專利名稱：插補掃描裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及將隔行掃描信號變換成逐行掃描信號的逐行掃描變換電路，特別是涉及通過動態(tài)向量檢測來生成插補信號的逐行掃描變換方法·裝置。
背景技術：
為要將2∶1隔行掃描信號變換成逐行掃描信號，有必要每隔一條插補掃描線。作為該插補方法之一有動態(tài)補償型逐行掃描變換。如圖2中所示，用幀或場(field)間的動態(tài)向量來插補掃描線(參照日本特開平6-121289號公報)。
動態(tài)向量表示當前的畫面的某個部分從前一畫面的何處移動。在塊匹配法(block matching)中，從參照幀或參照場的搜索范圍內(nèi)提取與當前幀或當前場的對象塊最相似的(也就是相關度最高的)最佳塊，檢測動態(tài)向量。因而，某個物體在1場期間以V(像素數(shù)/1場期間)的速度平行移動時，如果使1場前的圖像移動推測移動量V，則成為場間的相關度最高的塊(也就是場間的對象塊與候補塊的塊內(nèi)像素差分累計值成為最小)。
另一方面，彩色液晶顯示器(LCD)或等離子體顯示器(PDP)等顯示器件，例如如圖5中所示，將由三個RGB發(fā)光元件(以下稱為RGB子像素，Sub pixel)組成的顯示像素(以下稱為像素，pixel)以規(guī)定的順序在一個方向，在圖的例子中水平方向(x方向)排列而構(gòu)成1行，進而在與之正交的方向，也就是垂直方向(y方向)上將此行配置多個。借此構(gòu)成在二維方向上擴展的顯示畫面，通過將這三個RGB子像素用作一個像素而使種種的彩色顯示成為可能。
最近，用這種顯示器件使高精細的文字描繪成為可能，所謂子像素字體繪制技術(Sub Pixel Font Rendering Technology)的新的描繪技術引人注目。該技術通過將RGB各子像素分別作為個別的單色像素處理而虛擬地謀求分辨率的提高(例如，參照日本特開2000-155551號公報)。對于將RGB子像素作為一個像素總括處理的現(xiàn)有技術的描繪，在子像素的排列方向上減小三倍的高精細描繪成為可能(在圖5的例子中在水平方向上可以三倍的高精細描繪)。再者，關于文字顯示，在微軟的ClearType等中，已經(jīng)進行這種所謂子像素描繪。
顯示裝置的一個像素的像素值由R、G、B各自的像素值來構(gòu)成，在例如以8比特的灰度等級將R、G、B各個作為顯示使用的情況下，R、G、B各個的像素值成為0～255的值。另一方面，在動態(tài)向量的搜索中，將這些R、G、B三個像素作為一個單位，用根據(jù)三個像素值所算出的亮度值Y來進行搜索。例如，像素值為R1、G1、B1的像素的亮度值Y，確定系數(shù)k1、k2、k3，由下式來計算。
Y＝k1×R1+k2×G1+k3×B1基于通過在該亮度值下的搜索而求出的動態(tài)向量，歷來將R、G、B的組看成一個像素，通過動態(tài)補償來插補該像素。因為在現(xiàn)有的動態(tài)向量搜索中，未考慮顯示機構(gòu)的像素結(jié)構(gòu)，故作為動態(tài)向量的像素精度，用計算量少的，整數(shù)像素精度或1/2像素精度。
例如，通過整數(shù)像素精度或1/2像素精度的動態(tài)向量搜索，在圖3中，在查明場圖像1的111的位置的像素在場圖像3中在116的方向上移動一個像素的情況下，由于在場圖像2中，成為移動1/2像素，所以在113的像素中分配了111的像素值的1/2，在114的位置上分配了111像素值的1/2。
也就是說，在圖3中，如令111的位置的R、G、B的像素值分別為R1、G1、B1，則111的像素在112的方向上檢測到移動一個像素的情況下，場圖像2中的插補像素113的像素值R1′、G1′、B1′和插補像素114的位置的像素值R2′、G2′、B2′如下給出。
R1′＝R1×(1/2)G1′＝G1×(1/2)B1′＝B1×(1/2)R2′＝R1×(1/2)G2′＝G1×(1/2)B2′＝B1×(1/2)
這樣一來，因為掃描線插補與顯示機構(gòu)的像素結(jié)構(gòu)無關地以像素單位來進行，故例如，在顯示裝置的水平方向的像素少的情況下，無法在水平方向上進行正確的像素插補，從而存在垂直邊緣部分的陰影、或見到不連續(xù)的斜線等，不能充分得到基于掃描線插補引起的圖像質(zhì)量改善效果。

發(fā)明內(nèi)容
本申請中公開的典型的發(fā)明如下。
本發(fā)明是一種掃描線插補裝置，包括用動態(tài)補償將所輸入的隔行掃描圖像掃描變換成逐行掃描圖像的掃描線插補部；搜索所述動態(tài)補償用的動態(tài)向量的動態(tài)向量搜索部；以及控制所述動態(tài)向量搜索的搜索精度的控制部。特別地，所述控制部基于顯示所述逐行掃描圖像的顯示部的像素結(jié)構(gòu)確定所述搜索精度。借此，通過將動態(tài)搜索的精度取為對應于顯示裝置的像素結(jié)構(gòu)的值而進行動態(tài)補償，從而可以以子像素單位進行像素插補。
發(fā)明的效果通過以上結(jié)構(gòu)，可以減少邊緣部分的陰影、或看到不連續(xù)的斜線等圖像質(zhì)量劣化地進行掃描線插補。


圖1是表示用本發(fā)明的、視頻接收機的一個實施例的圖。
圖2是動態(tài)補償型逐行掃描變換的示意圖。
圖3是用現(xiàn)有方法的掃描線插補方法的示意圖。
圖4是子像素掃描線插補的示意圖。
圖5是表示子像素和像素的配置之一例的局部放大示意圖。
圖6是表示動態(tài)向量的檢測方法的例子的圖。
圖7是表示逐行掃描變換裝置的一個實施例的圖。
圖8是表示逐行掃描變換裝置的動作的程序框圖。
具體實施例方式
下面，通過圖示說明本發(fā)明的實施例。
實施例1圖1中示出使用本發(fā)明的視頻接收機的構(gòu)成例。
輸入到掃描線插補器101的信號是接收電視播放等之際的隔行掃描視頻信號，或作為來自DVD等再現(xiàn)機的輸出的隔行掃描視頻信號。對于所輸入的2∶1隔行掃描圖像，在動態(tài)向量搜索器102中搜索動態(tài)向量。動態(tài)向量表示當前的處理對象的畫面的某個部分從其他畫面或同一畫面的哪個部位移動多少。雖然在該動態(tài)向量的檢測中有若干種方法，但是塊匹配法因為基于數(shù)字電路進行處理較為容易而用得很多。塊匹配法將圖像分成(M×N)個像素(例如8像素×8行)這樣的塊，以該塊單位檢測動態(tài)向量。
存儲裝置103在動態(tài)向量搜索中成為必要。記錄參照幀或參照場。具體地說，儲存當前幀或當前場、即時間上前后的幀或場的像素值信息。搜索精度控制器104參照顯示裝置105的顯示像素結(jié)構(gòu)，確定在動態(tài)向量搜索器102中用的搜索精度。顯示裝置105顯示作為掃描線插補器的輸出的逐行掃描視頻信號。
在塊匹配法中，如圖6中所示，評價由當前幀或當前場內(nèi)的(M×N)個像素所構(gòu)成的對象塊與其他候補塊的相關度。候補塊是在與當前幀或當前場在時間上不同的參照幀或參照場上被設定的、由(M×N)個像素所構(gòu)成的塊。相關度的評價是指可以評價對象塊與候補塊的類似的值。具體地說，通過累加計算求出處于同一位置的像素值彼此的差分絕對值。將所求出的相關度的評價值為最小的候補塊與投影于參照幀或參照場上的對象塊之間的位移作為動態(tài)向量檢測。
作為該動態(tài)向量搜索時的搜索精度，在MPEG壓縮等中，采用1像素精度或1/2像素精度。在本發(fā)明中，特征在于根據(jù)顯示畫面的像素結(jié)構(gòu)使該動態(tài)向量搜索精度變化。搜索精度控制器104取得顯示裝置105的像素結(jié)構(gòu)信息，控制動態(tài)向量搜索器102的動態(tài)向量搜索精度。
例如顯示裝置105在圖5中所示的那種一個像素具有由R、G、B三種子像素所構(gòu)成的垂直條帶(stripe)的結(jié)構(gòu)的情況下，將水平方向的動態(tài)向量搜索精度取為1/3像素。也就是說，按將像素間的距離以構(gòu)成顯示畫面的一個像素的子像素的個數(shù)分割的值的精度進行動態(tài)搜索。再者，本發(fā)明的適用范圍不限定于具有RGB垂直條帶的顯示器。因為將RGB的像素看做獨立地進行動態(tài)搜索，故例如，在具有RGB水平條帶的顯示器的情況下，通過將垂直方向的動態(tài)向量搜索精度取為1/3像素精度，可以同樣地應用。進而，只要像素結(jié)構(gòu)以兩種以上的像素為單位而構(gòu)成就可以應用本申請。
動態(tài)搜索基于像素的亮度值信息來進行。1/3像素精度的動態(tài)向量搜索通過在水平方向·垂直方向上3倍地內(nèi)插處理當前幀或當前場，和參照幀或參照場的像素來進行。該內(nèi)插處理和動態(tài)搜索處理是與MPEG等中所用的動態(tài)搜索的1/2像素精度同一概念的處理。進行動態(tài)搜索之際的、塊間的相關可以用存在于如上所述對應的位置的像素的RGB亮度值的值。此外，也可以僅靠特定的顏色的像素值(例如G的像素值)來進行動態(tài)向量搜索。
通過動態(tài)向量搜索，查明必須插補的掃描線上的像素，例如，在圖4中場圖像1的211的位置的像素在場圖像3中在216的方向上移動2/3像素。在該情況下，在場圖像2中，由于211的像素在212的方向上移動1/3像素，所以將211偏移到圖中217的位置而進行像素插補就可以了。
通過像這樣根據(jù)顯示裝置的像素結(jié)構(gòu)將水平方向的動態(tài)搜索的精度取為1/3像素而進行動態(tài)補償，在水平方向中以1/3像素精度的像素插補成為可能，可以減少例如垂直邊緣部分的陰影、或不連續(xù)地看到斜線等的圖像質(zhì)量劣化地進行掃描線插補。如前所述，如果用現(xiàn)有方法，則小于一個像素的移動就用鄰接的兩個像素來表現(xiàn)。由此，例如，在對水平方向上一個像素的斜線所含有的圖像進行掃描線插補的情況下，實際掃描線側(cè)為一個水平像素寬度，與此相對，插補掃描線側(cè)作為兩個有陰影的水平像素寬度的斜線進行插補。通過用本發(fā)明，可以進行與顯示圖像的子像素結(jié)構(gòu)一致的1/3像素精度的插補，在插補掃描線側(cè)也可作為一個水平像素進行插補。
顯示裝置因為具有R、G、B各自獨立的視頻信號輸入，故當應用將本發(fā)明中所用的R、G、B的像素看做獨立的子像素處理時，在顯示裝置側(cè)不需要特別的處理或電路。在視頻信號輸出側(cè)(在本發(fā)明中逐行掃描變換裝置)，考慮與本申請的像素結(jié)構(gòu)一致進行插補的各子像素的值而做出控制子像素的信號就可以了。
圖8中示出表示本發(fā)明的逐行掃描變換裝置的動作的程序框圖。首先，由顯示裝置取得表示顯示裝置的像素結(jié)構(gòu)的信號(301)。可以接收來自顯示裝置的信息，也可以讀出預先儲存的信息。接著，根據(jù)取得的像素結(jié)構(gòu)信息確定動態(tài)向量的搜索精度(302)。作為逐行掃描變換裝置的輸入的隔行掃描信號，用所確定的動態(tài)搜索精度，使用實在的掃描線，搜索動態(tài)向量(303)。根據(jù)所搜索的動態(tài)向量，內(nèi)插所插補的行上的像素，作為逐行掃描視頻信號而被輸出(304)。在這種插補方法中，雖然有時發(fā)生未插補的子像素，但是關于這種子像素，用所插補的附近的子像素像素值，使用內(nèi)插等手段就可以了。
雖然在本實施例中，示出用塊匹配的動態(tài)向量搜索例，但是本發(fā)明中的動態(tài)向量搜索不限定于塊匹配，也可以用針對每個像素的動態(tài)向量搜索。
實施例2雖然在實施例1中，作為視頻接收機，示出包括顯示裝置的例子，但是本發(fā)明涉及逐行掃描變換裝置，如圖7中所示，顯示裝置與其他構(gòu)成要素也可以是別的。在該情況下，從所連接的顯示裝置接收關于其像素結(jié)構(gòu)的信息的通知，動態(tài)搜索控制器(104)可以以隨時切換搜索精度的方式進行工作。當然也可以是將裝置與其像素結(jié)構(gòu)建立對應關系而預先儲存于存儲部，基于從顯示部取得的型號等而確定精度的構(gòu)成。
根據(jù)這種構(gòu)成，在得到顯示裝置的像素結(jié)構(gòu)、或型號信息等的情況下，可自動地切換動態(tài)向量搜索精度，進行適合于顯示裝置的逐行掃描變換。
此外，在顯示裝置與逐行掃描變換裝置成為一體的情況下，顯示裝置的像素結(jié)構(gòu)是已知的。由此，搜索精度控制器104的精度可以取為預先初期設定的固定值。
實施例3在顯示部的像素結(jié)構(gòu)不明的情況下，或無法得到關于像素結(jié)構(gòu)的信息的情況下，也可以考慮設置切換器以便可以將動態(tài)向量搜索的搜索精度固定于規(guī)定的像素精度(例如1像素精度)。
此外，也可以在搜索部中設置切換器，切換向掃描線插補器的來自動態(tài)向量搜索部的輸入，以便可以選擇使用現(xiàn)有技術那樣的不用動態(tài)向量搜索進行掃描線變換的插補方法。在該情況下，通過在掃描線插補器中另外準備的變換方法可以實行掃描變換。
通過設置這種動態(tài)向量的搜索精度的切換器或者逐行掃描變換方法的切換器，由使用者的指示或自動地切換它們，由此，在包括顯示部的像素結(jié)構(gòu)不明的情況或無法得到關于像素結(jié)構(gòu)的信息的情況下，可以適當?shù)剡M行逐行掃描變換。
本發(fā)明的流程可以在計算機上通過讀入程序而實現(xiàn)。此外也可以通過軟件和硬件的協(xié)調(diào)處理來實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種掃描線插補裝置，其特征在于，包括用動態(tài)補償將所輸入的隔行掃描圖像掃描變換成逐行掃描圖像的掃描線插補部，搜索所述動態(tài)補償用的動態(tài)向量的動態(tài)向量搜索部，以及控制所述動態(tài)向量搜索的搜索精度的控制部，所述控制部基于顯示所述逐行掃描圖像的顯示部的像素結(jié)構(gòu)確定所述搜索精度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描線插補裝置，其特征在于，所述像素結(jié)構(gòu)是構(gòu)成一個像素的子像素的數(shù)目，所述控制部將所述搜索精度設定成所述子像素的數(shù)目的倒數(shù)的值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的掃描線插補裝置，其特征在于，從所連接的顯示部接收關于所述顯示部的像素結(jié)構(gòu)的信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的掃描線插補裝置，其特征在于，在所述像素結(jié)構(gòu)在水平方向上由R、G、B三個子像素來構(gòu)成的情況下，將水平方向的動態(tài)搜索精度取為1/3像素精度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的掃描線插補裝置，其特征在于，還包括切換部，該切換部切換在所述動態(tài)向量搜索部使用由所述控制部所確定的搜索精度的情況與使用規(guī)定的值的情況。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的掃描線插補裝置，其特征在于，所述向量搜索通過塊匹配來進行。
7.一種掃描線插補裝置，其特征在于，包括用動態(tài)補償將所輸入的隔行掃描圖像掃描變換成逐行掃描圖像的掃描線插補部；用于搜索所述動態(tài)補償?shù)膭討B(tài)向量的動態(tài)向量搜索部；控制所述動態(tài)向量搜索的搜索精度的控制部；以及顯示所述逐行掃描圖像的顯示部，所述控制部基于顯示所述逐行掃描圖像的顯示部的像素結(jié)構(gòu)確定所述搜索精度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的掃描線插補裝置，其特征在于，所述像素結(jié)構(gòu)是構(gòu)成一個像素的子像素的數(shù)目，將所述搜索精度設定成所述子像素的數(shù)目的倒數(shù)的值。
全文摘要
本發(fā)明涉及插補掃描裝置。在將隔行掃描圖像變換成逐行掃描圖像之際不進行正確的像素插補，以邊緣部分的陰影，或斜線不連續(xù)地看到等圖像質(zhì)量劣化的改善為目的。為了實現(xiàn)上述目的，在將隔行掃描圖像變換成逐行掃描圖像之際，通過以針對顯示裝置的像素排列的精度進行動態(tài)搜索和動態(tài)補償，進行高精度的掃描線插補，改善顯示圖像質(zhì)量。
文檔編號H04N5/66GK1822670SQ200510093870
公開日2006年8月23日 申請日期2005年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月15日
發(fā)明者浜田宏一, 中嶋滿雄 申請人:株式會社日立制作所