專利名稱：維持圖像吞吐量變更幀頻以對顯示資料最優(yōu)的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及幀頻轉(zhuǎn)換，更具體地說，涉及將視頻顯示系統(tǒng)的幀頻變更為對待顯示資料最優(yōu)。
背景技術(shù)：
常常需要以視頻形式顯示原來以不同幀頻創(chuàng)建的資料。通常，將具有不同幀頻的內(nèi)容轉(zhuǎn)換為共同的幀頻以便顯示。為了說明與不同類型的視頻內(nèi)容的顯示和幀頻轉(zhuǎn)換有關(guān)的問題，現(xiàn)在參照如下說明。
顯示器特性顯示器可以劃分成兩大類型模擬的和數(shù)字的。每種顯示器類型具有其自身的優(yōu)點和缺點。
模擬顯示器模擬顯示器或CRT(陰極射線管)具有兩個子類逐行的和隔行的。逐行顯示器、如計算機監(jiān)視器顯示完整的幀。它們連續(xù)地畫出圖像的每一行。它們畫行1、行2、行3等等。對于隔行顯示器、如傳統(tǒng)的電視機，則將圖像劃分為兩個場。第一場包含奇數(shù)行，經(jīng)常被稱為奇場，而第二場包含偶場，通常被稱為偶場。隔行顯示器將奇場和偶場在時間上交織在一起而形成完整的視頻圖像。
兩種顯示器類型都具有類似的特性。水平顯示定時必須保持恒定。水平定時中的瞬時變化可引起視頻信息的移位，這是因為水平偏轉(zhuǎn)電路中所用的PLL(鎖相環(huán))的帶寬相對較窄。垂直顯示定時可以容忍一些變換，這是因為垂直偏轉(zhuǎn)電路未采用PLL并可以立刻復位。由于CRT光輸出的脈沖性質(zhì)(低時間填充因子)，以低幀頻工作會使大面積閃爍可見?？瓷先フ麄€圖像在閃爍。因此，CRT通常在高于其他類型顯示器的幀頻下工作。
數(shù)字顯示器諸如LCD屏面和等離子體屏面之類的裝置被視為數(shù)字顯示器。這些顯示器通常是像素化的。即，這些顯示器每行以及每幀的各行顯示特定數(shù)量的像素。數(shù)字顯示器通常顯示逐行圖像。隔行圖像通常必須轉(zhuǎn)換成逐行圖像才可以顯示。這種顯示器的一些典型特征如下■水平有效視頻(有效像素數(shù)量)必須保持恒定，■垂直有效視頻(有效行數(shù)量)必須保持恒定，■總水平定時可以變更，■總垂直定時可以變更。
由于某些數(shù)字顯示器(尤其是LCD)的光輸出的采樣和保持性質(zhì)(高時間填充因子)，在低幀頻下工作通?？赡懿痪哂写竺娣e閃爍的副作用。
內(nèi)容特性存在不同類型的資料內(nèi)容，如電影內(nèi)容和不同類型的視頻內(nèi)容。
電影內(nèi)容圖1說明電影內(nèi)容和顯示的圖像。電影內(nèi)容傳統(tǒng)上是以24赫茲速率拍攝和顯示的。這意味著，每秒顯示24幅圖像。每幅圖像一次就包含所有內(nèi)容，很像攝影。通常，在電影院，每個電影幀以48赫茲或72赫茲的快門速度播放以避免大面積閃爍。
視頻內(nèi)容視頻內(nèi)容以兩種格式顯示隔行和逐行。在隔行格式中，每個圖像或幀由兩個場構(gòu)成，一個奇場和一個偶場。奇場由圖像的奇數(shù)行構(gòu)成，而偶場由圖像的偶數(shù)行構(gòu)成。這些場在時間上和空間上交織。圖2說明分成場12和14的視頻幀10。
幀瞬像中的點線是圖像的奇采樣行。幀瞬像中的實線是圖像的偶采樣行。當隔行顯示設(shè)備描繪圖像時，它在第一場時隙內(nèi)描繪奇數(shù)行，而在第二場時隙內(nèi)描繪偶數(shù)行，以便將偶數(shù)行放置在奇數(shù)行之間。
對于使用60赫茲電源的國家如美國，視頻幀頻為30赫茲。對于使用50赫茲電源的國家如德國，視頻幀頻為25赫茲。使用這些幀頻的典型的隔行視頻系統(tǒng)有480i和1080i(NTSC)、576i(PAL)和1080i(PAL)。
對于逐行格式的圖像，每個圖像是完整的。圖像的每行，奇數(shù)行和偶數(shù)行被順序畫出。這類似于顯示電影的方式，只不過它是以光柵格式來進行的，即它被采樣成行。例如，計算機顯示器通常采用此格式。在視頻域，480P和720P以此方式操作。
無論圖像是隔行的還是逐行的，兩種格式都共享有效視頻與總視頻的概念。圖3顯示了一個完整的視頻幀11。它由2個元素組成有效視頻和消隱區(qū)。中間顯示的白色區(qū)域是有效視頻13。它由兩個參數(shù)來確定HACTIVE和VACTIVE。HACTIVE定義包括顯示圖像的每行的像素數(shù)量。VACTIVE定義包括顯示圖像的行的數(shù)量。黑色區(qū)域稱為消隱間隔15。水平消隱區(qū)定義為每行像素數(shù)(HTOTAL)減去每行有效像素數(shù)(HACTIVE)。垂直消隱間隔定義為每場/幀的行數(shù)(VTOTAL)減去每場/幀的有效行數(shù)(VACTIVE)。
視頻幀頻轉(zhuǎn)換視頻幀頻轉(zhuǎn)換在其最簡單的意義上是指從一種圖像速率轉(zhuǎn)換為另一種圖像速率。有許多種不同類型的幀頻轉(zhuǎn)換方法，包括從簡單的丟棄/重復方法到復雜的運動補償方法。常常使用簡單的丟棄和重復方法，這是因為這種方法最易于實現(xiàn)為系統(tǒng)，且最具成本效益。
為了更詳細地說明簡單的丟棄和重復方法，首先必須討論幀頻。有許多種幀頻可用于視頻系統(tǒng)。如上所述，視頻采用的兩種常用的幀頻為25赫茲(PAL)和30赫茲(NTSC)。原始的視頻資料、如體育比賽或新聞節(jié)目是通過每1/50秒或1/60秒拍攝一幅場瞬像而形成的。每個場包含唯一時間點上的對象圖像。
因為電影資料原來是以24赫茲創(chuàng)建的，它必須加以修改以便用于視頻域中。對于采用60赫茲電源的國家如美國，采用了稱為3∶2下拉(pulldown)的轉(zhuǎn)換過程。第一電影幀通過三個視頻場顯示，而第二電影幀通過2個視頻場顯示。設(shè)想一個電影幀序列ABCD。每個幀是在最近一個幀之后隔1/24秒捕獲的。在轉(zhuǎn)換成視頻時，該序列變?yōu)锳奇、A偶、A奇、B偶、B奇、C偶、C奇、C偶、D奇、D偶，其中，下標指奇場或偶場，各場分別包含逐行電影幀的奇數(shù)行或偶數(shù)行。這種情形如圖6所示。對于采用50赫茲電源的國家如德國，采用的是2∶2的下拉。在這種情況下，每個電影幀通過2個視頻場來顯示。設(shè)想一下如上所用的相同電影序列在2∶2下拉轉(zhuǎn)換方案中的情形。視頻序列將表現(xiàn)為A奇、A偶、B奇、B偶、C奇、C偶、D奇、D偶。
現(xiàn)參照3∶2幀頻，可以創(chuàng)建不同的上轉(zhuǎn)換和下轉(zhuǎn)換，具體隨哪一幀將被丟棄或重復而定。當按6∶5的比率進行上轉(zhuǎn)換時，一個諸如AAABB的3∶2序列可以轉(zhuǎn)換成AAAABB或AAABBB。當按比率4∶5進行下轉(zhuǎn)換時，相同序列的可能輸出包括AAAB和AABB。這兩個上轉(zhuǎn)換和下轉(zhuǎn)換看起來大不相同。對于對稱的上轉(zhuǎn)換AAABBB和下轉(zhuǎn)換AABB，運動抖動相對于輸入減少。運動抖動是人眼預期的圖像位置與圖像的實際位置之差。在這些情況下，每個電影圖像顯示完全相同的時間長度。對于非對稱序列AAAABB和AAAB，運動抖動相對于輸入增加。因此在對非對稱電影資料進行上轉(zhuǎn)換和下轉(zhuǎn)換時必須小心，以免增加運動抖動量。以下將對此過程作更全面的描述。
上轉(zhuǎn)換在轉(zhuǎn)換或重復幀方案中，如果最后的輸出幀在下一個輸入幀可供讀取之前完成顯示，則再次描繪最后的輸入幀。這就是幀頻上轉(zhuǎn)換方法。圖4說明幀頻上轉(zhuǎn)換?？梢钥闯觯瑤珹顯示了兩次。重復的幀用陰影來突出顯示。對于上轉(zhuǎn)換，在輸出中重復輸入幀之一。就符合3∶2下拉模式的輸入序列而言，可有利地通過重復在輸入中最不經(jīng)常出現(xiàn)的幀而執(zhí)行上轉(zhuǎn)換。因此，輸入序列將從3∶2轉(zhuǎn)換為3∶3。這樣保持輸出序列的對稱性減少了不利的運動抖動的出現(xiàn)。對于不符合3∶2下拉模式的資料，如視頻，上轉(zhuǎn)換將引入周期性運動抖動，這不是所期望的。
下轉(zhuǎn)換當顯示幀頻比輸入幀頻慢時，需要周期性地丟棄輸入場。這就是幀頻下轉(zhuǎn)換方法。圖5說明幀頻下轉(zhuǎn)換。
對于幀頻下轉(zhuǎn)換，將輸入幀之一從輸出序列中丟棄。這是在充分顯示最后的輸出幀之前，在兩個輸入幀準備好可供讀取時完成的。然后，只采用最近輸入的幀，而較早的一個則被丟棄，如圖5所示?？梢钥闯?，用陰影突出顯示的輸入幀D已從輸出幀序列中丟棄。
就符合3∶2下拉模式的輸入序列而言，可通過丟棄輸入中最常出現(xiàn)的幀而有利地執(zhí)行下轉(zhuǎn)換。這樣，將輸入序列從3∶2轉(zhuǎn)換為例如2∶2，或甚至例如1∶1。這將減少觀看者可見的運動抖動量。對不符合3∶2的資料如原視頻資料執(zhí)行下轉(zhuǎn)換將引入周期性運動抖動，這不是所期望的。
運動補償進行幀頻轉(zhuǎn)換的更為復雜的方法涉及運動補償。在此技術(shù)中，對幀中每個像素或像素組估計運動矢量，運動矢量指示圖像細節(jié)從一個幀到下一個幀已發(fā)生多大的位移。此信息然后用于在時間上插入全新的幀，此全新的幀表示兩個最近輸入幀之間某時刻場景的狀態(tài)。這樣，幀以完全正確的時間流產(chǎn)生，這與簡單地丟棄或重復幀時產(chǎn)生的間斷的運動相反。雖然這種技術(shù)可以提供更好的性能，但由于其較高的成本，故在消費設(shè)備中并不太常用。
電影幀頻轉(zhuǎn)換電視節(jié)目和廣告常?？赡馨曨l和電影的混合。例如，在向電視觀眾播放電影時，可以在電影播放期間插入廣告或新聞報道。于是就得到混合的幀頻內(nèi)容。原來以24赫茲頻率拍攝的電影被轉(zhuǎn)換成視頻，而新聞報道制作成原視頻。如果顯示設(shè)備以視頻幀頻工作，則電影的顯示將是次優(yōu)的，運動抖動將會明顯，而新聞報道的顯示則會是完美的。相反，如果顯示設(shè)備以對電影最優(yōu)的速率顯示，則新聞報道的顯示將會有運動抖動。
因此，當電影部分與視頻部分相結(jié)合以提供視頻圖像時，該視頻圖像的內(nèi)容將包括運動抖動，因為它是以3∶2幀頻顯示的。抖動問題還可能在組合不同幀頻的視頻內(nèi)容時出現(xiàn)。因此，希望能夠以如下最優(yōu)方式處理具有不同幀頻的組合內(nèi)容，以便消除或減少抖動，且不顯示非自然信號。到目前為止，當不同幀頻的內(nèi)容組合在一起時，尚無系統(tǒng)可以此優(yōu)化方式傳送視頻圖像。系統(tǒng)和方法必須是具成本效益的，容易實現(xiàn)的以及可與現(xiàn)有的視頻圖像系統(tǒng)適配。
因此，所需要的是一種在一起提供具有不同幀頻的內(nèi)容時以最佳方式顯示視頻圖像的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明滿足此需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種視頻顯示系統(tǒng)。該視頻顯示系統(tǒng)包括用于提供顯示定時信號的顯示發(fā)生器和用于接收輸入視頻數(shù)據(jù)、輸入視頻定時以及提供輸出視頻數(shù)據(jù)的幀頻轉(zhuǎn)換器。該系統(tǒng)包括用于接收幀頻指示信號、視頻輸入定時信號和視頻顯示定時信號的控制邏輯?？刂七壿嫺鶕?jù)節(jié)目的原始幀頻變更顯示發(fā)生器的顯示幀頻，以便維持穩(wěn)定的圖像吞吐量。


圖1說明電影內(nèi)容和顯示圖像。
圖2說明劃分成場的視頻幀。
圖3說明有效視頻窗口。
圖4說明幀頻上轉(zhuǎn)換。
圖5說明幀頻下轉(zhuǎn)換。
圖6說明電影到視頻的3∶2轉(zhuǎn)換。
圖7說明根據(jù)本發(fā)明的、用于無縫轉(zhuǎn)換資料內(nèi)容幀頻的系統(tǒng)。
圖8說明特定的幀頻上轉(zhuǎn)換方案。
圖9說明第二種幀頻上轉(zhuǎn)換方案，其中輸入與圖8中的相同。
圖10是控制邏輯的框圖。
圖11說明一種幀頻轉(zhuǎn)換方案，其中，輸入與圖8中的相同，且?guī)l在B1輸入幀期間變更。
具體實施例方式
本發(fā)明一般地涉及幀頻轉(zhuǎn)換，更具體地說涉及變更視頻顯示系統(tǒng)的幀頻以對待顯示資料為最佳。以下所給出的說明使本專業(yè)的普通技術(shù)人員能夠制造和使用本發(fā)明，本說明是在專利申請及其要求的上下文中提供的。對本說明書中描述的優(yōu)選實施例、普遍原理和特征的各種修改對本專業(yè)的技術(shù)人員而言將是顯而易見的。因此，并不旨在使本發(fā)明局限于所說明的實施例，而是旨在賦予本發(fā)明與這里所述原理和特征相一致的最寬范圍。
根據(jù)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)以對資料最佳的幀頻顯示圖像序列。在優(yōu)選實施例中，以與電影院中播放電影極為相似的方式將具有非對稱電影模式的資料轉(zhuǎn)換為對稱模式。相反，對于每個圖像是唯一的資料如視頻，則以它的原始速率顯示它。有關(guān)本發(fā)明特征的更為詳細的說明，現(xiàn)在結(jié)合附圖參考以下說明。
簡而言之，動態(tài)地變更顯示器的幀頻，以允許最佳地再現(xiàn)運動。對于電影，這意味著變更幀頻以允許根據(jù)源端的非對稱模式顯示對稱模式。通常，對于電影內(nèi)容，有兩種模式必須加以處理。常規(guī)的3∶2模式，其中序列表現(xiàn)為AAABBCCCDD，以及變型的3∶2∶2∶3模式，其中序列表現(xiàn)為AAABBCCDDD。在任何一種情況下，輸出將是以24赫茲的整數(shù)倍的幀頻(即48赫茲、72赫茲等)顯示的對稱模式。對于視頻資料，算法保持以資料的原始幀頻、通常為50赫茲或60赫茲(依情況而定)顯示。幀頻之間的轉(zhuǎn)變以不為觀看者可見的方式進行。
圖7說明無縫轉(zhuǎn)換資料內(nèi)容幀頻的系統(tǒng)100。此系統(tǒng)中包括三個單元丟棄和重復幀頻轉(zhuǎn)換器(FRC)102、顯示發(fā)生器104和控制邏輯塊106。下面討論各種部件及其交互。
丟棄和重復幀頻轉(zhuǎn)換器(FRC)102丟棄和重復幀頻轉(zhuǎn)換器102的作用是始終為來自非對稱輸入幀序列的電影資料提供對稱輸出序列。例如，由AAABB轉(zhuǎn)換為AAABBB或AABB或甚至AB。FRC 102還必須在發(fā)現(xiàn)輸入是視頻時，切換回到無FRC模式、原速率。這種切換不得造成任何可見的圖像破壞。由FRC邏輯塊106控制FRC操作。
顯示發(fā)生器104顯示發(fā)生器104定義輸出圖像的定時。它可以變更行定時、每幀行數(shù)量以及每秒幀數(shù)量。顯示發(fā)生器106還必須能夠在兩種不同的幀頻之間以這樣的方式進行切換，以免使視頻被破壞或者顯示設(shè)備失去與圖像的同步。
為此，可以改變?nèi)齻€參數(shù)輸出時鐘頻率、每行總像素數(shù)或每幀總行數(shù)。改變這些參數(shù)中的哪些參數(shù)或這些參數(shù)的組合取決于顯示設(shè)備的特性。數(shù)字顯示設(shè)備、如LCD屏面通?？扇萑梯斎胄盘枙r基的瞬間變化。對于這樣的設(shè)備，可以方便地保持時鐘頻率和每幀總行數(shù)恒定，并變更每行的總像素數(shù)，以便獲得所需的幀頻。一行中的有效像素數(shù)通常保持相同，而每行的總像素數(shù)可在無效期間(水平消隱期間)通過增加或減少像素數(shù)加以變更。這種變更將在適當?shù)臅r間，例如從垂直同步脈沖后的第一行開始瞬時進行。
為了適應某些顯示設(shè)備的定時要求，更方便的可能是保持每行時鐘脈沖數(shù)和每幀行數(shù)恒定并變更時鐘頻率以便實現(xiàn)期望的幀頻。在此情況下，可以在兩個時鐘周期之間邊界處即刻變更時鐘頻率，或者可以在有限時間段上較為緩慢地變更時鐘。如果時鐘是用PLL合成的，則由于PLL環(huán)路帶寬將會需要有限的時間。
以上技術(shù)也可應用于CRT顯示設(shè)備，不過，取決于特定的CRT偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的特性，在切換幀頻時可能出現(xiàn)某些異常情況。CRT偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)通常不能容忍水平定時的變化(行定時)，這是因其水平振蕩器特點而造成的。但是，它們可以容忍垂直定時的變化，這是因為垂直偏轉(zhuǎn)電路可以在任意時刻復位。因此，在CRT上避免幀頻切換造成非自然信號的一種方法是使像素時鐘頻率和每行像素數(shù)保持恒定，然后通過變更有效行數(shù)或通過變更無效行數(shù)來變更每幀總行數(shù)。在任何一種情況下，使射束電流發(fā)生比例變化以維持恒定的亮度可能是必要的。如果有效行數(shù)被改變，則首先會有必要以數(shù)字方式在垂直方向重新縮放圖像，以便創(chuàng)建所需的行數(shù)。還有必要調(diào)整垂直偏轉(zhuǎn)，以便使圖像的垂直尺寸保持恒定。
控制邏輯106控制邏輯106具有三個輸入幀頻指示信號、輸入視頻定時和顯示視頻定時。邏輯106將最終修改FRC 102和顯示發(fā)生器104。幀頻指示信號用于確定內(nèi)容的最佳幀頻，對于電影，則用于確定輸入幀序列。根據(jù)幀頻指示信號、輸入定時和輸出定時，控制邏輯106將控制FRC 102以確保進行對稱幀頻轉(zhuǎn)換。控制邏輯106還確定顯示發(fā)生器104采用什么幀頻。
根據(jù)內(nèi)容的幀頻優(yōu)化資料為了提供對應于特定非對稱輸入的對稱輸出，可以采取三個操作之一修改寫入FRC存儲器的內(nèi)容、修改從FRC存儲器讀取的內(nèi)容或者修改在哪一個幀邊界變更顯示發(fā)生器的幀頻。這些修改均是由控制邏輯106來控制執(zhí)行的。
最終，此塊確定丟棄或重復幀在何處與非對稱輸入序列相關(guān)。它將修改FRC寫或FRC讀以確保該輸出對于電影是對稱的。對于視頻，它迫使顯示發(fā)生器104進入不進行幀頻轉(zhuǎn)換且在輸出顯示所有輸入信息的模式。有關(guān)控制邏輯106的操作的更進一步的描述，現(xiàn)參考以下結(jié)合附圖的說明。
為了確保對非對稱輸入序列、如采用3∶2下拉比率的電影所用的正確的轉(zhuǎn)換，必須對丟棄哪些幀和重復哪些幀非常小心。對于諸如AAABB的樣本序列，在丟棄幀時我們想要丟棄A幀之一。這就得到AABB的對稱輸出序列。在重復幀時我們想要重復B幀之一。這就得到AAABBB的對稱輸出序列。
因為幀頻是根據(jù)對資料而言最佳的顯示幀頻來加以變更的，所以輸入視頻和輸出視頻之間的時間關(guān)系在不斷變化。正是這種變化影響幀頻轉(zhuǎn)換器將如何丟棄或重復幀。圖8顯示了三個視頻流。第一個流是輸入視頻。第二個流是幀頻與輸入相同時的輸出視頻。你將會注意到，相對于這兩個流有小的時間偏移。輸出流相對于輸入流大約延遲1/4幀。第三個流是以高于輸入的幀頻工作的輸出視頻。在此情況下，比率為6∶5。在此情況下，可以看到，如果進行簡單的幀頻轉(zhuǎn)換，則幀A1顯示兩次。這造成比輸入更不對稱的輸出模式。
圖9顯示在第一行與圖8相同的輸入電影序列。第二行顯示幀頻與輸入相同但只是相對于輸入延遲3/4幀的輸出序列。第三個流顯示了6∶5的幀頻上轉(zhuǎn)換。在此情況下，重復幀B1，從而得到對稱的輸出序列。
控制邏輯塊所做的是檢查輸入幀和輸出幀之間的定時關(guān)系，然后它會根據(jù)偏移確定哪一個幀應該重復或丟棄，然后修改寫入FRC的內(nèi)容、從FRC讀取的內(nèi)容或?qū)嶋H變更顯示幀頻的時間，以確保輸出模式是對稱的。隨后是控制邏輯塊的一個實施例。在此實施例中，控制塊修改顯示發(fā)生器變更幀頻的時間，以確保正確的操作。并不旨在將本發(fā)明局限于所述實施例，而是旨在賦予其與本說明書中所描述的原理和特征一致的最寬的范圍。
圖10是控制邏輯106的框圖?？刂七壿?06包括相對輸入輸出幀偏移檢測器202、區(qū)域檢測器204和顯示更改邏輯208。以下將更詳細地討論每個單元。
輸入/輸出幀偏移檢測器202偏移檢測器202以像素時鐘的精度測量輸入到輸出的幀延遲。在輸入垂直定時信號w_vsync的下降沿，使計數(shù)器復位。計數(shù)器同步于輸入時鐘w_clk遞增。
輸出垂直定時信號r_vsync重新同步到輸入時鐘w_clk域，以避免亞穩(wěn)態(tài)。在此信號的下降沿，鎖存像素精度的計數(shù)器值。所鎖存的值作為偏移傳遞給區(qū)域檢測器204。
計數(shù)器還可以按行而不是按像素遞增。按行遞增時必須小心，以確保輸入/輸出定時從不在含切換點的行內(nèi)，否則可能造成差錯?；蛘撸梢圆捎卯惒綍r鐘或輸出時鐘，而不用輸入時鐘。
區(qū)域檢測器204
區(qū)域檢測器204檢查輸入幀和顯示幀的相對定時。當幀頻信號變高時，鎖存偏移值。將這些值與預定值作比較，以確定幀頻模式開始時的定時情況。每個區(qū)域指在隨后的幀序列中要丟棄或重復哪一個特定幀。在此實施例中，一旦確定了區(qū)域，則在進入特定幀頻模式后某個時間，顯示變更信號告知顯示發(fā)生器要使用適當?shù)膸l。
考慮圖11所示的各流。前兩個流與圖8和圖9中的相同。在第三個流中，幀頻在B輸入幀期間發(fā)生改變。圖11說明控制邏輯確定何時變更幀頻。在此情況下，控制邏輯在輸入幀B1期間變更幀頻。這樣就得到對稱的輸出模式。
顯示變更邏輯208顯示變更邏輯208根據(jù)檢測到的區(qū)域、電影模式類型以及當前幀相對于電影序列模式的所在的位置，修改幀頻轉(zhuǎn)換操作。它可以確定將哪一個視頻幀寫入FRC存儲器中以及顯示幀頻何時變更，它可以告訴幀頻轉(zhuǎn)換器從存儲器中讀取哪一個幀以及顯示速率何時變更或者它可以告知顯示發(fā)生器何時變更顯示幀頻。
實施例上述核心邏輯可單獨使用或者可以與其他部件相連以形成一個系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以接收數(shù)字化的原始數(shù)據(jù)或從MPEG解碼器接收解碼的視頻或視頻；可以接收逐行輸入或隔行輸入；可以從外部源、從內(nèi)部MPEG解碼器或內(nèi)部檢測器接收其幀頻變更指示信號(在所述實施例中為電影指示信號)。運動自適應隔行轉(zhuǎn)隔行可以針對隔行輸入在幀頻轉(zhuǎn)換之前執(zhí)行，或者它可以在幀頻轉(zhuǎn)換之后執(zhí)行?？蛇x地，可以增加掃描轉(zhuǎn)換器，用于變更每行像素數(shù)、每幀行數(shù)或者甚至圖像形狀。系統(tǒng)輸出可以是數(shù)字的或模擬的。
根據(jù)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)通過動態(tài)切換幀頻，顯示可能得到的最佳圖像，這取決于內(nèi)容。在優(yōu)選實施例中，將非對稱電影模式(其中一個圖像顯示3/60秒，而下一個圖像顯示2/60秒)轉(zhuǎn)換為對稱模式，其中，每個圖像顯示相同的時間長度，如2/48秒或3/72秒(均等于1/24秒，實際上以與電影院中播放電影極其相似的方式以2倍速或3倍快門速度來播放每個圖像)。相反，其中每個圖像唯一的視頻資料以其原始速率顯示。
雖然已參照所示實施例對本發(fā)明作了說明，但本專業(yè)的普通技術(shù)人員會輕易地認識到，可以對所述實施例作各種變化，而這些變化將在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
例如，幀頻可以利用頻率恒定的時鐘并通過變更HTOTAL值加以控制。幀頻可以利用頻率恒定的時鐘并通過變更VTOTAL值加以控制。幀頻可以利用恒定的HTOTAL和VTOTAL并通過變更時鐘頻率而加以控制。此外，視頻顯示系統(tǒng)可以是LCD(液晶顯示器)、DLP(數(shù)字光線處理)、PDP(等離子體顯示器)或其他其中幀頻可以立即切換而又不產(chǎn)生非自然信號的像素顯示裝置。
可以修改幀頻轉(zhuǎn)換以確保得到對稱的輸出，具體是通過修改寫入FRC的內(nèi)容、從FRC讀取的內(nèi)容或幀頻何時進行變更來實現(xiàn)的。
視頻顯示系統(tǒng)還可以是CRT或其他其中幀頻可以在有限時間間隔內(nèi)以不引起非自然信號的方式逐漸切換的光柵顯示裝置。此外，幀頻控制可以根據(jù)源資料來自電影還是視頻來進行。最后，幀頻轉(zhuǎn)換器可以從非對稱模式轉(zhuǎn)換為對稱模式。因此，本專業(yè)的普通技術(shù)人員可以在不背離所附權(quán)利要求書的精神和范圍的情況下作出許多種修改。
權(quán)利要求
1.一種視頻顯示系統(tǒng)，包括用于提供顯示定時信號的顯示發(fā)生器；用于接收輸入視頻數(shù)據(jù)、輸入視頻定時以及提供輸出視頻數(shù)據(jù)的幀頻轉(zhuǎn)換器；以及用于接收幀頻指示信號、所述視頻輸入定時和所述視頻顯示定時信號的控制邏輯，其中，所述邏輯根據(jù)節(jié)目的原始幀頻變更所述顯示發(fā)生器的顯示幀頻，以便維持穩(wěn)定的圖像吞吐量。
2.如權(quán)利要求1所述的視頻顯示系統(tǒng)，其特征在于，幀頻是利用頻率恒定的時鐘并通過變更每行像素數(shù)的值而加以控制的。
3.如權(quán)利要求1所述的視頻系統(tǒng)，其特征在于，幀頻是利用恒定的時鐘并通過變更每場/幀的行數(shù)的值而加以控制的。
4.如權(quán)利要求1所述的視頻系統(tǒng)，其特征在于，幀頻是利用恒定的每行像素數(shù)和每場/幀的行數(shù)并通過變更所述時鐘而加以控制的。
5.如權(quán)利要求1所述的視頻顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示設(shè)備是液晶顯示器、數(shù)字光線處理顯示器、等離子體顯示器或其他像素顯示裝置，其中，所述幀頻可以立刻變更而不產(chǎn)生非自然信號。
6.如權(quán)利要求1所述的視頻顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示設(shè)備是陰極射線管或其他其中可以在有限時間間隔上變更幀頻而不造成非自然信號的光柵顯示裝置。
7.如權(quán)利要求1所述的視頻顯示系統(tǒng)，其特征在于，對所述幀頻的控制基于所述源資料來自電影還是視頻。
8.如權(quán)利要求1所述的視頻顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述幀頻轉(zhuǎn)換器可以將非對稱模式轉(zhuǎn)換為對稱模式。
9.如權(quán)利要求1所述的視頻顯示系統(tǒng)，其特征在于，修改寫入所述幀頻轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)以便提供對稱輸出。
10.如權(quán)利要求1所述的視頻顯示系統(tǒng)，其特征在于，修改從所述幀頻轉(zhuǎn)換器讀出的數(shù)據(jù)以提供對稱輸出。
11.如權(quán)利要求1所述的視頻顯示系統(tǒng)，其特征在于，在適當?shù)膱龌驇吔缧薷乃鰩l變更點以提供對稱輸出。
12.如權(quán)利要求1所述的視頻顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述幀頻指示包括電影指示信號。
13.如權(quán)利要求1所述的視頻顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述控制邏輯包括測量輸入到輸出幀延時的偏移檢測器；檢查所述輸入和所述顯示幀的相對定時的區(qū)域檢測器；以及定義所述幀頻何時變更的顯示變更邏輯。
14.如權(quán)利要求1所述的視頻顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述控制邏輯檢測所述輸入定時和所述輸出定時之間的特定時間關(guān)系并調(diào)整根據(jù)所述時間關(guān)系自適應地調(diào)整所述幀頻。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種視頻顯示系統(tǒng)。該視頻顯示系統(tǒng)包括用于提供顯示定時信號的顯示發(fā)生器和用于接收輸入視頻數(shù)據(jù)、輸入視頻定時以及提供輸出視頻數(shù)據(jù)的幀頻轉(zhuǎn)換器。該系統(tǒng)包括用于接收幀頻指示信號、視頻輸入定時和顯示定時信號的控制邏輯?？刂七壿嫺鶕?jù)節(jié)目原始幀頻變更顯示發(fā)生器的顯示幀頻，以便維持穩(wěn)定的圖像吞吐量。
文檔編號H04N5/44GK1574952SQ200410043408
公開日2005年2月2日 申請日期2004年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月27日
發(fā)明者S·塞爾比, P·D·斯瓦茨 申請人:創(chuàng)世紀微芯片公司