DE60303614T2

DE60303614T2 - Verfahren zur bildskalierung

Info

Publication number: DE60303614T2
Application number: DE60303614T
Authority: DE
Inventors: Gerard De Haan
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2002-09-11
Filing date: 2003-08-05
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2023-08-06
Also published as: EP1540593B1; CN1682244A; CN1324527C; AU2003250407A1; AU2003250407A8; DE60303614D1; US20060045384A1; KR20050059171A; WO2004025558A2; WO2004025558A3; ATE317997T1; JP2005538464A; EP1540593A2

Description

Die Erfindung betrifft eine Bildskalierungseinheit zum Skalieren eines ersten Bilds mit einer ersten Auflösung auf ein zweites Bild mit einer zweiten Auflösung, wobei die Bildskalierungseinheit Folgendes umfasst:

– ein Koeffizientenberechnungsmittel zum Berechnen eines ersten Filterkoeffizienten auf der Basis von Pixelwerten des ersten Bilds;
– ein adaptives Filtermittel zum Berechnen eines zweiten Pixelwerts des zweiten Bilds auf der Basis eines ersten der Pixelwerte des ersten Bilds und des ersten Filterkoeffizienten.

Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Skalieren eines ersten Bilds mit einer ersten Auflösung auf ein zweites Bild mit einer zweiten Auflösung, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:

– Berechnen eines ersten Filterkoeffizienten auf der Basis von Pixelwerten des ersten Bilds;
– Berechnen eines zweiten Pixelwerts des zweiten Bilds auf der Basis eines ersten der Pixelwerte des ersten Bilds und des ersten Filterkoeffizienten.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Bildverarbeitungsgerät, das Folgendes umfasst:
– Empfangsmittel zum Empfangen eines Signals, das dem ersten Bild entspricht; und
– die vorstehend genannte Bildskalierungseinheit zum Skalieren eines ersten Bilds auf ein zweites Bild.

Die Einführung von HDTV (High Definition Television) verstärkt den Bedarf an Verfahren zur Hochskalierung, die es ermöglichen, SD-Videomaterial (Standard Definition) auf HDTV-Fernsehgeräten anzusehen. Herkömmliche Verfahren sind lineare Interpolationsverfahren wie die bilineare Interpolation oder Verfahren, bei denen mehrphasige Tiefpass-Interpolationsfilter verwendet werden. Erstere werden wegen ihrer niedrigen Qualität für Fernsehanwendungen kaum verwendet, doch letztere sind im Handel als ICs erhältlich. Mit den linearen Verfahren wird die Zahl der Pixel im Frame erhöht, doch der Hochfrequenzanteil des Spektrums wird nicht ausgedehnt, d. h. die wahrgenommene Schärfe des Bilds wird nicht erhöht. Anders gesagt, die Leistungsfähigkeit der Wiedergabeanordnung wird nicht vollständig ausgenutzt.
Neben den herkömmlichen linearen Verfahren wurde eine Reihe nichtlinearer Algorithmen vorgeschlagen, um diese Hochskalierung zu bewerkstelligen. Mitunter werden diese Verfahren als inhaltsbasierte oder kantenabhängige räumliche Hochskalierung bezeichnet. Einige dieser Verfahren sind bereits auf dem Verbraucherelektronikmarkt erhältlich.
Eine Ausführungsform der Bildskalierungseinheit der eingangs beschriebenen Art ist aus dem Artikel „New Edge-Directed Interpolation" von Xin Li et al., in IEEE Transactions on Image Processing, Bd. 10, Nr. 10, Oktober 2001, S. 1521-1527, bekannt. Bei dieser Bildskalierungseinheit werden die Filterkoeffizienten eines Interpolationsfilters zur Hochskalierung an den lokalen Bildinhalt angepasst. Für das Fenster des Interpolationsfilters zur Hochskalierung wird ein Interpolationsalgorithmus vierter Ordnung gemäß Gleichung 1 verwendet:
mit den Leuchtdichtewerten F_HD(i,j) der HD-Ausgangspixel, den Leuchtdichtewerten F_SD(i,j) der Eingangspixel und den Filterkoeffizienten w_i. Die Filterkoeffizienten werden aus einem größeren Fenster mittels eines LMS-Optimierungsverfahrens (Least Mean Squares, Methode der kleinsten Quadrate) erhalten. In dem angeführten Artikel wird erklärt, wie die Filterkoeffizienten berechnet werden. Das Verfahren gemäß dem Stand der Technik wird auch im Zusammenhang mit 1A und 1B erklärt. Das Verfahren zielt darauf ab, dass die Interpolation entlang von Kanten anstatt durch sie hindurch erfolgt, um ein Verschmieren zu verhindern. Die Autoren gehen von der vernünftigen Annahme aus, dass sich die Kantenorientierung mit der Skalierung nicht ändert. Daher können die Koeffizienten aufgrund des SD-Eingangsbilds innerhalb eines lokalen Fensters mittels des LMS-Verfahrens approximiert werden.
Obwohl das „New Edge-Directed Interpolation" genannte Verfahren entsprechend dem angeführten Stand der Technik in vielen Bildteilen relativ gut funktioniert, bereitet die Hochskalierung in detailreichen Bildbereichen ein Problem.
Der Erfindung liegt unter anderem die Aufgabe zugrunde, eine Bildskalierungseinheit der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, welche in detailreichen Bildbereichen eine verbesserte Leistung liefert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Bildskalierungseinheit außerdem ein zusätzliches Filtermittel umfasst, um das erste Bild zu filtern, woraus sich gefilterte Pixelwerte ergeben, und das Koeffizientenberechnungsmittel so eingerichtet ist, dass es den ersten Filterkoeffizienten auf der Basis der gefilterten Pixelwerte berechnet. Pixelwerte beziehen sich auf die Leuchtdichte oder die Farbe. Eine Annahme, die dem Algorithmus zugrunde liegt, der dem Stand der Technik entspricht und der mittels einer Bildskalierungseinheit implementiert wird, nämlich dass sich die Kantenorientierung mit der Skalierung nicht ändert, ist in diesen Bereichen nicht mehr gültig. Dies liegt daran, dass, obwohl die Koeffizienten auf einem Gitter geringerer Dichte optimiert werden, kein Mittel existiert, um den Treppeneffekt (Aliasing) auf diesem Gitter zu verhindern. Die erfindungsgemäße Bildskalierungseinheit umfasst ein zusätzliches Filtermittel, das der Berechung der Filterkoeffizienten vorgeschaltet ist. Es ist zu beachten, dass sich dieses zusätzliche Filtermittel nicht in dem direkten Pfad der Verarbeitung der Eingangspixel des ersten Bilds zu Ausgangspixeln, d. h. den Pixeln des zweiten Bilds, befindet, sondern im Steuerpfad zur Bestimmung der Filterkoeffizienten. Das zusätzliche Filtermittel umfasst vorzugsweise ein räumliches Tiefpassfilter.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bildskalierungseinheit hat das räumliche Tiefpassfilter einen Durchlassbereich, der ungefähr einem Viertel einer Abtastfrequenz des ersten Bilds entspricht. Dieses Tiefpassfilter entspricht dem Abtasttheorem.
Das räumliche Tiefpassfilter kann ein eindimensionales Filter oder eine Kaskade zweier orthogonaler Filter sein, doch alternativ dazu wird ein zweidimensionales Filter angewendet. In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bildskalierungseinheit ist das räumliche Tiefpassfilter so eingerichtet, dass ein erster der gefilterten Pixelwerte durch Mittelung über die Pixelwerte eines Pixelblocks des ersten Bilds berechnet wird. Ein Vorteil dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform besteht darin, dass sie relativ einfach ist. Der Pixelblock kann beispielsweise 2·2 oder 3·3 oder 4·4 Pixeln entsprechen.
Der Erfindung liegt des Weiteren die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art mit einer verbesserten Leistung in detailreichen Bildbereichen zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Verfahren zusätzlich das Filtern des ersten Bilds umfasst, woraus sich gefilterte Pixelwerte ergeben, sowie die Berechnung des ersten Filterkoeffizienten auf der Basis der gefilterten Pixelwerte.
Der Erfindung liegt des Weiteren die Aufgabe zugrunde, ein Bildverarbeitungsgerät der eingangs beschriebenen Art mit verbesserter Leistungsfähigkeit in detailreichen Bildbereichen zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Bildverarbeitungseinheit des Bildverarbeitungsgeräts des Weiteren ein zusätzliches Filtermittel umfasst, um das erste Bild zu filtern, woraus sich gefilterte Pixelwerte ergeben, und das Koeffizientenberechnungsmittel so eingerichtet ist, dass es den ersten Filterkoeffizienten auf der Basis der gefilterten Pixelwerte berechnet. Das Bildverarbeitungsgerät umfasst optional eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen des zweiten Bilds. Das Bildverarbeitungsgerät kann beispielsweise ein Fernsehgerät, eine Set-Top-Box, ein VCR-Player (Video Cassette Recorder) oder ein DVD-Player (Digital Versatile Disk) sein.
Abwandlungen und Varianten der Bildskalierungseinheit können Abwandlungen und Varianten des beschriebenen Verfahrens und des beschriebenen Bildverarbeitungsgeräts entsprechen.
Diese und andere Aspekte der Bildskalierungseinheit, des Verfahrens und des Bildverarbeitungsgeräts gemäß der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden im Zusammenhang mit den Implementierungen und Ausführungsformen näher beschrieben. Es zeigen:
1A in schematischer Darstellung eine Ausführungsform der Bildskalierungseinheit gemäß dem Stand der Technik;
1B in schematischer Darstellung eine Anzahl von Pixeln zur Erläuterung des Verfahrens gemäß dem Stand der Technik;
2A in schematischer Darstellung eine Anzahl von Pixeln zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
2B in schematischer Darstellung eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bildskalierungseinheit;
3A in schematischer Darstellung ein SD-Eingangsbild;
3B in schematischer Darstellung das SD-Eingangsbild aus 3A, dem Pixel zur Erhöhung der Auflösung hinzugefügt wurden;
3C in schematischer Darstellung das Bild aus 3B nach einer Drehung um 45 Grad;
3D in schematischer Darstellung ein aus dem SD-Eingangsbild aus 3A abgeleitetes HD-Ausgangsbild; und
4 in schematischer Darstellung eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bildverarbeitungsgeräts.
In allen Figuren werden zur Bezeichnung ähnlicher Teile dieselben Bezugszeichen verwendet.
1A zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform der Bildskalierungseinheit 100, wie sie dem Stand der Technik entspricht. Die Bildskalierungseinheit 100 erhält am Eingangsanschluss 108 SD-Bilder (Standard Definition) und liefert am Ausgangsanschluss 110 HD-Bilder (High Definition). Die Bildskalierungseinheit 100 umfasst:

– eine Pixelerfassungseinheit 102, die so eingerichtet ist, dass sie eine erste Menge von Pixelwerten 1-4 in einer ersten Umgebung einer bestimmten Stelle in einem ersten der SD-Eingangsbilder erfasst, die einer Stelle eines HD-Ausgangspixels entspricht, und dass sie eine zweite Menge von Pixelwerten 1-16 in einer zweiten Umgebung dieser bestimmten Stelle in dem ersten der SD-Eingangsbilder erfasst;
– eine Filterkoeffizientenberechnungseinheit 106, die so eingerichtet ist, dass sie auf der Basis der ersten Menge von Pixelwerten 1-4 und der zweiten Menge von Pixelwerten 1-16 Filterkoeffizienten berechnet. Anders gesagt, die Filterkoeffizienten werden anhand des SD-Eingangsbilds innerhalb eines lokalen Fensters approximiert. Dies erfolgt mittels eines LMS-Verfahrens (Least Mean Squares), das in Verbindung mit 1B erklärt wird; und
– eine adaptive Filtereinheit 104 zum Berechnen des Werts des HD-Ausgangspixels auf der Basis der ersten Menge von Pixelwerten 1-4 und der durch Gleichung 1 bestimmten Filterkoeffizienten. Demnach ist die Filterkoeffizientenberechnungseinheit 106 so eingerichtet, dass sie die adaptive Filtereinheit 104 steuert.

1B zeigt in schematischer Darstellung eine Anzahl von Pixeln 1-16 eines SD-Eingangsbilds und ein HD-Pixel eines HD-Ausgangsbilds, um das Verfahren ge mäß dem Stand der Technik zu erläutern. Das HD-Ausgangspixel wird als gewichtetes Mittel von 4 Pixeln 1-4 interpoliert. Das heißt, der Leuchtdichtewert F_HD des HD-Ausgangspixels ergibt sich als gewichtete Summe seiner 4 im SD-Bild benachbarten Pixel: FHD = w1FSD(1) + w2FSD(2) + w3FSD(3) + w4FSD(4), (2)wobei F_SD(1) bis F_SD(4) die Werte der 4 SD-Eingangspixel 1-4 sind und w₁ bis w₄ die zu berechnenden Filterkoeffizienten. Die Autoren des angeführten Artikels, in dem das Verfahren gemäß dem Stand der Technik beschrieben ist, gehen von der vernünftigen Annahme aus, dass sich die Orientierung der Kanten mit der Skalierung nicht ändert. Diese Annahme hat zur Folge, dass die optimalen Filterkoeffizienten dieselben sind wie die, die auf dem Gitter, das der Standardauflösung entspricht, interpoliert werden sollen:

– Pixel 1 aus 5, 7, 11 und 4 (das heißt, Pixel 1 kann von seinen 4 Nachbarn abgeleitet werden)
– Pixel 2 aus 6, 8, 3 und 12
– Pixel 3 aus 9, 2, 13 und 15
– Pixel 4 aus 1, 10, 14 und 16

Dies ergibt ein System von 4 linearen Gleichungen, aus denen mittels der LSM-Optimierung die 4 optimalen Filterkoeffizienten für die Interpolation des HD-Ausgangspixels ermittelt werden.
Bezeichnet man mit M die zum Berechnen der 4 Gewichte verwendete Pixelmenge auf dem SD-Gitter, lässt sich der mittlere quadratische Fehler (MSE) bei der Optimierung über die Menge M als Summe von Quadraten der Differenzen der ursprünglichen SD-Pixel F_SD und der interpolierten SD-Pixel F_SI schreiben:
In Matrixschreibweise wird daraus: MSE = ∥y → – w →C∥2 (4)
Hierin enthält y → die SD-Pixel in M(Pixel F_SD(1,1) bis F_SD(1,4), F_SD(2,1) bis F_SD(2,4), F_SD(3,1) bis F_SD(3,4), F_SD(4,1) bis F_SD(4,4)) und C ist eine 4 × M² -Matrix, deren k-te Zeile aus der gewichteten Summe der vier diagonalen SD-Nachbarn eines jeden SD-Pixels aus y → besteht. Die gewichtete Summe einer jeden Zeile beschreibt ein Pixel F_SI entsprechend der Bezeichnung in Gleichung 3. Um das Minimum von MSE zu finden, d. h. LMS, wird die Ableitung von MSE nach w → berechnet:
–2y →C + 2w →C2 = 0 (6) w → = (CTC)–1(CTy →) (7)
Durch Lösen von Gleichung 7 werden die Filterkoeffizienten ermittelt und unter Verwendung von Gleichung 2 lassen sich die Werte der HD-Ausgangspixel berechnen.
In diesem Beispiel wird zum Berechnen der Filterkoeffizienten ein Fenster von 4 mal 4 Pixeln verwendet. Eine LMS-Optimierung über ein größeres Fenster, z. B. 8 mal 8 anstatt 4 mal 4, ergibt bessere Ergebnisse.
Zur weiteren Erklärung der Erfindung wird ein sehr einfaches Beispiel für eine Implementierung der Erfindung dargestellt, bei dem das zusätzliche Filtermittel ein Filter ist, das über 4 Pixel mittelt, und bei dem das LMS-Verfahren auf einen 5 × 5-Block um das zu interpolierende HD-Pixel angewendet wird. Bei der Nummerierung der Pixel wird auf 2A Bezug genommen. Zunächst werden die gefilterten Pixel auf dem Gitter niedriger Dichte unter Verwendung der Mittelwerte ihrer diagonalen Nachbarn berechnet, d. h.:

– Pixel a = (5 + 6 + 9 + 1)/4
– Pixel b = (6 + 7 + 1 + 2)/4
– ......
– ...... Pixel i = (4 + 12 + 15 + 16)/4

Als Nächstes müssen die optimalen Filterkoeffizienten für die Interpolation des Pixels HD (an derselben Position wie Pixel e) als gewichtete Summe der Pixel 1, 2, 3 und 4 berechnet werden. Hierzu wird das LMS-Verfahren zum Lösen der optimalen Interpolation der 9 gefilterten Pixel a, b, c, ... i über ihre 4 diagonalen Nachbarn angewendet. Zum Beispiel wird das Pixel e über die Pixel a, c, g und i interpoliert. 2A müsste erweitert werden, da die diagonalen Nachbarn der Pixel a, b, c, d, f, g, h und I nicht in dieser Fig. abgebildet sind.
Das Fenster für den LMS-Algorithmus kann natürlich erweitert werden, beispielsweise auf 5 mal 5 oder 7 mal 7, und ein Filter höherer Ordnung kann in vorteilhafter Weise das Filter zur Mittelung über 4 Pixel ersetzen. Auch ein symmetrisches Filter – mit einer ungeraden Anzahl von Taps – lässt sich mit Blockgrößen von 4 mal 4, 8 mal 8 usw. verwenden. Außerdem ist es nicht erforderlich, dass das Fenster eine rechteckige Form hat.
2B zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bildskalierungseinheit 200. Die Bildskalierungseinheit 200 erhält am Eingangsanschluss 108 SD-Bilder (Standard Definition) und liefert am Ausgangsanschluss 110 HD-Bilder (High Definition). Die SD-Eingangsbilder haben Pixelmatrizen gemäß der Spezifikation in CCIR-601, z. B. 625·720 Pixel oder 525·720 Pixel. Die HD-Ausgangsbilder haben Pixelmatrizen, die in horizontaler und vertikaler Richtung z. B. zweimal oder eineinhalbmal so viele Pixel aufweisen. Die Bildskalierungseinheit 200 umfasst:

– eine Pixelerfassungseinheit 102, die so eingerichtet ist, dass sie eine erste Menge von Pixelwerten 1-4 in einer ersten Umgebung einer bestimmten Stelle in einem ersten der SD-Eingangsbilder erfasst, die der Stelle des HD-Ausgangspixels entspricht, und dass sie eine zweite Menge von Pixelwerten 1-16 in einer zweiten Umgebung dieser bestimmten Stelle erfasst;
– ein Tiefpassfilter 112 zum Berechnen einer Menge von gemittelten Werten a, b, c,...i, d. h. von gefilterten Pixelwerten a, b, c,...i, auf der Basis der zweiten Menge von Pixelwerten 1-16;
– eine Filterkoeffizientenberechnungseinheit 106, die so eingerichtet ist, dass sie auf der Basis der Menge der gefilterten Pixel a, b, c,...i und der zweiten Menge von Pixelwerten 1-16 Filterkoeffizienten berechnet. Anders gesagt, die Filterkoeffizienten werden anhand des gefilterten SD-Eingangsbilds innerhalb eines lokalen Fensters approximiert. Dies erfolgt mittels eines LMS-Verfahrens (Least Mean Squares), das in Verbindung mit 1B und 2A erklärt wird; und
– eine adaptive Filtereinheit 104 zum Berechnen eines Pixelwerts eines HD-Ausgangsbilds auf der Basis der zweiten Menge von Pixelwerten 1-4. Das HD-Ausgangspixel wird als gewichtete Summe der Pixel 1-4 berechnet.

Die Pixelerfassungseinheit 102, das Tiefpassfilter 112, die Filterkoeffizientenberechnungseinheit 106 und die adaptive Filtereinheit 104 können mittels eines einzigen Prozessors implementiert werden. Normalerweise werden diese Funktionen durch ein Softwareprogramm gesteuert ausgeführt. Während der Ausführung wird das Softwareprogramm normalerweise in einen Speicher geladen, beispielsweise ein RAM, und von dort aus ausgeführt. Das Programm kann von einem Hintergrundspeicher wie einem ROM, einer Festplatte oder einem magnetischen und/oder optischen Speicher geladen werden, oder es kann über ein Netz wie das Internet geladen werden. Optional kann die beschriebene Funk tionalität durch einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis zur Verfügung gestellt werden.
Zum Skalieren eines SD-Eingangsbilds auf ein HD-Ausgangsbild ist eine Reihe von Verarbeitungsschritten erforderlich. Diese Verarbeitungsschritte werden anhand der 3A-3D erläutert. 3A zeigt in schematischer Darstellung ein SD-Eingangsbild; 3D zeigt in schematischer Darstellung ein von dem SD-Eingangsbild aus 3A abgeleitetes HD-Ausgangsbild und die 3B und 3C zeigen in schematischer Darstellung Zwischenergebnisse.
3A zeigt in schematischer Darstellung ein SD-Eingangsbild. Jedes X-Symbol entspricht jeweils einem Pixel.
3B zeigt in schematischer Darstellung das SD-Eingangbild aus 3A, welchem zur Erhöhung der Auflösung Pixel hinzugefügt wurden. Die hinzugefügten Pixel sind durch +-Zeichen gekennzeichnet. Diese hinzugefügten Pixel werden mittels einer Interpolation der jeweils diagonal benachbarten Pixel berechnet. Die Filterkoeffizienten für die Interpolation werden bestimmt, wie es im Zusammenhang mit 2B beschrieben wurde.
3C zeigt in schematischer Darstellung das Bild aus 3B nach einer Drehung um 45 Grad. Zum Berechnen des in 3D gezeigten Bilds auf der Basis des in 3B gezeigten Bilds kann dieselbe Bildskalierungseinheit 200 verwendet werden wie zum Berechnen des in 3B gezeigten Bilds auf der Basis des in 3A gezeigten Bilds. Das bedeutet, dass neue Pixelwerte mittels einer Interpolation der jeweils diagonal benachbarten Pixel berechnet werden.
3D zeigt in schematischer Darstellung das endgültige HD-Ausgangsbild. Die Pixel, die im letzten Skalierungsschritt hinzugefügt wurden, sind durch o-Zeichen gekennzeichnet.
4 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bildverarbeitungsgeräts 400, das Folgendes umfasst:

– ein Empfangsmittel 402 zum Empfangen eines Signals, das SD-Bilder repräsentiert. Das Signal kann ein Broadcast-Signal sein, das über eine Antenne oder über Kabel empfangen wird, oder auch ein Signal von einer Speichereinrichtung wie einem VCR (Video Cassette Recorder) oder einer DVD (Digital Versatile Disk). Das Signal wird dem Eingangsanschluss 408 zugeführt.
– die Bildskalierungseinheit 404, wie sie im Zusammenhang mit 2B beschrieben wurde; und
– eine Anzeigeeinrichtung 406 zum Anzeigen der HD-Ausgangsbilder der Bildskalierungseinheit 200. Diese Anzeigeeinrichtung 406 ist optional.

Das Bildverarbeitungsgerät 400 kann z. B. ein Fernsehgerät sein. Alternativ umfasst das Bildverarbeitungsgerät 400 nicht die optionale Anzeigeeinrichtung, sondern gibt die HD-Bilder an ein Gerät weiter, das eine Anzeigeeinrichtung 406 umfasst. Dann kann das Bildverarbeitungsgerät 400 z. B. eine Set-Top-Box, ein Satellitentuner, ein VCR-Player oder ein DVD-Player sein. Doch es kann auch ein System sein, das von einem Filmstudio oder einer Sendeanstalt verwendet wird.
Es ist anzumerken, dass die vorstehend genannten Ausführungsformen den Erfindungsgedanken nicht beschränken, sondern ihn vielmehr veranschaulichen, und dass der Fachmann alternative Ausführungsformen entwickeln kann, ohne vom Anwendungsbereich der beigefügten Ansprüche abzuweichen. In den Ansprüchen sind Bezugszeichen zwischen Klammern nicht als Beschränkung des jeweiligen Anspruchs zu verstehen. Das Wort ,umfassend' schließt nicht das Vorhandensein von Elementen oder Schritten aus, die in einem Anspruch nicht aufgeführt sind. Das Wort „ein" bzw. „eine" vor einem Element schließt nicht das Vorhandensein einer Vielzahl solcher Elemente aus. Die Erfindung lässt sich mittels einer Hardware, die mehrere einzelne Elemente umfasst, sowie mittels eines geeigneten programmierten Computers realisieren. In den Ansprüchen, die sich auf die Einheit beziehen und in denen mehrere Mittel aufgeführt werden, können mehrere dieser Mittel mit Hilfe ein und desselben Hardwareteils realisiert werden.

Claims

Bildskalierungseinheit zum Skalieren eines ersten Bilds mit einer ersten Auflösung auf ein zweites Bild mit einer zweiten Auflösung, wobei die Bildskalierungseinheit Folgendes umfasst: – ein Koeffizientenberechnungsmittel zum Berechnen eines ersten Filterkoeffizienten auf der Basis von Pixelwerten des ersten Bilds; – ein adaptives Filtermittel zum Berechnen eines zweiten Pixelwerts des zweiten Bilds auf der Basis eines ersten der Pixelwerte des ersten Bilds und des ersten Filterkoeffizienten, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildskalierungseinheit des Weiteren ein zusätzliches Filtermittel zum Filtern des ersten Bilds umfasst, woraus sich gefilterte Pixelwerte ergeben, und das Koeffizientenberechnungsmittel so eingerichtet ist, dass es den ersten Filterkoeffizienten auf der Basis der gefilterten Pixelwerte berechnet.
Bildskalierungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Filtermittel ein räumliches Tiefpassfilter umfasst.
Bildskalierungseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das räumliche Tiefpassfilter einen Durchlassbereich hat, der ungefähr einem Viertel einer Abtastfrequenz des ersten Bilds entspricht.
Bildskalierungseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das räumliche Tiefpassfilter so eingerichtet ist, dass es durch Mittelung der Pixelwerte eines Blocks von Pixeln des ersten Bilds einen ersten der gefilterten Pixelwerte berechnet.
Verfahren zur Skalierung eines ersten Bilds mit einer ersten Auflösung auf ein zweites Bild mit einer zweiten Auflösung, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: – Berechnen eines ersten Filterkoeffizienten auf der Basis von Pixelwerten des ersten Bilds; – Berechnen eines zweiten Pixelwerts des zweiten Bilds auf der Basis eines ersten der Pixelwerte des ersten Bilds und des ersten Filterkoeffizienten, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren des Weiteren das Filtern des ersten Bilds umfasst, woraus sich gefilterte Pixelwerte ergeben, sowie das Berechnen des ersten Filterkoeffizienten auf der Basis der gefilterten Pixelwerte.
Bildverarbeitungsgerät, welches Folgendes umfasst: – Empfangsmittel zum Empfangen eines Signals, das einem ersten Bild entspricht; und – die Bildskalierungseinheit nach Anspruch 1 zum Skalieren des ersten Bilds auf ein zweites Bild.
Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 6, das des Weiteren eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen des zweiten Bilds umfasst.