CN1929586A - 图像设备的双重交互显示装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及图像设备的双重交互显示装置及其方法。构成：输出原图像信号而设置的原信号存储器；对原图像信号进行推定的同时，为产生内插图像信号而设置的内插扫描线产生部；为了把原图像信号用规定的比率进行衰减而设置的第1衰减器；为了从内插扫描线产生部输出的内插图像信号，用规定比率进行衰减而设置的第2衰减器；为输出衰减系数生成命令而设置的微处理器；从微处理器接收命令并生成相应衰减系数的同时，把生成的相应衰减系数各自输出到第1及第2衰减器之后，为控制相应衰减比率而设置的亮度控制部；从第1及第2衰减器交替的读取原图像信号和内插图像信号，并为生成双重交互的图像信号而设置的扫描线选择部；进行显示而设置的显示板。

Description

图像设备的双重交互显示装置及其方法

技术领域

本发明涉及图像设备，更详细的说就是涉及图像设备的双重交互显示装置及其方法。

背景技术

通常，图像设备(picture device)或图像显示装置(video displayterminal)作为一种利用画面把信息用图像进行输出的装置，其代表性的图像显示装置是阴极射线管(CRT)。阴极射线管(CRT)通常主要是在监视器或电视机(TV)显像管中使用的一种显示设备。阴极射线管是用电子枪向画面发射高速光线来轰击显像管上的荧光体发光，从而能够显示文字或图像的一种显示设备。除此之外，还有液晶显示器(LCD)、薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)、等离子显示器(PDP)、柔性(Flexible)显示器等的固定像素显示装置。上述图像设备的画面上显示图像的模式中，代表性的模式为隔行扫描(interlace)模式和逐行扫描(progressive)模式。

隔行扫描模式是在画面的奇数行集合的奇数场(odd field)和偶数行的集合偶数场(even field)交替的以按一定时间差反复进行的形态来实现。

在一般电视机(TV)中使用较多的利用阴极射线管(CRT)的显示装置，需要进行高压偏转(deflection)，因此为了少量变动高压电流，通常采用水平频率小的隔行扫描模式；相反，利用等离子显示器(PDP)、液晶显示器(LCD)、数字光的处理(DLP)等的平板显示装置，不需要进行高压偏转，因此在平板显示装置中，通常不采用具有扫描行闪烁(line flicker)、画面大面积闪烁(large area flicker)、需要扫描行检测等各种缺点的隔行扫描模式，一般情况下大部分采用逐行扫描模式。

而且，在如同上述的一般固定像素显示装置中，如果需要对进来的隔行扫描信号必须转换为逐行扫描，则这种对隔行扫描信号转换为逐行扫描的功能称为双重交互(de interlace)。

如果不进行双重交互功能，则由于固定像素显示器进行隔行扫描时，需要每次跳过一个扫描行进行扫描，因此全部亮度大约减少一半(1/2)。在阴极射线管(CRT)中有时也采用逐行扫描，但对阴极射线管而言，采用逐行扫描的目的不是提高亮度，主要是为了减少闪烁。这是因为阴极射线管(CRT)具有马鞍型屏蔽，因此即使跳过扫描行，其周围亮度仍然照射的很亮，即其亮度并没有减少；相反，即使是把扫描行扩大2倍之后进行逐行扫描，但由于扫描时间此时变成快2倍，所以最终结果是阴极射线管(CRT)的亮度，因为其时间的总和是相同的，所以其亮度并没有提高。因此，通常双重交互功能大部分使用在固定像素显示器，而对此时的实际画面质量而言，如果在帧与帧之间移动较多，则一般情况下其画面质量反而降低。

图1是对传统隔行扫描模式的原信号进行内插之后转换为逐行扫描的双重交互的一个实例概念表示图。

如同在图中所示，场1、3----是所谓的奇数(odd或top)场；在场2、4----为偶数(even或bottom)场。由一个奇数场和一个偶数场形成的一对双，就是一个帧。在这种状态下，通过双重交互处理使得奇数/偶数场的区分消失的同时均对各帧进行逐行扫描。

为此，需要做出由点线来组成的内插扫描线，而这种内插法通常是根据上下、前后(场及帧前后)的扫描线，向着变化量小的方向进行内插。

例如，为了对2A′行进行内插，通常使用上下的2A、2B和前后的1B、3B。对这种使用情况，通常将根据算法可以有许多种方法，但是，不仅仅是参照相应的上下或前后垂直部分，而且还需要参照许多存储器容量和处理速度允许的其周围像素来提高场的差数，并通过提高场的差数来提高其性能。当然，对上下行数而言，同样不仅参照上下一个行，而且还要参照许多行来得到更好的内插像素。

但是，如同上述等离子显示(PDP)或液晶显示电视机(LCD-TV)的像素数通过显示板被固定的显示装置中，把电视机(TV)隔行扫描模式的图像信号转换为逐行扫描模式的转换过程中，通常产生画面质量劣化，从而引起画面上显示的图像画面质量降低。

发明内容

本发明是为解决上述传统技术中存在的诸问题而开发的，其目的是提供能够防止固定像素显示装置中执行双重交互功能时产生的画面质量劣化的图像设备的双重交互显示装置及其方法。

为了达到上述目的本发明图像设备的双重交互显示装置是由下述部分构成：为了从隔行扫描的数字图像信号输出原图像信号而设置的原信号存储器；对原图像信号进行推定的同时，为产生内插图像信号而设置的内插扫描线产生部；为了把原图像信号用规定的比率进行衰减而设置的第1衰减器；为了从内插扫描线产生部输出的内插图像信号，用规定比率进行衰减而设置的第2衰减器；为输出衰减系数生成命令而设置的微处理器；从微处理器接收命令并生成相应衰减系数的同时，把生成的相应衰减系数各自输出到第1及第2衰减器之后，为控制相应衰减比率而设置的亮度控制部；从第1及第2衰减器交替的读取原图像信号和内插图像信号，并为生成双重交互的图像信号而设置的扫描线选择部；为了把通过扫描线选择部的双重交互功能来实现的内插的图像进行显示而设置的显示板。

上述的第1衰减器的衰减系数k1和第2衰减器的衰减系数k2具有0以上1以下的值，而其比率k1≤k2。

上述的第1衰减器具有衰减系数1-k1，第2衰减器具有衰减系数2-k2；当k值为0时其衰减为0，而此时输出最大值；当k值为1时完全衰减，而此时其输出值为0。

并且，本发明图像设备的双重交互显示装置还包含下述部分：为分离水平同步信号而设置的同步信号分离部；用同步信号分离部中被分离的水平同步信号来生成2倍的时钟，并把生成的时钟信号提供给上述的内插扫描线产生部及上述的扫描线选择部的时钟倍增器。

本发明图像设备的双重交互显示方法是由下述的步骤构成：从隔行扫描的数字图像信号中，把原图像信号进行输出步骤；对原图像信号进行推定的同时产生内插图像信号的产生步骤；对上述的原图像信号及内插图像信号，通过被生成衰减系数，用规定的比率进行衰减步骤；对每一个扫描行，交替的读取原图像信号和内插图像信号的同时，生成双重交互图像信号的生成步骤；通过上述的阶段双重交互功能，对内插的图像进行显示步骤。

上述的衰减系数是对原图像信号及内插图像信号，各自具有0以上1以下的k1和k2的衰减系数，而其比率是k1≤k2。

上述的衰减系数是对原图像信号及内插图像信号，各自具有1-k1及1-k2的衰减系数，当k1的值为0时其衰减为0，而此时输出最大值；当k2值为1时完全衰减，而此时的输出值为0。

图像设备的双重交互显示方法，还包括下述步骤：一个分离水平同步信号，并用被分离的水平同步信号来生成2倍的时钟的同时，把生成的2倍时钟进行提供步骤。

本发明的优点效果：

如同在上面所述，根据本发明图像设备的双重交互显示装置及其方法，对隔行扫描形态的图像信号亮度调节，由于利用原图像信号和衰减程度(k1)和内插图像信号的衰减程度(k2)之间的规定差异(k1≤k2)来调节图像的亮度，因此除了最大亮度(k1＝k2＝0)情况之外，内插图像信号扫描行亮度与原图像信号扫描行的亮度相比，其亮度通常处在较暗的状态，因此内插的图像扫描行与原图像扫描行相比，在人们的眼睛中看见得少一些，正因为如此，通过双重交互减少了人们的眼睛中看见得少一些程度的画面质量劣化。并且，通常采用内插的扫描行比原扫描行较暗的进行扫描的模式，从而调节亮度来防止画面质量的劣化，因此本发明具有更好的改善画面上显示的图像画面质量的效果。

附图说明

图1是对传统隔行扫描模式的原信号进行内插之后转换为逐行扫描的双重交互一个实例概念表示图。

图2是本发明图像设备的双重交互显示装置构成方框图。

图3是本发明图像设备的双重交互显示方法流程图。

《对图纸主要部分的符号说明》

10：原信号存储器；                      11：内插扫描线产生部；

12：内插存储器；                        13：第1衰减器；

14：第2衰减器；                         15：扫描线选择部；

16：同步控制器(LVDS)；                  17：显示板；

18：同步处理部；                        19：时钟倍增器；

20：微处理器；                          21：亮度控制部。

具体实施方式

以下，对本发明的典型实例，参照附图详细的进行说明。

图2是作为基于本发明图像设备的双重交互显示装置构成方框图，它表示通过调整双重交互的内插扫描行亮度来显示固定像素。

如同在图中所示，本发明图像设备的双重交互显示装置是由原信号存储器10、内插扫描线产生部11、内插存储器12、第1衰减器13、第2衰减器14、扫描线选择部15、同步控制器16、显示板17、同步处理部18、时钟倍增器19、微处理器20、亮度控制部21来构成。

原信号存储器10是从隔行扫描的数字图像信号输出原图像信号；而内插扫描线产生部11是通过推定的原图像信号双重交互模式来产生内插图像信号。

第1衰减器13将通过亮度控制部21的控制，把原图像信号用规定的比率进行衰减；而第2衰减器14将通过亮度控制部21的控制，把从内插扫描线产生部11输出的内插图像信号，用规定的比率进行衰减。

上述的第1衰减器13的衰减系数k1和第2衰减器14的衰减系数k2具有0以上1以下的值，其比率为k1≤k2。

并且，上述的第1衰减器13具有1-k1的衰减系数，而第2衰减器14具有1-k2的衰减系数；而当k值为0时衰减为0，而此时输出最大值；当k值为1时完全衰减，而此时输出值为0。

微处理器20向亮度控制部21输出衰减系数生成命令；而亮度控制部21从微处理器20接收衰减系数生成命令，并生成相应的衰减系数的同时，把生成的各自衰减系数输出到第1及第2衰减器(13、14)，并通过衰减系数来控制衰减比率。

同步处理部18将分离水平同步信号(H sync)；而时钟倍增器19，用同步处理部18中被分离的水平同步信号(H sync)来生成2倍的时钟，并把生成的2倍时钟提供给内插扫描线产生部11及扫描线选择部15。

扫描线选择部15对每个扫描行，从第1及第2衰减器(13、14)交替的读取原图像信号和内插图像信号来生成双重交互信号。

同步控制器16将从扫描线选择部15输出的图像信号变换为同步控制器Tx信号，并把变换的信号输出到如同等离子显示器(PDP)、液晶显示器(LCD)一样的固定像素显示板17。

固定像素显示板17将通过本发明双重交互模式来显示内插图像。

图3是基于本发明图像设备的双重交互显示方法流程图。

如同在图中所示，基于本发明图像设备的双重交互显示方法是由下述的步骤构成：从隔行扫描的数字图像信号中，把原图像信号进行输出步骤(S100)；推定原图像信号进行的同时产生内插图像信号的产生步骤(S110)；把上述的原图像信号及内插图像信号，通过被生成衰减系数，用规定的比率进行衰减步骤(S120)；对每一个扫描行，交替的读取原图像信号和内插图像信号的同时，生成双重交互图像信号的生成步骤(S130)；通过上述的步骤双重交互功能，把对内插的图像进行显示步骤(S140)。

上述的衰减系数，对原图像信号及内插图像信号，各自具有0以上1以下的k1和k2的衰减系数，而其比率k1≤k2。

上述的衰减系数，对原图像信号及内插图像信号，各自具有衰减系数1-k1及衰减系数1-k2；而当其衰减系数k的值为0时，衰减为0，此时输出最大值；当其衰减系数k的值为1时完全衰减，此时输出值为0。

并且，本发明图像设备的双重交互显示方法多包含一个分离水平同步信号(H sync)，并用被分离的水平同步信号来生成2倍的时钟的同时，当需要衰减时，提供时钟信号的提供步骤(S150)来形成。

对如同上述构成的本发明的作用更详细进行说明如下：

首先，内插扫描线产生部11是用来实现双重交互概念的。如果把内插扫描线产生部看成是一般的方框，则不需要其他的处理。但是，内插扫描线产生部输出的内插图像信号，通常经过第2衰减器14之后经历某种程度的衰减效果，而这种效果正是具有调节亮度(brightness)的效果。

即，在内插扫描线产生部11中产生的内插图像信号，对原图像信号进行推定之后生成的，因此最好使该信号在人们的眼睛中看不见。如果完全进行衰减，那么虽然亮度降低一半，但同时消失双重交互效果的同时，变为如同原来的隔行扫描一样形态，并在变化较多的部分中，带来产生扫描行闪烁(line flicker)的相反的效果，因此一般情况下只是把内插扫描行完全进行衰减是没有道理的。

因此，如果把内插扫描行衰减到某种比率以上，并把内插扫描行与原图像信号一起衰减到某种程度来配合规定的平衡(balance)，则不仅能够阻止扫描行闪烁(line flicker)现象，而且也能够把画面变为较暗。

本发明的第1及第2衰减器(13、14)，虽然是一种乘法器，但是由于其倍率(乘法值)为1以下，因此也称为衰减器。

相应于各自衰减系数(factor)为k1、k2，并具有0∽1的值，同时必须维持k1≤k2(k2的值越大其衰减程度越深)比率作为其特征。而且，当k值为0时，其乘法值为1-0＝1，这就表示没有衰减，因此即使是输入信号通过衰减器(13、14)，其值并没有减少；而当k值为1时，其乘法值为0，这就表示完全衰减，因此与输入信号无关的同时，衰减器(13、14)输出为0。

衰减系数k1、k2是在亮度控制部21中生成的，即，亮度控制部从微处理器20中接收命令，并通过命令卡来生成相应的衰减系数。

在这里，上述的衰减系数1≤k2的理由：k1真对的是原图像信号进行衰减的情况，因此一般情况下是0，因此如果当两种k2值增大到某种程度以上，则为防止扫描行闪烁，对k1值也需要进行降低。

例如，如果k2值，取0∽0.5范围内，则k1的值通常维持0；如果k2值为0.5以上时，取k1值为k1＝k2-0.5程度，则k1和k2的差值不大于0.5，因此不产生扫描行闪烁的同时，只有整个画面的亮度产生了变化。

另外，为了进行双重交互功能，对每一个扫描行，需要从各自的存储器(10、12)交替地读取原图像信号和内插图像信号，原信号存储器10和内插存储器12的读取的速度，只有原图像水平同步信号速度的2倍，才能在原图像的1H区间内全部读取原图像和内插图像。

为了全部读取原图像和内插图像，在同步处理部18中分离水平同步信号(H sync)，并通过时钟倍增器19来生成2倍时钟(2fs clock)来使用。

另外，所谓水平/垂直同步信号的传送，即，水平同步信号是在扫描线选择部15中，对每一个扫描行交替地读取原图像信号和内插图像信号时使用；而垂直同步信号，在每一个场中，把原图像信号和内插图像信号彼此相互进行交换时使用，即以垂直同步作为基点交换顺序时使用。

如同上述被读取的图像信号，在扫描线选择部15中综合起来完成双重交互的图像信号。

双重交互的图像信号，再通过同步控制器16转换为同步控制器Tx信号，并将转换的信号传送到如同等离子显示器(PDP)及液晶显示器(LCD)一样的固定像素显示板17中。

在这里，同步控制器，(即，低电压(小振幅)差动信号)(LVDS：LowVoltage Differential Signaling)传送模式，是为了把数字信号通过铜线高速的传送到平板显示器的传送的一种模式。所谓低电压(LV)，表示在同步控制器(LVDS){低电压(小振幅)差动信号}使用的标准电压5V，用3.3V或1.5V电压来代替使用而言。同步控制器是通用同步控制器IEEE1596.3标准中定义的数据标准。

而且，在如同上述的本发明双重交互模式中，除了图像信号的亮度最大的情况(衰减系数factor，k1＝k2-0)之外，内插图像信号扫描行亮度与原图像信号扫描行的亮度相比，其亮度通常处在较暗的状态，因此内插的图像扫描行与原图像扫描行相比，在人们的眼睛中看见得少一些，正因为如此，通过双重交互减少了人们的眼睛中看见得少一些程度的画面质量劣化。

另外，如果原图像信号处在逐行扫描的状态，则采用上述的模式是不行的，因此需要通常维持k1＝k2状态。除此之外，调节面板自身的电压或对液晶显示器(LCD)的情况，也可以通过调节白色光的亮度来控制画面亮度。

如同上述的本发明，对隔行扫描形态的图像信号亮度的调节，利用原图像信号的衰减程度(k1)和内插图像信号的衰减程度(k2)之间规定的差异{k1≤k2(k值越大，衰减的越深)}来调节图像的亮度，因此除了最大亮度(k1＝k2＝0)情况之外，内插图像信号扫描行亮度与原图像信号扫描行的亮度相比，其亮度通常处在较暗的状态，因此内插的图像扫描行与原图像扫描行相比，在人们的眼睛中看见得少一些，正因为如此，通过双重交互减少了人们的眼睛中看见得少一些程度的画面质量劣化。

如同上述的本发明图像设备的双重交互显示装置及其方法，可以使用在电视机(TV)、盒式录像机(VCR)、监视器、电视机(TV)接收、个人电脑以及机顶盒(STB)等；也可以在模拟电视机(TV)、数字电视机(TV)、及卫星电视机(TV)中同一的使用，当然在正交平衡调幅制式(NTSC)、逐行倒相制式(PAL)、塞康制式(SECAM)模式中均可使用。

并且，本发明图像设备的双重交互显示装置可以在电视机一样的图像设备的内部设置为一体型，并且，也可以电视机外部可以作为其他装置来设置。

如同上述，虽然对本发明典型实例进行了图及说明，但是本发明不是限定在上述实例的说明，在不超出本发明权利要求范围内，具有本发明所属技术领域一般知识的人，当然可以进行多样化的变更，而这种变更是本发明权利要求范围内可以进行。

Claims (8)

1、图像设备的双重交互显示装置，其特征在于由下述部分构成：

为了从隔行扫描的数字图像信号输出原图像信号而设置的原信号存储器；

对原图像信号进行推定的同时，为产生内插图像信号而设置的内插扫描线产生部；

为了把原图像信号用规定的比率进行衰减而设置的第1衰减器；

为了从内插扫描线产生部输出的内插图像信号，用规定比率进行衰减而设置的第2衰减器；

为输出衰减系数生成命令而设置的微处理器；

从微处理器接收命令并生成相应衰减系数的同时，把生成的相应衰减系数各自输出到第1及第2衰减器之后，为控制相应衰减比率而设置的亮度控制部；

从第1及第2衰减器交替的读取原图像信号和内插图像信号，并为生成双重交互的图像信号而设置的扫描线选择部；

为了把通过扫描线选择部的双重交互功能来实现的内插的图像进行显示而设置的显示板。

2、根据权利要求1所述的图像设备的双重交互显示装置，其特征在于上述的第1衰减器的衰减系数k1和第2衰减器的衰减系数k2具有0以上1以下的值，而其比率k1≤k2。

3、根据权利要求1所述的图像设备的双重交互显示装置，其特征在于上述的第1衰减器具有衰减系数1-k1，第2衰减器具有衰减系数2-k2；当k值为0时其衰减为0，而此时输出最大值；当k值为1时完全衰减，而此时其输出值为0。

4、根据权利要求1所述的图像设备的双重交互显示装置，其特征在于还包括下述部分：

为分离水平同步信号而设置的同步信号分离部；

用同步信号分离部中被分离的水平同步信号来生成2倍的时钟，并把生成的时钟信号提供给上述的内插扫描线产生部及上述的扫描线选择部的时钟倍增器。

5、图像设备的双重交互显示方法，其特征在于由下述的步骤构成：

从隔行扫描的数字图像信号中，把原图像信号进行输出步骤；

对原图像信号进行推定的同时产生内插图像信号的产生步骤；

对上述的原图像信号及内插图像信号，通过被生成衰减系数，用规定的比率进行衰减步骤；

对每一个扫描行，交替的读取原图像信号和内插图像信号的同时，生成双重交互图像信号的生成步骤；

通过上述的阶段双重交互功能，对内插的图像进行显示步骤。

6、根据权利要求5所述的图像设备的双重交互显示方法，其特征在于上述的衰减系数是对原图像信号及内插图像信号，各自具有0以上1以下的k1和k2的衰减系数，而其比率是k1≤k2。

7、根据权利要求5所述的图像设备的双重交互显示方法，其特征在于上述的衰减系数是对原图像信号及内插图像信号，各自具有1-k1及1-k2的衰减系数，当k1的值为0时其衰减为0，而此时输出最大值；当k2值为1时完全衰减，而此时的输出值为0。

8、根据权利要求5所述的图像设备的双重交互显示方法，其特征在于还包括下述步骤：

一个分离水平同步信号，并用被分离的水平同步信号来生成2倍的时钟的同时，把生成的2倍时钟进行提供步骤。

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