專利名稱：一種圖像信號變換模式及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是電視圖像信號處理，具體地說，是將輸入的模擬電視圖像信號進行變換的一種裝置及變換模式，可實現(xiàn)更高質(zhì)量的圖像重現(xiàn)。
目前廣泛應用于家庭收看電視廣播節(jié)目的傳統(tǒng)模擬電視信號，主要有NTSC、PAL、SECEAM等三種制式。這三種制式從掃描格式來分，還可分為525行60場隔行掃描以及625行50場隔行掃描兩種方式，國內(nèi)電視制式采用的PAL制式，就是625行50場隔行掃描方式。
PAL制式50場隔行掃描的模擬電視機，每秒屏幕顯示25幀畫面，接近人體視覺低限，這樣屏幕顯示存在著嚴重的畫面閃爍。觀看電視節(jié)目，會造成眼睛的疲勞，尤其在圖像畫面出現(xiàn)大畫面和高亮度時，其閃爍更為明顯，對眼睛有一定的傷害；NTSC制式60場的模擬電視，其場頻率有所提高，改善了50場模擬電視機的大面積畫面閃爍情況，但因其行掃描線僅525行，使畫面垂直清晰度較差。
市場上推出的100Hz彩電，即將50場隔行掃描的電視圖像信號變換為100場隔行掃描的電視顯示信號，使每秒屏幕顯示50幀畫面，消除了大面積的畫面閃爍。由于場數(shù)的提高，其行掃描頻率(行頻=行數(shù)×1/2場數(shù))提高到31.25kHz，對顯像管的編轉線圈、行及場掃描電路、電源電路、小信號處理電路等都提出了更高的要求，使成本明顯提高，因此，100Hz彩電未能在短期內(nèi)迅速得到普及。
近來，彩電技術提出的一種技術解決方案，采用數(shù)字視頻處理模塊，使電視機在接收普通模擬電視信號時，能較好地還原電視信號的圖像質(zhì)量，使模擬電視信號得到了更完美的圖像重現(xiàn)。
基于數(shù)字視頻模塊的數(shù)字處理電視(DPTV)對模擬電視信號應用的方框圖見附

圖1所示。
射頻調(diào)諧器1將調(diào)諧的模擬電視射頻信號變換成模擬電視中頻信號送到中放解調(diào)器2；中放解調(diào)器2將模擬電視中頻信號解調(diào)后得到的模擬電視圖像視頻信號送入數(shù)字視頻處理模塊3；數(shù)字視頻處理模塊3對接入的模擬電視圖像信號進行數(shù)字處理，將PAL制模擬電視圖像信號的場頻率提高，直至75Hz，并將隔行掃描信號變?yōu)橹鹦袙呙栊盘?，再將變換后的視頻顯示信號送到視頻放大器4，同時數(shù)字視頻處理模塊3，還由內(nèi)部時鐘鎖相環(huán)產(chǎn)生相應的行、場同步信號，送入數(shù)字行、場同步處理器6；數(shù)字視頻處理模塊3帶有存儲器，用于數(shù)字視頻處理模塊3在模擬電視圖像信號變換過程中的幀圖像信號緩存器，使數(shù)字視頻處理模塊3可根據(jù)存貯的幀圖像信號產(chǎn)生必要的插入幀圖像信號，實現(xiàn)電視圖像信號的場頻提高；視頻放大器4將數(shù)字視頻處理模塊3送來的變換后的視頻顯示信號放大后，送到顯像管5進行圖像重現(xiàn)；數(shù)字行、場同步處理器6根據(jù)數(shù)字視頻處理模塊3送來的同步信號進行行、場驅動信號的同步，為行、場輸出電路7提供行、場驅動信號；行、場輸出電路7將接入的行、場驅動信號放大輸出至顯像管5，保證其實現(xiàn)正確的偏轉；微處理器8控制信號處理的全過程，經(jīng)由I2C總線的連接，可對射頻調(diào)諧器1實現(xiàn)調(diào)諧控制，可對中放解調(diào)器2實現(xiàn)制式的控制，可對數(shù)字行、場同步處理器6實現(xiàn)行、場驅動信號的控制，經(jīng)I2C總線及并行數(shù)據(jù)線與數(shù)字視頻處理模塊3的連接，可對數(shù)字視頻處理模塊3設定模擬電視信號的處理參數(shù)，微處理器8將模擬電視頻道的控制參數(shù)等存入電可擦寫只讀存儲器9中，以保證下次選擇該頻道電視節(jié)目時，維持原先的控制效果。
在數(shù)字視頻處理模塊的典型應用中，將來自模擬電視圖像信號的場頻提高至75Hz，并將隔行掃描變?yōu)橹鹦袙呙瑁粌H使得節(jié)目顯示畫面的質(zhì)量有較大的提高，同時也消除了大面積閃爍和行間閃爍的問題。當然，這是需要成本提高方能獲得的效果，其涉及成本方面的問題，與100Hz彩電類似。
數(shù)字視頻處理模塊的工作類型及工作方式，是根據(jù)其所具有的各工作寄存器中所設定的數(shù)據(jù)所決定的。其既可工作在隔行掃描方式，也可工作于隔行掃描方式；既可處理PAL制彩色圖像信號，也可處理NTSC制彩色圖像信號，還可處理個人計算機送來的顯示信號；并且有可編程圖像無級放大、縮小或靜止顯示的功能，以及屏顯文字/圖形(OSD)和畫中畫(PIP)功能等。數(shù)字視頻處理模塊以其強大的數(shù)字處理功能，對接入的圖像信號或計算機顯示信號進行數(shù)字處理，轉換為精度更高的顯示信號，輸出給顯示裝置。顯示裝置為了更好地體現(xiàn)高精度顯示信號的重現(xiàn)性，就需配以相應的顯示編轉電路及器件。
PAL制50Hz的場頻，接近人的視覺效果的低限值，若將圖像畫面顯示的頻率適當提高，便可消除由于50Hz場頻造成的大面積的閃爍感。將50Hz的場頻進行倍頻而出現(xiàn)的100Hz場頻顯示的圖像畫面，理論上可以得到更穩(wěn)定的圖像，但實際上，場頻超過60Hz后，人眼的感覺并不那么明顯，這正是NTSC制的60Hz場頻所引起的大面積閃爍并不那么明顯的解釋。數(shù)字視頻處理模塊的場頻提升的低限是60Hz，因此，選擇60Hz作為提升后的場頻，可更好地利用傳統(tǒng)電視機的場電路。
在數(shù)字視頻處理模塊的典型應用中，將顯示畫面的隔行顯示變換為逐行顯示，就畫面的清晰度而言，并沒有提高，只是改善了掃描行之間的閃爍現(xiàn)象，但對所連接的行掃描電路提出了更嚴格的要求，必須對傳統(tǒng)電視機的行電路進行更新。逐行掃描對于近距離觀看圖像而言，很有必要，因為只有近距離觀看，才能感覺到行間閃爍，因此，逐行掃描在電腦顯示器上得到廣泛的應用。對電視機的使用，絕大多數(shù)情況是在相當?shù)木嚯x上觀看電視畫面，行間閃爍問題并不那么突出，若能維持隔行掃描的方式，將更好地利用傳統(tǒng)電視機的行電路。
利用數(shù)字視頻處理模塊，可提升電視顯示畫面質(zhì)量。本發(fā)明的思路是利用數(shù)字視頻處理模塊將模擬電視圖像信號變換為場頻為60Hz，掃描行數(shù)625行，行掃描維持隔行掃描方式不變，每秒顯示30幀圖像畫面的電視圖像畫面信號，此時的行頻為18750Hz，最大限度地利用傳統(tǒng)電視的成熟電路，使成本的提升帶來更高的質(zhì)量提升。
本發(fā)明采用數(shù)字視頻處理模塊，將PAL制的50Hz場頻、15625Hz行頻、隔行掃描方式、顯示精度為720×576的模擬電視信號，以及NTSC制的60Hz場頻、15750Hz行頻、隔行掃描方式、精度為720×480的模擬電視信號，變換為60Hz場頻，18750Hz行頻，隔行掃描方式，顯示精度為720×576的模擬電視畫面顯示信號，送入普通電視顯像管，最大限度地保留傳統(tǒng)電視成熟行、場輸出電路，使電視圖像的重現(xiàn)，比傳統(tǒng)電視有明顯的品質(zhì)提升。
圖1為應用數(shù)字視頻處理模塊進行模擬電視信號處理的電路方框圖。
圖2為本發(fā)明實施例的電路構成方框圖；以下結合本發(fā)明的實施例對本發(fā)明的思想作進一步地描述。
參見圖2。本發(fā)明涉及的視頻信號變換裝置由以下各部分構成數(shù)字視頻處理模塊1其信號輸入端可接入視頻圖像信號，并行數(shù)據(jù)接口及I2C總線端口與主控微處理器4的并行控制端口及I2C總線端相連，彩色信號輸出端的紅(R)、綠(G)、藍(B)端與視頻放大器的彩色信號輸入端相連，同步信號輸出端的水平同步信號(Hs)、垂直同步(Vs)端與數(shù)字行、場同步處理器3的同步信號輸入端相連，視頻放大器2、數(shù)字行、場同步處理器3的I2C總線端分別與主控微處理器4的I2C總線相連。
數(shù)字視頻處理模塊1有多路視頻信號輸入端，接入數(shù)字視頻處理模塊1的視頻圖像信號可以是電視接收機圖像解調(diào)電路輸出的電視視頻信號，也可以是放像機、VCD及DVD視盤機輸出的圖像視頻信號，視頻信號既可是PAL制的，也可是NTSC制的，還可以是MPEG-2數(shù)碼視頻。
主控微處理器4經(jīng)并行控制端向數(shù)字視頻處理模塊1傳送控制指令，控制數(shù)字視頻信號處理模塊1對輸入端接入的視頻信號進行選擇切換，數(shù)字視頻信號處理模塊1根據(jù)主控微處理器4的控制數(shù)據(jù)，對接入的不同制式、不同格式的視頻圖像進行不同的處理。
當輸入的圖像信號為50Hz場頻的PAL制信號時，由于數(shù)字視頻處理模塊1的圖像信號輸出固定為60Hz場頻，這意味著數(shù)字視頻處理模塊1每秒要額外地提供10場的圖像信號，即對輸入的每5場圖像信號需插入1場的圖像信號。數(shù)字視頻處理模塊1將接入的圖像信號進行模數(shù)變換后按圖像幀進行存儲，存入其幀圖像存儲器中，根據(jù)所存儲的多幀圖像數(shù)據(jù)，按運動補償?shù)臉藴仕惴ㄟM行插入場的圖像數(shù)據(jù)推算，得出插入場的圖像信號數(shù)據(jù)，并插入到輸入的圖像信號中，形成60場的圖像視頻紅(R)、綠(G)、藍(B)信號，輸出到視頻放大器2進行進一步地放大。
當輸入的圖像信號為60Hz場頻的NTSC制信號時，由于數(shù)字視頻處理模塊1的圖像信號輸出固定為625行，而輸入的信號僅為525行，這意味著數(shù)字視頻處理模塊1對每場的圖像要額外提供50行的圖像信號。數(shù)字視頻處理模塊1本身具有無級縮放功能，可對圖像畫面進行水平和垂直方向的縮放，經(jīng)數(shù)字視頻處理模塊將輸入圖像信號進行插入行處理后，具有插入行的圖像視頻紅(R)、綠(G)、藍(B)信號，輸出到視頻放大器3進行進一步地放大。
數(shù)字視頻處理模塊1內(nèi)部具有時鐘鎖相環(huán)，根據(jù)設定的參數(shù)，從同步信號輸出端Hs及Vs分別輸出18.750kHz的行同步信號和60Hz場同步信號至數(shù)字行場同步處理器3。
數(shù)字視頻處理模塊1內(nèi)部具有多種寄存器，主控微處理器4通過對其寄存器數(shù)據(jù)的設定，可設定數(shù)字視頻處理模塊1的掃描格式及工作模式。主控微處理器4通過與數(shù)字視頻處理模塊1的并行數(shù)據(jù)連接，將視頻信號的切換數(shù)據(jù)、數(shù)字視頻處理模塊1中各寄存器所需的數(shù)據(jù)送入數(shù)字視頻處理模塊1，使數(shù)字視頻處理模塊1在預定的掃描格式下工作，對多路視頻信號中的一路視頻信號進行處理，將該輸入信號變換為固定的60Hz場頻、18.750Hz行頻、隔行掃描的彩色視頻RGB信號后輸出，并輸出相應的行、場同步信號。
視頻放大器2接收來自數(shù)字視頻處理模塊1輸出的彩色視頻RGB信號，經(jīng)進一步放大后輸出至顯像管電路進行圖像再現(xiàn)。
數(shù)字行、場同步處理器3接收來自數(shù)字視頻處理模塊1輸出的行、場同步信號，并根據(jù)這些同步信號對數(shù)字行、場同步處理器3輸出的行掃描驅動信號HD、場掃描驅動信號VD進行同步。經(jīng)行、場同步的行、場掃描驅動信號輸出至相應的水平輸出電路和垂直輸出電路，經(jīng)放大后實現(xiàn)顯像管的掃描。
水平輸出電路和垂直輸出電路均可沿用傳統(tǒng)電視機的水平、垂直輸出電路的電路結構，僅在個別參數(shù)上作相應的調(diào)整即可實現(xiàn)正常的工作。
本發(fā)明所涉及的圖像信號處理裝置加電后，主控微處理器4將多路視頻圖像信號的選通信號送到數(shù)字視頻模塊1，數(shù)字視頻處理模塊對接入的視頻圖像信號進行類型判別，根據(jù)不同的圖像信號類型，如PAL制全電視圖像信號或NTSC制全電視圖像信號，或是從S端子送來的亮/色(Y/C)分離的圖像信號等，到對應的工作寄存器中讀取相應的處理數(shù)據(jù)，并以讀取出的處理數(shù)據(jù)所規(guī)定的工作方式、工作類型對接入的圖像信號進行不同的變換處理，或進行場增補，形成60Hz場頻的圖像信號，或進行增補，形成固定的18.750kHz行頻的圖像信號。對于各種不同類型的圖像輸入信號，均將其變換為固定在60Hz場頻、18.750kHz行頻，隔行掃描方式的圖像輸出信號，以紅(R)、綠(G)、藍(B)端口輸出到視頻放大器2。
視頻放大器2將數(shù)字視頻處理模塊1送來的紅/綠/藍(R/G/B)圖像信號進行放大，并可根據(jù)I2C總線上的數(shù)據(jù)，對圖像信號的亮度、對比度、放大增益等進行設定和調(diào)節(jié)。經(jīng)視頻放大器2放大的圖像信號輸出至顯像管電路供顯像管顯示。
數(shù)字行場同步處理器3具有一定范圍的水平同步頻率范圍和垂直同步頻率范圍，可根據(jù)從數(shù)字視頻處理模塊1送來的同步信號Hs的Vs，對內(nèi)部產(chǎn)生行、場驅動電路進行同步，輸出同步了的行、場驅動信號至行、場輸出電路，以實現(xiàn)顯像管正確的行、場偏轉。其I2C總線接口，可實現(xiàn)對屏幕顯示的圖像位置、圖像尺寸等進行設定。
綜上所述，本發(fā)明采用現(xiàn)有數(shù)字處理技術構成圖像信號變換處理裝置，并確定一種新的圖像信號模式，使得通過傳統(tǒng)電視顯示裝置也可得到更完美質(zhì)量的圖像得現(xiàn)。
權利要求
1.一種圖像信號變換模式，采用數(shù)字視頻處理模塊，對輸入的PAL制的50Hz場頻、15625Hz行頻、隔行掃描方式、顯示精度為720×576的模擬電視信號，或是NTSC制的60Hz場頻、15750Hz行頻、隔行掃描方式、精度為720×480的模擬電視信號，或是MPEG-2數(shù)碼視頻信號進行變換，其特征為對輸入的圖像視頻信號均變換為60Hz場頻、18750Hz行頻、隔行掃描方式、顯示精度為720×576的模擬電視畫面顯示信號，送入普通電視顯像管。
2.根據(jù)權利要求1所述的圖像信號變換裝置，其特征在于其包括數(shù)字視頻處理模塊1，視頻放大器2，數(shù)字行、場同步處理器3，主控微處理器4；數(shù)字視頻處理模塊1其信號輸入端可接入視頻圖像信號，并行數(shù)據(jù)接口及I2C總線端口與主控微處理器4的并行控制端口及I2C總線端相連，彩色信號輸出端的紅(R)、綠(G)、藍(B)端與視頻放大器的彩色信號輸入端相連，同步信號輸出端的水平同步信號(Hs)、垂直同步(Vs)端與數(shù)字行、場同步處理器3的同步信號輸入端相連，視頻放大器2、數(shù)字行、場同步處理器3的I2C總線端分別與主控微處理器4的I2C總線相連。
3.根據(jù)權利要求2所述的圖像信號變換裝置，其特征在于數(shù)字視頻處理模塊1有多路視頻信號輸入端，接入數(shù)字視頻處理模塊1的視頻圖像信號可以是電視接收機圖像解調(diào)電路輸出的電視視頻信號，也可以是放像機、VCD及DVD視盤機輸出的圖像視頻信號，視頻信號既可是PAL制的，也可是NTSC制的，或是MPEG-2數(shù)碼視頻。
全文摘要
一種圖像信號變換模式及裝置,采用數(shù)字視頻處理模塊,將PAL制的50Hz場頻,15625Hz行頻,隔行掃描方式,顯示精度為720×576的模擬電視信號,以及NTSC制的60Hz場頻,15750Hz行頻,隔行掃描方式,精度為720×480的模擬電視信號,變換為60Hz場頻,18750Hz行頻,隔行掃描方式,顯示精度為720×576的電視畫面顯示信號,送入普通電視顯像管,最大限度地保留傳統(tǒng)電視成熟行、場輸出電路,使電視圖像的重現(xiàn),比傳統(tǒng)電視有明顯的品質(zhì)提升。
文檔編號H04N7/01GK1288329SQ0011856
公開日2001年3月21日 申請日期2000年7月5日 優(yōu)先權日2000年7月5日
發(fā)明者蘇鐘人, 曾慶將, 張鷹, 包冰童 申請人:廈門華僑電子企業(yè)有限公司