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      幀像素數(shù)據(jù)發(fā)生系統(tǒng)的制作方法

      文檔序號:7565906閱讀:256來源:國知局
      專利名稱:幀像素數(shù)據(jù)發(fā)生系統(tǒng)的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明一般涉及數(shù)字電視系統(tǒng),尤其涉及由像素數(shù)據(jù)的幀場中產(chǎn)生像素數(shù)據(jù)之顯示幀的方法及裝置。
      標(biāo)準(zhǔn)的電視系統(tǒng)接收并顯示模擬視頻信號而不是數(shù)字視頻信號。一種典型的標(biāo)準(zhǔn)視頻信號被稱作“隔行”視頻信號。在隔行視頻信號中,標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)上所顯示的視頻數(shù)據(jù)的每一幀均被分為兩個幀場。例如,第一個幀場包含視頻幀的奇數(shù)行,第二個幀場包含同一視頻幀的偶數(shù)行。這兩個幀場合成單個幀,在標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)上相繼地接收并顯示該幀,對于觀看者而言可看到單個的幀。以這種方式分隔和顯示視頻幀會降低視頻系統(tǒng)的輸出質(zhì)量。標(biāo)準(zhǔn)電視每秒僅顯示30個幀,而要每秒顯示60個場。在標(biāo)準(zhǔn)電視系統(tǒng)中這一顯示率是可能的,這是因為陰極射線管在顯示后不會瞬時地失去圖像,而顯示在一小段時間內(nèi)有余輝,從而使陰極射線管能提供一穩(wěn)定的顯示圖像而不會帶有閃爍。然而,通常使用的空間光調(diào)制器顯示不具備這種余輝質(zhì)量。因此,必須每秒顯示完整的60個視頻幀從而避免在視頻圖像中出現(xiàn)閃爍。
      本發(fā)明的一個方面在于一種產(chǎn)生像素數(shù)據(jù)行的方法。這些產(chǎn)生的行被加至輸入像素數(shù)據(jù)的幀場,從而由視頻像素數(shù)據(jù)的幀場中產(chǎn)生視頻像素數(shù)據(jù)的顯示幀。視頻像素數(shù)據(jù)的許多幀場被儲存起來。從所儲存的視頻像素數(shù)據(jù)的幀場中產(chǎn)生一個或多個特征量值,并采用了兩個或多個像素處理方法來產(chǎn)生至少兩個不同中間像素數(shù)據(jù)。根據(jù)特征量值信號、對應(yīng)于每一中間像素數(shù)據(jù)值來選擇特征權(quán)重。隨后根據(jù)特征權(quán)重的加權(quán)平均值產(chǎn)生輸出像素數(shù)據(jù),所述特征權(quán)重加在相應(yīng)的中間像素數(shù)據(jù)值上。然后可將輸出像素數(shù)據(jù)加至輸入像素數(shù)據(jù),從而形成視頻像素數(shù)據(jù)幀。
      本發(fā)明的一個重要技術(shù)優(yōu)點在于它使形成并顯示幀視頻數(shù)據(jù)成為可能。顯示幀視頻信號會在顯示時產(chǎn)生一清晰且更為令人滿意的視頻圖像。本發(fā)明的另一個優(yōu)點在于所公開的數(shù)字電視系統(tǒng)能將標(biāo)準(zhǔn)隔行視頻信號變換為非隔行視頻信號。因此,該系統(tǒng)更能夠接收現(xiàn)用的廣播電視信號并能將它們變換為高分辨率的數(shù)字幀視頻信號。本發(fā)明也通過輸入視頻信號的垂直分頻使對視頻幀的大小進(jìn)行修改成為可能。
      為了更全面地理解本發(fā)明及其優(yōu)點,現(xiàn)結(jié)合附圖來參照下文的描述。其中

      圖1示出了根據(jù)本發(fā)明內(nèi)容構(gòu)成的數(shù)字電視系統(tǒng)的方框圖;圖1A示出了圖1所示之?dāng)?shù)字電視系統(tǒng)的一種替換的顯示模式;圖2示出了根據(jù)本發(fā)明內(nèi)容所制的像素發(fā)生器的方框圖;圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)容所制的像素發(fā)生器的一種替換實施例;圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)容所制的像素發(fā)生器的一種替換實施例;圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)容所構(gòu)成的、圖2、3和4中的像素發(fā)生器之特征檢測器部分的一種實施例;圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)容構(gòu)成的、圖2、3和4中的像素發(fā)生器的像素處理器部分的一種實施例;圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)容構(gòu)成的、圖2、3和4中的像素發(fā)生器的特征分析器部分的一種實施例;圖7A示出了根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)容構(gòu)成的、圖2、3和4中的像素發(fā)生器之像素平均器部分的一種實施例;
      圖8示出了根據(jù)本發(fā)明內(nèi)容,由運動檢測函數(shù)所使用的像素間的關(guān)系;圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)容,由邊緣檢測函數(shù)所使用的像素間的關(guān)系;圖10示出了根據(jù)本發(fā)明內(nèi)容的行平均函數(shù);圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)容的行雙倍函數(shù);圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)容,用于運動的特征權(quán)重產(chǎn)生函數(shù);圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)容,用于圖像邊緣的特征權(quán)重產(chǎn)生函數(shù);且圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)容用于加速的特征權(quán)重產(chǎn)生函數(shù)。
      通過參照圖1—14將最有利于理解本發(fā)明的較佳實施例及其優(yōu)點。其中同樣的標(biāo)號用于各圖中相同和相對應(yīng)的部分。
      圖1示出了根據(jù)本發(fā)明內(nèi)容構(gòu)成的數(shù)字顯示系統(tǒng),它通常用10來表示,顯示系統(tǒng)10允許使用一輸入信號從而產(chǎn)生高清晰度的視頻顯示。
      系統(tǒng)10中,由信號接口12接收一視頻信號??蓪⒃摻涌谠O(shè)計成具有由國家電視標(biāo)準(zhǔn)委員會(下文中稱為“NTSC”)所建立的形式的模擬組合視頻信號。然后由信號接口12將該信號分為用標(biāo)記Y表示的亮度信號和兩個用標(biāo)記I和Q表示的色差信號??梢岳斫庀到y(tǒng)接口12可以接收其它類型的標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)顯像信號,前者包括相位交替行、存儲器時序色彩和移動圖像工程師協(xié)會。
      在信號接口12將顯像信號分為其各組分之后,將這些組分輸入模擬——數(shù)字變換電路14。在這里,將信號由模擬視頻信號變換成為數(shù)字視頻像素數(shù)據(jù)信號。這里并未描述視頻像素數(shù)據(jù)電路14。例如,可以根據(jù)專利號第08/147249、代理人備案號第TI—17855、題為“數(shù)字電視系統(tǒng)”且轉(zhuǎn)讓給德克薩斯儀器股份有限公司的內(nèi)容來構(gòu)成系統(tǒng)10的這兩級。上述專利申請被作為參考結(jié)合入本文,并對它進(jìn)行了闡述。德克薩斯儀器公司的申請第17855號揭示了一種接收電路,它能用于這里所公開的數(shù)字電視系統(tǒng)中的信號接口12及模擬——數(shù)字變換電路14。
      當(dāng)模擬——數(shù)字變換電路14將模擬視頻信號變換為視頻像素數(shù)據(jù)的幀場之后,這些視頻像素數(shù)據(jù)的幀場輸入像素處理器16。通過對視頻像素數(shù)據(jù)的輸入幀場進(jìn)行信號處理運算,像素處理器將視頻像素數(shù)據(jù)的幀場變換為視頻像素數(shù)據(jù)的幀。下文將更為全面地對像素處理器16的結(jié)構(gòu)和工作情況進(jìn)行描述。在像素處理器16產(chǎn)生了視頻像素數(shù)據(jù)的幀之后,這些數(shù)據(jù)輸入視頻特征像素處理單元18。視頻特征像素處理單元18能對由像素處理器16所產(chǎn)生的幀視頻像數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行一種或多種標(biāo)準(zhǔn)視頻特征運算。這些功能包括色空間變換、灰度校正、清晰度、對比度、亮度、色調(diào)和/或飽和度。視頻特征像素處理單元18還能對視頻像素數(shù)據(jù)完成其它功能??稍僖淮问褂玫驴怂_斯儀器公司的第17855號申請中所公開的電路和變化來形成視頻特征像素處理單元18。
      幀視頻像素數(shù)據(jù)從視頻特征像素處理單元18送入顯示器20。所述顯示器包括了顯示存儲器22,它存儲由視頻特征像素處理單元18接收到的視頻幀像素數(shù)據(jù)。然后在空間光調(diào)制器24上顯示這些數(shù)據(jù),該光調(diào)制器例如是由德克薩斯儀器股份有限公司生產(chǎn)的數(shù)字微鏡裝置(本文中稱為“DMD”)。空間光調(diào)制器24連接至顯示存儲器22。由主定時電路26控制數(shù)據(jù)從顯示存儲器22傳送至空間光調(diào)制器24的定時。
      圖1A示出了顯示器28,它作為顯示器30的一種替換,顯示器28包括數(shù)字——模擬變換電路30,它將幀視頻像素數(shù)據(jù)變換為模擬視頻信號。模擬視頻信號在陰極射線管32上進(jìn)行顯示,所述陰極射線管連接至數(shù)字——模擬變換電路30。由主定時電路34對顯示和數(shù)字——模擬變換進(jìn)行控制。
      在工作中,系統(tǒng)10準(zhǔn)備了一視頻信號從而產(chǎn)生用于顯示的輸出信號。如前文所述,系統(tǒng)10可接收模擬或數(shù)字視頻信號。在這里作為舉例而言,將系統(tǒng)10的工作描述為接收模擬復(fù)合視頻信號。系統(tǒng)10在信號接口12中將復(fù)合視頻信號分為其各組分。模擬——數(shù)字變換電路14將這些組份變換為幀場視頻像素數(shù)據(jù)信號。隨后,像素處理器16將幀場視頻像素數(shù)據(jù)信號變換為幀視頻像素數(shù)據(jù)信號,視頻特征像素處理單元18對最終得到的幀視頻像素數(shù)據(jù)信號進(jìn)行細(xì)調(diào)。視頻特征像素處理單元18是任選的,不一定含有該單元。另外,可將視頻特征像素處理單元18結(jié)合入像素處理器16。最后,將幀視頻像素數(shù)據(jù)送入顯示器20,該顯示器顯示幀視頻信號。
      圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)容構(gòu)成的像素處理器16的一種實施例。像素處理器16例如可包括幀場緩沖器36、特征檢測器38、像素發(fā)生器40、特征分析器42和幀緩沖器46。
      幀場緩沖器36接收幀場視頻像素數(shù)據(jù)并儲存多個視頻幀場。在圖2所示的實施例中,幀場緩沖器儲存四個標(biāo)為幀場t0至幀場t3的視頻幀場。其中t0表示現(xiàn)時接收到的幀場,t1至t3分別表示第一、第二和第三個先前接收到的幀場。幀場緩沖器36的大小取決于所接收到的視頻信號之每一幀場的大小。例如一個NTSC信號將需要能夠包含640×240個像素數(shù)據(jù)樣本大小的幀場的緩沖器,如果特征檢測器或像素處理器需要多于4個幀場,則可將幀場緩沖器36制成能夠儲存多于4個幀場。
      經(jīng)緩沖的幀場像素數(shù)據(jù)送入特征檢測器38、像素發(fā)生器40和幀場緩沖器46。特征檢測器38存取幀場t0至t3,從而對視頻像素數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的各種視頻特征進(jìn)行檢測。例如,如下文中所述的,所公開的實施例的特征檢測器38可檢測視頻像素數(shù)據(jù)中的運動、加速和圖像邊緣。特征檢測器38根據(jù)在視頻像素數(shù)據(jù)中檢測得的特征來產(chǎn)生一個或多個特征量值信號。這些視頻特征量值信號送入特征分析器42。下文將詳細(xì)描述特征檢測器38的結(jié)構(gòu)和工作情況。
      像素發(fā)生器40還存取一個或多個幀場緩沖器36的幀場。像素發(fā)生器90完成兩個或多個像素發(fā)生的方法從而產(chǎn)生中間像素數(shù)據(jù)值。例如,這里所揭示的像素發(fā)生器40的實施例對經(jīng)緩沖的幀場像素數(shù)據(jù)完成兩個像素發(fā)生方法,稱為行雙倍和行平均。下文將更為詳細(xì)地描述像素發(fā)生器40的結(jié)構(gòu)及工作情況??蓪⑾袼匕l(fā)生器40制成能完成按需要而應(yīng)有盡有的多種像素發(fā)生方法。像素平均器44使用由像素發(fā)生器40產(chǎn)生的中間像素數(shù)據(jù)值,從而產(chǎn)生輸出像素數(shù)據(jù)。
      特征分析器42接收由特征檢測器38產(chǎn)生的特征量值信號。隨后特征分析器42產(chǎn)生X個特征權(quán)重,每一權(quán)重對應(yīng)于由像素發(fā)生器40產(chǎn)生的中間像素數(shù)據(jù)中的一個。X代表由像素發(fā)生器40所產(chǎn)生的中間像素數(shù)據(jù)值的數(shù)量。所指示的特征分析器42對于由像素發(fā)生器40產(chǎn)生的每一中間像素數(shù)據(jù)值值產(chǎn)生一個權(quán)重。對于所指示的實施例而言,X等于2。特征分析器42輸入特征權(quán)重至像素平均器44,從而可用來產(chǎn)生輸出像素數(shù)據(jù)。下文將更為詳細(xì)地描述特征分析器42的結(jié)構(gòu)和工作情況。
      像素平均器44通過計算將特征權(quán)重用作權(quán)重的中間像素數(shù)據(jù)值的加權(quán)平均值來產(chǎn)生輸出像素數(shù)據(jù)。輸出像素數(shù)據(jù)送入幀緩沖器46。它由使用由像素平均器44產(chǎn)生的輸出像素數(shù)據(jù)的視頻像素數(shù)據(jù)的幀和存儲在幀場緩沖器36中的視頻像素數(shù)據(jù)的輸入幀場所組成。下文將更為全面地描述像素平均器44的結(jié)構(gòu)和工作情況。幀緩沖器46是任選的。例如,作為一種替換,可將儲存在幀場緩沖器36中的輸入視頻幀場數(shù)據(jù)和由像素平均器44產(chǎn)生的輸出像素數(shù)據(jù)直接送入顯像特征像素處理器單元18或顯示單元22。
      在工作中,像素處理器16產(chǎn)生輸出像素數(shù)據(jù),從而由視頻像素數(shù)據(jù)的幀場中產(chǎn)生視頻像素數(shù)據(jù)的幀。幀場緩沖器36存儲多個視頻像素數(shù)據(jù)的輸入幀場。特征檢測器38、像素發(fā)生器40和幀緩沖器46均對幀場緩沖器36進(jìn)行存取。特征檢測器38根據(jù)儲存的幀場緩沖器.36中的輸入像素數(shù)據(jù)產(chǎn)生一個或多個特征量值信號。像素發(fā)生器40使用至少兩種不同的像素處理方法來處理輸入像素數(shù)據(jù),從而產(chǎn)生至少兩種不同的中間像素數(shù)據(jù)值。
      特征分析器42取出由特征檢測器38產(chǎn)生的特征量值信號,并選擇X個特征權(quán)重,其中X是由像素發(fā)生器40產(chǎn)生的中間像素數(shù)據(jù)值的數(shù)量。然后將這些特征權(quán)重加至像素平均器44,該像素平均器44也從像素發(fā)生器40中接收中間像素數(shù)據(jù)。像素平均器44隨后通過取出中間像素數(shù)據(jù)值的加權(quán)平均值來產(chǎn)生輸出像素數(shù)據(jù),并將每一特征權(quán)重加至其相應(yīng)的中頻像素數(shù)據(jù)值。隨后像素平均器44將輸出像素數(shù)據(jù)加至幀緩沖器46,所述幀緩沖器46將輸出像素數(shù)據(jù)與輸入像素數(shù)據(jù)作比較以產(chǎn)生視頻像素數(shù)據(jù)的一個完整的幀。
      圖3示出了按照本發(fā)明內(nèi)容構(gòu)成的像素處理器16的一種替換實施例。圖3中所示的像素處理器16的結(jié)構(gòu)與圖2所示實施例中相比,除了幀緩沖器46被連接至圖形控制電路48外,其它均相同。圖形控制電路48能夠完成一個或多個圖形控制功能,例如上文所述的用作視頻特征像素處理單元18的那些功能。在圖3所示的像素處理器16的實施例中,所有由視頻像素處理單元18完成的特征均可結(jié)合入圖形控制電路48。像素平均器44和幀場緩沖器36的輸出可直接輸入圖形控制電路48。
      圖3中所示的像素處理器16的工作情況與圖2所示像素處理器16的實施例的工作情況相比,除了由幀緩沖器46產(chǎn)生的幀視頻數(shù)據(jù)送入圖像控制電路48之外,其它均相同。隨后圖形控制電路48對幀視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行一種或多種視頻特征操作,以產(chǎn)生經(jīng)調(diào)諧的幀視頻像素數(shù)據(jù)。
      圖4示出了根據(jù)本發(fā)明內(nèi)容制造的像素處理器16的第三個實施例。在該實施例中,數(shù)字電視系統(tǒng)10能夠?qū)斎胍曨l信號進(jìn)行垂直分頻。圖4中所示實施例的結(jié)構(gòu)與圖2中所示像素處理器16的實施例相比,除了幀緩沖器46被連接至垂直分頻器50外,其它均相同。垂直分頻器50連接至圖形控制電路48。在這一像素處理器16的實施例中,圖形控制電路48與圖3中所示實施例的圖形控制電路48相同。然而,圖形控制電路一般將包括完成孔徑畸變校正的電路??讖交冃U勾怪狈诸l圖像更為清晰。由垂直分頻器50完成的垂直分頻可按照已知的垂直分頻方法來進(jìn)行。這種方法例如可以是德克薩斯儀器公司申請第17855號中所描述的方法。
      同樣地,圖4的工作情況與圖2中所示像素處理器16的工作相同。這里,幀緩沖器46的輸出被供給垂直分頻器50,該垂直分頻器50對幀顯像素數(shù)據(jù)進(jìn)行分頻從而產(chǎn)生經(jīng)分頻的幀視頻像素數(shù)據(jù)。經(jīng)分頻的幀視頻像素數(shù)據(jù)被提供給圖形控制電路48,它對經(jīng)分頻的幀視頻像素數(shù)據(jù)完成一種或多種操作。圖形控制電路48的操作與圖3中所述的相比,除了圖形控制電路48一般將能夠完成孔徑畸變校正外,其它均相同。
      可直接將像素平均器44和幀場緩沖器36的輸出連接至垂直分頻器50。此外,圖形控制電路48無需結(jié)合入像素處理器16。取而代之的是,由圖形控制電路所完成的功能可由數(shù)字電視系統(tǒng)10的視頻特征處理單元18來完成。
      所揭示的每一個像素處理器16中均提供了許多重要特性和優(yōu)點。例如,每個像素處理器16能夠產(chǎn)生一個幀視頻像素數(shù)據(jù)信號。幀視頻像素數(shù)據(jù)信號將在電視顯示器上提供更為清晰且更令人滿意的視頻圖像。這里所揭示的發(fā)明使在不改變現(xiàn)時所用的電視廣播設(shè)備的前提下加強所顯示的圖像成為可能。圖4中所示的實施例使對圖像進(jìn)行垂直分頻成為可能,從而有可能使用所使輸入視頻信號的類型具有很大靈活性并使所采用的視頻顯示器的尺寸有很大靈活性。
      圖5示出了像素處理器16之特征檢測器38的一種實施例。特征檢測器38根據(jù)輸入視頻像素數(shù)據(jù)之幀場的各種特征產(chǎn)生一個或更多個特征量值。圖5中所示的實施例包括了運動檢測電路52、存儲器54、加速檢測電路56和邊緣檢測電路58。圖5中所示的特征檢測器38的實施例完成了三個特征檢測功能。特定地說,所示的特征檢測器38檢測運動、加速及圖像邊緣。在不偏離本發(fā)明內(nèi)容的前提下檢測更多或更少的特征的特征控制器38也可容易地構(gòu)成。
      運動檢測電路52、加速檢測電路56和邊緣檢測電路58之每一個均連接至幀場緩沖器36的輸出端。運動檢測電路52、加速檢測電路56和邊緣檢測電路58均輸入至特征分析器42。運動檢測電路52的輸出也送至存儲器,以用于加速檢測電路56。
      在工作中,運動檢測電路52.加速檢測電路56和邊緣檢測電路58根據(jù)輸入像素數(shù)據(jù)和它的特征來產(chǎn)生特征量值信號。每個特征量值信號可與其它的特征量值信號同時產(chǎn)生。下文中將更完全地對運動檢測電路52、加速檢測電路56和邊緣檢測電路58的工作進(jìn)行描述。在所公開的實施例中,每一特征量值信號代表4位值。
      圖8示出了運動檢測電路52中進(jìn)行的運動檢測功能所使用的像素之間關(guān)系的一種實例。運動檢測電路52的輸出像素60的Md是三個差值的加權(quán)平均值??筛鶕?jù)等式(1)來計算運動檢測輸出Md。Md=((14*|At1-At3|+(12*|Ct1-Ct3)+(14*|Bt0-Bt2|))]]>等式(1)中,項|At1-At3|是第一前幀場的第一相鄰像素62之值與第三前幀場的同一像素64之值的差。相應(yīng)地,項|Ct1-Ct3|是第一前幀場中第二鄰近像素66之值與第三前幀場中同一像素68之值的差。最后,項|Bt1-Bt2|是現(xiàn)時幀場中的像素70之值與第二前幀場中間一像素72之值的差。運動檢測電路52包含了能夠進(jìn)行等式(1)所要求的運算的電路。可使用更少或更多的已存儲視頻幀場方便地想象出更為簡單或更為復(fù)雜的運動檢測方法。
      可將運動檢測算法的結(jié)果儲存在存儲器54中,從而用來完成加速檢測電路56中的加速檢測功能。在圖5所示的實施例中,可簡便地通過從一特定像素的現(xiàn)時運動檢測信號中減去該像素的最后一個前運動檢測信號來完成加速檢測。若該兩值間的差大則表示加速度高或有噪聲,而差小則表明相對較穩(wěn)定的運動。
      圖9示出了由邊緣檢測電路58用來完成圖像邊緣檢測的像素。像素74的邊緣檢測函數(shù)是像素74和每一所圍繞像素差的加權(quán)平均值??筛鶕?jù)等式(2)來計算圖像邊緣檢測輸出EdEd=18*(|B2-A1|+|B2-B1|+|B2-C1|+|B2-A2|+|B2-]]>C2|+|B2-A3|+|B2-B3|+|B2-C3|)等式(2)中,項|B2-B1|是直接位于像素74上方的像素76的值間的差。圖9中1至3行中所有的像素均取自幀場T2,而圖9之第2行中的像素取自幀場T1。項|B2-B3|是像素74和像素78之值間的差,78直接位于像素74之下。項|B2-A2|和|B2-C2|代表了像素74之值與像素74鄰近的從左至右的各像素80至82之值間的差。最后,項|B2-A1|、|B2-C1|、|B2-A3|和|B2-C3|代表了像素74和像素74對角線上的上左、上右、下左、下右位置的鄰近像素84、86、88和90間的差。
      等式2可使用一機器人運算器(Roberts Operator)來進(jìn)行計算。Ed大時,該算法表示較陡的圖像邊緣。而Ed小時,該算法表示了較平緩的圖像邊緣或根本沒有邊緣??稍诓黄x本發(fā)明內(nèi)容的前提下使用更為精密的邊緣檢測算法。
      圖6示出了像素處理器16中所使用的像素發(fā)生器的一種實施例。圖6中所示的像素發(fā)生器40的實施例包括第一邏輯電路92和第二邏輯電路94。作為像素發(fā)生器40的替換的實施例可包括附加的邏輯電路。
      每一邏輯電路對儲存在幀場緩沖器36中的輸入像素數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,并產(chǎn)生中間像素數(shù)據(jù)值。像素平均器44接收由像素發(fā)生器40產(chǎn)生的中間像素數(shù)據(jù)值。
      在運算中,每一邏輯電路對存儲在幀場緩沖器36中的輸入像素數(shù)據(jù)實施分立的像素發(fā)生方法。在圖6中所示的實施例中,第一邏輯電路92完成行平均。第二邏輯電路94完成行雙倍。標(biāo)記Pa代表由第一邏輯電路92產(chǎn)生的中間像素數(shù)據(jù)值,它表示這些值由行平均而產(chǎn)生。標(biāo)記Pd代表由第二邏輯電路94產(chǎn)生的中間像素數(shù)據(jù)值,它表示這些值由行雙倍所產(chǎn)生。行雙倍和行平均方法僅作為例子而提供??稍诓黄x本發(fā)明內(nèi)容的前提下簡便地實現(xiàn)更為精密的像素發(fā)生功能。
      圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)容的行平均功能。該行平均功能根據(jù)位于現(xiàn)時幀場中相鄰行中的像素B和C來確定像素X的值,根據(jù)等式(3)可確定像素X的值X=(B+C)2]]>圖11示出了根據(jù)本發(fā)明內(nèi)容的行雙倍功能。行雙倍功能根據(jù)等式(4)使像素X的值等于像素B的值X=B相應(yīng)地,在像素發(fā)生器40中由邏輯電路完成的每一像素發(fā)生器均產(chǎn)生視頻幀場的估計值。隨后可通過由像素平均器44使用這些所估計的視頻幀場從而產(chǎn)生幀場像素數(shù)據(jù),可將該幀場像素數(shù)據(jù)與輸入幀場視頻像素數(shù)據(jù)組合合成輸出幀視頻像素數(shù)據(jù)。
      圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)容構(gòu)成的特征分析器42的一種實施例。特征分析器42包括查尋表96。查尋表96是X維的,其中X對應(yīng)于由特征檢測器38產(chǎn)生的特征量值信號的數(shù)量。在圖7所示的實施例中,由于特征檢測器38產(chǎn)生三個特征量值信號Md、Ed、和Ad,因此查尋表96是三維的。
      查尋表產(chǎn)生相應(yīng)于像素發(fā)生器40之每一輸出的權(quán)重。在圖7中所示的實施例中當(dāng)像素發(fā)生器40產(chǎn)生兩個中間像素數(shù)據(jù)值時,查尋表96產(chǎn)生權(quán)重Wa和Wd。
      在運算中,特征量值信號的值被加至查尋表96的輸入端,隨后,查尋表提供對應(yīng)于輸入特征量值信號的特征權(quán)重作為輸出。這些輸出被加至像素平均器44。
      可用無數(shù)方法來計算適當(dāng)?shù)臋?quán)重。下文的討論描述了如何對由圖5的特征檢測器38得到的每一特征來產(chǎn)生一維的查尋表??梢岳斫?,通過對下文所描述的一維查尋表進(jìn)行組合,本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可以產(chǎn)生三維的查尋表。
      圖12示出了根據(jù)運動檢測特征量值信號如何計算查尋表的示圖。在圖5所示的實施例中,運動檢測信號Md是一個4位值。因此,值0表示無運動,而值15表示有許多運動。將Md用作輸入,可由運動曲線98讀出輸出權(quán)重Wa。輸出權(quán)重Wa的值位于0和1之間。第二個權(quán)重由特征分析器42產(chǎn)生,可通過從1中減去Wa來計算出Wd。在這種方式中,特征權(quán)重的總和加起來為1。如圖12所示,所檢測到的運動量越大,則相應(yīng)于行平均中間像素數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的權(quán)重值就越大。在檢測到較少的運動時,應(yīng)該將大的權(quán)重分配至行雙倍中間像素數(shù)據(jù)值。
      圖13示出了與圖12中所示的相似的圖。然而,圖13提供了能根據(jù)特征量值信號Ed而用于發(fā)生特征權(quán)重Wa的圖。Ed是特征量值信號,它表示了像素位于視頻圖像邊緣上的程度。通過根據(jù)輸入Ed讀出邊緣曲線100的值從而計算出輸出權(quán)重Wa??梢酝ㄟ^從1中減去Wa來再次計算特征權(quán)重Wd。另外,特征權(quán)重加起來為1,如圖13中的圖形所示,當(dāng)特征權(quán)重信號Ed表示陡邊緣時,對行雙倍中間像素數(shù)據(jù)值而言特征權(quán)重較大。當(dāng)檢測到較小或無邊緣時,對行平均中間像素數(shù)據(jù)值而言特征權(quán)重較大。
      圖7A示出了根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)容制造的像素平均器44。像素平均器44根據(jù)中間像素數(shù)據(jù)值的加權(quán)平均值產(chǎn)生輸出像素數(shù)據(jù),所述加權(quán)平均值是通過將相應(yīng)的特征權(quán)重用于每一中間像素數(shù)據(jù)值而計算得到的。在圖7A所示的實施例中,像素平均器44由第一乘法器104,第二乘法器106和加法器108所組成。
      第一乘法器104將特征權(quán)重Wa乘以中間像素數(shù)據(jù)值Pa,Pa是使用行平均插值函數(shù)由像素發(fā)生器40產(chǎn)生的。第二乘法器106將特征權(quán)重Wd乘以中間像素數(shù)據(jù)值Pd,其中Pd是使用行雙倍插值函數(shù)由像素發(fā)生器40產(chǎn)生的。加法器108將由第一乘法器104和第二乘法器106所產(chǎn)生的結(jié)果相加,隨后加法器108產(chǎn)生輸出像素數(shù)據(jù)P0,它隨后被送至像素處理器16中的幀緩沖器46。一般情況下,像素平均器44具有N個乘法器,其中N為由像素發(fā)生器40所產(chǎn)生的中間像素的數(shù)量。在圖7A中所示的實施例中,由于像素發(fā)生器40產(chǎn)生了兩個中間像素數(shù)據(jù),因此像素平均器44具有兩個乘法器。
      雖然這里已對本發(fā)明及其優(yōu)點進(jìn)行了詳細(xì)描述,應(yīng)該理解,在不偏離由所附權(quán)項限定的本發(fā)明的精神和范圍的前提下尚可對其進(jìn)行多種變換、替代及替換。
      權(quán)利要求
      1.一種產(chǎn)生像素數(shù)據(jù)的方法,它從輸入視頻像素數(shù)據(jù)的幀場產(chǎn)生視頻像素數(shù)據(jù)的幀,其特征在于,包括以下步驟儲存多個輸入視頻像素數(shù)據(jù)的幀場;由一個或多個輸入視頻像素數(shù)據(jù)的幀場中產(chǎn)生一個或多個特征量值的信號;用至少兩種不同的像素處理方法來處理輸入的視頻像素數(shù)據(jù),從而產(chǎn)生至少兩種不同的中間像素數(shù)據(jù)值;根據(jù)特征量值信號的值來選擇對應(yīng)于每一中間像素數(shù)據(jù)值的特征權(quán)重;和根據(jù)中間像素數(shù)據(jù)值的加權(quán)平均值來產(chǎn)生輸出像素數(shù)據(jù),其中所述權(quán)重由對應(yīng)于每一中間像素數(shù)據(jù)值的特征權(quán)重所構(gòu)成。
      2.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,還包括這樣的步驟,即將輸出像素數(shù)據(jù)與輸入視頻像素數(shù)據(jù)的幀場進(jìn)行組合,從而產(chǎn)生視頻像素數(shù)據(jù)的幀。
      3.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述產(chǎn)生一個或多個特征量值信號的步驟是通過對運動進(jìn)行測量而實現(xiàn)的。
      4.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,特征量值信號測量加速度。
      5.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,特征量值信號測量圖像邊緣。
      6.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述處理步驟將行平均像素處理方法用作一種像素處理方法。
      7.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述處理步驟將行雙倍的像素處理方法用作一種像素處理方法。
      8.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,第一特征量值信號測量運動,第二特征量值信號測量圖像邊緣,且還包括以下步驟將輸出像素數(shù)據(jù)與輸入像素數(shù)據(jù)的幀場組合起來,從而產(chǎn)生視頻像素數(shù)據(jù)的幀。
      9.一種用來提供像素數(shù)據(jù)的像素發(fā)生器,它從輸入視頻像素數(shù)據(jù)的幀場中產(chǎn)生視頻像素數(shù)據(jù)的幀,其特征在于,包括用來儲存多個輸入視頻像素數(shù)據(jù)的幀場的幀場緩沖器;特征檢測器,它與所述幀場緩沖器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,從而根據(jù)所述輸入視頻像素數(shù)據(jù)產(chǎn)生一個或多個特征量值信號;像素處理后,它與所述幀場緩沖器電路進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,它由至少兩個不同的邏輯電路組成,從而根據(jù)所述輸入視頻像素數(shù)據(jù)產(chǎn)生至少兩個不同的中間像素數(shù)據(jù)值;特征分析器,它與所述特征檢測器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,用它來根據(jù)特征量值信號的值選擇對應(yīng)于每一中間像素數(shù)據(jù)值的特征權(quán)重;和像素平均器,它與所述特征分析器和所述像素處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,用它來根據(jù)中間像素數(shù)據(jù)值的加權(quán)平均值計算輸出像素數(shù)據(jù)。
      10.如權(quán)利要求9所述的像素發(fā)生器,其特征在于,還包括與所述像素平均器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的幀緩沖器,用它將所述輸出像素數(shù)據(jù)與輸入視頻像素數(shù)據(jù)的幀場相組合,從而產(chǎn)生視頻像素數(shù)據(jù)的幀。
      11.如權(quán)利要求9所述的像素發(fā)生器,其特征在于,所述特征檢測器產(chǎn)生測量運動的特征量值信號。
      12.如權(quán)利要求9所述的像素發(fā)生器,其特征在于,所述特征檢測器產(chǎn)生測量加速度的特征量值信號。
      13.如權(quán)利要求9所述的像素發(fā)生器,其特征在于,所述特征檢測器產(chǎn)生測量圖像邊緣的特征量值信號。
      14.如權(quán)利要求9所述的像素發(fā)生器,其特征在于,所述邏輯電路中的一個使用行平均來產(chǎn)生輸入視頻像素數(shù)據(jù)。
      15.如權(quán)利要求9所述的像素發(fā)生器,其特征在于,所述邏輯電路中的一個使用行雙倍來處理輸入視頻像素數(shù)據(jù)。
      16.如權(quán)利要求9所述的像素發(fā)生器,其特征在于,所述特征檢測器電路產(chǎn)生一特征量值信號,該信號對運動進(jìn)行測量,且所述像素發(fā)生器還包括連接至所述像素平均器的幀緩沖器,它能將輸出像素數(shù)據(jù)與輸入視頻像素數(shù)據(jù)的幀場組合起來,從而產(chǎn)生視頻像素數(shù)據(jù)的幀。
      17.一種數(shù)字電視系統(tǒng),其特征在于,包括用來儲存多個輸入視頻像素數(shù)據(jù)的幀場的幀場緩沖器;與所述幀場緩沖器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的特征檢測器,用它來根據(jù)所述輸入視頻像素數(shù)據(jù)產(chǎn)生一個或多個特征量值信號;與所述幀場緩沖器電路進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的像素發(fā)生器,它由至少兩種不同的邏輯電路所組成,用來根據(jù)所述輸入視頻像素數(shù)據(jù)產(chǎn)生至少兩個不同的中間像素數(shù)據(jù);與所述特征檢測器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的特征分析器,用它來根據(jù)特征量值信號的值選擇相對應(yīng)于每一中間像素數(shù)據(jù)值的特征權(quán)重;和與所述特征分析器和像素處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的像素平均器,用它來根據(jù)中間像素數(shù)據(jù)值的加權(quán)平均值計算輸出像素數(shù)據(jù)。
      18.如權(quán)利要求17所述的數(shù)字電視系統(tǒng),其特征在于,所述顯示器包括一空間光調(diào)制器。
      19.如權(quán)利要求17所述的數(shù)字電視系統(tǒng),其特征在于,所述特征檢測電路產(chǎn)生測量運動的特征量值信號。
      20.如權(quán)利要求17所述的數(shù)字電視系統(tǒng),其特征在于,所述顯示器包括一空間光調(diào)制器,且其中所述特征檢測電路產(chǎn)生測量運動的特征量值信號。
      全文摘要
      一種像素發(fā)生器和產(chǎn)生像素數(shù)據(jù)的方法。像素處理器包括存儲了多個輸入顯像像素數(shù)據(jù)的幀場。特征檢測器根據(jù)幀場產(chǎn)生特征幅度信號。像素發(fā)生器帶有至少兩個邏輯電路以根據(jù)像素數(shù)據(jù)產(chǎn)生中間像素數(shù)據(jù)值。特征分析器根據(jù)特征量值選擇對應(yīng)于各中間像素數(shù)據(jù)值的特征權(quán)重。像素平均器根據(jù)加權(quán)后的平均值產(chǎn)生輸出像素數(shù)據(jù)。
      文檔編號H04N5/74GK1121670SQ9510025
      公開日1996年5月1日 申請日期1995年1月18日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月18日
      發(fā)明者羅伯特·約翰·戈夫 申請人:德克薩斯儀器股份有限公司
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