CN1187979C - 图像处理设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种可防止垂直分辨率变劣和抑制行闪烁明显出现的图像处理设备和方法以及提供介质。为把有525扫描行的隔行扫描视频信号转换成有525扫描行的另一顺序视频信号，同时保持图像尺寸，在奇数场中，把转换后的行偏移0.5H(H是输入视频信号水平扫描行间距离)。因此，由转换前两行Ii和Ii+1的象素数据产生各行Oi的象素数据。结果，在白色象素和黑色象素间边界上行的象素为灰色。在奇数场中，不产生偏移，并将转换前场的各行I1的象素数据设定为转换后场的各行Oi的象素数据。

Description

图像处理设备和方法

本发明涉及图像处理设备、方法和提供介质，特别涉及可以用来转换图像大小和视频信号的垂直频率，同时可在没有垂直分辨率劣化的情况下抑制行闪烁的图像处理设备、方法和提供介质。

日本的电视广播以NTSC彩色TV系统为基础，在日本的电视机一般这样设计，以便接收和显示有525扫描行的隔行扫描视频信号(525i)。同时，可以显示PAL系统的625i隔行扫描视频信号的电视机、用于高清晰电视广播的1080i隔行扫描视频信号的电视机和显示行顺序525扫描行的525p非隔行扫描视频信号的电视机也开始投放市场。如果把525i、625i、525p和1080i中的任何一个视频信号输入给上述类型的电视机，那么电视机把输入的视频信号转换为预定的统一频率的预定尺寸的图像并进行显示。统一的频率例如为525p。在这种情况下，水平扫描频率fh为31kHz，而场(帧)频率fv为60Hz。

图9表示上述类型的常规电视机结构的实例。参照图9，A/D转换器1将模拟视频信号Yi1、Ui1和输入电视机的第一频率Vi1转换成数字信号，并把该数字信号输出给低通滤波器(LPF)2。LPF 2从其输入信号的水平和垂直频率分量中仅抽取预定的低频分量，并把抽取的低频分量输出给内插电路3。内插电路3通过内插计算减少从LPF 2输入给它的图像数据，并把减少的视频信号提供给帧存储器4。分别由写入存储器控制器5和读出存储器控制器6控制帧存储器4的写入和读出操作。另一内插电路7把从帧存储器4读出的数据转换成更大屏幕的视频数据，并把产生的视频数据输出给混合(Mix)电路15。

对于其它视频信号Yi2、Ui2和Vi2来说，由分别与从A/D转换器1至内插电路7的组成部分相同的不同组的A/D转换器8至另一内插电路14的组成部分，来完成类似于用A/D转换器1至内插电路7的组成部分完成的处理。

混合电路15选择内插电路7的输出或内插电路14的输出，并把被选择的输出输出给D/A转换器16。D/A转换器16把输入给它的数字信号形式的视频信号转换成模拟信号，并把该模拟信号输出给诸如未示出的阴极射线管(CRT)等的显示部件。

在操作中，A/D转换器1把输入给它的模拟信号转换成数字信号，并把该数字信号输出给LPF 2。LPF 2抽取输入的视频信号的预定低频分量，并把该低频分量输出给内插电路3。如果需要缩减输入的视频信号，那么内插电路3通过线性内插进行该减小处理，并把缩减的视频信号提供给帧存储器4，以便该视频信号可以存储在帧存储器4中。写入存储器控制器5控制将缩减的视频信号写入帧存储器4中的处理。

在读出存储器控制器6的控制下读出在帧存储器4中存储的视频信号并提供给内插电路7。内插电路7处理从帧存储器4读出的视频信号，以便在需要时通过内插处理扩大屏幕的尺寸，并把扩大屏幕尺寸的视频信号输出给混合电路15。

由A/D转换器8至内插电路14的部分也可完成同样的处理，并把产生的视频信号提供给混合电路15。

混合电路15选择从内插电路7输入的视频信号或从内插电路14输入的视频信号，并把选择的视频信号输出给D/A转换器16。D/A转换器16把数字信号形式的视频信号转换成模拟信号，并把该模拟信号输出给CRT或未示出的类似显示单元。

因此，根据屏幕尺寸和图10所示的扫描行的数量，电视机把例如1080i的视频信号、525i的视频信号或625i的视频信号转换成525p的视频信号，从而可以显示525p的视频信号。

图11表示图9所示电视机一部分的更详细结构的实例，该电视机包括如上所述的帧存储器4、写入存储器控制器5和读出存储器控制器6。从内插电路3输出的数字视频信号被输入给对应于帧存储器4的场存储器34和场存储器35。再有，把由未示出电路提供的写入侧存储器控制信号(例如，起动信号)提供给场存储器34和场存储器35。根据由未示出的电路提供的写入侧场开关信号，开关33可接通到触点“a”侧或触点“b”侧。

再有，把读出侧存储器控制信号(起始信号)通过另一开关37提供给场存储器34和场存储器35。根据从D型触发器32输出的读出侧场开关信号，开关37可接通到触点“a”侧或触点“b”侧。再有，根据读出侧场开关信号，另一开关36可接通到触点“a”侧或触点“b”侧，并把从场存储器34或场存储器35读出的视频信号输出给内插电路7。

根据由起始位置检测电路31检测并输出的读出侧读出起动脉冲，D型触发器32锁存写入侧场开关信号，并把锁存的写入侧场开关信号作为读出侧场开关信号输出给开关36和开关37。

下面，再参照图12A至图12E的时序图说明图11所示电路的操作。

响应于写入侧场开关信号(图12B)电平变化至高电平，开关33接通到触点“a”侧，而响应于写入侧场开关信号电平变化至低电平，该开关接通到触点“b”侧。当写入侧场开关信号(图12B)为高电平时，把写入侧行地址计数信号(图12A)提供给场存储器34，而当写入侧场开关信号为低电平时，则把该计数信号提供给场存储器35。结果，当写入侧场开关信号(图12B)为高电平时，由内插电路3提供的数字视频信号被写入场存储器34，而当写入侧场开关信号为低电平时，该视频信号被写入场存储器35。

另一方面，与从起动位置检测电路31输出的读出侧读出起动脉冲(图12D)同步，D型触发器32锁存写入侧场开关信号(图12B)，并把它作为读出侧场开关信号(图12E)提供给开关36和开关37。当读出侧场开关信号(图12E)为高电平时，开关36和开关37接通到触点“b”侧，而当读出侧场开关信号(图12E)为低电平时，则接通到触点“a”侧。当读出侧场开关信号(图12E)为高电平时，把读出侧行地址计数信号(图12C)提供给场存储器35。结果，通过开关36的触点“b”，把从场存储器35读出的视频信号提供给内插电路7。

同样，当读出侧场开关信号(图12E)为低电平时，把读出侧行地址计数信号(图12C)提供给场存储器34。因此，通过开关36的触点“a”，把从场存储器34读出的视频信号提供给内插电路7。

以这种方式，在图11所示的电路中，例如，为了把625i的隔行扫描视频信号(fh＝15kHz，fv＝50Hz)转换成525p的非隔行扫描信号(fh＝31kHz，fv＝60Hz)，为了防止在显示屏幕上明显地观察出行闪烁，就要完成一场处理。实际上，根据写入，当第n帧的奇数场被写入场存储器34时，下一个第n+1帧的奇数场的视频信号被写入场存储器35中。

同样，当把525i的隔行扫描信号(fh＝15.734kHz，fv＝60Hz)或625i的隔行扫描信号(fh＝15.625kHz，fv＝50Hz)设定为要被输出的视频信号，并且其中输入信号为625i或525i的视频信号时，由于包括垂直频率转换，所以为了防止在显示屏幕上明显观察到行闪烁，就要完成一次场处理。

但是，在以这种方式完成一场处理的情况下，要根据两个场的图像数据利用奇数场和偶数场中之一的图像信号，而这会导致垂直分辨率变劣。结果，例如，倾斜的直线未被显示成平滑的直线，而被显示成弯曲不平的线。

再有，一个可能的设想是取代一场处理而进行两场处理。但是，两场处理使在显示屏幕上明显观察到行闪烁的现象增强。

实际上，例如，当把垂直频率从60Hz转换成50Hz时，如果试图完成该转换，使60Hz的场一个一个地与50Hz场有对应关系，那么因频率差会出现所谓的超越(passing)现象，其中，各场的视频信号在迟于它应该最初显示的时间才被显示。

为了防止这种超越现象，例如，如图14所示，周期性地重复输出相同的场。以图14所示的输出方式，相对于各六个场，连续地输出两次相同场的视频信号。这实际上使显示屏幕上明显出现行闪烁。

更具体地说，在这种情况下，即如图15所示，从第一至第五的奇数场的五行的所有象素为黑色，而第五行以下各行的所有象素为白色的情况下，由于偶数场的行位于奇数场的行之间，所以从第一至第四的四行象素为黑色，而在它们之下的象素为白色。

如果把奇数场的行象素和偶数场的行象素用作非隔行扫描显示的各场(帧)的行象素，那么在奇数场中从五行以上的象素为黑色，而偶数场中从四行以上的象素为黑色。结果，当交替显示偶数场的图像和奇数场的图像时，从第五行以上交替显示相同的静止图像的黑色象素和白色象素。黑色象素和白色象素的这种交替显示被观察为30Hz频率的行闪烁。

不管在未包括垂直频率转换的情况下，和在包括垂直频率转换的情况下，都出现行闪烁，但由于在包括垂直频率转换的情况下行闪烁的频率低于在未包括垂直频率转换的情况下的频率，所以行闪烁会特别明显。

本发明的目的在于提供图像处理设备和方法以及提供介质，利用它们可以在没有垂直分辨率劣化的情况下抑制行闪烁的明显出现。

为了达到上述目的，按照本发明的一个方案，提供图像处理设备，该设备包括用于识别输入的视频信号和要被输出的视频信号之间关系的识别装置，根据识别装置的识别结果提供预定初始值的供给装置，利用从供给装置提供的初始值产生预定系数的产生装置，和利用产生装置产生的系数由输入的视频信号象素数据计算要被输出的视频信号象素数据的计算装置。

按照本发明的另一方案，提供图像处理方法，该方法包括识别输入的视频信号和要被输出的视频信号之间关系的识别步骤，根据在识别步骤中识别的结果提供预定初始值的供给步骤，利用在供给步骤中提供的初始值产生预定系数的产生步骤，和利用产生步骤中产生的系数由输入的视频信号象素数据计算被输出的视频信号象素数据的计算步骤。

按照本发明的另一方案，提供提供介质，该提供介质提供使信息处理设备执行包括以下步骤的处理的计算机可读程序，这些步骤包括识别输入的视频信号和要被输出的视频信号之间关系的识别步骤，根据在识别步骤中识别的结果提供预定初始值的供给步骤，利用在供给步骤中提供的初始值产生预定系数的产生步骤，和利用在产生步骤中产生的系数由输入的视频信号象素数据计算要被输出的视频信号象素数据的计算步骤。

在该图像处理设备、图像处理方法和提供介质中，利用根据输入的视频信号和要被输出的另一视频信号之间的关系产生的初始值，产生系数，并利用产生的系数由输入的视频信号的象素数据计算要被输出视频信号的象素数据。因此，通过两场处理可以防止垂直分辨率变劣，并且可以抑制在显示屏幕上可明显观察到的行闪烁。

根据以下参照附图的说明和所附的权利要求，本发明的上述和其他目的、特征和优点将变得明显，其中，附图中相同的部分或部件被标以相同参考符号。

图1是展示采用本发明的图像处理设备结构的方框图；

图2是展示在输入信号与输出信号的组合和偏移之间关系的表；

图3是展示把隔行扫描信号转换成非隔行扫描信号的处理示意图；

图4是展示当把隔行扫描信号转换成非隔行扫描信号时出现的行闪烁的示意图；

图5是展示当把隔行扫描信号转换成非隔行扫描信号时处理的示意图；

图6是展示当把隔行扫描信号转换成非隔行扫描信号时另一处理的类似的示意图；

图7是展示当把隔行扫描信号转换成非隔行扫描信号时又一处理的类似的示意图；

图8A至图8D是分别展示图1的图像处理设备操作的时序图；

图9是表示常规图像处理设备结构的方框图；

图10是展示扫描行数量的转换和隔行扫描显示与非隔行扫描显示之间的转换的示意图；

图11是表示包括帧存储器、写入存储器控制器和读出存储器控制器的

图9的图像处理设备的部件的更详细结构的方框图；

图12A至图12E是分别表示图11所示电路操作的时序图；

图13是展示通过一场处理的垂直分辨率劣化的示意图；

图14是展示超越防止处理的波形图；和

图15是展示行闪烁出现的示意图。

在说明本发明的优选实施例之前，为了使权利要求中所述的各特征和以下说明的本发明实施例的部件之间的对应关系明确，以下把本发明的特征与对应的部件一起说明，其中，表示它们的参考符号被附加在该部件后的括号内。但是，该说明提供了仅为说明性的实例，并不意味着本发明的特征受限于列举的部件。

权利要求1所述的图像处理设备包括用于识别输入的视频信号和输出的视频信号之间关系的识别装置(例如，图1的译码器70)，根据识别装置的识别结果提供预定初始值的供给装置(例如，图1的开关69)，利用由供给装置提供的初始值产生预定系数的产生装置(例如，图1的垂直内插系数产生电路83)，和利用产生装置产生的系数由输入的视频信号的象素数据计算输出视频信号的象素数据的计算装置(例如，图1的垂直线性内插电路85)。

权利要求2所述的图像处理设备还包括存储装置(例如，图1的场存储器34、35)和控制装置(例如，图1的开关33、37)，存储装置用于存储由计算装置计算的象素数据，而控制装置用于控制将象素数据写入存储装置和从存储装置中读出象素数据。

图1是展示采用本发明的图像处理设备的结构的方框图。在图1中，与图11所示设备的部件对应的图像处理设备的那些部件，用与图11相同的序号来表示，并省略其说明。

图1中的结构是这样的一部分结构，包括参照图9如上说明的设备的内插电路3，帧存储器4，写入存储器控制器5和读出存储器控制器6，而图像处理设备的其它细节与参照图9的上述说明相同。应该指出，按相同的方式对图1的那些部分也设计了内插电路10、帧存储器11、写入存储器控制器12和读出存储器控制器13。

在图1所示的结构中，转换后水平象素N的数从开关50-1的触点“a”输入给除法器51，而转换后垂直象素M的数从开关50-1的另一触点“b”输入给除法器51。此外，转换前视频信号的水平象素n的数被输入给另一开关50-2的触点“a”，而转换前视频信号的垂直象素m的数从开关50-2的触点“b”输入给除法器51。从CPU或未示出的其它适当设备输入象素N和M的这些数。除法器51计算水平方向上放大率N/n的倒数n/N，并把该倒数n/N提供给水平内插系数产生电路81的锁存电路52。除法器51还计算垂直方向上放大率M/m的倒数m/M，并把该倒数m/M提供给垂直内插系数产生电路83的锁存电路64。

锁存电路52向加法器53提供锁存的值。加法器53把从锁存电路52输入的值与从另一锁存电路54输入的另一值相加，并把其和输出给另外的锁存电路55和锁存电路54。把频率fs的采样时钟信号提供给锁存电路52、54和55。

锁存电路55把从加法器53输入的值归一化，从1中减去归一化产生的值p，获得差(1-p)，并把值p和差(1-p)分别输出给水平线性内插电路82的乘法器56和乘法器57。乘法器56将从LPF 2输入的视频信号的象素数据(转换前象素数据)与从锁存电路55输入的值p(水平内插系数)相乘，并把获得的积输出给加法器59。乘法器57把由锁存电路58延迟一个时钟间隔的象素数据与从锁存电路55输出的差值(1-p)(水平内插系数)相乘，并把获得的积输出给加法器59。加法器59把乘法器56的输出和乘法器57的输出相加，并把其和输出给垂直线性内插电路85的1H延迟电路60和乘法器61。

同时，在垂直内插系数产生电路83中，加法器65把在锁存电路64中锁存的值与在另一个锁存电路67中锁存的值相加，并把其和提供给锁存电路68。此外，加法器65通过初始值设定电路84的开关66的触点“a”还把其和输出给锁存电路67。锁存电路68把从加法器65输入的值归一化，获得值q(垂直内插系数)，并用1减去值q，获得差(1-q)(垂直内插系数)，并把值q和差(1-q)分别输出给垂直线性内插电路85的乘法器61和另一乘法器62。

在垂直内插系数产生电路83中，把频率fh的水平频率时钟输入给锁存电路64、67和68的时钟端子。

把五个不同的信号从未示出的电路输入给初始值设定电路84的译码器70。实际上，表示输入的视频信号是隔行扫描信号还是非隔行扫描信号的输入隔行扫描识别信号，表示输入的视频信号的场是奇数场还是偶数场的输入奇/偶识别信号，表示要输出的视频信号是隔行扫描信号还是非隔行扫描信号的输出隔行扫描识别信号，表示要输出的视频信号的场是奇数场还是偶数场的输出奇/偶识别信号，和表示输入的视频信号的场为奇数场而要输出的视频信号的场也为奇数场时(或者，当输入的视频信号的场为偶数场，而要被输出的视频信号的场也为偶数场时)，或当输入的视频信号的场为偶数场而要输出的视频信号的场为奇数场时(或者当输入的视频信号的场为奇数场，而要被输出的视频信号的场为偶数场时)的逆隔行扫描识别信号都被输入给初始值设定电路84的译码器70。

译码器70参照例如图2所示的表根据输入的识别信号确定偏移值，并把控制信号输出给开关69，以选择该确定的偏移值。根据来自译码器70的控制信号，开关69从值0、0.5、Δ(delta)/2和0.5+Δ/2中选择一个作为偏移值，并把选择的偏移值作为初始值通过开关66的触点“b”提供给锁存电路67。根据场周期的预置脉冲，相对于一个场，开关66接通触点“b”一次。

由图2可知，为了把非隔行扫描信号转换成另一非隔行扫描信号，把偏移设定为0。为了把非隔行扫描信号转换成隔行扫描信号，当被输出的视频信号的场为奇数场时，把偏移值设定为0，而当被输出的视频信号的场为偶数场时，则设定为Δ/2。其中，Δ表示在垂直尺寸上的变化率(＝转换后垂直行的数量/转换前垂直行的数量)的倒数(＝转换前垂直行的数量/转换后垂直行的数量)。例如，当把625p的视频信号转换成525i的另一视频信号时，由于各自视频信号的有效行数分别为576和480，所以Δ＝576/480＝288/240＝6/5＝1.2。

为了把隔行扫描信号转换成非隔行扫描信号，当输入的视频信号属于奇数场时，把偏移值设定为0.5(输入的视频信号的水平扫描行之间的距离为1)，而当输入的视频信号属于偶数场时，把偏移值设定为0。

为了把隔行扫描信号转换成另一隔行扫描信号，当输入和输出信号的场相互对应时，就是说，当把奇数场转换成另一奇数场和把偶数场转换成另一偶数场时，相对于奇数场来说，把偏移值设定为0.5，而相对于偶数场来说，则设定为Δ/2。另一方面，为了把输入的隔行扫描信号的奇数场转换成偶数场的隔行扫描信号，把偏移值设定为0.5+Δ/2，而为了把输入的隔行扫描信号的偶数场转换成奇数场的隔行扫描信号，把偏移值设定为0。

在垂直线性内插电路85中，乘法器61将从垂直内插系数产生电路83的锁存电路68输入的值q(垂直内插系数)与从水平线性内插电路82的加法器59输入的数据相乘，并把该乘积输出给加法器63。1H延迟电路60把加法器59输入的数据延迟1H(水平扫描行的一个周期)，并把延迟的数据输出给乘法器62。乘法器62将从1H延迟电路60输入的数据与从垂直内插系数产生电路83的锁存电路68输入的值1-q(垂直内插系数)相乘，并把该乘积输出给加法器63。加法器63把从乘法器61输入的值和从乘法器62输入的值相加，并把其和输出给场存储器34和场存储器35。

通过触点“a”或触点“b”将写入侧存储器控制信号从未示出的电路提供给场存储器34或场存储器35。根据由未示出电路提供的写入侧开关信号，接通开关33。

再有，通过开关37的触点“a”或触点“b”将由未示出电路提供的读出侧存储器控制信号提供给场存储器34或场存储器35。把从场存储器34或场存储器35读出的数据通过开关36的触点“a”或触点“b”按以下步骤输出给内插电路7。

起动位置检测电路31产生读出侧读出起动脉冲，并把它提供给D型触发器32的时钟端子。D型触发器32与读出侧读出起动脉冲同步地锁存从未示出电路提供给端子D的写入侧场开关信号，并把它作为写入侧场开关信号从端子Q输出给开关36和开关37。

地址产生电路71根据水平内插系数产生电路81的输出检测各行上的象素位置，并根据垂直内插系数产生电路83的加法器65的输出在垂直方向上检测水平扫描行的位置。然后，地址产生电路71产生与该检测位置对应的写入地址，并把该地址输出给场存储器34和场存储器35。

在操作中，当开关50-1和50-2连接到触点“a”侧时，在转换后水平象素的数N和在转换前水平象素的数n被输入给除法器51。除法器51用水平象素数N除水平象素数n，并把获得的值输出给水平内插系数产生电路81的锁存电路52。同样，当开关50-1和50-2连接到触点“b”侧时，在转换后垂直象素的数M和在转换前垂直象素的数m被输入给除法器51。除法器51用垂直象素数M除垂直象素数m，并把获得的值输出给垂直内插系数产生电路83的锁存电路64。

水平内插系数产生电路81的锁存电路52与采样时钟信号同步地锁存输入的值n/N，并把锁存的值输出给加法器53。加法器53把其输入值输出给锁存电路54。把锁存电路54锁存的值提供给加法器53，用加法器53把该值与锁存电路52输入的值相加。每次采样时钟输入时，重复进行上述操作，加法器53与频率fs的采样时钟同步地连续产生例如n/N、2n/N、3n/N、...这样的值，并把这些值输出给锁存电路55。锁存电路55把由加法器53输入的并经归一化获得的值p和从1中减去值p获得的值1-p作为水平内插系数分别输出给水平线性内插电路82的乘法器56和57。

水平线性内插电路82的乘法器56将值p与象素数据相乘，并把该乘积输出给加法器59。乘法器57把由锁存电路58延迟一个时钟间隔的象素数据，就是说，在屏幕上相同行的右侧与输入给乘法器56的象素相邻的另一象素的数据乘以水平内插系数1-p，并把该乘积输出给加法器59。加法器59把从乘法器56和乘法器57输入的值相加。因此，获得用水平内插系数p和水平内插系数1-p加权相同行上相互相邻的两个象素数据产生的象素数据。把该象素数据输出给垂直线性内插电路85的乘法器61和1H延迟电路60。

1H延迟电路60按等于1H的间隔延迟输入的象素数据，并把延迟的象素数据输出给乘法器62。结果，在把一个象素数据输入给乘法器61的时刻，把一行下面的象素数据提供给乘法器62。接着，把相互垂直相邻的两个象素数据用从垂直内插系数据产生电路83的锁存电路68输入的垂直内插系数q和1-q加权，然后用加法器63相加，并把其和输出给场存储器34和场存储器35。

按以下方式产生用于垂直线性内插电路85的垂直内插系数。实际上，使用图2中的表根据输入视频信号和输出视频信号的类型，译码器70产生选择信号，用于从四个不同偏移值中选择一个并输出所产生的选择信号给开关69。根据选择信号，开关69选择四个偏移信号中的其中一个。开关66按每一个场一次的频率接通触点“b”，并把在该时刻从开关69输出的偏移值设定为锁存电路67的初始值。

加法器65把锁存电路64中锁存的值m/M和锁存电路67中锁存的初始值相加，并输出其和。由于在按每一个场一次的频率输出预置脉冲的时刻开关66正常连接到触点“a”侧，所以把从加法器65输出的值，即通过锁存于锁存电路64中的值与初始值相加所得到的值，提供给锁存电路67并由其锁存。然后，把该值提供给加法器65，并与锁存电路64提供的值再次相加。由于说明的操作与水平扫描频率fh的时钟信号同步地重复，所以由加法器65连续地产生例如初始值+m/M、初始值+2m/M、初始值+3m/M、...这样的值。用锁存电路67锁存按这种方式产生的每个值，并把通过归一化该值获得的值作为垂直内插系数q提供给乘法器61。再有，把通过从1中减去该值q获得的值1-q作为垂直内插系数提供给乘法器62。接着，利用乘法器61和62以及加法器63，把相互垂直相邻的两个象素数据用垂直内插系数加权，以获得指定的象素数据。

例如，如果S要把525i(隔行扫描信号)的视频信号按垂直尺寸变化率＝1转换成525p(非隔行扫描信号)的另一视频信号，那么由图2可知，当把隔行扫描信号转换成非隔行扫描信号时，相对于输入信号的奇数场来说，将偏移值设定为0.5，而相对于输入信号的偶数场而言，则设定为0。因此，由于从输入视频信号的奇数场的首行I0开始按0.5H(H表示输入视频信号的各场之间的距离，并且图3中H＝1)偏移输入视频信号，所以转换后视频信号的奇数场的第一行O0正好位于输入视频信号的奇数场的第一行I0和第二行I2之间的中间。结果，对应该位置产生的垂直内插系数q为0.5，而垂直内插系数1-q也为0.5。因此，由行I0和行I2的象素平均值产生行O0的象素数据。同样，由于转换后视频信号的第二行O1正好位于转换前视频信号的行I2和行I4之间的中间，所以由行I2和行I4的象素数据的平均值产生行O1的象素数据。

另一方面，相对于偶数场而言，偏移值为0。结果，垂直内插系数q为1，而垂直内插系数1-q为0。因此，实际上利用输入视频信号的I1行产生输出视频信号的第一行O0的象素数据，而由输入视频信号的行I3的象素数据产生下一行O1的象素数据。

因此，例如，如图4所示，当输入视频信号的I0至I8的象素数据表示黑色，而行I9等的象素数据表示白色时，由于由两个上下相邻行产生在奇数场中被输出的信号行，所以由行I0、I2、I4、I6和I8产生的被输出的视频信号的行O0至O3是黑色象素数据行，而由行I10、I12和I14产生的被输出的视频信号的行O5和O6是白色象素数据。

相反，由黑色象素数据的行I8和白色象素数据的行I10产生的行O4的象素数据为灰色象素数据。

另一方面，在偶数场中，随着这些黑色象素数据作为行O0至O3的象素数据，可确定行I1、I3、I5和I7的黑色象素数据，因此，所有行都是黑色象素数据行。同时，由行I9、I11、I13和I15的白色象素数据产生的行O4、O5、O6和O7的象素数据还是白色象素数据。

结果，当交替显示偶数场的图像和奇数场的图像时，在行O4上交替显示灰色象素数据和白色象素数据。结果，出现行闪烁。但是，当与图15所示的显示白色象素和黑色象素的情况比较时，即使奇数场的象素和偶数场的象素被连续地显示两次，由于灰色象素和白色象素被交替显示，所以不会明显观察出行闪烁。

尽管为简化说明，参照图3和图4的上述说明是假设垂直尺寸的变化率为1的情况，但为了进行其它转换，例如把625i的视频信号转换成525p的另一视频信号，由于625i的视频信号的有效扫描行的数量是576，而525p的视频信号的有效扫描行的数量为480，所以Δ＝576/480＝288/240＝6/5＝1.2。

在这种情况下，由于对于奇数场产生0.5的偏移，所以如图5所示，由转换前第一行I0和下一行I2的象素数据的平均值产生转换后第一行O0的象素数据，而紧跟在行O0之后的行O1按距行O0的距离为1.2来排列。因此，从行I2距行O1的距离为0.7(＝1.2-0.5)，而行O1和行I4之间的距离为0.3(＝1.0-0.7)。结果，通过把用0.3加权行I2的象素数据得到的值和用0.7加权行I4的象素数据得到的值相加，产生行O1的象素数据。

距行O1距离为1.2的被隔开的行O2距行I4的距离为0.9(＝1.2-0.3)，而距行I6的距离为0.1(＝1.0-0.9)。因此，通过把用0.1加权行I4的象素数据得到的值和用0.9加权行16的象素数据得到的值相加，产生行O2的象素数据。

在偶数场中，由于偏移值为0，所以转换后第一行O0的位置与转换前第一行I1的位置相同。因此，由行O1的象素数据产生行O0的象素数据。距行O0的距离为1.2的下一行O1距行I3的距离为0.2(＝1.2-1.0)，而距行I5的距离为0.8(＝1.0-0.2)。因此，通过把用0.8加权行I3的象素数据得到的值和用0.2加权行I5的象素数据得到的值相加，产生行O1的象素数据。

由于包括如上所述的这种加权，所以例如在图4所示的黑色象素行和白色象素行之间的边界上形成的转换后的这种象素数据都由比白色象素和黑色象素构成的象素数据具有更高概率的灰色象素构成，并不会明显观察到行闪烁。

图6和图7说明把隔行扫描信号转换成另一隔行扫描信号的不同方式。更具体地说，图6说明输入和输出场相互对应的转换方式，而图7说明输入和输出场相互反向的另一转换方式。

在图6所示的转换中，在奇数场中，把0.5的偏移提供给输出视频信号。结果，转换后奇数场的第一行OO0处于转换前第一行I0和下一行I2之间的中间，并由行I0和行I2的象素数据的平均值产生行OO0的象素数据。距行OO0距离1.2的行OO1距行I2的距离为0.7(＝1.2-0.5)，而距行I4的距离为0.3(＝1.0-0.7)。因此，通过用0.3加权行I2的象素数据得到的值与用0.7加权行I4的象素数据得到的值之和产生OO1的象素数据。

在偶数场中，把Δ/2的偏移值提供给转换后的第一行OE0。结果，从行I1距行OE0的距离为0.6(＝Δ/2)，从行I3距行OE0的距离为0.4(＝1.0-0.6)。结果，通过用0.4加权行I1的象素数据得到的值与用0.6加权行I3的象素数据得到的值之和产生行OE0的象素数据。行OE1距行OE0的距离为1.2。因此，行OE1距行I3的距离为0.8(＝1.2-0.4)，而距行I5的距离为0.2(＝1.0-0.8)。因此，通过用0.2加权行I3的象素数据得到的值与用0.8加权行I5的象素数据得到的值之和产生行OE1的象素数据。

另一方面，当根据图7所示的奇数场的输入视频信号输出偶数场的视频信号时，把0.5+Δ/2的偏移值提供给被输出的偶数场的视频信号。结果，被输出的偶数场的第一行OO0距转换前的奇数场的第二行I2的距离为0.1(＝0.5+0.6＝1.0)，而距行I4的距离为0.9(＝1.0-0.1)。因此，通过用0.9加权行I2的象素数据得到的值与用0.1加权行I4的象素数据得到的值之和产生行OO0的象素数据。行OO1距行I4的距离为0.3(＝1.2-0.9)，而距行I6的距离为0.7(＝1.0-0.3)。因此，通过用0.7加权行I4的象素数据得到的值与用0.3加权行I6的象素数据得到的值之和产生行OO1的象素数据。

为了从转换前的偶数场的视频信号中产生转换后的奇数场的视频信号，把偏移值设定成0。因此，转换后的奇数场的第一行OE0距转换前的第一行I1的距离为0。结果，由行I1的象素数据产生行OE0的象素数据。距行OE0距离1.2的行OE1距行I3的距离为0.2(＝1.2-1.0)，并距行I5的距离为0.8(＝1.0-0.2)。因此，由通过用0.8加权行I3的象素数据得到的值与用0.2加权行I5的象素数据得到的值之和产生行OE1的象素数据。

由于本实施例的信息处理设备按这种方式完成两场处理，所以按如上所述方式产生的象素数据和从垂直线性内插电路85的加法器63输出的象素数据相对于各场被写入场存储器34或场存储器35。

实际上，根据写入侧场开关信号(图8A)接通开关33，以便当写入侧场开关信号为高电平时，开关33接通到触点“a”侧，而当写入侧场开关信号为低电平时，开关33接通到触点“b”侧。结果，当写入侧场开关信号为高电平时，把写入侧存储器控制信号(起始信号)提供给场存储器34，而当写入侧场开关信号为低电平时，则提供给场存储器35。因此，在象素数据经受线性内插处理后，输入视频信号的单独场的象素数据被交替写入场存储器34和场存储器35。然后从地址产生电路71输出写地址。

同时，根据由起动位置检测电路31产生的读出侧读出起始脉冲(图8B)，D型触发器32锁存写入侧场开关信号(图8A)并产生读出侧场开关信号(图8D)。当读出侧场开关信号为高电平时，开关37和开关36接通对应的触点“b”侧，而当读出侧场开关信号为低电平时，开关37和开关36则接通对应的触点“a”侧。因此，当读出侧场开关信号(图8D)为高电平时，把读出侧存储器控制信号(起始信号)提供给场存储器35，而当读出侧场开关信号为低电平时，把读出侧存储器控制信号(起始信号)提供给场存储器34。因此，在写入的同时，场存储器34进行处理，从其它场存储器35读出数据，并从开关36的触点“b”输出。另一方面，在写入的同时，场存储器35进行处理，从场存储器34读出数据，并从开关36的触点“a”输出。从未示出的电路中向场存储器34或35提供读地址(图8C)。

因此，当频率60Hz的输入视频信号被转换成频率50Hz的输出视频信号时，相对于如上所述的各固定周期，相同场的象素数据被连续两次读出，从而防止超越现象的出现。

应该指出，把用于完成如上所述的这种处理的计算机程序提供给用户的提供介质可以是存储介质，例如磁盘、CD-ROM、固态存储器或通信媒体，例如网络或通信卫星。

尽管已经采用特定的术语说明了本发明的优选实施例，但这些说明仅是说明性的，应该明白，在不脱离所附权利要求的精神或范围的情况下，可以进行变更和变化。

Claims (3)

1.一种图像处理设备，包括：

识别装置，用于根据表示各输入视频信号和要被输出的视频信号是隔行扫描信号还是非隔行扫描信号，各输入视频信号和被输出的视频信号的场是奇数场还是偶数场，或输入视频信号和要被输出的视频信号的场相互对应还是不对应的信息，识别输入的视频信号和要输出的视频信号之间的关系；

供给装置，根据所述识别装置的识别结果提供预定初始值；

产生装置，用于通过一个加法器，将其中的一个锁存电路中锁存的值与从所述供给装置提供的初始值相加，以产生预定系数；和

计算装置，用于通过一个延迟电路对输入的视频信号象素数据进行延迟，并通过一个乘法器，利用所述产生装置产生的系数对延迟的视频信号象素数据和输入的视频信号象素数据进行加权来计算输出的视频信号象素数据，

其中作为初始值，所述供给装置提供与输入视频信号的水平扫描行之间距离的0倍或0.5倍对应的值，与垂直尺寸的变化率倒数的1/2对应的值，或通过把与输入视频信号的水平扫描行之间距离的0.5倍对应的值和与垂直尺寸的变化率倒数的1/2对应值相加得到的值。

2.如权利要求1的图像处理设备，还包括：

存储装置，用于存储由所述计算装置计算的象素数据；和

控制装置，用于控制把象素数据写入所述存储装置和把象素数据从所述存储装置读出。

3.一种图像处理方法，包括：

根据表示各输入视频信号和要被输出的视频信号是隔行扫描信号还是非隔行扫描信号，各输入视频信号和被输出的视频信号的场是奇数场还是偶数场，或输入视频信号和要被输出的视频信号的场相互对应还是不对应的信息，识别输入的视频信号和要被输出的视频信号之间关系的识别步骤；

根据识别步骤中识别的结果提供预定初始值的供给步骤；

将一个锁存的值与所述供给步骤中提供的初始值相加产生预定系数的产生步骤；和

对输入的视频信号象素数据进行延迟，并利用所述产生步骤产生的系数对延迟的视频信号象素数据和输入的视频信号象素数据进行加权来计算输出的视频信号象素数据的计算步骤，

其中作为初始值，所述供给步骤提供与输入视频信号的水平扫描行之间距离的0倍或0.5倍对应的值，与垂直尺寸的变化率倒数的1/2对应的值，或通过把与输入视频信号的水平扫描行之间距离的0.5倍对应的值和与垂直尺寸的变化率倒数的1/2对应值相加得到的值。

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