CN101052109B - 防闪字库处理方法、系统及其应用芯片 - Google Patents

Abstract

一种防闪字库处理方法、系统及其应用芯片，涉及文字显示技术领域；所要解决的是文字显示的防闪技术问题；该防闪字库处理程序采用增强型高斯矩阵处理技术以产生多级灰度的字库，其特征是将高斯矩阵系数值得精度提高到2位数以上，并与单独调整中心点灰度系数，不受矩阵系数比例限制的特殊处理相结合。所述防闪自还原字库、防闪视频解码等应用芯片，包括字库存储模块和主处理器，其特征在于，所述字库存储模块包括设有所述的增强型高斯矩阵处理算法程序的防闪字库处理程序存储器；所述主处理器内设有防闪字库加速协处理器；本发明具有占用存储空间小、防闪效果明显、失真度小、处理速度快、运行可靠、装配简便的特点。

Description

防闪字库处理方法、系统及其应用芯片

技术领域

本发明涉及文字显示技术，特别是涉及一种用于文字显示防闪处理的字库处理程序及其应用芯片的技术。

背景技术

在数字电视及数字电视机顶盒中，需要显示大量文字信息，从节目指南到交互式文本显示。与图像色块显示不同，文字显示的黑白笔划跳变边界尖锐，使得电视机在显示文字时产生闪烁现象。尤其在隔行扫描电视机上，笔划跨在相邻两根扫描线上，被隔行交替显示，文字闪烁更为严重。

首先，防止文字显示闪烁的基本原理就是对数字电视或机顶盒内的字库加以柔化处理，降低黑白交界的尖锐度，目前已有两种防闪处理方法：

一是采用字型预放大后产生多级灰度，如显示20点阵文字，先取2bit灰度产生4倍大(80点阵)字型或取4bit，产生16倍大(320点阵)字型，然后将字型缩回到20点阵显示，此时经过处理的20点阵字型已包含了4级或16级灰度，达到字型柔化的效果，文字显示闪烁现象有所改善，但效果不够明显，同时，放大的字型数据占用了较大的存储空间和处理器运算能力。

二是采用高斯矩阵产生多级灰度，则不必将字型预先放大，占用空间小，处理速度快。字型柔化效果比字型预放大方案明显改善。但是典型高斯矩阵处理方案的文字防闪效果仍不够理想。

其次，数字电视的文字显示内容已从节目指南的大号标题字发展到交互式文本显示的小号字型。采用曲线字库虽然可以只用一套字库通过缩放产生不同大小的字号，但无法做到小字(24点阵以下)清晰不失真，采用点阵汉字库可以保证小字不失真，且还原速度比曲线快，但无法做到缩放后不失真，因此每种字号都要使用单独字库，总共多达7套以上(16点阵、20点阵、24点阵、28点阵、32点阵、36点阵等)，占用存储器开销太大。因此，防闪字库的母体字型存在小字失真度与字库开销无法兼顾的问题。

再次，自还原字库处理器方案；防闪字库算法是通过处理器来实现的，利用机内视频解码处理器的方案虽可以实现字库防闪处理，但存在占用较多视频处理器运算能力，影响运算速度问题，同时众多型号的视频解码器芯片所采用的处理器内核各不相同，这就要求针对各种视频解码器提供不同版本的软件，大大增加了防闪字库软件的通用性和开发的工作量。现已有采用自还原字库处理器的方案，将字库的处理器，处理程序和数据存储器整合为单芯片(专利名称：“一种压缩汉字库芯片”中国专利号“ZL02111050.6”；专利名称：“一种通用压缩汉字库芯片”中国专利申请号“200510025240.8”)。字库芯片内置还原处理器既可不占用主机处理器运算能力，又只需要针对专用处理器内核开发单一版本的处理程序内置于芯片中，从而解决了利用视频处理器带来的上述问题。但是现有字库自还原处理器芯片方案还存在不具备字库防闪烁功能，以及为提高防闪字库处理速度所需的数学运算协处理器指令。

最后，利用视频解码处理器的方案；利用机内视频解码处理器芯片兼作字库防闪处理器的方案，同样缺少防闪字库处理加速用的协处理器。而且将字库处理程序和字库数据存放在系统存储器中，迄今未能实现视频解码器与防闪字库的单芯片，不利于字库软件的可靠性及整机装配的简便性。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种占用存储空间小、防闪效果明显、失真度小的防闪字库处理方法、系统，其应用芯片具有处理速度快、运行可靠、装配简便的特点。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种防闪字库处理方法，其特征是所述处理程序为增强型高斯矩阵处理算法，其步骤包括：

第一步，增加高斯矩阵加权系数的精度，使矩阵加权系数的精度至少达到二位数；从而使中心点黑度降低，周围点灰度加深，进一步增强柔化效果；

第二步，对中心点进行进一步处理：

A)中心点若是黑点，则减少中心点的高斯矩阵加权系数，使其小于原高斯矩阵加权系数；进一步降低黑度；

B)中心点若是白点，则增加中心点的高斯矩阵加权系数，使其大于原高斯矩阵加权系数；进一步增加灰度，使黑白点之间完全实现平滑过渡。

进一步地，所述增强型高斯矩阵产生多级灰度的取值为2bit(4级灰度)以上。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种防闪字库处理系统，所述防闪字库处理系统为增强型高斯矩阵处理系统，包括：

用于增加高斯矩阵加权系数的精度的模块，其中，增加后的精度达到至少二位数；

用于在增加高斯矩阵加权系数的精度后对中心点进行进一步处理的模块，该模块在中心点是黑点时，减少中心点的高斯矩阵加权系数，使其小于原高斯矩阵加权系数；在中心点若是白点时，增加中心点的高斯矩阵加权系数，使其大于原高斯矩阵加权系数。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种防闪自还原字库芯片，包括设有字库数据存储器、解压/缩放程序存储器的字库存储模块、字库还原主处理器和字库缓冲内存，其特征在于，所述字库存储模块还包含上述防闪字库处理系统。

进一步地，所述防闪自还原字库芯片的字库还原处理器内设有防闪字库加速协处理器(即主处理器内集成了防闪字库加速协处理器)。

进一步地，所述防闪自还原字库芯片的防闪字库加速协处理器包括字型位图操作指令，字型缓冲区操作指令，运算指令和字型缩放指令。

进一步地，所述防闪自还原字库芯片的字库存储模块包括曲线和点阵字库功能，所述的点阵字库为不失真压缩点阵字库。

进一步地，所述防闪自还原字库芯片中，包括字库缓冲内存和字库还原主处理器的单硅片与字库存储模块单硅片为双硅片单封装或者所述字库缓冲内存、字库还原主处理器、字库存储模块为单硅片单封装。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种防闪视频解码芯片包括内置视频主处理器的视频解码器模块，分别连接所述视频解码器模块的字库存储模块、字库缓冲内存和，其特征在于，所述的视频主处理器具有所述防闪自还原字库芯片的字库还原主处理器的功能，即所述的视频主处理器能同时进行防闪视频解码和防闪字库自还原处理；所述字库存储模块还包含上述的防闪字库处理系统。

进一步地，所述防闪视频解码芯片的视频解码器还设有视频解码程序单元、码流解复用单元、图像缓冲内存单元和屏幕显示控制单元。

进一步地，所述防闪视频解码芯片的视频主处理器内设有防闪字库加速协处理器(即主处理器内集成了防闪字库加速协处理器)。

进一步地，所述防闪视频解码芯片的防闪字库加速协处理器包括字型位图操作指令，字型缓冲区操作指令，运算指令和字型缩放指令。

进一步地，所述防闪视频解码芯片的字库存储模块包括曲线和点阵字库功能，所述的点阵字库为不失真压缩点阵字库。

进一步地，所述防闪视频解码芯片的字库存储模块和视频解码器模块为双硅片单封装或单硅片单封装。

利用本发明提供的防闪字库处理程序及其应用芯片，由于采用增强型高斯矩阵处理技术以产生多级灰度的字库，增强柔化效果，减少失真度，使防闪效果明显；由于在应用芯片中集成了设有增强型高斯矩阵处理算法程序的防闪字库处理程序存储器，占用存储空间小，使应用芯片具有运行可靠、装配简便的特点；由于在应用芯片的主处理器中集成了能提供防闪字库处理程序运算指令的防闪字库加速协处理器，从而提高了防闪字库的处理速度。

附图说明

图1为本发明实施例中防闪字库专用协处理器的结构框图；

图2为本发明实施例中防闪自还原字库芯片的结构框图；

图3为本发明实施例中防闪视频解码芯片的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似方法、结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。

所述的防闪字库处理方法采用增强型高斯矩阵处理技术以产生多级灰度的字库，其特征在于将高斯矩阵系数值得精度提高到2位数以上，并与单独调整中心点灰度系数，不受矩阵系数比例限制的特殊处理相结合。尤其适合于无法放大的点阵字库，有利于小点阵字型的不失真，高清晰显示。

典型高斯矩阵(3×3方阵)为：

a₁₁    a₁₂    a₁₃

a₂₁    a₂₂    a₂₃

a₃₁    a₃₂    a₃₃

其原理是围绕每个中心点，将周围八个点按矩阵所分配的权重系数，确定不同灰度，降低中心点与周围点的黑白边界尖锐度，实现柔化处理，达到防闪烁效果。例如：

1    2    1

2    4    2

1    2    1

以上矩阵的各点系数总合为16，其中，中心点权重系数高于周围点的系数。用此典型矩阵处理的防闪效果虽有明显改善，但由于矩阵系数仅1位数，数据精度太粗，难以实现最佳防闪效果。本发明采用的增强型高斯矩阵处理方案包括以下二个步骤：

第一步，增加高斯矩阵加权系数的精度，达到2位数以上，其权重比分配举例如下：

a’₁₁    a’₁₂    a’₁₃

a’₂₁    a’₂₂    a’₂₃

a’₃₁    a’₃₂    a’₃₃

例如：

16    32    16

32    64    32

16    32    16

以上矩阵的各点系数总和为256，其中，中心点系数为256所占总系数比重较一位数矩阵适当降低。从而使中心点黑度降低，周围点灰度加深，进一步增强柔化效果；

第二步，鉴于以上算法仍不能保证小字在防闪烁的同时又保持清晰，在第一步基础上突破矩阵系数的分配比例，单独对中心点进行特殊处理：中心点如果是白点，将矩阵系数再乘以一个系数，使其大于高斯矩阵的加权比例系数，进一步增加灰度，使黑白点之间完全实现平滑过渡；中心点如果是黑点，则减小矩阵系数取值，使其小于高斯矩阵的加权比例系数，进一步降低黑度。

增强型高斯矩阵产生多级灰度的取值根据柔化效果的需要可以取2bit(4级灰度)以上的适当数值。

参见图2所示，本发明实施例所提供的一种防闪自还原字库芯片2，包括设有字库数据存储器61、(字库)解压/缩放程序存储器62的字库存储模块，分别连接字库存储模块的字库还原主处理器31和字库缓冲内存32，其特征在于，字库存储模块还设有防闪字库处理程序存储器63，所述防闪字库处理程序为所述增强型高斯矩阵处理算法的执行程序；为提供能提高防闪字库处理速度所需的数学运算的指令，所述字库还原主处理器31设有防闪字库加速协处理器1(即字库还原主处理器31内集成了防闪字库加速协处理器1)。

参见图2所示，用于实现防闪自还原字库芯片2时，包括字库缓冲内存32和字库还原主处理器31的单硅片与字库存储模块单硅片可以集成为双硅片单封装；也可以将所述字库存储模块、字库缓冲内存和字库还原主处理器集成为单硅片单封装。

参见图3所示，本发明实施例所提供的一种防闪视频解码芯片4，兼具有图2实施例中防闪自还原字库芯片的全部功能；防闪视频解码芯片4包括设有视频解码程序单元53、码流解复用单元54、缓冲内存单元55、视频主处理器单元51和屏幕显示控制单元52的视频解码器模块5，连接所述视频解码器模块5的设有字库数据存储器61、(字库)解压/缩放程序存储器62的字库存储模块6，连接所述字库存储模块6的字库缓冲内存(图中未示)，其特征在于，所述字库存储模块6还设有防闪字库处理程序存储器63，所述防闪字库处理程序为所述增强型高斯矩阵处理算法的执行程序；所述视频主处理器单元51兼有所述防闪自还原字库芯片的字库还原主处理器的全部字库还原功能，即所述的视频主处理器能同时进行防闪视频解码和防闪字库自还原处理，从而使防闪视频解码芯片4同时具有防闪自还原字库芯片的全部功能；为提供能提高防闪字库处理速度所需的数学运算的指令，所述视频主处理器单元51设有防闪字库加速协处理器1(即视频主处理器单元51内集成了防闪字库加速协处理器1)。用于实现防闪视频解码芯片4时，字库存储模块6和视频解码器模块5为双硅片单封装或单硅片单封装。

参见图1所示，图2、图3实施例中所述防闪字库加速协处理器1包括字型位图操作指令：字型位图叠加指令单元11、字型位图翻转指令单元12、字型位图置位指令单元13，字型缓冲区操作指令：字型缓冲区清零指令单元14、字型缓冲区复制指令单元15，运算指令：字库浮点运算指令单元16、字库乘加运算指令单元17和字型缩小指令：大字缩小指令单元18。

在本发明图2实施例中的字库数据存储器61、字库解压/缩放程序存储器62、防闪字库处理程序存储器63以及图3实施例中的字库存储模块6，都同时包含了点阵字库和曲线字库。所述的点阵字库为不失真压缩点阵字库。

参见图3所示，用于和防闪视频解码器5配套使用时，可将字库数据存储器61，字库解压/缩放程序存储器62和防闪各种字库处理程序存储器63集成为单硅片的字库存储模块6。

综上所述，在本发明实施例中，包括设有所述增强型高斯矩阵处理算法程序的防闪字库处理程序存储器、字库数据存储器和字库解压/缩放程序存储器的字库存储模块能与主处理器组合构成各种防闪文字显示的应用芯片。

Claims (3)

1.一种防闪字库处理方法，其特征是所述处理方法为增强型高斯矩阵处理算法，其步骤包括：

第一步，增加高斯矩阵加权系数的精度，达到至少二位数；

第二步，对中心点进行进一步处理：

A)中心点若是黑点，则减少中心点的高斯矩阵加权系数，使其小于原高斯矩阵加权系数；

B)中心点若是白点，则增加中心点的高斯矩阵加权系数，使其大于原高斯矩阵加权系数。

2.根据权利要求1所述的防闪字库处理方法，其特征在于，所述增强型高斯矩阵产生多级灰度的取值为2bit以上。

3.一种防闪字库处理系统，其特征在于，所述防闪字库处理系统为增强型高斯矩阵处理系统，包括：

用于增加高斯矩阵加权系数的精度的模块，其中，增加后的精度达到至少二位数；

用于在增加高斯矩阵加权系数的精度后对中心点进行进一步处理的模块，该模块在中心点是黑点时，减少中心点的高斯矩阵加权系数，使其小于原高斯矩阵加权系数；在中心点若是白点时，增加中心点的高斯矩阵加权系数，使其大于原高斯矩阵加权系数。

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