CN101453609B - 图像处理系统以及相关图像处理方法 - Google Patents

Abstract

一种用来处理合成信号所携带的显示数据与垂直消隐间隔数据的图像处理系统包含有：图像解码单元，用来解码显示数据，以产生对应的图像数据；垂直消隐间隔数据解码单元，用来解出VBI图像数据；数据转换单元；用来将VBI图像数据转换为颜色索引数据；传输接口，用来传输解码后的图像数据与颜色索引数据；以及图像处理模块，用来自该传输接口接收图像数据以及颜色索引数据，将该图像数据进行解交错/缩放处理，将该颜色索引数据还原为VBI图像数据，并将处理后的图像数据与还原后的VBI图像数据结合，以产生欲显示的数据。

Description

图像处理系统以及相关图像处理方法

技术领域

本发明提供一种图像处理系统以及相关图像处理方法，尤指一种可以使垂直消隐间隔(vertical blanking interval，VBI)图像更加清晰的图像处理系统以及相关图像处理方法。

背景技术

在早期阴极射线管(cathode ray tube，CRT)屏幕的时代，由于其电子枪的特性，在显示完一个图场(field)后，必须花费时间将电子枪从屏幕的最后一条扫描线移回第一条扫描线，以显示下一个图场；因此，从局端传送过来的电视信号，于图场与图场之间，也必须有一段区间，以提供电子枪足够的时间回到屏幕的第一条扫描线。

前述图场与图场之间的区间称为垂直消隐间隔(vertical blankinginterval)，而用来传递图场的像素数据的区间则称为主动区域(activeregion)；一般来说，由于电视数据于垂直消隐间隔无须传递图场的像素数据，因此便可以用来传递电信广播数据(teletext)或字幕(close caption)数据等垂直消隐间隔数据(VBI数据)。

在此请参阅图1，图1为已知图像处理系统100的示意图。如图1所示，一般来说，接收模块110包含有图像解码单元(video decoder)111、VBI解码单元112、以及图像混合单元113。图像解码单元111会对接收到的电视信号进行解码，举例来说，电视信号一般为合成信号(composite signal)，图像解码单元111可以对电视信号所携带的图场进行YC分离等步骤，以产生对应图场画面的RGB信号；另一方面，VBI解码单元112则对电视信号中垂直消隐间隔所携带的VBI数据进行解码，以产生欲显示的OSD画面(亦以RGB信号的方式传输)；接着，图像混合单元113会将图像解码单元111解出来的图场数据与VBI解码单元112解码出来的VBI图像数据加以混合；接着，这些混合后的画面数据会经由ITU656图像接口114传递至后端的图像解交错单元/图像缩放单元115，以进行图像解交错(deinterlace)或是图像缩放的相关处理，最后便将处理过后的画面数据传递至显示装置(未显示于图1)进行显示输出。

举例来说，VBI数据可携带前述的字幕数据，而图像混合单元113便将VBI解码单元112解码出来的字幕数据附加于图像解码单元111解码出来的图场，以产生新的图场；而图像解交错单元/图像缩放单元115便会对该图场进行解交错等图像处理，并将解交错后的画面数据送至后端的显示装置加以显示。

然而，这样的架构有一个缺点。由于VBI所携带的数据多为静态画面(譬如前述的字幕画面)，与一般动态的图像数据有所不同，简言之，两者的图像性质并不相同，但是当图像混合之后，后端的图像缩放单元或图像解交错单元115会将其视为一般的动态图像数据加以处理，因此会使字幕画面的文字边缘模糊。

举例来说，图场数据一般为交错式(interlaced)的图像数据，而字幕画面却对应循序(progressive)的图像数据，在图像混合之后，图像解交错单元115仍会对混合后的图场进行解交错，可是图场中附加的字幕画面却无需经过解交错处理，因此，这样的机制会将无须解交错处理的字幕画面进行错误的解交错处理，使得字幕画面的图像质量低落。

发明内容

因此本发明的主要目的之一在于提供一种图像处理系统以及相关图像处理方法，以解决已知技术中的问题。

根据本发明的一个方面，是揭露一种图像处理系统，该图像处理系统包含有：接收模块，用来接收合成信号，该合成信号携带有显示数据以及垂直消隐间隔数据，该接收模块包含有：图像解码单元(video decoder)，用来对该显示数据进行解码操作，以产生第一图像数据；垂直消隐间隔(verticalblanking interval，VBI)数据解码单元，用来对该垂直消隐间隔数据进行解码操作，以产生第二图像数据；以及第一转换单元，耦接至该垂直消隐间隔数据解码单元，用来将该第二图像信号转换为颜色索引(color index)数据；传输接口，耦接至该接收模块，用来传输该第一图像数据以及该颜色索引数据；以及图像处理模块，耦接至该传输接口，该图像处理模块包含有：图像处理装置，用来接收该第一图像数据，以及对该第一图像数据进行预定处理，以产生处理后图像数据；第二转换单元，用来接收该颜色索引数据，并根据该颜色索引数据产生该第二图像数据；以及图像混合单元(mixer)，耦接至该图像处理装置以及该第二图像转换单元，用来将该处理后图像数据与该第二图像数据加以混合，以产生欲显示数据。

根据本发明的另一个方面，还揭露一种图像处理方法，该图像处理方法包含有接收合成信号，该合成信号携带有显示数据以及垂直消隐间隔数据：对该显示数据进行解码操作，以产生第一图像数据；该垂直消隐间隔数据进行解码操作，以产生第二图像数据；对该第一图像数据进行预定处理，以产生处理后图像数据；以及将该处理后图像数据与该第二图像数据加以混合，以产生欲显示数据。

本发明图像处理系统以及相关图像处理方法除了可以确保VBI图像画面的质量，而且可沿用既有的ITU656图像接口来进行图像数据的传输，换句话说，本发明无须增加太多的元件，便可达成提升VBI图像画面质量的目的。

附图说明

图1为已知图像处理系统的示意图。

图2为本发明图像处理系统的示意图。

图3为本发明信号传输的示意图。

图4为图2所示的ITU656接口上信号传输的示意图。

图5说明了VBI指令封包的规则。

图式编号

100、200图像处理系统

110、210接收模块

111、211图像解码单元

112、212VBI数据解码单元

113、234图像混合单元

114、220ITU656图像接口

115图像解交错单元/图像缩放单元

213、233数据转换单元

214多工单元

230图像处理模块

231数据发送单元

232图像处理单元

235图像解交错单元

236缩放单元

237转换单元

238储存单元

239颜色表

具体实施方式

以下参考图式详细说明本发明。

请参阅图2，图2为本发明图像处理系统200的示意图。如图2所示，图像处理系统200包含有接收模块210、ITU656接口220、以及图像处理模块230。其中，接收模块210包含有图像解码单元211、VBI数据解码单元212、数据转换单元213、以及多工单元214；而图像处理模块230包含有数据发送单元(data dispatcher)231、图像处理单元232、数据转换单元233、以及图像混合单元234；图像处理单元232包含有图像解交错单元235以及图像缩放单元(scalar)236；数据转换单元233包含有转换单元237以及储存单元238。其中各元件的耦接情况如图2所示，故不另赘述；此外，图像处理系统200中各元件的功能与操作将于以下详述。

首先，图像解码单元211会接收外部传送过来的电视信号(合成信号)，并对其进行解码，如前所述，图像解码单元211会对电视信号所携带的图场进行YC分离等步骤，以产生对应图场画面的RGB信号；另一方面，VBI数据解码单元212则对电视信号中垂直消隐间隔所携带的VBI数据进行解码，以产生欲显示的VBI图像数据(亦以RGB信号的方式传输)。

在此请注意，本发明并非即刻将解码出来的VBI图像数据与解码出来的图场数据加以混合，如图2所示，图像混合单元234是建置于图像处理模块230中，换言之，本发明是于图像处理装置232对图场数据进行图像处理之后，才将VBI画面与处理后的图场数据加以混合，以避免VBI图像经过错误的图像处理而失真。

此外，由于图场数据或VBI图像数据皆以RGB信号传输，但是RGB信号的数据量很大(每一个像素的R、G、B信息分别需要8位来描述)，且ITU656接口220又具有频宽上的限制，因此无法直接将解码出来的VBI画面以RGB信号的方式挂载于ITU656接口220上进行传输。因此，于本实施例中，数据转换单元213将VBI图像数据转换为颜色索引(color index)数据，以降低传输时所需的频宽。以字幕数据为例，由于一般字幕数据仅须对应背景色或特定色彩(如白色)，便可于画面中呈现字幕图像；因此，对于VBI图像数据的每一个像素而言，只须一个位(譬如位值0代表背景色，而位值1则代表特定色彩)便可代表字幕数据的色彩。在此请注意，前述的位便可作为颜色索引之用；换句话说，数据转换单元213可将VBI图像数据中每一个像素数据都转换为颜色索引。

如此一来，在数据转换单元223将VBI图像数据(字幕数据)转换为颜色索引数据之后，原本对应24位的像素信息便可以1位的颜色索引代替；因此，VBI图像数据的等效传输量便可大幅的减少。此外，为了符合ITU656接口220的传输规格，本发明自定了一种传输的协议(protocol)，以传输颜色索引；因此，与本实施例中，除了VBI图像数据转换为颜色索引之外，数据转换单元223另将颜色索引加以封包化，以产生包含有颜色索引的VBI指令封包；在此请注意，有关于VBI指令封包的结构与相关操作，将于后面的揭露中陈述。

此外，一般而言，经由图像解码单元211解码出来的图场(RGB信号)，系由ITU656界面220于时钟的正缘(rising edge)传输；于本实施例中，为了进一步利用ITU656接口220的频宽，本发明是于时钟的负缘(falling edge)传输VBI指令封包；在此请注意，于本实施例中，多工单元214用来执行上述的功能，换句话说，多工单元214于时钟正缘时，将图场数据输出至ITU656接口220上传输；并且于时钟负缘时，将VBI指令封包输出至ITU656接口220上传输。而数据传输的操作，将于其后与VBI指令封包的结构一并阐述，故不另赘述于此。

在此请注意，在以下的揭露中，将阐述本发明信号传输的相关操作。请参阅图3，图3为本发明信号传输的示意图。如图3所示，其中，信号HSYNC用来定义出每一条扫描线的起始处与结束处；如前所述，VBI画面是对应循序的图像数据，而图场画面是对应交错式的图像数据，因此，在ITU656接口220上，用来传输图场上一条扫描线的时间，便必须相对应的传输VBI画面的两条扫描线。然而，这样的传输时序仅为本发明的一实施例，而非本发明的限制。举例来说，本发明可于传输一条图场扫描线的时间，多传输几条VBI画面的扫描线，如此的相对应变化，亦属本发明的范畴。

此外，请参阅图4，图4为图2所示的ITU656接口220上信号传输的示意图。其中，时钟Clock为ITU656接口220所使用的时钟信号；而数据Data分为图场的图像数据与对应VBI指令封包；如图4所示，图场的图像数据是于时钟Clock的正缘传输之，在此请注意，由于图场的图像数据的相关传输方式已为业界所已知，故不另赘述于此；举例来说，图场的图像数据是于SAV指令码(代表主动区域起始)与EAV指令码(代表主动区域结束)之间传输。

此外，为了节省频宽，VBI指令封包是于时钟Clock的负缘传输之。此外，于本实施例中，VBI指令封包亦于SAV指令码与EAV指令码之间传输；于时钟Clock的每一个正缘/负缘中，皆可传输一个字节的数据，如此便可将VBI指令封包传述至后端的图像处理模块230。

在此请参阅图5，图5说明了VBI指令封包的规则。如图5所示，VBI指令封包的第一个字节为封包指令码，用来指出封包的种类，其中，不同的封包指令码是对应不同的封包种类；举例来说，封包指令码0-0000001b代表该指令封包是用来指出VBI画面的性质；而封包指令码0-0000010b代表该指令封包为VBI像素指令封包，亦即该指令封包用来传输一些VBI像素的相关信息(譬如前述的颜色索引)。而第二、第三个字节用来指出指令封包的长度(packet length)。而第三个封包之后的所有封包皆为封包本体(packetbody)，其携带着封包所欲传递的信息(譬如前述的颜色索引等等)。

然而，在此请注意，图5所示的指令封包规则仅为本发明的一实施例，而非本发明的限制，本领域技术人员应可定义出其它种类的传输协议，举例来说，封包指令码可具有更多种变化，以传递各种不同的VBI信息；或者可利用更多的字节来传递封包长度的信息以及封包本体，如此的相对应变化，亦属本发明的范畴。

其后，图像处理模块230便可从ITU656接口220上取得图场的图像数据以及前述的指令封包。于本实施例中，数据发送单元(data dispatcher)231会将指令封包解开，以取得指令封包内的颜色索引，并将颜色索引数据传递至数据转换单元233。

于本实施例中，储存单元238储存有颜色表(color table)239，颜色表239纪录有VBI图像数据的RGB值与颜色索引数据之间的关系；因此，转换单元237可以根据接收到的颜色索引数据，于颜色表中查询所对应的RGB值；如此，转换单元237便可将接收到的颜色索引数据还原为原本VBI数据解码单元212解出来的VBI图像数据。

另一方面，数据发送单元(data dispatcher)231亦会将图场数据传递至图像处理装置232，而图像处理装置232便会对图场数据进行后续的图像处理，举例来说，图像处理装置232内部的图像解交错单元235会将交错式的图场数据加以解交错，以产生循序式的图像数据；此外，如有需要，缩放单元236亦会对图场数据进行缩放，以产生对应的图像数据。

最后，图像混合单元234将VBI图像数据与解交错后的图像数据加以混合，以产生欲显示的图像，再送至显示装置(未显示于图2中)加以显示。

如前所述，由于图像混合单元234是将图场数据处理过后所产生的图像数据与VBI图像数据加以混合，如此可确保VBI图像数据不会经过多余的图像处理(解交错处理等等)，进而确保了VBI图像画面的质量。此外，由于VBI图像数据是先转换为颜色索引加以传输，大幅地降低了所须的传输频宽，因此本发明仍然可以沿用既有的ITU656接口220来传输所有的图像数据。

在此请注意，本发明并未限制颜色表239的建置方式。举例来说，颜色表239可以以预先储存的方式，储存于储存单元238中。或是当数据转换单元233将VBI图像数据转换为颜色索引数据时，另外地产生颜色表239；颜色表239亦可通过前述的指令封包，以于ITU656接口220传输至图像处理模块230，并且其内部数据发送单元231另将颜色表239解出，并将颜色表239储存至储存单元238中；如此的相对应变化，亦属本发明的范畴。

此外，前述图场的图像数据与VBI图像数据皆以RGB信号的方式呈现，然而，这仅为本发明的一实施例，而非本发明的限制。举例来说，其它种类的图像信号，如YUV信号等等，皆可为图像信号的另一种格式，而如此的相对应变化，亦不违背本发明的精神。

相较于已知技术，本发明图像处理系统以及相关图像处理方法除了可以确保VBI图像画面的质量，而且可沿用既有的ITU656图像接口来进行图像数据的传输，换句话说，本发明无须增加太多的元件，便可达成提升VBI图像画面质量的目的。

以上虽以实施例说明本发明，但并不因此限定本发明的范围，只要不脱离本发明的要旨，本领域技术人员可进行各种变形或变更。

Claims (12)

1.一种图像处理系统，其包含有：

接收模块，用来接收合成信号，该合成信号携带有第一显示数据以及垂直消隐间隔数据，该接收模块包含有：

图像解码单元，用来对该第一显示数据进行解码，以产生第一图像数据；

垂直消隐间隔数据解码单元，用来对该垂直消隐间隔数据进行解码，以产生垂直消隐间隔图像数据；以及

第一转换单元，耦接至该垂直消隐间隔数据解码单元，用来将该垂直消隐间隔图像信号转换为颜色索引数据；

传输接口，耦接至该接收模块，用来传输该第一图像数据以及该颜色索引数据；以及

图像处理模块，耦接至该传输接口，该图像处理模块包含有：

图像处理装置，用来接收该第一图像数据，以产生第二图像数据；

第二转换单元，用来接收该颜色索引数据，并根据该颜色索引数据产生该垂直消隐间隔图像数据；以及

图像混合单元，耦接至该图像处理装置以及该第二转换单元，用来将该第二图像数据与该垂直消隐间隔图像数据加以混合，以产生第二显示数据，

其中，该第一显示数据与该第一图像数据皆为交错式图像数据。

2.根据权利要求1所述的图像处理系统，其中该传输接口是于时钟的第一瞬时变化时传输该第一图像数据，并且于该时钟的第二瞬时变化时传输该颜色索引数据。

3.根据权利要求2所述的图像处理系统，其中该接收模块还包含有：

多工单元，用来自该图像解码单元接收该第一图像数据以及自该第一转换单元接收该颜色索引数据，以于该第一瞬时变化时将该第一图像数据输出至该传输接口，并于该第二瞬时变化时将该颜色索引数据输出至该传输接口。

4.根据权利要求1所述的图像处理系统，其中该图像处理模块还包含有：

数据发送单元，用来从该传输接口接收该第一图像数据以及该颜色索引数据，将该第一图像数据输出至该图像处理装置，以及将该颜色索引数据输出至第二转换单元。

5.根据权利要求1所述的图像处理系统，该图像处理装置包含有：

图像解交错单元，用来对该第一图像数据进行解交错处理，以产生该第二图像数据。

6.根据权利要求1所述的图像处理系统，其中该图像处理装置包含有：

缩放单元，用来对该第一图像数据进行缩放处理，以产生该第二图像数据。

7.根据权利要求1所述的图像处理系统，其中该第二转换单元包含有：

储存单元，用来储存颜色表，该颜色表储存有该垂直消隐间隔图像数据与该颜色索引数据的对照关系；以及

转换单元，耦接至该储存单元，用来根据该颜色索引数据以及该颜色表，将该颜色索引数据转换为该垂直消隐间隔图像数据。

8.根据权利要求7所述的图像处理系统，其中该第一转换单元还用来产生该颜色表，以及该传输接口还用来传输该颜色表。

9.一种图像处理方法，其包含有：

接收合成信号，该合成信号携带有第一显示数据以及垂直消隐间隔数据：

对该第一显示数据进行解码，以产生第一图像数据；

该垂直消隐间隔数据进行解码，以产生垂直消隐间隔图像数据；

对该第一图像数据进行预定处理，以产生第二图像数据；以及

将该第二图像数据与该垂直消隐间隔图像数据加以混合，以产生第二显示数据，

其中该第一显示数据与该第一图像数据皆为交错式图像数据，以及该预定处理为解交错处理，且该预定处理为图像缩放处理。

10.根据权利要求9所述的图像处理方法，其还包含有：

提供传输接口；

将该垂直消隐间隔图像数据转换为颜色索引数据，并利用该传输接口传输该颜色索引数据与该第一图像数据；以及

自该传输接口接收该颜色索引数据与该第一图像数据，并将该颜色索引数据转换回该垂直消隐间隔图像数据。

11.根据权利要求10所述的图像处理方法，其还包含有：

于时钟的第一瞬时变化时，利用该传输接口传输该第一图像数据；以及

于该时钟的第二瞬时变化时，利用该传输接口传输该颜色索引数据。

12.根据权利要求10所述的图像处理方法，其还包含有：

查阅颜色表，以将该颜色索引数据转换回该垂直消隐间隔图像数据；以及

其中该颜色表储存有该颜色索引数据与该垂直消隐间隔图像数据的对应关系。

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