CN101926169A - 影像信号处理方法、集成电路以及影像再现装置 - Google Patents

影像信号处理方法、集成电路以及影像再现装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种影像信号处理方法、集成电路以及影像再现装置。例如，在BD-ROM的再现时，当将分辨率不同的2个图像数据进行画中画显示时，将2画面之间的分辨率感的差别抑制到最小限度。第1图像数据在图像转换部(12)中通过i-p转换部(13)被转换成逐行扫描构造的图像数据，然后，通过尺寸转换部(14)进行图像尺寸转换，并作为第3图像数据进行输出。合成部(15)将第3图像数据和第2图像数据合成，并输出。

Description

影像信号处理方法、集成电路以及影像再现装置
技术领域
本发明涉及将例如蓝光光盘等大容量的记录介质中所记录的分辨率不同的2个图像数据合成输出的影像信号处理。
背景技术
在近年来提出的专门用于再现的BD-ROM的规格下，将光盘中所记录的分辨率不同的2个图像数据进行画中画显示、或者将标准分辨率图像转换为高分辨率进行显示等功能已经成为必不可少的功能。
画中画功能是将内容制作者事先准备的再现时间相同的2个图像数据进行合成显示的功能，例如，将成为主画面和子画面的图像数据的分辨率、帧率或合成时的子画面的尺寸转换的倍率用规格进行规定。
为了与上述规格对应，有的发明提出了将2个图像数据并列处理、合成，并显示在1个画面上的方法以及装置(例如，参照专利文献1)。根据该发明，通过包括图像尺寸转换处理和合成处理的结构，可以按照内容制作者的意图，将2个图像数据进行画中画显示。
专利文献1：JP特开2005-123775号公报
但是，现有技术中的结构所具有的图像尺寸转换处理只进行图像尺寸的转换，例如，当主画面是高分辨率数据，子画面是标准分辨率数据，将成为子画面的图像数据扩大转换为规定的尺寸之后，与主画面进行合成显示时，2个画面之间的分辨率感的差别很大。
发明内容
本发明就是用于解决上述课题的发明，其目的是：例如，在BD-ROM的再现时，当成为主画面的图像数据为高分辨率，成为子画面的图像数据为标准分辨率，将子画面一侧扩大为规定的图像尺寸，并与主画面进行画中画显示时，可输出将2个画面之间的分辨率感的差别抑制到最小限度的高画质的合成图像。
本发明为影像信号处理方法，其将隔行扫描构造的第1以及第2图像数据作为输入，该方法包括：图像转换步骤，对上述第1图像数据进行图像尺寸转换，并作为隔行扫描构造的第3图像数据进行输出；以及合成步骤，进行将上述第3图像数据和上述第2图像数据合成的处理，上述图像转换步骤具有：步骤(a)，对上述第1图像数据进行i-p转换处理；以及步骤(b)，针对通过步骤(a)生成的逐行扫描构造的图像数据，按照图像尺寸转换的倍率进行过滤处理，生成上述第3图像数据。
另外，本发明作为将隔行扫描构造的第1以及第2图像数据作为输入，并进行影像信号处理的集成电路，具有：图像转换部，其对上述第1图像数据进行图像尺寸转换处理，并输出所获得的隔行扫描构造的第3图像数据；和合成部，其进行将上述第3图像数据和上述第2图像数据合成的处理，上述图像转换部具有：i-p转换部，其对上述第1图像数据进行i-p转换处理；尺寸转换部，其针对通过上述i-p转换部生成的逐行扫描构造的图像数据，按照图像尺寸转换的倍率，进行过滤处理，并生成上述第3图像数据。
另外，本发明作为影像再现装置，具有：数据再现装置，其再现记录介质的数据；视频解码器，其将从上述数据再现装置提供的2个独立的压缩视频数据解码，并作为第1以及第2图像数据进行输出；和上述本发明的集成电路，其将从上述视频解码器输出的上述第1以及第2图像数据作为输入。
根据本发明，由于是在对第1图像数据进行i-p转换处理之后，进行图像尺寸转换处理，因此，与以往相比，可以力图提高分辨率感。由此，在例如将子画面扩大为规定的图像尺寸，并与主画面进行画中画显示的情况下，与以往相比，可以将2个画面之间的分辨率感的差别抑制得更小。
(发明效果)
根据本发明，例如，在BD-ROM的再现时，当成为主画面的图像数据为高分辨率，成为子画面的图像数据为标准分辨率，将子画面一侧扩大为规定的图像尺寸，并与主画面进行画中画显示时，可输出将2个画面之间的分辨率感的差别抑制到最小限度的高画质的合成图像。
附图说明
【图1】图1是表示用于实施方式中的影像信号处理的集成电路的一个例子的图。
【图2】图2是实施方式中的影像再现装置的框图。
【图3】图3是表示隔行扫描构造的图像数据的场和行位置的图。
【图4】图4是表示通过i-p转换被转换为逐行扫描构造的图像数据的场和行位置的图。
【图5】图5是表示在将隔行扫描构造的图像数据作为输入时的垂直方向的尺寸转换处理的一个例子的图。
【图6】图6是表示在将通过i-p转换被转换为逐行扫描构造的图像数据作为输入时的垂直方向的尺寸转换处理的一个例子的图。
【图7】图7是表示用于实施方式中的影像信号处理的集成电路的其他例子的图。
【图8】图8是表示当图像尺寸转换的倍率为等倍时的信号处理的一个例子的图。
【图9】图9是表示当图像尺寸转换的倍率为1/2倍时的信号处理的一个例子的图。
【图10】图10是表示当图像尺寸转换的倍率为2倍时的信号处理的一个例子的图。
【图11】图11是表示当图像尺寸转换的倍率为1.5倍时的信号处理的一个例子的图。
图中：
12，12A图像转换部
13i-p转换部
14尺寸转换部
15合成部
21选择器
100数据再现装置
101视频解码器
103集成电路
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是用于本实施方式中的影像信号处理的集成电路的一个例子。图1的集成电路具有：输入第1图像数据的输入端子10：输入第2图像数据的输入端子11；对第1图像数据进行图像尺寸转换，并将其作为第3图像数据进行输出的图像转换部12；以及将第3图像数据与第2图像数据合成的合成部15。图像转换部12具有：进行i-p转换处理的i-p转换部13和通过按照图像尺寸转换的倍率进行过滤处理，来进行图像尺寸转换处理的图像尺寸转换部14。本实施方式的影像信号处理方法通过图1的结构实现。
另外，图2是本实施方式中的影像再现装置的结构的一个例子，除了图1的用于影像信号处理的集成电路103，还包括数据再现装置100、和视频解码器101。
数据再现装置100再现记录介质的数据，向视频解码器101提供2个压缩视频数据。视频解码器101将2个压缩视频数据分别解码，并将生成的2个图像数据分别作为第1图像数据以及第2图像数据提供给输入端子10、11。
在此，在图1以及图2中，虽然由于是2个图像数据的输入，因此在图中将集成电路表示为实际上具有2个输入端子11、12，但并不局限于该结构，也可以是兼用1个输入端子的结构。在这种情况下，对2个图像数据进行复用，使它们可通过1个输入端子提供，然后，在用于影像信号处理的集成电路内分离成2个图像数据。并且，输入端子既可以是串行方式也可以是并行方式。
接下来，要说明的是如下的画中画显示的实现，即，在本结构中所输入的2个独立的图像数据都是隔行扫描构造，第1图像数据为标准分辨率，第2图像数据为高分辨率，将第2图像数据作为主画面，将第1图像数据作为子画面，把子画面扩大后与主画面合成进行画中画显示。
i-p转换部13将隔行扫描构造的第1图像数据作为输入进行i-p转换，转换为逐行扫描构造的图像数据。尺寸转换部14使用被转换为逐行扫描构造的图像数据，进行向规定的尺寸转换的尺寸转换处理，然后，作为第3图像数据进行输出。图像合成部15将第3图像数据作为子画面，合成到第2图像数据上的规定的位置上并输出。具体而言，进行在第3图像有效的区域输出第3图像数据、并在其他区域输出第2图像数据等的处理。在第3图像有效的区域中，可以进行在以规定的比率将第3图像数据和第2图像数据分别系数倍之后相加并输出的处理。另外，这里所说的尺寸转换处理是将逐行扫描构造的图像数据作为输入，生成规定的尺寸的隔行结构的图像数据的处理。
作为i-p转换处理，有例如JP特开2000-36944号公报中所提到的方法等，但是，在本发明中，针对与i-p转换处理的性能相关的时间方向的相关检测方法、内插像素的生成方法，不进行限定。
以下，通过图3～图6，对尺寸转换部14中的图像数据的尺寸转换处理的一个例子进行说明。
图3表示隔行扫描构造的图像数据的场和行位置的关系；图4表示通过i-p转换被转换为逐行扫描构造的图像数据的场和行位置的关系；图5表示在将隔行扫描构造的图像数据作为输入时的垂直方向的尺寸转换处理；图6表示在将通过i-p转换被转换为逐行扫描构造的图像数据作为输入时的垂直方向的尺寸转换处理。
如图5所示，以往的垂直方向的尺寸转换处理将隔行扫描构造的图像数据作为输入。相比之下，在本实施方式中，如图6所示，是将通过i-p转换被转换为逐行扫描构造的图像数据作为输入。例如，当生成图5以及图6的t26的位置的数据时，在图5所示的以往的处理中，是通过使用在t10、12、14、16的位置上的数据进行过滤运算等来生成的，相比之下，根据图6所示的本实施方式，可使用相对于在内插生成的t26的位置上的数据距垂直位置近、也就是说在垂直关系更强的t11、12、13、14的位置上的数据来生成的。
并且，虽然图5以及图6所示的垂直尺寸转换处理使用垂直方向的4个数据进行内插处理，但是，用于内插处理的数据数并不局限于此。
综上所述，通过将进行i-p转换处理所生成的逐行扫描构造的图像数据作为输入，并使用垂直关系更强的数据进行尺寸转换，与通过对隔行扫描构造的图像数据进行扩大处理所生成的图像相比，可以实现分辨率感的提高。
另外，当指定了特定倍率的图像尺寸的转换时，也可以进行以下的处理。
<等倍处理>
图7表示用于本实施方式中的影像信号处理的集成电路的其他例子。在图7中，对与图1共同的结构要素赋予与图1相同的附图符号，并且在此省略其详细说明。在图7中，图像转换部12A除了i-p转换部13和尺寸转换部14，还具有选择器21。选择器21对尺寸转换部14的输出和原来的第1图像数据中的任意一者进行选择输出。在此，当指定了等倍作为图像尺寸转换的倍率时，选择器21选择输出原来的第1图像数据。因此，当图像尺寸转换的倍率为等倍时，不进行i-p转换处理和按照图像尺寸转换的倍率的过滤处理，将第1图像数据按原样直接作为第3图像数据进行输出。即，根据图7的结构，当图像尺寸转换的倍率为等倍时，省略过滤处理的执行。因此，可以减少图像尺寸转换的运算量，并且，由于原来的图像按原样输出，因此不会产生画质变差的问题。
图8表示当图像尺寸转换的倍率为等倍时的其他的信号处理。如图8所示，通过i-p转换部13生成包括原像素和内插像素的逐行图像。另外，当指定了等倍作为图像尺寸转换的倍率时，尺寸转换部14进行将在i-p转换处理中生成的内插像素进行间拔的处理以代替过滤处理。其结果是，从尺寸转换部14输出的第3图像数据变为与原来的第1图像数据相同。即，根据图8的处理，当图像尺寸转换的倍率为等倍时，省略过滤处理的执行。因此，可以减少图像尺寸转换的运算量，并且，由于原来的图像按原样输出，因此不会产生画质变差的问题。
<1/2倍处理>
图9是表示当图像尺寸转换的倍率为1/2倍时的信号处理的一个例子的图。在此，当指定了1/2倍作为图像尺寸转换的倍率时，i-p转换部13被设置成不进行i-p转换处理。即，如图9所示，尺寸转换部14从原来的隔行扫描构造的第1图像数据生成第3图像数据。并且，如图9所示，每隔1个场，尺寸转换部14不进行过滤处理，取而代之进行对像素间拔的处理，生成第3图像数据。即，每隔1个场，进行过滤处理。因此，可减少图像尺寸变换的运算量。
并且，当图像尺寸转换的倍率为1/2倍时，考虑到例如图像尺寸转换的运算量或对图像质量的要求等，也可以选择性地进行图9所示的信号处理、以及执行i-p转换处理和过滤处理的信号处理。
<2倍处理>
图10是表示当图像尺寸转换的倍率为2倍时的信号处理的一个例子的图。在此，当指定了2倍作为图像尺寸转换的倍率时，如图10所示，尺寸转换部14被设置成：每隔1个场，进行用于将像素位置错开半个像素的位置校正的过滤处理。关于不进行位置校正的场，例如，可以省略过滤处理的执行。由此，可减少图像尺寸转换的运算量。
并且，关于不进行位置校正的场，也可以不省略过滤处理的执行，而进行使用包括位置与该像素相同的像素的奇数个像素的过滤处理。
<1.5倍处理>
图11是表示当图像尺寸转换的倍率为1.5倍时的信号处理的一个例子的图。在图11中，a1是第1像素数据中的原像素；b1是通过i-p转换处理生成的内插像素；c1是通过尺寸转换生成的新像素。在此，当指定了1.5倍作为图像尺寸转换的倍率时，如图11所示，尺寸转换部14被设置成反复进行根据由2个原像素和2个内插像素构成的4个像素而生成3个新像素的过滤运算。例如，在图11中，根据原像素a1、a2和内插像素b0、b1生成新像素c0、c1、c2；根据原像素a3、a4和内插像素b2、b3生成新像素c3、c4、c5。α、β(α＞β)是过滤运算的系数。由此，可实现过滤运算的模式化，并减少图像尺寸转换的运算量。
而且，在图11的例子中，通过将新像素的位置与内插像素对齐，各过滤运算包括将1个内插像素按原样直接作为1个新像素的处理。例如，将内插像素b0按原样直接作为新像素c0；将内插像素b2按原样直接作为新像素c3。由此，可以进一步减少图像尺寸转换的运算量，并且抑制画质变差。
通过以上的结构，当用例如BD-ROM的规格定义的、成为主画面的图像数据是1080i数据，成为子画面的图像数据是480i数据，将子画面扩大为规定的尺寸，并与主画面合成进行画中画显示时，可提供将2画面之间的分辨率感抑制到最小限度的高画质的合成图像。
另外，作为主画面或子画面输入的图像数据，不局限于本实施方式的说明中所使用的分辨率。
(产业上的可利用性)
通过本发明，在将分辨率不同的2个图像数据进行画中画显示时，可输出将2画面之间的分辨率感抑制到最小限度的高画质的合成图像，因此，在应用于BD播放器或BD录像机等中的、将分辨率不同的2个图像数据合成输出的影像信号处理等中很有用。

Claims (23)

1.一种影像信号处理方法，将隔行扫描构造的第1以及第2图像数据作为输入，
该影像信号处理方法包括：
图像转换步骤，对上述第1图像数据进行图像尺寸转换，并作为隔行扫描构造的第3图像数据进行输出；以及
合成步骤，进行将上述第3图像数据和上述第2图像数据合成的处理，
上述图像转换步骤具有：
步骤(a)，对上述第1图像数据进行i-p转换处理；以及
步骤(b)，针对通过步骤(a)生成的逐行扫描构造的图像数据，按照图像尺寸转换的倍率进行过滤处理，生成上述第3图像数据。
2.根据权利要求1所述的影像信号处理方法，其特征为，
在上述图像转换步骤中，当图像尺寸转换的倍率为等倍时，省略过滤处理的执行。
3.根据权利要求2所述的影像信号处理方法，其特征为，
在上述图像转换步骤中，当图像尺寸转换的倍率为等倍时，不进行上述步骤(a)以及(b)，而将上述第1图像数据按原样直接作为上述第3图像数据输出。
4.根据权利要求2所述的影像信号处理方法，其特征为，
在上述图像转换步骤中，当图像尺寸转换的倍率为等倍时，在上述步骤(b)中，不进行过滤处理，取而代之进行对在步骤(a)生成的内插像素间拔的处理。
5.根据权利要求1所述的影像信号处理方法，其特征为，
在上述图像转换步骤中，当图像尺寸转换的倍率为1/2倍时，不执行上述步骤(a)，在上述步骤(b)中，每隔1个场，进行间拔像素的处理以代替过滤处理，生成上述第3图像数据。
6.根据权利要求1所述的影像信号处理方法，其特征为，
在上述图像转换步骤中，当图像尺寸转换的倍率为1/2倍时，选择性地执行以下处理：
进行上述步骤(a)以及(b)；或者
不进行上述步骤(a)，在上述步骤(b)中，每隔1个场，进行间拔像素的处理以代替过滤处理。
7.根据权利要求1所述的影像信号处理方法，其特征为，
在上述图像转换步骤中，当图像尺寸转换的倍率为2倍时，在上述步骤(b)中，每隔1个场，进行用于将像素位置错开半个像素的位置校正的过滤处理。
8.根据权利要求7所述的影像信号处理方法，其特征为，
在上述步骤(b)中，对于不进行位置校正的场，省略过滤处理的执行。
9.根据权利要求7所述的影像信号处理方法，其特征为，
在上述步骤(b)中，对于不进行位置校正的场，为了生成新像素，执行使用了包括位置与该像素相同的像素的奇数个像素的过滤处理。
10.根据权利要求1所述的影像信号处理方法，其特征为，
在上述图像转换步骤中，当图像尺寸转换的倍率为1.5倍时，在上述步骤(b)中，反复执行根据由上述第1图像数据中的2个原像素和通过上述步骤(a)生成的2个内插像素构成的4个像素生成3个新像素的过滤运算。
11.根据权利要求10所述的影像信号处理方法，其特征为，
上述过滤运算，包括将1个内插像素按原样直接作为1个新像素的处理。
12.一种集成电路，其将隔行扫描构造的第1以及第2图像数据作为输入，并进行影像信号处理，
该集成电路具有：
图像转换部，其对上述第1图像数据进行图像尺寸转换处理，并输出所获得的隔行扫描构造的第3图像数据；和
合成部，其进行将上述第3图像数据和上述第2图像数据合成的处理，上述图像转换部具有：
i-p转换部，其对上述第1图像数据进行i-p转换处理；和
尺寸转换部，其针对通过上述i-p转换部生成的逐行扫描构造的图像数据，按照图像尺寸转换的倍率，进行过滤处理，并生成上述第3图像数据。
13.根据权利要求12所述的集成电路，其特征为，
当图像尺寸转换的倍率为等倍时，上述图像转换部省略过滤处理的执行。
14.根据权利要求13所述的集成电路，其特征为，
当图像尺寸转换的倍率为等倍时，上述图像转换部将上述第1图像数据按原样直接作为上述第3图像数据进行输出。
15.根据权利要求13所述的集成电路，其特征为，
在上述图像转换部中，当图像尺寸转换的倍率为等倍时，上述尺寸转换部不进行过滤处理，取而代之进行将通过上述i-p转换部生成的内插像素间拔的处理。
16.根据权利要求12所述的集成电路，其特征为，
在上述图像转换部中，当图像尺寸转换的倍率为1/2倍时，上述i-p转换部不执行i-p转换处理，上述尺寸转换部，每隔1个场，进行间拔像素的处理以代替过滤处理，并生成上述第3图像数据。
17.根据权利要求12所述的集成电路，其特征为，
在上述图像转换部中，当图像尺寸转换的倍率为1/2倍时，选择性地执行以下处理：上述i-p转换部执行i-p转换处理，并且，上述尺寸转换部执行过滤处理，或者，上述i-p转换部不执行i-p转换处理，上述尺寸转换部，每隔1个场，进行间拔像素的处理以代替过滤处理。
18.根据权利要求12所述的集成电路，其特征为，
在上述图像转换部中，当图像尺寸转换的倍率为2倍时，上述尺寸转换部，每隔1个场，进行用于将像素位置错开半个像素的位置校正的过滤处理。
19.根据权利要求18所述的集成电路，其特征为，
上述尺寸转换部，对于不进行位置校正的场，省略过滤处理的执行。
20.根据权利要求18所述的集成电路，其特征为，
上述尺寸转换部，对于不进行位置校正的场，为了生成新像素，执行使用了包括位置与该像素相同的像素的奇数个像素的过滤处理。
21.根据权利要求12所述的集成电路，其特征为，
在上述图像转换部中，当图像尺寸转换的倍率为1.5倍时，上述尺寸转换部，反复执行根据由上述第1图像数据中的2个原像素和通过上述i-p转换部生成的2个内插像素构成的4个像素生成3个新像素的过滤运算。
22.根据权利要求21所述的集成电路，其特征为，
上述过滤运算，包括将1个内插像素按原样直接作为1个新像素的处理。
23.一种影像再现装置，其特征为，
具有：
数据再现装置，其再现记录介质的数据；
视频解码器，其将从上述数据再现装置提供的2个独立的压缩视频数据解码，并作为第1以及第2图像数据进行输出；和
根据权利要求12所述的集成电路，其将从上述视频解码器输出的上述第1以及第2图像数据作为输入。
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