專利名稱：幀轉(zhuǎn)換方法、幀轉(zhuǎn)換電路、以及電子攝影機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及捕獲并播放運(yùn)動(dòng)圖像的電子攝影機(jī)，且具體地涉及用于把全國(guó)電視系統(tǒng)委員會(huì)格式的幀轉(zhuǎn)換成為逐行倒相(PAL)格式的幀。
背景技術(shù)：
許多數(shù)字靜物攝影機(jī)包括用于查看將要捕獲的圖像和已經(jīng)捕獲的圖像的LCD取景器。此外，許多數(shù)字靜物攝影機(jī)包括視頻輸出端子，并可以在例如外部電視接收機(jī)上顯示圖像。
一類數(shù)字靜物攝影機(jī)除靜態(tài)圖像之外還可以捕獲運(yùn)動(dòng)圖像。在大多數(shù)情況下，這些數(shù)字靜物攝影機(jī)按考慮到用個(gè)人計(jì)算機(jī)觀看的NTSC格式(例如，見日本未審查的專利申請(qǐng)公布No.5-122663、8-172609、以及2001-313896)，以視頻圖形陣列(VGA)的尺寸，即寬640點(diǎn)和高480點(diǎn)，來捕獲運(yùn)動(dòng)圖像。
在視頻攝影機(jī)，即電視攝影機(jī)中，電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器捕獲圖像并在每個(gè)場(chǎng)周期輸出一次圖像數(shù)據(jù)，如圖6A的上部所示。然后處理圖像數(shù)據(jù)，并作為視頻信號(hào)從攝影機(jī)輸出，如圖6A的下部所示。
在圖6A和6B中，數(shù)字1、2、3、...是分配給各個(gè)特定的連續(xù)幀或場(chǎng)的序號(hào)。添加到場(chǎng)編號(hào)的后綴A表示該場(chǎng)是奇數(shù)場(chǎng)，后綴B表示該場(chǎng)是偶數(shù)場(chǎng)。實(shí)線箭頭表示奇數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)，而虛線箭頭表示偶數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)。在下文中，在其它圖中遵循相同的規(guī)則。
另一方面，數(shù)字靜物攝影機(jī)主要捕獲靜態(tài)圖像，并適宜地設(shè)計(jì)為用于捕獲靜態(tài)圖像。這樣，在數(shù)字靜物攝影機(jī)中，CCD圖像傳感器捕獲圖像并在每一個(gè)幀周期輸出一次圖像數(shù)據(jù)，如圖6B的上部所示。將一個(gè)幀的圖像數(shù)據(jù)分為由實(shí)線箭頭表示的奇數(shù)場(chǎng)的第一圖像數(shù)據(jù)分量、和由虛線箭頭表示的偶數(shù)場(chǎng)的第二圖像數(shù)據(jù)分量。將這些圖像數(shù)據(jù)分量作為視頻信號(hào)從攝影機(jī)輸出，如圖6B的下部所示。
上面的捕獲和輸出技術(shù)也用于捕獲運(yùn)動(dòng)圖像。因此，當(dāng)數(shù)字靜物攝影機(jī)捕獲運(yùn)動(dòng)圖像時(shí)，因?yàn)閿?shù)字靜物攝影機(jī)中捕獲圖像的間隔是視頻攝影機(jī)中捕獲圖像的間隔的兩倍，所以圖像的運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)(jerky)。
圖7示出了NTSC格式和PAL格式的同步頻率及頻率比率。因此，當(dāng)以NTSC格式捕獲(或者捕獲并記錄)運(yùn)動(dòng)圖像時(shí)，為了在PAL電視接收機(jī)上觀看，需要將NTSC格式的圖像數(shù)據(jù)的幀轉(zhuǎn)換成PAL格式的圖像數(shù)據(jù)的幀。
圖8和圖9示出了用于轉(zhuǎn)換幀的典型技術(shù)。圖8和9的上部示出了幀轉(zhuǎn)換之前的圖像數(shù)據(jù)。該圖像數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于例如從CCD圖像傳感器輸出或記錄的圖像數(shù)據(jù)。圖8和9的下部示出了幀轉(zhuǎn)換之后的PAL格式的圖像數(shù)據(jù)。該圖像數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于例如從攝影機(jī)輸出到外部電視接收機(jī)的視頻信號(hào)或者提供到內(nèi)置LCD監(jiān)視器的視頻信號(hào)。在接下來的描述中，僅描述了幀頻轉(zhuǎn)換，而省略了行頻轉(zhuǎn)換的描述。
在圖8的情況下，NTSC格式的第一幀到第三幀分別用于PAL格式的第一幀到第三幀。將NTSC格式的第四幀的奇數(shù)場(chǎng)用作PAL格式的第四幀的奇數(shù)場(chǎng)4A，并抽取出偶數(shù)場(chǎng)。將NTSC格式的第五幀用于PAL格式的第四幀的偶數(shù)場(chǎng)4B和第五幀的奇數(shù)場(chǎng)5A。
在抽取NTSC格式的部分場(chǎng)后，將NTSC格式的剩余場(chǎng)轉(zhuǎn)換成PAL格式的場(chǎng)，使得NTSC格式的幀頻與PAL格式的幀頻的比率最終為1200∶1001。
當(dāng)將NTSC格式的圖像數(shù)據(jù)的每1200幀抽取到1001幀時(shí)，因?yàn)閷⒁槿〉膱?chǎng)的位置隨時(shí)間的消逝而轉(zhuǎn)變，所以抽取的次序是復(fù)雜的。因此，當(dāng)在中央處理單元(CPU)的控制下執(zhí)行抽取時(shí)，存在相當(dāng)大的軟件負(fù)擔(dān)。
因此，已經(jīng)構(gòu)思了如圖9所示的下述技術(shù)每1/30秒從例如CCD圖像傳感器或者記錄介質(zhì)取回(retrieve)每幀圖像數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換成PAL格式。在這種情況下，輸入圖像數(shù)據(jù)的幀頻和PAL格式的幀頻的比率如下30Hz∶25Hz＝6∶5因此，如圖9所示，可以通過每六幀抽取NTSC格式的一個(gè)幀而獲得PAL格式的圖像數(shù)據(jù)，從而使得能夠進(jìn)行容易的幀轉(zhuǎn)換。
然而，在這種幀轉(zhuǎn)換技術(shù)中，PAL格式的每五幀都發(fā)生不連續(xù)點(diǎn)，這阻止了平滑播放。而且，當(dāng)數(shù)字靜物攝影機(jī)捕獲運(yùn)動(dòng)圖像時(shí)，如上所述，與視頻攝影機(jī)的圖像運(yùn)動(dòng)相比，數(shù)字靜物攝影機(jī)的圖像運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)。因此，當(dāng)用如圖9所示的技術(shù)轉(zhuǎn)換這些運(yùn)動(dòng)圖像的幀時(shí)，圖像的運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)。而且，在一些情況下，數(shù)字靜物攝影機(jī)的LCD監(jiān)視器不能適應(yīng)于60Hz的同步頻率系統(tǒng)而不能顯示圖像。
本發(fā)明期望解決上面的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于轉(zhuǎn)換幀的方法，包括在第二幀周期的每一個(gè)奇數(shù)場(chǎng)周期和偶數(shù)場(chǎng)周期，從寫入了運(yùn)動(dòng)圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器中，分別取回一個(gè)第一幀周期的運(yùn)動(dòng)圖像數(shù)據(jù)中的奇數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)和偶數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)；以預(yù)定比率混合取回的奇數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)和其后取回的下一個(gè)奇數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)，以作為第二幀周期的奇數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)輸出；以預(yù)定比率混合取回的偶數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)和其后取回的下一個(gè)偶數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)，以作為第二幀周期的偶數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)輸出；對(duì)第二幀周期的每個(gè)場(chǎng)改變混合比率。
從而，即使在每一個(gè)第一幀周期產(chǎn)生原始圖像數(shù)據(jù)時(shí)，也通過內(nèi)插產(chǎn)生第二幀周期的場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)。因此，基于所產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)可以顯示平滑的運(yùn)動(dòng)圖像。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的方框圖；圖2示出了本發(fā)明；圖3示出了本發(fā)明；圖4是示出本發(fā)明的一部分的方框圖；圖5示出了本發(fā)明；圖6A和6B示出了本發(fā)明；圖7示出了本發(fā)明；圖8示出了本發(fā)明；圖9示出了本發(fā)明。
具體實(shí)施例方式
(1)數(shù)字靜物攝影機(jī)圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示范數(shù)字靜物攝影機(jī)10。通過成像鏡頭LNS將對(duì)象OBJ的圖像投影到CCD圖像傳感器11。從CCD圖像傳感器11輸出對(duì)象OBJ的三原色圖像信號(hào)。將這些圖像信號(hào)提供到模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換電路12并將其A/D轉(zhuǎn)換成為數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。將該圖像數(shù)據(jù)提供給攝影機(jī)信號(hào)處理電路13，并在例如白平衡校正和伽馬校正的處理之后將其轉(zhuǎn)換為Y-信號(hào)、U-信號(hào)、V-信號(hào)(YUV)格式的圖像數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)控制器14通過圖像總線15將轉(zhuǎn)換后的圖像數(shù)據(jù)寫入到存儲(chǔ)器16中用于顯示的區(qū)域。
與該處理同時(shí)，存儲(chǔ)控制器14從存儲(chǔ)器16中用于顯示的區(qū)域中讀取圖像數(shù)據(jù)。通過圖像總線15將讀取的圖像數(shù)據(jù)提供到顯示信號(hào)處理電路17，并將讀取的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成紅、綠、以及藍(lán)(RGB)格式的圖像數(shù)據(jù)，同時(shí)將其D/A轉(zhuǎn)換為模擬圖像信號(hào)。將這些模擬圖像信號(hào)提供給LCD面板18并顯示為彩色圖像。
在顯示信號(hào)處理電路17中，除模擬圖像信號(hào)之外，同時(shí)產(chǎn)生彩色視頻信號(hào)。將這些視頻信號(hào)輸出到對(duì)外視頻輸出端子19，以提供到監(jiān)視電視接收機(jī)(沒有在該圖中示出)。在該處理中，分辨率轉(zhuǎn)換電路21將從存儲(chǔ)器16中讀取并用于顯示的圖像數(shù)據(jù)的分辨率轉(zhuǎn)換為例如VGA尺寸。
存儲(chǔ)控制器14通過圖像總線15還將存儲(chǔ)器16中用于顯示的區(qū)域中的圖像數(shù)據(jù)提供到圖像壓縮電路22，并以例如聯(lián)合攝影專家組(JPEG)格式的預(yù)定格式將該圖像數(shù)據(jù)壓縮成為編碼數(shù)據(jù)。通過圖像總線15將該編碼數(shù)據(jù)寫入到存儲(chǔ)器16的工作區(qū)域。存儲(chǔ)控制器14讀取寫入到存儲(chǔ)器16的工作區(qū)域中的編碼數(shù)據(jù)。微計(jì)算機(jī)23將讀取的編碼數(shù)據(jù)寫入并存儲(chǔ)到諸如存儲(chǔ)棒(Memory Stick)(注冊(cè)商標(biāo))的外部存儲(chǔ)介質(zhì)24。
在播放模式，微計(jì)算機(jī)23從外部存儲(chǔ)介質(zhì)24讀取編碼數(shù)據(jù)，并把編碼數(shù)據(jù)寫入到存儲(chǔ)器16的工作區(qū)域。圖像壓縮電路22將寫入的編碼數(shù)據(jù)解壓縮為原始圖像數(shù)據(jù)。將解壓縮的原始圖像數(shù)據(jù)寫入到存儲(chǔ)器16中用于顯示的區(qū)域。如上所述，顯示信號(hào)處理電路17處理寫入的圖像數(shù)據(jù)，以作為彩色圖像在LCD面板18上顯示，并作為彩色視頻信號(hào)輸出到對(duì)外視頻輸出端子19。
為了在捕獲并播放這些運(yùn)動(dòng)圖像時(shí)，使在LCD面板18上顯示的運(yùn)動(dòng)圖像和輸出到對(duì)外視頻輸出端子19的彩色視頻信號(hào)的運(yùn)動(dòng)圖像的運(yùn)動(dòng)平滑，在本發(fā)明中執(zhí)行下面的信號(hào)處理。
(2)捕獲并播放運(yùn)動(dòng)圖像如圖2的上部所示，當(dāng)捕獲到運(yùn)動(dòng)圖像時(shí)，控制CCD圖像傳感器11，從而以NTSC格式捕獲圖像，并且每一個(gè)幀周期就輸出一次圖像數(shù)據(jù)。因此，如圖6A和6B所示，作為數(shù)字靜物攝影機(jī)的主要功能，可以以幀為單位最優(yōu)地執(zhí)行捕獲靜態(tài)圖像。
此外，由于這樣以NTSC格式的幀為單位執(zhí)行圖像捕獲，存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)介質(zhì)24中的運(yùn)動(dòng)圖像和讀出的運(yùn)動(dòng)圖像也是以幀為單位的NTSC格式。
(3)用于轉(zhuǎn)換幀的方法(3-1)以NTSC格式輸出視頻信號(hào)在接下來的描述中，將幀轉(zhuǎn)換之前的圖像數(shù)據(jù)如CCD圖像傳感器11的輸出稱為原始圖像數(shù)據(jù)，將幀轉(zhuǎn)換之后的圖像數(shù)據(jù)和視頻信號(hào)如從攝影機(jī)輸出的視頻信號(hào)分別稱為輸出圖像數(shù)據(jù)和輸出視頻信號(hào)。
如圖2的上部所示，以NTSC格式的幀為單位獲得原始圖像數(shù)據(jù)。在這種情況下，以NTSC格式的視頻信號(hào)的形式輸出原始圖像數(shù)據(jù)。因此，輸出圖像信號(hào)的幀頻與原始圖像數(shù)據(jù)的幀頻相同。
因此，輸出圖像數(shù)據(jù)DOUT是用下面的表達(dá)式表示的信號(hào)分量，如圖2所示DOUT＝(1-k)Dn+k·Dn+1…(1)其中DOUT是幀轉(zhuǎn)換之后的輸出圖像數(shù)據(jù)和輸出視頻信號(hào)，Dn是原始圖像數(shù)據(jù)的第n幀的奇數(shù)場(chǎng)或偶數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)，Dn+1是原始圖像數(shù)據(jù)的第(n+1)幀的奇數(shù)場(chǎng)或偶數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)，而k是預(yù)定的系數(shù)(0≤k≤1)。
當(dāng)輸出圖像數(shù)據(jù)DOUT是奇數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)時(shí)，原始圖像數(shù)據(jù)Dn和Dn+1是奇數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)。當(dāng)輸出圖像數(shù)據(jù)DOUT是偶數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)時(shí)，原始圖像數(shù)據(jù)Dn和Dn+1是偶數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)。根據(jù)輸出圖像數(shù)據(jù)DOUT的場(chǎng)，改變系數(shù)k，例子如下當(dāng)輸出圖像數(shù)據(jù)DOUT是奇數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)時(shí)k＝1/4，或者當(dāng)輸出圖像數(shù)據(jù)DOUT是偶數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)時(shí)k＝3/4。
也就是說，以預(yù)定比例為每個(gè)場(chǎng)混合原始圖像數(shù)據(jù)的兩個(gè)連續(xù)幀，該預(yù)定比率改變每個(gè)場(chǎng)周期以產(chǎn)生輸出視頻信號(hào)(輸出圖像數(shù)據(jù))。
這樣，即使在每一個(gè)幀周期產(chǎn)生原始圖像數(shù)據(jù)時(shí)，也在每一個(gè)場(chǎng)周期通過內(nèi)插產(chǎn)生中間圖像數(shù)據(jù)。當(dāng)捕獲運(yùn)動(dòng)圖像時(shí)，基于產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)的顯示改善不平穩(wěn)。
(3-2)以PAL格式輸出視頻信號(hào)如圖3的部分A所示獲得原始圖像數(shù)據(jù)(圖3的部分A與圖2的上部相同)。當(dāng)輸出該原始圖像數(shù)據(jù)作為PAL格式的視頻信號(hào)時(shí)，在轉(zhuǎn)換處理之后輸出該原始圖像數(shù)據(jù)，如圖3的部分B所示。
也就是說，在這個(gè)處理中，根據(jù)表達(dá)式(1)產(chǎn)生輸出圖像數(shù)據(jù)DOUT。在這個(gè)處理中，根據(jù)原始圖像數(shù)據(jù)Dn和Dn+1的幀和輸出圖像數(shù)據(jù)DOUT的幀之間的轉(zhuǎn)變，在輸出圖像數(shù)據(jù)DOUT的每一個(gè)場(chǎng)周期，系數(shù)k改變預(yù)定的量。因此，為每個(gè)場(chǎng)以預(yù)定比率混合原始圖像數(shù)據(jù)的兩個(gè)連續(xù)幀，該預(yù)定比率在每個(gè)場(chǎng)周期根據(jù)原始圖像數(shù)據(jù)Dn和Dn+1的幀和輸出圖像數(shù)據(jù)DOUT的幀之間的轉(zhuǎn)變而改變，以獲得輸出視頻信號(hào)。
在圖3中，將原始圖像數(shù)據(jù)的第六幀中的偶數(shù)場(chǎng)(用虛線箭頭表示)用作輸出圖像數(shù)據(jù)的第四幀中的偶數(shù)場(chǎng)4B，且將原始圖像數(shù)據(jù)的第五幀中的奇數(shù)場(chǎng)(用實(shí)線箭頭表示)用作輸出圖像數(shù)據(jù)的第五幀中的奇數(shù)場(chǎng)5A。因此，看起來好像輸出圖像數(shù)據(jù)的第四幀中的偶數(shù)場(chǎng)4B和第五幀中的奇數(shù)場(chǎng)5A的時(shí)間順序顛倒了。然而，因?yàn)橄率龅脑蚨鴽]有發(fā)生問題。
在輸出圖像數(shù)據(jù)的第四幀中的偶數(shù)場(chǎng)4B和第五幀中的奇數(shù)場(chǎng)5A使用相同的原始圖像數(shù)據(jù)，且原始圖像數(shù)據(jù)的奇數(shù)場(chǎng)和偶數(shù)場(chǎng)包括同時(shí)產(chǎn)生的信號(hào)。此外，輸出圖像數(shù)據(jù)的第四幀中的偶數(shù)場(chǎng)4B中使用的原始圖像數(shù)據(jù)的第五幀和第六幀的比率不同于第五幀的奇數(shù)場(chǎng)5A中使用的原始圖像數(shù)據(jù)的第五幀和第六幀的比率。在輸出圖像數(shù)據(jù)的第四幀中的偶數(shù)場(chǎng)4B中，原始圖像數(shù)據(jù)的第五幀的比例大，而在輸出圖像數(shù)據(jù)的第五幀中的奇數(shù)場(chǎng)5A中，原始圖像數(shù)據(jù)的第六幀的比例大。因此，輸出圖像數(shù)據(jù)的第四幀中的偶數(shù)場(chǎng)4B和第五幀中的奇數(shù)場(chǎng)5A的時(shí)間順序沒有顛倒。
因此，在圖3的部分B所示的過程中，即使在NTSC格式的每個(gè)幀周期產(chǎn)生原始圖像數(shù)據(jù)時(shí)，通過內(nèi)插而產(chǎn)生PAL格式的每個(gè)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)，并將其顯示。因此，改善了當(dāng)捕獲運(yùn)動(dòng)圖像時(shí)的不平穩(wěn)。
(4)用于從原始圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生輸出圖像數(shù)據(jù)的電路主要由例如如圖4所示的存儲(chǔ)控制器14和顯示信號(hào)處理電路17將原始圖像數(shù)據(jù)的幀轉(zhuǎn)換成輸出圖像數(shù)據(jù)(輸出視頻信號(hào))的幀。基本上，現(xiàn)在將描述PAL格式的輸出圖像數(shù)據(jù)的情況。將原始圖像數(shù)據(jù)以對(duì)應(yīng)于顯示屏的位圖寫入存儲(chǔ)器16。然后從對(duì)應(yīng)于各個(gè)水平掃描位置的地址讀取原始圖像數(shù)據(jù)。
如圖7所示，NTSC格式的1200幀周期的總長(zhǎng)度與PAL格式的1001幀周期的總長(zhǎng)度相同。NTSC格式與PAL格式每個(gè)總長(zhǎng)度同步一次。
顯示信號(hào)處理電路17包括產(chǎn)生各類定時(shí)信號(hào)的信號(hào)發(fā)生電路171和172。在每一個(gè)NTSC幀周期，信號(hào)發(fā)生電路171輸出脈沖NTFM，如圖3的部分D所示，每一個(gè)1200NTSC幀，還輸出脈沖RSTP，如圖3的部分C所示。
如圖3的部分E和部分F所示，在每一個(gè)NTSC場(chǎng)周期或者每一個(gè)PAL場(chǎng)周期，信號(hào)發(fā)生電路172輸出脈沖PAFD和方波信號(hào)PFDS。微計(jì)算機(jī)23將預(yù)定的控制信號(hào)提供給信號(hào)發(fā)生電路172，以將脈沖PAFD的周期和信號(hào)PFDS的周期設(shè)置到NTSC場(chǎng)周期或者PAL場(chǎng)周期。信號(hào)發(fā)生電路171將脈沖RSTP提供給信號(hào)發(fā)生電路172。
因?yàn)閺拇鎯?chǔ)器16中對(duì)應(yīng)于各個(gè)水平掃描位置的地址讀取原始圖像數(shù)據(jù)，所以存儲(chǔ)控制器14包括一組寄存器(鎖存電路)141到143、一組寄存器(鎖存電路)144到146、加法電路147、以及數(shù)據(jù)選擇器148。寄存器141到143在存儲(chǔ)器16中的地址計(jì)數(shù)器(在圖中沒有示出)中設(shè)置奇數(shù)場(chǎng)開始地址ODST(第一奇數(shù)行的開始地址)，而寄存器144到146存儲(chǔ)指示每行的地址數(shù)量(像素?cái)?shù)量)的數(shù)據(jù)ANDO。
存儲(chǔ)器16包括在圖中沒有示出的地址計(jì)數(shù)器。當(dāng)提供了開始地址時(shí)，從開始地址開始，每過一個(gè)奇數(shù)行或者偶數(shù)行遞增讀出地址，并依次讀出奇數(shù)場(chǎng)或者偶數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)。
當(dāng)微計(jì)算機(jī)23將奇數(shù)場(chǎng)開始地址ODST和時(shí)鐘Ck提供給寄存器141時(shí)，寄存器141存儲(chǔ)開始地址ODST。將來自寄存器141的輸出和來自信號(hào)發(fā)生電路171的脈沖NTFM提供到寄存器142，寄存器142存儲(chǔ)奇數(shù)場(chǎng)開始地址ODST。將來自寄存器142的輸出和來自信號(hào)發(fā)生電路172的脈沖PAFD提供到寄存器143，寄存器143每到一個(gè)脈沖PAFD就輸出奇數(shù)場(chǎng)開始地址ODST。
類似地，微計(jì)算機(jī)23將指示每行的地址數(shù)量的數(shù)據(jù)ADNO提供給寄存器144，并從寄存器146輸出數(shù)據(jù)ADNO。
加法電路147使來自寄存器143的奇數(shù)場(chǎng)開始地址ODST和來自寄存器146的指示每行的地址數(shù)量的數(shù)據(jù)ANDO相加。從而，加法電路147輸出偶數(shù)場(chǎng)開始地址EVST(第一偶數(shù)行的開始地址)。
將奇數(shù)場(chǎng)開始地址ODST、偶數(shù)場(chǎng)開始地址EVST、以及來自信號(hào)發(fā)生電路172的用作控制信號(hào)的信號(hào)PFDS提供給數(shù)據(jù)選擇器148(在這種情況下，每過一個(gè)PAL場(chǎng)周期，信號(hào)PFDS反相)。因此，如圖3的部分G所示，每過一個(gè)PAL場(chǎng)周期，數(shù)據(jù)選擇器148交替地輸出奇數(shù)場(chǎng)開始地址ODST和偶數(shù)場(chǎng)開始地址EVST。
將從數(shù)據(jù)選擇器148輸出的這些開始地址提供給存儲(chǔ)器16。因此，在每一個(gè)PAL場(chǎng)周期，從存儲(chǔ)器16取回原始圖像數(shù)據(jù)。
將取回的原始圖像數(shù)據(jù)提供給顯示信號(hào)處理電路17中配備的內(nèi)插電路76。內(nèi)插電路76根據(jù)表達(dá)式(1)通過內(nèi)插將存儲(chǔ)器16中的原始圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成輸出圖像數(shù)據(jù)，并且內(nèi)插電路76包括轉(zhuǎn)換電路176和運(yùn)算電路(減法電路177、乘法電路178、以及加法電路179)。轉(zhuǎn)換電路176同時(shí)地輸出從存儲(chǔ)器16讀取的原始圖像數(shù)據(jù)內(nèi)第n幀的奇數(shù)場(chǎng)或偶數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)Dn和第(n+1)幀的奇數(shù)場(chǎng)或偶數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)Dn+1。
將從轉(zhuǎn)換電路176輸出的圖像數(shù)據(jù)Dn和Dn+1提供給減法電路177，減法電路177從數(shù)據(jù)Dn+1中減去數(shù)據(jù)Dn，并將結(jié)果(Dn+1-Dn)提供給乘法電路178。還將系數(shù)k從下面描述的系數(shù)發(fā)生電路73提供給乘法電路178，以乘以值(Dn+1-Dn)。將結(jié)果k(Dn+1-Dn)和來自轉(zhuǎn)換電路176的數(shù)據(jù)Dn提供給加法電路179。
加法電路179輸出用下面的表達(dá)式表示的圖像數(shù)據(jù)DOUTk(Dn+1-Dn)+Dn＝(1-k)Dn+k·Dn+1＝DOUT…(2)該圖像數(shù)據(jù)DOUT被D/A轉(zhuǎn)換為將輸出到對(duì)外視頻輸出端子19的模擬彩色視頻信號(hào)。因此，在連接到對(duì)外視頻輸出端子19的監(jiān)視電視接收機(jī)上顯示PAL格式的圖像。
在這種情況下，為了使這些顯示的圖像的運(yùn)動(dòng)平滑，顯示信號(hào)處理電路17包括系數(shù)發(fā)生電路73。該系數(shù)發(fā)生電路73產(chǎn)生系數(shù)k，如上所述，系數(shù)k根據(jù)NTSC幀和PAL幀之間的轉(zhuǎn)變而改變。
在這種情況下，當(dāng)從原始圖像數(shù)據(jù)中產(chǎn)生PAL格式的輸出圖像數(shù)據(jù)時(shí)，輸出圖像數(shù)據(jù)的時(shí)間分辨率是PAL格式的場(chǎng)周期的1/128。
在每一個(gè)PAL場(chǎng)周期，系數(shù)發(fā)生電路73累加預(yù)定的增加值(delta value)，以產(chǎn)生系數(shù)k，且系數(shù)發(fā)生電路73包括改變初始值和增加值的數(shù)據(jù)選擇器173、用于累加的加法電路174、以及存儲(chǔ)累加值的7位寄存器(鎖存電路)175。微計(jì)算機(jī)23將例如作為初始值和增加值的″0″和″76″分別輸出到數(shù)據(jù)選擇器173和加法電路174。信號(hào)發(fā)生電路171將脈沖RSTP輸出到數(shù)據(jù)選擇器173作為控制信號(hào)。
當(dāng)RSTP＝1時(shí)，從數(shù)據(jù)選擇器173輸出初始值″0″，并且寄存器175一從信號(hào)發(fā)生電路172接收到脈沖PAFD就存儲(chǔ)所輸出的初始值″0″。因此，如圖3的部分H所示，，來自寄存器175的輸出Qk在發(fā)送脈沖PAFD之后一個(gè)場(chǎng)周期(一個(gè)PAL場(chǎng)周期)中為″0″。同時(shí)，在加法電路174中對(duì)來自寄存器175的輸出Qk(＝0)和來自微計(jì)算機(jī)23的增加值″76″求和，并從加法電路174輸出求和后的值″76″。
繼而，RSTP的值為″0″。當(dāng)自從RSTP的值為″0″起過去一個(gè)場(chǎng)周期(場(chǎng)1A的周期)時(shí)，RSTP＝″0″。因此，通過數(shù)據(jù)選擇器173將來自加法電路174的輸出的當(dāng)前值″76″提供給寄存器175，而寄存器175一接收到脈沖PFDS就存儲(chǔ)值″76″。如圖3的部分H所示，從這個(gè)時(shí)間點(diǎn)開始Qk＝76。因此，來自加法電路174的輸出為″152″。
當(dāng)PAL格式的又一個(gè)場(chǎng)周期已經(jīng)過去時(shí)，將來自加法電路174的輸出″152″通過數(shù)據(jù)選擇器173提供給寄存器175，寄存器175一接收到脈沖PFDS就存儲(chǔ)值″152″。然而，由于寄存器175是7位寄存器，所以來自加法電路174的輸出″152″的僅低7位被鎖存到寄存器175。如圖3的部分H所示，來自寄存器175的輸出Qk為″24″(＝152-128)。
在PAL格式的每一個(gè)場(chǎng)周期重復(fù)上面的操作，使得在PAL格式的每一個(gè)場(chǎng)周期改變來自寄存器175的輸出Qk，如圖3的部分H所示。這一輸出Qk朝著最低有效位(LSB)移動(dòng)七位，以作為系數(shù)k提供給乘法電路178。也就是說，將值Qk/128提供給乘法電路178作為系數(shù)k。用128乘以表達(dá)式(1)的兩邊得到128×DOUT＝128×(1-k)Dn+128×k×Dn+1＝(128-Qk)Dn+Qk·Dn+1…(3)因此，在圖3中，由于在輸出圖像數(shù)據(jù)的第一幀的奇數(shù)場(chǎng)1A的周期中，Qk＝0(k＝0)，所以通過以128∶0的比率混合原始圖像數(shù)據(jù)的第一幀的奇數(shù)場(chǎng)和第二幀的奇數(shù)場(chǎng)，而產(chǎn)生奇數(shù)場(chǎng)1A的圖像數(shù)據(jù)，如圖3的部分I所示。由于在輸出圖像數(shù)據(jù)的第一幀的偶數(shù)場(chǎng)1B的周期中，Qk＝76(k＝76/128)，所以通過以52∶76的比率混合原始圖像數(shù)據(jù)的第一幀的偶數(shù)場(chǎng)和第二幀的偶數(shù)場(chǎng)，而產(chǎn)生偶數(shù)場(chǎng)1B的圖像數(shù)據(jù)。
此外，由于在輸出圖像數(shù)據(jù)的第二幀的奇數(shù)場(chǎng)2A的周期中，Qk＝24(k＝24/128)，所以通過以104∶24的比率混合原始圖像數(shù)據(jù)的第二幀的奇數(shù)場(chǎng)和第三幀的奇數(shù)場(chǎng)，而產(chǎn)生奇數(shù)場(chǎng)2A的圖像數(shù)據(jù)。由于在輸出圖像數(shù)據(jù)的第二幀的偶數(shù)場(chǎng)2B的周期中，Qk＝100(k＝100/128)，所以通過以28∶100的比率混合原始圖像數(shù)據(jù)的第二幀的偶數(shù)場(chǎng)和第三幀的偶數(shù)場(chǎng)，而產(chǎn)生偶數(shù)場(chǎng)2B的圖像數(shù)據(jù)。
連續(xù)地，在每一個(gè)PAL格式的場(chǎng)周期，以圖3的部分I所示的一定比率來混合原始圖像數(shù)據(jù)的兩個(gè)連續(xù)幀的場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)，以便以相同的方式產(chǎn)生輸出圖像數(shù)據(jù)DOUT(輸出視頻信號(hào))。
因此，即使當(dāng)每一個(gè)NTSC格式的幀周期產(chǎn)生原始圖像數(shù)據(jù)時(shí)，通過內(nèi)插產(chǎn)生PAL格式的每個(gè)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)。由于所產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)是輸出圖像數(shù)據(jù)DOUT，所以改善了捕獲運(yùn)動(dòng)圖像時(shí)的不平穩(wěn)，以使運(yùn)動(dòng)圖像的運(yùn)動(dòng)平滑。
另一方面，當(dāng)產(chǎn)生NTSC格式的輸出圖像數(shù)據(jù)DOUT時(shí)，微計(jì)算機(jī)23控制信號(hào)發(fā)生電路172，以將脈沖PAFD的周期和信號(hào)PFDS的周期設(shè)置到NTSC場(chǎng)周期。微計(jì)算機(jī)23將例如作為初始值和增加值的″32″和″64″分別輸出到數(shù)據(jù)選擇器173和加法電路174。
在這種情況下，由于來自系數(shù)發(fā)生電路73的輸出Qk每過一個(gè)NTSC格式的場(chǎng)周期交替地改變到″32″或″96″，所以作為內(nèi)插電路76中的混合比率的系數(shù)k每過一個(gè)NTSC格式的場(chǎng)周期交替地改變到1/4或者3/4。這樣，該過程如圖2所示，使得當(dāng)產(chǎn)生NTSC格式的輸出圖像數(shù)據(jù)DOUT時(shí)，可以顯示平滑的運(yùn)動(dòng)圖像。
(5)內(nèi)插電路76的另一種類型圖5出示內(nèi)插電路76的另一種類型。在這種情況下，將從轉(zhuǎn)換電路176輸出的圖像數(shù)據(jù)Dn和Dn+1以及從系數(shù)發(fā)生電路73輸出的系數(shù)(1-k)和k提供到乘法電路271和272。然后，將來自乘法電路271和272的相乘結(jié)果提供給加法電路179，加法電路179輸出用表達(dá)式(1)表示的圖像數(shù)據(jù)DOUT。
根據(jù)本發(fā)明，即使在每一個(gè)NTSC格式的幀周期產(chǎn)生原始圖像數(shù)據(jù)時(shí)，通過內(nèi)插產(chǎn)生PAL格式的場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)，以用于顯示。這樣，就可以顯示平滑的運(yùn)動(dòng)圖像。
權(quán)利要求
1.一種用于轉(zhuǎn)換幀的方法，包括在第二幀周期的每一個(gè)奇數(shù)場(chǎng)周期和偶數(shù)場(chǎng)周期，從寫入了運(yùn)動(dòng)圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器中，分別取回一個(gè)第一幀周期的運(yùn)動(dòng)圖像數(shù)據(jù)中的奇數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)和偶數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)；以預(yù)定比率混合取回的奇數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)和其后取回的下一個(gè)奇數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)，以作為第二幀周期的奇數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)輸出；以預(yù)定比率混合取回的偶數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)和其后取回的下一個(gè)偶數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)，以作為第二幀周期的偶數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)輸出；對(duì)第二幀周期的每個(gè)場(chǎng)改變混合比率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的用于轉(zhuǎn)換幀的方法，其中第一幀周期是NTSC格式的幀周期；而第二幀周期是PAL格式的幀周期。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的用于轉(zhuǎn)換幀的方法，其中第一幀周期是NTSC格式的幀周期；并且將第二幀周期切換為NTSC格式的幀周期或者PAL格式的幀周期。
4.一種幀轉(zhuǎn)換電路，包括存儲(chǔ)器，在每一個(gè)第一幀周期，將一個(gè)第一幀周期的運(yùn)動(dòng)圖像數(shù)據(jù)寫入到其中；第一電路，用于在第二幀周期的每一個(gè)奇數(shù)場(chǎng)周期和偶數(shù)場(chǎng)周期中從存儲(chǔ)器分別取回運(yùn)動(dòng)圖像數(shù)據(jù)中的奇數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)和偶數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)；第二電路，用于以預(yù)定比率混合取回的奇數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)和其后取回的下一個(gè)奇數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)，以作為第二幀周期的奇數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)輸出，并用于以預(yù)定比率混合取回的偶數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)和其后取回的下一個(gè)偶數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)，以作為第二幀周期的偶數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)輸出；以及第三電路，用于為第二幀周期的每個(gè)場(chǎng)改變混合比率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的幀轉(zhuǎn)換電路，其中第一幀周期是NTSC格式的幀周期；而第二幀周期是PAL格式的幀周期。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的幀轉(zhuǎn)換電路，還包括第四電路，用于將第二幀周期切換為NTSC格式的幀周期或者PAL格式的幀周期，其中，第一幀周期是NTSC格式的幀周期。
7.一種電子攝影機(jī)，包括圖像傳感器，對(duì)象的圖像被投影到其上，用于在每一個(gè)第一幀周期輸出一個(gè)第一幀周期的圖像數(shù)據(jù)；存儲(chǔ)器，該圖像數(shù)據(jù)被寫入到其中；第一電路，用于在第二幀周期的每一個(gè)奇數(shù)場(chǎng)周期和偶數(shù)場(chǎng)周期中從存儲(chǔ)器分別取回圖像數(shù)據(jù)中的奇數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)和偶數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)；第二電路，用于以預(yù)定比率混合取回的奇數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)和其后取回的下一個(gè)奇數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)，以作為第二幀周期的奇數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)輸出，并用于以預(yù)定比率混合取回的偶數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)和其后取回的下一個(gè)偶數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)，以作為第二幀周期的偶數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)輸出；第三電路，用于對(duì)第二幀周期的每個(gè)場(chǎng)改變混合比率；以及對(duì)外端子，輸出從第二電路輸出的圖像數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的電子攝影機(jī)，還包括第四電路，用于將第二幀周期切換為NTSC格式的幀周期或者PAL格式的幀周期，其中，第一幀周期是NTSC格式的幀周期。
全文摘要
一種能夠顯示平滑運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)圖像的幀轉(zhuǎn)換方法。提供了存儲(chǔ)器(16)，其中寫入了NTSC法的幀圖像數(shù)據(jù)。提供了存儲(chǔ)控制器(14)，用于在PAL法的幀周期的每一個(gè)奇數(shù)場(chǎng)周期和偶數(shù)場(chǎng)周期，從存儲(chǔ)器(16)提取奇數(shù)場(chǎng)和偶數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)。提供了內(nèi)插處理電路(76)，用于以預(yù)定的比率混合由存儲(chǔ)控制器(14)取回的奇數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)和下一個(gè)奇數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)，并將混合結(jié)果作為PAL法的幀周期的奇數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)輸出。此外，內(nèi)插處理電路(76)以預(yù)定的比率混合取回的偶數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)和下一個(gè)偶數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)，并將混合結(jié)果作為PAL法的幀周期中的偶數(shù)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)輸出。此外，提供了系數(shù)發(fā)生電路(73)，用于對(duì)PAL法的每一個(gè)場(chǎng)周期改變內(nèi)插處理電路(76)的混合比率。
文檔編號(hào)H04N5/232GK1742485SQ200380109080
公開日2006年3月1日 申請(qǐng)日期2003年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月21日
發(fā)明者久米勉, 石井真也, 山田德一郎, 冨田芳紀(jì) 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社