專利名稱：濾波動態(tài)補(bǔ)償?shù)姆欠答伈逯灯鞯闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非反饋插值器，特別是涉及一種可適用于不同濾波方式的 動態(tài)補(bǔ)償?shù)姆欠答伈逯灯鳌?br> 背景技術(shù)：
隨著影^^多媒體產(chǎn)品的快速發(fā)展，影像視頻方面的壓縮技術(shù)也不斷進(jìn)步，繼MPEG2、 MP3、 VCD、 DVD后，具有H. 264/AVC或MPEG4影音編解碼功能已經(jīng) 是目前多媒體產(chǎn)品的基本要求條件之一，由于這兩者具有強(qiáng)大的壓縮比、低比 特率、無須復(fù)雜的程序以及高度與通信應(yīng)用整合的能力，己經(jīng)成為影音數(shù)字視 頻產(chǎn)品必備的功能及標(biāo)準(zhǔn)格式。其中，MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)已在無線視頻通信和流 (Stream)媒體應(yīng)用中得到采用，而由于H. 264/AVC在壓縮性能方面所具有的優(yōu) 勢，H. 264/AVC將會在實時視頻通信、廣播電視、視頻存儲播放等領(lǐng)域中得到 應(yīng)用。但是，H. 264/AVC視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)的主要目標(biāo)在發(fā)展一套高效能、具有網(wǎng)絡(luò) 親和性(network-friendly)及具有抗誤性(error resilience)能力的視頻壓 縮技術(shù)，并且大幅改進(jìn)速率-失真效率(rate-distortion efficiency),與 MPEG-2、 H. 263v2或MPEG-4等視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)相比，由于其擁有較高的壓縮率 及編碼功能，使得在相似的視頻壓縮質(zhì)量下可節(jié)省較多的比特速率。相對的在這些視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)的算法中，為了提高壓縮效率，往往允許搭配 使用精確至半像素(Half Pixel)甚至是四分之一像素(Quarter Pixel)的動態(tài) 補(bǔ)償(Motion Compensation)算法。而這些半像素或四分之一像素的值就必須 使用整數(shù)像素之間的插值(Interpolation)算法來達(dá)成，并且插值運(yùn)算在整個 動態(tài)補(bǔ)償功能運(yùn)行上又是屬于運(yùn)算最頻繁的部分。另一方面，因為人眼視覺對 于亮度(Luminance)及色度(Chrominance)擁有不一致的敏感度，因此在計算亮 度或色度的非整數(shù)像素值的時候，便會采用不同的插值算法，以H. 264/AVC 的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)為例亮度方面是使用六階濾波(6-Tap Filter)算法，而色度方面則是使用雙線性濾波(Bi 1 inear Fi 11er)算法。而不同種類的插值算法在硬件電路設(shè)計上，就必須設(shè)計有兩套不同的插值 運(yùn)算單元來處理，但就亮度與色度的運(yùn)算時間來看，在同一運(yùn)算時間里是僅有一套插值運(yùn)算單元在運(yùn)行，這樣一來便造成了硬件電路設(shè)計上的浪費(fèi)。請參考 圖1，為公知技術(shù)反饋型六階濾波插值運(yùn)算單元的示意圖，如圖所示，傳統(tǒng)上 為了節(jié)省芯片的面積而將水平方向(Horizontal Direction)的濾波器與垂直 方向(Vertical Direction)的濾波器進(jìn)行電路共享以產(chǎn)生的反饋型六階濾波 插值運(yùn)算單元，其中通過一六階濾波器10'來接收一輸入數(shù)據(jù)流ior并且先 進(jìn)行水平方向的濾波，之后再利用一轉(zhuǎn)置存儲單元20'將水平方向的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 置成垂直方向，再反饋至六階濾波器10'中進(jìn)行處理，最后才產(chǎn)生輸出數(shù)據(jù) 流102'。而這一設(shè)計雖只需使用一個六階濾波器10'來達(dá)到節(jié)省面積的目 的，但由于其數(shù)據(jù)流的方向上因為產(chǎn)生反饋的路線，因此沒辦法無限制的接收 數(shù)據(jù)的輸入，也就是說當(dāng)六階濾波器10'被反饋路線的數(shù)據(jù)所占用時，便無 法接收新的輸入數(shù)據(jù)流101'，所以無法達(dá)到無縫(Seamless)輸入的效果。而 這樣的限制對于數(shù)據(jù)來自不定期響應(yīng)的動態(tài)隨機(jī)存儲器來說，會大幅降低其功 能。請參考圖2，為公知技術(shù)雙線性濾波插值運(yùn)算單元的示意圖，如圖所示，其包括了一水平雙線性濾波器ir 、 一垂直雙線性濾波器i2'及一暫存緩沖區(qū)30'。而雙線性濾波技術(shù)不論在水平方向或垂直方向上都只需要兩筆輸入 數(shù)據(jù)流101"的像素值便可進(jìn)行運(yùn)算，當(dāng)兩筆輸入數(shù)據(jù)流101"的像素值輸入至水平雙線性濾波器ir后，其也被傳送至?xí)捍婢彌_區(qū)30，，而垂直雙線性濾波器12'插值儲存于暫存緩沖區(qū)30'的每兩個像素值之間，借此重復(fù)執(zhí)行 運(yùn)算之后產(chǎn)生輸出數(shù)據(jù)流102"。因此，在目前業(yè)界急需產(chǎn)品擁有較佳的市場競爭力以及將生產(chǎn)成本降低的 情況下，如何整合硬件電路并搭配軟件程序的設(shè)計來實現(xiàn)同時適用兩種濾波功 能的插值器架構(gòu)，便成為值得加以研究的重點(diǎn)，以使整個視頻壓縮技術(shù)借此更 能有效搭配使用各種編碼工具及找出最佳的編碼模式組合，進(jìn)而發(fā)揮其最大的 功能。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種濾波動態(tài)補(bǔ)償?shù)姆欠答伈逯灯?，其克服了在運(yùn)算時造成的不同的存儲單元深度(D印th of Memory)以及頻率延遲(Clock Latency),對各個插值算法提供相同的頻率延遲，進(jìn)而具有可同時適用于六階 濾波及雙線性濾波的動態(tài)補(bǔ)償功能，且可以進(jìn)行無縫(Seamless)的像素數(shù)據(jù)輸 入的處理，可更有效節(jié)省所占面積。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種濾波動態(tài)補(bǔ)償?shù)姆欠答伈逯灯?，?根據(jù)一插值運(yùn)算位置對一圖像區(qū)塊進(jìn)行亮度及色度的插值，該圖像區(qū)塊包含數(shù) 個整數(shù)像素點(diǎn)(Pixel),該非反饋插值器包括 一水平濾波器、 一第一垂直濾 波單元、 一第二垂直濾波單元、 一第三垂直濾波單元、 一第一多任務(wù)器及一雙 線性濾波器。其中水平濾波器用以接收該整數(shù)像素點(diǎn)，并輸出一水平像素點(diǎn)， 而第一垂直濾波單元耦接水平濾波單元，并進(jìn)一步包含 一第一轉(zhuǎn)置存儲單元 以累積存儲該水平像素點(diǎn)，并且提供一旁道路徑來傳輸水平像素點(diǎn)； 一第一垂 直濾波器以處理該水平像素點(diǎn)而輸出一第一取樣點(diǎn)；以及一第一選擇器直接耦 接及通過該旁道路徑耦接于第一轉(zhuǎn)置存儲單元，用以選擇產(chǎn)生一第二取樣點(diǎn)及 一第三取樣點(diǎn)。而第二垂直濾波單元及第三垂直濾波單元，分別通過其中的轉(zhuǎn) 置存儲單元來累積存儲水平像素點(diǎn)緊鄰兩側(cè)的整數(shù)像素點(diǎn)，進(jìn)而分別經(jīng)垂直濾 波器處理后輸出取樣點(diǎn)，而同樣再借助選擇器以選擇產(chǎn)生另外兩個取樣點(diǎn)。此 外，第一多任務(wù)器接收該取樣點(diǎn)，并依據(jù)插值運(yùn)算位置來選擇輸出相對應(yīng)的兩 點(diǎn)取樣點(diǎn)，之后再由雙線性濾波器接收第一多任務(wù)器所輸出的取樣點(diǎn)，并加以 進(jìn)行雙線性濾波演算以產(chǎn)生出一插值像素點(diǎn)。以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的 限定。


圖1為公知技術(shù)反饋型六階濾波插值運(yùn)算單元的示意圖；圖2為公知技術(shù)雙線性濾波插值運(yùn)算單元的示意圖；圖3為本發(fā)明非反饋插值器的實施例方塊圖；圖4為圖像區(qū)塊的像素點(diǎn)位置示意圖；圖5為本發(fā)明在亮度插值的第一實施例應(yīng)用示意圖；圖6為本發(fā)明在亮度插值的第二實施例應(yīng)用示意圖；圖7為本發(fā)明在亮度插值的第三實施例應(yīng)用示意圖；圖8為本發(fā)明在亮度插值的第四實施例應(yīng)用示意圖； 圖9為本發(fā)明在色度插值的第一實施例應(yīng)用示意圖； 圖10為本發(fā)明在色度插值的第二實施例應(yīng)用示意圖；及 圖1 i為本發(fā)明在色度插值的第三實施例應(yīng)用示意圖。其中，附圖標(biāo)記 10'六階濾波器 11'水平雙線性濾波器 12'垂直雙線性濾波器 101， ， 101"輸入數(shù)據(jù)流 102， ， 102"輸出數(shù)據(jù)流 2(T轉(zhuǎn)置存儲單元 30'暫存緩沖區(qū) 1第一取樣點(diǎn) 2第二取樣點(diǎn) 3第三取樣點(diǎn) 4第四取樣點(diǎn) 5第五取樣點(diǎn) 6第六取樣點(diǎn) 7第七取樣點(diǎn) 8第八取樣點(diǎn) 9第九取樣點(diǎn) 10水平濾波器 20第一垂直濾波單元 201第一轉(zhuǎn)置存儲單元 202第一垂直濾波器 203第一選擇器 204第一數(shù)值運(yùn)算單元 205第四數(shù)值運(yùn)算單元 206第四選擇器 30第二垂直濾波單元301第二轉(zhuǎn)置存儲單元 302第二垂直濾波器 303第二選擇器 304第二數(shù)值運(yùn)算單元 40第三垂直濾波單元 401第三轉(zhuǎn)置存儲單元 402第三垂直濾波器 403第三選擇器 404第三數(shù)值運(yùn)算單元 50第一多任務(wù)器 60雙線性濾波器 D緩存單元I， I， ， I"整數(shù)像素點(diǎn) Q插值像素點(diǎn)具體實施方式
請參考圖3，為本發(fā)明非反饋插值器的實施例方塊圖，本發(fā)明提供的非反 饋插值器根據(jù)濾波動態(tài)補(bǔ)償所要進(jìn)行的插值運(yùn)算位置對圖像區(qū)塊進(jìn)行亮度及 色度的插值，而在圖像區(qū)塊中包含有數(shù)個整數(shù)像素點(diǎn)(Pixel) (1， I' ， I")， 并通過本發(fā)明非反饋插值器而可插值出該插值運(yùn)算位置的插值像素點(diǎn)Q。如圖 所示，本發(fā)明非反饋插值器包括 一水平濾波器IO、 一第一垂直濾波單元20、一第二垂直濾波單元30、 一第三垂直濾波單元40、 一第一多任務(wù)器50及一雙 線性濾波器60。其中，若要進(jìn)行亮度插值演算時，便選擇插值運(yùn)算位置的左 右各三點(diǎn)整數(shù)點(diǎn)來提供給水平濾波器10進(jìn)行插值演算；而若要進(jìn)行色度插值 演算時，則選擇插值運(yùn)算位置的左右各一點(diǎn)整數(shù)點(diǎn)來進(jìn)行插值演算。水平濾波 器IO以水平方向接收該整數(shù)像素點(diǎn)(I， I' ， I")，并輸出一水平像素點(diǎn)，而 第一垂直濾波單元20耦接水平濾波單元10,且進(jìn)一步包含 一第一轉(zhuǎn)置存儲 單元201、 一第一垂直濾波器202、 一第一選擇器203、 一第一數(shù)值運(yùn)算單元 204、 一第四數(shù)值運(yùn)算單元205及一第四選擇器206。其中第一轉(zhuǎn)置存儲單元 201用以累積儲存該水平像素點(diǎn)，并且提供旁道路徑來傳輸水平像素點(diǎn)，而第一垂直濾波器202耦接第一轉(zhuǎn)置存儲單元201，以用來接收該累積的水平像素 點(diǎn)進(jìn)而進(jìn)行垂直濾波以輸出一第一取樣點(diǎn)l，舉例來說，迸行亮度插值時累積 六個水平像素點(diǎn)才可進(jìn)行垂直濾波；而進(jìn)行色度插值時累積兩個水平像素點(diǎn)便 可進(jìn)行垂直濾波。再有，第一選擇器203直接耦接與通過旁道路徑耦接于第-轉(zhuǎn)置存儲單元201用以進(jìn)行選擇水平像素點(diǎn)以產(chǎn)生一第二取樣點(diǎn)2及一第三取 樣點(diǎn)3。由于非反饋插值器先運(yùn)算水平方向再運(yùn)算垂直方向，因此當(dāng)垂直濾波運(yùn)算 完便會輸出結(jié)果，而也就因此，當(dāng)?shù)谝淮怪睘V波器202進(jìn)行垂直濾波運(yùn)算后可 再經(jīng)第一數(shù)值運(yùn)算單元204進(jìn)行四舍五入(Rounding)及刪除(Clipping)的運(yùn) 算以得到第一取樣點(diǎn)l;而同樣的，在第一選擇器203之后也可例如通過第四 數(shù)值運(yùn)算單元205來進(jìn)行數(shù)值運(yùn)算而得到第二取樣點(diǎn)2及第三取樣點(diǎn)3，而經(jīng) 過此數(shù)值運(yùn)算之后能夠確保取樣點(diǎn)符合1像素(pixel)為8位(bits)，也就是 位于0至255之間。此外，第三取樣點(diǎn)3更可通過第四選擇器206的選擇而等 同于第二取樣點(diǎn)2，以在該兩點(diǎn)取樣點(diǎn)為相同時不需再進(jìn)行運(yùn)算而可直接取 得。接著，第二垂直濾波單元30包含一第二轉(zhuǎn)置存儲單元301、 一第二垂直 濾波器302、 一第二選擇器303及一第二數(shù)值運(yùn)算單元304。其中通過第二轉(zhuǎn) 置存儲單元301來累積存儲水平像素點(diǎn)兩側(cè)其中之一的整數(shù)像素點(diǎn)I'，進(jìn)而 經(jīng)第二垂直濾波器302加以運(yùn)算輸出一第四取樣點(diǎn)4，而第二轉(zhuǎn)置存儲單元301 還提供旁道路徑來傳輸整數(shù)像素點(diǎn)I'，第二選擇器303來選擇整數(shù)像素點(diǎn)I' 以產(chǎn)生一第五取樣點(diǎn)5及一第六取樣點(diǎn)6。同理，還可借助第二數(shù)值運(yùn)算單元 304耦接于第二垂直濾波器302以進(jìn)行四舍五入及刪除的運(yùn)算而產(chǎn)生第四取樣 點(diǎn)4。相同的，第三垂直濾波單元40包含一第三轉(zhuǎn)置存儲單元401、 一第三垂 直濾波器402、 一第三選擇器403及一第三數(shù)值運(yùn)算單元404。其中通過第三 轉(zhuǎn)置存儲單元401來累積存儲水平像素點(diǎn)兩側(cè)其中的另一整數(shù)像素點(diǎn)I"，進(jìn) 而經(jīng)第三垂直濾波器402加以運(yùn)算輸出一第七取樣點(diǎn)7，而第三轉(zhuǎn)置存儲單元 401還另提供旁道路徑來傳輸整數(shù)像素點(diǎn)I"，并借助第三選擇器403來選擇 整數(shù)像素點(diǎn)I"以產(chǎn)生一第八取樣點(diǎn)8及一第九取樣點(diǎn)9。相同的，可借助第 三數(shù)值運(yùn)算單元404耦接于第三垂直濾波器402以進(jìn)行四舍五入及刪除的運(yùn)算而產(chǎn)生第七取樣點(diǎn)7。而上述的各個選擇器(203、303及403)都用來平衡進(jìn)行亮度插值或色度插 值時所產(chǎn)生不同工作頻率的延遲，亮度插值由于需累積六個像素點(diǎn)方可進(jìn)行六 階濾波演算，因此需要六個延遲頻率；而色度插值因只需兩個像素點(diǎn)便可進(jìn)行 雙線性濾波演算，因此只需兩個延遲頻率。而本發(fā)明為了能進(jìn)行亮度插值及色 度插值，因此需要利用各個旁道路徑搭配選擇器來平衡不同工作頻率的差異。 其中，該選擇器可為多任務(wù)器或切換器。另外，該轉(zhuǎn)置存儲單元可分別包含有 數(shù)個緩存單元D，并且該選擇器例如可分別直接耦接于所屬的轉(zhuǎn)置存儲單元中 的第三個緩存單元。而第一多任務(wù)器50例如可為九選二的多任務(wù)器，用于接收上述該取樣點(diǎn) l至9，并根據(jù)插值運(yùn)算位置而選擇相對應(yīng)的兩點(diǎn)取樣點(diǎn)來進(jìn)行輸出。此外， 雙線性濾波器60接收第一多任務(wù)器50所輸出的兩點(diǎn)取樣點(diǎn)來進(jìn)行雙線性濾波 演算以產(chǎn)生插值像素點(diǎn)Q，其中插值像素點(diǎn)Q在亮度插值時即為四分之一像素 點(diǎn)；而在色度插值時為依權(quán)重比例的像素點(diǎn)。在參考以下實施例說明時，請同時參考圖4，為圖像區(qū)塊的像素點(diǎn)位置示 意圖，以方便說明。請參考圖5，為本發(fā)明在亮度插值的第一實施例應(yīng)用示意圖，此實施例水 平方向為非整數(shù)像素，垂直方向為非整數(shù)像素時的六階濾波的應(yīng)用，如圖所示， 在此情況下，因為在水平及垂直方向上都必須經(jīng)過濾波，因此除了各旁道路徑 之外，其它的運(yùn)算單元都必須工作。而水平濾波器10在接收圖像區(qū)塊的水平 方向六個整數(shù)像素點(diǎn)(I、 r及I")之后進(jìn)行水平六階濾波以輸出第一個二分 之一像素點(diǎn)，并且由第一垂直濾波單元20中的第一轉(zhuǎn)置存儲單元201開始累 積存儲，而在第一轉(zhuǎn)置存儲單元201累積存儲到第一垂直濾波器202所需的六 個二分之一整數(shù)像素點(diǎn)時，便由第一垂直濾波器202進(jìn)行垂直六階濾波而輸出 第一取樣點(diǎn)l，而在第一轉(zhuǎn)置存儲單元201累積二分之一像素點(diǎn)的同時，也通 過第一選擇器203的選擇通行而將所累積的第三及第四個二分之一像素點(diǎn)進(jìn) 行第一數(shù)值運(yùn)算單元204的四舍五入及刪除運(yùn)算之后存儲以產(chǎn)生第二取樣點(diǎn)2 及第三取樣點(diǎn)3。另外，在第一垂直濾波單元20運(yùn)行的同時，第二垂直濾波單元30及第三 垂直濾波單元40也同時進(jìn)行運(yùn)算。首先，第二垂直濾波單元30借助其中的第二轉(zhuǎn)置存儲單元301來直接累積存儲該圖像區(qū)塊的中間兩個其中的一個整數(shù) 像素點(diǎn)I'，而在第二轉(zhuǎn)置存儲單元301累積存儲到第二垂直濾波器302所需 的六個整數(shù)像素點(diǎn)I'時，便由第二垂直濾波器302進(jìn)行垂直六階濾波，且通 過第二數(shù)值運(yùn)算單元304的運(yùn)算而產(chǎn)生第四取樣點(diǎn)4。相同的，第三垂直濾波單元40借助其中的第三轉(zhuǎn)置存儲單元401來直接累積儲存該圖像區(qū)塊的中間 兩個其中的另一個整數(shù)像素點(diǎn)I"，而在第三轉(zhuǎn)置存儲單元401累積儲存到第 三垂直濾波器402所需的六個整數(shù)像素點(diǎn)I"時，便由第三垂直濾波器402進(jìn) 行垂直六階濾波，且通過第三數(shù)值運(yùn)算單元404的運(yùn)算而產(chǎn)生第七取樣點(diǎn)7。而由于水平及垂直方向皆為非整數(shù)，因此第一多任務(wù)器50便接收上述第 一取樣點(diǎn)1、第二取樣點(diǎn)2、第三取樣點(diǎn)3、第四取樣點(diǎn)4及第七取樣點(diǎn)7等 五點(diǎn)并依據(jù)所要進(jìn)行插值運(yùn)算位置來選擇其中兩點(diǎn)進(jìn)行輸出，而雙線性濾波器 60便接收第一多任務(wù)器50所選擇輸出的兩點(diǎn)取樣點(diǎn)來進(jìn)行雙線性濾波而產(chǎn)生 所需的插值像素點(diǎn)Q。請參考圖6，為本發(fā)明在亮度插值的第二實施例應(yīng)用示意圖，此實施例為 水平方向為非整數(shù)像素，垂直方向為整數(shù)像素時的六階濾波的應(yīng)用，如圖所示， 在此情況下時，因為垂直方向為整數(shù)像素，因此所有垂直濾波單元皆可通過本 身的旁道路徑以節(jié)省頻率延遲，并且各個垂直濾波器也可以關(guān)閉以節(jié)省能耗。 而水平濾波器10在接收圖像區(qū)塊的水平方向六個整數(shù)像素點(diǎn)(I、 T及I") 之后進(jìn)行水平六階濾波以輸出第一個二分之一像素點(diǎn)，并且在經(jīng)第一轉(zhuǎn)置存儲 單元201時便通過第一選擇器203選擇旁道路徑來通過，而同樣在經(jīng)第四數(shù)值 運(yùn)算單元205運(yùn)算后產(chǎn)生第二取樣點(diǎn)2及第三取樣點(diǎn)3。此外，在第四數(shù)值運(yùn) 算單元205之后，也可通過第四選擇器206來使第三取樣點(diǎn)3等于第二取樣點(diǎn) 2，以更節(jié)省頻率的延遲。而在第二垂直濾波單元30及第三垂直濾波單元40中，由于本實施例為整 數(shù)像素，因此僅需分別使用到第二轉(zhuǎn)置存儲單元301及第三轉(zhuǎn)置存儲單元401 且分別通過第二選擇器303及第三選擇器403來選擇旁道路徑以進(jìn)行累積儲存 整數(shù)像數(shù)點(diǎn)(分別為I'及I")。第二轉(zhuǎn)置存儲單元301累積儲存兩個整數(shù)像 素點(diǎn)I'即產(chǎn)生第五取樣點(diǎn)5及第六取樣點(diǎn)6;而第三轉(zhuǎn)置存儲單元401累積 儲存兩個整數(shù)像素點(diǎn)I"即產(chǎn)生第八取樣點(diǎn)8及第九取樣點(diǎn)9。同樣的，第一多任務(wù)器50接收第二取樣點(diǎn)2、第三取樣點(diǎn)3、第五取樣點(diǎn)5、第六取樣點(diǎn)6、第八取樣點(diǎn)8及第九取樣點(diǎn)9等六點(diǎn)，并依據(jù)所要進(jìn)行插 值運(yùn)算位置來選擇其中兩點(diǎn)進(jìn)行輸出，而雙線性濾波器60便接收第--多任務(wù) 器50所選擇輸出的兩點(diǎn)取樣點(diǎn)來進(jìn)行雙線性濾波而產(chǎn)生所需的插值像素點(diǎn)Q。請參考圖7，為本發(fā)明在亮度插值的第三實施例應(yīng)用示意圖，此實施例為 水平方向為整數(shù)像素，垂直方向為非整數(shù)像素時的六階濾波的應(yīng)用，如圖所示， 在此情況下時，因為水平方向為整數(shù)像素，因此水平濾波器IO及用以處理非 整數(shù)像數(shù)濾波的第一垂直濾波單元20都可關(guān)閉以節(jié)省能耗。此時，僅需第二 垂直濾波單元30及第三垂直濾波單元40進(jìn)行運(yùn)算，且第二選擇器303及第三 選擇器403也分別選擇第二轉(zhuǎn)置存儲單元301及第三轉(zhuǎn)置存儲單元401來作為 各自整數(shù)像素點(diǎn)(I'及I")的通道，因此，第二轉(zhuǎn)置存儲單元301累積六個 整數(shù)像素點(diǎn)I'之后，第二垂直濾波器302便進(jìn)行垂直六階濾波，并經(jīng)第二數(shù) 值運(yùn)算單元304運(yùn)算后產(chǎn)生第四取樣點(diǎn)4，同時截取第二轉(zhuǎn)置存儲單元301本 身所累積儲存的第三及第四個整數(shù)像素點(diǎn)I'為第五取樣點(diǎn)5及第六取樣點(diǎn)6。 同理，第三轉(zhuǎn)置存儲單元401累積六個整數(shù)像素點(diǎn)I"之后，第三垂直濾波器 402便進(jìn)行垂直六階濾波，并經(jīng)第三數(shù)值運(yùn)算單元404運(yùn)算后產(chǎn)生第七取樣點(diǎn) 7，同時截取第三轉(zhuǎn)置存儲單元401本身所累積儲存的第三及第四個整數(shù)像素 點(diǎn)I"為第八取樣點(diǎn)8及第九取樣點(diǎn)9。再由第一多任務(wù)器50接收第四取樣點(diǎn)4、第五取樣點(diǎn)5、第六取樣點(diǎn)6、 第七取樣點(diǎn)7、第八取樣點(diǎn)8及第九取樣點(diǎn)9等六點(diǎn)，并依據(jù)所要進(jìn)行插值運(yùn) 算位置來選擇其中兩點(diǎn)進(jìn)行輸出，而雙線性濾波器60便接收第一多任務(wù)器50 所選擇輸出的兩點(diǎn)取樣點(diǎn)來進(jìn)行雙線性濾波而產(chǎn)生所需的插值像素點(diǎn)Q。請參考圖8，為本發(fā)明在亮度插值的第四實施例應(yīng)用示意圖，此實施例為 水平及垂直方向皆為整數(shù)像素的六階濾波的應(yīng)用，如圖所示，在此情況下時， 因為水平方向為整數(shù)像素，因此水平濾波器IO及用以處理非整數(shù)像數(shù)濾波的 第一垂直濾波單元20接可關(guān)閉以節(jié)省能耗，并且由于垂直方向也為整數(shù)像素， 因此第二垂直濾波單元30及第三垂直濾波單元40中各自的垂直濾波器也可以 關(guān)閉，僅剩下第二轉(zhuǎn)置存儲單元301及第三轉(zhuǎn)置存儲單元401分別通過第二選 擇器303及第三選擇器403來選擇使用旁道路徑以節(jié)省頻率延遲。而第二轉(zhuǎn)置存儲單元301通過第二選擇器303累積兩個整數(shù)像素點(diǎn)I ，之 后便可產(chǎn)生第五取樣點(diǎn)5及第六取樣點(diǎn)6;同時第三轉(zhuǎn)置存儲單元401通過第三選擇器403累積兩個整數(shù)像素點(diǎn)I"之后便可產(chǎn)生第八取樣點(diǎn)8及第九取樣 點(diǎn)9。再由第一多任務(wù)器50接收第五取樣點(diǎn)5、第六取樣點(diǎn)6、第八取樣點(diǎn)8及第九取樣點(diǎn)9等四點(diǎn)，并依據(jù)所要進(jìn)行插值運(yùn)算位置來選擇其中兩點(diǎn)進(jìn)行輸 出，而雙線性濾波器60便接收第一多任務(wù)器50所選擇輸出的兩點(diǎn)取樣點(diǎn)來進(jìn) 行雙線性濾波而產(chǎn)生所需的插值像素點(diǎn)Q。以下的實施例為色度插值演算，因而各個濾波器最多僅需兩個像素點(diǎn)即可 進(jìn)行雙線性濾波演算，且雙線性濾波采用權(quán)重計算的方式進(jìn)行，所以在進(jìn)行雙 線性濾波后的像素點(diǎn)為依權(quán)重比例的非整數(shù)像素點(diǎn)，并非全為二分之一像素 點(diǎn)。此外，由于進(jìn)行雙線性濾波演算之后，即可得出所要插值運(yùn)算位置，因此， 第一多任務(wù)器50及雙線性濾波器60便不需加以進(jìn)行運(yùn)算而直接通過形成插值 像素點(diǎn)Q。請參考圖9，為本發(fā)明在色度插值的第一實施例應(yīng)用示意圖，此實施例為 水平及垂直方向都為非整數(shù)像素的雙線性濾波的應(yīng)用，如圖所示，在此情況下時，水平濾波器io接收圖像區(qū)塊中水平方向的兩個整數(shù)像素點(diǎn)(r及r)， 并且通過水平濾波器io進(jìn)行雙線性濾波以輸出一非整數(shù)像素點(diǎn)，而第一轉(zhuǎn)置存儲單元201在累積存儲兩個非整數(shù)像數(shù)點(diǎn)后，便通過第一垂直濾波器202 進(jìn)行雙線性濾波演算，且同樣經(jīng)過第一數(shù)值運(yùn)算單元204運(yùn)算后輸出第一取樣 點(diǎn)1。而在直接通過第一多任務(wù)器50及雙線性濾波器60后以形成插值像素點(diǎn) Q。請參考圖10，為本發(fā)明在色度插值的第二實施例應(yīng)用示意圖，此實施例 為水平方向為非整數(shù)像素，垂直方向為整數(shù)像素的雙線性濾波的應(yīng)用，如圖所 示，在此情況下時，由于垂直方向為整數(shù)像素，因此，水平濾波器10所輸出 的非整數(shù)像素點(diǎn)經(jīng)第一選擇器203選擇旁道路徑通過，而不需進(jìn)行垂直方向的 雙線性濾波，而該非整數(shù)像素點(diǎn)經(jīng)過第四數(shù)值運(yùn)算單元205運(yùn)算后再經(jīng)第四選 擇器206直接選擇暫存為第三取樣點(diǎn)3。并且同樣直接通過第一多任務(wù)器50 及雙線性濾波器60后以形成插值像素點(diǎn)Q。請參考圖11，為本發(fā)明在色度插值的第三實施例應(yīng)用示意圖，此實施例 為水平方向為整數(shù)像素，垂直方向為非整數(shù)像素的雙線性濾波的應(yīng)用，如圖所 示，在此情況下時，為保持?jǐn)?shù)據(jù)流的一致性，因此水平方向即使為整數(shù)像素， 仍會通過水平濾波器10,但此時的水平濾波器10并不會進(jìn)行任何演算及處理操作，而在第一轉(zhuǎn)置存儲單元201中累積整數(shù)像素點(diǎn)(r或i")達(dá)兩個時便會通過第一垂直濾波器202進(jìn)行垂直雙線性濾波，并經(jīng)第一數(shù)值運(yùn)算單元204 運(yùn)算后產(chǎn)生第一取樣點(diǎn)1。同樣的第一取樣點(diǎn)1直接通過第一多任務(wù)器50及 雙線性濾波器60后以形成插值像素點(diǎn)Q。而本發(fā)明在色度插值的第四實施例為水平及垂直方向皆為整數(shù)像素，其與 色度插值的第三實施例相同為保持?jǐn)?shù)據(jù)流的一致性，因此水平方向即使為整數(shù) 像素，仍會通過水平濾波器10，但此時的水平濾波器10并不會進(jìn)行任何演算 及處理操作，而請同樣參考圖10的應(yīng)用示意圖即可，本實施例與該圖所不同說明的是水平濾波器io并不會進(jìn)行演算處理而直接輸出整數(shù)像素點(diǎn)(r或I")，并經(jīng)第一選擇器203選擇旁道路徑通過，而不需進(jìn)行垂直方向的雙線性 濾波，并且再經(jīng)過第四數(shù)值運(yùn)算單元205運(yùn)算后由第四選擇器206直接選擇暫 存為第三取樣點(diǎn)3。最后同樣直接通過第一多任務(wù)器50及雙線性濾波器60后 以形成插值像素點(diǎn)Q。綜上所述，本發(fā)明非反饋插值器主要將六階濾波插值及雙線性濾波插值共 享同一硬件電路，以節(jié)省面積，并且可允許高流量及無縫(Seamless)輸入，同 時更擁有較佳的可擴(kuò)充性。此外，因為增加了旁道路徑，使得六階濾波插值或 雙線性濾波插值均承受相同的頻率延遲，以保持?jǐn)?shù)據(jù)處理速率的一致性。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情 況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這 些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種濾波動態(tài)補(bǔ)償?shù)姆欠答伈逯灯鳎涮卣髟谟?，根?jù)一插值運(yùn)算位置對一圖像區(qū)塊進(jìn)行亮度及色度的插值，該圖像區(qū)塊包含數(shù)個整數(shù)像素點(diǎn)，該非反饋插值器包括一水平濾波器，以水平方向接收該整數(shù)像素點(diǎn)，并輸出一水平像素點(diǎn)；一第一垂直濾波單元，耦接該水平濾波單元，進(jìn)一步包含一第一轉(zhuǎn)置存儲單元，用以累積儲存該水平像素點(diǎn)，并且另提供一旁道路徑來傳輸該水平像素點(diǎn)；一第一垂直濾波器，耦接該第一轉(zhuǎn)置存儲單元，以接收該累積的水平像素點(diǎn)而進(jìn)行垂直濾波以輸出一第一取樣點(diǎn)；及一第一選擇器，直接耦接及通過該旁道路徑耦接于該第一轉(zhuǎn)置存儲單元，用以選擇該水平像素點(diǎn)以產(chǎn)生一第二取樣點(diǎn)及一第三取樣點(diǎn)；一第二垂直濾波單元，通過一第二轉(zhuǎn)置存儲單元來累積儲存該水平像素點(diǎn)兩側(cè)其中之一整數(shù)像素點(diǎn)，進(jìn)而經(jīng)由一第二垂直濾波器運(yùn)算以輸出一第四取樣點(diǎn)，且另提供旁道路徑來傳輸該整數(shù)像素點(diǎn)，再借助一第二選擇器選擇該整數(shù)像素點(diǎn)以產(chǎn)生一第五取樣點(diǎn)及一第六取樣點(diǎn)；一第三垂直濾波單元，通過一第三轉(zhuǎn)置存儲單元來累積儲存該水平像素點(diǎn)兩側(cè)其中的另一整數(shù)像素點(diǎn)，進(jìn)而經(jīng)由一第三垂直濾波器運(yùn)算以輸出一第七取樣點(diǎn)，且另提供旁道路徑來傳輸該另一整數(shù)像素點(diǎn)，再借助一第三選擇器選擇該另一整數(shù)像素點(diǎn)以產(chǎn)生一第八取樣點(diǎn)及一第九取樣點(diǎn)；一第一多任務(wù)器，接收該取樣點(diǎn)，并依據(jù)該插值運(yùn)算位置來選擇輸出相對應(yīng)的兩點(diǎn)取樣點(diǎn)；及一雙線性濾波器，用以接收該第一多任務(wù)器所輸出的取樣點(diǎn)，并運(yùn)算產(chǎn)生出一插值像素點(diǎn)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波動態(tài)補(bǔ)償?shù)姆欠答伈逯灯?，其特征在于?若進(jìn)行該亮度的插值時，該水平濾波器接收該圖像區(qū)塊中在該插值運(yùn)算位置的 左右各三個整數(shù)像素點(diǎn)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波動態(tài)補(bǔ)償?shù)姆欠答伈逯灯?，其特征在于?若進(jìn)行該色度的插值時，該水平濾波器接收該圖像區(qū)塊中在該插值運(yùn)算位置的 左右各一個整數(shù)像素點(diǎn)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波動態(tài)補(bǔ)償?shù)姆欠答伈逯灯?，其特征在于?所述的第一垂直濾波單元還進(jìn)一步包含一第四選擇器，耦接于該第二取樣點(diǎn)， 以選擇該第二取樣點(diǎn)即為該第三取樣點(diǎn)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波動態(tài)補(bǔ)償?shù)姆欠答伈逯灯鳎涮卣髟谟冢?所述的選擇器用以平衡亮度插值及色度插值時的不同工作頻率。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波動態(tài)補(bǔ)償?shù)姆欠答伈逯灯鳎涮卣髟谟冢?所述的選擇器為多任務(wù)器或切換器。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波動態(tài)補(bǔ)償?shù)姆欠答伈逯灯鳎涮卣髟谟冢?所述的轉(zhuǎn)置存儲單元分別包含數(shù)個緩存單元。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的濾波動態(tài)補(bǔ)償?shù)姆欠答伈逯灯鳎涮卣髟谟冢?所述的選擇器分別直接耦接于所屬該轉(zhuǎn)置存儲單元中的第三個緩存單元。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波動態(tài)補(bǔ)償?shù)姆欠答伈逯灯?，其特征在于?所述的垂直濾波單元還進(jìn)一步分別包括-一數(shù)值運(yùn)算單元，耦接于該所屬的垂直濾波器以進(jìn)一步加以進(jìn)行四舍五入 及刪除運(yùn)算而分別輸出該第一取樣點(diǎn)、該第四取樣點(diǎn)及該七取樣點(diǎn)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的濾波動態(tài)補(bǔ)償?shù)姆欠答伈逯灯?，其特征在于?所述的第一垂直濾波單元還進(jìn)一步包括另一數(shù)值運(yùn)算單元，耦接于該第一選擇 器，用以對該第一選擇器所輸出的該水平像素點(diǎn)進(jìn)行四舍五入及刪除的運(yùn)算。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波動態(tài)補(bǔ)償?shù)姆欠答伈逯灯?，其特征在于?所述的第一多任務(wù)器為九選二的多任務(wù)器。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波動態(tài)補(bǔ)償?shù)姆欠答伈逯灯鳎涮卣髟谟冢?所述的插值取樣點(diǎn)在該亮度插值時為四分之一像素點(diǎn)；而在該色度插值時為依 權(quán)重比例的像素點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種濾波動態(tài)補(bǔ)償?shù)姆欠答伈逯灯?，其中，將六階濾波插值及雙線性濾波插值共享同一硬件電路，并且根據(jù)一插值運(yùn)算位置對一圖像區(qū)塊進(jìn)行亮度及色度的插值，其包括一水平濾波器、一第一垂直濾波單元、一第二垂直濾波單元、一第三垂直濾波單元、一第一多任務(wù)器及一雙線性濾波器，其中，在各垂直濾波單元中分別通過一選擇器及一旁道路徑來平衡不同濾波演算的頻率延遲。借此，以達(dá)到整合六階濾波及雙線性濾波的插值演算，進(jìn)而提高效率及節(jié)省面積的目的。
文檔編號H04N5/14GK101242506SQ20071000044
公開日2008年8月13日 申請日期2007年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月7日
發(fā)明者林晏生 申請人:揚(yáng)智科技股份有限公司