專(zhuān)利名稱(chēng)：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(cè)精度來(lái)產(chǎn)生圖像信號(hào)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(shí)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(cè)精度更容易地產(chǎn)生圖像信號(hào)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(zhuān)利受讓人已經(jīng)在日本申請(qǐng)注冊(cè)專(zhuān)利，公開(kāi)號(hào)為3321915，用于將標(biāo)準(zhǔn)定義(分辨率)的電視信號(hào)(SD信號(hào))轉(zhuǎn)換為高清晰度(分辨率)圖像信號(hào)(HD信號(hào))的一種分類(lèi)自適應(yīng)處理方法?，F(xiàn)在將參考圖1到4，描述從SD信號(hào)產(chǎn)生HD信號(hào)的分類(lèi)自適應(yīng)處理的原理。
圖1描述了根據(jù)已知的分類(lèi)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(gè)示例結(jié)構(gòu)中，輸入SD信號(hào)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(lèi)抽頭的在輸入SD信號(hào)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(duì)由區(qū)域提取部分11提供的類(lèi)抽頭應(yīng)用1位ADRC(自適應(yīng)動(dòng)態(tài)范圍編碼)處理，然后將所獲得的1位ADRC編碼提供給類(lèi)編碼確定部分13。
該類(lèi)編碼確定部分13根據(jù)輸入的1位ADRC編碼確定類(lèi)編碼并且將它提供給預(yù)測(cè)系數(shù)存儲(chǔ)部分14。1位ADRC編碼和類(lèi)編碼之間的關(guān)系是預(yù)先設(shè)置的。該預(yù)測(cè)系數(shù)存儲(chǔ)部分14預(yù)存對(duì)應(yīng)于該類(lèi)編碼的預(yù)測(cè)系數(shù)，并且將該對(duì)應(yīng)于輸入類(lèi)編碼的預(yù)測(cè)系數(shù)輸出給預(yù)測(cè)計(jì)算部分16。
該區(qū)域提取部分15從輸入SD信號(hào)中提取預(yù)置區(qū)域中的像素作為預(yù)測(cè)抽頭，并且將它們提供給預(yù)測(cè)計(jì)算部分16。該預(yù)測(cè)計(jì)算部分16通過(guò)利用預(yù)測(cè)系數(shù)存儲(chǔ)部分14提供的預(yù)測(cè)系數(shù)，對(duì)區(qū)域提取部分15提供的預(yù)測(cè)抽頭應(yīng)用線性簡(jiǎn)單表達(dá)式來(lái)產(chǎn)生一HD信號(hào)。
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(hào)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(hào)中選擇一感興趣的像素進(jìn)行處理。在步驟S2，區(qū)域提取部分11提取對(duì)應(yīng)于該感興趣像素的類(lèi)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(lèi)抽頭是預(yù)先確定的。
在步驟S3，ADRC處理部分12對(duì)通過(guò)區(qū)域提取部分11提取的類(lèi)抽頭應(yīng)用1位ADRC處理。在步驟S4，類(lèi)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(lèi)編碼。
在步驟S5，區(qū)域提取部分15從輸入SD信號(hào)中提取預(yù)測(cè)抽頭。還預(yù)置對(duì)應(yīng)于感興趣像素的預(yù)測(cè)抽頭的位置，并且區(qū)域提取部分15提取對(duì)應(yīng)于在步驟S1中選擇的感興趣像素的預(yù)測(cè)抽頭，并且將它們提供給預(yù)測(cè)計(jì)算部分16。在步驟S6，預(yù)測(cè)計(jì)算部分16讀取預(yù)測(cè)系數(shù)。更具體地說(shuō)，預(yù)測(cè)系數(shù)存貯部分14讀取存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)于類(lèi)編碼的地址的預(yù)測(cè)系數(shù)，并將它們輸出給預(yù)測(cè)計(jì)算部分16。預(yù)測(cè)計(jì)算部分16讀出預(yù)測(cè)系數(shù)。
在步驟S7，預(yù)測(cè)計(jì)算部分16執(zhí)行預(yù)測(cè)計(jì)算。更具體地說(shuō)，預(yù)測(cè)計(jì)算部分16根據(jù)預(yù)先確定的線性簡(jiǎn)單表達(dá)式，對(duì)由區(qū)域提取部分15提供的預(yù)測(cè)抽頭應(yīng)用從預(yù)測(cè)系數(shù)存儲(chǔ)部分14讀取的預(yù)測(cè)系數(shù)，以產(chǎn)生HD信號(hào)。在步驟S8，預(yù)測(cè)計(jì)算部分16輸出通過(guò)步驟S7的處理預(yù)測(cè)性地產(chǎn)生的HD信號(hào)。
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(méi)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(hào)產(chǎn)生HD信號(hào)的處理。
圖3描述了用于通過(guò)訓(xùn)練產(chǎn)生保存在預(yù)測(cè)系數(shù)存儲(chǔ)部分14中的預(yù)測(cè)系數(shù)的信息處理設(shè)備31的示例結(jié)構(gòu)。在這個(gè)信息處理設(shè)備31中，二維抽選過(guò)濾器41從作為訓(xùn)練者圖像的輸入HD信號(hào)中產(chǎn)生作為受訓(xùn)信號(hào)的SD信號(hào)，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(hào)提取類(lèi)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(lèi)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(duì)由區(qū)域提取部分42提供的類(lèi)抽頭應(yīng)用1位ADRC處理，并向類(lèi)編碼確定部分44輸出ADRC編碼。
類(lèi)編碼確定部分44根據(jù)輸入的ADRC編碼確定類(lèi)編碼并將它輸出給標(biāo)準(zhǔn)方程產(chǎn)生部分46。在類(lèi)編碼確定部分44中ADRC編碼和類(lèi)編碼之間的對(duì)應(yīng)與圖1所示類(lèi)編碼確定部分13中的對(duì)應(yīng)相同。
區(qū)域提取部分45從由二維抽選過(guò)濾器41提供的SD信號(hào)中提取預(yù)測(cè)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(cè)區(qū)域(預(yù)測(cè)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(gè)類(lèi)(類(lèi)編碼)定義SD信號(hào)和HD信號(hào)之間關(guān)系的線性簡(jiǎn)單表達(dá)式，并且將它們提供給預(yù)測(cè)系數(shù)確定部分47。預(yù)測(cè)系數(shù)確定部分47通過(guò)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(guò)最小二乘法，來(lái)確定預(yù)測(cè)系數(shù)，并將它們提供給預(yù)測(cè)系數(shù)存儲(chǔ)部分48。預(yù)測(cè)系數(shù)存儲(chǔ)部分48存儲(chǔ)由預(yù)測(cè)系數(shù)確定部分47提供的預(yù)測(cè)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(jìn)行的訓(xùn)練處理。在步驟S21中，二維抽選過(guò)濾器41通過(guò)在水平方向和垂直方向上抽選輸入的HD信號(hào)的每隔一個(gè)像素來(lái)產(chǎn)生SD信號(hào)，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(guò)濾器41提供的SD信號(hào)中提取類(lèi)抽頭。在步驟S23，ADRC處理部分43對(duì)由區(qū)域提取部分42提供的類(lèi)抽頭應(yīng)用1位ADRC處理。在步驟S24，類(lèi)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(lèi)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(guò)濾器41提供的SD信號(hào)中提取預(yù)測(cè)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(lèi)編碼確定部分44提供的每個(gè)類(lèi)編碼定義作為訓(xùn)練圖像的HD信號(hào)和作為受訓(xùn)練圖像的預(yù)測(cè)抽頭(SD信號(hào))之間的關(guān)系的線性簡(jiǎn)單表達(dá)式。在步驟S27，預(yù)測(cè)系數(shù)確定部分47通過(guò)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(guò)最小二乘法來(lái)確定預(yù)測(cè)系數(shù)。在步驟S28，預(yù)測(cè)系數(shù)存儲(chǔ)部分48存儲(chǔ)由預(yù)測(cè)系數(shù)確定部分47提供的預(yù)測(cè)系數(shù)。
如此，保存在預(yù)測(cè)系數(shù)存儲(chǔ)部分48中的預(yù)測(cè)系數(shù)用于如圖1所示的預(yù)測(cè)系數(shù)存儲(chǔ)部分14。
如上所述，根據(jù)預(yù)備的HD圖像信號(hào)和由HD圖像信號(hào)產(chǎn)生的SD圖像信號(hào)，通過(guò)訓(xùn)練產(chǎn)生一預(yù)測(cè)系數(shù)集。這一訓(xùn)練是根據(jù)多種HD圖像信號(hào)來(lái)執(zhí)行的。結(jié)果，獲得基于多種HD圖像信號(hào)和SD圖像信號(hào)之間關(guān)系的預(yù)測(cè)系數(shù)集。
對(duì)接收的SD圖像信號(hào)應(yīng)用這一預(yù)測(cè)系數(shù)集使得可以預(yù)測(cè)和產(chǎn)生事實(shí)未接收到的HD圖像信號(hào)。這樣獲得的預(yù)測(cè)系數(shù)集是根據(jù)統(tǒng)計(jì)特性獲得的，該統(tǒng)計(jì)特性最可能響應(yīng)輸入的SD信號(hào)來(lái)產(chǎn)生盡可能類(lèi)似于實(shí)際HD信號(hào)的信號(hào)。結(jié)果，當(dāng)輸入標(biāo)準(zhǔn)SD圖像信號(hào)時(shí)，可以平均為每一個(gè)類(lèi)預(yù)測(cè)并產(chǎn)生高精度的HD圖像信號(hào)。
在訓(xùn)練期間，需要足夠多的HD信號(hào)，以便通過(guò)這一分類(lèi)自適應(yīng)處理來(lái)獲得預(yù)測(cè)系數(shù)。然而，一些類(lèi)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(lèi)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(cè)系數(shù)來(lái)從SD信號(hào)中產(chǎn)生HD信號(hào)，就很難產(chǎn)生令人滿意地增強(qiáng)了的圖像品質(zhì)的HD信號(hào)。
為了克服這一問(wèn)題，在日本未審專(zhuān)利申請(qǐng)出版物第2000-78536中，受讓人已經(jīng)公開(kāi)了，一種用于通過(guò)有意地在訓(xùn)練期間增加隨機(jī)數(shù)(噪音)來(lái)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(lèi)自適應(yīng)處理，其中準(zhǔn)備預(yù)定數(shù)量的類(lèi)，而且僅僅根據(jù)準(zhǔn)備的類(lèi)產(chǎn)生預(yù)測(cè)系數(shù)，有時(shí)不能產(chǎn)生令人滿意的高質(zhì)量圖像。
因?yàn)轭?lèi)的數(shù)目減少并且固定，增加隨機(jī)數(shù)的方法不一定總能確保根據(jù)類(lèi)的足夠量的訓(xùn)練，結(jié)果無(wú)法產(chǎn)生令人滿意的高質(zhì)量圖像。
存在另一個(gè)問(wèn)題，即通過(guò)訓(xùn)練用于產(chǎn)生預(yù)測(cè)系數(shù)的HD圖像信號(hào)與實(shí)際預(yù)測(cè)的HD圖像信號(hào)存在區(qū)別。這使確保準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)計(jì)算處理變得困難。
需要足夠數(shù)量的類(lèi)來(lái)克服這一問(wèn)題。不幸地，類(lèi)的數(shù)量是有限的，而且如果在HD圖像信號(hào)訓(xùn)練過(guò)程中適當(dāng)?shù)念?lèi)不可用，就不得不使用不適當(dāng)?shù)念?lèi)。這經(jīng)常會(huì)防礙準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)處理。
此外，已知的方法需要HD圖像信號(hào)來(lái)產(chǎn)生預(yù)測(cè)系數(shù)集。結(jié)果，通過(guò)訓(xùn)練產(chǎn)生預(yù)測(cè)系數(shù)集的處理必須與通過(guò)利用生成的預(yù)測(cè)系數(shù)集從SD圖像信號(hào)來(lái)產(chǎn)生HD圖像信號(hào)的處理在不同的時(shí)間或地方執(zhí)行。簡(jiǎn)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(hào)的實(shí)時(shí)處理很困難是有問(wèn)題的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是基于這些情況來(lái)考慮的，并且本發(fā)明的一個(gè)目的是產(chǎn)生高質(zhì)量的圖像。本發(fā)明的另一個(gè)目的是更容易而且更精確地預(yù)測(cè)產(chǎn)生高質(zhì)量圖像。本發(fā)明的另一個(gè)目的是實(shí)時(shí)執(zhí)行這樣的處理。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，信息處理設(shè)備包括存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)包括第一類(lèi)型信號(hào)和與第一類(lèi)型信號(hào)相對(duì)應(yīng)的第二類(lèi)型信號(hào)的信號(hào)對(duì)；第一提取單元，用于從輸入信號(hào)中提取第一范圍內(nèi)的信號(hào)作為第一類(lèi)型信號(hào)；恢復(fù)單元，用于將所提取的第一范圍的輸入信號(hào)的特征與存儲(chǔ)的信號(hào)對(duì)中第一范圍內(nèi)的第一類(lèi)型信號(hào)的特征進(jìn)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(hào)特征具有預(yù)定關(guān)系的第一范圍內(nèi)的第一類(lèi)型信號(hào)對(duì)；計(jì)算單元，用于根據(jù)第二范圍內(nèi)重新得到的信號(hào)對(duì)中的第二類(lèi)型信號(hào)和第一類(lèi)型信號(hào)來(lái)計(jì)算預(yù)測(cè)系數(shù)；第二提取單元，用于從輸入信號(hào)中提取第二范圍內(nèi)的信號(hào)；以及產(chǎn)生單元，用于根據(jù)所計(jì)算的預(yù)測(cè)系數(shù)，在第二范圍內(nèi)從輸入信號(hào)中產(chǎn)生輸出信號(hào)以作為第二類(lèi)型的信號(hào)。
第一類(lèi)型的信號(hào)和第二類(lèi)型的信號(hào)可以是圖像信號(hào)并且第二類(lèi)型信號(hào)可以具有比第一類(lèi)型信號(hào)更高的分辨率。
恢復(fù)單元可以包括第一檢測(cè)單元，用于檢測(cè)第一范圍內(nèi)輸入信號(hào)的特征；第二檢測(cè)單元，用于檢測(cè)第一范圍內(nèi)第一類(lèi)型的存儲(chǔ)信號(hào)的特征；以及選擇單元用于比較輸入信號(hào)的檢測(cè)特征和第一類(lèi)型信號(hào)的檢測(cè)特征，并且根據(jù)比較結(jié)果選擇信號(hào)對(duì)。
第一檢測(cè)單元和第二檢測(cè)單元可以檢測(cè)像素值，標(biāo)準(zhǔn)化的像素值，或第一范圍中的動(dòng)態(tài)范圍作為特征。選擇單元可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)值，絕對(duì)差的和，或檢測(cè)值的系數(shù)值來(lái)執(zhí)行比較。
第一檢測(cè)單元和第二檢測(cè)單元可以在第一范圍內(nèi)檢測(cè)自適應(yīng)動(dòng)態(tài)范圍編碼代碼，而選擇單元可以根據(jù)所檢測(cè)代碼的相符度執(zhí)行比較。
計(jì)算單元可以根據(jù)第二范圍內(nèi)已檢測(cè)信號(hào)對(duì)中的第二類(lèi)型信號(hào)和第一類(lèi)型信號(hào)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)方程并且通過(guò)解該標(biāo)準(zhǔn)方程計(jì)算預(yù)測(cè)系數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，信息處理方法包括第一提取步驟，用于從輸入信號(hào)中提取第一范圍內(nèi)的信號(hào)；恢復(fù)步驟，用于將第一范圍內(nèi)所提取的輸入信號(hào)的特征與第一范圍內(nèi)的第一類(lèi)型信號(hào)的特征進(jìn)行比較，將第一類(lèi)型的信號(hào)和對(duì)應(yīng)的第二類(lèi)型的信號(hào)歸入一預(yù)存信號(hào)對(duì)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(hào)特征具有預(yù)定關(guān)系的第一范圍內(nèi)的第一類(lèi)型信號(hào)對(duì)；計(jì)算步驟，根據(jù)第二范圍內(nèi)重新得到信號(hào)對(duì)中的第二類(lèi)型信號(hào)和第一類(lèi)型信號(hào)來(lái)計(jì)算預(yù)測(cè)系數(shù)；第二提取步驟，從輸入信號(hào)提取第二范圍內(nèi)的信號(hào)；以及產(chǎn)生步驟，用于根據(jù)所計(jì)算的預(yù)測(cè)系數(shù)，在第二范圍內(nèi)從輸入信號(hào)中產(chǎn)生輸出信號(hào)以作為第二類(lèi)型信號(hào)。
還根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，計(jì)算機(jī)可讀取記錄介質(zhì)存儲(chǔ)了一程序其包括第一提取步驟，用于從輸入信號(hào)中提取第一范圍內(nèi)的信號(hào)；恢復(fù)步驟，用于將第一范圍內(nèi)所提取的輸入信號(hào)的特征與第一范圍內(nèi)的第一類(lèi)型信號(hào)的特征進(jìn)行比較，將第一類(lèi)型的信號(hào)和對(duì)應(yīng)的第二類(lèi)型的信號(hào)歸入一預(yù)存信號(hào)對(duì)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(hào)特征具有預(yù)定關(guān)系的第一范圍內(nèi)的第一類(lèi)型信號(hào)對(duì)；計(jì)算步驟，根據(jù)第二范圍內(nèi)重新得到信號(hào)對(duì)中的第二類(lèi)型信號(hào)和第一類(lèi)型信號(hào)來(lái)計(jì)算預(yù)測(cè)系數(shù)；第二提取步驟，從輸入信號(hào)提取第二范圍內(nèi)的信號(hào)；以及產(chǎn)生步驟，用于根據(jù)所計(jì)算的預(yù)測(cè)系數(shù)，在第二范圍內(nèi)從輸入信號(hào)中產(chǎn)生輸出信號(hào)以作為第二類(lèi)型信號(hào)。
還根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，計(jì)算機(jī)可執(zhí)行程序包括第一提取步驟，用于從輸入信號(hào)中提取第一范圍內(nèi)的信號(hào)；恢復(fù)步驟，用于將第一范圍內(nèi)所提取的輸入信號(hào)的特征與第一范圍內(nèi)的第一類(lèi)型信號(hào)的特征進(jìn)行比較，將第一類(lèi)型的信號(hào)和對(duì)應(yīng)的第二類(lèi)型的信號(hào)歸入一預(yù)存信號(hào)對(duì)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(hào)特征具有預(yù)定關(guān)系的第一范圍內(nèi)的第一類(lèi)型信號(hào)對(duì)；計(jì)算步驟，根據(jù)第二范圍內(nèi)重新得到信號(hào)對(duì)中的第二類(lèi)型信號(hào)和第一類(lèi)型信號(hào)來(lái)計(jì)算預(yù)測(cè)系數(shù)；第二提取步驟，從輸入信號(hào)提取第二范圍內(nèi)的信號(hào)；以及產(chǎn)生步驟，用于根據(jù)所計(jì)算的預(yù)測(cè)系數(shù)，在第二范圍內(nèi)從輸入信號(hào)中產(chǎn)生輸出信號(hào)以作為第二類(lèi)型信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，信息處理設(shè)備包括第一產(chǎn)生單元，用于從第二類(lèi)型的輸入信號(hào)產(chǎn)生第一類(lèi)型信號(hào)；第一提取單元，用于從產(chǎn)生的第一類(lèi)型信號(hào)中提取第一范圍的信號(hào)；第二提取單元，用于從產(chǎn)生的第一類(lèi)型信號(hào)中提取第二范圍內(nèi)的信號(hào)；第二產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生包括該第二類(lèi)型信號(hào)和對(duì)應(yīng)該第二類(lèi)型信號(hào)的第一類(lèi)型信號(hào)的信號(hào)對(duì)，第一類(lèi)型信號(hào)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(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)信號(hào)對(duì)。
第一類(lèi)型信號(hào)和第二類(lèi)型信號(hào)可以是圖像信號(hào)，而第二類(lèi)型信號(hào)可以具有比第一類(lèi)型信號(hào)更高的分辨率。
第一產(chǎn)生單元可以通過(guò)抽選第二類(lèi)型的信號(hào)來(lái)產(chǎn)生第一類(lèi)型的信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種信息處理方法包括第一產(chǎn)生步驟，從第二類(lèi)型的輸入信號(hào)中產(chǎn)生第一類(lèi)型信號(hào)；第一提取步驟，從產(chǎn)生的第一類(lèi)型信號(hào)中提取第一范圍的信號(hào)；第二提取步驟，從產(chǎn)生的第一類(lèi)型信號(hào)中提取第二范圍內(nèi)的信號(hào)；第二產(chǎn)生步驟，產(chǎn)生包括該第二類(lèi)型信號(hào)和對(duì)應(yīng)于該第二類(lèi)型信號(hào)的第一類(lèi)型信號(hào)的信號(hào)對(duì)，該第一類(lèi)型信號(hào)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(chǔ)步驟，存儲(chǔ)所產(chǎn)生的信號(hào)對(duì)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)存儲(chǔ)一程序，包括；第一產(chǎn)生步驟，從第二類(lèi)型的輸入信號(hào)中產(chǎn)生第一類(lèi)型信號(hào)；第一提取步驟，從產(chǎn)生的第一類(lèi)型信號(hào)中提取第一范圍的信號(hào)；第二提取步驟，從產(chǎn)生的第一類(lèi)型信號(hào)中提取第二范圍內(nèi)的信號(hào)；第二產(chǎn)生步驟，產(chǎn)生包括該第二類(lèi)型信號(hào)和對(duì)應(yīng)于該第二類(lèi)型信號(hào)的第一類(lèi)型信號(hào)的信號(hào)對(duì)，該第一類(lèi)型信號(hào)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(chǔ)步驟，存儲(chǔ)所產(chǎn)生的信號(hào)對(duì)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，計(jì)算機(jī)可執(zhí)行程序包括第一產(chǎn)生步驟，從第二類(lèi)型的輸入信號(hào)中產(chǎn)生第一類(lèi)型信號(hào)；第一提取步驟，從產(chǎn)生的第一類(lèi)型信號(hào)中提取第一范圍的信號(hào)；第二提取步驟，從產(chǎn)生的第一類(lèi)型信號(hào)中提取第二范圍內(nèi)的信號(hào)；第二產(chǎn)生步驟，產(chǎn)生包括該第二類(lèi)型信號(hào)和對(duì)應(yīng)于該第二類(lèi)型信號(hào)的第一類(lèi)型信號(hào)的信號(hào)對(duì)，該第一類(lèi)型信號(hào)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(chǔ)步驟，存儲(chǔ)所產(chǎn)生的信號(hào)對(duì)。
根據(jù)本發(fā)明，存儲(chǔ)包括第一類(lèi)型信號(hào)和第二類(lèi)型信號(hào)的信號(hào)對(duì)，以及根據(jù)存儲(chǔ)的信號(hào)對(duì)計(jì)算預(yù)測(cè)系數(shù)。根據(jù)所計(jì)算的預(yù)測(cè)系數(shù)產(chǎn)生輸出信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，信息處理設(shè)備包括第一計(jì)算單元，用于計(jì)算輸入信號(hào)的第一范圍的基準(zhǔn)值，該輸入信號(hào)與第一類(lèi)型信號(hào)和第二類(lèi)型信號(hào)具有預(yù)定的關(guān)系，第一和第二類(lèi)型信號(hào)組成信號(hào)對(duì)；第二計(jì)算單元，用于計(jì)算組成信號(hào)對(duì)的第一類(lèi)型信號(hào)的平均值；以及第三計(jì)算單元，用于根據(jù)基準(zhǔn)值和平均值計(jì)算與第一類(lèi)型信號(hào)具有預(yù)定關(guān)系的第三類(lèi)型信號(hào)。
輸入信號(hào)可以是第一類(lèi)型的信號(hào)。
第一計(jì)算單元可以進(jìn)一步地計(jì)算輸入信號(hào)第一范圍的動(dòng)態(tài)范圍。信息處理設(shè)備可以進(jìn)一步地包括第四計(jì)算單元，用于計(jì)算組成信號(hào)對(duì)的第二類(lèi)型信號(hào)的第二范圍中的基準(zhǔn)值和動(dòng)態(tài)范圍，以及標(biāo)準(zhǔn)化單元，用于根據(jù)組成信號(hào)對(duì)的第二類(lèi)型信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍和基準(zhǔn)值以及輸入信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍來(lái)標(biāo)準(zhǔn)化組成信號(hào)對(duì)的第一類(lèi)型信號(hào)。第二計(jì)算單元可以計(jì)算組成信號(hào)對(duì)的第一類(lèi)型標(biāo)準(zhǔn)化了的信號(hào)的平均值作為第一類(lèi)型信號(hào)的平均值的。
信息處理設(shè)備可以進(jìn)一步地包括信號(hào)產(chǎn)生單元，用于從輸入信號(hào)中產(chǎn)生第二類(lèi)型信號(hào)；第一提取單元，用于從輸入信號(hào)中提取第一范圍的信號(hào)；以及信號(hào)對(duì)產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生包括第二類(lèi)型信號(hào)和對(duì)應(yīng)的作為輸入信號(hào)的第一類(lèi)型信號(hào)的信號(hào)對(duì)，其中第二類(lèi)型信號(hào)是由信號(hào)產(chǎn)生單元產(chǎn)生的，并且與第一范圍中的輸入信號(hào)具有預(yù)定關(guān)系。
信號(hào)對(duì)產(chǎn)生單元可以包括第二提取單元，用于從通過(guò)信號(hào)產(chǎn)生單元產(chǎn)生的第二類(lèi)型信號(hào)的預(yù)定搜索范圍中提取第二范圍內(nèi)的信號(hào)；計(jì)算單元，用于計(jì)算在第一范圍內(nèi)輸入信號(hào)和第二范圍內(nèi)第二類(lèi)型信號(hào)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(lèi)型信號(hào)，第二類(lèi)型信號(hào)具有等于或高于相對(duì)于第一范圍輸入信號(hào)的閾值的相關(guān)性，以及對(duì)應(yīng)于第二類(lèi)型信號(hào)的輸入信號(hào)；以及寄存單元，用于寄存是所選擇的第一類(lèi)型信號(hào)的輸入信號(hào)和第二范圍內(nèi)的第二類(lèi)型信號(hào)作為信號(hào)對(duì)。
基準(zhǔn)值可以是最小值。
第一到第三類(lèi)型信號(hào)可以是彼此具有不同分辨率的圖像信號(hào)。
第二類(lèi)型信號(hào)可以是具有比第一類(lèi)型信號(hào)的分辨率更低的分辨率的圖像信號(hào)。第三類(lèi)型信號(hào)可以是具有比第一類(lèi)型信號(hào)更高分辨率的圖像信號(hào)。
輸入信號(hào)可以是第二類(lèi)型的信號(hào)，而第三類(lèi)型的信號(hào)可以和第一類(lèi)型的信號(hào)相同。
信息處理設(shè)備可以進(jìn)一步地包括存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)信號(hào)對(duì)；第一提取單元，用于從輸入信號(hào)中提取第一范圍內(nèi)的信號(hào)作為第二類(lèi)型信號(hào)；以及恢復(fù)單元，用于將第一范圍內(nèi)的輸入信號(hào)的特征和存儲(chǔ)信號(hào)對(duì)中的第一范圍內(nèi)的第二類(lèi)型信號(hào)的特征進(jìn)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(hào)的特征具有預(yù)定關(guān)系的第二類(lèi)型信號(hào)的信號(hào)對(duì)；第一類(lèi)型信號(hào)和第二類(lèi)型信號(hào)可以是圖像信號(hào)，而第一類(lèi)型信號(hào)可以具有比第二類(lèi)型信號(hào)更高的分辨率。
恢復(fù)單元可以包括第一檢測(cè)單元，用于檢測(cè)第一范圍中的輸入信號(hào)的特征；第二檢測(cè)單元，用于檢測(cè)存儲(chǔ)的第一范圍中的第二類(lèi)型信號(hào)的特征；以及選擇單元，用于將第一范圍中輸入信號(hào)的檢測(cè)特征和第二類(lèi)型存儲(chǔ)信號(hào)的檢測(cè)特征進(jìn)行比較，并且根據(jù)比較結(jié)果選擇信號(hào)對(duì)。
第一檢測(cè)單元和第二檢測(cè)單元可以檢測(cè)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(dòng)態(tài)范圍。選擇單元可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)值，絕對(duì)差的和，或檢測(cè)值的系數(shù)值執(zhí)行比較。
第一檢測(cè)單元和第二檢測(cè)單元可以檢測(cè)第一范圍內(nèi)的自適應(yīng)動(dòng)態(tài)范圍編碼代碼，而選擇單元可以根據(jù)檢測(cè)編碼的相符度執(zhí)行比較操作。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，信息處理方法包括第一計(jì)算步驟，計(jì)算輸入信號(hào)第一范圍內(nèi)的基準(zhǔn)值，該輸入信號(hào)與第一類(lèi)型信號(hào)和第二類(lèi)型信號(hào)具有預(yù)定關(guān)系，第一和第二類(lèi)型信號(hào)組成信號(hào)對(duì)；第二計(jì)算步驟，計(jì)算組成信號(hào)對(duì)的第一類(lèi)型信號(hào)的平均值；以及第三計(jì)算步驟，根據(jù)基準(zhǔn)值和平均值計(jì)算與第一類(lèi)型信號(hào)具有預(yù)定關(guān)系的第三類(lèi)型信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，計(jì)算機(jī)可讀取記錄介質(zhì)存儲(chǔ)一程序，其包括第一計(jì)算步驟，計(jì)算輸入信號(hào)第一范圍內(nèi)的基準(zhǔn)值，該輸入信號(hào)與第一類(lèi)型信號(hào)和第二類(lèi)型信號(hào)具有預(yù)定關(guān)系，第一和第二類(lèi)型信號(hào)組成信號(hào)對(duì)；第二計(jì)算步驟，計(jì)算組成信號(hào)對(duì)的第一類(lèi)型信號(hào)的平均值；以及第三計(jì)算步驟，根據(jù)基準(zhǔn)值和平均值計(jì)算與第一類(lèi)型信號(hào)具有預(yù)定關(guān)系的第三類(lèi)型信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，計(jì)算機(jī)可執(zhí)行程序包括第一計(jì)算步驟，計(jì)算輸入信號(hào)第一范圍內(nèi)的基準(zhǔn)值，該輸入信號(hào)與第一類(lèi)型信號(hào)和第二類(lèi)型信號(hào)具有預(yù)定關(guān)系，第一和第二類(lèi)型信號(hào)組成信號(hào)對(duì)；第二計(jì)算步驟，計(jì)算組成信號(hào)對(duì)的第一類(lèi)型信號(hào)的平均值；以及第三計(jì)算步驟，根據(jù)基準(zhǔn)值和平均值計(jì)算與第一類(lèi)型信號(hào)具有預(yù)定關(guān)系的第三類(lèi)型信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明，計(jì)算和第二類(lèi)型信號(hào)一起包括在信號(hào)對(duì)中的第一類(lèi)型信號(hào)的平均值，并且根據(jù)第一類(lèi)型信號(hào)的平均值和基準(zhǔn)值計(jì)算第三類(lèi)型的信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，信息處理設(shè)備包括信號(hào)產(chǎn)生單元，用于從第一類(lèi)型的輸入信號(hào)產(chǎn)生第二類(lèi)型信號(hào)；信號(hào)對(duì)產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生包括第一類(lèi)型信號(hào)和第二類(lèi)型信號(hào)的信號(hào)對(duì)；系數(shù)產(chǎn)生單元，用于根據(jù)信號(hào)對(duì)產(chǎn)生預(yù)測(cè)系數(shù)；以及計(jì)算單元，用于通過(guò)對(duì)第一類(lèi)型信號(hào)應(yīng)用預(yù)測(cè)系數(shù)計(jì)算第三類(lèi)型信號(hào)。
第一到第三類(lèi)型信號(hào)可以是彼此具有不同分辨率的圖像信號(hào)。
第二類(lèi)型信號(hào)可以是具有比第一類(lèi)型信號(hào)的分辨率更低的分辨率的圖像信號(hào)。第三類(lèi)型信號(hào)可以是具有比第一類(lèi)型信號(hào)的分辨率更高分辨率的圖像信號(hào)。
信號(hào)對(duì)產(chǎn)生單元可以包括第一提取單元，用于從第一類(lèi)型信號(hào)中提取第一范圍內(nèi)的信號(hào)；第二提取單元，用于從第二類(lèi)型的信號(hào)中提取第二范圍內(nèi)的信號(hào)；計(jì)算單元，用于計(jì)算第一范圍內(nèi)的第一類(lèi)型信號(hào)和第二范圍內(nèi)的第二類(lèi)型信號(hào)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(lèi)型信號(hào)，第二類(lèi)型信號(hào)具有等于或高于相對(duì)于第一范圍內(nèi)信號(hào)的閾值的相關(guān)性，以及第一類(lèi)型信號(hào)對(duì)應(yīng)于第二類(lèi)型信號(hào)；以及寄存單元用于寄存所選的第一類(lèi)型信號(hào)和第二類(lèi)型信號(hào)，以作為信號(hào)對(duì)。
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(hào)對(duì)中產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)方程，以及計(jì)算單元，用于通過(guò)解該標(biāo)準(zhǔn)方程計(jì)算預(yù)測(cè)系數(shù)。
計(jì)算單元可以包括第三提取單元，用于從第一類(lèi)型信號(hào)中提取第一范圍內(nèi)的第一類(lèi)型信號(hào)，以及乘積和計(jì)算單元，用于通過(guò)計(jì)算所提取的第一范圍內(nèi)第一類(lèi)型信號(hào)以及預(yù)測(cè)系數(shù)的乘積和產(chǎn)生第三類(lèi)型信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，信息處理方法包括信號(hào)產(chǎn)生步驟，從第一類(lèi)型的輸入信號(hào)中產(chǎn)生第二類(lèi)型信號(hào)；信號(hào)對(duì)產(chǎn)生步驟，產(chǎn)生包括第一類(lèi)型信號(hào)和第二類(lèi)型信號(hào)的信號(hào)對(duì)；系數(shù)產(chǎn)生步驟，根據(jù)信號(hào)對(duì)產(chǎn)生預(yù)測(cè)系數(shù)；以及計(jì)算步驟，通過(guò)對(duì)第一類(lèi)型信號(hào)應(yīng)用該預(yù)測(cè)系數(shù)計(jì)算第三類(lèi)型信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，計(jì)算機(jī)可讀取記錄介質(zhì)存儲(chǔ)一程序，其包括信號(hào)產(chǎn)生步驟，從第一類(lèi)型的輸入信號(hào)中產(chǎn)生第二類(lèi)型信號(hào)；信號(hào)對(duì)產(chǎn)生步驟，產(chǎn)生包括第一類(lèi)型信號(hào)和第二類(lèi)型信號(hào)的信號(hào)對(duì)；系數(shù)產(chǎn)生步驟，根據(jù)信號(hào)對(duì)產(chǎn)生預(yù)測(cè)系數(shù)；以及計(jì)算步驟，通過(guò)對(duì)第一類(lèi)型信號(hào)應(yīng)用該預(yù)測(cè)系數(shù)計(jì)算第三類(lèi)型信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一計(jì)算機(jī)可執(zhí)行程序包括信號(hào)產(chǎn)生步驟，從第一類(lèi)型的輸入信號(hào)中產(chǎn)生第二類(lèi)型信號(hào)；信號(hào)對(duì)產(chǎn)生步驟，產(chǎn)生包括第一類(lèi)型信號(hào)和第二類(lèi)型信號(hào)的信號(hào)對(duì)；系數(shù)產(chǎn)生步驟，根據(jù)信號(hào)對(duì)產(chǎn)生預(yù)測(cè)系數(shù)；以及計(jì)算步驟，通過(guò)對(duì)第一類(lèi)型信號(hào)應(yīng)用該預(yù)測(cè)系數(shù)計(jì)算第三類(lèi)型信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明，第二類(lèi)型信號(hào)是從第一類(lèi)型信號(hào)中產(chǎn)生的，信號(hào)對(duì)包括第一類(lèi)型信號(hào)和第二類(lèi)型信號(hào)。預(yù)測(cè)系數(shù)是根據(jù)信號(hào)對(duì)產(chǎn)生的，并然后被應(yīng)用于第一類(lèi)型信號(hào)，以便計(jì)算第三類(lèi)型信號(hào)。


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(shuō)明圖1中信息處理設(shè)備的HD信號(hào)產(chǎn)生處理的流程圖；圖3是描述用于求預(yù)測(cè)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(shuō)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(shuō)明圖5中信息處理設(shè)備的HD信號(hào)產(chǎn)生處理的流程圖；圖8是說(shuō)明圖7中步驟S53的模式匹配處理的流程圖；圖9A到9C說(shuō)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(duì)的信息處理設(shè)備的示例結(jié)構(gòu)；圖11是說(shuō)明圖10中信息處理設(shè)備的訓(xùn)練對(duì)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(cè)抽頭；圖14示出用于訓(xùn)練對(duì)的SD信號(hào)；圖15是描述個(gè)人計(jì)算機(jī)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(duì)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(cè)計(jì)算部分的示例結(jié)構(gòu)的方框圖；圖20是說(shuō)明圖16中信息處理設(shè)備的HD圖像信號(hào)產(chǎn)生處理的流程圖；圖21示出預(yù)測(cè)抽頭；圖22是說(shuō)明圖20中步驟S103的CIF圖像信號(hào)產(chǎn)生處理的流程圖；圖23說(shuō)明了二次抽樣；圖24說(shuō)明了圖20中步驟S104的基準(zhǔn)對(duì)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(cè)抽頭和基準(zhǔn)抽頭之間的關(guān)系；圖27示出預(yù)測(cè)抽頭和搜索范圍之間的關(guān)系；圖28示出基準(zhǔn)抽頭和對(duì)應(yīng)的感興趣像素之間的關(guān)系；圖29是說(shuō)明圖20中步驟S105的預(yù)測(cè)計(jì)算處理的流程圖；圖30A到30C說(shuō)明了標(biāo)準(zhǔn)化處理；圖31A到31C示出CIF圖像信號(hào)、SD圖像信號(hào)和HD圖像信號(hào)之間的關(guān)系；圖32A和32B說(shuō)明了邊緣增強(qiáng)處理；圖33是說(shuō)明應(yīng)用本發(fā)明的另一個(gè)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(shuō)明圖33中信息處理設(shè)備的HD圖像信號(hào)產(chǎn)生處理的流程圖；圖36是說(shuō)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(duì)的例子；圖38是描述用于產(chǎn)生基準(zhǔn)對(duì)的信息處理設(shè)備的示例結(jié)構(gòu)的方框圖；圖39是說(shuō)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(duì)產(chǎn)生部分的示例結(jié)構(gòu)的方框圖；圖42是說(shuō)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(shuō)明圖40中圖像計(jì)算部分的示例結(jié)構(gòu)的方框圖；圖44是說(shuō)明圖40中信息處理設(shè)備的HD圖像信號(hào)產(chǎn)生處理的流程圖；圖45示出預(yù)測(cè)抽頭；圖46示出基準(zhǔn)抽頭；圖47示出預(yù)測(cè)抽頭和基準(zhǔn)抽頭之間的關(guān)系；圖48示出預(yù)測(cè)抽頭和搜索范圍之間的關(guān)系；圖49是說(shuō)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(cè)抽頭和HD圖像信號(hào)之間的關(guān)系；以及圖51A到C示出CIF圖像信號(hào)、SD圖像信號(hào)和HD圖像信號(hào)之間的關(guān)系。
優(yōu)選實(shí)施方式現(xiàn)在描述本發(fā)明應(yīng)用的實(shí)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(duì)存儲(chǔ)部分73，標(biāo)準(zhǔn)方程產(chǎn)生部分74，預(yù)測(cè)系數(shù)確定部分75，區(qū)域提取部分76，以及預(yù)測(cè)計(jì)算部分77。
根據(jù)輸入SD(標(biāo)準(zhǔn)清晰度)信號(hào)，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(cè)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(gè)處理，例如，三個(gè)像素被提取出來(lái)作為基準(zhǔn)抽頭。通過(guò)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(duì)存儲(chǔ)部分73預(yù)存訓(xùn)練對(duì)。如何存儲(chǔ)這些訓(xùn)練對(duì)將參考圖10和11在后面進(jìn)行描述。這些訓(xùn)練對(duì)包括HD(高清晰度)信號(hào)和對(duì)應(yīng)的SD信號(hào)。SD信號(hào)包括基準(zhǔn)抽頭分量和預(yù)測(cè)抽頭分量。模式匹配部分72搜索訓(xùn)練對(duì)存儲(chǔ)部分73中與基準(zhǔn)抽頭具有預(yù)定關(guān)系的訓(xùn)練對(duì)，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(duì)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)方程，并將它們輸出給預(yù)測(cè)系數(shù)確定部分75。預(yù)測(cè)系數(shù)確定部分75通過(guò)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(cè)系數(shù)。通過(guò)預(yù)測(cè)系數(shù)確定部分75確定的預(yù)測(cè)系數(shù)被提供給預(yù)測(cè)系數(shù)計(jì)算部分77。
區(qū)域提取部分76從輸入SD信號(hào)中在預(yù)測(cè)范圍中提取作為預(yù)測(cè)抽頭的像素。感興趣的像素和預(yù)測(cè)抽頭之間的相對(duì)位置關(guān)系是預(yù)先給定的。預(yù)測(cè)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(cè)抽頭提供給預(yù)測(cè)計(jì)算部分77。
預(yù)測(cè)計(jì)算部分77將區(qū)域提取部分76提供的預(yù)測(cè)抽頭，和預(yù)測(cè)系數(shù)確定部分75提供的預(yù)測(cè)系數(shù)應(yīng)用到線性簡(jiǎn)單表達(dá)式中，以便預(yù)測(cè)性地產(chǎn)生HD信號(hào)。
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(chǔ)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(duì)存儲(chǔ)部分73提供的訓(xùn)練對(duì)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(jìn)行比較以獲得兩個(gè)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?；蛘撸@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(duì)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(shuō)，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(lái)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(dòng)態(tài)范圍。動(dòng)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(jì)算標(biāo)準(zhǔn)值、絕對(duì)差值的和，或作為像素值、標(biāo)準(zhǔn)化像素值、或動(dòng)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(guò)下列等式計(jì)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(duì)中的基準(zhǔn)抽頭分量
(x1-y1)2+(x2-y2)2+(x3-y3)2---(1)]]>通過(guò)方程式(2)來(lái)表示絕對(duì)差值的和∑|xi-yi|...(2)通過(guò)方程式(3)來(lái)表示相對(duì)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(guò)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(gè)部分的每個(gè)位置的位與另一個(gè)部分的對(duì)應(yīng)位置的位進(jìn)行比較。
也就是說(shuō)基準(zhǔn)抽頭的1位ADRC碼是(001)而訓(xùn)練對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(chǔ)部分94存儲(chǔ)比較部分93的比較結(jié)果。排序部分95用這樣的方式對(duì)多個(gè)保存在存儲(chǔ)部分94中的值進(jìn)行排序，并且輸出按降序排列的相關(guān)性的N個(gè)比較結(jié)果。此后，排序部分95從訓(xùn)練對(duì)存儲(chǔ)部分73中讀出相應(yīng)于最前面N個(gè)基準(zhǔn)抽頭分量的N個(gè)訓(xùn)練對(duì)，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(hào)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(hào)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(hào)中提取基準(zhǔn)抽頭?；鶞?zhǔn)抽頭與感興趣像素的相對(duì)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(gè)感興趣像素和它的鄰近的八個(gè)像素，即，總共九個(gè)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(duì)存儲(chǔ)部分73中的訓(xùn)練對(duì)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(shuō)，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(duì)中基準(zhǔn)抽頭分量的特征量。
更準(zhǔn)確地說(shuō)，特征量提取部分92讀出保存在訓(xùn)練對(duì)存儲(chǔ)部分73中的一個(gè)訓(xùn)練對(duì)，提取該訓(xùn)練對(duì)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(jì)算用于比較的所提供特征量的比較值。更準(zhǔn)確地說(shuō)，比較部分93計(jì)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(duì)中的基準(zhǔn)抽頭分量的像素值之間的絕對(duì)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(gè)(3×3)像素值，其中包括一個(gè)感興趣的像素以及它的鄰近八個(gè)像素(上，下，左，右，左上，右上，左下，右下)，訓(xùn)練對(duì)的SD信號(hào)分量也具有由九個(gè)(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(hào)“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(jì)算絕對(duì)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(chǔ)部分94存儲(chǔ)比較結(jié)果。更準(zhǔn)確地說(shuō)，存儲(chǔ)部分94存儲(chǔ)以上述方法計(jì)算的絕對(duì)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(hào)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(hào)SD1-2的基準(zhǔn)抽頭分量的像素值之間的絕對(duì)差值的和，并且將該值提供給存儲(chǔ)部分94，然后該部分94存儲(chǔ)該值。
重復(fù)如上所述的處理以計(jì)算同樣數(shù)量的絕對(duì)差值的和，作為保存在訓(xùn)練對(duì)存儲(chǔ)部分73中訓(xùn)練對(duì)的數(shù)目。在步驟S75，排序部分95對(duì)比較結(jié)果進(jìn)行排序。更準(zhǔn)確地說(shuō)，排序部分95將絕對(duì)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(gè)值。然后排序部分95從訓(xùn)練對(duì)存儲(chǔ)部分73中讀出具有100個(gè)基準(zhǔn)抽頭分量的訓(xùn)練對(duì)，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(hào)和HD信號(hào)組成的100個(gè)訓(xùn)練對(duì)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(gè)訓(xùn)練對(duì)包括由HD信號(hào)HD-u和SD信號(hào)SD-u組成的訓(xùn)練對(duì)、由HD信號(hào)HD-j和SD信號(hào)SD-j組成的訓(xùn)練對(duì)，以及由HD信號(hào)HD-k和SD信號(hào)SD-k組成的訓(xùn)練對(duì)，被選擇出來(lái)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(cè)抽頭相同，由此所有訓(xùn)練對(duì)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(hào)和對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)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(gè)訓(xùn)練對(duì)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)方程。然后在步驟S55，預(yù)測(cè)系數(shù)確定部分75通過(guò)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(lái)計(jì)算預(yù)測(cè)系數(shù)。
如果一訓(xùn)練對(duì)的HD信號(hào)分量是“Y”，作為預(yù)測(cè)抽頭分量的SD信號(hào)分量是“X”，而預(yù)測(cè)系數(shù)是“W”，則線性組合模式的觀測(cè)(observation)方程就用下面的方程式(5)來(lái)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(hào)分量“Y”包括錯(cuò)誤的事實(shí)，公式(5)被轉(zhuǎn)換為以下公式XW＝Y(jié)+E。...(9)其中，E通過(guò)以下公式來(lái)表示E=e1e2···em---(10)]]>為從公式(9)中找到每個(gè)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(cè)系數(shù)wj的數(shù)目相同。因此，作為最可能值，預(yù)測(cè)系數(shù)wj可以通過(guò)解這些標(biāo)準(zhǔn)方程來(lái)獲得。更精確地，如果公式(14)中系數(shù)項(xiàng)wj的矩陣是非奇異的，就可以解這些標(biāo)準(zhǔn)方程。實(shí)際上，通過(guò)諸如Gauss Jordan消去法(刮去法)的方法可以解這些聯(lián)立方程。
對(duì)于已知的分類(lèi)的自適應(yīng)處理，提供與類(lèi)數(shù)目相同數(shù)目的預(yù)測(cè)系數(shù)“w1到wn”。相反，根據(jù)本發(fā)明，不存在類(lèi)的原理，并且根據(jù)需要生成預(yù)測(cè)系數(shù)wj，由此可以獲得足夠多的(虛擬無(wú)限的)系數(shù)。因此，更確切地說(shuō)，可以生成高分辨率的HD信號(hào)，在如上所述獲得預(yù)測(cè)系數(shù)之后，在步驟S56中區(qū)域提取部分76從輸入SD信號(hào)中提取預(yù)測(cè)抽頭。預(yù)測(cè)抽頭和由步驟S51的處理選擇的感興趣像素的相對(duì)位置關(guān)系也是預(yù)先設(shè)置的。這些預(yù)測(cè)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(cè)抽頭。
在步驟S57，預(yù)測(cè)計(jì)算部分77根據(jù)以下公式執(zhí)行預(yù)測(cè)計(jì)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(cè)抽頭，wi是由預(yù)測(cè)系數(shù)確定部分75提供的預(yù)測(cè)系數(shù)，而y是生成的HD信號(hào)。
在步驟S58，預(yù)測(cè)計(jì)算部分77輸出上述經(jīng)預(yù)測(cè)和生成的HD信號(hào)。
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(méi)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(hào)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(duì)?，F(xiàn)在將描述訓(xùn)練對(duì)的生成。
圖10描述產(chǎn)生訓(xùn)練對(duì)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(guò)濾器131，區(qū)域提取部分132，區(qū)域提取部分133，訓(xùn)練對(duì)產(chǎn)生部分134，以及訓(xùn)練對(duì)存儲(chǔ)部分135。該二維抽選過(guò)濾器131通過(guò)對(duì)HD信號(hào)的每隔一個(gè)像素進(jìn)行抽選產(chǎn)生SD信號(hào)，以作為受訓(xùn)者圖像。區(qū)域提取部分132從二維抽選過(guò)濾器131提供的SD信號(hào)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(guò)濾器131提供的SD信號(hào)中提取預(yù)測(cè)抽頭。由區(qū)域提取部分133提取的預(yù)測(cè)抽頭和在圖5中由區(qū)域提取部分76提取的預(yù)測(cè)抽頭也是相同的。
訓(xùn)練對(duì)產(chǎn)生部分134接受作為訓(xùn)練者圖像的HD信號(hào)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(cè)抽頭。訓(xùn)練對(duì)產(chǎn)生部分134通過(guò)計(jì)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(cè)抽頭之間的邏輯或，產(chǎn)生包括在訓(xùn)練對(duì)中的SD信號(hào)。如果，例如基準(zhǔn)抽頭的數(shù)目是3而預(yù)測(cè)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(duì)中的SD信號(hào)產(chǎn)生12個(gè)(＝3+9)抽頭。如果這12個(gè)抽頭中有兩個(gè)是相同的，則10個(gè)抽頭被用于要包括到訓(xùn)練對(duì)中的SD信號(hào)。如果所有基準(zhǔn)抽頭包含在預(yù)測(cè)抽頭中，則包括在訓(xùn)練對(duì)中的抽頭的數(shù)目是9。
通過(guò)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(gè)提取剩余的抽頭。如果所有基準(zhǔn)抽頭包含在預(yù)測(cè)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(gè)部分一個(gè)用于邏輯上提取基準(zhǔn)抽頭而另一個(gè)用于提取預(yù)測(cè)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(shí)體存在，即使物理的區(qū)域提取部分132被省略。
訓(xùn)練對(duì)產(chǎn)生部分134產(chǎn)生由SD信號(hào)(通過(guò)計(jì)算基準(zhǔn)抽頭和預(yù)測(cè)抽頭之間的邏輯或產(chǎn)生)和輸入HD信號(hào)組成的訓(xùn)練對(duì)，將該訓(xùn)練對(duì)提供給訓(xùn)練對(duì)產(chǎn)生部分135，然后該部分135將它存儲(chǔ)起來(lái)。
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(duì)產(chǎn)生處理。
在步驟S91，二維抽選過(guò)濾器131輸入一個(gè)HD信號(hào)作為訓(xùn)練者圖像。在步驟S92，二維抽選過(guò)濾器131從該輸入HD信號(hào)產(chǎn)生一SD信號(hào)。這個(gè)處理例如可以通過(guò)水平方向和垂直方向上抽選輸入HD信號(hào)的每隔一個(gè)像素來(lái)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(hào)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(duì)位置關(guān)系與圖5的區(qū)域提取部分71的那些相對(duì)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(hào)中提取預(yù)測(cè)抽頭。在步驟S93中選擇的感興趣像素和預(yù)測(cè)抽頭之間相對(duì)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(duì)產(chǎn)生部分134產(chǎn)生一個(gè)訓(xùn)練對(duì)。更準(zhǔn)確地說(shuō)，用于訓(xùn)練對(duì)的SD信號(hào)是通過(guò)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(cè)抽頭之間的邏輯或來(lái)產(chǎn)生的。
例如，如圖12所示，基準(zhǔn)抽頭包括三個(gè)像素一個(gè)感興趣像素P0，在感興趣像素P0左邊的像素P1，以及一個(gè)在感興趣像素P0右邊的像素P2，其中像素P1和P2是遠(yuǎn)離感興趣像素P0的像素。如圖13所示，預(yù)測(cè)抽頭包括九個(gè)像素一個(gè)感興趣像素P0以及它的鄰近八個(gè)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(cè)抽頭之間的邏輯或產(chǎn)生總共11個(gè)像素，包括用于訓(xùn)練對(duì)的SD信號(hào)的像素P0，P1，P2，和P11到P18，因?yàn)楦信d趣的像素P0被共享。對(duì)于以這種方式產(chǎn)生的訓(xùn)練對(duì)的SD信號(hào)，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(cè)抽頭分量。
此外，訓(xùn)練對(duì)產(chǎn)生部分134將一個(gè)對(duì)應(yīng)于感興趣像素P0的HD信號(hào)的像素用于訓(xùn)練對(duì)的HD信號(hào)。然后訓(xùn)練對(duì)生成部分134從HD信號(hào)和SD信號(hào)中生成訓(xùn)練對(duì)。
在步驟S97，訓(xùn)練對(duì)存儲(chǔ)部分135進(jìn)行存儲(chǔ)訓(xùn)練對(duì)的處理。簡(jiǎn)而言之，以這樣的方式生成的訓(xùn)練對(duì)被提供給并且存儲(chǔ)在訓(xùn)練對(duì)存儲(chǔ)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(méi)有處理的像素，流程返回到步驟S93，其中選擇下一個(gè)感興趣的像素，并且對(duì)重新選擇的感興趣的像素進(jìn)行相同的處理。
如果在步驟S98確定所有像素已經(jīng)處理過(guò)，則流程繼續(xù)進(jìn)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(méi)進(jìn)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(hào)，而根據(jù)所述選擇HD信號(hào)，重復(fù)相同的訓(xùn)練對(duì)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(duì)生成處理結(jié)束。
以這樣的方式，存儲(chǔ)在訓(xùn)練對(duì)存儲(chǔ)部分135中的訓(xùn)練對(duì)被用于圖5的訓(xùn)練對(duì)存儲(chǔ)部分73。
上述處理序列不僅可以用硬件而且可以用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，如果使用軟件實(shí)現(xiàn)上述處理序列，可以通過(guò)例如如圖15所示的個(gè)人計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)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(chǔ)器)222中存儲(chǔ)的程序或者從存儲(chǔ)單元228裝入到RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)223中的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)各種處理。RAM 223還存儲(chǔ)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(guò)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(pán)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(yáng)聲器；存儲(chǔ)單元228例如包括硬盤(pán)；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(guò)包括互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)通信。
需要時(shí)，驅(qū)動(dòng)器230與輸入/輸出接口225相連。磁盤(pán)，光盤(pán)，磁光盤(pán)，或者半導(dǎo)體存儲(chǔ)器被安裝到驅(qū)動(dòng)230以便從驅(qū)動(dòng)器230讀取計(jì)算機(jī)程序并且存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元228中。
如果處理序列使用軟件完成，通過(guò)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(zhuān)用硬件的計(jì)算機(jī)或者例如通用個(gè)人計(jì)算機(jī)中。
如圖15所示，如果單獨(dú)地由用戶計(jì)算機(jī)提供這種程序，裝有程序的記錄介質(zhì)可以是可移動(dòng)的介質(zhì)231，諸如包括磁盤(pán)(包括軟磁盤(pán))的封裝介質(zhì)；光盤(pán)(包括光盤(pán)只讀存儲(chǔ)器即，CD-ROM和數(shù)字通用磁盤(pán)即DVD)；磁光盤(pán)(包括小磁盤(pán)，即MD)；或者半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。如果提供預(yù)設(shè)在用戶計(jì)算機(jī)記錄介質(zhì)上的程序，程序記錄介質(zhì)可以是在所述存儲(chǔ)單元228中的ROM 222或者硬盤(pán)。
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(shí)間順序按照所描述步驟的次序來(lái)進(jìn)行。進(jìn)一步的，步驟可以彼此并行或彼此獨(dú)立地進(jìn)行。
另外在本描述中系統(tǒng)表示包括多個(gè)裝置的整個(gè)設(shè)備。
現(xiàn)在描述本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)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(duì)生成部分313，以及預(yù)測(cè)計(jì)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(hào)中提取預(yù)置預(yù)測(cè)區(qū)域中的像素作為預(yù)測(cè)抽頭，并且將它們提供給基準(zhǔn)對(duì)生成部分313和預(yù)測(cè)計(jì)算部分314。受訓(xùn)圖像生成部分312通過(guò)例如水平和垂直地抽選輸入SD信號(hào)的每隔一個(gè)像素來(lái)生成CIF(公共中間格式)圖像信號(hào)作為受訓(xùn)圖像，并且將它提供給基準(zhǔn)對(duì)生成部分313?；鶞?zhǔn)對(duì)生成部分313根據(jù)由區(qū)域提取部分311提供的預(yù)測(cè)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(hào)的CIF圖像信號(hào)生成作為基準(zhǔn)對(duì)的信號(hào)對(duì)。預(yù)測(cè)計(jì)算部分314根據(jù)由區(qū)域提取部分311提供的預(yù)測(cè)抽頭以及由基準(zhǔn)對(duì)生成部分313提供的基準(zhǔn)對(duì)生成HD(高清晰度)圖像信號(hào)。
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(hào)的水平和垂直頻帶。依照此實(shí)施例，其中SD圖像信號(hào)被轉(zhuǎn)換為具有SD信號(hào)四倍分辯率的HD圖像信號(hào)，低通濾波器331實(shí)現(xiàn)為半帶通濾波器。
相移部分332對(duì)由低通濾波器331提供的頻帶變窄的SD圖像信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)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(guò)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(hào)的每隔一個(gè)像素，生成CIF圖像信號(hào)。
根據(jù)本實(shí)施例，預(yù)測(cè)計(jì)算部分314從SD圖像信號(hào)中生成HD圖像信號(hào)。對(duì)于在預(yù)測(cè)計(jì)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(shí)現(xiàn)相反的轉(zhuǎn)換(HD到SD)。如果預(yù)測(cè)計(jì)算部分314進(jìn)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(duì)生成部分313的示例結(jié)構(gòu)?；鶞?zhǔn)對(duì)生成部分313包括抽頭提取部分351，抽頭得分計(jì)算部分352，受訓(xùn)者選擇部分353，基準(zhǔn)對(duì)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(hào)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(duì)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(duì)位置關(guān)系被設(shè)置成實(shí)質(zhì)上與區(qū)域提取部分311中的預(yù)測(cè)抽頭與感興趣像素的相對(duì)位置關(guān)系相同(因此可以進(jìn)行得分計(jì)算)。
抽頭得分計(jì)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(cè)抽頭之間的相關(guān)性。更具體地說(shuō)，計(jì)算每個(gè)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(cè)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(jì)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(jì)算部分352可以使用在基準(zhǔn)抽頭和預(yù)測(cè)抽頭之間的波形間隔以便確定兩個(gè)類(lèi)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(jì)算波形間隔DD=Σi(Xi-Yi)2---(16)]]>如果與預(yù)測(cè)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(hào)，并且將它提供給基準(zhǔn)對(duì)寄存部分354以將其寄存。如果波形間距D被用作計(jì)分并且小于預(yù)置的閾值，則通過(guò)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(duì)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(duì)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(hào)作為訓(xùn)練者圖像信號(hào)。基準(zhǔn)對(duì)寄存部分354寄存基準(zhǔn)對(duì)、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(hào)的CIF圖像信號(hào)和由訓(xùn)練者選擇部分355提供的作為訓(xùn)練者圖像信號(hào)的SD圖像信號(hào)的信號(hào)對(duì)。
圖19描述預(yù)測(cè)計(jì)算部分314的示例結(jié)構(gòu)。預(yù)測(cè)計(jì)算部分314包括動(dòng)態(tài)范圍(DR)計(jì)算部分371，最小值計(jì)算部分372，動(dòng)態(tài)范圍(DR)計(jì)算部分373，最小值計(jì)算部分374，SD圖像提取部分375，基準(zhǔn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化部分376，平均值計(jì)算部分377，以及合成部分378。
DR計(jì)算部分371計(jì)算由區(qū)域提取部分311提供的預(yù)測(cè)抽頭的動(dòng)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(duì)標(biāo)準(zhǔn)化部分376。最小值計(jì)算部分372計(jì)算輸入預(yù)測(cè)抽頭的最小值并輸出給合成部分378。DR計(jì)算部分371和最小值計(jì)算部分372可被集成為預(yù)測(cè)抽頭計(jì)算部分382。
DR計(jì)算部分373計(jì)算由基準(zhǔn)對(duì)生成部分313提供的基準(zhǔn)對(duì)的動(dòng)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(duì)標(biāo)準(zhǔn)化部分376。最小值計(jì)算部分374計(jì)算輸入基準(zhǔn)對(duì)的最小值，并輸出給基準(zhǔn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化部分376。DR計(jì)算部分373和最小值計(jì)算部分374可以集成為基準(zhǔn)對(duì)計(jì)算部分383。SD圖像提取部分375在輸入基準(zhǔn)值對(duì)中提取SD圖像信號(hào)分量(包括SD圖像信號(hào)分量和CIF圖像信號(hào)分量)并輸出給基準(zhǔn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化部分376。
基準(zhǔn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化部分376根據(jù)由最小值計(jì)算部分374提供的最小值，由DR計(jì)算部分373提供的動(dòng)態(tài)范圍和由DR計(jì)算部分371提供的動(dòng)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(hào)分量。平均值計(jì)算部分377計(jì)算由基準(zhǔn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化部分376標(biāo)準(zhǔn)化的SD圖像信號(hào)的平均值，并輸出給合成部分378。合成部分378通過(guò)將最小值計(jì)算部分372提供的最小值與由平均值計(jì)算部分377提供的平均值相加來(lái)生成HD圖像信號(hào)。
如上所述，在預(yù)測(cè)計(jì)算部分314中，由SD圖像提取部分375提取的構(gòu)成基準(zhǔn)對(duì)的SD圖像信號(hào)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(cè)抽頭計(jì)算部分382，基準(zhǔn)對(duì)計(jì)算部分383，以及基準(zhǔn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化部分376。然后通過(guò)平均值計(jì)算部分377計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化的SD圖像信號(hào)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(hào)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(hào)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(hào)提取預(yù)測(cè)抽頭。換言之，存在于相對(duì)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(cè)抽頭。
圖21舉例說(shuō)明這種預(yù)測(cè)抽頭的例子。在圖21示出的例子中，九個(gè)SD圖像信號(hào)的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)s1至s9被設(shè)為預(yù)測(cè)抽頭。此外在該圖21的例子中，預(yù)測(cè)抽頭包括像素?cái)?shù)據(jù)s5(感興趣的像素)，在s5左邊的像素?cái)?shù)據(jù)s4，在s5右側(cè)的像素?cái)?shù)據(jù)s6，在s5上方的像素?cái)?shù)據(jù)s2，在s2左邊的像素?cái)?shù)據(jù)s1，在s2右側(cè)的像素?cái)?shù)據(jù)s3，在s5下方的像素?cái)?shù)據(jù)s8，在s8左邊的像素?cái)?shù)據(jù)s7，以及在s8右側(cè)的像素?cái)?shù)據(jù)s9。如圖21所示，像素?cái)?shù)據(jù)s1到s9位于彼此相距一個(gè)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(shí)施CIF圖像信號(hào)生成處理。這種CIF圖像信號(hào)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(hào)中去掉高頻分量。這防止了從事件(occurring)中產(chǎn)生偽信號(hào)。接下來(lái)在步驟S122，相移部分332通過(guò)水平地和垂直地將SD圖像信號(hào)移動(dòng)1/2像素來(lái)對(duì)不含高頻分量的SD圖像信號(hào)(由低通濾波器331提供的SD圖像信號(hào))實(shí)施相移。
在步驟S123，二次抽樣部分333通過(guò)二次取樣生成CIF圖像信號(hào)。簡(jiǎn)而言之，通過(guò)水平和垂直地抽選相移的SD圖像信號(hào)的每隔一個(gè)像素來(lái)生成CIF圖像信號(hào)。
更具體地說(shuō)，如圖23所示，在通過(guò)低通濾波器331去掉SD圖像信號(hào)的高頻分量之后，SD圖像信號(hào)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(gè)像素，從而生成如圖23中用″X(qián)″表示的CIF圖像信號(hào)的像素。在這種情況下，一個(gè)CIF圖像信號(hào)的像素對(duì)應(yīng)于四個(gè)SD圖像信號(hào)的像素。
再參考圖20，在步驟S104中，基準(zhǔn)對(duì)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(duì)應(yīng)于由二次取樣部分333提供的CIF圖像信號(hào)搜索范圍中的一個(gè)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(guò)區(qū)域提取部分31提取的預(yù)測(cè)抽頭具有同樣的相對(duì)位置關(guān)系。更具體地說(shuō)，如圖25所示，從通過(guò)圖中用“X”表示的CIF圖像信號(hào)中，總共有九個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)被提取出來(lái)作為基準(zhǔn)抽頭。這些像素是像素?cái)?shù)據(jù)c5，在c5左邊的像素?cái)?shù)據(jù)c4，在c5右邊的像素?cái)?shù)據(jù)c6，在c5上面的像素?cái)?shù)據(jù)c2，在c2左邊的像素?cái)?shù)據(jù)c1，在c2右邊的像素?cái)?shù)據(jù)c3，在c5下面的像素?cái)?shù)據(jù)c8，在c8左邊像素?cái)?shù)據(jù)c7，以及在c8右邊的像素?cái)?shù)據(jù)c9。
接下來(lái)，在步驟S152，抽頭得分計(jì)算部分352計(jì)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(jì)算由圖20的步驟S102提取的九個(gè)預(yù)測(cè)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(jì)算的執(zhí)行，在步驟S102中通過(guò)區(qū)域提取部分311提取的預(yù)測(cè)抽頭和在步驟S151中通過(guò)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(duì)應(yīng)。更具體地說(shuō)，如圖26所示，基準(zhǔn)抽頭和預(yù)測(cè)抽頭之間的相對(duì)位置關(guān)系是確定的，從而使得作為基準(zhǔn)抽頭的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)c1到c9分別與作為預(yù)測(cè)抽頭的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)s1到s9相對(duì)應(yīng)。
接下來(lái)在步驟S153中，受訓(xùn)者選擇部分353把在步驟S152的處理中計(jì)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(shuō)，如果CIF圖像信號(hào)(基準(zhǔn)抽頭)與HD圖像信號(hào)的預(yù)測(cè)抽頭高度相關(guān)，則基準(zhǔn)抽頭被選出并提供給基準(zhǔn)對(duì)寄存部分354?；鶞?zhǔn)對(duì)寄存部分354寄存這些基準(zhǔn)抽頭。更具體地說(shuō)，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?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)c1到c9被寄存在基準(zhǔn)對(duì)寄存部分354中。
此時(shí)，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(hào)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?cái)?shù)據(jù)。這將在以后參考圖28來(lái)描述?；鶞?zhǔn)對(duì)寄存部分354寄存像素?cái)?shù)據(jù)s5以便組成一個(gè)對(duì)應(yīng)于像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)c1到c9的基準(zhǔn)對(duì)。
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(guò)，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(jì)算部分352用上面描述的同樣方法計(jì)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(jì)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(duì)寄存部分354，后者存儲(chǔ)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(hào)的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)s5作為由受訓(xùn)者選擇部分353選擇的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)c1到c9的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，并把它提供給基準(zhǔn)對(duì)寄存部分354。基準(zhǔn)對(duì)寄存部分354把基準(zhǔn)抽頭c1到c9(受訓(xùn)者圖像信號(hào))和SD圖像信號(hào)的像素?cái)?shù)據(jù)s5(訓(xùn)練圖像信號(hào))作為一個(gè)基準(zhǔn)對(duì)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(duì)于SD圖像平面111上的感興趣像素的預(yù)測(cè)抽頭相關(guān)聯(lián)的抽頭。搜索范圍113例如是一個(gè)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?chē)念A(yù)測(cè)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(duì)應(yīng)的SD圖像信號(hào)的感興趣像素作為一個(gè)基準(zhǔn)對(duì)寄存。
更具體地說(shuō)，如圖28所示，搜索搜索范圍113以獲得具有與預(yù)測(cè)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(cè)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(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)抽頭的感興趣像素。在圖28的實(shí)例中，預(yù)測(cè)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(duì)應(yīng)于預(yù)測(cè)抽頭的位置。在SD圖像平面111上的對(duì)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(lái)作為相應(yīng)的感興趣像素。在圖28的實(shí)例中，像素值為″205″的像素是對(duì)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(duì)應(yīng)的感興趣像素(205)被組合為一個(gè)基準(zhǔn)對(duì)并進(jìn)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(gè)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?cái)?shù)據(jù)都已被處理。如果還有沒(méi)有被處理的SD像素?cái)?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?cái)?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(cè)計(jì)算處理。預(yù)測(cè)計(jì)算處理的細(xì)節(jié)如圖29的流程圖所示。
在步驟S171中，DR計(jì)算部分371獲得通過(guò)如圖20步驟S102中的處理提取的預(yù)測(cè)抽頭的動(dòng)態(tài)范圍。更具體地說(shuō)，包含在預(yù)測(cè)抽頭中的九個(gè)抽頭(像素)的像素值的最大值和最小值之間的差被計(jì)算出來(lái)作為動(dòng)態(tài)范圍。在步驟S172中，最小值計(jì)算部分372獲得在預(yù)測(cè)抽頭中的最小值。計(jì)算動(dòng)態(tài)范圍也需要該最小值，因此，最小值計(jì)算部分372可以與DR計(jì)算部分371相集成。
在步驟S173中，DR計(jì)算部分373從通過(guò)步驟S153的處理寄存在基準(zhǔn)對(duì)寄存部分354中的基準(zhǔn)對(duì)中選擇一基準(zhǔn)對(duì)，獲得動(dòng)態(tài)范圍，也就是構(gòu)成該選擇的基準(zhǔn)對(duì)的CIF圖像信號(hào)的最大值和最小值之間的差。在步驟S174中，最小值計(jì)算部分374獲得構(gòu)成該基準(zhǔn)對(duì)的CIF圖像信號(hào)的最小值。同樣在這種情況下，已經(jīng)獲得用于計(jì)算動(dòng)態(tài)范圍的最小值，因此最小值計(jì)算部分374可以與DR計(jì)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(duì)的SD圖像信號(hào)的像素值。然后在步驟S176中，基準(zhǔn)對(duì)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?cái)?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(cè)抽頭的動(dòng)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(dòng)態(tài)范圍。
在步驟S177中，基準(zhǔn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化部分376確定是否所有的基準(zhǔn)對(duì)都已經(jīng)被處理。如果有基準(zhǔn)對(duì)還沒(méi)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(lái)描述上述處理的細(xì)節(jié)。在圖30A到30C所示的實(shí)例中，預(yù)測(cè)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(cè)抽頭PT的動(dòng)態(tài)范圍被計(jì)算為″100″，而在步驟S172中預(yù)測(cè)抽頭PT的最小值被計(jì)算為″100″。
在圖30B中，示出了100個(gè)基準(zhǔn)對(duì)。第一個(gè)基準(zhǔn)對(duì)包括值為″205″的SD圖像信號(hào)像素?cái)?shù)據(jù)S1和CIF像素?cái)?shù)據(jù)C1(180，190，180，190，200，190，180，190，180)。在這個(gè)基準(zhǔn)對(duì)中，CIF圖像信號(hào)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(gè)″20″的動(dòng)態(tài)范圍和一個(gè)″180″的最小值。然后在步驟S175中，提取像素值為″205″的SD像素?cái)?shù)據(jù)S1。
以同樣方式，第i個(gè)基準(zhǔn)對(duì)包括CIF像素?cái)?shù)據(jù)Ci(120，160，120，160，200，160，120，160，120)和SD像素?cái)?shù)據(jù)Si(220)。CIF像素?cái)?shù)據(jù)Ci的最大值為″200″而CIF像素?cái)?shù)據(jù)Ci的最小值為″120″。因此動(dòng)態(tài)范圍為″80″。從而，SD像素?cái)?shù)據(jù)si(220)被提取。
第100個(gè)基準(zhǔn)對(duì)包括CIF像素?cái)?shù)據(jù)C100(100，120，100，120，140，120，100，20，100)和SD像素?cái)?shù)據(jù)S100(148)。CIF像素?cái)?shù)據(jù)C100的最大值為“140”而CIF像素?cái)?shù)據(jù)C100的最小值為“100”。因此動(dòng)態(tài)范圍為“40”。然后SD像素?cái)?shù)據(jù)S100(148)被提取。
因此在第一基準(zhǔn)對(duì)中，SD像素?cái)?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(gè)基準(zhǔn)對(duì)中，SD像素?cái)?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(gè)基準(zhǔn)對(duì)中，SD像素?cái)?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(duì)已經(jīng)被處理，在步驟S178中平均計(jì)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(shí)例中，計(jì)算100個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的SD像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)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(cè)抽頭的平均值和最小值相加的處理。更具體地說(shuō)，合成部分378通過(guò)將S178步驟的處理所計(jì)算的平均值A(chǔ)和S172步驟的處理所計(jì)算出的預(yù)測(cè)抽頭最小值MIN相加，為HD圖像信號(hào)產(chǎn)生像素?cái)?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(cè)抽頭PT的最小值是“100”。因此，如下列公式所示，獲得作為對(duì)應(yīng)于預(yù)測(cè)抽頭PT的感興趣像素(200)的HD圖像信號(hào)的像素?cái)?shù)據(jù)“224”224＝100+124。...(22)這個(gè)像素值是用于對(duì)應(yīng)于感興趣像素的HD圖像信號(hào)的像素值。
在步驟S180中，合成部分378輸出通過(guò)步驟S179的處理獲得的計(jì)算結(jié)果。
如圖28所示，根據(jù)本發(fā)明，基準(zhǔn)對(duì)中的每一個(gè)對(duì)應(yīng)的感興趣像素都是根據(jù)SD圖像平面111上的預(yù)測(cè)抽頭的最小值MINSD和動(dòng)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(dòng)態(tài)范圍DRCIF標(biāo)準(zhǔn)化的。簡(jiǎn)而言之，根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，通過(guò)從每個(gè)基準(zhǔn)對(duì)中的SD圖像信號(hào)的像素?cái)?shù)據(jù)中減去最小值MINCIF(基準(zhǔn)值)所獲得的值通過(guò)DRSD/DRCIF進(jìn)行加權(quán)，然后將這個(gè)結(jié)果值與最小值MINSD相加以產(chǎn)生用于HD圖像信號(hào)的像素?cái)?shù)據(jù)。
換句話說(shuō)，如圖31A到31C所示，本發(fā)明根據(jù)在組成基準(zhǔn)對(duì)的CIF圖像信號(hào)的3×3像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)(標(biāo)準(zhǔn)抽頭)和一個(gè)具有四倍分辨率的SD圖像信號(hào)的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)(對(duì)應(yīng)的感興趣像素)之間的關(guān)系類(lèi)似于在構(gòu)成預(yù)測(cè)抽頭的SD圖像信號(hào)的3×3像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)和一個(gè)具有四倍分辨率的用于HD圖像信號(hào)的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)之間的關(guān)系這一原理。
根據(jù)本發(fā)明，九個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)的最小值和動(dòng)態(tài)范圍被當(dāng)作九個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)(動(dòng)態(tài)范圍可以被解釋為與最小值相對(duì)的最大值)的特征來(lái)提取。當(dāng)基準(zhǔn)抽頭的最小值和動(dòng)態(tài)范圍被調(diào)整(標(biāo)準(zhǔn)化)為預(yù)測(cè)抽頭的最小值和動(dòng)態(tài)范圍時(shí)，在基準(zhǔn)對(duì)中(標(biāo)準(zhǔn)化的)對(duì)應(yīng)感興趣像素可以被認(rèn)為是HD圖像信號(hào)。
只要SD圖像信號(hào)可供使用，就可以在沒(méi)有HD圖像信號(hào)的情況下也能獲得基準(zhǔn)對(duì)和DRSD/DRCIF比值。因此，實(shí)時(shí)處理是可能的。當(dāng)使用最小二乘法時(shí)，利用平均值不需要逆矩陣計(jì)算的集中計(jì)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(hào)。
此外，與用最小二乘法計(jì)算系數(shù)相比較，穩(wěn)定性可以增強(qiáng)。更具體地說(shuō)，在使用最小二乘法計(jì)算系數(shù)的時(shí)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(guò)度擬合(overfitting)(穩(wěn)定性損失)?；谝赃@種方式獲得的系數(shù)進(jìn)行的預(yù)測(cè)計(jì)算可能在獲得適當(dāng)?shù)南袼刂禃r(shí)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(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的值求平均值來(lái)獲得具有一定或更高相關(guān)性的基準(zhǔn)對(duì)來(lái)增強(qiáng)穩(wěn)定性。
另外，和使用已知的分類(lèi)自適應(yīng)處理相比，當(dāng)抑制振鈴(ringing)時(shí)邊緣可被銳化。更具體地說(shuō)，雖然正常的高通處理引起表現(xiàn)為如圖32B所示的過(guò)應(yīng)力前沿和后沿的振鈴，，但依據(jù)這一實(shí)施例如圖32A所示當(dāng)這樣的振鈴被抑制時(shí)，邊緣可被銳化。
通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的通用分類(lèi)自適應(yīng)處理也可以實(shí)現(xiàn)同樣的優(yōu)點(diǎn)。然而，當(dāng)分類(lèi)例如通過(guò)1位ADRC處理執(zhí)行時(shí)，不同的輸入模式被分入同樣的類(lèi)。盡管一般說(shuō)來(lái)這對(duì)在一個(gè)類(lèi)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(duì)于一個(gè)5-位類(lèi)編碼″00111″來(lái)說(shuō)，分類(lèi)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(lèi)中訓(xùn)練預(yù)測(cè)。
與此相反，依據(jù)這一實(shí)施例，當(dāng)邊緣被銳化時(shí)只采用在外形上類(lèi)似于實(shí)際處理的輸入波形的基準(zhǔn)對(duì)以防止振鈴的發(fā)生。
再參考圖20，在步驟S105中的預(yù)測(cè)計(jì)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(méi)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(hào)的另一個(gè)像素被設(shè)置為新的感興趣像素，并且提取有關(guān)這個(gè)感興趣像素的預(yù)測(cè)抽頭。此后，這個(gè)預(yù)測(cè)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(guò)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(shí)，產(chǎn)生具有輸入圖像1/4分辨率的圖像，以在基準(zhǔn)對(duì)中包括原始輸入圖像和這個(gè)生成的具有1/4分辨率的圖像。一般來(lái)說(shuō)，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(duì)中包括輸入圖像和這個(gè)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(shí)時(shí)處理不是必需的，可將訓(xùn)練過(guò)的基準(zhǔn)對(duì)預(yù)存以備使用。圖33描繪了一個(gè)當(dāng)不要求實(shí)時(shí)處理時(shí)信息處理設(shè)備401所使用的實(shí)例結(jié)構(gòu)。所述信息處理設(shè)備401包括一個(gè)區(qū)域提取部分411，一個(gè)模式匹配部分412，一個(gè)基準(zhǔn)對(duì)存儲(chǔ)部分413，一個(gè)區(qū)域提取部分711，和一個(gè)預(yù)測(cè)計(jì)算部分714。
區(qū)域提取部分411根據(jù)輸入SD信號(hào)在相對(duì)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(guò)這個(gè)處理，例如，九個(gè)像素被提取作為基準(zhǔn)抽頭。通過(guò)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(duì)存儲(chǔ)部分413預(yù)存基準(zhǔn)對(duì)。如何存儲(chǔ)這些基準(zhǔn)對(duì)將在后面參考圖38和39來(lái)描述。這些基準(zhǔn)對(duì)包括一個(gè)HD圖像信號(hào)分量和一個(gè)SD圖像信號(hào)分量。模式匹配部分412搜索基準(zhǔn)對(duì)存儲(chǔ)部分413，以獲得一個(gè)與基準(zhǔn)抽頭具有預(yù)定關(guān)系的基準(zhǔn)對(duì)，并且把它提供給預(yù)測(cè)計(jì)算部分714。
區(qū)域提取部分711從輸入SD信號(hào)中在一個(gè)預(yù)測(cè)區(qū)域內(nèi)提取作為預(yù)測(cè)抽頭的像素。感興趣像素和預(yù)測(cè)抽頭之間的相對(duì)位置關(guān)系是預(yù)置的。預(yù)測(cè)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(cè)計(jì)算部分714提供已提取的預(yù)測(cè)抽頭。
預(yù)測(cè)計(jì)算部分714根據(jù)由區(qū)域提取部分711提供的預(yù)測(cè)抽頭和由模式匹配部分412提供的基準(zhǔn)對(duì)，預(yù)測(cè)地計(jì)算HD圖像信號(hào)。
圖34描繪了模式匹配部分412的實(shí)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(chǔ)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(duì)存儲(chǔ)部分413提供的基準(zhǔn)對(duì)中的SD圖像信號(hào)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(gè)特征量之間的相關(guān)性。
例如，通過(guò)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(duì)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(shuō)，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(lái)獲得這個(gè)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(dòng)態(tài)范圍。這個(gè)動(dòng)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(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)值、絕對(duì)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(dòng)態(tài)范圍，并根據(jù)比較值執(zhí)行比較。
標(biāo)準(zhǔn)值是通過(guò)下列公式計(jì)算出來(lái)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(duì)中的SD圖像信號(hào)分量。
(x1-y1)2+(x2-y2)2+(x3-y3)2+...+(x9-y9)2---(23)]]>絕對(duì)差值的和通過(guò)公式(24)來(lái)表示Σ|xi-yi|---(24)]]>相關(guān)系數(shù)C通過(guò)如上所述的公式(15)來(lái)表示。
另外，通過(guò)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(jìn)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(jìn)行比較。
假定基準(zhǔn)抽頭的1位ADRC碼是(000000001)而基準(zhǔn)對(duì)中的SD圖像信號(hào)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(hào)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(duì)中的SD圖像信號(hào)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(duì)確定基準(zhǔn)抽頭和基準(zhǔn)對(duì)中SD圖像信號(hào)分量之間的相關(guān)性起作用的值也可被用作比較值。
存儲(chǔ)部分434存儲(chǔ)比較部分433的比較結(jié)果。排序部分435用這樣的方式對(duì)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部分434中的多個(gè)值進(jìn)行排序，并輸出按降序排列的N個(gè)比較結(jié)果。此后，排序部分435從基準(zhǔn)對(duì)存儲(chǔ)部分413讀取對(duì)應(yīng)于頂端N個(gè)SD圖像信號(hào)分量的N個(gè)基準(zhǔn)對(duì)，并輸出它們到預(yù)測(cè)計(jì)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(hào)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(hào)中選擇一個(gè)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(hào)中提取基準(zhǔn)抽頭?；鶞?zhǔn)抽頭與感興趣的像素的相對(duì)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(chǔ)于基準(zhǔn)對(duì)存儲(chǔ)部分413中的基準(zhǔn)對(duì)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(shuō)，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(duì)中的SD圖像信號(hào)分量的特征量。
更具體地說(shuō)，特征量提取部分432讀取存儲(chǔ)在基準(zhǔn)對(duì)存儲(chǔ)部分413中的基準(zhǔn)對(duì)，提取包含在該基準(zhǔn)對(duì)中的SD圖像信號(hào)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(jì)算所提供的特征量的比較值用于比較。更具體地說(shuō)，比較部分433例如計(jì)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(duì)中的SD圖像信號(hào)分量的像素值之間的絕對(duì)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(gè)(3×3)像素值，其中包括一個(gè)感興趣的像素及其鄰近的八個(gè)像素(每個(gè)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(duì)的SD信號(hào)分量也具有九個(gè)(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(hào)“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(jì)算絕對(duì)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(chǔ)部分434存儲(chǔ)比較結(jié)果。更具體地說(shuō)，存儲(chǔ)部分434存儲(chǔ)以如上所述方法計(jì)算的絕對(duì)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(duì)中的第二SD圖像信號(hào)，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(jì)算基準(zhǔn)抽頭RT的像素值與SD圖像信號(hào)分量SD1-2的像素值之間的絕對(duì)差的和，并且將獲得的和提供給存儲(chǔ)部分434，后者存儲(chǔ)所述和。
重復(fù)上述處理以計(jì)算與存儲(chǔ)在基準(zhǔn)對(duì)存儲(chǔ)部分413中的基準(zhǔn)對(duì)的數(shù)目相同數(shù)目的絕對(duì)差值的和。在步驟S225，排序部分435對(duì)比較結(jié)果進(jìn)行排序。更具體地說(shuō)，排序部分435排序絕對(duì)差值的和，即，以升序獲得比較值，并且選擇頂部的100個(gè)值。排序部分435然后從基準(zhǔn)對(duì)存儲(chǔ)部分413中讀出具有100個(gè)SD圖像信號(hào)分量的基準(zhǔn)對(duì)，并且將它們提供給預(yù)測(cè)計(jì)算部分714。
以這樣的方式，例如如圖37C所示，由SD圖像信號(hào)和HD圖像信號(hào)組成的100個(gè)基準(zhǔn)對(duì)被提供給預(yù)測(cè)計(jì)算部分714。在圖37C所述例子中，100個(gè)基準(zhǔn)對(duì)包括由HD圖像信號(hào)HD-u和SD圖像信號(hào)SD-u組成的基準(zhǔn)對(duì)、由HD圖像信號(hào)HD-j和SD圖像信號(hào)SD-j組成的基準(zhǔn)對(duì)，以及由HD圖像信號(hào)HD-k和SD圖像信號(hào)SD-k組成的基準(zhǔn)對(duì)，被選擇并且提供給預(yù)測(cè)計(jì)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(hào)中提取預(yù)測(cè)抽頭。預(yù)測(cè)抽頭和在步驟S201的處理中選擇的感興趣像素的相對(duì)位置關(guān)系也是預(yù)置的。這些預(yù)測(cè)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(cè)計(jì)算部分714執(zhí)行預(yù)測(cè)計(jì)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(méi)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(hào)生成處理。
如上所述，信息處理設(shè)備401要求基準(zhǔn)對(duì)預(yù)先生成而且預(yù)先存儲(chǔ)?，F(xiàn)在描述基準(zhǔn)對(duì)的生成。
圖38描述用于生成基準(zhǔn)對(duì)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(guò)濾器461，區(qū)域提取部分462，基準(zhǔn)對(duì)生成部分463，基準(zhǔn)對(duì)存儲(chǔ)部分464。二維抽選過(guò)濾器461通過(guò)水平地和垂直地抽選作為訓(xùn)練者圖像的HD圖像信號(hào)的每隔一個(gè)像素生成作為受訓(xùn)者圖像的SD圖像信號(hào)。
區(qū)域提取部分462從由二維抽選過(guò)濾器461提供的SD圖像信號(hào)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(guò)區(qū)域提取部分411提取的基準(zhǔn)抽頭(即通過(guò)區(qū)域提取部分711提取的預(yù)測(cè)抽頭)相同。
基準(zhǔn)對(duì)生成部分463接收作為訓(xùn)練者圖像的HD圖像信號(hào)，以及由區(qū)域提取部分462提供的基準(zhǔn)抽頭?；鶞?zhǔn)對(duì)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(duì)應(yīng)的輸入HD圖像信號(hào)的基準(zhǔn)對(duì)，并且提供給基準(zhǔn)對(duì)存儲(chǔ)部分464以進(jìn)行存儲(chǔ)。
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(duì)生成處理。
在步驟S251，二維抽選過(guò)濾器461輸入HD圖像信號(hào)作為訓(xùn)練者圖像。在步驟S252二維抽選過(guò)濾器461從輸入HD圖像信號(hào)中生成SD圖像信號(hào)。這個(gè)處理可以通過(guò)水平地和垂直地抽選例如輸入HD圖像信號(hào)的每隔一個(gè)像素來(lái)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(hào)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(hào)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(duì)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(duì)產(chǎn)生部分463產(chǎn)生基準(zhǔn)對(duì)。更準(zhǔn)確地說(shuō)，通過(guò)在步驟S254中由區(qū)域提取部分462提取的基準(zhǔn)抽頭和對(duì)應(yīng)于在步驟S251中輸入的基準(zhǔn)抽頭的HD圖像來(lái)產(chǎn)生基準(zhǔn)對(duì)。
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?cái)?shù)據(jù)SD1-1(200，200，200，200，200，200，200，200，200)和相應(yīng)的HD像素?cái)?shù)據(jù)HD-1(200)作為基準(zhǔn)對(duì)。
在步驟S256，基準(zhǔn)對(duì)存儲(chǔ)部分464執(zhí)行存儲(chǔ)基準(zhǔn)對(duì)的處理。簡(jiǎn)而言之，如此產(chǎn)生的基準(zhǔn)對(duì)被提供給并保存在基準(zhǔn)對(duì)存儲(chǔ)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(méi)有處理的像素，流程返回到步驟S253，其中選擇下一個(gè)感興趣的像素，并且對(duì)新選擇的感興趣像素進(jìn)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(guò)，所述流程繼續(xù)進(jìn)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(méi)進(jìn)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(hào)，并根據(jù)所述選擇的HD信號(hào)，重復(fù)相同的基準(zhǔn)對(duì)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(duì)生成處理結(jié)束。
以這樣的方式，存儲(chǔ)在基準(zhǔn)對(duì)存儲(chǔ)部分464中的基準(zhǔn)對(duì)被用于圖33的基準(zhǔn)對(duì)存儲(chǔ)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(hào)的產(chǎn)生中。此外本發(fā)明不僅可以被用于圖像信號(hào)處理而且可以被用于聲音信號(hào)及其它信號(hào)的處理。
上述處理序列不僅可以用硬件而且可以用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果使用軟件實(shí)現(xiàn)上述處理序列，例如，可以通過(guò)例如圖15所示的個(gè)人計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)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(shí)間順序按照所描述步驟的次序來(lái)進(jìn)行。此外步驟可以互相關(guān)行地或互相獨(dú)立地進(jìn)行。
現(xiàn)在描述本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)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(duì)生成部分512，系數(shù)生成部分513，以及圖像計(jì)算部分514。
受訓(xùn)圖像生成部分511通過(guò)水平和垂直地抽選例如輸入SD(標(biāo)準(zhǔn)清晰度)圖像信號(hào)的每隔一個(gè)像素來(lái)生成CIF(通用中間格式)圖像信號(hào)作為受訓(xùn)圖像，并且將它提供給訓(xùn)練對(duì)生成部分512。訓(xùn)練對(duì)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(hào)的CIF圖像信號(hào)和相應(yīng)的SD圖像信號(hào)產(chǎn)生作為訓(xùn)練對(duì)的信號(hào)對(duì)。
系數(shù)生成部分513根據(jù)由訓(xùn)練對(duì)產(chǎn)生部分512提供的訓(xùn)練對(duì)產(chǎn)生預(yù)測(cè)系數(shù)，并且輸出給圖像計(jì)算部分514。圖像計(jì)算部分514通過(guò)對(duì)SD圖像信號(hào)應(yīng)用預(yù)測(cè)系數(shù)產(chǎn)生HD(高清晰度)圖像信號(hào)。
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(duì)產(chǎn)生部分512的示例結(jié)構(gòu)。訓(xùn)練對(duì)產(chǎn)生部分512包括抽頭提取部分551，抽頭得分計(jì)算部分552，受訓(xùn)者選擇部分553，訓(xùn)練對(duì)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(hào)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(duì)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(hào)中提取作為預(yù)測(cè)抽頭的處于與感興趣像素具有預(yù)定相對(duì)位置關(guān)系的預(yù)測(cè)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(duì)位置關(guān)系以便實(shí)質(zhì)上與抽頭提取部分555中的預(yù)測(cè)抽頭與感興趣像素的相對(duì)位置關(guān)系相同(因此可以進(jìn)行得分計(jì)算)。
抽頭得分計(jì)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(cè)抽頭之間的相關(guān)性。更準(zhǔn)確地說(shuō)，計(jì)算每個(gè)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(cè)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(jì)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(jì)算部分552可以使用基準(zhǔn)抽頭和預(yù)測(cè)抽頭之間的波形間隔來(lái)確定兩個(gè)類(lèi)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(jì)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(cè)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(hào)，并且將它提供給訓(xùn)練對(duì)寄存部分554進(jìn)行寄存。如果波形間距D被用作計(jì)分，而且小于預(yù)置閾值，就通過(guò)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(duì)寄存部分554中。
訓(xùn)練者選擇部分556選擇對(duì)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(hào)作為訓(xùn)練者圖像信號(hào)。訓(xùn)練對(duì)寄存部分554寄存基準(zhǔn)對(duì)，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(hào)的CIF圖像信號(hào)和由訓(xùn)練者選擇部分556提供的作為訓(xùn)練者圖像信號(hào)的SD圖像信號(hào)的信號(hào)對(duì)。
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(jì)算部分572。
在訓(xùn)練對(duì)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(duì)寄存部分554所提供的訓(xùn)練對(duì)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)方程。系數(shù)計(jì)算部分572通過(guò)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(guò)最小二乘法，計(jì)算預(yù)測(cè)系數(shù)。
圖43描述圖像計(jì)算部分514的示例結(jié)構(gòu)。圖像計(jì)算部分514包括預(yù)測(cè)抽頭提取部分591以及預(yù)測(cè)圖像生成部分592。
預(yù)測(cè)抽頭提取部分591從輸入SD圖像信號(hào)中提取作為預(yù)測(cè)抽頭的在預(yù)置預(yù)測(cè)區(qū)域中的像素。這些預(yù)測(cè)抽頭與感興趣像素的相對(duì)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(cè)圖像生成部分592將由預(yù)測(cè)抽頭提取部分591提取的預(yù)測(cè)抽頭和由系數(shù)計(jì)算部分572提供的預(yù)測(cè)系數(shù)應(yīng)用到線性簡(jiǎn)單表達(dá)式中，以生成作為HD圖像信號(hào)的預(yù)測(cè)像素。
現(xiàn)在參考圖44中的流程圖描述通過(guò)信息處理設(shè)備501的HD圖像信號(hào)生成處理。
首先在步驟S301，受訓(xùn)者圖像生成部分511實(shí)現(xiàn)CIF圖像信號(hào)生成處理。這些CIF圖像信號(hào)生成處理的詳細(xì)說(shuō)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(hào)的感興趣像素的預(yù)測(cè)抽頭。作為這一處理的結(jié)果，例如如圖45所示，SD圖像信號(hào)的13個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)s0到s12被提取以作為預(yù)測(cè)抽頭。在圖45例子中，預(yù)測(cè)抽頭包括感興趣的像素s6；位于s6左側(cè)的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)s5和s4；位于s6右側(cè)的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)s7和s8；位于s6上面的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)s2；位于s2左側(cè)的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)s1；位于s2右側(cè)的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)s3；位于s2上面的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)s0；位于s6下面的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)s10；位于s10左側(cè)的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)s9；位于s10右側(cè)的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)s11；以及位于s10下面的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)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(duì)應(yīng)于根據(jù)上述實(shí)施例由二次抽樣部分333提供的、同樣的CIF圖像信號(hào)的搜索范圍中的一個(gè)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(cè)抽頭具有相同的相對(duì)位置關(guān)系。在圖46例子中，從用“X”表示的CIF圖像信號(hào)中提取基準(zhǔn)抽頭，該基準(zhǔn)抽頭由一個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)c6；位于c6左側(cè)的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)c5以及c4；位于c6右側(cè)的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)c7和c8；位于c6上面的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)c2；位于c2左側(cè)的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)c1；位于c2右側(cè)的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)c3；位于c2右側(cè)的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)c3；位于c2上面的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)c0；位于c6下面的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)c10；位于c10左側(cè)的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)c9；位于c10右側(cè)的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)c11；以及位于c10下面的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)c12組成。
接下來(lái)，在步驟S304，抽頭得分計(jì)算部分552計(jì)算抽頭得分。如果，例如相關(guān)值被用作計(jì)分，則如圖47所示，根據(jù)上述公式(16)計(jì)算在步驟S302中提取的13個(gè)預(yù)測(cè)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(jì)算，預(yù)先確定由抽頭提取部分555在步驟S302提取的預(yù)測(cè)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(duì)應(yīng)。更具體地說(shuō)，如圖45和46所示，確定基準(zhǔn)抽頭和預(yù)測(cè)抽頭之間的相對(duì)位置關(guān)系，以便使作為基準(zhǔn)抽頭的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)c0到c12分別對(duì)應(yīng)于作為預(yù)測(cè)抽頭的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)s0到s12。
接下來(lái)，在步驟S305中，受訓(xùn)者選擇部分553將在步驟S304的處理中計(jì)算的得分(在此例子中為相關(guān)系數(shù)C)與預(yù)定閥值進(jìn)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(hào)(基準(zhǔn)抽頭)與SD圖像信號(hào)的預(yù)測(cè)抽頭具有強(qiáng)相關(guān)性，就選擇基準(zhǔn)抽頭并且提供給訓(xùn)練對(duì)寄存部分554。訓(xùn)練對(duì)寄存部分554寄存基準(zhǔn)抽頭。更具體地說(shuō)，像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)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(duì)寄存部分554中。
這時(shí)，如圖47所示，訓(xùn)練者選擇部分556選擇SD圖像信號(hào)的像素?cái)?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?cái)?shù)據(jù)c6的左上方，右上方，左下方，右下方)作為對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)抽頭c0至c12(對(duì)應(yīng)的感興趣像素)的訓(xùn)練者圖像信號(hào)的像素?cái)?shù)據(jù)。訓(xùn)練對(duì)寄存部分554寄存像素?cái)?shù)據(jù)h0至h3以便構(gòu)成對(duì)應(yīng)于像素?cái)?shù)據(jù)c0到c12的訓(xùn)練對(duì)。
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(méi)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(gè)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(jì)算部分552計(jì)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(jì)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(duì)寄存部分554，然后存儲(chǔ)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?cái)?shù)據(jù)c0到c12的訓(xùn)練者數(shù)據(jù)的SD圖像信號(hào)的像素?cái)?shù)據(jù)h0到h3，并且將像素?cái)?shù)據(jù)h0到h3提供給訓(xùn)練對(duì)寄存部分554。訓(xùn)練對(duì)寄存部分554寄存基準(zhǔn)抽頭c0到c12(受訓(xùn)者圖像信號(hào))和SD圖像信號(hào))的像素?cái)?shù)據(jù)h0到h3(訓(xùn)練者圖像信號(hào))作為訓(xùn)練對(duì)。
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(duì)于在SD圖像平面611上的感興趣像素的預(yù)測(cè)抽頭相關(guān)的抽頭。搜索范圍613例如是200×200個(gè)像素的區(qū)域。搜索搜索范圍613以找到與感興趣像素周?chē)念A(yù)測(cè)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(duì)應(yīng)的SD圖像信號(hào)的感興趣像素被存儲(chǔ)為訓(xùn)練對(duì)。
重復(fù)上述處理直到在步驟S306確定整個(gè)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(jìn)行到步驟S307，其中系數(shù)產(chǎn)生部分513實(shí)現(xiàn)系數(shù)生成處理。系數(shù)生成處理的詳細(xì)說(shuō)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(duì)寄存部分554提供的訓(xùn)練對(duì)，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(gè)數(shù)學(xué)表達(dá)式分別表示SD圖像信號(hào)的像素?cái)?shù)據(jù)h0和CIF圖像信號(hào)的像素?cái)?shù)據(jù)c0到c12之間的關(guān)系，SD圖像信號(hào)的像素?cái)?shù)據(jù)h1和CIF圖像信號(hào)的像素?cái)?shù)據(jù)c0到c12之間的關(guān)系，SD圖像信號(hào)的像素?cái)?shù)據(jù)h2和CIF圖像信號(hào)的像素?cái)?shù)據(jù)c0到c12之間的關(guān)系，以及SD圖像信號(hào)的像素?cái)?shù)據(jù)h3和CIF圖像信號(hào)的像素?cái)?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?cái)?shù)據(jù)h0和像素?cái)?shù)據(jù)c0到c12之間關(guān)系的十三個(gè)或更多公式。因此，可以獲得13個(gè)未知預(yù)測(cè)系數(shù)W0，k。同樣，在搜索范圍613中可以為每個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)h1，h2和h3產(chǎn)生13個(gè)或更多公式。因此，預(yù)測(cè)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(jì)算部分572通過(guò)解所產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)方程，例如通過(guò)最小二乘法來(lái)計(jì)算系數(shù)。由此獲得公式(27)中的預(yù)測(cè)系數(shù)W0，k到W3，k。
然后在圖44的步驟S308中，圖像計(jì)算部分514中的預(yù)測(cè)抽頭提取部分591從輸入SD圖像信號(hào)的預(yù)先確定的預(yù)測(cè)區(qū)域中提取作為預(yù)測(cè)抽頭的像素?cái)?shù)據(jù)。這些預(yù)測(cè)抽頭與在圖41的抽頭提取部分555中提取的抽頭相同。簡(jiǎn)言之，如圖50所示，像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)s0到s12從輸入SD圖像信號(hào)數(shù)據(jù)中被選擇出作為預(yù)測(cè)抽頭。由這些預(yù)測(cè)抽頭形成的形狀(相對(duì)于感興趣的像素的位置關(guān)系)與通過(guò)圖47中所示像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)c0到c12所形成的形狀相同。
在步驟S309中，根據(jù)預(yù)測(cè)系數(shù)，預(yù)測(cè)圖像產(chǎn)生部分592實(shí)現(xiàn)從SD圖像信號(hào)中生成HD圖像信號(hào)的處理。更具體地說(shuō)，通過(guò)將經(jīng)由步驟S307中的處理產(chǎn)生的預(yù)測(cè)系數(shù)和經(jīng)由步驟S308中的處理提取的預(yù)測(cè)抽頭應(yīng)用到如下所示的公式(28)中來(lái)生成用于HD圖像信號(hào)的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)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(hào)的像素?cái)?shù)據(jù)，它們分別位于在預(yù)測(cè)抽頭s0到s12的中心的作為感興趣像素的像素?cái)?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(cè)系數(shù)W0，k到W3，k與公式(27)中的預(yù)測(cè)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(hào)的像素的預(yù)測(cè)抽頭S0到S12和作為HD圖像信號(hào)的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)H0到H3之間的相對(duì)位置關(guān)系與圖47(或圖46)中的CIF圖像信號(hào)的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)c0到c12和SD圖像信號(hào)的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)h0到h3之間的相對(duì)位置關(guān)系相同或者類(lèi)似。此外，HD圖像信號(hào)在水平和垂直方向上具有二倍于SD圖像信號(hào)的像素密度，而且SD圖像信號(hào)在水平和垂直方向上也具有二倍于CIF圖像信號(hào)的像素密度。因此，像素?cái)?shù)據(jù)c0到c12和像素?cái)?shù)據(jù)h0到h3之間的關(guān)系與像素?cái)?shù)據(jù)s0到s12和像素?cái)?shù)據(jù)H0到H3之間的關(guān)系非常類(lèi)似(具有顯著地高度相關(guān)性)。由此，期望根據(jù)CIF圖像信號(hào)的像素?cái)?shù)據(jù)c0到c12和SD圖像信號(hào)的像素?cái)?shù)據(jù)h0到h3之間的關(guān)系獲得的預(yù)測(cè)系數(shù)W0，k到W3，k與表示SD圖像信號(hào)的像素?cái)?shù)據(jù)s0到s12和HD圖像信號(hào)的像素?cái)?shù)據(jù)H0到H3之間關(guān)系的預(yù)測(cè)系數(shù)w0，k到w3，k大體相同，或者如果不同也非常類(lèi)似。因此，HD圖像信號(hào)的像素H0到H3能夠通過(guò)將預(yù)測(cè)系數(shù)W0，k到W3，k應(yīng)用到SD圖像信號(hào)的像素?cái)?shù)據(jù)S0到S12中來(lái)產(chǎn)生。
更具體地說(shuō)，如圖51A到51C所示，根據(jù)以下事實(shí)，即產(chǎn)生具有兩倍(水平和垂直地)于下層的SD圖像信號(hào)的區(qū)域611的密度的HD圖像信號(hào)的區(qū)域641，具有二分之一(水平和垂直地)SD圖像信號(hào)的區(qū)域611的密度的CIF圖像信號(hào)的區(qū)域612，以獲得表示SD圖像信號(hào)的區(qū)域611和CIF圖像信號(hào)的區(qū)域612之間關(guān)系的預(yù)測(cè)系數(shù)Wi，并且此后使用預(yù)測(cè)系數(shù)Wi來(lái)找到SD圖像信號(hào)的區(qū)域611和HD圖像信號(hào)的區(qū)域641之間的關(guān)系。為此，可以在沒(méi)有HD圖像信號(hào)作為訓(xùn)練者圖像信號(hào)的情況下產(chǎn)生預(yù)測(cè)系數(shù)Wi，并且據(jù)此可以從SD圖像信號(hào)中產(chǎn)生比SD圖像信號(hào)具有更高質(zhì)量的HD圖像信號(hào)。
再參考圖44，在步驟S310中，圖像計(jì)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(méi)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(hào)的另一個(gè)像素被設(shè)為新的感興趣像素并且提取相對(duì)于該感興趣像素的預(yù)測(cè)抽頭。此后用和前述一樣的方法處理預(yù)測(cè)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(cè)系數(shù)。一般說(shuō)來(lái)，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(cè)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(hào)的生成。此外本發(fā)明不僅可以應(yīng)用于圖像信號(hào)的處理而且可以應(yīng)用于聲音信號(hào)以及其它信號(hào)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(guò)例如圖15所示的個(gè)人計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)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(shí)間順序按照所描述步驟的次序來(lái)進(jìn)行。此外步驟可以是互相并行的或者互相獨(dú)立地進(jìn)行。
本申請(qǐng)包含與日本專(zhuān)利申請(qǐng)第2004-013888號(hào)，日本專(zhuān)利申請(qǐng)第2004-013890號(hào)以及日本專(zhuān)利申請(qǐng)第2004-013891號(hào)相關(guān)的主題，所有的申請(qǐng)是2004年1月22日在日本專(zhuān)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(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)包括第一類(lèi)型信號(hào)和對(duì)應(yīng)于該第一類(lèi)型信號(hào)的第二類(lèi)型信號(hào)的信號(hào)對(duì)；第一提取裝置，用于在第一范圍內(nèi)從輸入信號(hào)中提取作為第一類(lèi)型信號(hào)的信號(hào)；恢復(fù)裝置，用于將在第一范圍內(nèi)所提取的輸入信號(hào)的特征與存儲(chǔ)的信號(hào)對(duì)中第一范圍內(nèi)的第一類(lèi)型信號(hào)的特征進(jìn)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(hào)的特征具有預(yù)定關(guān)系的第一范圍內(nèi)的第一類(lèi)型信號(hào)的信號(hào)對(duì)；計(jì)算裝置，用于根據(jù)第二范圍內(nèi)在重新得到的信號(hào)對(duì)中的第二類(lèi)型信號(hào)和第一類(lèi)型信號(hào)來(lái)計(jì)算預(yù)測(cè)系數(shù)；第二提取裝置，用于在第二范圍內(nèi)從輸入信號(hào)提取信號(hào)；以及產(chǎn)生裝置，用于根據(jù)所計(jì)算的預(yù)測(cè)系數(shù)，從輸入信號(hào)在第二范圍內(nèi)產(chǎn)生作為第二類(lèi)型信號(hào)的輸出信號(hào)。
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(lèi)型的信號(hào)和第二類(lèi)型的信號(hào)是圖像信號(hào)而且第二類(lèi)型信號(hào)具有比第一類(lèi)型信號(hào)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(cè)裝置，用于檢測(cè)第一范圍內(nèi)輸入信號(hào)的特征；第二檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)第一范圍內(nèi)存儲(chǔ)的第一類(lèi)型信號(hào)的特征；以及選擇裝置，用于比較檢測(cè)到的輸入信號(hào)特征和檢測(cè)到的第一類(lèi)型信號(hào)特征，并且根據(jù)比較結(jié)果選擇信號(hào)對(duì)。
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(cè)裝置和第二檢測(cè)裝置可以檢測(cè)作為特征的像素值、標(biāo)準(zhǔn)化像素值、或第一范圍中的動(dòng)態(tài)范圍，所述選擇裝置可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)值、絕對(duì)差的和、或檢測(cè)值的系數(shù)值來(lái)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(cè)裝置和第二檢測(cè)裝置可以檢測(cè)第一范圍內(nèi)的自適應(yīng)動(dòng)態(tài)范圍編碼的代碼，所述選擇裝置根據(jù)所檢測(cè)的代碼的相符度來(lái)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(jì)算裝置根據(jù)所檢測(cè)信號(hào)對(duì)中第二范圍內(nèi)的第二類(lèi)型信號(hào)和第一類(lèi)型信號(hào)產(chǎn)生一標(biāo)準(zhǔn)方程并且通過(guò)解該標(biāo)準(zhǔn)方程來(lái)計(jì)算預(yù)測(cè)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(hào)中提取第一范圍內(nèi)的信號(hào)；恢復(fù)步驟，用于將所提取的第一范圍內(nèi)的輸入信號(hào)的特征與第一范圍內(nèi)的第一類(lèi)型信號(hào)的特征進(jìn)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(hào)的特征具有預(yù)定關(guān)系的第一范圍內(nèi)的第一類(lèi)型信號(hào)的信號(hào)對(duì)，其中，該第一類(lèi)型的信號(hào)和對(duì)應(yīng)的第二類(lèi)型的信號(hào)被包含在預(yù)存的信號(hào)對(duì)中；計(jì)算步驟，根據(jù)重新得到信號(hào)對(duì)中第二范圍內(nèi)的第二類(lèi)型信號(hào)和第一類(lèi)型信號(hào)來(lái)計(jì)算預(yù)測(cè)系數(shù)；第二提取步驟，從輸入信號(hào)中提取第二范圍內(nèi)的信號(hào)；以及產(chǎn)生步驟，用于根據(jù)所計(jì)算的預(yù)測(cè)系數(shù)，從輸入信號(hào)中在第二范圍內(nèi)產(chǎn)生輸出信號(hào)作為第二類(lèi)型信號(hào)。
8.一種存儲(chǔ)了程序的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，包括第一提取步驟，用于從輸入信號(hào)中提取第一范圍內(nèi)的信號(hào)；恢復(fù)步驟，用于將所提取的第一范圍內(nèi)的輸入信號(hào)的特征與第一范圍內(nèi)的第一類(lèi)型信號(hào)的特征進(jìn)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(hào)的特征具有預(yù)定關(guān)系的第一范圍內(nèi)的第一類(lèi)型信號(hào)的信號(hào)對(duì)，其中，該第一類(lèi)型的信號(hào)和對(duì)應(yīng)的第二類(lèi)型的信號(hào)被包含在預(yù)存的信號(hào)對(duì)中；計(jì)算步驟，根據(jù)重新得到信號(hào)對(duì)中第二范圍內(nèi)的第二類(lèi)型信號(hào)和第一類(lèi)型信號(hào)來(lái)計(jì)算預(yù)測(cè)系數(shù)；第二提取步驟，從輸入信號(hào)中提取第二范圍內(nèi)的信號(hào)；以及產(chǎn)生步驟，用于根據(jù)所計(jì)算的預(yù)測(cè)系數(shù)，從輸入信號(hào)中在第二范圍內(nèi)產(chǎn)生輸出信號(hào)作為第二類(lèi)型信號(hào)。
9.一種計(jì)算機(jī)可執(zhí)行程序，包括第一提取步驟，用于從輸入信號(hào)中提取第一范圍內(nèi)的信號(hào)；恢復(fù)步驟，用于將所提取的第一范圍內(nèi)的輸入信號(hào)的特征與第一范圍內(nèi)的第一類(lèi)型信號(hào)的特征進(jìn)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(hào)的特征具有預(yù)定關(guān)系的第一范圍內(nèi)的第一類(lèi)型信號(hào)的信號(hào)對(duì)，其中，該第一類(lèi)型的信號(hào)和對(duì)應(yīng)的第二類(lèi)型的信號(hào)被包含在預(yù)存的信號(hào)對(duì)中；計(jì)算步驟，根據(jù)重新得到信號(hào)對(duì)中第二范圍內(nèi)的第二類(lèi)型信號(hào)和第一類(lèi)型信號(hào)來(lái)計(jì)算預(yù)測(cè)系數(shù)；第二提取步驟，從輸入信號(hào)中提取第二范圍內(nèi)的信號(hào)；以及產(chǎn)生步驟，用于根據(jù)所計(jì)算的預(yù)測(cè)系數(shù)，從輸入信號(hào)中在第二范圍內(nèi)產(chǎn)生輸出信號(hào)作為第二類(lèi)型信號(hào)。
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(lèi)型的輸入信號(hào)產(chǎn)生第一類(lèi)型的信號(hào)；第一提取裝置，用于從所產(chǎn)生的第一類(lèi)型的信號(hào)中提取第一范圍的信號(hào)；第二提取裝置，用于從所產(chǎn)生的第一類(lèi)型的信號(hào)中提取第二范圍的信號(hào)；第二產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生包括所述第二類(lèi)型的信號(hào)和對(duì)應(yīng)于該第二類(lèi)型信號(hào)的第一類(lèi)型信號(hào)的信號(hào)對(duì)，該第一類(lèi)型信號(hào)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(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)該信號(hào)對(duì)。
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(lèi)型信號(hào)和第二類(lèi)型信號(hào)是圖像信號(hào)，并且所述第二類(lèi)型信號(hào)具有比第一類(lèi)型信號(hào)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(guò)抽選所述第二類(lèi)型的信號(hào)產(chǎn)生所述第一類(lèi)型的信號(hào)。
13.一種信息處理方法，包括第一產(chǎn)生步驟，從第二類(lèi)型的輸入信號(hào)中產(chǎn)生第一類(lèi)型的信號(hào)；第一提取步驟，從所產(chǎn)生的第一類(lèi)型的信號(hào)中提取第一范圍的信號(hào)；第二提取步驟，從所產(chǎn)生的第一類(lèi)型的信號(hào)中提取第二范圍的信號(hào)；第二產(chǎn)生步驟，產(chǎn)生包括第二類(lèi)型信號(hào)和對(duì)應(yīng)于該第二類(lèi)型信號(hào)的第一類(lèi)型信號(hào)的信號(hào)對(duì)，該第一類(lèi)型信號(hào)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(chǔ)步驟，存儲(chǔ)所產(chǎn)生的信號(hào)對(duì)。
14.一種存儲(chǔ)了程序的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，包括第一產(chǎn)生步驟，從第二類(lèi)型的輸入信號(hào)中產(chǎn)生第一類(lèi)型的信號(hào)；第一提取步驟，從所產(chǎn)生的第一類(lèi)型的信號(hào)中提取第一范圍的信號(hào)；第二提取步驟，從所產(chǎn)生的第一類(lèi)型的信號(hào)中提取第二范圍的信號(hào)；第二產(chǎn)生步驟，產(chǎn)生包括第二類(lèi)型信號(hào)和對(duì)應(yīng)于該第二類(lèi)型信號(hào)的第一類(lèi)型信號(hào)的信號(hào)對(duì)，該第一類(lèi)型信號(hào)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(chǔ)步驟，存儲(chǔ)所產(chǎn)生的信號(hào)對(duì)。
15.一種計(jì)算機(jī)可執(zhí)行程序，包括第一產(chǎn)生步驟，從第二類(lèi)型的輸入信號(hào)中產(chǎn)生第一類(lèi)型的信號(hào)；第一提取步驟，從所產(chǎn)生的第一類(lèi)型的信號(hào)中提取第一范圍的信號(hào)；第二提取步驟，從所產(chǎn)生的第一類(lèi)型的信號(hào)中提取第二范圍的信號(hào)；第二產(chǎn)生步驟，產(chǎn)生包括第二類(lèi)型信號(hào)和對(duì)應(yīng)于該第二類(lèi)型信號(hào)的第一類(lèi)型信號(hào)的信號(hào)對(duì)，該第一類(lèi)型信號(hào)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(chǔ)步驟，存儲(chǔ)所產(chǎn)生的信號(hào)對(duì)。
16.一種信息處理設(shè)備，包括第一計(jì)算裝置，用于計(jì)算輸入信號(hào)在第一范圍內(nèi)的基準(zhǔn)值，其與第一類(lèi)型信號(hào)和第二類(lèi)型信號(hào)具有預(yù)定的關(guān)系，第一和第二類(lèi)型信號(hào)組成信號(hào)對(duì)；第二計(jì)算裝置，用于計(jì)算組成所述信號(hào)對(duì)的第一類(lèi)型信號(hào)的平均值；以及第三計(jì)算裝置，用于根據(jù)所述基準(zhǔn)值和平均值計(jì)算與第一類(lèi)型信號(hào)具有預(yù)定關(guān)系的第三類(lèi)型的信號(hào)。
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(hào)是第一類(lèi)型信號(hào)。
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(jì)算裝置還計(jì)算輸入信號(hào)第一范圍內(nèi)的動(dòng)態(tài)范圍，所述信息處理設(shè)備還包括第四計(jì)算裝置，用于計(jì)算在組成信號(hào)對(duì)的第二類(lèi)型信號(hào)的第二范圍中的基準(zhǔn)值和動(dòng)態(tài)范圍；以及標(biāo)準(zhǔn)化裝置，用于根據(jù)組成信號(hào)對(duì)的第二類(lèi)型信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍和基準(zhǔn)值以及輸入信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍來(lái)標(biāo)準(zhǔn)化組成信號(hào)對(duì)的第一類(lèi)型信號(hào)，以及第二計(jì)算裝置，用于計(jì)算作為第一類(lèi)型信號(hào)平均值的、組成信號(hào)對(duì)的第一類(lèi)型標(biāo)準(zhǔn)化信號(hào)的平均值。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的信息處理設(shè)備，進(jìn)一步包括信號(hào)產(chǎn)生裝置，用于從輸入信號(hào)中產(chǎn)生第二類(lèi)型信號(hào)；第一提取裝置，用于從輸入信號(hào)中提取第一范圍的信號(hào)；以及信號(hào)對(duì)產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生包括第二類(lèi)型信號(hào)和對(duì)應(yīng)的第一個(gè)類(lèi)型信號(hào)的信號(hào)對(duì)，作為輸入信號(hào)，其中，第二類(lèi)型信號(hào)是由信號(hào)產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的，并且與第一范圍內(nèi)的輸入信號(hào)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(hào)對(duì)產(chǎn)生裝置包括第二提取裝置，用于從由信號(hào)產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的第二類(lèi)型信號(hào)的預(yù)定搜索范圍中提取第二范圍內(nèi)的信號(hào)；計(jì)算裝置，用于計(jì)算在第一范圍內(nèi)的輸入信號(hào)和第二范圍內(nèi)的第二類(lèi)型信號(hào)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(lèi)型的信號(hào)，該第二類(lèi)型的信號(hào)具有等于或高于相對(duì)于第一范圍內(nèi)的輸入信號(hào)和對(duì)應(yīng)于該第二類(lèi)型信號(hào)的輸入信號(hào)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(lèi)型信號(hào)的輸入信號(hào)和第二范圍內(nèi)的第二類(lèi)型信號(hào)寄存為信號(hào)對(duì)。
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(lèi)型的信號(hào)是彼此具有不同分辨率的圖像信號(hào)。
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(lèi)型信號(hào)是具有比所述第一類(lèi)型信號(hào)的分辨率更低的分辨率的圖像信號(hào)，而所述第三類(lèi)型信號(hào)是具有比所述第一類(lèi)型信號(hào)更高分辨率的圖像信號(hào)。
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(hào)是第二類(lèi)型的信號(hào)，并且第三類(lèi)型的圖像與第一類(lèi)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(jìn)一步包括存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)所述信號(hào)對(duì)；第一提取裝置，用于從輸入信號(hào)中提取第一范圍內(nèi)的信號(hào)作為第二類(lèi)型的信號(hào)；以及恢復(fù)裝置，用于將第一范圍內(nèi)的輸入信號(hào)的特征與存儲(chǔ)的信號(hào)對(duì)中的第一范圍內(nèi)的第二類(lèi)型信號(hào)的特征進(jìn)行比較，以重新得到包括與第一范圍中的輸入信號(hào)的特征具有預(yù)定關(guān)系的第一范圍中的第二類(lèi)型信號(hào)的信號(hào)對(duì)。
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(lèi)型信號(hào)和第二類(lèi)型信號(hào)是圖像信號(hào)，并且第一類(lèi)型信號(hào)具有比第二類(lèi)型信號(hào)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(cè)裝置，用于檢測(cè)第一范圍內(nèi)輸入信號(hào)的特征；第二檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)存儲(chǔ)的第一范圍內(nèi)的第二類(lèi)型信號(hào)的特征；以及選擇裝置，用于比較檢測(cè)的輸入信號(hào)的特征和檢測(cè)的存儲(chǔ)的第一范圍內(nèi)的第二類(lèi)型信號(hào)的特征，并且根據(jù)比較結(jié)果選擇信號(hào)對(duì)。
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(cè)裝置和第二檢測(cè)裝置作為特征檢測(cè)像素值、標(biāo)準(zhǔn)化的像素值、，或第一范圍內(nèi)的動(dòng)態(tài)范圍，以及所述選擇裝置根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)值、絕對(duì)差的和，或檢測(cè)值的系數(shù)值來(lái)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(cè)裝置和第二檢測(cè)裝置檢測(cè)第一范圍內(nèi)的自適應(yīng)動(dòng)態(tài)范圍編碼的代碼，以及所述選擇裝置根據(jù)所檢測(cè)代碼的相符度來(lái)執(zhí)行所述比較。
30.一種信息處理方法，包括第一計(jì)算步驟，計(jì)算輸入信號(hào)第一范圍內(nèi)的基準(zhǔn)值，其與第一類(lèi)型的信號(hào)和第二類(lèi)型的信號(hào)具有預(yù)定關(guān)系，所述第一和第二類(lèi)型的信號(hào)組成信號(hào)對(duì)；第二計(jì)算步驟，計(jì)算組成信號(hào)對(duì)的第一類(lèi)型信號(hào)的平均值；以及第三計(jì)算步驟，根據(jù)所述基準(zhǔn)值和平均值計(jì)算與所述第一類(lèi)型信號(hào)具有預(yù)定關(guān)系的第三類(lèi)型信號(hào)。
31.一種存儲(chǔ)了程序的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，包括第一計(jì)算步驟，計(jì)算輸入信號(hào)第一范圍內(nèi)的基準(zhǔn)值，其與第一類(lèi)型的信號(hào)和第二類(lèi)型的信號(hào)具有預(yù)定關(guān)系，所述第一和第二類(lèi)型的信號(hào)組成信號(hào)對(duì)；第二計(jì)算步驟，計(jì)算組成信號(hào)對(duì)的第一類(lèi)型信號(hào)的平均值；以及第三計(jì)算步驟，根據(jù)所述基準(zhǔn)值和平均值計(jì)算與所述第一類(lèi)型信號(hào)具有預(yù)定關(guān)系的第三類(lèi)型信號(hào)。
32.一種計(jì)算機(jī)可執(zhí)行程序，包括第一計(jì)算步驟，計(jì)算輸入信號(hào)第一范圍內(nèi)的基準(zhǔn)值，其與第一類(lèi)型的信號(hào)和第二類(lèi)型的信號(hào)具有預(yù)定關(guān)系，所述第一和第二類(lèi)型的信號(hào)組成信號(hào)對(duì)；第二計(jì)算步驟，計(jì)算組成信號(hào)對(duì)的第一類(lèi)型信號(hào)的平均值；以及第三計(jì)算步驟，根據(jù)所述基準(zhǔn)值和平均值計(jì)算與所述第一類(lèi)型信號(hào)具有預(yù)定關(guān)系的第三類(lèi)型信號(hào)。
33.一種信息處理設(shè)備，包括信號(hào)產(chǎn)生裝置，用于從第一類(lèi)型的輸入信號(hào)產(chǎn)生第二類(lèi)型信號(hào)；信號(hào)對(duì)產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生包括第一類(lèi)型信號(hào)和第二類(lèi)型信號(hào)的信號(hào)對(duì)；系數(shù)產(chǎn)生裝置，用于根據(jù)所述信號(hào)對(duì)產(chǎn)生預(yù)測(cè)系數(shù)；以及計(jì)算裝置，用于通過(guò)對(duì)第一類(lèi)型的信號(hào)應(yīng)用該預(yù)測(cè)系數(shù)來(lái)計(jì)算第三類(lèi)型的信號(hào)。
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(lèi)型的信號(hào)是彼此具有不同分辨率的圖像信號(hào)。
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(lèi)型的信號(hào)是具有比所述第一類(lèi)型信號(hào)的分辨率更低的分辨率的圖像信號(hào)，而所述第三類(lèi)型的信號(hào)具有比第一類(lèi)型信號(hào)的分辨率更高分辨率的圖像信號(hào)。
36.根據(jù)權(quán)利要求33的信息處理設(shè)備，其中，所述信號(hào)對(duì)產(chǎn)生裝置包括第一提取裝置，用于從第一類(lèi)型的信號(hào)中提取第一范圍內(nèi)的信號(hào)；第二提取裝置，用于從第二類(lèi)型的信號(hào)中提取第二范圍內(nèi)的信號(hào)；計(jì)算裝置，用于計(jì)算第一范圍內(nèi)的第一類(lèi)型信號(hào)和第二范圍內(nèi)的第二類(lèi)型信號(hào)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(lèi)型信號(hào)，該第二類(lèi)型信號(hào)具有等于或高于相對(duì)于第一范圍內(nèi)的第一類(lèi)型信號(hào)的閾值的相關(guān)性，并且所述第一類(lèi)型信號(hào)對(duì)應(yīng)于第二類(lèi)型的信號(hào)；以及寄存裝置，用于將所選擇的第一類(lèi)型信號(hào)和第二范圍內(nèi)的第二類(lèi)型信號(hào)寄存為信號(hào)對(duì)。
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(hào)對(duì)中產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)方程，以及計(jì)算裝置，用于通過(guò)解該標(biāo)準(zhǔn)方程來(lái)計(jì)算預(yù)測(cè)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(jì)算裝置包括第三提取裝置，用于從第一類(lèi)型信號(hào)中提取第一個(gè)范圍內(nèi)的第一類(lèi)型信號(hào)，以及乘積和計(jì)算裝置，用于通過(guò)計(jì)算所提取的第一范圍內(nèi)的第一類(lèi)型信號(hào)和預(yù)測(cè)系數(shù)的乘積和來(lái)產(chǎn)生第三類(lèi)型的信號(hào)。
39.一種信息處理方法，包括信號(hào)產(chǎn)生步驟，從第一類(lèi)型的輸入信號(hào)中產(chǎn)生第二類(lèi)型信號(hào)；信號(hào)對(duì)產(chǎn)生步驟，產(chǎn)生包括第一類(lèi)型信號(hào)和第二類(lèi)型信號(hào)的信號(hào)對(duì)；系數(shù)產(chǎn)生步驟，根據(jù)該信號(hào)對(duì)產(chǎn)生預(yù)測(cè)系數(shù)；以及計(jì)算步驟，通過(guò)對(duì)第一類(lèi)型信號(hào)應(yīng)用該預(yù)測(cè)系數(shù)來(lái)計(jì)算第三類(lèi)型信號(hào)。
40.一種存儲(chǔ)了程序的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，包括信號(hào)產(chǎn)生步驟，從第一類(lèi)型的輸入信號(hào)中產(chǎn)生第二類(lèi)型信號(hào)；信號(hào)對(duì)產(chǎn)生步驟，產(chǎn)生包括第一類(lèi)型信號(hào)和第二類(lèi)型信號(hào)的信號(hào)對(duì)；系數(shù)產(chǎn)生步驟，根據(jù)該信號(hào)對(duì)產(chǎn)生預(yù)測(cè)系數(shù)；以及計(jì)算步驟，通過(guò)對(duì)第一類(lèi)型信號(hào)應(yīng)用該預(yù)測(cè)系數(shù)來(lái)計(jì)算第三類(lèi)型信號(hào)。
41.一種計(jì)算機(jī)可執(zhí)行程序，包括信號(hào)產(chǎn)生步驟，從第一類(lèi)型的輸入信號(hào)中產(chǎn)生第二類(lèi)型信號(hào)；信號(hào)對(duì)產(chǎn)生步驟，產(chǎn)生包括第一類(lèi)型信號(hào)和第二類(lèi)型信號(hào)的信號(hào)對(duì)；系數(shù)產(chǎn)生步驟，根據(jù)該信號(hào)對(duì)產(chǎn)生預(yù)測(cè)系數(shù)；以及計(jì)算步驟，通過(guò)對(duì)第一類(lèi)型信號(hào)應(yīng)用該預(yù)測(cè)系數(shù)來(lái)計(jì)算第三類(lèi)型信號(hào)。
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(chǔ)在訓(xùn)練對(duì)存儲(chǔ)部分中的訓(xùn)練對(duì)的基準(zhǔn)抽頭分量進(jìn)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(duì)，并將所選訓(xùn)練對(duì)提供給標(biāo)準(zhǔn)方程產(chǎn)生部分。存儲(chǔ)在訓(xùn)練對(duì)存儲(chǔ)部分中的訓(xùn)練對(duì)包括SD信號(hào)和HD信號(hào)。預(yù)測(cè)系數(shù)確定部分通過(guò)解由標(biāo)準(zhǔn)方程生成部分生成的標(biāo)準(zhǔn)方程來(lái)獲得預(yù)測(cè)系數(shù)。預(yù)測(cè)計(jì)算部分通過(guò)將預(yù)測(cè)系數(shù)應(yīng)用到由另一區(qū)域提取部分提取的預(yù)測(cè)抽頭來(lái)產(chǎn)生HD信號(hào)。
文檔編號(hào)G06T3/40GK1684515SQ20051007410
公開(kāi)日2005年10月19日 申請(qǐng)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(qǐng)人:索尼株式會(huì)社