專利名稱：圖像質(zhì)量改善裝置及圖像質(zhì)量改善方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于改善以視頻投影儀為代表的圖像顯示設(shè)備中 的圖像質(zhì)量的裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，在諸如電視接收機、視頻投影儀等圖像顯示設(shè)備中，
圖像的質(zhì)量由于耀光(flare)的發(fā)生而下降。所述耀光指的是在邊緣部分 處(例如白色區(qū)域和黑色區(qū)域之間的邊界)引起的模糊現(xiàn)象，在邊緣 部分處，存在由光引起的顯示圖像中的亮度的巨大差異，所述光由于 通過投影管或圖像接收管的被照射表面和透鏡的光的反射和/或散射而 從亮區(qū)漏到暗區(qū)中(參見日本專利申請?zhí)卦S公開2002-2卯772中的第
至
段和圖17)。
圖1是示出了將由投影儀投影的畫面的原始圖像的一個示例的示 意圖。此原始圖像具有位于中心處的矩形白色區(qū)域WT和位于白色區(qū) 域WT周圍的黑色區(qū)域BL，其邊界或邊緣部分ED在亮度上具有巨大 差異。在圖1中的底部示出的是在原始圖像的中心的周圍沿水平方向 的視頻信號(亮度信號)。當此原始圖像被投影儀投影在屏幕上時， 白色區(qū)域WT中的光漏到黑色區(qū)域BL中，因此在邊緣部分ED處出現(xiàn) 模糊。此模糊是使圖像質(zhì)量下降的耀光。
為了消除諸如上述的耀光，普遍的做法是執(zhí)行數(shù)字信號處理，該 數(shù)字信號處理用于校正將被輸入到投影儀的視頻信號邊緣處的模糊。 圖2是耀光校正(flare correction)的概念圖。在圖2中，子圖2(a)是示出 了原始圖像的視頻信號的波形圖；子圖2(b)是基于子圖2(a)的視頻信號 而顯示的屏幕圖像的亮度分布圖；子圖2(c)是在耀光校正之后從子圖
72(a)的視頻信號獲得的信號的波形圖；子圖2(d)是基于子圖2(C)所示的 耀光校正之后的視頻信號而顯示的屏幕圖像的亮度分布圖。這里，子
圖2(a)的視頻信號對應(yīng)于圖1所示的原始圖像的視頻信號。
由投影儀基于子圖2(a)的視頻信號而投影的屏幕圖像形成圖像， 該圖像的邊緣部分由于耀光的發(fā)生而如子圖2(b)所示地成圓形。為了補 償此圖像中的耀光，需要依照子圖2(b)所示的邊緣部分的變形或通過進 行校正以使邊緣突出來校正子圖2(a)中的視頻信號的前沿和后沿(逆向 校正)。通過這種校正，如子圖2(b)所示，可以獲得沒有成圓形的邊緣 部分的屏幕圖像。
作為能夠進行如上所述的耀光校正的裝置，存在一種如日本專利 申請?zhí)卦S公開2006-157228所述的圖像質(zhì)量改善裝置(參見圖4)。圖 3示出了該圖像質(zhì)量改善裝置的結(jié)構(gòu)。
參照圖3，所述圖像質(zhì)量改善裝置包括延遲補償電路141、 二維低 通濾波器(LPF)電路142、延遲補償電路143、減法器電路144、放 大器電路145和加法器電路146。在向延遲補償電路143提供色度(c) 信號的同時，向延遲補償電路141和二維LPF電路142提供亮度(Y)信號。
延遲補償電路141使輸入的Y信號延遲二維LPF電路142中的處 理所需的時間量。將來自延遲補償電路141的輸出提供給減法器電路 144的一個輸入端子和加法器電路146的一個輸入端子。二維LPF電 路142是用于去除輸入的Y信號的高頻分量(邊緣分量)的濾波器， 且其輸出被提供給減法器電路144的另一輸入端子。來自二維LPF電 路142的輸出呈現(xiàn)為具有成圓形的邊緣部分的Y信號。
減法器電路144用從延遲補償電路141提供的Y信號減去從二維 LPF電路142提供的Y信號。來自減法器電路144的輸出呈現(xiàn)從Y信號中提取的高頻分量(邊緣分量)的信號。經(jīng)由放大器電路145而將
從減法器電路144輸出的邊緣分量信號提供給加法器電路146的另一 輸入端子。放大器電路145將從減法器電路144提供的邊緣分量信號 放大。加法器電路146將由放大器電路145放大的邊緣分量信號與從 延遲補償電路141提供的Y信號相加。來自加法器電路146的輸出呈 現(xiàn)如此的信號，即，該信號通過在輸入Y信號邊緣處加強所述輸入Y 信號而獲得的且對應(yīng)于子圖2(c)所示信號。
在上述圖像質(zhì)量改善裝置中，二維LPF電路142可以由遞歸濾波 器構(gòu)成(參見日本專利申請?zhí)卦S公開2006-157228和日本專利申請?zhí)卦S 公開S61-184059中的圖1)。在這種情況下，為了提高二維LPF的精 確度，常常使用時間軸反轉(zhuǎn)處理(場反轉(zhuǎn)(fiddinverting)處理)。
此外，最近的圖像顯示設(shè)備被適配為能夠執(zhí)行顯示處理，該顯示 處理支持具有要顯示的不同圖像尺寸(縱橫比或分辨率)的圖像的多 個視頻信號。在此類圖像顯示設(shè)備中，不優(yōu)選的是，依照與要顯示的 圖像尺寸不同的輸入圖像信號來提供耀光校正處理電路，因為這導(dǎo)致 電路規(guī)模的擴大。根據(jù)其中在用于修改輸入視頻信號以便將顯示圖像 的尺寸修改為對顯示設(shè)備指定的固定圖像尺寸的處理之后執(zhí)行耀光校 正處理的裝置，單個耀光校正電路可以支持不同圖像尺寸的輸入視頻 信號，而且可以使電路結(jié)構(gòu)變得簡單。
此外，在諸如投影儀等圖像顯示裝置中，投影圖像的形狀根據(jù)用 來投影圖像的角度而變形。為了解決這個問題，還提出這樣一種裝置， 其通過針對投影圖像的變形來修改顯示圖像的形狀而對視頻信號進行 諸如梯形校正等幾何失真的校正(參見日本專利申請?zhí)卦S公開 2005-266042)。

發(fā)明內(nèi)容
在上述圖像質(zhì)量改善裝置中，當將其應(yīng)用于對視頻信號進行幾何失真校正的圖像顯示設(shè)備時，出現(xiàn)以下問題。
在視頻信號中，例如，由垂直同步信號來管理場(或幀)顯示周 期，同時，水平同步信號管理轉(zhuǎn)換水平掃描線的時刻。在水平同步信 號之前和之后，視頻信號包括不包含任何視頻信息的消隱信號。當不 執(zhí)行幾何失真校正時，基于包含視頻信息的視頻信號而在顯示設(shè)備上 顯示視頻幀，同時將未顯示在屏幕上的那部分假設(shè)為消隱持續(xù)時間(對 應(yīng)于消隱信號)。當視頻信號尚未經(jīng)過幾何失真校正時，基于視頻信 號而顯示的區(qū)域(視頻信號區(qū)域)釆取矩形形式(參見圖1)。然而， 當視頻信號已經(jīng)過幾何失真校正時，視頻信號區(qū)域不采取矩形形式。
圖4是基于已經(jīng)過幾何失真校正的視頻信號而在顯示設(shè)備上形成 的圖像的示意圖。當視頻信號已經(jīng)受幾何失真校正時，視頻信號區(qū)域 Sl具有如圖4所示的與矩形形狀不同的形狀。對應(yīng)于視頻信號區(qū)域Sl
的側(cè)邊的邊緣El至E4在視頻信號區(qū)域Sl與消隱區(qū)域S2之間形成邊 界。視頻信號區(qū)域Sl之外的區(qū)域或消隱區(qū)域S2具有對應(yīng)于黑色電平 的信號屯平(在顯示器屏幕上表示黑色的電平，例如'0'電平)。
在耀光校正中，如子圖2(b)所示，對邊緣及其附近區(qū)域進行校正 以使邊緣突出。如果對圖4所示的已經(jīng)過幾何失真校正的視頻信號執(zhí) 行此耀光校正，則例如在邊緣E1中，執(zhí)行校正以便使邊緣El及其相 鄰區(qū)域突出。在這種情況下，對視頻信號區(qū)域Sl內(nèi)部沿著邊緣E1的 區(qū)域引起不必要的耀光校正效果，結(jié)果，顯示圖像的質(zhì)量下降。由于 此類耀光校正而引起的圖像質(zhì)量的下降主要出現(xiàn)在使用場反轉(zhuǎn)處理的 裝置中。
本發(fā)明的示例性目的在于解決上述問題并提供 一 種圖像質(zhì)量改善 裝置和圖像質(zhì)量改善方法，其能夠通過抑制消隱區(qū)域與視頻信號區(qū)域 之間的邊界處的不必要的耀光校正來提供高質(zhì)量的視頻。為了實現(xiàn)上述示例性目的，本發(fā)明的一種圖像質(zhì)量改善裝置包括 低通濾波器電路，其從輸入視頻信號中提取低頻分量；減法器電路， 其用所述輸入視頻信號減去由所述低通濾波器電路提取的低頻分量以 獲得高頻分量；以及加法器電路，其將由所述減法器電路所獲得的高 頻分量作為校正信號而與所述輸入視頻信號相加，其中，所述輸入視 頻信號包括不包含任何視頻信息的消隱信號；并且所述低通濾波器電 路在從當所述輸入視頻信號由所述消隱信號變?yōu)榫哂兴鲆曨l信息的 信號時起經(jīng)歷預(yù)定的單位時間之后開始提取所述低頻分量。
此外，本發(fā)明的一種圖像質(zhì)量改善方法包括從輸入視頻信號中 提取低頻分量；通過從所述輸入視頻信號減去在所述第一步驟中提取 的低頻分量來獲得高頻分量；以及將在所述第二步驟獲得的高頻分量 作為校正信號而與所述輸入視頻信號相加，其中，所述輸入視頻信號 包含沒有任何視頻信息的消隱信號，并且在從當所述輸入視頻信號由 所述消隱信號變?yōu)榘鲆曨l信息的信號時起經(jīng)歷預(yù)定的單位時間 之后開始所述低頻分量的提取。
本發(fā)明的上述及其它示例性目的、特征、以及優(yōu)點將通過參考示 出本發(fā)明示例的附圖的以下說明而變得顯而易見。


圖1是示出了將由投影儀投影的畫面的原始圖像的示例的示意圖。
圖2是示出了耀光校正的概念圖。
圖3是示出了能夠進行耀光校正的圖像質(zhì)量改善裝置的示例的方 框圖。
圖4是示出了將依照已經(jīng)過幾何失真校正的視頻信號而在顯示設(shè) 備上形成的圖像的示例的示意圖。
圖5是示出了作為本發(fā)明的示例性實施例的圖像質(zhì)量改善裝置的 結(jié)構(gòu)的方框圖。
11圖6是示出了圖5所示的二維LPF電路的示例的方框圖。 圖7是示出了圖6所示的遞歸濾波器電路的示例的方框圖。 圖8是示出了圖7所示的水平遞歸濾波器電路的示例的方框圖。 圖9是示出了圖7所示的垂直遞歸濾波器電路的示例的方框圖。 圖IO是示出了圖9所示的信號存在檢測電路的示例的方框圖。 圖11是用于示出圖IO所示的檢測結(jié)果保持電路中的狀態(tài)信息的 保持操作的示意圖。
具體實施例方式
圖5是示出了作為本發(fā)明的示例性實施例的圖像質(zhì)量改善裝置的 結(jié)構(gòu)的方框圖。參照圖5，本實施例的圖像質(zhì)量改善裝置包括延遲補償 電路1、 二維低通濾波器(LPF)電路2、延遲補償電路3、減法器電 路4、放大器電路5和加法器電路6。在向延遲補償電路3提供色度(c) 信號的同時，將亮度(Y)信號輸入到延遲補償電路1和二維LPF電路 2。除二維LPF電路2之外的結(jié)構(gòu)與圖3所示的圖像質(zhì)量改善裝置相同。
圖6所示的是二維LPF電路2的結(jié)構(gòu)示例。參照圖6， 二維LPF 電路2包括向其提供輸入的Y信號的遞歸濾波器21 、接收來自遞歸濾 波器電路21的輸出的時間軸反轉(zhuǎn)電路22、接收來自時間軸反轉(zhuǎn)電路 22的輸出的遞歸濾波器電路23和接收來自遞歸濾波器電路23的輸出 的時間軸反轉(zhuǎn)電路24。
遞歸濾波器電路21和23具有相同的結(jié)構(gòu)。圖7示出了應(yīng)用于遞 歸濾波器電路21和23的遞歸濾波器電路結(jié)構(gòu)。參照圖7，遞歸濾波器 電路200是由串聯(lián)連接的水平遞歸濾波器電路201和垂直遞歸濾波器 電路202組成的電路，所述水平遞歸濾波器電路201執(zhí)行去除視頻信 號的相對于水平方向的高頻分量(邊緣分量)的濾波處理，所述垂直 遞歸濾波器電路202執(zhí)行去除視頻信號的相對于垂直方向的高頻分量 (邊緣分量)的濾波處理。在圖7所示的示例中，將來自水平遞歸濾 波器電路201的輸出提供給垂直遞歸濾波器電路202的輸入端子。然而，與此連接相反，可以將來自垂直遞歸濾波器電路202的輸出提供
給水平遞歸濾波器電路201的輸入端子。也就是說，水平遞歸濾波器 電路201和垂直遞歸濾波器電路202的連接順序不受特別限制。
水平遞歸濾波器電路201和垂直遞歸濾波器電路202被構(gòu)造為只 在從輸入信號已第一次從消隱信號(黑色電平信號)向白色電平改變 時起經(jīng)歷預(yù)定的單位時間之后開始其遞歸濾波功能。水平遞歸濾波器 電路201中的單位時間是一個像素周期(one-pixel period)，而垂直遞 歸濾波器電路202中的單位時間是一個水平周期(one horizontal period)。
圖8所示的是水平遞歸濾波器電路201的結(jié)構(gòu)。參照圖8,水平 遞歸濾波器電路201包括放大器31和34、加法器32、 一像素周期延 遲電路33和36、選擇器電路35和信號存在檢測電路37。將輸入信號 S提供給選擇器電路35的一個輸入端子，而且也通過放大器31、加法 器32和一像素周期延遲電路33來將輸入信號S提供給選擇器35的另 _一輸入端子。還將輸入信號S提供給信號存在檢測電路37。
放大器31將輸入信號S放大。提供給加法器32的一個輸入端子 的是來自放大器31的輸出，向另一輸入端子提供來自放大器34的輸 出。加法器32將來自放大器34的輸出與來自放大器31的輸出相加。 放大器34將來自選擇器電路35的輸出放大。 一像素周期延遲電路33 使來自加法器32的輸出延遲對應(yīng)于一個像素周期的時間量。這些部件、 或放大器31、加法器32、 一像素周期延遲電路33和放大器34構(gòu)成遞 歸濾波器。
信號存在檢測電路37在輸入信號S的每個水平周期內(nèi)檢測從水平 周期開始時起第一次輸入具有除黑色電平之外的電平的視頻信號的時 刻，或輸入信號S的電平第一次從消隱信號電平(黑色電平)向白色 電平改變的時刻。信號存在檢測電路37在從水平周期開始到從黑色電
13平向白色電平的第一次變化的期間輸出第一電平的控制信號，并在檢 測到從黑色電平向白色電平的第一次變化之后輸出不同于第一電平的 第二電平的控制信號。管理水平周期的開始的信號稱為復(fù)位信號。使 用水平同步信號作為復(fù)位信號。信號存在檢測電路37在其接收到復(fù)位
信號時將控制信號保持在第一電平。通過一像素周期延遲電路36將從 信號存在檢測電路37輸出的控制信號提供給選擇器電路35。
一像素周期延遲電路36使從信號存在檢測電路37提供的控制信 號延遲對應(yīng)于一個像素周期的時間量。由一像素周期延遲電路36提供 的此延遲時間等于由一像素周期延遲電路33提供的延遲時間。
選擇器電路35在輸入控制信號處于第一電平的同時選擇被提供 給其一個輸入端子的輸入信號S。在這種情況下，遞歸濾波器不執(zhí)行高 頻分量(邊緣分量)的去除。結(jié)果，將輸入信號S從水平遞歸濾波器 電路201照原樣輸出。另一方面，選擇器電路35在輸入控制信號處于 第二電平的同時選擇米A—像素周期延遲電路33的輸出。在這種情況 下，遞歸濾波器去除輸入信號S的相對于水平方向的高頻分量(邊緣
分量)。結(jié)果，從水平遞歸濾波器電路201輸出輸入信號S的低頻分
一巨 里。
在圖8所示的水平遞歸濾波器電路201中，從信號存在檢測電路 37輸出的控制信號被--像素周期延遲電路36延遲了一個像素周期的時 間量并隨后提供給選擇器電路35。因此，在將從水平周期開始(復(fù)位 信號的輸入)時起不具有黑色電平的第一視頻信號提供給加法器32時 的時間(時間tl)，信號存在檢測電路37輸出第二電平的控制信號。 然而，將第二電平的控制信號提供給選擇器電路35時的時刻在時間tl 的--個像素周期之后。也就是說，由于提供給選擇器電路35的控制信 號的電平在時間tl仍然處于第一電平，所以選擇器35選擇輸入信號S。 在這種情況下，由于遞歸濾波器不執(zhí)行高頻分量的去除，所以將輸入 信號S從水平遞歸濾波器電路201照原樣輸出。在從時間tl開始已經(jīng)歷了一個像素周期的時間點(時間t2)，輸
入到選擇器電路35的控制信號的電平進行從第一電平到第二電平的轉(zhuǎn) 換。因此，在時間t2及時間t2之后，選擇器35選擇來自一像素周期 延遲電路33的輸出，從而通過遞歸濾波器來執(zhí)行輸入信號S的相對于 水平方向的高頻分量的去除。
其后，在輸入復(fù)位的時刻(水平周期的開始)，從信號存在檢測 電路37輸出的控制信號的電平進行從第二電平到第一電平的轉(zhuǎn)換，并 將重復(fù)上述操作。
這樣，根據(jù)水平遞歸濾波器電路201，遞歸濾波器從水平周期開 始時起不工作，直至將不具有黑色電平的第一視頻信號提供給加法器 32時的時間點，并被促使從所述時間點起為視頻信號提供遞歸濾波器功能。
閣9所示的是垂直遞歸濾波器電路202的結(jié)構(gòu)。參照圖9，垂直 遞歸濾波器電路202包括放大器41和44、加法器42、 一水平周期延 遲電路43和46、選擇器電路45和信號存在檢測電路47。將輸入信號 S提供給選擇器電路45的一個輸入端子，而且還將輸入信號S通過放 火器41、加法器42和一水平周期延遲電路43提供給選擇器45的另一 輸入端子。還將輸入信號S提供給信號存在檢測電路47。
放大器41將輸入信號S放大。將來自放大器41的輸出提供給加 法器42的一個輸入端子，并將來自放大器44的輸出提供給加法器42 的另一輸入端子。加法器42將來自放大器44的輸出與來自放大器41 的輸出相加。放大器44將來自選擇器電路45的輸出放大。 一水平周 期延遲電路43使來自加法器42的輸出延遲對應(yīng)于一個水平周期的時 間量。這些部件、或放大器41、加法器42、 一水平周期延遲電路43 和放大器44構(gòu)成遞歸濾波器。
15在此遞歸濾波器中， 一水平周期延遲電路43在一個水平周期內(nèi)保 持所有視頻信號，且加法器42將視頻信號或從放大器41提供的輸入 信號與通過放大器44而從一水平周期延遲電路43提供的輸入信號加 在一起，兩者位于同一水平位置。結(jié)果，可以去除輸入信號S的相對 于垂直方向的高頻分量。這里，位于同一水平位置處的視頻信號的相 加意指，例如，圖4所示的顯示圖像中第n條水平線中的視頻信號序 列和第(n+l)條水平線中的視頻信號序列的、位于水平線上的同一位 置處的視頻信號的相加。
信號存在檢測電路47對位于同一水平位置處并沿著垂直方向排 成直線的每列信號(垂直取向信號線)檢測從水平周期的開始起第一 次輸入具有除黑色電平之外的電平的視頻信號的時刻。這里，所述垂 直取向信號線是例如沿著圖4所示的顯示圖像的垂直方向而排成直線 的一列信號。如圖IO所示，信號存在檢測電路47包括檢測結(jié)果保持 電路48。存儲在檢測結(jié)果保持電路48中的是指示對于每一水平位置(每 一垂直取向信號線)在輸入消隱信號之后是否已輸入除黑色電平之外 的第一視頻信號的結(jié)果("信號存在"或"無信號存在")。也就是 說，檢測結(jié)果保持電路48對于水平周期中的每個位置具有用于存儲狀 態(tài)信息的存儲器區(qū)域(存儲器電路)，從垂直周期開始時起直至輸入 第一視頻信號為止對于每一垂直排成列的信號保持指示相關(guān)存儲器區(qū) 域中"無信號存在"的第一狀態(tài)信息，并在檢測到輸入的第一視頻信 號時保持指示相關(guān)存儲器區(qū)域中"信號存在"的第二狀態(tài)信息。
當輸入復(fù)位信號時，檢測結(jié)果保持電路48中的存儲器區(qū)域被全部 清零至復(fù)位狀態(tài)(在此處指示"無信號存在"的第一狀態(tài)信息)。所 述復(fù)位信號是管理垂直周期的開始的信號。這里，使用垂直同步信號 作為復(fù)位信號。 一旦保持第二狀態(tài)信息之后，檢測結(jié)果保持電路48中 的每個存儲器區(qū)域保持第二狀態(tài)信息直至輸入復(fù)位信號。圖11示意地示出了在檢測結(jié)果保持電路48中保持狀態(tài)信息的操
作。在圖11中，L1和L2表示分別從垂直同步信號開始計算的輸入視 頻信號的第一水平周期(第一水平線)中和第二水平周期(第二水平 線)中的信號序列。信號序列L1和L2每個都由對應(yīng)于n個像素Pl至 Pn的信號組成。像素P1至Pn對應(yīng)于水平線上的各個水平位置。在信 號序列L1和L2中，實心白色部分表示消隱信號，而陰影線部分表示 具有視頻信息的視頻信號。
檢測結(jié)果保持電路48包括對應(yīng)于像素Pa至Pn的存儲器區(qū)域Al 至An。在圖11所示的示例中，在輸入垂直同步信號時的時間點，在 存儲器區(qū)域Al至An中的每一個中存儲'0'電平作為第一狀態(tài)信息(狀 態(tài)SO)。
當在輸入垂直同步信號之后輸入信號序列Ll時，信號狀態(tài)在像素 P3至P(n-3)的位置處從消隱信號轉(zhuǎn)換為視頻信號。結(jié)果，將作為第二 狀態(tài)信息的。'存儲在存儲器區(qū)域A3至A(n-3)中的每-個中(狀態(tài) Sl)。在此狀態(tài)S1下，位于像素P1、 P2和P(n-2)至Pn的位置處的信 號繼續(xù)為消隱信號，因此，在存儲器區(qū)域A1、 A2、 A(n-2)至An保持 表示第一狀態(tài)信息的值'0'。這里， 一旦存儲用于第二狀態(tài)信息的值 'l'，則存儲器區(qū)域A3至A(n-3)維持寫入值'T的狀態(tài)直至輸入復(fù) 位信號。
當輸入信號序列L2時，信號狀態(tài)在像素P(n-2)和P(n-l)的位置處 從消隱信號轉(zhuǎn)換為視頻信號。結(jié)果，將作為第二狀態(tài)信息的'l'存儲 在存儲器區(qū)域A(n-2)和A(n-l)中的每一個中(狀態(tài)S2)。在此狀態(tài)S2 下，位于像素P1、 P2和Pn的位置處的信號繼續(xù)為消隱信號，因此， 在存儲器區(qū)域A1、 A2和An中保持表示第一狀態(tài)信息的值'0'。這 里，一旦存儲用于第二狀態(tài)信息的值'1，，則存儲器區(qū)域A(n-2)和A(n-l) 維持寫入值'l'的狀態(tài)直至輸入復(fù)位信號。因此，在狀態(tài)S2下，將 存儲器區(qū)域A3至A(n-l)設(shè)置為存儲用于第二狀態(tài)信息的值。信號存在檢測電路47從垂直周期開始時起對每個水平周期檢查 位于每個水平位置(像素Pl至Pn)處的輸入信號是否從黑色電平向白
色電平改變。當輸入信號已從黑色電平向白色電平改變時，信號存在
檢測電路47檢査當前存儲在對應(yīng)于具有變化的水平位置的存儲器區(qū)域 中的狀態(tài)信息，并僅在狀態(tài)信息是第一狀態(tài)信息時輸出指示遞歸濾波 器的形成的控制信號(第二電平)。然后，信號存在檢測電路47將第 二狀態(tài)信息存儲到對應(yīng)于具有變化的水平位置的存儲器區(qū)域中。接下 來，將參照圖11所示的示例來簡要地描述控制信號的輸出操作。
在輸入垂直同步信號之后，輸入信號序列L1。在信號序列L1中， 像素P3至P(n-3)的水平位置處的輸入信號從黑色電平向白色電平改 變。由于在此時間點，將用于第一狀態(tài)信息的值W存儲在存儲器區(qū) 域A3至A(n-3)中，所以信號存在檢測電路47輸出用于像素P3至P(n-3) 的水平位置的控制信號，該控制信號指示遞歸濾波器的形成。然后， 將用于像素P3至P(n-3)的水平位置的控制信號保持在第二電平，直至 輸入復(fù)位信號。在輸入復(fù)位信號之后，將用于像素P3至P(n-3)的水平 位置的控制信號設(shè)置為第一電平。
在信號序列L1之后，輸入信號序列L2。在信號序列L2中，像素 P(n-l)和P(n-l)的水平位置處的輸入信號從黑色電平向白色電平改變。 由于在此時間點，將用于第一狀態(tài)信息的值'0'存儲在存儲器區(qū)域 A(n-2)和A(n-l)中，所以信號存在檢測電路47輸出用于像素P(n-2)和 P(n-l)的水平位置的控制信號(第二屯平)，該控制信號指示遞歸濾波 器的形成。然后，將用于像素P(n-2)和P(n-l)的水平位置的控制信號保 持在第二電平，直至輸入復(fù)位信號。在輸入復(fù)位信號之后，將用于像 素P(n-2)和P(n-l)的水平位置的控制信號設(shè)置為第一電平。
根據(jù)控制信號的上述輸出操作，控制信號對于每一垂直取向信號 線在從垂直周期開始時起第一次輸入除黑色電平之外的視頻信號時的
18時刻從第一電平變?yōu)榈诙娖?。對于每一垂直取向信號線，在控制信 號保持在第一電平的周期期間，選擇器45將被提供給其一個輸入端子 的輸入信號照原樣輸出到放大器34。因此，任何遞歸濾波器不執(zhí)行高 頻分量的去除。結(jié)果，將輸入信號S從垂直遞歸濾波器電路照原樣輸 出。另一方面，對于每一垂直取向信號線，在控制信號被設(shè)置在第二
電平的周期期間，選擇器45將來自單位延遲電路43的輸出提供給放 大器44，從而通過遞歸濾波而沿著每一垂直取向信號線執(zhí)行輸入信號 S的高頻分量的去除。結(jié)果，來自垂直遞歸濾波器電路202的輸出僅顯 示每一垂直取向信號線的低頻分量。
來自信號存在檢測電路47的控制信號被一水平周期延遲電路46 延遲一個水平周期并隨后提供給選擇器45。在由放大器41、加法器42、 一水平周期延遲電路43和放大器44構(gòu)成的遞歸濾波器中，來自加法 器42的輸出被一水平周期延遲電路43延遲一個水平周期并隨后提供 給反饋線路中的選擇器45。也就是說，在遞歸濾波器中，加法器42對 于每一垂直取向信號線將通過反饋線路而提供的輸入信號與比前一輸 入信號遲一個水平周期而提供的輸入信號相加。根據(jù)此布置，對于每 一垂直取向信號線，遞歸濾波器從水平周期開始時起不工作，直至將 不具有黑色電平的第一視頻信號提供給加法器42時的時間點，并被促 使從所述時間點起為視頻信號提供遞歸濾波器功能。因此，在垂直遞 歸濾波器電路202中，對于每一垂直取向信號線，遞歸濾波器從垂直 周期開始時起不工作，直到輸入第一視頻信號(即不具有黑色電平) 之后經(jīng)歷一個水平周期為止，因此將輸入信號照原樣輸出。由于遞歸 濾波器在經(jīng)歷 一 個水平周期之后工作，所以只從垂直遞歸濾波器電路 202輸出輸入信號的低頻分量。
當使用上述水平遞歸濾波器電路201和垂直遞歸濾波器電路202 來構(gòu)造圖5所示的二維LPF電路2時，可以實現(xiàn)如下操作。這里，在 本示例性實施例的圖像質(zhì)量改善裝置中，已參照使得能夠?qū)崿F(xiàn)如圖6 所示的場反轉(zhuǎn)處理的結(jié)構(gòu)描述了二維LPF電路2，然而，可以提供如此的結(jié)構(gòu)，即，其中，在不使用場反轉(zhuǎn)處理的情況下相對于水平和垂 直兩個方向執(zhí)行從輸入視頻信號中去除高頻分量(邊緣分量)。以下 操作是使用此類二維LPF電路2時的情況。
在使用水平遞歸濾波器電路201的耀光校正(相對于水平方向的 耀光校正)中，例如當輸入了圖4所示的已經(jīng)過幾何失真校正的視頻
信號時，耀光校正對輸入視頻信號從消隱信號(黑色電平)變成視頻
信號的邊緣(在這種情況下為邊緣E1，因為這是水平處理)沒有影響， 并且耀光校正只有在其進入視頻信號區(qū)域Sl之后才變得有效。這樣， 沒有不必要的耀光校正在視頻信號區(qū)域S1內(nèi)部作用，因此可以實現(xiàn)視 頻信號區(qū)域Sl中的正確耀光校正。
應(yīng)注意的是，耀光校正對其中視頻信號再從視頻信號區(qū)域Sl轉(zhuǎn)變 到消隱區(qū)域S2的邊緣(在這種情況下為邊緣E2、 E3禾卩E4，因為這是 水平處理)有影響。然而，按照遞歸濾波器的特性，邊緣E2、 E3和 E4處的耀光校正將對這些邊緣之前(沿著邊緣并且在視頻信號區(qū)域Sl 內(nèi)部的區(qū)域)的信號沒有作用。也就是說，邊緣E2、 E3和E4處的耀 光校正只對沿著邊緣且在消隱區(qū)域S2內(nèi)部的區(qū)域有影響。由于耀光校 正對消隱區(qū)域S2內(nèi)部沿著邊緣的區(qū)域的這種影響引起使消隱區(qū)域S2 中的黑色電平信號進一步變黑(使信號電平取負值)的動作，所以這 將不會影響視頻信號的質(zhì)量。通常，如果信號電平具有負值，則信號 被箝位在0。
在使用垂直遞歸濾波器電路202的耀光校正中(相對于垂直方向 的耀光校正)，例如當輸入圖4所示的己經(jīng)過幾何失真校正的視頻信 號時，耀光校正對視頻信號從消隱信號(黑色電平信號)區(qū)域轉(zhuǎn)變到 視頻信號區(qū)域S1的邊緣(在這種情況下為邊緣E1、 E2和E3，因為這 是垂直處理)沒有影響，并且耀光校正只有在其進入視頻信號區(qū)域Sl 之后才變得有效。這樣，沒有不必要的耀光校正在視頻信號區(qū)域Sl中 作用，因此可以實現(xiàn)視頻信號區(qū)域S1中的正確耀光校正。應(yīng)注意的是，耀光校正對其中視頻信號再從視頻信號區(qū)域Sl轉(zhuǎn)變
到消隱區(qū)域S2的邊緣(在這種情況下為邊緣E4，因為這是垂直處理) 有影響。然而，按照遞歸濾波器的特性，邊緣E4處的耀光校正將對邊 緣之前的信號(沿著邊緣并且在視頻信號區(qū)域S1內(nèi)部的區(qū)域)沒有影 響。也就是說，邊緣E4處的這種耀光校正只對沿著邊緣且在消隱區(qū)域 S2內(nèi)部的區(qū)域有影響。由于耀光校正對消隱區(qū)域S2內(nèi)部沿著邊緣的區(qū) 域的這種影響引起使消隱區(qū)域S2中的黑色電平信號進一步變黑(使信 號電平取負值)的動作，所以這將不會影響視頻信號的質(zhì)量。通常， 如果信號電平取負值，則信號被箝位在0。
接下來，將對使用水平遞歸濾波器電路201和垂直遞歸濾波器電 路202來構(gòu)造圖6所示的遞歸濾波器電路21和23時的操作進行描述。
如上所述地由遞歸濾波器電路21來執(zhí)行沿水平和垂直方向的耀 光校正。在由時間軸反轉(zhuǎn)電路22進行時間軸反轉(zhuǎn)之后，對于水平和垂 直兩個方向，按照與向遞歸濾波器電路21提供輸入信號的順序相反的 順序向遞歸濾波器電路23提供信號。具體地說，在圖4所示的視頻信 號中，按照圖中從左上到右下的順序水平地依次向遞歸濾波器電路21 輸入信號，而按照圖中從右下向左上的順序依次向遞歸濾波器電路23 輸入信號。岡此，在遞歸濾波器電路21中，沿著從左到右的水平方向 和從上到下的垂直方向?qū)D4所示的顯示圖像執(zhí)行耀光校正。另一方 面，在遞歸濾波器電路23中，沿著從右到左的水平方向和從下到上的 垂直方向?qū)D4所示的顯示圖像執(zhí)行耀光校正。
同樣在涉及遞歸濾波器電路23的耀光校正的情況下，與涉及遞歸 濾波器電路21的耀光校正的情況類似，對于水平方向，耀光校正對其 中視頻信號從消隱信號(黑色電平信號)變成視頻信號的邊緣(在這 種情況下為邊緣E2、 E3和E4，因為時間軸被反轉(zhuǎn))沒有影響。沿垂 直方向，耀光校正對視頻信號從消隱信號(黑色電平信號)變成視頻
21信號的邊緣(在這種情況下為邊緣E4，因為時間軸被反轉(zhuǎn))沒有影響。 這樣，沒有不必要的耀光校正在視頻信號區(qū)域S1中作用，從而可以實 現(xiàn)視頻信號區(qū)域Sl中的正確耀光校正。
這里，同樣在遞歸濾波器電路23中，耀光校正對其中視頻信號再 從視頻信號區(qū)域Sl轉(zhuǎn)變到消隱區(qū)域S2的邊緣(沿水平方向時為El， 沿垂直方向時為El、 E2和E3)有影響。然而，按照遞歸濾波器的特 性，邊緣處的耀光校正將對邊緣之前(沿著邊緣且在視頻信號區(qū)域Sl 內(nèi)部的區(qū)域)的信號沒有影響。也就是說，邊緣處的耀光校正只對沿 著邊緣且在消隱區(qū)域S2內(nèi)部的區(qū)域有影響。由于耀光校正對消隱區(qū)域 S2內(nèi)部沿著邊緣的區(qū)域的這種影響引起使消隱區(qū)域S2中的黑色電平 信號進一步變黑(使信號電平取負值)的動作，所以這將不會影響視 頻信號的質(zhì)量。通常，如果信號電平具有負值，則信號被箝位在0。
如前所述，根據(jù)本示例性實施例的圖像質(zhì)量改善裝置，由于對已 通過幾何失真校正而進行修改的視頻信號可以抑制消隱區(qū)域與視頻信 號區(qū)域之間的邊界(邊緣)處的不必要的耀光校正，因此可以形成高 質(zhì)量的圖像。
本發(fā)明的圖像質(zhì)量改善裝置可以應(yīng)用于以投影儀等為代表的圖像 顯示設(shè)備，特別是其中對視頻信號進行幾何失真校正的圖像顯示設(shè)備。
關(guān)于本發(fā)明的圖像質(zhì)量改善裝置和方法，存在以下示例性方面， 其包括用于通過抑制消隱區(qū)域與視頻信號區(qū)域之間的邊界處的不必要 的耀光校正來提供高質(zhì)量視頻的 部件。
根據(jù)本發(fā)明的示例性方面的圖像質(zhì)量改善裝置包括低通濾波器 電路，其用于從輸入視頻信號中提取低頻分量；減法器電路，其用于
用輸入視頻信號減去由低通濾波器電路提取的低頻分量以獲得高頻分
量；以及加法器電路，其用于將由減法器電路獲得的高頻分量作為校正信號與所述輸入視頻信號相加，其中，所述輸入視頻信號包括不包 含任何視頻信息的消隱信號；并且所述低通濾波器電路在從輸入視頻 信號由消隱信號變?yōu)榘曨l信息的信號時起經(jīng)歷預(yù)定的單位時間之 后開始提取低頻分量。
根據(jù)本發(fā)明的示例性方面的圖像質(zhì)量改善方法包括從輸入視頻 信號中提取低頻分量；通過用所述輸入視頻信號減去在所述第一步驟 中提取的低頻分量來獲得高頻分量；以及將在所述第二步驟獲得的高
頻分量作為校正信號而與所述輸入視頻信號相加，其中，所述輸入視 頻信號包含沒有任何視頻信息的消隱信號，并且在從所述輸入視頻信 號由所述消隱信號變?yōu)榘鲆曨l信息的信號時起經(jīng)歷預(yù)定的單位 時間之后開始所述低頻分量的提取。
根據(jù)上述示例性方面，所述低通濾波器電路在從輸入視頻信號從
消隱信號變?yōu)榘曨l信息的信號的時刻T起經(jīng)歷預(yù)定的單位時間之 后第一次開始提取低頻分量。下面將以圖4所示的顯示圖像為例具體 地描述此操作。
當提取沿水平方向的低頻分量時，時刻T的邊緣對應(yīng)于邊緣El。 低通濾波器電路在從邊緣El起經(jīng)歷預(yù)定的單位時間之后在水平周期 (水平線)中提取低頻分量。這里，當將所述單位時間設(shè)置為一個像 素周期(組成顯示圖像的一個像素的顯示周期)時，在從邊緣E1起經(jīng) 歷 一 個像素周期之后開始沿水平方向的低頻分量的提取。在這種情況 下，耀光校正對邊緣El沒有影響并在從邊緣El起經(jīng)歷一個像素周期 之后開始引起對信號的影響。也就是說，耀光校正在其己進入視頻信 號區(qū)域S1之后開始起作用。
當提取沿垂直方向的低頻分量時，采用 一 個水平持續(xù)時間作為單 位時間，并且時刻T的邊緣對應(yīng)于邊緣E3。低通濾波器電路在從邊緣 E3起經(jīng)歷預(yù)定的單位時間(一個水平周期)之后在同一水平位置處的每一垂直取向信號線中提取低頻分量。在這種情況下，耀光校正對垂 直信號線中的邊緣E3沒有影響并在從邊緣E3起經(jīng)歷一個水平周期之 后開始引起對信號的影響。也就是說，耀光校正在其已進入視頻信號
區(qū)域S1之后開始起作用。
結(jié)果，根據(jù)本發(fā)明，可以抑制消隱區(qū)域與視頻信號區(qū)域之間的邊 界(邊緣)處的不必要的耀光校正，因此，與作為現(xiàn)有技術(shù)而描述的 前述圖像質(zhì)量改善裝置相比，可以提供高質(zhì)量圖像。
本申請基于并要求于2007年1月26日在日本專利局提交的日本 專利申請No. 2007-16382的優(yōu)先權(quán)利益，其內(nèi)容通過引用而被合并于 此。
雖然已使用特定術(shù)語描述了本發(fā)明的示例性實施例，但此類描述 僅僅是用于說明的目的，并且應(yīng)理解的是，在不脫離以下權(quán)利要求的 精神或范圍的情況下可以進行修改和變更。
2權(quán)利要求
1.一種圖像質(zhì)量改善裝置，包括低通濾波器電路，其從輸入視頻信號中提取低頻分量；減法器電路，其用所述輸入視頻信號減去由所述低通濾波器電路提取的低頻分量以獲得高頻分量；以及加法器電路，其將由所述減法器電路所獲得的高頻分量作為校正信號而與所述輸入視頻信號相加，其中，所述輸入視頻信號包括不包含任何視頻信息的消隱信號；以及所述低通濾波器電路在從所述輸入視頻信號由所述消隱信號變?yōu)榘鲆曨l信息的信號時起經(jīng)歷預(yù)定單位時間之后開始提取所述低頻分量。
2. 如權(quán)利要求1所述的圖像質(zhì)量改善裝置，其中，所述低通濾波器電路包括遞歸濾波器，其通過將所述輸入視頻信3與通過將該輸入視頻信 號延遲所述單位時間而獲得的延遲信號相加來提取所述輸入視頻信號 的低頻分量；以及控制電路，其檢測所述輸入視頻信號從所述消隱信號變?yōu)榘?述視頻信息的信號的時刻并在從所檢測到的時刻起經(jīng)歷所述單位時間 之后促使所述遞歸濾波器工作。
3. 如權(quán)利耍求3所述的圖像質(zhì)量改善裝置，其中，所述低通濾波 器也路包括垂直遞歸濾波器電路，其基于垂直同步信號和水平同步信號而對 于每個垂直周期提取所述輸入視頻信號的相對于垂直方向的低頻分 量，所述垂直同步信號管理作為依照所述輸入視頻信號要顯示圖像的 場或幀的顯示周期的垂直周期，且所述水平同步信號管理作為形成所述圖像的多個水平線中的每一個的顯示周期的水平周期；以及水平遞歸濾波器電路，其基于所述水平同步信號而對于每個所述 水平周期提取所述輸入視頻信號的相對于水平方向的低頻分量，所述水平遞歸濾波器電路在所述水平周期中檢測在水平周期中輸 入的水平信號序列從所述消隱信號變?yōu)榘鲆曨l信息的信號的時 刻，并在從所檢測到的時刻起已經(jīng)歷第一單位時間之后開始提取所述 水平信號序列的低頻分量，所述第一單位時間等于組成所述圖像的一 個像素的單位顯示周期，以及所述垂直遞歸濾波器電路在所述垂直周期中對在所述多個線上相 對于水平方向而在同一位置處垂直地排成直線的每個信號線檢測所述 垂直取向信號線從所述消隱信號變?yōu)榘鲆曨l信息的信號的時 刻，并在從所檢測到的時刻起經(jīng)歷第二單位時間之后開始提取所述垂 直取向信號線的低頻分量，所述第二單位時間對應(yīng)于所述水平周期。
4.如權(quán)利要求l所述的圖像質(zhì)量改善裝置，其中，所述低通濾波 器電路包括第 一 遞歸濾波器電路，其提取所述輸入視頻信號的低頻分量；第 一 幀反轉(zhuǎn)器，其將低頻分量被所述第 一 遞歸濾波器電路提取的視頻信號的時間軸反轉(zhuǎn)；第二遞歸濾波器電路，其提取時間軸被所述第一幀反轉(zhuǎn)器反轉(zhuǎn)的視頻信號的低頻分量；以及第二幀反轉(zhuǎn)器，其用于將低頻分量被所述第二遞歸濾波器電路提 取的視頻信號的時間軸反轉(zhuǎn)，所述第一和第二遞歸濾波器電路中的每一個包括垂直遞歸濾波器電路，其基于垂直同步信號和水平同步信號而對 于每個垂直周期提取所述輸入視頻信號的相對于垂直方向的低頻分 量，所述垂直同步信號管理作為依照所述輸入視頻信號要顯示圖像的 場或幀的顯示周期的所述垂直周期，且所述水平同步信號管理作為形成所述圖像的多個水平線中的每一個的顯示周期的水平周期；以及水平遞歸濾波器電路，其基于所述水平同步信號而對于每個所述 水平周期提取所述輸入視頻信號的相對于水平方向的低頻分量，所述水平遞歸濾波器電路在所述水平周期中檢測在水平周期中輸 入的水平信號序列從所述消隱信號變?yōu)榘鲆曨l信息的信號的時 刻，并在從所檢測到的時刻起已經(jīng)歷第一單位時間之后開始提取所述 水平信號序列的低頻分量，所述第一單位時間等于組成所述圖像的一 個像素的單位顯示周期，以及所述垂直遞歸濾波器電路在所述垂直周期中對在所述多個線上相 對于水平方向而在同一位置處垂直地排成直線的每個信號線檢測所述 垂直取向信號線從所述消隱信號變?yōu)榘鲆曨l信息的信號的時 刻，并在從所檢測到的時刻起經(jīng)歷第二單位時間之后開始提取所述垂 直取向信號線的低頻分量，所述第二單位時間對應(yīng)于所述水平周期。
5.如權(quán)利要求3或4所述的圖像質(zhì)量改善裝置，其中，所述水平 遞歸濾波器電路包括加法器，其具有被提供輸入信號的一個輸入端子和通過反饋線路而被提供來自所述加法器的輸出的另一輸入端子，所述加法器將提供 給所述另 一 輸入端子的信號與提供給所述輸入端子的輸入信號相加；第 一 延遲電路，其設(shè)置在所述反饋線路上并使來自所述加法器的 輸出延遲所述第 一 單位時間；選擇器電路，其接收所述輸入信號作為第 一 輸入和來自所述第一 延遲電路的輸出作為第二輸入，并選擇輸入之一以將它提供給所述加 法器的所述另一輸入端子；信號存在檢測電路，其接收所述輸入信號，對于每個所述水平周 期檢測接收到的信號從所述消隱信號變?yōu)榘鲆曨l信息的信號的 時刻，并在所檢測到的時刻輸出控制信號，所述控制信號指示遞歸濾 波器的形成；以及第二延遲電路，其使從所述信號存在檢測電路輸出的控制信號延 遲所述第一單位時間，以及通過所述第二延遲電路而向所述選擇器電路提供從所述信號存在 檢測電路輸出的控制信號，所述選擇器電路在所述水平周期中從所述 水平周期的開始起直至接收到所述控制信號為止選擇所述第一輸入，并在所述控制信號的接收之后選擇所述第二輸入。
6.如權(quán)利要求3或4所述的圖像質(zhì)量改善裝置，其中，所述垂直遞歸濾波器電路包括加法器，其具有被提供輸入信號的一個輸入端子和通過反饋線路而被提供來自所述加法器的輸出的另一輸入端子，所述加法器將提供給所述另一輸入端子的信號與提供給所述輸入端子的輸入信號相加；第一延遲電路，其設(shè)置在所述反饋線路上，接收來自所述加法器 的輸出，并對于每個所述水平周期將在所述水平周期期間輸入的信號的水平序列保持所述第二單位時間；選擇器電路，其接收所述輸入信號作為第一輸入和來自所述第一 延遲電路的輸出作為第二輸入，并選擇輸入之一以將它提供給所述加 法器的所述另一輸入端子；信號存在檢測電路，其接收所述輸入信號，對在所述垂直周期期 間輸入的每個垂直信號序列檢測垂直信號序列從所述消隱信號變?yōu)榘?含所述視頻信息的信號的時刻，并在所檢測到的時刻輸出控制信號， 該控制信號指示用于該垂直序列的遞歸濾波器的形成；以及第二延遲電路，其使從所述信號存在檢測電路輸出的每個垂直信 號序列的所述控制信號延遲所述第二單位時間，以及通過所述第二延遲電路而被提供從所述信號存在檢測電路輸出的 每個垂直序列的所述控制信號的所述選擇器電路在所述垂直周期中從 所述垂直周期的開始起直至接收到相關(guān)的所述控制信號為止對于每個 垂直信號序列選擇所述第一輸入，并在所述控制信號的接收之后選擇 所述第二輸入。
7. —種圖像質(zhì)量改善方法，包括 從輸入視頻信號中提取低頻分量；通過從所述輸入視頻信號減去在所述第一步驟提取的低頻分量來 獲得高頻分量；以及將在所述第二步驟獲得的所述高頻分量作為校正信號而與所述輸入視頻信號相加，其中，所述輸入視頻信號包含沒有任何視頻信息的消隱信號，并 且在從當所述輸入視頻信號從所述消隱信號變?yōu)榫哂兴鲆曨l信息的 信號時起經(jīng)歷預(yù)定的單位時間之后開始所述低頻分量的提取。
全文摘要
本發(fā)明抑制了消隱區(qū)域與視頻信號區(qū)域之間的邊界處的不必要的耀光校正。一種圖像質(zhì)量改善裝置包括從輸入視頻信號中提取低頻分量的二維低通濾波器電路(2)；通過用輸入視頻信號減去由二維低通濾波器電路(2)提取的低頻分量來獲得高頻分量的減法器電路(4)；以及將由減法器電路(4)所獲得的高頻分量作為校正信號而與輸入視頻信號相加的加法器電路(6)。所述輸入視頻信號包含沒有任何視頻信息的消隱信號。所述二維低通濾波器電路(2)在從當輸入視頻信號從消隱信號變?yōu)榘曨l信息的信號時起經(jīng)歷預(yù)定的單位時間之后開始低頻分量的提取。
文檔編號H04N5/208GK101569174SQ20088000124
公開日2009年10月28日 申請日期2008年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月26日
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