CN1029066C - 中间行发生器 - Google Patents

Abstract

一种将隔行扫描转变为非隔行扫描视频信号的转换器所用的中间行发生器包括用来检验在时间上和空间上位于中间行位置周围的若干行的电路(52、54、56)，并且消除(58、60、62、64、66、70)这若干行中具有代表相对极端幅值的信号。剩下的信号以预定比例组合起来(68)，以产生中间行。

Description

本发明涉及将隔行扫描信号转变成非隔行扫描信号的视频信号处理电路。

众所周知，将视频信号从隔行扫描格式转变成非隔行扫描格式是为了提高再现图象的视在质量。在这一处理过程中，在视频信号的每一场中，有若干行视频信号由人工产生，并出现在标准场的行与行之间。人工产生这种中间行的典型方法包括：重复出现在紧接在中间行之前或之后的实行的值;均化在空间上出现在中间行之上和之下的实行;均化在时间上出现在中间行之前和之后的实行;或将后两者组合而得的方法。在最后提到的方法中，时间和空间上均化的实行依对检测到的帧间图象的运动而成比例相组合。另一种叫做固定内插法的产生中间行的方法，包括均化若干场（例如5场）中若干行的信号，这些行位于与该中间行对称的位置上。

前述的第一个系统都有其缺点。重复行系统在倾斜线上产生锯齿形边缘。空间均化系统导致垂直分辨率的下降。时间均化系统引入运动的人工产物。运动自适应系统比较复杂且已知的运动检测器特性是有限，对于低幅度视频信号，运动检测器不能把运动信息与信号噪声区别开来。最后，固定内插器方法比较昂贵且呈现出一些运动的人工产物。

本发明的目的在于提供一种方法和装置，以最少的处理电路、在非所需人工产物为最小的情况下产生中间视频行。本发明中间行发生器包括用来共同提供位于要产生的中间行上、下的若干行视频信号的信号延时电路。比较这些表示该若干行信号幅度的相对值。消除那些呈现出最大极端值和最小极端值的信号，把其余信号依预定的比例相组合，以提供中间行。

图1为视频信号的若干个连续场中水平行视频信号的图示;

图2为包括隔行扫描到非隔行扫描转换器的电视接收机的部分方框图;

图3为实施本发明中间行发生器的方框图;

图4和图5为另一类中间行发生器的方框图;

图6为可用在图3和图4电路中的最大（最小）选择器的电路图。

图1表示隔行视频信号的若干个场间隔n-2、n-1、n、n+1的一部分。在相应场中一部分视频行用圆点来表示（假设这些扫描行进入纸内）。偶数行出现在偶数场内，奇数行出现在奇数场内。用“X”来表示中间行，这些中间行是从隔行信号中产生非隔行视频信号时要产生的。

图2表示一种把隔行视频信号变成非隔行视频信号的转换器的典型情况。来自例如电视接收机调谐器/中频（IF）电路10的基带复合视频信号耦合到视频信号处理电路12上。处理电路12可包括：传统的亮-色分离电路、色调校正电路、对比度和饱和度控制电路、以及产生偏转和同步信号的电路。色度分量信号的取样CR耦合到加速电路14上，在电路14中，这些取样以正常（或所接收的）取样速率存储起来，然后以两倍正常取样速率读出两次。把两倍取样速度的色度分量信号加到矩阵电路20上。

如果需要，可以用下面将要描述的产生亮度信号中间行的电路来产生色度信号中间行，而不是简单地重复色度信号行。

由处理电路12提供的亮度分量信号耦合到中间行发生器（ILG）16和加速电路18上。加速电路18以正常速率装入亮度分量Y并提供两倍速率的亮度信号实行。来自加速电路18的输出信号耦合到二选一多路转换开关24的第一信号输入端上。

相应于亮度分量Y，中间行发生器16产生亮度信号的假想行或中间行。该中间行加到另一个加速电路22上。加速电路22以正常速率装入中间行并以两倍正常速率输出。两倍速率的中间行信号耦合到多路转换开关24的第二输入端上。多路转换开关24受行频矩形波信号控制，以便交替地将两倍速率实行亮度信号YR及两倍速率的中间行亮度信号YI耦合到矩阵20的第二输入端上，在矩阵20中亮度分量和色度分量组合起来产生基色信号红、绿和蓝，以便激励例如显示装置（未示出）。在图2所示电路中，在色度和亮度信号通路之一中，可能需要包括补偿延时单元以使相应信号在时间上对齐。例如，取决于中间行发生器的具体实施，可能需要把色度分量C或实行亮度分量YR延时一场的间隔。

实施本发明、用于产生中间行I（图1）的示范性中间行发生器示于图3。图3中，视频信号例如来自图2处理电路12的亮度分量Y通过联接端50耦合到串联连接的延时单元52-56上，这些延时单元分别提供延时了262行间隔、263行间隔和525行间隔的亮度信号。由延时单元52-56提供的相应信号对应于图1中标以E、D和B的各行。输入到延时单元52上的那一行对应于图1中标以G的那行。

来自延时单元52的信号分别耦合到最大值（MAX）检测器58和最小值（MIN）检测器60的第一输入端上。来自延时单元54的信号分别耦合到最大值检测器58和最小值检测器60的第二输入端上。最大值检测器和最小值检测器分别通过耦合到其上的那两个信号中幅度较大的和幅度较小的。

来自最大值检测器58的信号耦合到最小值检测器70的第一输入端上。来自最小值检测器60的信号耦合到最大值检测器66的第一输入端上。

延时单元52的输入信号分别耦合到最大值检测器62和最小值检测器64的第一输入端上。延时单元56的输出信号分别耦合到最大值检测器62和最小值检测器64的第二输入端上。最大值检测器62和最小值检测器64分别通过加到其相应输入端上那两个信号中幅度较大的和幅度较小的。

来自最大值检测器62的输出信号耦合到最小值检测器70的第二输入端上。来自最小值检测器 64的输出信号耦合到最大值检测器66的第二输入端上。

最大值检测器58和最小值检测器60分别通过代表行D和E信号中较大的和较小的。最大值检测器62和最小值检测器64分别通过代表行B和G信号中较大的和较小的。最大值检测器66通过最小值检测器60和64所通过的信号中较大的，因此，消除了代表行B、D、E和G信号中最小的。最小值检测器70通过最大值检测器58和62所通过的信号中较小的，因此，消除了代表行B、D、E和G信号中最大的。

通过最小值检测器70和最大值检测器66的信号分别耦合到图中示为加法器68的组合电路上。来自组合电路的输出信号通过除2电路72标准化了，除2电路72的输出代表中间行。

值行注意的是，在选择待组合信号以产生中间行时，不选幅度极为相似的信号。而是把幅度是可用信号中极端值的那些信号消除。例如，假定信号B、D、E和G的幅度分别对应于0、1、20和22个单位，则把代表行D和E的信号幅度1和20组合起来，而不是把具有相似值的信号0与1或20与22组合。

如图3所示的装置，利用来自3个场中4行的信息产生中间行并对大多数图象提供良好性能。然而，例如某些具有交替亮暗行的图象不能用4点系统正确地再现。这些图象可通过把来自更多图象行的信息组合起来得以适当地处理。图4所示的电路利用来自8个图象行的信息来形成中间行。这8个图象行是图1中标以A、B、C、D、E、F、G和H的那些行。

图4所示电路将执行两种算法中的任何一种。对于特定算法来说，加到单元410-414上的信号是有决定性的。第一种算法用的是，图4中不在括号内的、耦合到单元410-414上的信号A、D、F、C、E、H、B和G（从A到H行）第二种算法用的是，图4中在括号内的耦合到单元410-414上的信号A、B、C、F、G、H、D、E（从A到H行）。

在第一种算法中，检验来自行A、D和F的信号并消除两个极端值。还检验来自行C、E和H的信号并消除两个极端值。将从行A、D、F;以及C、E、H的检验中得到的信号与行B和G的信号相比较，并且消除这四个信号的极端值。于是，从剩下两个信号的平均值中产生中间行。

在第二种算法中，检验来自行A、B和C的信号并消除这些信号中的极端值。还检验来自行F、G和H的信号并消除这些信号中的极端值。将从行A、B、C;以及F、G、H的检验中得到的信号与行D和E的信号相比较，并且消除这四个取样中的极端值。从剩下两个信号中产生中间行。

图4中，带抽头的延时线400提供从A到H行的信号，延时线400包括串联连接的两个一行延时单元，一个261行延时单元，一个一行延时单元、一个261行延时单元及两个一行延时单元。来自行A和D的信号耦合到最大值/最小值电路410上。410在分别标以L和H的输出端上提供幅度较小和幅度较大的信号。来自行F的信号以及由电路410提供的来自行A和D中较大的信号耦合到最小值检测器411上，检测器411通过幅度较小的信号。来自最小值检测器411的信号以及由电路410提供的较小信号耦合到最大值检测器420上，检测器420通过这两个信号中幅度较大的。来自最大值检测器420的输出信号是具有中等幅值的、来自行A、D或F的信号。

来自行C、E和H的信号耦合到相似的电路412、413及422上。电路422通过具有中等幅值的、来自行C、F和H的信号。

来自电路420和422的信号耦合到最大值/最小值检测器424上，检测器424分别在输出端L和H上通过幅度较小和幅度较大的信号。来自行B和G的信号耦合到最大值/最小值检测器414上，检测器414在其输出端H上通过信号B和G中较大的，在输出端L上通过信号B和G中较小的。

由最大值/最小值检测器424和414提供的具有较小幅度值的信号耦合到最大值检测器426上，检测器426通过较小幅值信号中较大的信号，因此，消除相对更负的极端值。由最大值/最小值检测器414和424提供的较大幅值的信号耦合到最小值检测器428上。最小值检测器428通过较大幅值信号中较小的信号，因此，消除相对更正的极端值。最大值检测器426和最小值检测器428通过的信号在加法器电路430中相加，以产生 中间行。

图5示出第三种中间行发生器。该电路与图3中电路相同，从4行（B、D、E、G）中产生一中间行，但该电路包括沿着这四行中的每一行在水平方向发生附加的信号信息。图5中，每一个标以Ts的方框是一个延时单元，该延时单元提供取样周期整数倍的延时。相应检测器DET1-DET4首先检验沿着相应行的水平信息，并且每一个检测器都从每一行中消除相对极端值。DET1-DET4的构成可以近似于图4中的单元410、411和420。此后，通过检测器DET1-DET4的、代表四行的输出信号受到与来自图3装置中四行信号一样的处理。

第四种实施例可以包括图3所示类型的电路、图4所示类型的电路以及将这两个电路所提供的信号以预定的比例组合起来的附加电路。

图6示出可实现最大值和/或最小值检测器的电路。在示范性电路和中，假定：所加的信号为以速率fs出现且与时钟信号Fs同步的已取样数据格式。信号可以是并行位二进制的取样。两个输入端标以IN1和IN2。这些输入端耦合到一对“D”锁存器77和79的数据输入端上。锁存器77和79响应于取样速率时钟信号Fs，存储连续的输入取样。存储在锁存器77和79中的相应取样耦合到减法器81的被减数输入端和减数输入端，以及二选一多路转换开关82的信号输入端上。减法器82的符号位输出端耦合到多路转换开关82的控制输入端上。如果加到端子IN1上的取样大于加到端子IN2上的取样，则减法器产生的差符号位将呈现为“1”状态并且控制该多路转换开关通过锁存器77提供的取样。相反地，如果加到端子IN2上的取样大于加到端子IN1上的取样，则符号位将呈现为“0”状态并且控制该多路转换开关通过锁存器79提供的取样。如果在端子IN1和IN2上的取样相等，则哪一个取样通过该多路转换开关都没有关系。由多路转换开关提供的取样耦合到同步锁存器84上，该锁存器84受取样时钟Fs的控制。

如上所述图6电路用做最大值检测器。该电路通过互换连接到多路转换器82上的信号输入端或通过利用互补的符号位来控制多路转换器82，即可用做最小值检测器。

已构成上述电路来处理NTSC信号。通过适当改变一些延时单元，即可处理其他广播制式的信号。例如，如果图3所示的延时单元52和56设计为提供312行间隔的延时，则利用图3所示类型的电路即可处理PAL信号。

Claims (4)

1、增加了显示图象光栅扫描行数的扫描转变系统中的一种中间行发生器，包括：

一个视频信号源；

耦合到所述源上，用来产生代表在时间和空间上位于中间行位置周围的水平行的若干个相对延时信号的装置；

其特征在于，

响应于所述若干个相对延时的信号、用来消除所述若干个相对延时信号的相对正和相对负的极端值的装置；以及

以预定比例将剩下的所述相对延时信号组合，以产生所述中间行信号的装置。

2、根据权利要求1所述的中间行发生器，其特征在于，用来提供若干个相对延时信号的装置包括：

每一个都提供262水平行间隔延时的第一和第二延时单元;

提供一水平行间隔延时的第三延时单元;以及

将所述第一延时单元、所述第三延时单元以及所述第二延时单元以所述顺序串联耦合起来的装置，在该装置中，于所述第一延时单元的一个输入端及所述第一、第二和第三延时单元的相应输出端上提供所述若干个相对延时信号。

3、根据权利要求2所述的中间行发生器，其特征在于，用来消除相对正和相对负的极端值的装置包括：

具有耦合到所述第一延时单元输入端上的相应第一输入端、及耦合到所述第二延时单元输出端上的相应第二输入端的第一和第二装置，所述第一和第二装置分别用来通过加到其相应的第一和第二输入端上两个信号中较大的和较小的;

具有耦合到所述第一延时单元输出端上的相应第一输入端、及耦合到所述第三延时单元输出端上的相应第二输入端的第三和第四装置，所述第三和第四装置分别用来通过加到其相应第一和第二输入端上两个信号中较大的和较小的。

耦合到所述第一和第三装置上、用来通过由此通过的两个信号中较小的第五装置;

耦合到所述第二和第四装置上、用来通过由此通过的两个信号中较大的第六装置;

所述第五装置消除所述相对正的极端值，且所述第六装置消除所述相对负的极端值。

4、根据权利要求1所述的中间行发生器，其特征在于：所述消除装置包括：

响应于所述若干个相对延时视频信号的第一组、用来消除其相对极端值并且至少通过所述第一组的所述相对延时视频信号之一的至少第一信号的第一装置;

响应于所述若干个相对延时视频信号的第二组、用来消除其相对极端值并且至少通过所述第二组的所述相对延时视频信号之一的至少第二信号的第二装置;以及

响应于所述若干个相对延时视频信号的第三组、所述的至少第一信号和所述的至少第二信号，用来消除其相对极端值的第三装置;所述组合装置以预定的比例将所述第三组剩下的信号、所述的至少第一信号及所述的至少第二信号组合起来，以产生所述的中间行。

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