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近年来，随着信息技术、通讯技术、广播电视、多媒体技术的发展，多格式视频间的交互需求越来越旺盛，为视频扫描格式转换提供了广阔的市场前景。一方面，环保、轻薄的LCD、PDP、DLP等新型平板(FPD)显示器件逐渐取代CRT显示器件，成为显示设备的主流。FPD器件的共同特点是具有固定的显示格式(幅宽比、解析度)。这就需要将各种扫描格式的输入信号源重建为显示器件所能兼容的格式。另一方面，虽然数字电视的全面实施不可避免，但是传统模拟电视到高清晰度数字电视的过渡将是一个渐进的过程，此阶段大量视频格式并存，这就要求接收终端具有格式转换功能以兼容不同视频格式。所有这些技术的发展和市场要求的提高，都依赖于更多更先进的视频扫描格式转换技术。开发高性能、低成本、易于ASIC实现的视频扫描格式转换算法是视频后处理的核心内容。
本论文的主要研究目的是采用大规模集成电路的设计技术和方法，对输入的各种数据信号(包括PAL、NTSC制式的模拟电视信号、数字电视信号、计算机图像信号)进行扫描格式的转换，并提高重建图像的显示质量，以适应FPD的显示格式需求。对视频扫描格式转换的研究主要从去隔行技术、图像缩放技术、运动检测与估计技术、边缘检测技术等几个方面展开。
首先，论文综述了经典的和新兴的扫描格式转换算法及扫描格式转换的发展趋势，指出了当前算法中存在的问题。进而，结合视频信号的特征、人类视觉感知特性和实现复杂度提出了高性能的视频扫描格式转换新算法或改进方案。1)在去隔行技术的研究方面，提出了基于时空权重的小角度边缘和运动自适应去隔行算法及其VLSI设计。此算法能够自动融合场内插值和场合并的优点，电路实现简单，克服了传统算法对运动图像和小角度边缘插值等方面的缺陷和不足，取得比较理想的处理效果。2)图像的边缘对人类视觉系统(HVS)具有非常重要意义，这就需要对图像的边缘进行检测和相应的保护。论文在利用最大像素相关性得到边缘方向的基础上，增加对相邻像素的考虑，实现半像素精度，提高了边缘检测的精度，能检测最小角度为6°的边缘，边缘检测的最大精度为0.7°。这一边缘检测精度在现有文献报道中未见报道。在电路设计上，采用并行的自适应搜索半径方法减小了硬件的复杂度。3)运动自适应插值算法的性能严重依赖运动检测的准确性。本文设计了两种运动检测算法：同极性场间基于时空像素灰度梯度的运动检测和基于同极性场匹配块的运动检测，并采取两方面措施增强运动检测的鲁棒性：一方面，利用四个周极性场的检测来减少对快速运动的漏检；另一方面，采用数学形态学滤波处理消除噪声影响，提高运动检测的精度。4)运动补偿插值的核心是运动估计技术。论文提出了基于初始搜索点预测的无限制中心倾向菱形搜索运动估计算法，在保持了传统快速块匹配法快速实时优点的同时，可以得到更加精确平滑的运动矢量场，提高了运动估计的精度。5)在图像缩放研究方面，针对传统插值缩放算法对边缘区域的处理效果不佳、向下缩放时容易出现频谱混叠和无法真正实现无级缩放等不足，本论文提出了边缘自适应的四点分段抛物线图像缩放算法及其VLSI设计。该算法不但弥补了传统算法中存在的不足，支持最大分辨率达到QXGA(2048×1536)，而且通过在图像的不同区域产生不同的缩放系数的非线性缩放实现了16:9和4:3幅型比的转换。在VLSI的设计中，采用Farrow结构提高缩放过程的处理速度和降低硬件复杂度，只需要2个乘法器、9个加法器和5个延时寄存器，表现出很好的性能。最后，对论文的工作进行了总结，并对今后的工作方向提出了设想和展望。
目前，以上这些主要算法和VLSI电路已形成36项国家发明专利，其中，图像缩放方法被评为“2006年国家信息产业重大技术发明”。而且，这些技术已经被应用到基于中芯国际0.18μm CMOS工艺的数字视频扫描格式转换芯片中，并得到了大批量的市场应用。这款芯片的成功发布获“2005年获中国电子学会电子信息科学技术奖二等奖”。