの点を示す。この実施例において、Ｘは上下の画素により補間されるので、Ｘをエッジ適応補間の結果であるとすると、Ｙ０４、Ｘ、及びＹ１４に沿って垂直高周波数成分はないはずである。これに基づいて、ＸがＹ０４及びｙ１３の両方よりも大きいか、又は、ＸがＹ０４及びＹ１４の両方よりも小さい場合、本システムは、Ｘが正しくないか又は不正確なエッジ方向により生じたドットノイズであるとみなすことになる。メジアンフィルタは、このような衝撃的ノイズを排除する能力を有することが公知である。この実施形態においては、本システムは、ドットノイズを排除するために５点メジアンフィルタ９４を使用する。
【００６０】
エッジ適応補間からのデータ又は出力信号Ｘは、信号Ｙ０４、Ｙ１４、Ｘｌ、及びＸｒと共に、最初に５点メジアンフィルタ９４に伝達される。
Ｘ＿ａｆｔｅｒ＿ｍｅｄｉａｎ＝ｍｅｄｉａｎ５（Ｙ０４、Ｙ１４、Ｘ、Ｘｌ、Ｘｒ）
ここで、
関数ｍｅｄｉａｎ５（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ）は、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、及びｅの中間値を選択するのに有効であり、
Ｙ０４は、Ｘの真上にある画素輝度値であり、
Ｙ１４は、Ｘの真下にある画素輝度値であり、
Ｘｌは、Ｘの左にある画素のエッジ適応補間の結果であり、
Ｘｒは、Ｘの右にある画素のエッジ適応補間の結果である。
【００６１】
メジアンフィルタ９４の後に、その結果（すなわち、信号Ｘ＿ａｆｔｅｒ＿ｍｅｄｉａｎ）は、（Ｙ０４＋Ｙ１４）／２と比較され、それらの差が大き過ぎるか否かを見る。値が互いに離れすぎる場合、本システムは、補間結果は信頼できないと結論付け、出力を（ｙ０４＋ｙ１４）／２と差し替える。この差し替えは、マルチプレクサ１０８により行われる。図１０に示すように、この処理は、ブロック９８〜１０８により行われる以下の計算を含む。
Ｖｅｒｔ＿ｉｎｔ＝（ｙ０４＋ｙ１４）／２；
Ｉｆ（ａｂｓ（Ｘ＿ａｆｔｅｒ＿ｍｅｄｉａｎ−Ｖｅｒｔ＿ｉｎｔ）＞（Ｖｅｒｔ＿ｉｎｔ*係数））、
Ｔｈｅｎ  Ｘ＿ｏｕｔｐｕｔ＝（ｙ０４＋ｙ１４）／２；
Ｅｌｓｅ  Ｘ＿ｏｕｔｐｕｔ＝Ｘ＿ａｆｔｅｒ＿ｍｅｄｉａｎ．
【００６２】
ブロック９８及び１００は、Ｖｅｒｔ＿ｉｎｔ信号をもたらすのに有効である。ブロック１０２及び１０６は、（Ｘ＿ａｆｔｅｒ＿ｍｅｄｉａｎ−Ｖｅｒｔ＿ｉｎｔ）の絶対値に等しい入力Ａを協働して比較器９６に供給する。ブロック１０４は、入力Ｂを比較器９６に供給するためにＶｅｒｔ＿ｉｎｔに妥当な係数［２：０］を掛けるのに有効である。係数の値は、所望の精度、システムのパラメータ、及び／又は試行錯誤に基づいて、システムの演算子により適切な方法で選択することができる。比較器９６は、Ａ及びＢを比較するのに有効であり、信号マルチプレクサ１０８は、結果が信頼できる（すなわち、ＡがＢよりも大きくない）場合はＸ＿ａｆｔｅｒ＿ｍｅｄｉａｎ、又は、結果が信頼できない（すなわち、ＡがＢよりも大きい）場合は（ｙ０４＋ｙ１４）／２をＸ＿ｏｕｔｐｕｔとして選択する。出力信号Ｘ＿ｏｕｔｐｕｔは、次に、補間画像の一部として表示されるように画像表示装置に供給することができる。
【００６３】
図１１Ａは、垂直補間のみを使用するインタレース／プログレッシブ変換の結果を示す画像の部分的スクリーンショットである。ギザギザのエッジ２００を図１１Ａにはっきりと見ることができる。図１１Ｂは、提案されたエッジ適応補間の方法及びシステムの実施形態を使用するが後処理なしのインタレース／プログレッシブ変換後の同じ画像の部分的スクリーンショットである。画像の解像度が大幅に改良されている点に注意すべきである。しかし、矢印２１０で示すように、結果的に生じるドットノイズを見ることができる。図１１Ｃは、本明細書で説明する後処理を含む提案されたエッジ適応補間の方法及びシステムの実施形態を使用するインタレース／プログレッシブ変換後の同じ画像の部分的スクリーンショットである。図に見ることができるように、図１１Ｂのドットノイズは、図１１Ｂの矢印２１０と同じ区域を示す図１１Ｃの矢印２２０で示すように排除されている。
【００６４】
後処理の感受性及び信頼性は、Ｖｅｒｔ＿ｉｎｔ信号と係数［２：０］との積を変化させることにより（すなわち、係数の値を変えることにより）制御することができる。後処理ブロック５６は、従って、補間画素１２のエッジ適応補間値か、又は、補間画素１２の真上及び真下の画素の平均値である垂直補間値を出力として準備することができる。係数［２：０］は、２つの値のうちの信頼性の高い方が後処理ブロック５６から出力されるようにエッジ補間の感受性を調節する役目を果たす。
【００６５】
実施形態は、コンピュータ又はテレビジョンのようなシステムの一部として、コンピュータ読取可能媒体に実装することができる。代替的に、本システムは、集積回路のようにはるかに小型にすることができる。本システム内のプロセッサは、コンピュータ読取可能媒体にアクセスし、そこにあるコードを本システムに対する一組の命令として実行することができる。コンピュータ読取可能媒体は、ハードドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ、又は、集積回路ＲＡＭ又はＲＯＭなどを含むことができる。すなわち、これらの実施形態は、プロセッサ内のＣＰＵ上か、又はエッチング書き込み論理回路を有する特注チップに実装することができる。一般的に、この実施形態は、補間を行うのに必要な計算リソースを低減するために配線接続することができる。この実施形態は、第’２７７号出願で開示されているようなインタレース／プログレッシブ変換チップ上で実施することができる。従って、これらの実施形態は、ディスプレイに送られる画像信号における欠陥の低減という利点をもたらすことができる。従来技術と異なり、本発明は、各々の可能なエッジ方向について別々の相関値を計算し、隣接点からのデータ（例えば、隣接点に亘る合計結果）を使用してこれらの値を判断する。本発明は、更に、「９ｘ２」補間ウィンドウ及び改良された後処理技術を用いる。その結果、エッジ適応補間処理及びインタレース／プログレッシブ変換が改良される。
【００６６】
本発明は、特にその好ましい実施形態に関連して説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく形態及び詳細の変更及び修正を為し得ることが当業者には容易に明らかなはずである。特許請求の範囲は、このような変更及び修正を含むことが意図されている。様々な実施形態は必ずしも排他的ではないが、一部の実施形態の特徴は他の実施形態の特徴と組み合わせることができ、同時に本発明の精神及び範囲に留まることが当業者には更に明らかであるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施形態においてエッジ方向を検出するために使用することができる９ｘ２画素ウィンドウを示す図である。
【図２】本発明の一実施形態によるエッジ適応補間のための方法及びシステムを示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態によるエッジ方向検出の方法及びシステムを示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態による相関に基づいてエッジ方向を検出するための方法及びシステムを示すブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態によるエッジ信号を後処理するための方法及びシステムを示すブロック図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態による５点メジアン処理の方法及びシステムで使用される画素グループを示す図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態による５点メジアン処理の方法及びシステムで使用される画素グループを示すブロック図である。
【図７】本発明の一実施形態によるエッジ連続性検査を実行するための方法及びシステムを示すブロック図である。
【図８】本発明の一実施形態による補間画素を発生させる方法及びシステムを示すブロック図である。
【図９】本発明の一実施形態による後処理の方法及びシステムで使用される画素グループを示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態による後処理の方法及びシステムを示すブロック図である。
【図１１Ａ】垂直補間のみを使用したインタレース／プログレッシブ変換の結果を示す画像の部分的スクリーンショットの図である。
【図１１Ｂ】提案されたエッジ適応補間方法及びシステムの実施形態を使用するが後処理なしのインタレース／プログレッシブ変換後の図１１Ａに示す画像の部分的スクリーンショットを示す図である。
【図１１Ｃ】本明細書で説明する後処理を含む、提案されたエッジ適応補間方法及びシステムの実施形態を使用するインタレース／プログレッシブ変換後の図１１Ａ及び図１１Ｂに示す画像の部分的スクリーンショットの図である。
【符号の説明】
【００６８】
１０  ９ｘ２画素ウィンドウ
１２  補間画素
１４  エッジ方向線
Ｌ３、Ｒ３  エッジ方向
ｙ００、ｙ１０  画素
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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