CN1329435A - 基于边缘信息的两维非线性插值系统和两维混合插值系统 - Google Patents

Abstract

一种基于边缘信息的两维非线性插值系统和方法,包括边缘检测器、边缘方向修改器、靠近边缘系数生成器、滤波系数生成器和非线性插值单元。即使当使用非线性插值放大视频图像时,文本或图形图像的分辨率也能够被保持,而没有边缘的畸变和失真。

Description

基于边缘信息的两维非线性插值系统和两维混合插值系统

本发明涉及一种视频处理系统，更具体地说，是涉及一种基于边缘信息的两维非线性插值系统和使用该系统的两维混合插值系统。

通常，插值被用于执行放大或缩小视频信号的缩放功能。视频图像可以包括仅具有自然图像的信号或文本或图形与自然图像混合的信号。对电视机来说，显示的视频信号大多数只有自然图像。另一方面，计算机监视器常输出在其中文本、图形和自然图像混合的视频信号。为了使包括文本或图形和自然图像的复杂的视频的放大具有适合的输出外观比例，即使在插值后，对插值来说必须保持如其边缘信息很重要的图形部分的边缘的分辨率。

但是，当前使用的很多插值方法是基于像素之间的线性插值。这些方法优点在于减小在自然图像区的噪声，但缺点在于当视频被放大时，在图形区边缘信息不能被有效地显示。因为在线性插值中没有特别考虑边缘，在边缘可能会发生图形失真。因此，边缘未能被清晰地显示。

当使用常规的两维线性插值放大图像时，由于平滑的效果，能够在自然图像区再现没有噪声的平滑的视频。但是，由于高频分量的损失，在图形图像区发生边缘变暗的恶化。

为了解决上述的局限，本发明的第一个目的是提供基于边缘信息的两维非线性插值系统，用以当视频信号被放大时使用两维非线性插值清晰地显示边缘。

本发明的第二个目的是提供一种由两维非线性插值系统执行的插值方法。

本发明的第三个目的是提供一种用以当包括自然图像和图形图像的视频信号被放大时防止图形图像的边缘恶化的两维混合插值系统。

本发明的第四个目的是提供一种由两维混合插值系统执行的混合插值方法。

用此方式，提供了一种通过插值因平滑的效果而再现没有噪声的平滑的视频图像的新的插值方法，同时防止图形图像区的边缘的恶化。

因此，为了实现本发明的第一个目的，提供了一种基于边缘信息的两维非线性插值系统。该系统包括边缘检测器、边缘方向修改器、靠近边缘系数生成器、滤波系数生成器和非线性插值单元。边缘检测器从通过输入端子施加的视频信号检测像素中的边缘信息。边缘方向修改器根据在插值位置的周围像素的中心点变换由边缘检测器检测的边缘信息并输出被修改的边缘信息。靠近边缘系数生成器根据被修改的边缘信息变换插值位置的坐标生成变换后的插值位置，生成对应于变换后的位置的边缘图案，并响应预定的一维非线性插值滤波系数生成多个两维插值系数。滤波系数生成器响应变换后的插值位置坐标、边缘图案和预定的一维滤波系数生成一维非线性插值滤波系数。非线性插值单元用与外围像素相关的数据值乘以多个两维非线性插值系数执行非线性插值。

为了实现本发明的第二个目的，提供了一种在输入视频信号上执行两维非线性插值的方法。该方法包括步骤(a)至(d)。在步骤(a)，从输入的视频信号检测边缘信息。在步骤(b)，修改检测的边缘信息以生成被修改的边缘信息。在步骤(c)，响应被修改的边缘信息和预定的一维非线性插值滤波系数，生成两维非线性插值系数。在步骤(d)，与当前插值位置周围的外围像素相关的数据值乘以两维非线性插值系数，由此对视频信号执行非线性插值。

为了实现本发明的第三个目的，提供了一种包括边缘检测和非线性插值系数生成单元、线性插值单元、非线性插值单元和多路复用器的两维混合插值系统。边缘检测和非线性插值系数生成单元从通过输入端子输入的视频信号检测像素中边缘信息，根据预定的边缘图案修改检测的边缘信息，根据在被插值的像素周围的多个相邻像素中被修改的边缘信息获得多个两维非线性插值系数，并在被插值的像素周围的多个相邻像素中生成指示边缘不存在或存在的边缘信号。线性插值单元用与被插值的像素周围的n*n像素相关的数据值乘以垂直插值系数和水平插值系数以执行线性插值。非线性插值单元用与多个相邻像素相关的数据值乘以多个两维非线性插值系数以执行靠近边缘的非线性插值。多路复用器响应边缘信息从线性插值单元选择性地输出被插值的像素，或从非插值单元输出被插值的像素。

为了实现本发明的第四个目的，提供了一种对输入视频信号执行两维混合插值的方法。该方法包括步骤(a)至(e)。在步骤(a)，从输入的视频信号中检测在被插值的像素周围的多个相邻像素中的边缘信息，并且将检测的边缘信息修改为预定的边缘图案。在步骤(b)，根据边缘图案获取多个两维非线性插值系数。在步骤(c)，确定在被插值的像素周围的多个像素中边缘是否存在。在步骤(d)，当在步骤(c)确定边缘不存在时，与被插值的像素周围的n*n像素相关的数据值乘以垂直插值系数和水平插值系数执行线性插值。在步骤(e)，当在步骤(c)确定边缘存在时，与多个相邻像素相关的数据值乘以多个两维非线性插值系数执行靠近边缘的非线性插值。

通过参照附图对优选实施例的详细描述，本发明的上述目的和优点将变得更加明显，其中：

图1是表示按照本发明的实施例的两维非线性插值系统的方框图；

图2A和2B是表示根据在图1的系统中的插值点修改边缘的过程和结果的图；

图3A至3C是表示在图2所示的边缘修改所必须的以3*3块为单位的的预先确定的修改模式的图；

图4是表示图1的靠近边缘系数生成器的方框图；

图5A至5F是表示由图4的原型中心边缘和旋转角度确定器生成的原型中心边缘的图；

图6A至6B是表示说明图4的坐标变换器的操作的图；

图7是表示图4的边缘图案确定器的详细的方框图；

图8是表示图4的靠近边缘插值系数计算器的详细的方框图；

图9A至9F是表示由靠近边缘插值系数计算器执行的计算过程的图；

图10是表示图1的滤波系数生成器的详细的方框图；

图11是表示按照本发明的实施例的两维非线性插值方法的流程图；

图12是表示按照应用了两维非线性插值系统的实施例的两维混合插值系统的方框图；

图13是表示由图12的线性插值单元和非线性插值单元执行的两维线性插值和非线性插值的图；

图14是表示图12的线性插值单元的方框图；

图15是表示图14的垂直/水平线性插值单元的方框图；

图16是表示图15的插值单元的详细的电路图；

图17是表示按照应用了图1的两维非线性插值系统的另一实施例的两维混合插值系统的方框图；和

图18是表示按照本发明的实施例的两维混合插值方法的流程图。

下面，将参照附图对按照本发明的基于边缘信息的两维非线性插值系统进行描述。

参照图1，两维非线性插值系统包括边缘检测器100、边缘方向修改器110、靠近边缘系数生成器120、非线性插值单元130、滤波系数生成器140和查阅表150。

边缘检测器100在通过输入端子IN输入的视频信号中检测边缘信息并获取像素之间的边缘信息。

参照在四个相邻像素中的中心点，边缘方向修改器110修改由边缘检测器100检测的边缘信息并生成包括对角分量的被修改的边缘信息MOD_EDG。这里，被修改的边缘信息MOD_EDG可以分为边界边缘和中心边缘。中心边缘包括中心点上、下、左和右的内部水平、垂直和对角分量。

靠近边缘系数生成器120根据被修改的边缘信息MOD_EDG变换插值位置生成变换后的插值位置(CX、CY)，并生成对应于变换后的位置(CX、CY)的边缘图案EPX和EPY。变换后的插值位置(CX、CY)和边缘图案EPX和EPY被施加到滤波系数生成器140。响应由滤波系数生成器140生成的一维非线性插值滤波系数TX和TY，靠近边缘系数生成器120生成最终的两维非线性插值系数W_NW、W_NE、W_SW和W_SE。两维非线性插值系数W_NW、W_NE、W_SW和W_SE被确定为当前插值位置周围的四个相邻像素与之相乘的系数。更具体地说，W_NW表示左上像素与之相乘的系数，W_NE表示右上像素与之相乘的系数，W_SW表示左下像素与之相乘的系数，W_SE表示右下像素与之相乘的系数。

滤波系数生成器140根据插值点的位置并根据插值点的边缘的类型从存储在查阅表150的一维滤波系数中选择一维滤波系数。滤波系数生成器140也对应于变换后的插值位置(CX、CY)和边缘图案EPX和EPY在一维插值滤波系数中输出滤波系数作为一维非线性插值系数TX和TY。查阅表150存储与线性插值和非线性插值有关的一维滤波系数。查阅表150可以至少由只读存储器(ROM)实现。

非线性插值单元130用四个相邻的像素乘以由靠近边缘系数生成器120生成的各自最终的两维非线性插值系数，由此执行在插值点的插值，并通过输出端子OUT输出相乘的结果。例如，当插值位置的坐标为(x、y)并且插值位置周围的四个相邻的像素的位置分别由A、B、C和D表示时，在坐标(x、y)的被插值的像素值I可以由A^*(W_NW)＋B^*(W_NE)＋C^*(W_SW)＋D^*(W_SE)表示。

图2A和2B是表示图1的修改器110的边缘方向的输出和操作的图。图2A表示对一3* 3块的边缘的修改，图2B表示通过边缘修改生成的边界边缘和中心边缘。

参照图2A，交点(pivot)1至4的每一点为一3*3块中的4个相邻像素的中心点。在本发明中为了清晰地显示图形或文本的边缘，通过修改边缘的方向，仅由垂直和水平分量构成的边缘被修改为还包括对角分量的边缘。由此，如图2A所示，在一个交点周围的4个相邻像素中，获得插值点周围的中心边缘和边界边缘，如图2B所示。参照图2B，边界边缘包括由标号数字0至7表示的部分，中心边缘包括由标号字符a至h表示的部分。因此，边界边缘和中心边缘的每一个都用0-7或a-h8位表示。

图3A至3C表示用于修改图2A和2B所示的边缘方向的所参照的多个图案。具体地说，图3A至3C表示由一3*3块中的边缘的修改产生的图案。在图3A至3C中，B_M代表修改前的边缘信息，A_M代表修改后的边缘信息。

如图3A至3C所示，在一3*3块中的水平和垂直图案多数被修改为对角分量。换句话说，在本发明中，水平和垂直信息被修改为包括对角边缘信息的边缘信息。

图4是表示图1的靠近边缘系数生成器120的详细的方框图。参照图4，靠近边缘系数生成器120包括原型中心边缘和旋转角度确定器40、坐标变换器42、边缘图案确定器44、靠近边缘插值系数计算器46和坐标再旋转单元48。

原型中心边缘和旋转角度确定器40从边缘方向修改器110接收被修改的边缘信息MOD_EDG，并选择原型中心边缘P_CE。可以有6个不同的原型中心边缘。原型中心边缘和旋转角度确定器40也对各自的原型中心边缘P_CE确定旋转角度ROT_ANG。换句话说，为了仅使用6个原型中心边缘P_CE显示各种类型的边缘，原型中心边缘和旋转角度确定器40将与原型中心边缘P_CE之一具有相同形状但不同角度的边缘旋转预定的旋转角度。下面将参照图5A至5F对具体的示例进行描述。

坐标变换器42根据由原型中心边缘和旋转角度确定器40确定的旋转角度ROT_ANG变换当前插值位置的坐标(KX、KY)，并输出变换后的插值位置坐标(CX、CY)。

边缘图案确定器44接收变换后的插值位置坐标(CX、CY)并响应原型中心边缘P_CE和边界边缘信息R_BOD_INF生成不同类型的边缘图案EPX和EPY。边界边缘信息R_BOD_INF指示已根据旋转角度ROT_ANG旋转的边缘。每一边缘图案EPX和EPY可以是例如单个、成对的或周期的水平、垂直或对角边缘，下面将对其说明。边缘图案EPX和EPY被施加到图1的滤波系数生成器140。

响应原型中心边缘P_CE，靠近边缘插值系数计算器46对来自坐标变换器42的变换的插值位置坐标(CX、CY)以及来自滤波系数生成器140的一维非线性插值滤波系数TX和TY执行操作，并依据操作的结果，生成靠近边缘两维非线性插值系数WNW、WNE、WSW和WSE。

坐标再旋转单元48将靠近边缘两维非线性插值系数WNW、WNE、WSW和WSE再旋转旋转角度ROT_ANG。换句话说，原始插值位置旋转了旋转角度ROT_ANG，因此插值位置坐标被变换。变换的插值位置按与原先旋转相反的方向旋转一旋转角度使得原始插值位置被恢复。将边缘两维非线性插值系数WNW、WNE、WSW和WSE再旋转旋转角度ROT_ANG产生最终的两维非线性插值系数W_NW、W_NE、W_SW和W_SE。

使用这种操作，按照本发明的两维非线性插值系数W_NW、W_NE、W_SW和W_SE被生成。

图5A至5F是说明由图4的原型中心边缘和旋转角度确定器40生成的原型中心边缘P_CE和旋转角度ROT_ANG的图。参照图5A至5F，原型中心边缘P_CE包括6种类型，即拐角型、垂直型、直线、十字交叉、半线和对角型。每种原型中心边缘P_CE能够用3位表示，并且旋转角度ROT_ANG能够用2位表示。

首先，将参照图5A对原型中心边缘中的拐角型进行描述。拐角型边缘由数字值001表示。在图5A的最左端的类型a1表示拐角型的原型中心边缘。原型中心边缘a1的旋转角度被认为为0°。原型中心边缘a1由8位数字值1100_0000表示。当图5A的其它的中心边缘a2、a3和a4被分别旋转90°、180°和270°时，得到拐角型的原型中心边缘a1。在图5A中中心边缘a2、a3和a4分别由数字值1100_0000、0011_0000、0110_0000表示。

图5B表示垂直型原型中心边缘。垂直型边缘由数字值010表示。在图5B的最左端的类型b1表示垂直型的原型中心边缘。原型中心边缘b1由8位数字值1100_0000表示。原型中心边缘b1的旋转角度被认为为0°。当图5B的其它的中心边缘b2、b3和b4被分别旋转90°、180°和270°时，得到垂直型的原型中心边缘b1。在图5B中中心边缘b2、b3和b4分别由8位数字值1101_0000、1011_0000、0111_0000表示。

图5C表示直线的原型中心边缘。直线边缘由数字值011表示。在图5C的最左端的类型c1表示直线的原型中心边缘。原型中心边缘c1由8位数字值1010_0000表示。原型中心边缘c1的旋转角度被认为为0°。当图5C的其它的中心边缘c2被旋转90°时，得到直线的原型中心边缘c1。中心边缘c2由8位数字值0101_0000表示。对直线型来说，只有具有0°和90°的两种边缘。

图5D表示十字交叉的原型中心边缘d1。十字交叉边缘由3位数字值100表示。十字交叉仅由一个中心边缘表示。换句话说，在十字交叉的情况下，没有旋转角度。十字交叉原型中心边缘由8位数字值1111_0000表示。

图5E表示半线原型中心边缘。半线边缘由数字值010表示。在图5E的最左端的类型e1表示半线的原型中心边缘。原型中心边缘e1由8位数字值1000_0000表示。原型中心边缘e1的旋转角度被认为为0°。当图5E的其它的中心边缘e2、e3和e4被分别旋转90°、180°和270°时，得到半线的原型中心边缘e1。在图5E中中心边缘e2、e3和e4分别由8位数字值0001_0000、0010_0000、0100_0000表示。

图5F表示对角型原型中心边缘。对角型边缘由数字值110表示。在图5F的最左端的类型f1表示对角型的原型中心边缘。原型中心边缘f1由8位数字值0000_1000表示。原型中心边缘f1的旋转角度被认为为0°。当图5F的其它的中心边缘f2、f3和f4被分别旋转90°、180°和270°时，得到对角型的原型中心边缘f1。在图5F中中心边缘f2、f3和f4分别由8位数字值0000_0001、0000_0010、0000_0100表示。图5F中的2个对角边缘f5和f6表示成对的边缘。换句话说，对角边缘f5的旋转角度依据在x轴和y轴的插值位置的坐标变化。当x＋y超过1时，旋转角度为180°。当x＋y为1或小于1时，旋转角度为0°。对角边缘f5由数字值0000_1010表示。这里，认为在对角边缘f5的右侧的外对角线为边界边缘。对于对角边缘f6，当x＜y时，旋转角度为270°，当x≥y时，旋转角度为90°。对角边缘f6由数字值0000_0101表示。

参照图5A至5F，根据上述的6个原型中心边缘依据边界边缘存在或不存在确定单个、成对的或周期的边缘类型。换句话说，当边界边缘不存在，单个边缘类型被确定作为中心边界类型。当边界边缘仅存在于原型中心边缘的一侧，成对的边缘类型被确定作为沿该侧方向的中心边缘类型。当边界边缘存在于原型中心边缘的两侧，周期的边缘被确定作为中心边缘类型。

图6A至6B是说明图4的坐标变换器42的操作的图。图6A表示变换前的插值位置(KX、KY)，图6B表示根据旋转角度ROT_ANG变换后得到的插值位置(CX、CY)。当对原型中心边缘旋转角度被确定时，原始的插值位置与坐标轴一起被变换。

在图6A中，假设原始插值位置(KX、KY)为(x、y)，并且变换的插值位置(CX、CY)为(x′、y′)。图6A的坐标(x、y)经过变换步骤并最终变换为如图6B所示的(x′、y′)。当旋转角度为90°时，发生这种如图6A和6B所示的坐标变换。换句话说，坐标(x、y)被变换为(X、Y)，并且(X、Y)被变换为(X′、Y′)。(X′、Y′)被变换为(x′、y′)。这里，X＝x－0.5，Y＝y－0.5。假设x和y轴的每一个的长度的最大值为1。从下面的方程式中得到X′和Y′。 $\left[\begin{array}{c}{X}^{\′}\\ Y^{\′}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}\cos \mathrm{\θ}-\sin \mathrm{\θ}\\ \sin \mathrm{\θ}\cos \mathrm{\θ}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}X\\ Y\end{array}\right]---\left(1\right)$

方程式(1)可以被整理为方程式(2)，并且可以得到变换的插值位置的坐标值X′和Y′。

x′＝X′＋0.5＝(cosθX－sinθY)＋0.5＝cosθx－sinθy＋(sinθ－cosθ＋1)*0.5

y′＝Y′＋0.5＝(sinθX＋conθY)＋0.5＝sinθx＋cosθy＋(1－sinθ－cosθ)*0.5                         (2)

如上所述，从方程式(2)可以得到坐标(x′、y′)。因此，响应旋转角度的坐标变换可以如表1所示排列。表1

如表1所示，在本发明中坐标轴也根据旋转角度ROT_ANG移动，使得在通常的坐标变换中由90°变换得到的坐标和由270°变换得到的坐标被切换。

图7是表示图4的靠近边缘系数生成器120的边缘图案确定器44的详细的方框图。参照图7，边缘图案确定器44被实现作为多路复用器(MUX)70。

MUX70接收边界边缘信息R_BOD_INF作为输入信号，接收原型中心边缘P_CE和变换后的插值位置(CX、CY)作为选择信号，并确定边缘图案EPX和EPY。这里，边界边缘信息R_BOD_INF能够用8位表示。如前面所述，原型中心边缘P_CE用3位表示。在图7中，假设变换后的插值位置(CX、CY)用6位表示。MUX70的输出包括左边界边缘L_BDR和右边界边缘R_BDR对，以及上边界边缘A_BDR和下边界边缘B_BDR对，并且每一对用2位表示。指示对角边缘D_EDGE的一位被加到右和左边缘的水平对，使得3位边缘图案EPX被生成。因此，沿对角方向的边缘图案和沿水平方向的边缘图案可以被同时表示。当在3位中的最高有效位为1时，边缘图案EPX为对角边缘，并且当最高有效位为0时，边缘图案EPX为水平边缘。当边缘图案EPX的剩余位为00时，边缘图案EPX为单个边缘。当边缘图案EPX的剩余位为01时，边缘图案EPX为成对右边缘。当剩余位为10时，边缘图案EPX为成对左边缘。当剩余位为11时，边缘图案EPX为周期边缘。沿垂直方向的边缘图案EPY是Y轴的坐标，并且能够用2位表示。以应用到的边缘图案EPX同样的方式，当这2位为00时，边缘图案EPY为单个边缘。当这2位为10或01时，边缘图案EPY为成对上或下边缘。当这2位为11时，边缘图案EPY为周期边缘。

图8是表示图4的靠近边缘插值系数计算器46的详细的方框图。参照图4，靠近边缘插值系数计算器46包括MUX 80和乘法器82、84、86和88。

MUX80接收从滤波系数生成器140输出的一维非线性插值滤波系数TX和TY，从坐标变换器42输出的变换后的插值位置(CX、CY)，通过用1减每一坐标CX、CY、TX和TY得到的值C_CX、C_CY、C_TX和C_TY，以及来自乘法器82输出的靠近边缘两维插值系数WNW。在图8中，C_TX、C_TY、C_CX和C_CY分别指示1_TX、1_TY、1_CX和1_CY。TX、TY、C_CX和C_CY的每一个值用10位来表示。CX、CY、C_CX和C_CY的每一个值用6位来表示。MUX80接收3位原型中心边缘P_CE作为选择信号，并响应3位原型中心边缘P_CE选择性地输出上述输出。这里，在此例中，MUX80的每一数据输出用10位表示。换句话说，信号的6位外的剩余位用0填使得每一输出数据能够用相同位数来表示。

更具体地说，乘法器82用TX乘以TY或C_CY，并仅取乘积的20位结果的上10位，由此生成第一靠近边缘两维非线性插值系数WNW。乘法器84用第一靠近边缘两维非线性插值系数WNW或值C_TX乘以TY或C_CY，并仅取乘积的20位结果的上10位，由此生成第二靠近边缘两维非线性插值系数WNE。乘法器86用第一靠近边缘两维非线性插值系数WNW、TX或值C_CX乘以C_TY或CY，并仅取乘积的20位结果的上10位，由此生成第三靠近边缘两维非线性插值系数WSW。乘法器88用第一靠近边缘两维非线性插值系数WNW、CX或值C_TX乘以(CX＋CY－1)、CY或C_TY，并仅取乘积的20位结果的上10位，由此生成第四靠近边缘两维非线性插值系数WSE。通过上述操作生成的靠近边缘两维非线性插值系数WNW、WNE、WSW和WSE是两维插值系数。其坐标值再旋转一个旋转角度，从而输出作为最终的两维非线性插值系数W_NW、W_NE、W_SW和W_SE。

参照图9A至9F对生成靠近边缘两维非线性插值系数WNW、WNE、WSW和WSE的过程进行详细描述。图9A表示相对于拐角型原型中心边缘生成靠近边缘两维非线性插值系数WNW、WNE、WSW和WSE的计算过程。如图9A所示，所有方向中的四个相邻的像素分别用NW、SW、NE和SE表示。考虑像素的当前位置设定的水平坐标和垂直坐标分别用CX和CY表示。这些坐标(CX、CY)为变换后的插值位置的坐标。这里，作为由坐标CX和CY指定的参数的任意插值位置Z可以表示为方程式(3)。

Z＝(SW－SE)(C_CX)＋(NE－SE)*C_CY＋SE    (3)

参照表示拐角型原型中心边缘情况的图9A，从TX*TY获得系数WNW。根据方程(3)，任意的插值位置Z也可以表示为方程式(4)。

W＝WNW*NW＋(1－WNW)*Z

＝WNW*NW＋(1－WNW)*「(C_CX)*SW＋(C_CY)*NE＋(CX＋CY－1)*SE 」(4)

因此，可以从方程式(4)得到加权W，即靠近边缘两维非线性系数WNW、WNE、WSW和WSE，插值位置Z的外围像素NW、SW、NE和SE与该加权相乘。这里，WNE从(1-WNW)*C_CY得到，WSW从(1-WNW)*C_CX得到，WSE从(1-WNW)*(CX＋CY－1)得到。

图9B至9F表示相对于原型中心边缘而不是拐角原型中心边缘计算靠近边缘两维非线性系数的过程。在图9B至9F中，假设各个系数x和y的判定函数是独立的。与图9A的拐角原型中心边缘相比，在图9E所示的半线的原型中心边缘的情况下，关于位置A和B的信息可以表示为方程式(5)

A＝TX*NW＋(1－TX)*NE

B＝C_CX*SW＋CX*SE                          (5)

因此，插值位置Z作为考虑了位置A和B设定的参数可以表示为方程式(6)。

Z＝CY*C_CX*SW＋CY*CX*SE＋C_CX*TX*NW＋C_CY*C_TX*NE    (6)

在如图9F所示的对角原型中心边缘的情况下，确定CX和CY的和是否超过1，并且依据确定的结果计算系数WNW、WNE、WSW和WSE。例如，当CX和CY的和超过1时，系数WNW被设为0。当该和没超过1时，系数WNW被设为T(X＋Y)。剩余的系数如图9F所示进行计算。

图10是表示图1的滤波系数生成器140的详细的方框图。滤波系数生成器140包括控制器900、缩放比率选择器910、模式选择器920、子程序处理器970、ROM MUX940、算术逻辑单元(ALU)930、存储器块950、随机存取存储器(RAM)MUX960和ALU MUX980。为了描述清楚起见，查阅表150与系数生成器140一起表示。

参照图10，控制器900响应复位信号RESET复位，并根据由用户选择的缩放比率U_RAT控制如对子程序的处理和存储器块950的操作的总体处理。

当执行缩放功能时，缩放比率选择器910响应水平输入大小HINPEL、水平输出大小HOUTPEL、垂直输入大小VINPEL、垂直输出大小VOUTPEL和由用户输入的缩放比率U_RAT设定用于放大屏幕的缩放比率。

模式选择器920在控制器900的控制下响应从外部施加的视频模式选择信号确定视频输出模式。视频模式选择信号为RGB信息RGB、肖像模式信息PORTRIT和边缘信息EDGE。在本发明中，依据边缘线性EDGE选择非线性插值或线性插值。

当执行放大屏幕的缩放功能时，子程序处理器970依据边缘信息EDGE确定是否处理与线性插值有关的子程序或与非线性插值有关的子程序。子程序处理器970也调用对应于确定结果的子程序并对其进行处理。对这些操作，子程序处理器970包括子程序调用程序972、线性系数计算子程序974、非线性边缘计算子程序976和非线性变量计算子程序978。

更具体地说，子程序调用程序972根据从外部施加的边缘信息EDGE以及由模式选择器920选择的视频输出模式调用相应的子程序。例如，将对边缘信息不存在的部分执行线性插值，因此执行线性系数计算子程序974。线性系数计算子程序974是用于计算信息插值所需要的滤波系数的程序，并用一维系数从查阅表150载入。子程序调用程序972对视频信号中的边缘部分调用并操作非线性边缘计算子程序976以及非线性变量计算子程序978。这里，非线性边缘计算子程序976使用存储在查阅表150中的一维滤波线性计算像素中的边缘。非线性变量计算子程序978依据在非线性插值中的缩放比率计算需要的变量。如果需要，非线性变量计算子程序978使用存储在查阅表150中的一维滤波系数。如上所述，子程序974、976和978中的每一个使用ALU930至ALU MUX980执行算术和逻辑操作。

参照图10，查阅表150由2个ROM构成，一个为系数ROM152，一个为视窗ROM154。系数ROM152存储一维滤波系数，视窗ROM154存储视窗系数。这里，滤波系数和视窗系数通过ROM MUX940可以施加到子程序处理器970或存储器块950。

子程序处理器970的操作的结果被存储在存储器块950中。存储器块950包括第一RAM952和第二RAM954。第一RAM952存储依据线性插值期间的缩放比率所计算的滤波插值系数。如上所述，在线性插值的情况下，插值系数依据由用户选择的缩放比率变化。变化的系数被存储在第一RAM952中。第二RAM954存储根据非线性插值期间的滤波类型、缩放比率或边缘类型计算的一维滤波插值系数。这里，一维滤波插值系数可以由sinc函数或三次样条函数(cubic spline function)计算。

为了视频信号的同步，RAM MUX960从外部接收水平和垂直同步信号HSYNC和VSYNC，并传送到存储器块950与水平信号同步。RAM MUX960也接收作为地址的水平和垂直地址HADDR和VADDR、由图4的坐标变换器42生成的变换后的插值位置值CX和CY以及从图4的边缘图案确定器44输出的边缘图案EPX和EPY，并将其传送到存储器块950。水平和垂直地址HADDR和VADDR被施加到第一RAM952作为线性插值的地址。例如，每一个水平和垂直地址HADDR和VADDR的大小可以是5位。这里，第一RAM952响应水平和垂直地址HADDR和VADDR输出一维线性插值系数H_CO和V_CO。第二RAM954接收变换后的插值位置值CX和CY以及边缘图案EPX和EPY作为地址，并生成一维非线性插值滤波系数TX和TY或C_TX和C_TY。

图11是表示按照本发明的实施例的两维非线性插值方法的流程图。下面参照图1至11对按照本发明的实施例的两维非线性插值方法进行详细描述。

在步骤200，图1的边缘检测器100从视频信号检测边缘信息。在步骤220，检测的边缘信息被输入到边缘方向修改器110，并被修改为边界边缘和中心边缘。如上所述，中心边缘包括水平、垂直和对角分量。

在步骤240，靠近边缘系数生成器120响应被修改的边缘线性MOD_EDG和一维非线性插值滤波系数TX和TY生成两维非线性插值系数W_NW、W_NE、W_SW和W_SE。更具体地说，在步骤241，在靠近边缘系数生成器120中的原型中心边缘和旋转角度确定器40根据被修改的边缘信息MOD_EDG确定原型中心边缘P_CE和对应于原型中心边缘P_CE的旋转角度ROT_ANG。在步骤242中，坐标变换器42根据确定的旋转角度ROT_ANG变换当前插值位置的坐标(KX、KY)。这里，得到变换后的插值位置的坐标(CX、CY)。

在步骤243，边缘图案确定器44响应原型中心边缘P_CE和边界边缘信息R_BOD_INF生成不同类型的边缘图案EPX和EPY。在步骤244，滤波系数生成器140响应边缘图案EPX和EPY、变换后的插值位置的坐标(CX、CY)和预定的一维滤波系数，生成一维非线性插值滤波系数TX和TY。在步骤245，靠近边缘插值系数计算器46响应原型中心边缘P_CE、变换后的插值位置的坐标(CX、CY)和一维非线性插值滤波系数TX和TY，生成靠近边缘两维非线性插值系数WNW、WNE、WSW和WSE。在步骤246，坐标再旋转单元48将靠近边缘两维非线性插值系数WNW、WNE、WSW和WSE再旋转该旋转角度，并生成最终的两维非线性插值系数W_NW、W_NE、W_SW和W_SE。

在步骤280，非线性插值单元130用插值位置的4个相邻像素分别乘以最终的两维非线性插值系数W_NW、W_NE、W_SW和W_SE，由此非线性地插值靠近边缘的视频信号。

通过这种操作，按照本发明的两维非线性视频插值系统执行视频插值。换句话说，在本发明中，考虑了8个方向对包括边缘的图像的部分执行插值，即，上、下、右、左和对角方向，由此实现靠近边缘的最优插值。

下面参照附图对按照本发明的两维混合插值系统进行描述。

图12是表示按照应用了图1的两维非线性插值系统的实施例的两维混合插值系统的方框图。按照本发明的两维混合插值系统包括边缘检测和非线性插值系数生成单元330、线性插值单元300、非线性插值单元310和MUX320。图12中的边缘检测和非线性插值系数生成单元330和非线性插值单元310构成图1的两维非线性插值系统。因此，边缘检测和非线性插值系数生成单元330的部件用与图1的相同的标号表示。

参照图12，边缘检测和非线性插值系数生成单元330从输入的视频信号检测像素中的边缘信息，并根据检测的边缘信息得到两维非线性插值系数W_NW、W_NE、W_SW和W_SE。边缘检测和非线性插值系数生成单元330生成指示在被插值的像素周围的多个相邻像素中边缘是否存在的边缘信号EDG。边缘检测和非线性插值系数生成单元330的部件在图1中已进行了详细描述，因此省去了对其的详细描述。

线性插值单元300使用要被插值的像素周围的n*n像素执行n路(tap)两维线性插值。例如，线性插值单元300使用垂直线性插值系数Cv1-Cvn在垂直方向执行线性插值。接着，线性插值单元300使用水平线性插值系数Ch1-Chn在水平方向执行线性插值，由此最终线性地输出被插值的像素。

非线性插值单元310用被插值的像素周围的4个相邻的像素分别乘以两维非线性插值系数W_NW、W_NE、W_SW和W_SE，由此对被插值的像素执行非线性插值。参照图1提供了对其详细的描述。

MUX320响应由边缘检测和非线性插值系数生成单元330生成的边缘信息选择由线性插值单元300生成的被线性插值的像素或由非线性插值单元310生成的被非线性插值的像素。换句话说，当靠近被插值的像素边缘存在时，MUX320选择被非线性插值的像素，当靠近被插值的像素边缘不存在时，MUX选择被线性插值的像素，并输出所选择的像素到输出端子0UT。

如上所述，根据本发明提供的、用于改进边缘分辨率的两维混合插值系统响应边缘信号EDG使用线性插值单元300在图形边缘未被检测的区域执行两维线性插值，并根据边缘的类型使用非线性插值单元310在图形边缘被检测的区域执行非线性插值。因此，即使图像被放大，也能保持图形边缘的形状，由此防止了由于图像放大引起的图片质量降低。

图13是说明分别由图12的线性插值单元300和非线性插值单元310执行的两维线性插值和非线性插值的图。为了描述清楚起见，将参照图13对8路两维线性插值进行描述。

参照图13，在两维线性插值期间，在垂直方向使用被插值像素周围的8*8像素P11-P88执行线性插值，由此在垂直方向生成被插值的像素11-18。此后，在水平方向使用被垂直插值像素11-18执行线性插值，由此最终得到被线性地插值的像素1px。此外，在靠近边缘插值期间，即非线性插值，在被插值像素1px周围的4个像素P44、P54、P45和P55乘以两维非线性插值系数W_NW、W_NE、W_SW和W_SE，由此得到被非线性插值的像素1px。

图14是表示图12的线性插值单元300的方框图。参照图14，线性插值单元300包括垂直线性插值单元500和水平线性插值单元510。

参照图13和图14，垂直线性插值单元500使用垂直线性插值系数Cv1-Cvn对像素P11-P81、P12-P82、…、和P18-P88的8个独立的列执行垂直线性插值，由此生成被垂直地插值的像素11-18。水平线性插值单元510使用8个被垂直插值的像素11-18和水平线性插值系数Ch1-Ch8执行水平线性插值，由此最终得到被线性地插值的像素1px。水平线性插值单元510输出被线性地插值的像素1px到输出端子OUT。

图15是表示图14的垂直/水平线性插值单元500或510的方框图。参照图15，垂直/水平线性插值单元500或510包括垂直/水平边界处理器520、输入数据选择器530和插值单元540。

参照图15，当靠近被插值的像素屏幕的垂直/水平边界存在时，垂直/水平边界处理器520响应屏幕的垂直/水平边界信息V_BND/H_BND拷贝相邻垂直/水平边界的像素，并生成和输出用于线性插值的8个像素。

当在用于线性插值的像素中存在边缘时，输入数据选择器530响应垂直/水平边界信息V_BND/H_BND处理该像素。例如，在图13中，当像素14被插值并且在像素P44和P34之间存在边缘时，输入数据选择器530在像素14的垂直行不使用全部的8个像素P14-P84。换句话说，像素P14-P34未被使用，在像素P14-P34中由于在像素P44和P34之间的边缘图像快速地变化。而是相邻该边缘的像素P44被拷贝到像素P14-P34的位置，并且被拷贝的像素被用于线性插值。

插值单元540通过用从输入数据选择器530输出的8个像素乘以垂直/水平线性插值系数Cv1-Cv8/Ch1-Ch8执行线性插值，并输出线性插值的结果到输出端子OUT。

图16是表示图15的插值单元540的详细的电路图。参照图16，插值单元540包括8个乘法器542、544、…、和546以及加法器548。在图16中，被用于线性插值的8个像素P1-P8和8个垂直/水平线性插值系数Cv1-Cv8/Ch1-Ch8被分别输入到8个乘法器542-546。乘法器542-546的每一个将输入像素乘以输入插值系数，并输出相乘的结果到加法器548。加法器548对来自8个乘法器542-546的输出求和，并最终输出被垂直/水平插值的像素到输出端子OUT。

图17是表示按照另一实施例的两维混合插值系统的方框图。该两维混合插值系统包括边缘检测和非线性插值系数生成单元330、垂直线性插值单元600、第一MUX610、水平和靠近边缘插值单元620以及第二MUX630。在图7中边缘检测和非线性插值系数生成单元330与图12的相同，因此使用了相同的标号，并且省去了对其结构和操作的详细描述。

垂直线性插值单元600使用被插值像素周围的n*n像素和多个垂直线性插值系数Cv1-Cvn执行垂直线性插值。例如，参照图13，垂直线性插值单元600使用8*8像素P11-P88和垂直线性插值系数Cv1-Cvn执行垂直线性插值，并生成被垂直插值的像素11-18。

响应边缘信号EDG，第一MUX610选择从垂直线性插值单元600输出的被垂直插值的像素或在被插值像素周围的4个像素PNE、PNW、PSE和PSW，并输出所选择的像素。换句话说，当靠近被插值像素存在边缘时，第一MUX610选择并输出被插值像素周围的4个像素PNE、PNW、PSE和PSW。当不存在靠近被插值像素的边缘时，第一MUX610选择并输出从垂直线性插值单元600输出的被垂直插值的像素。

第二MUX630响应边缘信号EDG选择性地输出多个水平插值系数Ch1-Chn或两维非线性插值系数W_NW、W_NE、W_SW和W_SE。换句话说，当靠近被插值像素存在边缘时，第二MUX630选择并输出由边缘检测和非线性插值系数生成单元330生成的两维非线性插值系数W_NW、W_NE、W_SW和W_SE。另一方面，当靠近被插值像素不存在边缘时，第二MUX630选择并输出水平插值系数Ch1-Chn。

水平和靠近边缘插值单元620将由第一MUX610所选择并输出的像素乘以由第二MUX630所选择并输出的插值系数，并通过输出端子OUT输出被插值的像素。例如，当靠近被插值像素存在边缘时，水平和靠近边缘插值单元620接收被插值像素周围的4个像素PNE、PNW、PSE和PSW和多个两维非线性插值系数W_NW、W_NE、W_SW和W_SE，并执行非线性。另一方面，当靠近被插值像素不存在边缘时，水平和靠近边缘插值单元620接收从第一MUX610输出的被垂直插值的像素和水平插值系数Ch1-Chn，并执行水平线性插值。

如上所述，通过用用于插值的像素乘以各自的插值系数并将相乘的结果相加实现插值。换句话说，执行插值需要乘法器和加法器。在本发明的实施例中，插值所需的乘法器和加法器可以被共同用于水平线性插值和非线性插值，因此能够简化电路的结构。

图18是表示按照本发明的实施例的两维混合插值方法的流程图。参照图12和18，在步骤640，边缘检测和非线性插值系数生成单元330从通过输入端子IN输入的视频信号检测像素中的边缘信息，并根据预定边缘图案修改检测的边缘信息。

在步骤650，边缘检测和非线性插值系数生成单元330在被插值像素周围的多个像素中根据边缘的被修改的形状得到多个两维非线性插值系数。

在步骤660，确定是否在被插值像素周围的多个像素中存在边缘。当确定边缘不存在，在步骤670，使用被插值像素周围的n*n像素执行第n次线性插值。例如，如上所述，使用垂直线性插值系数Cv1-Cvn执行垂直线性插值，接着使用水平线性插值系数Ch1-Chn执行水平线性插值，因此最终被线性插值的像素被输出。

另一方面，当确定边缘存在时，在步骤680，在被插值像素周围的4个像素乘以两维非线性插值系数W_NW、W_NE、W_SW和W_SE，由此对靠近边缘的被插值像素执行非线性插值。

虽然未在图中被示出，但图18的步骤660至680可以进行如下修改。参照图17，在步骤650后，垂直线性插值单元600执行并生成n个被垂直插值的像素。此后，根据边缘信号EDG确定是否在被插值像素的周围的多个像素中存在边缘。当确定靠近被插值像素存在边缘时，水平和靠近边缘插值单元620用来自第一MUX610的4个像素PNE、PNW、PSE和PSW乘以来自第二MUX630的多个两维非线性插值系数W_NW、W_NE、W_SW和W_SE，由此对靠近边缘的被插值像素执行非线性插值。

另一方面，当确定靠近被插值像素不存在边缘时，水平和靠近边缘插值单元620用从第一MUX610输出的被垂直插值的系数乘以来自从第二MUX630的水平插值系数Ch1-Chn，由此对被插值像素执行水平线性插值。

如上所述，用按照本发明的两维混合插值系统和方法，依据靠近被插值的像素是否存在边缘有选择地执行线性插值或非线性插值。因此即使当包括图形图像和自然图像的视频图像被放大时，视频图像的分辨率也能够被保持，而不会使图形边缘恶化。

附图和说明书公开了优选实施例。这里，使用了专门的术语，但这些术语仅是用于对本发明进行说明，而不是为了限制含义或限制由后面的权利要求书所阐述的本发明的范围。

按照本发明，即使当使用非线性插值放大视频图像时，文本或图形图像的分辨率也能够被保持，而没有边缘的畸变和失真。此外，本发明仅在输入视频信号中对边缘被检测的部分执行两维非线性插值，并对边缘没有被检测的部分执行线性插值，使得依据视频信号的特性能够对包括图形和自然图像的视频图像执行有效的插值，而图形边缘不会恶化。

虽然参照优选实施例对本发明进行了特定的表示和描述，但本领域的技术人员应当理解，在不脱离由后附的权利要求限定的精神和范围内，可以在形式和细节上进行各种改变。

Claims (19)

1.一种插值系统，该系统包括：

边缘检测器，用于从通过输入端子施加的视频信号检测像素中的边缘信息；

边缘方向修改器，用于根据在插值位置的周围像素的中心点变换由边缘检测器检测的边缘信息并输出被修改的边缘信息；

靠近边缘系数生成器，用于根据被修改的边缘信息变换插值位置的坐标生成变换后的插值位置，生成对应于变换后的位置的边缘图案，并响应预定的一维非线性插值滤波系数生成多个两维插值系数；

滤波系数生成器，用于响应变换后的插值位置坐标，边缘图案和预定的一维滤波系数生成一维非线性插值滤波系数；和

非线性插值单元，用于用与外围像素相关的数据值乘以多个两维非线性插值系数执行非线性插值。

2.如权利要求1所述的插值系统，其中边缘方向修改器根据插值位置周围的4个像素的中心点生成包括中心边缘和边界边缘的被修改的边缘信息，所述中心边缘包括水平、垂直和对角分量。

3.如权利要求2所述的插值系统，其中靠近边缘系数生成器包括：

原型中心边缘和旋转角度确定器，用于接收被修改的边缘信息，并确定原型中心边缘，包括边缘形状的基准，和对应于原型中心边缘的旋转角度；

坐标变换器，用于根据旋转角度变换插值位置的坐标，并输出变换后的坐标作为变换后的插值位置；

边缘图案确定器，用于接收变换后的插值位置坐标并响应边界边缘和原型中心边缘生成不同类型的边缘图案；

靠近边缘插值系数计算器，用于响应原型中心边缘对变换后的插值位置和一维非线性插值滤波系数执行操作，并响应该操作的结果，生成第一至第四靠近边缘两维非线性插值系数；

坐标再旋转单元，用于将第一至第四靠近边缘两维非线性插值系数再旋转一个旋转角度，并输出再旋转的系数作为两维非线性插值系数。

4.如权利要求3所述的插值系统，其中依据中心边缘的形状由原型中心边缘和旋转角度确定器生成的原型中心边缘是拐角型边缘、垂直型边缘、直线边缘、十字交叉边缘、半线边缘和对角型边缘其中的一种，并且除十字交叉型外，5种类型中的每一种原型中心边缘可以使用角度0°、90°、180°和270°中的至少一个旋转角度来表示。

5.如权利要求3所述的插值系统，其中变换后的插值位置的坐标根据下述关系获得： $\left[\begin{array}{c}{X}^{\′}\\ Y^{\′}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}\cos \mathrm{\θ}-\sin \mathrm{\θ}\\ \sin \mathrm{\θ}\cos \mathrm{\θ}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}X\\ Y\end{array}\right]$

X＝x－0.5，Y＝Y－0.5

x′＝cosθx－sinθy＋(sinθ－cosθ＋1)*0.5

y′＝＝sinθx＋cosθy＋(1－sinθ－cosθ)*0.5其中，x和y是插值位置的坐标，x′和y′是变换后的插值位置的坐标，θ代表旋转角度。

6.如权利要求3所述的插值系统，其中边缘图案确定器依据根据旋转角度被旋转的边界边缘是否存在将边缘图案分为单个边缘图案、成对边缘图案和周期边缘图案。

7.如权利要求6所述的插值系统，其中边界图案确定器包括用于接收被旋的转边界边缘的位作为输入信号的乘法器，并响应指示原型中心边缘和被变换的插值位置的坐标的预定的数据的位选择性地输出被选择的边界边缘的位，在该乘法器的输出中通过将指示对角边缘的预定的位加到水平边界边缘输出水平和对角边缘图案，并在该乘法器的输出中输出垂直边界边缘作为垂直边界图案。

8.如权利要求6所述的插值系统，其中靠近边缘插值系数计算器包括：

多路复用器，用于接收一维非线性滤波插值系数的坐标、变换后的插值位置的坐标、作为多个输入的坐标和靠近边缘两维插值系数之一的余数、以及作为选择信号指示原型中心边缘的预定的位的数据；和

多个乘法器，用于合并多路复用器的输出，用合并后的输出互乘，并输出相乘的结果作为第一至第四靠近边缘两维非线性插值系数。

9.如权利要求1所述的插值系统，还包括存储一维滤波系数的查阅表。

10.一种对输入视频信号执行两维非线性插值的方法，该方法包括：

(a)从输入的视频信号检测边缘信息；

(b)修改检测的边缘信息以生成被修改的边缘信息；

(c)响应被修改的边缘信息和预定的一维非线性插值滤波系数，生成两维非线性插值系数；

(d)与当前插值位置周围的外围像素相关的数据值乘以两维非线性插值系数，由此对视频信号执行非线性插值。

11.如权利要求10所述的方法，其中步骤(c)包括：

(c1)接收被修改的边缘信息，在多个原型中心边缘中确定一个作为中心边缘类型，并对应所选择的原型中心边缘确定旋转角度；

(c2)根据旋转角度变换当前插值位置的坐标，并生成变换后的插值位置坐标；

(c3)响应变换后的插值位置坐标和被修改的边缘线性的边界边缘，生成多个边界边缘；

(c4)响应变换后的插值位置坐标、多个边缘图案和预定的一维滤波系数，生成一维非线性插值滤波系数；

(c5)响应原型中心边缘、变换后的插值位置坐标和一维非线性插值滤波系数，生成靠近边缘两维非线性插值系数；

(c6)将靠近边缘两维非线性插值系数再旋转该旋转角度并输出再旋转的结果作为两维非线性插值系数。

12.如权利要求11所述的方法，其中在步骤(c1)，依据中心边缘的形状原型中心边缘包括拐角型边缘、垂直型边缘、直线边缘、十字交叉边缘、半线边缘和对角型边缘其中的至少一种，并且除十字交叉型外，5种类型中的每一种原型中心边缘可以使用角度0°、90°、180°和270°中的至少一个旋转角度来表示。

13.如权利要求11所述的方法，其中在步骤(c3)生成边缘图案，该边缘图案依据被旋转该旋转角度的边界边缘是否存在被分为单个边缘图案、成对边缘图案和周期边缘图案。

14.如权利要求11所述的方法，其中在步骤(c5)包括子步骤：

(c51)选择性地输出一维非线性滤波插值系数的坐标、变换后的插值位置的坐标和作为垂直和水平值的该坐标的余数；和

(c52)合并有选择地输出的值，用合并后的值互乘，并输出相乘的结果作为靠近边缘两维非线性插值系数。

15.一种两维混合插值系统，该系统包括：

边缘检测和非线性插值系数生成单元，用于从通过输入端子输入的视频信号检测像素中的边缘信息，根据预定的边缘图案修改检测的边缘信息，根据在被插值的像素周围的多个相邻像素中被修改的边缘信息获得多个两维非线性插值系数，并在被插值的像素周围的多个相邻像素中生成指示边缘不存在或存在的边缘信号；

线性插值单元，用于用与被插值的像素周围的n*n像素相关的数据值乘以垂直插值系数和水平插值系数以执行线性插值；

非线性插值单元，用于用与多个相邻像素相关的数据值乘以多个两维非线性插值系数以执行靠近边缘的非线性插值；和

多路复用器，用于响应边缘信息从线性插值单元选择性地输出被插值的像素，或从非插值单元输出被插值的像素。

16.如权利要求15所述的两维混合插值系统，其中边缘检测和非线性插值系数生成单元包括：

边缘检测器，用于从视频信号检测像素中的边缘信息；

边缘方向修改器，用于根据在插值位置的周围的相邻像素的交点修改由边缘检测器检测的边缘信息并输出被修改的边缘信息；

边缘系数生成器，用于根据被修改的边缘信息变换插值位置的坐标生成变换后的插值位置，生成对应于变换后的位置的边缘图案，并响应预定的一维非线性插值滤波系数生成多个两维插值系数；和

滤波系数生成器，用于响应变换后的插值位置坐标，边缘图案和预定的一维滤波系数生成一维非线性插值滤波系数。

17.一种两维混合插值系统，该系统包括：

边缘检测和非线性插值系数生成单元，用于从通过输入端子输入的视频信号检测像素中的边缘信息，根据预定的边缘图案修改检测的边缘信息，根据在被插值的像素周围的多个相邻像素中被修改的边缘信息获得多个两维非线性插值系数，并在被插值的像素周围的多个相邻像素中生成指示边缘不存在或存在的边缘信号；

垂直插值单元，用于用与被插值的像素周围的n*n像素相关的数据值乘以多个垂直插值系数以执行垂直插值；

第一多路复用器，用于响应边缘信号从垂直线性插值单元选择性地输出被插值的像素或多个相邻像素；

第二多路复用器，用于响应边缘信号选择性地输出多个水平插值系数或多个两维非线性插值系数；和

水平和靠近边缘插值单元，用于用与从第一多路复用器选择性输出的像素相关的数据值乘以从第二多路复用器选择性输出的插值系数以执行水平插值或非靠近边缘的线性插值。

18.一种对输入视频信号执行两维混合插值的方法，该方法包括：

(a)从输入的视频信号中检测在被插值的像素周围的多个相邻像素中的边缘信息，并且将检测的边缘信息修改为预定的边缘图案；

(b)根据边缘图案获取多个两维非线性插值系数；

(c)确定在被插值的像素周围的多个像素中边缘是否存在；

(d)当在步骤(c)确定边缘不存在时，与被插值的像素周围的n*n像素相关的数据值乘以多个垂直插值系数和水平插值系数执行线性插值；和

(e)当在步骤(c)确定边缘存在时，与多个相邻像素相关的数据值乘以多个两维非线性插值系数以执行靠近边缘的非线性插值。

19.如权利要求18的方法，其中步骤(c)至(e)包括：

(f)用与被插值的像素周围的n*n像素相关的数据值乘以多个垂直插值系数以执行垂直线性插值并生成被垂直插值的像素；

(g)确定在多个相邻像素中是否存在边缘；

(h)当在步骤(g)确定边缘不存在时，与在步骤(f)中生成被垂直插值的像素相关的数据值乘以水平插值系数以执行水平线性插值；和

(i)当在步骤(g)确定边缘存在时，用与多个相邻像素相关的数据值乘以多个两维非线性插值系数以执行靠近边缘的非线性插值。

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