CN1871851B

CN1871851B - 显示多输入源格式的图像数据的改善的多模显示系统

Info

Publication number: CN1871851B
Application number: CN2004800309024A
Authority: CN
Inventors: 坎迪丝·海伦·勃朗·埃利奥特; 迈克尔·佛兰西丝·希京斯; 韩锡振; 汤玛斯·劳埃得·克莱戴尔
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2003-10-28
Filing date: 2004-10-20
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2024-10-20
Also published as: US7084923B2; EP1678949A1; US20060238649A1; WO2005046231A1; JP2007510951A; JP5389327B2; KR20060100382A; US20050099540A1; KR101107979B1; EP1678949A4; JP2013141249A; US7646430B2; CN1871851A

Abstract

本发明提供实现多模显示系统(200)的系统和方法，该多模显示系统可以接收多个输入图像数据格式并输出几种可能的图像数据格式。在第一实施模式中，图像处理系统包括：输入，接收多个源图像数据，所述多个源图像数据进一步包括多个源图像数据格式；再取样电路，将源图像数据从所述源图像数据格式再取样为多个目标图像数据格式；和显示器，对目标图像数据着色，其中该显示器分辨率包括所述多个目标图像数据格式的最大分辨率的大约一半分辨率。

Description

显示多输入源格式的图像数据的改善的多模显示系统

技术领域

本发明涉及实现多模显示系统的系统和方法，该多模显示系统可以接收多个输入图像数据格式并输出几种可能的图像数据格式。

背景技术

本发明涉及公共拥有(并且在同一日期申请)的美国专利申请：(1)美国专利申请公开号2005/0088385(‘385申请’)，标题为“执行图像重建子像素着色以实现多模式显示的缩放的系统”，引用在此供参考。

在公共拥有的美国专利申请：(1)美国专利申请公开号2002/001510(‘110申请’)，标题为“简化寻址的全色图像设备的色彩像素的安排”，2001年7月25日申请；(2)美国专利申请公开号2003/0128225(‘225申请)，标题为“彩色平板显示子像素安排和增加调制传输功能响应的子像素着色布局的改进”，2002年10月22日申请；(3)美国专利申请公开号2003/0128179(‘179申请’)，标题为“彩色平板显示子像素安排和分离蓝色子像素的子像素着色布局的改进”，2002年10月22日申请；(4)美国专利申请公开号2004/0051724(‘724申请’)，标题为“子像素着色的改进四色安排和发射器”，2002年9月13日申请；(5)美国专利申请公开号2003/0117423(‘423申请’)，标题为“彩色平板显示子像素安排和减少蓝色亮度可见性的布局的改进”，2002年10月22日申请；(6)美国专利申请公开号2003/0090581(‘581申请’)，标题为“具有水平子像素安排和布局的彩色显示器”，2002年10月22日申请；(7)美国专利申请公开号2004/0080479(‘479申请’)，标题为“条纹显示器的改进的子像素安排和子像素着色的方法和系统”，2003年1月16日申请，上述申请全部引用在这里供参考，并揭示了用于改进图像显示设备成本/性能曲线的新的子像素安排。

对于在水平方向具有偶数子像素的一些子像素重复组，揭示了下述系统和技术，用于适当的点倒置的方案，并且全部引用在这里供参考：(1)美国专利申请公开号2004/0246280(‘280申请’)，标题为“在新颖的液晶显示器中图像恶化的纠正”；(2)美国专利申请公开号2004/0246213(‘213申请’)，标题为“具有实现点翻转的交叉连接的显示屏”；(3)美国专利申请公开号2004/0246381(‘381申请’)，标题为“利用标准驱动器和新颖的显示屏布局的背板执行点反转的系统和方法”；(4)美国专利申请公开号2004/0246278(‘278申请’)，标题为“在具有降低的量化误差的固定图案噪声的显示屏上补偿视觉效果的系统和方法”；(5)美国专利申请公开号2004/0246279(‘279申请’)，标题为“利用额外驱动器在新颖的显示板布局上的点反转”；(6)美国专利申请公开号2004/0246404(‘404申请’)，标题为“液晶显示背板布局和寻址非标准子像素安排”；(7)美国专利申请公开号2005/0083277(‘277申请’)，标题为“在具有分离蓝色子像素的新颖的液晶显示器中的图像恶化的纠正”。

在和那些申请及公共拥有的下列美国专利申请中进一步揭示的子像素着色(SPR)系统和方法结合的时候，这些改善是尤其要重视的：(1)美国专利申请公开号2003/0034992(‘992申请’)，标题为“子像素格式数据到另一个子像素数据格式的转换”，2002年1月16日申请；(2)美国专利申请公开号2003/0103058(‘358申请’)，标题为“具有伽玛调节的子像素着色的方法和系统”，2002年5月17日申请；(3)美国专利申请公开号2003/0085906(‘906申请’)，标题为“自适应滤波的子像素着色的方法和系统”，2002年8月8日申请；(4)美国专利申请公开号2004/0196302(‘302申请’)，标题为“图像数据的暂时子像素着色的系统和方法”，2003年3月4日申请；(5)美国专利申请公开号2004/0174380(‘380申请’)，标题为“运动自适应滤波的系统和方法”，2003年3月4日申请；(6)美国专利申请公开号2004/0174375(‘375申请’)，标题为“改进的显示视角的子像素着色系统和方法”，2003年3月4日申请；(7)美国专利申请公开号2004/0196297(‘297申请’)，标题为“具有嵌入的预子像素着色图像的图像数据集”，2003年4月7日申请，这些申请全部引用在此供参考。

在以下公共拥有的和待审查的美国专利申请中揭示的色域转换和映射的改进：(1)美国专利申请公开号2005/0083345(‘345申请’)，标题为“色调角计算系统和方法”，2003年10月21日申请；(2)美国专利申请公开号2005/0083341(‘341申请’)，标题为“将源色彩空间转换到RGBW目标色彩空间的方法和装置”，2003年10月21日申请；(3)美国专利申请公开号2005/0083352(‘352申请’)，标题为“将源色彩空间转换到目标色彩空间的方法和装置”，2003年10月21日申请；(4)美国专利申请公开号2005/0083344(‘344申请’)，标题为“色域转换系统和方法”，2003年10月21日申请，这些申请全部引用在此供参考。本说明书提及的所有专利申请都被本发明完整参考。

发明内容

本发明提供了一种图像处理系统，接收多个源图像数据格式并显示多个目标图像数据格式之一，包括：再取样电路，用于再取样源图像数据，该源图像数据包括按源输入行排列的源输入像素，所述再取样电路包括：像素加倍电路，将源输入像素加倍；行加倍电路，将该源输入行加倍；着色电路，执行所述源图像数据的子像素着色；所述像素加倍电路还包括具有以下内插系数的对所述源图像数据执行内插的内插电路：-1/16，9/16，9/16，-1/16；和显示器，用于显示目标图像数据，其中该显示器的分辨率包括所述多个目标图像数据格式的最大分辨率的大约一半的分辨率；其中，所述源图像数据的子像素着色是对通过所述内插电路内插后的源图像数据执行的。

本发明还提供了一种图像处理系统，包括：输入NTSC格式的源图像数据的装置；执行所述源图像数据的重建滤波的电路，其中，所述执行重建滤波的电路包括对所述源图像数据执行内插的内插电路或对所述源图像数据执行数据复份的复份电路；对通过所述内插电路内插后的或通过所述复份电路复份后的源图像数据子像素着色的电路；和显示器，用于显示HDTV格式的输出图像，所述显示器的分辨率大约为HDTV格式的一半。

本发明还提供了一种图像处理系统，所述图像处理系统包括：输入，接收多个源图像数据，所述多个源图像数据还包括多个源图像数据格式；再取样电路，将源图像数据从所述源图像数据格式再取样为多个目标图像数据格式，其中，所述再取样电路包括对所述源图像数据执行内插的内插电路或对所述源图像数据执行数据复份的复份电路；显示器，用于显示目标图像数据，其中该显示器的分辨率包括所述多个目标图像数据格式的最大分辨率的大约一半的分辨率；所述再取样电路还包括着色电路，用于对通过所述内插电路内插后的或通过所述复份电路复份后的源图像数据执行子像素着色。

本发明还提供了一种图像处理系统，包括：输入电路，配置用于接收源图像数据，所述源图像数据还包括多个源图像数据格式的至少一个格式；检测电路，配置用于检测该源图像数据的分辨率；再取样电路，依据该检测的源图像数据的分辨率将所述源图像数据从所述源图像数据格式再取样为多个目标图像数据格式；所述再取样电路包括对所述源图像数据执行内插的内插电路或对所述源图像数据执行数据复份的复份电路；所述再取样电路还包括选择电路，配置用于选择多个滤波器核对通过所述内插电路内插后的或通过所述复份电路复份后的源图像数据执行子像素着色，以生成目标图像数据；和显示器，配置用于显示所述目标图像数据，该显示器的分辨率包括所述多个目标图像数据格式的最大分辨率的大约一半的分辨率。

本发明还提供了一种图像处理系统，包括：输入多个源图像数据的装置，所述多个源图像数据还包括多个源图像数据格式；再取样源图像数据装置，将源图像数据从所述源图像数据格式再取样为多个目标图像数据格式；所述再取样源图像数据装置还包括对所述源图像数据执行内插的内插电路或对所述源图像数据执行数据复份的复份电路，以生成所述目标图像数据；在显示器上显示所述目标图像数据的装置，该显示器的分辨率包括所述多个目标图像数据格式的最大分辨率的大约一半的分辨率；和所述再取样源图像数据装置还包括对通过所述内插电路内插后的或通过所述复份电路复份后的源图像数据执行子像素着色的装置。

本发明还提供了一种图像处理系统，包括：输入源图像数据的装置，所述源图像数据还包括多个源图像数据格式的至少一个格式；检测所述源图像数据的分辨率的装置；再取样装置，依据该源图像数据的检测的分辨率将所述源图像数据从所述源图像数据格式再取样为多个目标图像数据格式；所述再取样装置还包括对所述源图像数据执行内插的内插电路或对所述源图像数据执行数据复份的复份电路；所述再取样装置还包括选择多个滤波器核对通过所述内插电路内插后的或通过所述复份电路复份后的源图像数据执行子像素着色以生成目标图像数据的装置；和在显示器上显示所述目标图像数据的装置，该显示器的分辨率包括所述多个目标图像数据格式的最大分辨率的大约一半的分辨率。

本发明还提供了一种着色目标图像数据的方法，所述方法的步骤包括：输入多个源图像数据，所述多个源图像数据进一步包括多个源图像数据格式；再取样源图像数据，将源图像数据从所述源图像数据格式再取样为多个目标图像数据格式；所述再取样步骤还包括对所述源图像数据执行内插或复份；在显示器上显示目标图像数据，该显示器的分辨率包括所述多个目标图像数据格式的最大分辨率的大约一半的分辨率；和所述再取样源图像数据的步骤还包括对内插后的或复份后的源图像数据执行子像素着色。

本发明还提供了一种着色目标图像数据的方法，所述方法的步骤包括：输入源图像数据，所述源图像数据进一步包括多个源图像数据格式的至少一个格式；检测所述源图像数据的分辨率；再取样步骤，依据该源图像数据的检测的分辨率将所述源图像数据从所述源图像数据格式再取样为多个目标图像数据格式；所述再取样步骤还包括对所述源图像数据执行内插或复份；所述再取样步骤还包括选择多个滤波器核对内插后的或复份后的源图像数据执行子像素着色，以生成目标图像数据；和在显示器上显示所述目标图像数据，该显示器的分辨率包括所述多个目标图像数据格式的最大分辨率的大约一半的分辨率。

附图说明

包括在说明书中和组成本说明书的一部分的附图与说明书一起说明本发明的示例的实施和实施例用于解释本发明的原理。

图1描述标准显示器/监视器/显示电视信号的电视单元的常规信号处理的路径。

图2描述本发明的一个实施例，其中标准电视信号在显示该单元内带宽减少的显示器/监视器/电视机进行处理和显示。

图3显示根据本发明的原理的显示器/监视器/电视机构造的一个实施例。

图4描述一个可能的结构的实施例，在根据本发明的原理制造的显示器上实现多模操作。

图5显示一个可能的视频同步和数据定时信号，有助于字符观看的适当中心调节。

图6显示EDID电路的一个实施例，有助于如由个人计算机等控制的显示系统的多模操作。

图7和图8显示结构的两个可选的实施例，实现根据本发明的原理制造的显示系统的多模操作。

图9显示根据本发明的原理制造的像素倍增器的一个实施例。

图10显示根据本发明的原理制造的行倍增器的一个实施例。

图11和图12显示根据本发明的原理制造的行倍增器的另一个实施例。

图13和图14显示根据本发明的原理制造的行倍增器的又另一个实施例。

图15和图16分别显示可支持内插以及数据复份及其输出效果的结构的高层方框图。

图17和图18显示类似结构的两个实施例，一个实施例只支持内插，一个实施例支持内插和复份模式。

图19和图20分别显示内插/复份模块和一个可能的信号图的另一个实施例。

图21和图22分别显示内插/复份模块和一个可能的信号图的另一个实施例。

图23和图24分别显示双信道输入像素内插模块和一个可能的信号图的一个实施例。

图25，图26和图27分别显示行内插/复份模块及其内插模式和复份模式的定时图的一个实施例。

图28和图29分别显示双信道输入内插模块的两个实施例，一个实施例执行同色锐化子像素着色，一个实施例执行交叉色锐化子像素着色。

图30和图31分别显示双信道输入内插模块和一个可能的定时图的一个实施例。

图32和图33分别显示双信道输入内插模块和一个可能的定时图的另一个实施例。

图34显示图4的系统的一个可选的实施例。

图35显示图18的系统的一个可选的实施例。

图36显示图25的系统的一个可选的实施例。

图37显示图26的系统的一个可能的定时图。

图38显示图25和图36的系统的一个可选的实施例。

图39和图40显示图38的内插模式和复份模式的可能的定时图。

具体实施方式

现在详细参考附图中显示的实现和实施例及其例子。在可能的地方，所有的附图使用相同的标记来表示相同或类似部件。

目前，存在多个电视广播标准和几个公司尝试生产能够接收多个这样广播的显示系统，并将其变成通用显示器。

图1是通过多模显示器的一些典型的图像处理路径。在102，路径100从任何数量标准电视信号之一输入开始，在103可能需要去交织图像处理。作为一个例子，该信号可以是NTSC 640×480RGB格式，即具有640×3×480的分辨率。图像处理模块104接收这个数据，然后该数据上抽样为1280×3×960数据，例如用于RGB条纹1280×30×960显示器。信号保留图像处理模块104大约处于“高清电视”(HD)带宽，并输入到视频处理模块106，视频处理模块106典型地包括大约1280×3×960维的帧缓冲器。该显示系统的任何期望的辅助，例如子像素着色、响应时间增强或其它图像增强功能可由该视频处理模块执行。视频处理模块106的输出也是HD带宽的数量级，例如接收作为到该显示器的1280×960输入。

但是，根据本发明的原理，图2显示不同的图像处理路径的一个实施例，可以给出类似的图像着色性能，但是降低存储器和带宽要求。在202，路径200可接收任何数量的标准电视信号之一(例如图1中的相同的NTSC信号)。这个信号是NTSC带宽的数量级并输入给可选的解交织图像处理模块204(如果信号要求解交织)。这个模块的输出也是NTSC带宽的数量级并继而输入给内插/子像素着色(SPR)模块206。

如下文进一步讨论的并且在本文引用供参考的待审查的相关申请中详细描述的那样，内插/SPR模块206不需要1280×3×960维的多帧缓冲器。此外，输出给显示器208的信号是在与HD相关的带宽一半的数量级，尽管着色图像是HD质量。这是可能的，部分是因为显示器208采用了上述引用供参考的许多普通转让的申请中揭示的许多新颖的子像素布局之一。

图3显示根据本发明的原理构造的结构的一个可能的实施例。显示系统300接收用于多模处理的多个模拟和/或数字信号之一，例如NTSC、VGA或者SXGA RGB数据、HDTV和其它格式。该信号馈送给内插和/或SPR模块302，在此处该输入数据可适当地缩放并且子像素着色用于显示器。在这个例子中，模块302的输出可输入给定时控制器304，然而应该懂得，在其它的实施例中，内插和SPR可包括在定时控制器本身中，可以制作成显示屏(尤其是使用LTPS或其它类似的处理技术)，或者可安排显示系统的其它部分(例如在图形控制器内)。本发明的范围不应特别限制在该系统中的内插和/或子像素着色的放置。

在这个特定的实施例中，数据和控制信号从定时控制器304输出到列驱动器306和行驱动器308。然后数据发送到显示屏310上的适当的子像素上。如这里所示的，显示屏310是由大体上重复的子像素组312组成的，从扩展的角度看，该组由2×3子像素单元组成，其中垂直条子像素314代表红色，水平条子像素316代表蓝色，而斜条子像素318代表绿色。应该懂得，重复组312中的子像素不是相对于显示系统定比例画出的；而是画得较大易于观看。显示屏310的一个可能的维度是在水平线上1920个子像素(640个红色，640个绿色和640个蓝色子像素)和960行的子像素。这样的显示器要有需要数量的子像素来显示VGA，1280×720和1280×960输入信号。

下面的表1是包括具有子像素分辨率的显示屏的可能的显示系统的概述，例如640×3×960表示显示屏的一行有640个红色，640个绿色和640个蓝色子像素，包括960个这样的行。本发明中使用的这样的显示屏具有有效的最大分辨率为1280×960，其中每个红和绿子像素可以是有效地在RGB像素值的亮度中心。最后一列表示本发明的这样的显示系统能够支持的一些模式。例如，上述显示屏和系统能够支持VGA，SVGA，NTSC，PAL和720p视频格式。

表1

注：列1中包括可能的纵横比，列3包括可能的缩放比例

如在引用供参考的相关专利申请中进一步揭示的那样，在这里讨论的显示屏上显示标准的640×480电视信号，即包括640×3×960物理子像素；但是有以子像素着色的更高图像质量，可以利用内插接着交叉色锐化的子像素着色将图像有效地缩放到1280×960逻辑像素。这样重建具有降低的摩尔纹和混迭伪像的图像，因为内插作为亮度信号的低通重建滤波器，而锐化子像素着色滤波器用于消除可能导致色度混迭的任何空间频率，从而保持色彩平衡和图像对比度。

同样，图3中表示，其它子像素重复组320，322，323，324，325和326也可能用于本发明的目的。用以驱动子像素的这些子像素重复组和算法在上述引用供参考的申请中进一步揭示了。子像素重复组320说明使用至少四色，例如白、青、蓝灰、洋红或类似颜色，它们可以扩展显示器的色域和/或亮度超过传统的3基色系统。其它的子像素重复组可类似地也包括至少四色。利用这些子像素重复组中的一部分，该带宽和存储器要求是在比传统的RGB条纹系统要低的范围内，并且低到接近HD带宽的一半。如在‘612申请、‘355申请和‘843申请中揭示的，原因之一就是子像素着色以在水平和垂直轴的新布局提升显示屏的有效分辨率。从而，所讨论的子像素可重定尺寸(例如)为2∶3的纵横比，与传统的RGB条纹系统中的标准的1∶3的纵横比不同。这一重定尺寸产生可比的图像显示质量的显示屏；但是在水平方向的子像素数量大概只有一半。这就相应地降低了带宽和存储器要求。

图4显示本内插/SPR模块302的一个可能的实施例。在这里模块302被描述为可选地支持多模(例如接收多视频输入格式并显示一个或多个输出视频格式)操作的模块。应该懂得，虽然图4显示特定分辨率规范号和其它实施细节，这些细节只用于说明目的而且本发明不限于图中规定的特定号码或格式。

输入信号402到达内插/复份(interpolation/duplication)模块404和输入分辨率检测器406。如为了说明的目的所示的，信号402可以是640×480或者1280×960。双路径(路径A和B)表示为多模支持的一个实施例。如果检测器406检测该信号为1280×960，则内插/复份模块404被旁路，例如通过让模块不工作或者如图所示的，使用复用器408选择一个可替代的数据路径(例如路径B)，用于输入到SPR模块410。

内插/复份模块404能够可作为一个实施例实现，使用内插(例如线性、双线性、三次、双三次以及类似的)或复份(duplication)(即复制水平像素数据从640像素值扩展到1280像素值并且复制行数据从480行值扩展到960行值)从而达到适当的缩放。应该懂得，其它的实施例可只采用内插或只复份，与在两种模式之间进行选择相反。在这个实施例中，双(内插或复份)模信号412可应用于模块404和多路复用器(MUX)414，以便选择SPR模块410的适合的滤波器核。

为了说明的目的，示出三个这样的滤波器416，418和420。滤波器416可以是一个“单位”(unity)滤波器，可用于VGA输入和复份模式。这样的单位滤波器可以所有色彩(R，G和B)的下列系数实现：

0 0 0

0 255 0 x1/255

0 0 0

滤波器418可以是“锐化”滤波器，用于改善视频数据的图像质量；也可被用于内插模式的VGA输入。一个这样的锐化滤波器可实现(对R和G色彩)为：

-16 32 -16

32 192 32 x1/255

-16 32 -16

滤波器420可以是“钻石”(diamond)滤波器，用于改善文本图像数据的图像质量，并可用于SXGA输入。一个这样的钻石滤波器可实现(对R和G颜色)为：

0 32 0

32 128 32 x1/255

0 32 0

最后两个滤波器的蓝色可实现为：

0 0 0

0 128 128 x1/255

0 0 0

第四滤波器421说明N个滤波器可由子像素着色模块使用。这样的其它滤波器可以实施区域再取样或窗口同步功能。如上面提到的，选择应用哪个滤波器可通过选择应用于复用器414的信号决定，该选择信号是复份(或者内插)模式选择信号和输入分辨率检测信号。复份或内插模式选择信号可由显示系统的用户提供(例如取决于用户是否主要显示视频或文本图像)或者该选择信号可由接入该显示系统的应用提供并且能在应用状态自动地决定使用哪种模式和/或滤波器。

一旦出现子像素着色，视频输出数据可应用于视频输出线422，同步信号任选地发送到任选的中心同步模块424。根据输出的数据(例如640×480或者1280×960)格式，中心同步模块424可提供输出同步信号428。如果输出数据是1280×960，则输出显示图像就不需要中心调节，例如在字符框格式中。如果输入是1280×720，可能期望通过在720有效行数据之前或之后适当地引入黑色行填充中心调节的缩放信号。

图34是图4系统的可替代的实施例。在图34中，输入分辨率检测器设置“旁路”信号并提供给内插/复份模块，从而输入信号以串行(取决于在SPR模块中是否采用缓冲器)或者通过三个数据行直接传输到SPR模块。图35显示本系统的另一个实施例，在复用器3502和行选择采用旁路信号来实现一个可能的旁路模式。图36显示另一个实施例，其中实现旁路模式在线路3602、3604和3606为这种旁路操作模式提供数据。图37是图36的旁路模式的一个可能的定时图。

图38是本系统的一个实施例，可用于图4的内插/复份模块中。单个行输出可将数据提供给SPR模块，该SPR模块又可缓冲该数据。图39和图40分别显示图38的系统的内插模式和复份模式的可能的定时图。

图5说明将适当的黑色行填充到640×480缩放的输出信号用于显示，例如，有1280×1024子像素并显示缩放的VGA1280×960输出数据。如可看到的，中心同步信号可用于利用由后沿(BP)延迟和前沿(FP)延迟加上64行为边界的视频流产生有适当的BP和FP延迟的视频流，具有更均匀分布的填充的黑色行以便在显示器上定该图像数据中心。

图6说明本发明的另一个可选的方面。EDID选择电路600可实现通知另一个系统例如个人计算机(PC)等有关显示系统的的显示分辨率能力。典型地在显示系统中，EDID包括多个ROM存储器(例如606和608以及未示出的可能的其它ROM)，通过I2C通信信道610通知PC或其它适合的系统关于该显示器的显示能力。然而，在多模显示的系统中，对接入该显示系统的用户或应用，通知PC等关于显示能力和可选择哪个信号发给复用器604可能是重要的。一旦选择了适当的EDID数据(例如所示的VGA或SXGA或者任何其它ROM在必要时使其它模式工作)，这样的数据可通过图形卡等提供给PC。

本系统的其它实施例显示在图7和图8中。图7显示一个系统700，在复用器702接收多个输入信号并且取决于分辨率检测器704检测到的情况，发送该输入数据到多个路径(此处只显示两个：480p或者720p数据，当然，其它数据和路径也是可能的)。每个路径都可被发送到SPR模块(此处分别是1∶2SPR和1∶1SPR714，716，当然，实施不同缩放模式的其它SPR模块也是可能的)。取决于输入数据集的分辨率，系统可加入行(708)或者加倍行的数量(710)，也可能提供一个或多个分辨率模式的中心模块(712)。根据在显示器上哪个数据被着色，SPR模块的结果可被复用(718)。同样，根据在显示器上哪个数据被着色，行信号可被复用(720)。图8是本系统的另一个实施例，它类似于图7。一个不同是在该系统中使用减少数量的SPR模块，因为一个或多个输入数据路径被内插(802)，从而为SPR模块提供正确数量的数据。

下面将描述适合于对图像数据执行一些期望的内插的一些实施例。图9显示像素倍增模块900，获得输入数据902并且锁存该输入(904)。乘法器906，加法器908实现上面提及的三次内插方案。应该懂得，给定的系数允许成本有效的计算，例如除以1/16是右移位4次，而乘以9可以左移位3次并加上原始值来进行。在偶数输出，输入像素之一直接输出，在奇数输出，产生内插值，偶数和奇数输出都由复用器910实现。

图10显示奇数行倍增器1000的一个实施例。奇数行倍增器输入图像数据1002(图示为每个640像素的多个输入行，当然，对于其它图像数据格式，其它的行宽是可能的)，并且将该像素数据发送到将行宽加倍的像素倍增器(例如图9中揭示的或类似的)。三个加倍的行存储在行缓冲器1004中(另一个三次内插步骤)，并且一个加倍的行被缓冲1006，从而在乘法器1008和加法器1010中存在合适的数据以便产生垂直内插。这内插在行2和行3之间。需要注意，只有这些值的最后3个值需要保存在锁存器1012中，因为这3个(加上上面的行2的3个值和下面的行3的3个值都存储在1012中)期望进行子像素着色(SPR)1014。

还需要注意，SPR可利用两个行缓冲器进行。将三次内插和SPR组合就不需要分开的行缓冲。另外的行缓冲器是可能需要进行三次内插的缓冲器。需要另外注意，即使利用SPR，还要再加一个行缓冲器来同步输入和输出视频流。因此，虽然典型的SPR可能需要总共3个行缓冲器，本系统可利用4个行缓冲器实现行加倍和三次内插SPR。

图11和图12分别显示全行倍增器1100和1200的另一个实施例。图11显示产生偶数数行1100的系统。由于该系统输出两倍它输入的行，图11显示再循环的行缓冲器1102，从而通过乘法器1104和加法器1106产生没有新的输入像素的奇数行。行2直接输出到锁存器1108，用于SPR，并产生两个新的内插行，一个内插行在行1和行2之间，另一个内插行在行2和行3之间。

图12显示产生奇数行的系统1200。像素倍增器1202产生水平内插值，存储在行缓冲器1204中。行1-4输出到乘法器1206和加法器1208，类似于图10中所示的。加法器1208的输出加上行2和行4的直接输出通过锁存器1210移位，提供SPR期望的值。行4也可以作为如上讨论的同步缓冲器。行0用于保存图11中讨论的偶数行使用的数据。

图13和图14是全行倍增器的另一个实施例。图13显示奇数行倍增器1300。像素倍增器1302将数据输入到多个行缓冲器1304。行1，2，3和4是垂直内插的，以产生锁存器1310中存储的数据的中心行。加法器1308的输出再循环到行1和行2之间的行，并称为行1A。行2和行3的输出直接输入到锁存器1310，用于SPR。图14显示偶数行倍增器1400，其中行缓冲器1402被再循环。行1，2，3和4输入到乘法器1404和加法器1406，执行垂直内插，将结果输入到最后缓冲器1408，用于SPR。行1A和2直接输入到锁存器1408。需要注意，图13和14中的行缓冲器可在偶数和奇数倍增器之间共享。在奇数行输出期间，图13中填充行1A，该行用于图14中的偶数行。还需要注意，图13和14中使用行1A缓冲器就不需要图11中所示的额外的乘法/加法器。

图15和16显示内插模块的另一个实施例，该模块可支持内插和复份方案。在实现多模的分辨率的实施例中，两个方案的内插和/或复份可用于实现这些模式。例如，如果输入分辨率是640×480，可能使用内插或复份来输出1280×960分辨率。内插和复份有它们自己独特的特征，内插通常使图像变得更平滑，而复份倾向于比内插保持图像更锐化。在更加成本有效的系统的一个处理模块中可能实现内插和复份。图15显示这样的系统的高层方框图1500。视频输入1502输入到内插滤波器1504，该滤波器实现内插方案(如上文讨论的方案)。然而，视频输入的一行旁路该内插模块并提供给复用器1506的输入。取决于期望内插或复份(通过模式选择)，复用器的输出示于图16。

图17和18显示如何从具有像素内插单元1702和行内插单元1704的严格的内插模块1700转变到双内插/复份模块1800。双模模块1800具有和图7中类似的像素内插和行内插模块；但是具有另外两个复用器1804和1806。模式选择信号提供给这两个复用器，用于选择内插或复份模式。

图19和20显示图18的像素内插模块的一个实施例。如图所示，视频数据输入到多个锁存器，继而发送到乘法器/加法器以实现内插。然而，使用旁路1920通过复用器2实现对适当模式选择信号的像素加倍。图20显示图19的实施例的一个可能的信号定时图。图21和22显示具有其相关定时图的像素内插模块的可选实施例。

图23和24叙述双信道输入像素内插模块2300的一个实施例。视频输出A是旁路模式，允许本地输入数据旁路模块2300中的处理。视频输出B是复用器2根据模式选择信号选择的输出。应该注意，如在图23在看到的，有许多可能来有效地设计模块2300而需要不乘法器。图24显示图23的该模块的可能的定时图。

图25，图26和图27分别显示具有内插模式和复份模式的定时图的行内插模块的一个实施例。如从图25中可看到的，取决于其模式选择信号，行复用器选择内插行或复份行。图26和27的定时图分别显示这个模块的操作。行选择操作如下：在奇数行期间，行输出1是行缓冲器5的输出，行输出2是行缓冲器2的输出，行输出3是行复用器的输出；在偶数行期间，行输出1是行缓冲器2的输出，行输出2是行复用器的输出，行输出3是行缓冲器3的输出。

图28和图29分别是双信道输入内插模块的两个实施例，一个实施例可执行同色锐化子像素着色(SPR)，一个实施例可执行交叉色锐化SPR。在图29中，红色和绿色图像数据一起提供给红色SPR和绿色SPR单元，以执行交叉色锐化子像素着色。

图30显示双信道输入内插模块的一个实施例。如图30中可看到的，5个输入像素将数据输入到两个内插单元(即乘法器和加法器)和提供两个输出，视频输出A和B。如在图30的一个可能的定时图中可看到的，视频输出A输出本地模式输入数据，而视频输出B输出内插数据。

图32显示双信道输入内插模块的另一个实施例。如图中可看到的，图32的实施例只使用3个数据锁存器，与图30中使用5个数据锁存器不同。图33显示图32中所示的该模块的可能的定时图。

虽然本发明参照示例的实施例进行说明，但是本领域技术人员懂得，在不偏离本发明范围的前提下可以进行各种改变以及等效物可替代其部件。此外，在不偏离本发明基本范围的前提下，可作进行很多修改以适应特定的情况或材料。因此，本发明并不局限于作为实现本发明的最佳模式所揭示的特定实施例，本发明包括落入所附的权利要求书范围内的所有实施例。

Claims

1.一种图像处理系统，接收多个源图像数据格式并显示多个目标图像数据格式之一，包括：

再取样电路，用于再取样源图像数据，该源图像数据包括按源输入行排列的源输入像素，所述再取样电路包括：

像素加倍电路，将源输入像素加倍；

行加倍电路，将该源输入行加倍；

着色电路，执行所述源图像数据的子像素着色；

所述像素加倍电路还包括具有以下内插系数的对所述源图像数据执行内插的内插电路：

-1/16，9/16，9/16，-1/16；和

显示器，用于显示目标图像数据，其中该显示器的分辨率包括所述多个目标图像数据格式的最大分辨率的大约一半的分辨率；

其中，所述源图像数据的子像素着色是对通过所述内插电路内插后的源图像数据执行的。

2.根据权利要求1的图像处理系统，其中所述行加倍电路进一步包括：

具有以下内插系数的行内插电路：

-1/16，9/16，9/16，-1/16。

3.一种图像处理系统，包括：

输入NTSC格式的源图像数据的装置；

执行所述源图像数据的重建滤波的电路；

其中，所述执行重建滤波的电路包括对所述源图像数据执行内插的内插电路或对所述源图像数据执行数据复份的复份电路；

对通过所述内插电路内插后的或通过所述复份电路复份后的源图像数据子像素着色的电路；和

显示器，用于显示HDTV格式的输出图像，其中所述显示器的分辨率大约为HDTV格式的一半。

4.一种图像处理系统，包括：

输入，接收多个源图像数据，所述多个源图像数据还包括多个源图像数据格式；

再取样电路，将源图像数据从所述源图像数据格式再取样为多个

目标图像数据格式；

其中，所述再取样电路包括对所述源图像数据执行内插的内插电路或对所述源图像数据执行数据复份的复份电路；

其中所述再取样电路还包括着色电路，用于对通过所述内插电路

内插后的或通过所述复份电路复份后的源图像数据执行子像素着色。

5.根据权利要求4的图像处理系统，其中所述着色电路进一步包括：

再取样电路，区域再取样所述源图像数据。

6.根据权利要求4的图像处理系统，其中所述着色电路进一步包括：

选择电路，选择多个滤波器核中一个滤波器核；和

选择着色电路，根据选择的滤波器核对所述源图像数据执行子像素着色。

7.根据权利要求4的图像处理系统，其中所述多个源图像数据格式之一是NTSC。

8.根据权利要求7的图像处理系统，其中所述多个目标图像数据格式之一是HDTV。

9.根据权利要求8的图像处理系统，其中所述显示器的分辨率大约是HDTV分辨率的一半。

10.一种图像处理系统，包括：

输入电路，配置用于接收源图像数据，所述源图像数据还包括多个源图像数据格式的至少一个格式；

检测电路，配置用于检测该源图像数据的分辨率；

再取样电路，依据该检测的源图像数据的分辨率将所述源图像数据从所述源图像数据格式再取样为多个目标图像数据格式；所述再取样电路包括对所述源图像数据执行内插的内插电路或对所述源图像数据执行数据复份的复份电路；所述再取样电路还包括选择电路，配置用于选择多个滤波器核对通过所述内插电路内插后的或通过所述复份电路复份后的源图像数据执行子像素着色，以生成目标图像数据；和

显示器，配置用于显示所述目标图像数据，其中该显示器的分辨率包括所述多个目标图像数据格式的最大分辨率的大约一半的分辨率。

11.根据权利要求10的图像处理系统，执行源图像数据再取样的所述再取样电路进一步包括三次内插，双三次内插，同步和窗口同步功能构成的组之一功能的电路。

12.一种着色目标图像数据的方法，所述方法的步骤包括：

输入多个源图像数据，所述多个源图像数据进一步包括多个源图像数据格式；

再取样源图像数据，将源图像数据从所述源图像数据格式再取样为多个目标图像数据格式；

所述再取样步骤还包括对所述源图像数据执行内插或复份；

在显示器上显示目标图像数据，其中该显示器的分辨率包括所述多个目标图像数据格式的最大分辨率的大约一半的分辨率；和

其中所述再取样源图像数据的步骤还包括对内插后的或复份后的源图像数据执行子像素着色。

13.根据权利要求12的方法，其中所述执行所述源图像数据的子像素着色的步骤进一步包括执行所述源图像数据的区域再取样。

14.根据权利要求12的方法，其中所述执行所述源图像数据的子像素着色的步骤进一步包括：

选择多个滤波器核之一；

根据选择的滤波器核对所述源图像数据执行子像素着色。

15.根据权利要求12的方法，其中所述多个源图像数据格式之一是NTSC。

16.根据权利要求15的方法，其中所述多个目标图像数据格式之一是HDTV。

17.根据权利要求16的方法，其中所述显示器的分辨率大约是HDTV分辨率的一半。

18.一种着色目标图像数据的方法，所述方法的步骤包括：

输入源图像数据，所述源图像数据进一步包括多个源图像数据格式的至少一个格式；

检测所述源图像数据的分辨率；

再取样步骤，依据该源图像数据的检测的分辨率将所述源图像数据从所述源图像数据格式再取样为多个目标图像数据格式；所述再取样步骤还包括对所述源图像数据执行内插或复份；所述再取样步骤还包括选择多个滤波器核对内插后的或复份后的源图像数据执行子像素着色，以生成目标图像数据；和

在显示器上显示所述目标图像数据，其中该显示器的分辨率包括所述多个目标图像数据格式的最大分辨率的大约一半的分辨率。

19.一种图像处理系统，包括：

输入多个源图像数据的装置，所述多个源图像数据还包括多个源图像数据格式；

再取样源图像数据装置，将源图像数据从所述源图像数据格式再取样为多个目标图像数据格式；

所述再取样源图像数据装置还包括对所述源图像数据执行内插的内插电路或对所述源图像数据执行数据复份的复份电路，以生成所述目标图像数据；

在显示器上显示所述目标图像数据的装置，其中该显示器的分辨率包括所述多个目标图像数据格式的最大分辨率的大约一半的分辨率；和

其中所述再取样源图像数据装置还包括对通过所述内插电路内插后的或通过所述复份电路复份后的源图像数据执行子像素着色的装置。

20.根据权利要求19的图像处理系统，其中所述执行所述源图像数据的子像素着色的装置进一步包括执行所述源图像数据的区域再取样。

21.根据权利要求19的图像处理系统，其中所述执行所述源图像数据的子像素着色的装置进一步包括：

选择多个滤波器核之一的装置；

根据所选滤波器核执行对所述源图像数据的子像素着色的装置。

22.一种图像处理系统，包括：

输入源图像数据的装置，所述源图像数据还包括多个源图像数据格式的至少一个格式；

检测所述源图像数据的分辨率的装置；

再取样装置，依据该源图像数据的检测的分辨率将所述源图像数据从所述源图像数据格式再取样为多个目标图像数据格式；所述再取样装置还包括对所述源图像数据执行内插的内插电路或对所述源图像数据执行数据复份的复份电路；所述再取样装置还包括选择多个滤波器核对通过所述内插电路内插后的或通过所述复份电路复份后的源图像数据执行子像素着色以生成目标图像数据的装置；和

在显示器上显示所述目标图像数据的装置，其中该显示器的分辨率包括所述多个目标图像数据格式的最大分辨率的大约一半的分辨率。