混合二维与三维隔行逐行转换方法技术

一种基于插值的隔行逐行转换方法用于从隔行视频信号中利用多场数据产生逐行视频帧。待插值像素顶上的一个像素及下方的一个像素和待插值像素所在场的前一场中相同位置对应的像素及待插值像素所在场的后一场中相同位置对应的像素（即待插值像素所在场的前一场和后一场中位置与当前场中待插值像素相同的两个像素）可被用来利用插值方法产生待插值像素的像素值。利用多场中像素数据提高了插值操作结果的分辨率，进而提高了输出逐行视频帧的准确性。待插值像素的邻近像素的像素值也可经过调整以提高输出视频帧视频显示的一致性。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关数字显示系统。更准确的说，本专利技术是关于对视频信号进行准确的隔行到逐行转换的方法及电路实现方式。
技术介绍
通常现代视频信号由一连串静止图象组成，称为“帧”。对这一连串图象帧进行快速的连续播放，如在计算机显示屏或电视上，就产生了图象内容连续运动的效果。例如，标准的NTSC(美国国家电视系统委员会)电视信号的规定播放速率是每秒29.970帧。因为一些历史原因，大多数消费类视频应用(及许多专业视频应用)中的视频信号帧都是由隔行信号组成的，隔行信号由一系列图象“场”组成。每场包含一帧视频信号的一半。具体的说，一场包含一帧图象中每隔一行取出一行的信号。场信号分为奇场和偶场，奇场包含一帧图象中的奇行信号，而偶场由一帧图象的偶行组成。图1说明了这种隔行扫描的概念，即场景110被分成奇场120和偶场130。奇场120包含奇行SO(1)，SO(2)，SO(3)，SO(4)，SO(5)，SO(6)，SO(7)和SO(8)，分别代表场景110的第1、3、5、7、9、11、13和15行。偶场130包含偶行SE(1)，SE(2)，SE(3)，SE(4)，SE(5)，SE(6)，SE(7)和SE(8)，分别代表场景110的第2、4、6、8、10、12、14、和16行。请注意，奇场120中SO(1)～SO(8)中的每一条奇行都对应偶场130的一条空行，偶场130中SE(1)～SE(8)中的每一条偶行都对应奇场120的一条空行。场景110包含一个阴影背景112及一个白色方块111。所以除了白色方块111中的奇行SO(4)，SO(5)和SO(6)的白色部分121外，奇行SO(1)～SO(8)均为阴影行。同样的，除了白色方块111中的偶行SE(3)，SE(4)和SE(5)的白色部分131外，偶行SE(1)～SE(8)均为阴影行。请注意，彩色视频信号包含色彩与亮度信息。色彩部分对应色彩值，包含颜色及色饱和度。色彩信号可表示为红、绿、蓝三个分量。亮度信号对应视频信号的亮度。在黑白视频信号中亮度信号表示信号的灰度值。在彩色视频信号中亮度可转换为红、绿、蓝三个色彩分量，或者可被表示为红、绿、蓝色彩分量的加权平均。例如，一个众所周知的公式是0.30*(红色分量)+0.59*(绿色分量)+0.11*(蓝色分量)。为清楚起见，假设这里附图中的阴影部分的亮度比白色部分要低。例如，奇行SO(4)中的白色部分121的亮度比阴影部分要高。为从隔行视频信号中产生实际逐行视频显示，隔行视频信号必须进行隔行到逐行转换。传统的隔行到逐行转换方法可被分为两个主要类型——二维隔行到逐行转换以及三维隔行到逐行转换。在二维隔行到逐行转换中，一个图象帧是从一场信号插值而来。一个常用的二维隔行到逐行转换方法是重复图象场中的每一行，也就是说一个奇场中的空行可由其上一行的拷贝来产生，而一个偶场中的空行可由其下一行的拷贝来产生。二维隔行到逐行转换方法特别适用于存在快速运动的场景，这时场景的变化不会使转换产生的图象帧产生失真。例如，图2A表示了三个场景210A，210B，和210C，我们将从这三个场景来产生用于显示的图象帧。场景210A包含了位于阴影背景212A中的一个白色方块211A，场景210B只包含一个纯阴影背景212B，场景210C包含了位于阴影背景212C中的一个白色方块211C。所以场景序列210A～210C表示的是一个白色方块在阴影背景上的闪烁。如果闪烁的频率比最终产生的图象帧的更新频率的两倍还要大，则隔行显示将只能显示出白色方块两个闪烁状态中的一个。所对应的三个场景看上去会变成类似场220A，220B，和220C的情况。奇场220A包含阴影奇行SO(1)A～SO(8)A，而行SO(4)A～SO(6)A包含场景210A中白方块211A的白色部分221A。偶场220B包含纯阴影偶行SE(1)B～SE(8)B。奇场220C包含阴影奇行SO(1)C～SO(8)C，而行SO(4)C～SO(6)C包含场景210C中白方块211C的白色部分221C。运用二维隔行到逐行转换方法，场220A，220B和220C将被“倍行”成为图象帧230A，230B和230C。具体的说每一场中的每一行都将被重复一次以产生一个图象帧。由于在场220A的行SO(4)A～SO(6)A中存在一个白色部分221A，图象帧230A因此包含了阴影背景232A及其中的白色方块231A。类似的，场220C中的行SO(4)C～SO(6)C的白色部分221C导致了图象帧230C的阴影背景232C中的白色方块231C。同时，因为场220B的所有偶行SE(1)B～SE(8)B都是阴影行，二维隔行逐行转换中的“倍行”过程使图象帧230B成为一个纯阴影图象帧232B。在这个方法中二维隔行逐行转换过程可以正确获得一个白色方块在阴影背景中闪烁的图象帧。但是，请注意二维隔行逐行转换方法必然会减低最终视频显示的分辨率。这是由于只有一半的图象数据(即一个单一图象场)被用来产生图象帧。这不仅遗失了最终显示图象中的一些细节，而且对某些图象还会产生错误的转换结果。例如，图2B表示了三个场景210D，210E和210F。其中每个场景包含位于阴影背景212B中的三条白线213D。所以场景210D～210F表示的是一个静止场景。但是隔行化过程将产生只包含白线213D的图象场，而另一半图象场不会包含任何白线的信息。所以，若用白线213D作为奇行将产生一系列图象场220D，220E和220F等。奇场220D包含阴影奇行SO(1)D～SO(8)D，其中SO(4)D～SO(6)D中的每一行都有一个白色部分221D对应于场景210D中的白线213D。类似的，奇场220F包含阴影奇行SO(1)F～SO(8)F，其中SO(4)F～SO(6)F中的每一行都有一个白色部分221F对应于场景210F中的白线213D。但是，偶场220E只包含纯阴影行SE(1)E～SE(8)E。所以，隔行图象场序列220D～220F和图2A中的隔行图象场序列220A～220C是完全一样的，而它们所对应的原始场景却完全不同。其结果是对于场220D～220F进行的二维隔行逐行转换操作会产生与图2A中所描述的图象帧一样的结果。具体的说，二维隔行逐行转换将产生图象帧230D，230E和230F，其中230D和230F分别包含白色方块231D和231F以及阴影背景232D和232F。图象帧230E则包含纯阴影背景232E。所以，由图象帧230D～230F产生的实际视频显示将是一个在阴影背景上闪烁的白色方块，而不是正确的包含三条白线的静止场景。三维隔行逐行转换针对的是将连续图象场拼合成用于最终视频显示的图象帧过程中的有关显示分辨率的问题。例如，在图2B中，奇场220D可与偶场220E拼合成一个完整图象帧以显示阴影背景上有三条白线的场景。奇场220F则可与下一偶场(与偶场220E相似，但并未在图中画出)拼合成另一个显示阴影背景上有三条白线的图象帧。所以，每一个拼合成的图象帧都将是在阴影背景上包含三条白线的场景，这与正确的静止场景相一致。以此方法，三维隔行逐行转换可以正确显示静止场景。然而请注意，三维隔行逐行转换方法不适于解决图2A中描述的例子。在图2A中，场景中的快速运动应产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对隔行视频场流进行隔行逐行转换以产生待插值像素的像素值的方法，方法包括：　　　　选取包含一个当前场像素和一个前后场像素的边界像素集；　　　　从边界像素集产生一个加权平均；和　　　　　将加权平均值赋于待插像素。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱舸，
申请(专利权)人：华亚微电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]