專利名稱：圖像信號(hào)掃描行內(nèi)插電路及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與以下同時(shí)遞交的由與本發(fā)明相同的代理人代理的發(fā)明有關(guān)(1)“高分辨圖像產(chǎn)生方法(Method of Generating High-Resolution Video)”，No.08/496，793；以及(2)“圖像系統(tǒng)及其使用方法(Video System and Method ofUsing Same)”，No.08/496,641。
以上所列有關(guān)發(fā)明的主要內(nèi)容列為本發(fā)明的參考。
本發(fā)明屬圖像信號(hào)處理電路技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，本發(fā)明開發(fā)了一種在圖像信號(hào)中內(nèi)插掃描行的電路。
第一個(gè)彩色電視制式是在美國(guó)推出的，而在1953年12月美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)批準(zhǔn)了這個(gè)傳輸標(biāo)準(zhǔn)。制定彩色電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)的大部分工作都是由美國(guó)國(guó)家電視制式委員會(huì)(NTSC)完成的。NTSC標(biāo)準(zhǔn)提供了廣播具有525掃描行(485行表示像素)、60場(chǎng)/秒和2∶1隔行掃描的圖像信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)。在美國(guó)、日本和許多其他國(guó)家中的電視廣播都采用NTSC標(biāo)準(zhǔn)。
與NTSC標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)?shù)臍W洲標(biāo)準(zhǔn)為要求625掃描行、50場(chǎng)/秒和2∶1隔行掃描的逐行倒相制(PAL)標(biāo)準(zhǔn)。另一個(gè)歐洲標(biāo)準(zhǔn)，SECAM，是60年代在法國(guó)開發(fā)的。與PAL一樣，SECAM也是625掃描行、50場(chǎng)/秒和2∶1隔行掃描制。
這三種標(biāo)準(zhǔn)NTSC、PAL和SECAM提供了具有隔行顯示格式(即每幀圖像由時(shí)間上分離、空間上在垂直方向偏移的兩場(chǎng)掃出)的模擬圖像源。

圖1例示了隔行掃描圖像信號(hào)中場(chǎng)的時(shí)間分離情況。圖像信號(hào)由一系列被使場(chǎng)同步的時(shí)間段隔開的交替的偶數(shù)場(chǎng)和奇數(shù)場(chǎng)組成。偶數(shù)場(chǎng)含有幀中偶數(shù)編號(hào)的掃描行，而奇數(shù)場(chǎng)含有奇數(shù)編號(hào)的掃描行。因此，NTSC的一場(chǎng)含有262.5掃描行。圖2示出了顯示奇數(shù)場(chǎng)的光柵的例子。
圖3例示了NTSC復(fù)合圖像信號(hào)的波形。所示波形只示出了兩個(gè)掃描行。波形中包括為每個(gè)掃描行設(shè)置的水平同步脈沖50和色同步信號(hào)52。
為了改善所發(fā)送的圖像和伴音的質(zhì)量，已經(jīng)對(duì)引入諸如高清晰度電視(HDTV)那樣的新電視標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了不少研究。新的傳輸標(biāo)準(zhǔn)將要求廣播臺(tái)和用戶雙方在新設(shè)備上大量投資。服從當(dāng)前廣播標(biāo)準(zhǔn)的一臺(tái)能象HDTV接收機(jī)那樣工作的電視接收機(jī)可以經(jīng)濟(jì)地達(dá)到與所提出的標(biāo)準(zhǔn)相同的目標(biāo)，而不需要用戶和廣播臺(tái)花費(fèi)大量改裝費(fèi)用。
因此就需要開發(fā)一種能根據(jù)采用標(biāo)準(zhǔn)電視傳輸格式(如NTSC，PAL或SECAM)廣播的圖像產(chǎn)生高清晰圖像的圖像系統(tǒng)和方法。
本發(fā)明在所附各權(quán)利要求中具體指出。然而，通過以下結(jié)合附圖所作的詳細(xì)說明，可以更加清楚地看到本發(fā)明的其他一些特點(diǎn)，對(duì)本發(fā)明也可以有更深刻的了解。在這些附圖中圖1例示了隔行掃描圖像信號(hào)的時(shí)間方框圖；圖2例示了圖1的隔行掃描圖像信號(hào)所表示的光柵的圖形；圖3例示了NTSC圖像信號(hào)的一段波形；圖4例示了第一種采用本發(fā)明所提出的圖像增強(qiáng)電路的圖像系統(tǒng)的方框圖；圖5例示了第二種采用本發(fā)明所提出的圖像增強(qiáng)電路的圖像系統(tǒng)的方框圖；圖6例示了第三種采用本發(fā)明所提出的圖像增強(qiáng)電路的圖像系統(tǒng)的方框圖；圖7例示了第四種采用本發(fā)明所提出的圖像增強(qiáng)電路的圖像系統(tǒng)的方框圖；圖8例示了按照本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行非均勻內(nèi)插的示意圖；圖9例示了按照本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行線性非均勻內(nèi)插的示意圖；圖10例示了按照本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行非線性非均勻內(nèi)插的示意圖；圖11例示了圖4-7所示系統(tǒng)所使用的方法的流程圖；圖12為圖4-7中所示變換器的詳細(xì)方框圖；圖13為圖4-7中所示本發(fā)明的圖像增強(qiáng)電路的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)方框圖；圖14為圖4-7中所示本發(fā)明的圖像增強(qiáng)電路的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)方框圖；圖15為使用圖13-14所示圖像增強(qiáng)電路的方法的流程圖；圖16為按本發(fā)明處理隔行掃描圖像信號(hào)以產(chǎn)生高分辨圖像信號(hào)的方法的流程圖；圖17為按本發(fā)明處理隔行掃描彩色圖像信號(hào)以產(chǎn)生高分辨圖像信號(hào)的方法的流程圖；圖18例示了采用至少圖4-7中所示圖像系統(tǒng)之一的廣播系統(tǒng)的示意圖；以及圖19例示了采用至少圖4-7中所示圖像系統(tǒng)之一的閉路廣播系統(tǒng)的示意圖。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是所提供的在實(shí)時(shí)圖像信號(hào)中非均勻內(nèi)插掃描行的電路能增加掃描行數(shù)，得到質(zhì)量大大改善的電視圖像。本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是所提供的電路能接收實(shí)時(shí)數(shù)字化圖像信號(hào)，產(chǎn)生能在高分辨計(jì)算機(jī)監(jiān)視器上顯示的改進(jìn)電視圖像。本發(fā)明的再一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是所提供的電路可以很方便地加入用戶的電視接收機(jī)。
圖4示出了采用本發(fā)明的圖像增強(qiáng)電路的第一圖像系統(tǒng)。這個(gè)圖像系統(tǒng)包括變換器70、存儲(chǔ)器72、圖像增強(qiáng)電路74、監(jiān)視器76和同步產(chǎn)生器78。變換器70用來(lái)將圖像信號(hào)80變換成一組色空間信號(hào)。圖像信號(hào)80的格式可以是遵從常用的電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)，如NTSC、PAL或SECAM。色空間信號(hào)可以構(gòu)造成表示在一個(gè)給定的色空間(如YIQ、YUV或RGB色空間)內(nèi)的值的二進(jìn)制字。色空間信號(hào)從變換器70傳送給存儲(chǔ)器72。存儲(chǔ)器72存儲(chǔ)與一個(gè)輸入幀相應(yīng)的一組色空間信號(hào)，為圖像增強(qiáng)電路74提供這些色空間信號(hào)。圖像增強(qiáng)電路74執(zhí)行相鄰色空間信號(hào)之間的非均勻內(nèi)插，產(chǎn)生一組表示一個(gè)輸出幀的內(nèi)插像素信號(hào)，這個(gè)輸出幀的垂直掃描行數(shù)比輸入帕的多。內(nèi)插像素信號(hào)可以結(jié)構(gòu)成表示在與色空間信號(hào)相同的色空間內(nèi)的值的二進(jìn)制字。
同步產(chǎn)生器78產(chǎn)生同步觸發(fā)信號(hào)86、采樣信號(hào)82和場(chǎng)同步信號(hào)92。所有這些信號(hào)都是根據(jù)圖像信號(hào)80產(chǎn)生的。同步觸發(fā)信號(hào)86送至存儲(chǔ)器72和圖像增強(qiáng)電路74，用來(lái)協(xié)調(diào)色空間信號(hào)從存儲(chǔ)器72向圖像增強(qiáng)電路74的傳送。采樣信號(hào)82用來(lái)同步變換器70和存儲(chǔ)器72的操作。如果圖像信號(hào)80是NTSC信號(hào)，采樣信號(hào)82、同步觸發(fā)信號(hào)86和場(chǎng)同步信號(hào)92就相應(yīng)為12.27MHz、24.54MHz和60Hz左右。
監(jiān)視器76顯示從圖像增強(qiáng)電路74接收的內(nèi)插像素信號(hào)所表示的圖像。通常，監(jiān)視器76可以是任何能接收和顯示由電子信號(hào)表示的可視圖像的裝置。例如監(jiān)視器76可以是用戶TV、投影TV、計(jì)算機(jī)監(jiān)視器或液晶顯示器(LCD)。
圖5例示了本發(fā)明的第二種采用圖像增強(qiáng)電路的圖像系統(tǒng)。這種圖像系統(tǒng)包括圖4中所示的變換器70、存儲(chǔ)器72、同步產(chǎn)生器78和監(jiān)視器76。此外，這種優(yōu)選圖像系統(tǒng)還包括PLL(鎖相環(huán))104和圖像增強(qiáng)電路100，以使圖像系統(tǒng)可以改變輸出幀中的垂直掃描行數(shù)。PLL104根據(jù)場(chǎng)同步信號(hào)92產(chǎn)生至少一個(gè)高頻帶同步信號(hào)，送至圖像增強(qiáng)電路100，用來(lái)使圖像增強(qiáng)電路100傳送內(nèi)插像素信號(hào)。
圖6例示了本發(fā)明的第三種采用圖像增強(qiáng)電路的圖像系統(tǒng)。與圖4所示圖像系統(tǒng)一樣，圖6所示圖像系統(tǒng)也包括變換器70、存儲(chǔ)器72、圖像增強(qiáng)電路74、同步產(chǎn)生器78和監(jiān)視器76。然而，除了這些部件以外，圖6所示圖像系統(tǒng)還包括一個(gè)將圖像增強(qiáng)電路74輸出的內(nèi)插像素信號(hào)變換成一組輸出格式信號(hào)的色空間變換器124。輸出格式信號(hào)送至監(jiān)視器76，由顯示器76顯示所表示的相應(yīng)圖像。輸出格式信號(hào)例如可以是RGB信號(hào)或YCrCb信號(hào)之類。色空間變換器124用于色空間信號(hào)與監(jiān)視器76的色空間是兩個(gè)不同的色空間的情況。例如，變換器70可能產(chǎn)生一組YUV信號(hào)作為輸入，而監(jiān)視器76卻是要求RGB信號(hào)作為輸入。在這種情況下，色空間變換器124就要將YUV信號(hào)變換成相應(yīng)的RGB信號(hào)。
圖7例示了本發(fā)明的第四種采用圖像增強(qiáng)電路的圖像系統(tǒng)。這種圖像系統(tǒng)也包括圖5中的變換器70、存儲(chǔ)器72、同步產(chǎn)生器78、監(jiān)視器76、圖像增強(qiáng)電路100和PLL104。此外，這種圖像系統(tǒng)還包括一個(gè)將圖像增強(qiáng)電路100輸出的內(nèi)插像素信號(hào)變換成一組輸出格式信號(hào)。輸出格式信號(hào)送至監(jiān)視器76，由監(jiān)視器76顯示所表示的相應(yīng)圖像。輸出格式信號(hào)例如可以是RGB信號(hào)或YCrCb信號(hào)之類。
圖像增強(qiáng)電路100和PLL104可以使圖像系統(tǒng)改變輸出帕內(nèi)垂直掃描行數(shù)。PLL104根據(jù)場(chǎng)同步信號(hào)92產(chǎn)生至少一個(gè)高頻帶同步信號(hào)。這個(gè)高頻帶同步信號(hào)按場(chǎng)同步信號(hào)鎖相，頻率為場(chǎng)同步信號(hào)的整數(shù)倍。PLL104將高頻帶同步信號(hào)送至圖像增強(qiáng)電路100和色空間變換器124。
圖8原理性地例示了按本發(fā)明實(shí)施例執(zhí)行的非均勻內(nèi)插情況。圖像系統(tǒng)所接收的圖像信號(hào)80包括一組掃描行，圖8示出了其中的四個(gè)掃描行。每個(gè)掃描行包括一組色信號(hào)。這些掃描行按照在一個(gè)帕內(nèi)的相對(duì)垂直位置加以檢索，從k至k+1。圖像系統(tǒng)對(duì)輸入圖像信號(hào)進(jìn)行處理，產(chǎn)生相應(yīng)的一組輸出掃描行。每個(gè)輸出掃描行包括一組內(nèi)插像素信號(hào)。在所例示的情況下，對(duì)每對(duì)相鄰掃描行中的色空間信號(hào)的內(nèi)插產(chǎn)生內(nèi)插像素的三個(gè)輸出掃描行。前三個(gè)輸出掃描行根據(jù)輸入掃描行k和k+1通過非均勻內(nèi)插產(chǎn)生。輸出掃描行在此表示成均勻間隔的，但非均勻內(nèi)插也能用來(lái)產(chǎn)生不規(guī)則間隔的輸出掃描行。此外，一對(duì)相鄰的輸入掃描行通過非均勻內(nèi)插可產(chǎn)生任何數(shù)量的相應(yīng)輸出掃描行。例如，一個(gè)每幀具有接近485個(gè)掃描行的NTST可以通過非均勻內(nèi)插產(chǎn)生具有700、800、900、1000、1200或1920個(gè)掃描行的輸出幀。
圖9例示了按照本發(fā)明實(shí)施例執(zhí)行的線性非均勻內(nèi)插的情況。對(duì)于原就熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員來(lái)說，顯然線性內(nèi)插只是非線性內(nèi)插的一種特殊情況。線性非均勻內(nèi)插根據(jù)下式進(jìn)行yi＝c1ik·dk+c2ik·dk+1式1其中yi表示內(nèi)插像素信號(hào)，dk和dk+1表示一對(duì)相鄰的色空間信號(hào)，c1ik表示第一系數(shù)，c2ik表示第二系數(shù)，而i和k分別表示與輸出掃描行和輸入掃描行相應(yīng)的整數(shù)序號(hào)。系數(shù)c1ik和c2ik可以選成滿足c1ik+c2ik＝1，而0≤c1ik，c2ik≤1的權(quán)系數(shù)。在圖9中，內(nèi)插像素信號(hào)yi與分別位于輸入掃描行k和k+1內(nèi)的相鄰色空間信號(hào)d1和d2相應(yīng)。變量x1、x2和x3表示距離。系數(shù)c1ik和c2ik可以確定為c1ik＝x1/x3式2c2ik＝x2/x3式3
圖10例示了按照本發(fā)明實(shí)施例執(zhí)行的非線性非均勻內(nèi)插的情況。圖10示出的是按下式進(jìn)行的二階非線性內(nèi)插yi＝c1ik·dk+c2ik·dk+1+c3ik·dk+2式4其中yi表示內(nèi)插像素信號(hào)，dk、dk+1和dk+2表示三個(gè)相繼相鄰的色空間信號(hào)，c1ik表示第一系數(shù)，c2ik表示第二系數(shù)，c3ik表示第三系數(shù)，而i和k分別表示與輸出掃描行和輸入掃描行相應(yīng)的整數(shù)序號(hào)。系數(shù)可以選擇成權(quán)系數(shù)。雖然圖10示出的是二階非線性內(nèi)插，但本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例可采用任何n階非線性內(nèi)插。此外，可以根據(jù)n階多項(xiàng)式來(lái)進(jìn)行非線性內(nèi)插。
在圖10中，內(nèi)插像素信號(hào)yi與分別位于輸入掃描行k、k+1和k+2內(nèi)的相鄰色空間信號(hào)d1、d2和d3相應(yīng)。具體地說，通過對(duì)三個(gè)相鄰色空間信號(hào)進(jìn)行二次內(nèi)插，得出內(nèi)插像素信號(hào)。變量x1、x2、x3、x4、x5和x6分別表示相應(yīng)的距離。各系數(shù)可確定為c1ik＝(x6·x3)/(x5·x1)式5c2ik＝(x6·x4)/(x2·x1)式6c3ik＝(x4·x3)/(x5·x2)式7圖11例示了采用圖4-7所示圖像系統(tǒng)處理圖像信號(hào)的方法的流程圖。在方框170，圖像信號(hào)80發(fā)向至少一個(gè)接收機(jī)。在方框172，圖像信號(hào)被一個(gè)接收機(jī)接收。這個(gè)接收機(jī)配有一個(gè)體現(xiàn)本發(fā)明的圖像系統(tǒng)。例如，接收機(jī)可以是一個(gè)用戶TV、投影TV、計(jì)算機(jī)監(jiān)視器、液晶顯示器(LCD)TV、LCD計(jì)算機(jī)監(jiān)視器或任何其他能接收和顯示由電子信號(hào)表示的可視圖像的裝置。
在方框174，根據(jù)圖像信號(hào)80產(chǎn)生同步觸發(fā)信號(hào)86和采樣信號(hào)82。同步觸發(fā)信號(hào)86送至存儲(chǔ)器72和圖像增強(qiáng)電路74、100，協(xié)調(diào)將色空間信號(hào)從存儲(chǔ)器72傳送給圖像增強(qiáng)電路74、100。而且，采樣信號(hào)82送至變換器70和存儲(chǔ)器72，同步它們的操作。
在方框176，圖像信號(hào)80變換成一組表示一個(gè)輸入幀的色空間信號(hào)。然后在方框178，表示輸入幀的這些色空間信號(hào)存入存儲(chǔ)器72。雖然存儲(chǔ)器72可以配置成大到是以存儲(chǔ)整個(gè)一幀的色空間信號(hào)，但原就熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員可以理解，如果圖像信號(hào)80是兩場(chǎng)交叉的，則存儲(chǔ)器72只需存儲(chǔ)與兩場(chǎng)中的一場(chǎng)相應(yīng)色空間信號(hào)。
在方框180，執(zhí)行相鄰色空間信號(hào)之間的非均勻內(nèi)插，產(chǎn)生一組表示一個(gè)具有比輸入幀更多的垂直掃描行的輸出幀的內(nèi)插像素信號(hào)。非均勻內(nèi)插可以根據(jù)線性或非線性內(nèi)插進(jìn)行。
在方框182，內(nèi)插像素信號(hào)所表示的圖像由監(jiān)視器76加以顯示。
圖12是圖4-7中所示的變換器70的詳細(xì)方框圖。變換器70包括A/D變換器190、信號(hào)變換器192和解碼器194。A/D變換器190將圖像信號(hào)80數(shù)字化成一組相應(yīng)的二進(jìn)制編碼信號(hào)。信號(hào)變換器192根據(jù)這些二進(jìn)制編碼信號(hào)產(chǎn)生一組色度信號(hào)和一組亮度信號(hào)。接收到色度和亮度信號(hào)后，解碼器194產(chǎn)生相應(yīng)的色空間信號(hào)。A/D變換器190、信號(hào)變換器192和解碼器194的操作都由采樣信號(hào)82同步。
圖13是作為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的圖像增強(qiáng)電路的詳細(xì)方框圖。這種圖像增強(qiáng)電路可以用來(lái)根據(jù)式1給出的函數(shù)計(jì)算非均勻內(nèi)插。圖像增強(qiáng)電路包括一組內(nèi)插電路208a-c、存儲(chǔ)器202、控制單元200、行緩存器204、延遲緩存器206和輸出緩存器218。雖然圖像增強(qiáng)電路可以包括任何數(shù)量的內(nèi)插電路，但通常是為每個(gè)彩色分量配置一個(gè)內(nèi)插電路。例如，對(duì)單色圖像信號(hào)進(jìn)行非均勻內(nèi)插就只需要一個(gè)內(nèi)插電路。圖13所例示的圖像增強(qiáng)電路用來(lái)處理具有多達(dá)三個(gè)彩色分量的圖像信號(hào)(例如RGB信號(hào))，因此，這個(gè)電路包括三個(gè)內(nèi)插電路208a-c。
雖然熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員可以理解，這種圖像增強(qiáng)電路能執(zhí)行任何格式圖像信號(hào)的非均勻內(nèi)插，但是以下結(jié)合圖11和12可進(jìn)行的說明將以RGB信號(hào)為例來(lái)說明這種圖像增強(qiáng)電路的各種形式的功能。
內(nèi)插電路208a-c根據(jù)在數(shù)據(jù)輸入總線上接收到的一組色空間信號(hào)產(chǎn)生一組內(nèi)插像素信號(hào)。數(shù)據(jù)輸入總線包括紅色總線224、綠色總線226和藍(lán)色總線228。在所示的這個(gè)例子中，紅色內(nèi)插電路208a通過紅色總線224接收表示RGB信號(hào)中紅色分量的色空間信號(hào)，綠色內(nèi)插電路208b通過綠色總線226接收表示RGB信號(hào)中綠色分量的色空間信號(hào)，而藍(lán)色內(nèi)插電路208c通過藍(lán)色總線228接收表示RGB信號(hào)中藍(lán)色分量的色空間信號(hào)。
每個(gè)內(nèi)插電路執(zhí)行相鄰色空間信號(hào)之間的非均勻內(nèi)插，因此至少包括一個(gè)用來(lái)計(jì)算非均勻內(nèi)插的算術(shù)電路210a-i。雖然一個(gè)內(nèi)插電路可以包括任何數(shù)量的算術(shù)電路，但在所舉的這個(gè)例子中每個(gè)內(nèi)插電路包括三個(gè)算術(shù)電路。每個(gè)算術(shù)電路包括一個(gè)第一乘法器、一個(gè)第二乘法器和一個(gè)加法器，用來(lái)產(chǎn)生內(nèi)插像素信號(hào)。例如，紅色內(nèi)插電路208a包括三個(gè)紅色算術(shù)電路210a-c，綠色內(nèi)插電路208b包括三個(gè)綠色算術(shù)電路210d-f，藍(lán)色內(nèi)插電路208c包括三個(gè)藍(lán)色算術(shù)電路210g-i。
算術(shù)電路210a-i的工作情況可以參照第一紅色算術(shù)電路210a為例加以說明。如圖中所示，第一紅色算術(shù)電路210a包括第一乘法器212、第二乘法器214和加法器216。第一乘法器212將在紅色總線224上接收到的紅色分量信號(hào)與一個(gè)系數(shù)相乘，產(chǎn)生第一乘積信號(hào)。第二乘法器214將所存儲(chǔ)的紅色分量與另一個(gè)系數(shù)相乘，產(chǎn)生第二乘積信號(hào)。加法器216將第一和第二乘積信號(hào)相加，得出內(nèi)插紅色像素信號(hào)。這兩個(gè)系數(shù)通常具有不同的值，然而在某些情況下，例如產(chǎn)生的輸出掃描行離輸入掃描行的距離相等，可以具有相同的值。
存儲(chǔ)器202用來(lái)存儲(chǔ)系數(shù)和為內(nèi)插電路208a-c提供至少一個(gè)系數(shù)。在所示的這個(gè)例子中，用于紅色分量色空間信號(hào)的非均勻內(nèi)插的系數(shù)通過紅色存儲(chǔ)器總線238傳送，用于綠色分量色空間信號(hào)的非均勻內(nèi)插的系數(shù)通過綠色存儲(chǔ)器總線204傳送，而用于藍(lán)色分量色空間信號(hào)的非均勻內(nèi)插的系數(shù)通過藍(lán)色存儲(chǔ)器總線242傳送。
控制單元200產(chǎn)生存儲(chǔ)器202可用來(lái)檢索至少一個(gè)系數(shù)的地址236。控制單元200是根據(jù)接收到的與正要內(nèi)插的相鄰色空間信號(hào)相應(yīng)的掃描行地址222來(lái)產(chǎn)生地址236的?？刂茊卧?00是可編程的，以改變出現(xiàn)內(nèi)插像素信號(hào)的掃描行的數(shù)量。這是通過控制單元200接收一個(gè)指令220、對(duì)這個(gè)指令進(jìn)行解碼以選擇一個(gè)不同的地址偏移值、再將這個(gè)地址偏移值納入地址236來(lái)實(shí)現(xiàn)的。地址偏移值實(shí)質(zhì)上指向含有另一組系數(shù)的不同存儲(chǔ)空間。在這種圖像增強(qiáng)電路的一種實(shí)施方式中，存儲(chǔ)器202存儲(chǔ)著好幾組系數(shù)以產(chǎn)生每幀具有700、800、900、1000、1200或1920掃描行的輸出幀。
控制單元200還能產(chǎn)生分別送至行緩存器204、延遲緩存器206和輸出緩存器218的各控制信號(hào)。這些控制信號(hào)可以用來(lái)協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)傳送，或者用來(lái)對(duì)這些緩存器進(jìn)行初始化或復(fù)位。此外，控制單元200還產(chǎn)生一個(gè)輸出同步信號(hào)234，用來(lái)使數(shù)據(jù)通過第一輸出總線230或第二輸出總線232傳送出去。
行緩存器204和延遲緩存器206構(gòu)成了一個(gè)存儲(chǔ)與一個(gè)掃描行相應(yīng)的色空間信號(hào)的緩存器。延遲緩存器206接收表示一個(gè)掃描行的色空間信號(hào)序列。接收到與一個(gè)完整的掃描行相應(yīng)的色空間信號(hào)序列后，延遲緩存器206就將它的內(nèi)容傳送給行緩存器204。此時(shí)，延遲緩存器206開始存儲(chǔ)下一個(gè)掃描行的色空間信號(hào)，而行緩存器204保存著剛結(jié)束的這個(gè)掃描行的色空間信號(hào)。存儲(chǔ)在行緩存器204內(nèi)的色空間信號(hào)通過相應(yīng)的緩存器總線分配給內(nèi)插電路208a-c。紅色緩存器總線244使行緩存器204與紅色內(nèi)插電路208a連接。綠色緩存器總線246使行緩存器204與綠色內(nèi)插電路208b連接。藍(lán)色緩存器總線248使行緩存器204與藍(lán)色內(nèi)插電路208c連接。實(shí)際上，行緩存器204和延遲緩存器206就像一個(gè)雙重緩存器，存儲(chǔ)相鄰的兩個(gè)掃描行的色空間信號(hào)。
輸出緩存器218接收來(lái)自內(nèi)插電路208a-c的內(nèi)插像素信號(hào)，而將當(dāng)前輸出掃描行的內(nèi)插像素信號(hào)送至輸出總線230-232。那些不屬于當(dāng)前輸出掃描行的內(nèi)插像素信號(hào)暫時(shí)存儲(chǔ)在輸出緩存器218內(nèi)。每個(gè)輸出總線230-232能同時(shí)發(fā)送RGB信號(hào)的紅、綠、藍(lán)內(nèi)插像素信號(hào)。配置兩個(gè)總線是為了增加輸出的帶寬。通常，輸出掃描行以比輸入掃描行更高的頻率發(fā)送。
輸出緩存器218還可以根據(jù)需要包括一個(gè)在同一掃描行內(nèi)的相鄰像素之間進(jìn)行內(nèi)插的裝置(未示出)，以增加輸出掃描行的像素?cái)?shù)。輸出緩存器218內(nèi)進(jìn)行的內(nèi)插可以是線性或非線性的非均勻內(nèi)插。例如，可以按式1或4進(jìn)行內(nèi)插。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，這種內(nèi)插裝置通過就是對(duì)相鄰像素取平均來(lái)產(chǎn)生水平內(nèi)插像素。通過掃描行內(nèi)的內(nèi)插，也就是說執(zhí)行二維內(nèi)插，所得到的圖像信號(hào)所表示的圖像的清晰度可以有進(jìn)一步的提高。
圖14為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的圖像增強(qiáng)電路的詳細(xì)方框圖。這種圖像增強(qiáng)電路可以根據(jù)式4給出的函數(shù)計(jì)算非均勻內(nèi)插。這種圖像增強(qiáng)電路包括內(nèi)插電路272a-c、存儲(chǔ)器202、控制單元200、第一行緩存器266、第二行緩存器268、延遲緩存器206和輸出緩存器218。雖然圖像增強(qiáng)電路可以包括任何數(shù)量的內(nèi)插電路，但通常是為每個(gè)彩色分量配置一個(gè)內(nèi)插電路。例如，對(duì)單色圖像信號(hào)進(jìn)行非均勻內(nèi)插就只需要一個(gè)內(nèi)插電路。圖14所例示的圖像增強(qiáng)電路用來(lái)處理具有多達(dá)三個(gè)彩色分量的圖像信號(hào)(例如RGB信號(hào))，因此，這個(gè)電路包括三個(gè)內(nèi)插電路272a-c。
內(nèi)插電路272a-c根據(jù)在數(shù)據(jù)輸入總線上接收到的一組色空間信號(hào)產(chǎn)生一組內(nèi)插像素信號(hào)。每個(gè)內(nèi)插電路272a-c能同時(shí)產(chǎn)生多達(dá)三個(gè)內(nèi)插象素信號(hào)。數(shù)據(jù)輸入總線包括紅色總線224、綠色總線226和藍(lán)色總線228。在所示的這個(gè)例子中，紅色內(nèi)插電路272a通過紅色總線224接收表示RGB信號(hào)中紅色分量的色空間信號(hào)，綠色內(nèi)插電路272b通過綠色總線226接收表示RGB信號(hào)中綠色分量的色空間信號(hào)，而藍(lán)色內(nèi)插電路272c通過藍(lán)色總線228接收表示RGB信號(hào)中藍(lán)色分量的色空間信號(hào)。
每個(gè)內(nèi)插電路執(zhí)行相鄰色空間信號(hào)之間的非線性非均勻內(nèi)插，因此至少包括一個(gè)用來(lái)計(jì)算非均勻內(nèi)插的算術(shù)電路274a-i。雖然一個(gè)內(nèi)插電路可以包括任何數(shù)量的算術(shù)電路，但在所舉的這個(gè)例子中每個(gè)內(nèi)插電路包括三個(gè)算術(shù)電路。每個(gè)算術(shù)電路包括一個(gè)第一乘法器、一個(gè)第二乘法器、一個(gè)第三乘法器、一個(gè)第一加法器和一個(gè)第二加法器，用來(lái)產(chǎn)生內(nèi)插像素信號(hào)。例如，紅色內(nèi)插電路272a包括三個(gè)紅色算術(shù)電路274a-c，綠色內(nèi)插電路272b包括三個(gè)綠色算術(shù)電路274d-f，藍(lán)色內(nèi)插電路272c包括三個(gè)藍(lán)色算術(shù)電路274g-i。
算術(shù)電路274a-i的工作情況可以參照第一紅色算術(shù)電路274a為例加以說明。如圖中所示，第一紅色算術(shù)電路274a包括第一乘法器286、第二乘法器288、第三乘法器290、第一加法器284和第二加法器282。第一乘法器286將紅色分量信號(hào)與一個(gè)系數(shù)相乘，產(chǎn)生第一乘積信號(hào)。第二乘法器288將第一存儲(chǔ)紅色分量信號(hào)與另一個(gè)系數(shù)相乘，產(chǎn)生第二乘積信號(hào)。第一加法器284將第一乘積信號(hào)與第二乘積信號(hào)相加，得到第一和信號(hào)。第三乘法器290將第二存儲(chǔ)紅色分量信號(hào)與又一個(gè)系數(shù)相乘，產(chǎn)生第二乘積信號(hào)。第二加法器282將第一和信號(hào)與第三乘積信號(hào)相加，得出內(nèi)插紅色像素信號(hào)。這些系數(shù)通常具有不同的值，然而在某些情況下，例如產(chǎn)生的輸出掃描行離輸入掃描行的距離相等，可以具有相同的值。
存儲(chǔ)器202用來(lái)存儲(chǔ)系數(shù)和為內(nèi)插電路272a-c提供至少一個(gè)系數(shù)。在所示的這個(gè)例子中，用于紅色分量色空間信號(hào)的非線性非均勻內(nèi)插的系數(shù)通過紅色存儲(chǔ)器總線276傳送，用于綠色分量色空間信號(hào)的系數(shù)通過綠色存儲(chǔ)器總線278傳送，而用于藍(lán)色分量色空間信號(hào)的系數(shù)通過藍(lán)色存儲(chǔ)器總線280傳送。
控制單元200產(chǎn)生存儲(chǔ)器202可用來(lái)檢索至少一個(gè)系數(shù)的地址236?？刂茊卧?00是根據(jù)接收到的與正要內(nèi)插的相鄰色空間信號(hào)相應(yīng)的掃描行地址222來(lái)產(chǎn)生地址236的。控制單元200是可編程的，以改變出現(xiàn)內(nèi)插像素信號(hào)的掃描行的數(shù)量。這是通過控制單元200接收一個(gè)指令220、對(duì)這個(gè)指令進(jìn)行解碼以選擇一個(gè)不同的地址偏移值、再將這個(gè)地址偏移值納入地址236來(lái)實(shí)現(xiàn)的。地址偏移值實(shí)質(zhì)上指向含有另一組系數(shù)的不同存儲(chǔ)空間。在這種圖像增強(qiáng)電路的一種實(shí)施方式中，存儲(chǔ)器202存儲(chǔ)著好幾組系數(shù)以產(chǎn)生每幀具有700、800、900、1000、1200或1920掃描行的輸出帕。
控制單元200還能產(chǎn)生分別送至第一行緩存器266、第二行緩存器268、延遲緩存器206和輸出緩存器218的各控制信號(hào)。這些控制信號(hào)可以用來(lái)協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)傳送，或者用來(lái)對(duì)這些緩存器進(jìn)行初始化或復(fù)位。此外，控制單元200還產(chǎn)生一個(gè)輸出同步信號(hào)234，用來(lái)使數(shù)據(jù)通過第一輸出總線230或第二輸出總線232傳送出去。
第一行緩存器266、第二行緩存器268和延遲緩存器206構(gòu)成了一個(gè)存儲(chǔ)與三個(gè)相繼的掃描行相應(yīng)的色空間信號(hào)的緩存器。延遲緩存器206接收表示一個(gè)掃描行的色空間信號(hào)序列。接收到與一個(gè)完整的掃描行相應(yīng)的序列后，延遲緩存器206就將它的內(nèi)容傳送給第二行緩存器268。此時(shí)，延遲緩存器206開始存儲(chǔ)下一個(gè)掃描行的色空間信號(hào)，而第二行緩存器268保存著剛結(jié)束的這個(gè)掃描行的色空間信號(hào)。接收到下一個(gè)掃描行后，第二行緩存器268的內(nèi)容轉(zhuǎn)至第一行緩存器266，而延遲緩存器206的內(nèi)容轉(zhuǎn)至第二行緩存器268。此時(shí)，第一和第二行緩存器存有二個(gè)相鄰掃描行的色空間信號(hào)。存儲(chǔ)在第一行緩存器266和第二行緩存器268的色空間信號(hào)通過各自相應(yīng)緩存器總線分配給內(nèi)插電路272a-c。第一紅色緩存器總線281使第一行緩存器266與紅色內(nèi)插電路272a，而第二紅色緩存器總線287使第二行緩存器286與紅色內(nèi)插電路272a連接。第一綠色緩存器總線283使第一行緩存器266與綠色內(nèi)插電路272b連接，而第二綠色緩存器總線289使第二行緩存器268與綠色內(nèi)插電路272b連接。第一藍(lán)色緩存器總線285使第一行緩存器266與藍(lán)色內(nèi)插電路272c連接，而第二藍(lán)色緩存器總線291使第二行緩存器268與藍(lán)色內(nèi)插電路272c連接。實(shí)際上，第一行緩存器266、第二行緩存器268和延遲緩存器206就像一個(gè)三重緩存器，存儲(chǔ)三個(gè)相鄰掃描行的色空間信號(hào)。
輸出緩存器218接收來(lái)自內(nèi)插電路272a-c的內(nèi)插像素信號(hào)，而將當(dāng)前輸出掃描行的內(nèi)插像素信號(hào)送至輸出總線230-232。那些不屬于當(dāng)前輸出掃描行的內(nèi)插像素信號(hào)暫時(shí)存儲(chǔ)在輸出緩存器218內(nèi)。每個(gè)輸出總線230-232能同時(shí)發(fā)送RGB信號(hào)的紅、綠、藍(lán)內(nèi)插像素信號(hào)。配置兩個(gè)總線是為了增加輸出的帶寬。通常，輸出掃描行以比輸入掃描行更高的頻率發(fā)送。
輸出緩存器218還可以根據(jù)需要包括一個(gè)在同一掃描行內(nèi)的相鄰像素之間進(jìn)行內(nèi)插的裝置(未示出)，以增加輸出掃描行的像素?cái)?shù)。輸出緩存器218內(nèi)進(jìn)行的內(nèi)插可以是線性或非線性的非均勻內(nèi)插。例如，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，這種內(nèi)插裝置通過就是對(duì)相鄰像素取平均來(lái)產(chǎn)生水平內(nèi)插像素。通過掃描行內(nèi)的內(nèi)插，也就是說執(zhí)行二維內(nèi)插，所得到的圖像信號(hào)所表示的圖像的清晰度可以有進(jìn)一步的提高。
雖然本發(fā)明的圖像增強(qiáng)電路最好用諸如ASIC之類的集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，然而熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員可以理解，本發(fā)明的圖像增強(qiáng)電路既可以用硬件實(shí)現(xiàn)，也可以用軟件實(shí)現(xiàn)，或者用硬件和軟件一起實(shí)現(xiàn)。
圖15為使用圖13-14所示圖像增強(qiáng)電路產(chǎn)生一組內(nèi)插像素信號(hào)的方法的流程圖。在方框300，在數(shù)據(jù)輸入總線上接收到一組相鄰色空間信號(hào)。
在方框302，從存儲(chǔ)器202中選出至少一個(gè)與這組相鄰色空間信號(hào)相應(yīng)的系數(shù)。這是通過控制單元200接收到與相鄰色空間信號(hào)相應(yīng)的掃描行地址222。進(jìn)行解碼后產(chǎn)生地址236，再?gòu)拇鎯?chǔ)器202中檢索出存儲(chǔ)在地址236的系數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通過對(duì)指令220的解碼，控制單元200可以產(chǎn)生一個(gè)用來(lái)選擇不同的系數(shù)組的地址偏移值。實(shí)際上，控制單元200通過選擇不同的系數(shù)組改變出現(xiàn)內(nèi)插像素信號(hào)的掃描行的行數(shù)。
在方框304，利用檢索出的系數(shù)在相鄰色空間信號(hào)之間進(jìn)行非均勻內(nèi)插，產(chǎn)生一組內(nèi)插像素信號(hào)。圖13所示圖像增強(qiáng)電路根據(jù)式1給出的函數(shù)執(zhí)行線性內(nèi)插，而圖14所示圖像增強(qiáng)電路根據(jù)式4給出的函數(shù)執(zhí)行二階非線性內(nèi)插。
熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員可以理解，圖像增強(qiáng)電路的這種設(shè)想可以擴(kuò)展到采用執(zhí)行高于二階的非線性內(nèi)插的算術(shù)電路。例如，圖14中所示的內(nèi)插電路272a-c可以包括執(zhí)行二階、四階或五階內(nèi)插的算術(shù)電路。
圖16例示了通過處理內(nèi)插圖像信號(hào)產(chǎn)生高分辨圖像信號(hào)的方法的流程圖。圖4-7所示的這些圖像系統(tǒng)可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)這種方法。采用這種方法可以產(chǎn)生掃描行數(shù)比隔行掃描的圖像信號(hào)更多的高分辨圖像信號(hào)。
在方框360，接收到具有兩個(gè)相繼場(chǎng)的隔行掃描的圖像信號(hào)。這種隔行掃描的圖像信號(hào)可以是按照常規(guī)的電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)如PAL、NTSC或SECAM格式化的。在這種信號(hào)中，兩個(gè)相繼的場(chǎng)一個(gè)具有偶掃描行，一個(gè)具有奇掃描行。在大多數(shù)情況下，隔行掃描的圖像信號(hào)是一個(gè)連續(xù)信號(hào)，包括比兩場(chǎng)多的一系列場(chǎng)。
在方框362，隔行掃描的圖像信號(hào)被數(shù)字化，產(chǎn)生一個(gè)具有一組與兩個(gè)相繼場(chǎng)相應(yīng)的數(shù)字化場(chǎng)的數(shù)字圖像信號(hào)。通常，隔行掃描圖像信號(hào)的場(chǎng)與數(shù)字化的場(chǎng)是一一對(duì)應(yīng)的。然而，這種方法也可用于許多希望從單個(gè)隔行掃描場(chǎng)產(chǎn)生兩個(gè)或更多個(gè)數(shù)字化的場(chǎng)的情況，例如，在單獨(dú)對(duì)由這個(gè)隔行掃描場(chǎng)表示的一個(gè)圖像的某些部分進(jìn)行操作時(shí)。
在方框364，數(shù)字化場(chǎng)合并成包括偶掃描行和奇掃描行的幀。合并場(chǎng)通常需要將先接收的場(chǎng)存儲(chǔ)起來(lái)，然后將它與相繼接收的場(chǎng)合并。然而，這里所介紹的方法并不局限于具體的合并場(chǎng)的過程。
然后，在方框366，在幀的相鄰掃描行之間進(jìn)行非均勻內(nèi)插，產(chǎn)生高分辨圖像信號(hào)。高分辨圖像信號(hào)具有比隔行掃描圖像信號(hào)更多的垂直掃描行。
在方框368，將高分辨圖像信號(hào)所表示的圖像在如圖4-7中所示的監(jiān)視器76那樣的監(jiān)視器上加以顯示。
可以重復(fù)執(zhí)行方框360-368的各個(gè)步驟產(chǎn)生一系列帕，因而得到相應(yīng)的一系列圖像。由高分辨圖像信號(hào)表示的運(yùn)動(dòng)畫面可以通過使每一幀分別與不同的相繼兩場(chǎng)相應(yīng)得出。
圖17例示了通過處理隔行掃描的彩色圖像信號(hào)產(chǎn)生高分辨圖像信號(hào)的方法的流程圖。圖4-7所示的這些圖像系統(tǒng)可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)這種方法。除了在圖16中所示的這些步驟以外，圖17的方法還包括在方框374中給出的步驟。在方框374，數(shù)字圖像信號(hào)被解碼成一組彩色分量信號(hào)。這些彩色分量信號(hào)分別表示一個(gè)色空間的各個(gè)分量。例如，在RGB色空間中，一個(gè)彩色分量信號(hào)表示紅空間，另一個(gè)表示綠空間，而第三個(gè)表示藍(lán)空間。
這種方法的剩下的幾個(gè)步驟示于方框376-380中，是對(duì)每個(gè)彩色分量都執(zhí)行的。這里還是以RGB色空間為例加以說明。在方框376，兩個(gè)相繼的紅色場(chǎng)合并成一個(gè)包括偶掃描行和奇掃描行的紅色幀。同樣，兩個(gè)相繼的綠色場(chǎng)合并成一個(gè)綠色幀，而兩個(gè)相繼的藍(lán)色場(chǎng)合并成一個(gè)藍(lán)色幀。在方框378，對(duì)于每種彩色在各自分量幀的相鄰掃描行之間進(jìn)行非均勻內(nèi)插?？傻玫降母鞑噬至康膬?nèi)插像素形成了表示這個(gè)色空間的高分辨圖像信號(hào)。高分辨圖像信號(hào)具有比原來(lái)的隔行掃描圖像信號(hào)更多的垂直掃描行。在方框380，將高分辨圖像信號(hào)所表示的彩色圖像在如圖4-7中所示的監(jiān)視器76那樣的監(jiān)視器上加以顯示。
可以重復(fù)掃行方框370-380的各個(gè)步驟產(chǎn)生一系列幀，因而得到相應(yīng)的一系列圖像。由高分辨圖像信號(hào)表示的彩色運(yùn)動(dòng)畫面可以通過使每一幀分別與不同的相繼兩場(chǎng)相應(yīng)得出。
圖18例示了一個(gè)應(yīng)用至少在圖4-7所示的一個(gè)圖像系統(tǒng)的廣播系統(tǒng)的示意圖。這個(gè)廣播系統(tǒng)包括廣播臺(tái)420和接收機(jī)424。廣播臺(tái)420包括發(fā)射圖像信號(hào)422的發(fā)射機(jī)421。圖像信號(hào)422經(jīng)大氣空間傳播到接收機(jī)422。發(fā)射機(jī)421可以包括地面天線、微波中繼站或衛(wèi)星。圖像信號(hào)可以包括按諸如NTSC、PAL、SECAM那樣的常規(guī)電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)或任何變型格式化的廣播信息。接收機(jī)424包括本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可以是任何能接收?qǐng)D像信號(hào)和顯示所發(fā)送的圖像的裝置。例如，接收機(jī)424可以包括一個(gè)彩色電視接收機(jī)、投影屏蔽TV或計(jì)算機(jī)。
圖19例示了一個(gè)應(yīng)用至少在圖4-7所示的一個(gè)圖像系統(tǒng)的閉路廣播系統(tǒng)的示意圖。這個(gè)閉路廣播系統(tǒng)包括圖像源430、傳輸媒體(如電纜)432和接收機(jī)434。圖像源430包括發(fā)送圖像信號(hào)的發(fā)射機(jī)。圖像信號(hào)經(jīng)傳輸媒體432播送給接收機(jī)434。圖像源430可以包括盒式放像機(jī)、重放圖像的攝像機(jī)，或者CD ROM。圖像信號(hào)可以包括按諸如NTSC、PAL、SECAM那樣的常規(guī)電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)或任何變型格式化的廣播信息。接收機(jī)434可以是任何包括本發(fā)明的實(shí)施例、能接收?qǐng)D像信號(hào)和顯示所發(fā)送的圖像的裝置。例如，接收機(jī)434可以包括一個(gè)電視機(jī)、投影屏幕TV或計(jì)算機(jī)。
因此，以上對(duì)采用非均勻內(nèi)插產(chǎn)生改善的電視圖像的圖像增強(qiáng)電路的設(shè)想和包括一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的一些實(shí)施例作了說明。正如上面所說明的那樣，這種圖像增強(qiáng)電路的各種實(shí)施例及其使用方法由于執(zhí)行非均勻內(nèi)插實(shí)時(shí)增多了圖像信號(hào)中的掃描行數(shù)，因此產(chǎn)生了質(zhì)量大大改善的電視圖像。此外，這種圖像增強(qiáng)電路的各種實(shí)施例由于能處理表示常規(guī)計(jì)算機(jī)色空間的信號(hào)，因此可以產(chǎn)生能在高分辨的計(jì)算機(jī)監(jiān)視器上顯示的改善的電視圖像。還有，這種圖像增強(qiáng)電路的各種實(shí)施例由于可用集成電路實(shí)現(xiàn)，既經(jīng)濟(jì)又切實(shí)可行，因此能加入用戶的電視接收機(jī)。
雖然以上列舉和說明了本發(fā)明的一些具體的實(shí)施例，但對(duì)于熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員來(lái)說，顯然可以看到所揭示的本發(fā)明可以在許多方面加以修改，可以有許多與以上特別提出和說明的優(yōu)選方式不同的實(shí)施方式。
因此，所附權(quán)利要求旨在保護(hù)一切根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)加以修改的屬于本發(fā)明專利保護(hù)范圍的本發(fā)明實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1.一種圖像增強(qiáng)電路，包括一組內(nèi)插電路，用來(lái)根據(jù)一組色空間信號(hào)產(chǎn)生一組內(nèi)插像素信號(hào)，每個(gè)內(nèi)插電路執(zhí)行相鄰色空間信號(hào)之間的非均勻內(nèi)插；一個(gè)存儲(chǔ)裝置，用來(lái)向所述這組內(nèi)插電路提供至少一個(gè)系數(shù)，所述系數(shù)可存入所述存儲(chǔ)裝置，可在執(zhí)行非均勻內(nèi)插中使用；以及一個(gè)控制單元，用來(lái)產(chǎn)生一個(gè)可由所述存儲(chǔ)裝置用來(lái)檢索所述系數(shù)的地址，所述控制單元是根據(jù)接收到的一個(gè)與相鄰色空間信號(hào)相應(yīng)的掃描行地址來(lái)產(chǎn)生所述地址的。
2.權(quán)利要求1所提出的圖像增強(qiáng)電路，其中所述非均勻內(nèi)插是根據(jù)函數(shù)yi＝c1ik·dk+c2ik·dk+1執(zhí)行的，其中yi表示一內(nèi)插像素信號(hào)，dk和dk+1表示一對(duì)相鄰色空間信號(hào)，c1ik表示一個(gè)第一系數(shù)，c2ik表示一個(gè)第二系數(shù)，而i和k都是整數(shù)序號(hào)。
3.權(quán)利要求2所提出的圖像增強(qiáng)電路，其中所述第一和第二系數(shù)c1ik和c2ik滿足0≤c1ik≤1，0≤c2ik≤1，其中c1ik+c2ik＝1。
4.權(quán)利要求1所提出的圖像增強(qiáng)電路，其中所述非均勻內(nèi)插是根據(jù)函數(shù)yi＝c1ik·dk+c2ik·dk+1+c3ik·dk+2執(zhí)行的，其中yi表示一個(gè)內(nèi)插像素信號(hào)，dk、dk+1和dk+2表示三個(gè)相繼相鄰色空間信號(hào)，c1ik表示一個(gè)第一系數(shù)，c2ik表示一個(gè)第二系數(shù)，c3ik表示一個(gè)第三系數(shù)，而i和k為整數(shù)序號(hào)。
5.權(quán)利要求1所提出的圖像增強(qiáng)電路，其中所述這組內(nèi)插電路的每個(gè)內(nèi)插電路各包括一個(gè)第一乘法器，用來(lái)將一個(gè)第一相鄰色空間信號(hào)與一個(gè)第一系數(shù)相乘，產(chǎn)生一個(gè)第一乘積信號(hào)；一個(gè)第二乘法器，用來(lái)將一個(gè)第二相鄰色空間信號(hào)與一個(gè)第二系數(shù)相乘，產(chǎn)生一個(gè)第二乘積信號(hào)；以及一個(gè)加法器，用來(lái)將第一乘積信號(hào)與第二乘積信號(hào)相加，產(chǎn)生一個(gè)內(nèi)插像素信號(hào)。
6.一種圖像增強(qiáng)電路，包括一個(gè)對(duì)具有一個(gè)紅色分量、一個(gè)綠色分量和一個(gè)藍(lán)色分量的RGB信號(hào)序列進(jìn)行響應(yīng)的雙重緩存器，用來(lái)存儲(chǔ)與垂直相鄰掃描行相應(yīng)的各RGB信號(hào)；一個(gè)與所述雙重緩存器連接、對(duì)RGB信號(hào)序列進(jìn)行響應(yīng)的紅色內(nèi)插電路，用來(lái)通過執(zhí)行相鄰RGB信號(hào)的一對(duì)紅色分量之間的非均勻內(nèi)插產(chǎn)生一組紅色像素信號(hào)；一個(gè)與所述雙重緩存器連接、對(duì)RGB信號(hào)序列進(jìn)行響應(yīng)的綠色內(nèi)插電路，用來(lái)通過執(zhí)行相鄰RGB信號(hào)的一對(duì)綠色分量之間的非均勻內(nèi)插產(chǎn)生一組綠色像素信號(hào)；一個(gè)與所述雙重緩存器連接、對(duì)RGB信號(hào)序列進(jìn)行響應(yīng)的藍(lán)色內(nèi)插電路，用來(lái)通過執(zhí)行相鄰RGB信號(hào)的一對(duì)藍(lán)色分量之間的非均勻內(nèi)插產(chǎn)生一組藍(lán)色像素信號(hào)；一個(gè)輸出緩存器，用來(lái)根據(jù)紅色像素信號(hào)、綠色像素信號(hào)、藍(lán)色像素信號(hào)各組產(chǎn)生一組內(nèi)插RGB信號(hào)；一個(gè)與所述紅色內(nèi)插電路、綠色內(nèi)插電路和藍(lán)色內(nèi)插電路連接的ROM，用來(lái)存儲(chǔ)一組能在執(zhí)行非均勻內(nèi)插中使用的系數(shù)；以及一個(gè)控制單元，用來(lái)產(chǎn)生一個(gè)可由所述ROM用來(lái)檢索至少一個(gè)系數(shù)的地址和產(chǎn)生一個(gè)可用來(lái)更新所述雙重緩存器的控制信號(hào)，所述控制單元根據(jù)接收到一個(gè)與垂直相鄰掃描行相應(yīng)的掃描行地址產(chǎn)生所述地址和控制信號(hào)。
7.權(quán)利要求6所提出的圖像增強(qiáng)電路，其中所述非均勻內(nèi)插是根據(jù)函數(shù)yi＝c1ik·dk+c2ik·dk+1執(zhí)行的，其中yi表示一個(gè)內(nèi)插像素信號(hào)，dk和dk+1表示一對(duì)相鄰色空間信號(hào)，c1ik表示一個(gè)第一系數(shù)，c2ik表示一個(gè)第二系數(shù)，而i和k都是整數(shù)序號(hào)。
8.權(quán)利要求6所提出的圖像增強(qiáng)電路，其中所述紅色內(nèi)插電路包括三個(gè)算術(shù)電路，這三個(gè)算術(shù)電路每個(gè)各包括一個(gè)第一乘法器，用來(lái)將一個(gè)第一紅色分量與一個(gè)第一系數(shù)相乘，產(chǎn)生一個(gè)第一乘積信號(hào)；一個(gè)與所述雙重緩存器連接的第二乘法器，用來(lái)將一個(gè)存儲(chǔ)的紅色分量與一個(gè)第二系數(shù)相乘，產(chǎn)生一個(gè)第二乘積信號(hào)；以及一個(gè)加法器，用來(lái)將第一乘積信號(hào)與第二乘積信號(hào)相加，產(chǎn)生一個(gè)紅色像素信號(hào)。
9.權(quán)利要求6所提出的圖像增強(qiáng)電路，其中所述綠色內(nèi)插電路包括三個(gè)算術(shù)電路，這三個(gè)算術(shù)電路每個(gè)各包括一個(gè)第一乘法器，用來(lái)將一個(gè)第一綠色分量與一個(gè)第一系數(shù)相乘，產(chǎn)生一個(gè)第一乘積信號(hào)；一個(gè)與所述雙重緩存器連接的第二乘法器，用來(lái)將一個(gè)存儲(chǔ)的綠色分量與一個(gè)第二系數(shù)相乘，產(chǎn)生一個(gè)第二乘積信號(hào)；以及一個(gè)加法器，用來(lái)將第一乘積信號(hào)與第二乘積信號(hào)相加，產(chǎn)生一個(gè)綠色像素信號(hào)。
10.權(quán)利要求6所提出的圖像增強(qiáng)電路，其中所述藍(lán)色內(nèi)插電路包括三個(gè)算術(shù)電路，這三個(gè)算術(shù)電路每個(gè)各包括一個(gè)第一乘法器，用來(lái)將一個(gè)第一藍(lán)色分量與一個(gè)第一系數(shù)相乘，產(chǎn)生一個(gè)第一乘積信號(hào)；一個(gè)與所述雙重緩存器連接的第二乘法器，用來(lái)將一個(gè)存儲(chǔ)的藍(lán)色分量與一個(gè)第二系數(shù)相乘，產(chǎn)生一個(gè)第二乘積信號(hào)；以及一個(gè)加法器，用來(lái)將第一乘積信號(hào)與第二乘積信號(hào)相加，產(chǎn)生一個(gè)藍(lán)色像素信號(hào)。
11.一種產(chǎn)生一組內(nèi)插像素信號(hào)的方法，所述方法包括下列步驟接收相鄰色空間信號(hào)；選擇至少一個(gè)與相鄰色空間信號(hào)相應(yīng)的系數(shù)；以及利用所述系數(shù)執(zhí)行相鄰色空間信號(hào)之間的非均勻內(nèi)插，產(chǎn)生一組內(nèi)插像素信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種執(zhí)行圖像掃描行非均勻內(nèi)插的圖像增強(qiáng)電路(74)。這種電路包括一組內(nèi)插電路(208a－c)、一個(gè)存儲(chǔ)系數(shù)的存儲(chǔ)器(202)和一個(gè)控制單元(200)。控制單元(200)是可編程的,以便改變輸出圖像信號(hào)的掃描行的間距。
文檔編號(hào)H04N7/01GK1189275SQ9619514
公開日1998年7月29日 申請(qǐng)日期1996年5月24日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月29日
發(fā)明者潘少為, 沙平·托馬斯·王 申請(qǐng)人:摩托羅拉公司