CN101834975B - 从图像传感器产生交错式预览画面及内插扫描线的方法 - Google Patents
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Abstract
一种从图像传感器产生交错式预览画面及内插扫描线的方法，所述产生交错式预览画面的方法包括：从一图框读取多个奇数扫描线组合(偶数扫描线组合)以产生一奇数图场(偶数图场)，每一个奇数扫描线组合(偶数扫描线组合)包括一奇数列扫描线与一偶数列扫描线；从该多个奇数扫描线组合(偶数扫描线组合)产生多个奇数图场扫描线(偶数图场扫描线)，再对该多个奇数图场扫描线(偶数图场扫描线)执行内插法，用以产生多个奇数内插扫描线(偶数内插扫描线)；以及依据该多个奇数内插扫描线与该多个偶数内插扫描线产生该交错式预览画面。本发明的优点为：毋须额外增加图框缓冲存储器；可搭配传统彩色滤光片；传感器阵列可以一正常的播放速度操作。
Description
技术领域
本发明是有关于一种CMOS传感器，尤指一种可执行交错式预览画面的方法的CMOS传感器、以及从图像传感器产生交错式预览画面及内插扫描线的方法。
背景技术
一般来说，视频图像是区分为许多像素，而每一个像素包括视频图像在其像素位置的色彩与亮度信息。视频图像也被称为图框，而一个典型的视频是以每秒撷取24幅图框的速度(24fps)，或更高的撷取速度作为视频的播放速度。当视频中的图框显示于一屏幕上时，例如液晶屏幕(LCD)或阴极射线管屏幕(CRT)，屏幕上的像素即可显示视频图像所包含的色彩与亮度信息。每一个像素上的色彩与亮度信息皆会随着视频的播放而改变。因此，屏幕必须调整影片内每一连续画面的每一像素。一般来说，屏幕是以一次更改一个像素的方式逐次更改所有像素，其依序由画面的左方扫描至右方，再由画面的上方扫描至下方。
如果屏幕使用步进式扫描技术，其是从屏幕的上方至下方依一预定顺序更改每一像素列。然而，大部分的屏幕是使用交错式扫描技术以节省扫描频宽，意即先更改奇数扫描线的方式从屏幕的上方扫描至屏幕的下方，再以偶数扫描线的方式从屏幕的上方扫描至屏幕的下方，此技术可在每一次扫描过程中，有效地将需接收、处理、以及调校的扫描线数目减半。奇数扫描线一般被称为“奇数图场”，而偶数扫描线则一般被称为“偶数图场”。
在最新应用中，记录装置的互补式金属-氧化层-半导体(CMOS)传感器可使用于交错式屏幕以产生交错式视频信号。请参阅图1，图1为现有技术于一CMOS传感器产生一交错式视频图框的一第一实施技术。CMOS传感器是包括一传感器阵列100，其具有多个传感器列扫描线S1-S480。每一个传感器列扫描线包括红(R)与绿(G)的次像素、或绿(G)与蓝(B)的次像素，其可于两交替的传感器列扫描线执行内插法以取得RGB色彩信息。RGB次像素是通过一彩色滤光片滤光，以使其符合相对应色光。当结合传感器阵列100的两传感器列扫描线时(或两列以上)，即产生一具有RGB色彩信息的交错式视频图框。于时序T(n)读取一第一图框102，并于第一图框102的奇数列扫描线(L1、L3、L5等等)执行内插法，以产生交错式视频图框的一奇数图场。于时序T(n+1)读取一第二图框104，并于第二图框104的偶数列扫描线(L2、L4、L6等等)执行内插法，以产生交错式视频图框的一偶数图场。请注意，第一图框102以及第二图框104的每一像素是通过于其周围像素执行内插法，以产生具有RGB色彩信息的像素列。如图1所示的技术，传感器阵列100撷取的每一图框一次仅可提供屏幕一个图场，因此传感器阵列100的操作速度必须非常快。举例来说，当屏幕以30fps的速度播放时，传感器阵列100每秒必须撷取60幅图框。换言之，传感器阵列100的最大曝光时间仅可为1/60秒。此外，因为奇数图场与偶数图场是从不同时序所建立，若欲撷取的图像内有一快速移动的物体时，交错式视频图像即可能在物体边缘产生锯齿状线条。
请参阅图2，图2为现有技术于一CMOS传感器产生一交错式视频图框的一第二实施技术。在第二实施技术中，一传感器阵列200是用以检测相对应传感器列扫描线S1-S480中的各次像素列(同图1所示)。被读取的次像素列接着储存于一图框缓冲存储器202。最后，图框缓冲存储器202即产生一奇数图场203与一偶数图场204。奇数图场203包括多个奇数列扫描线O1-O240，偶数图场204包括多个偶数列扫描线E1-E240。因此传感器阵列200是能以一低于传感器阵列100的速度操作，且奇数图场203与偶数图场204是产生自一单一图框，故可避免于物体边缘出现锯齿状线条。图2所示的技术需另增设图框缓冲存储器202，不但须增加额外的硬体装置，且使系统设计更加复杂。
请参阅图3，图3为现有技术于一CMOS传感器产生一交错式视频图框的一第三实施技术。第三实施技术是使用一RGB色彩呈成对排列的传感器阵列300。传感器阵列300与传感器阵列100以及传感器阵列200的不同之处，在于传感器阵列300的RG像素列以及GB像素列是以成对模式重复地排列。所以当一奇数图场301与一偶数图场302被建立时，每一成对出现的奇数图场扫描线与偶数图场扫描线即包括红色、绿色、以及蓝色的色彩信息，因此可于奇数图场301与偶数图场302执行内插法以取得图框的像素值。然而，传感器阵列300需使用一非传统式的彩色滤光片以产生如图3所示的一特殊次像素图像，因此传感器阵列300的制造与设计较不具有实用价值。
发明内容
本发明实施例是揭露一种从一图像传感器产生一交错式预览画面的方法，其包括从一图框读取多个奇数扫描线组合以产生一奇数图场，每一个奇数扫描线组合包括一奇数列扫描线与一偶数列扫描线；从该图框读取多个偶数扫描线组合以产生一偶数图场，每一个偶数扫描线组合包括一奇数列扫描线与一偶数列扫描线；从该多个奇数扫描线组合产生多个奇数图场扫描线，再对该多个奇数图场扫描线执行内插法，用以产生多个奇数内插扫描线；从该多个偶数扫描线组合产生多个偶数图场扫描线，再对该多个偶数图场扫描线执行内插法，用以产生多个偶数内插扫描线；以及依据该多个奇数内插扫描线与该多个偶数内插扫描线产生该交错式预览画面。
本发明实施例是揭露一种从一图像传感器产生一内插扫描线的方法，其包括读取该图像传感器的一第一检测列以产生一第一图场扫描线；读取相距该第一检测列三个检测列宽度的一第二检测列以产生一第二图场扫描线；以及于该第一图场扫描线与该第二图场扫描线分别产生图场扫描线，再对该些图场扫描线执行内插法以产生该内插扫描线。
本发明具有许多优点，第一，毋须额外增加图框缓冲存储器；第二，传感器阵列的每一相邻出现的相邻图场扫描线是包括红色、蓝色、以及绿色的色彩信息，故可搭配使用传统式彩色滤光片；以及第三，奇数图场以及偶数图场是读取自一单一图框，故传感器阵列可以一正常的播放速度操作。
附图说明
图1为现有技术于CMOS传感器产生交错式视频图框的第一实施技术；
图2为现有技术于CMOS传感器产生交错式视频图框的第二实施技术；
图3为现有技术于CMOS传感器产生交错式视频图框的第三实施技术；
图4为本发明较佳实施例于CMOS传感器产生交错式视频图框方法的示意图；
图5为本发明较佳实施例于奇数图场执行内插法的示意图；
图6为本发明较佳实施例于偶数图场执行内插法的示意图。
附图标号
100 传感器阵列 300 传感器阵列
102 第一图框 301 奇数图场
104 第二图框 302 偶数图场
200 传感器阵列 400 传感器阵列
202 图框缓冲存储器 401 奇数图场
203 奇数图场 402 偶数图场
204 偶数图场
具体实施方式
请参阅图4，图4为本发明较佳实施例于一CMOS传感器产生一交错式视频图框方法的示意图。一传感器阵列400是可使用一传统式彩色滤光片以取得一图像。传感器阵列400是包括多个传感器列扫描线S1、S2、S3、…、S480，其中另可区分为多个奇数列扫描线S1、S3、S5、…、S479以及多个偶数列扫描线S2、S4、S6、…、S480。若仅于传感器阵列400的多个奇数列扫描线执行内插法，最终扫描出的图像将不具有蓝色色彩信息；若仅于传感器阵列400的多个偶数列扫描线执行内插法，最终扫描出的图像将不具有红色色彩信息。
因此，如图4所示的实施例，传感器阵列400是可区分为多个扫描线组合(扫描线组合1至扫描线组合240)。传感器阵列400的每一扫描线组合是包括一奇数列扫描线与一偶数列扫描线。因此，一奇数图场(odd field)401是由多个奇数扫描线组合(扫描线组合1、3、5等等)所产生，而一偶数图场402是由多个偶数扫描线组合(扫描线组合2、4、6等等)所产生。由此可知，每一扫描线组合即可包括红色、绿色以及蓝色的色彩信息，所以每一相邻奇数图场扫描线，例如S1与S2、S2与S5，即可具有红色、绿色以及蓝色的色彩信息，且每一相邻偶数图场扫描线，例如S3与S4、S4与S7，即可具有红色、绿色以及蓝色的色彩信息。因此，奇数图场401以及偶数图场402的每一像素是可由其邻近次像素内插以产生具有RGB色彩信息的奇数图场扫描线以及偶数图场扫描线。然后，可于多个奇数图场扫描线执行内插法以产生多个奇数内插扫描线，例如O1、O3’、O5、…、O477、O479’，且可于多个偶数图场扫描线执行内插法以产生多个偶数内插扫描线，例如E2’、E4、E6’、…、E478’、E480，接着所产生的多个奇数内插扫描线以及多个偶数内插扫描线即可产生一交错式预览画面。如上所述，多个奇数内插扫描线以及多个偶数内插扫描线是可分别包括一第一部分以及一第二部分。举例来说，多个奇数内插扫描线的该第一部分是包括该奇数图场序号与相对应初始序号相同的每一奇数图场扫描线。也就是说，多个奇数内插扫描线的该第一部分是可包括O1、O5、…、O477。多个奇数内插扫描线的该第二部分是包括每一该奇数图场扫描线的奇数图场序号与该奇数内插扫描线的奇数内插序号相近并进行加权所得的扫描线。因此，多个奇数内插扫描线的该第二部分是可包括O3’、O7’、…、O479’。因此，多个奇数内插扫描线的该第一部分以及该第二部分是可由上述步骤所产生。同理，多个偶数内插扫描线的第一部分以及第二部分也可通过上述步骤产生，于此不再赘述。
换句话说，奇数图场401是由多个4n+1传感器列扫描线以及多个4n+2传感器列扫描线所组成，其中n＝0、1、2…N/4，且N为传感器列扫描线的总数，例如，如图4所示的本实施例的N值即为480。相同地，偶数图场402是由多个4n+3传感器列扫描线以及多个4n+4传感器列扫描线所组成。因此，每一奇数扫描线组合是包括一个4n+1传感器列扫描线与一个4n+2传感器列扫描线，且每一偶数扫描线组合是包括一个4n+3传感器列扫描线与一个4n+4传感器列扫描线。奇数图场扫描线是可包括从4n+1传感器列扫描线与4n+2传感器列扫描线的邻近次像素所产生的具有RGB色彩信息的像素，且偶数图场扫描线是可包括从4n+3传感器列扫描线与4n+4传感器列扫描线的邻近次像素所产生的具有RGB色彩信息的像素。因此，每一奇数内插扫描线是可通过于奇数图场401的两奇数图场扫描线(或两列以上)执行内插法而产生，且每一偶数内插扫描线是可通过于偶数图场402的两偶数图场扫描线(或两列以上)执行内插法而产生。
请参阅图5与图6，图5为本发明较佳实施例于奇数图场401执行内插法的示意图，图6为本发明较佳实施例于偶数图场402执行内插法的示意图。如图5所示，奇数内插扫描线O1、O3’、O5、O7’、O9、O11’、O13、…(如奇数图场401的右侧所示)是可通过于传感器列扫描线S1、S2、S5、S6、S9、S10、S13、S14、…(如奇数图场401左侧所示)执行内插法而产生。举例来说，奇数内插扫描线O3’是可由奇数图场扫描线内相对应的传感器列扫描线S2与S5经内插法计算所得。同样地，奇数内插扫描线O5是可由奇数图场扫描线内相对应的传感器列扫描线S5与S6经内插法计算所得。由于奇数图场扫描线内相对应的传感器列扫描线S2是较奇数图场扫描线内相对应的传感器列扫描线S5接近于奇数内插扫描线O3’，故于本实施例中，可设计一权重于奇数图场扫描线内相对应的传感器列扫描线S2以及S5，用以取得较佳的奇数内插扫描线O3’。例如，奇数图场扫描线内相对应的传感器列扫描线S2的权重是可大于奇数图场扫描线内相对应的传感器列扫描线S5的权重。此外，其他实施例也可于奇数图场扫描线内相对应的传感器列扫描线S1、S2、以及S5间设计适当的权重，用以执行内插法以取得较佳的奇数内插扫描线O3’。例如，奇数图场扫描线内相对应的传感器列扫描线S1与S2的权重总和是可等同于奇数图场扫描线内相对应的传感器列扫描线S5的权重。
如图6所示，偶数内插扫描线E2’、E4、E6’、E8、E10’、E12、E14’、E16、…(如偶数图场402的右侧所示)。是可通过于传感器列扫描线S3、S4、S7、S8、S11、S12、S15、S16、…(如偶数图场402左侧所示)执行内插法而产生。举例来说，偶数内插扫描线E6’是可由偶数图场扫描线内相对应的传感器列扫描线S4与S7经内插法计算所得。同样地，偶数内插扫描线E8是可由偶数图场扫描线内相对应的传感器列扫描线S7与S8经内插法计算所得。由于偶数图场扫描线内相对应的传感器列扫描线S7是较偶数图场扫描线内相对应的传感器列扫描线S4接近于偶数内插扫描线E6’，故于本实施例中，可设计一权重于偶数图场扫描线内相对应的传感器列扫描线S4以及S7，用以取得较佳的偶数内插扫描线E6’。例如，偶数图场扫描线内相对应的传感器列扫描线S7的权重是可大于偶数图场扫描线内相对应的传感器列扫描线S4的权重。此外，其他实施例也可于偶数图场扫描线内相对应的传感器列扫描线S4、S7、以及S8间设计适当的权重，用以执行内插法以取得较佳的偶数内插扫描线E6’。例如，偶数图场扫描线内相对应的传感器列扫描线S7与S8的权重总和是可等同于偶数图场扫描线内相对应的传感器列扫描线S4的权重。
如上所述，其可视为一种于一图像传感器产生一内插扫描线的方法，例如一CMOS传感器。具体来说，可通过从图像传感器读取一第一传感器列扫描线以产生一第一图场扫描线，例如对应于传感器列扫描线S2的奇数图场扫描线；然后，再读取相距第一传感器列扫描线为三个传感器宽度的一第二传感器列扫描线以产生一第二图场扫描线，例如对应于传感器列扫描线S5的奇数图场扫描线；最后即可于第一图场扫描线以及第二图场扫描线执行内插计算以产生奇数内插扫描线O3’。如前所述，其是可于第一图场扫描线设计一第一权重以产生一加权第一图场扫描线，再于第二图场扫描线设计小于(或大于)第一权重的一第二权重以产生一加权第二图场扫描线。然后，即可于加权第一图场扫描线与加权第二图场扫描线执行内插法以产生内插扫描线。因此，若第一图场扫描线是相近于内插扫描线，其第一权重将大于第二权重；若第一图场扫描线是相距内插扫描线较远，则第一权重将小于第二权重。此方法也可延伸应用于偶数图场的内插计算以产生偶数内插扫描线，故于此不再详述。
本发明具有许多优点，第一，毋须额外增加图框缓冲存储器；第二，传感器阵列的每一相邻出现的相邻图场扫描线是包括红色、蓝色、以及绿色的色彩信息，故可搭配使用传统式彩色滤光片；以及第三，奇数图场以及偶数图场是读取从一单一图框，故传感器阵列可以一正常的播放速度操作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求书范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (6)
1.一种从一图像传感器产生一交错式预览画面的方法，其特征在于，所述方法包括：
从一图框读取多个奇数扫描线组合以产生一奇数图场，每一个奇数扫描线组合包括一奇数列扫描线与一偶数列扫描线；所述奇数图场是由多个4n+1传感器列扫描线以及多个4n+2传感器列扫描线所组成，其中n=0、1、2…N/4，且N为传感器列扫描线的总数；
从所述图框读取多个偶数扫描线组合以产生一偶数图场，每一个偶数扫描线组合包括一奇数列扫描线与一偶数列扫描线；所述偶数图场是由多个4n+3传感器列扫描线以及多个4n+4传感器列扫描线所组成；
从所述多个奇数扫描线组合产生多个奇数图场扫描线，再对所述多个奇数图场扫描线执行内插法，用以产生多个奇数内插扫描线；其中，所述多个奇数内插扫描线是通过对所述奇数图场的相邻奇数图场扫描线执行内插法而产生；所述奇数图场扫描线是属于所述奇数图场中的扫描线；
从所述多个偶数扫描线组合产生多个偶数图场扫描线，再对所述多个偶数图场扫描线执行内插法，用以产生多个偶数内插扫描线；其中，所述多个偶数内插扫描线是通过对所述偶数图场的相邻偶数图场扫描线执行内插法而产生；所述偶数图场扫描线是属于所述偶数图场中的扫描线；以及
依据所述多个奇数内插扫描线与所述多个偶数内插扫描线产生所述交错式预览画面。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
指定相同或不同的权重至相邻所述多个奇数内插扫描线的多个所述奇数图场扫描线，用以产生多个加权奇数图场扫描线；
其中从所述多个奇数扫描线组合产生所述多个奇数图场扫描线，再对所述多个奇数图场扫描线执行内插法，用以产生所述多个奇数内插扫描线，是包括对所述多个加权奇数图场扫描线以及除所述多个加权奇数图场扫描线之外的多个所述奇数图场扫描线执行内插法，用以产生所述多个奇数内插扫描线。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述图框的每一奇数列扫描线与每一偶数列扫描线是分别相对应一初始序号，每一奇数图场扫描线是相对应一奇数图场序号，以及每一奇数内插扫描线是相对应一奇数内插序号，且对所述多个奇数图场扫描线执行内插法包括：
指定所述奇数图场序号与相对应初始序号相同的每一奇数图场扫描线至具有相同的奇数内插序号的所述奇数内插扫描线所组成的一第一区块，用以产生相对应所述奇数内插扫描线的所述第一区块；以及
将每一所述奇数图场扫描线的奇数图场序号与所述奇数内插扫描线的奇数内插序号相近的扫描线进行加权处理，并将加权所得出的扫描线指定至所述奇数内插扫描线的一第二区块，用以产生相对应所述奇数内插扫描线的所述第二区块。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
指定相同或不同的权重至相邻所述多个偶数内插扫描线的多个所述偶数图场扫描线，用以产生多个加权偶数图场扫描线；
其中，从所述多个偶数扫描线组合产生所述多个偶数图场扫描线，再对所述多个偶数图场扫描线执行内插法，用以产生所述多个偶数内插扫描线，是包括对所述多个加权偶数图场扫描线以及除所述多个加权偶数图场扫描线之外的多个所述偶数图场扫描线执行内插法，用以产生所述多个偶数内插扫描线。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对从所述多个奇数扫描线组合产生所述多个奇数图场扫描线，再对所述多个奇数图场扫描线执行内插法，用以产生所述多个奇数内插扫描线，是包括对所述奇数图场的相邻奇数图场扫描线执行内插法，用以产生所述多个奇数内插扫描线。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对从所述多个偶数扫描线组合产生所述多个偶数图场扫描线，再对所述多个偶数图场扫描线执行内插法，用以产生所述多个偶数内插扫描线，是包括对所述偶数图场的相邻偶数图场扫描线执行内插法，用以产生所述多个偶数内插扫描线。
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