JP4350395B2 - Progressive scan conversion method - Google Patents
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Description
【0001】
本発明は、プログレッシブ走査変換方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、画像データの走査方式として、インターレース(飛び越し)走査方式とプログレッシブ(順次)走査方式が知られている。インターレース走査方式は、画像データの走査を、まず、奇数フィールドについて行い、次に、奇数フィールドの走査線の間を縫うように、偶数フィールドの走査を行う走査方式であり、こうした走査を約1/60秒周期で交互に繰り返す。一方、プログレッシブ走査方式は、インターレース走査方式とは異なり、走査線を飛び越さず、画像データを上から順に走査していく方式であり、こうした走査を約1/60秒周期で繰り返す。したがって、インターレース走査方式の場合、1フレームの表示が1ラインおきになるため、フリッカノイズが出やすいという問題があるものの、1フィールドで走査するライン数がプログレッシブ走査方式に比べて半分で済むため、水平同期周波数を低く抑えることができるという利点があり、比較的低価格で、高解像度の表示が期待できることからテレビ等においては、この方式が多く用いられてきた。
【0003】
しかし、近年、めざましい普及を遂げているパーソナルコンピュータやワークステーション用のCRTディスプレイ(CRT:Cathode Ray Tube)においては、細かい文字や線を扱うことから、ちらつきのあるインターレース方式ではなく、プログレッシブ方式が採用されている。したがって、インターレース信号であるNTSCの画像データをパーソナルコンピュータのCRTディスプレイ上に、標準画面表示サイズ(VGA:Video Graphics Array)で表示するには、何らかの変換が必要となる。
【0004】
この変換方法としては、いくつかの方法が提案されているが、画像データの処理および表示用の素子であるVDP(VDP:Video Display Processor)を用いた方法としては、以下の2つの方法が考えられる。第1の方法は、フィールド間の相関を利用する方法である。これを図5に示す。この方法は、インターレース信号で構成される1フィールド例えば、262または263ラインの画像データを2つのフィールドにまたがって、同一のフレームメモリに書き込んだ後、CRT上に表示を行う方法である。第2の方法は、図6に示すように、フィールド内の相関を利用する方法であり、同様に、インターレース信号で構成される1フィールド262または263ラインの画像データをそれぞれ各ラインデータを2回連続してフィールドメモリから読み出すことにより2倍に拡大して表示する。これらを約1/60秒間隔で切り換えて表示を行う方法である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、第1の方法においては、2つのフィールドにまたがって、上から順にラインデータを交互に読み出して、同一のフィールドメモリに書き込みを行うため、動きのある画像においては、隣接するライン間で画像のズレが生じて、これがノイズとなって現れてしまうという問題があった。また、第2の方法では、第1の方法のような問題は生じないが、2つのフィールドメモリを切り換えて表示を行うために、この切り換えによって、画面にフリッカノイズが現れてしまうという問題があった。
【0006】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、インターレース信号をプログレッシブ信号に変換するにあたって、ノイズの発生しないプログレッシブ走査変換方法、プログラムおよび装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は、以下の手段を提案している。
本発明は、ホストCPUからの描画指示に従い画像データを生成する描画部と映像機器から供給されるインターレース信号を取り込むビデオキャプチャ部とを有し、前記描画部で生成された画像データと前記ビデオキャプチャ部で生成された画像データとを複数の画像プレーンとして記憶すると共に、記憶した該複数の画像プレーンを読み出してαブレンディング機能により所定の重みを付与した後に合成して表示装置に供給する画像処理装置としてVDPを使用して、前記インターレース信号をプログレッシブ信号に変換するプログレッシブ走査変換方法であって、前記インターレース信号の奇数フィールドの画像データを第1フィールドメモリに書き込む第1のステップと、前記インターレース信号の偶数フィールドの画像データを第2フィールドメモリに書き込む第2のステップと、前記第1フィールドメモリに書き込まれた画像データの各ラインを2回連続して第1プレーンとして読み出す第3のステップと、前記第2フィールドメモリに書き込まれた画像データの各ラインを2回連続して第2プレーンとして読み出す第4のステップと、前記第1プレーンの画像データと前記第2プレーンの画像データとのそれぞれに、前記αブレンディング機能により前記所定の重みとして0.5を付与した後にこれら画像データを加算して合成する第5のステップとを有するプログレッシブ走査変換方法を提案している。
【0010】
これらの発明によれば、2つのフィールド画像データをフィールドメモリのそれぞれ別々のエリアに取り込むこととしたので、フィールド間で動きのある画像に対しても、ノイズの発生を防止することができる。また、フィールドメモリ内に取り込んだ画像データを各ラインの画像データが2回連続して表示されるように、2倍に拡大することとしたので、画像のズレが少ない状態で、CRTディスプレイの標準画面表示サイズに、データを拡大することができる。さらに、2倍に拡大されたそれぞれのフィールド画像デ−タを合成することとしたので、切り換え表示の場合に発生するフリッカノイズを防止することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係るプログレッシブ走査変換方法、プログラムおよび装置について図1から図4を参照して詳細に説明する。
本発明に係るプログレッシブ走査変換方法を実現するための第1の実施形態に係る装置は、図1に示されるとおり、ビデオキャプチャ部(データ書き込み部)1と、フィールドメモリ2a、2bと、データ読み出し部3a、3bと、加算部4と、演算部5とから構成されている。
【0012】
ビデオキャプチャ部1は、インターレース走査形式のデジタルビデオ信号(以下、単にインターレース信号という)を入力し、入力されたインターレース信号を奇数フィールドは、フィールドメモリ2aに、偶数フィールドは、フィールドメモリ2bに、というように交互に書き込む。なお、この書き込みは、インターレース信号に同期したインターレースドットクロックに基づいて行われる。
【0013】
フィールドメモリ2a、2bは、それぞれ、奇数フィールド、偶数フィールドを構成する画像データを記憶するための記憶装置である。データ読み出し部3a、3bは、それぞれ、フィールドメモリ2a、2bに格納された画像データを読み出すものであり、その読み出しは、書き込みと非同期で行われる。また、読み出しは、同一のラインの画像データを2回繰り返して読み出す。さらに、データ読み出し部3aと3bとでは、読み出し位置が1ライン時間分(出力プログレッシブ信号における1ライン時間分)ずれており、フィールドメモリ2aがフィールドメモリ2bより1ライン時間分先行して読み出される。なお、この読み出しはプログレッシブドットクロックに基づいて行われる。
【0014】
ここで、フィールドメモリ2a、2bへの書き込みは、ビデオキャプチャ部1により1フィールドにつき約1/60秒の時間を要して行われ、読み出しはデータ読み出し部3a、3bにより、同一ラインが2回繰り返して読み出されるわけであるが、1フィールドの時間は約1/60秒と同一なので、書き込みアドレスと読み出しアドレスを所定アドレス分ずらしておけば、書き込みアドレスが読み出しアドレスを追い越すことなく、また、その逆もなく、連続した書き込みおよび読み出しが行われる。
【0015】
加算部4は、データ読み出し部3a、3bから読み出された画像データを加算するものであり、演算部5は、加算部4の加算結果を1/2にするものである。この演算部5はシフト回路によって実現すれば回路構成が簡易化できる。演算部5の出力であるプログレッシブ走査方式のデジタルビデオ信号(以下、単にプログレッシブ信号という)は、L1/2→(L1+L263)/2→(L2+L263)/2→(L2+L264)/2→・・・のように変化し(Lはラインを表す)、これがCRTディスプレイ等に送られる。なお、先頭のL1/2は、実際には表示されない。
【0016】
次に、図2から図4を用いて、本発明の第2の実施形態について説明する。
本発明に係るプログレッシブ走査変換方法を実現するための第2の実施形態に係る装置は、図2に示されるとおり、VDP10と、ホストCPU11(CPU:Central Processing Unit)と、外部映像機器12と、表示装置13と、フィールドおよびフレームメモリとして使われるSDRAM14(SDRAM:Synchronous Dynamic Random Access Memory)とで構成される。
【0017】
前記VDP10は、描画部15と、ビデオキャプチャ部16と、プレーンA〜Dデータ読み出し部17a〜17dと、ミキシング回路部18とから構成されている。VDP10は、外部から入力される描画等のコマンドに基づき、表示データの生成を行う汎用素子である。VDP10は、描画機能やビデオキャプチャ機能、αブレンディング機能等の豊富な機能を有している。描画機能とは、ホストCPU11からのコマンドやデータにしたがってフレームメモリ上に画像データを描画する機能である。
【0018】
ビデオキャプチャー機能は、外部映像信号をリアルタイムでフィールドメモリ14に取り込む機能をいい、フィールドメモリ14に取り込まれた映像信号を適当なプレーンA〜Dデータ読み出し部17aから17dが読み出すことにより、出力映像信号とすることが可能となる。また、αブレンディング機能は、不透明度を表す0から1までのα値をプレーン単位またはピクセル単位で設定し、各プレーンまたは各ピクセルに設定したα値を乗算した後、ミキシングをして全体の画像データを構築する機能である。
【0019】
ホストCPU11は、パソコン等の外部端末であり、本実施形態においては、描画部15に対し、描画を指示したり、ミキシング回路部18に、各プレーンのプライオリティ(優先度)を出力する等の役割を有する。外部映像機器12は、例えば、テレビやビデオカメラ、CCDカメラ(CCD:Charge−Coupled Devices)等の外部に映像信号を出力する装置である。表示装置13は、CRT等であり、VDP10からの出力データをその画面上に表示する。
【0020】
次に、VDP10を構成する各要素について説明する。描画部15は、ホストCPU11の指示に従い、テキストデータや図形データあるいは背景に相当する画像データをフレームメモリ14に書き込む処理を行う。ビデオキャプチャ部16は、外部映像機器12からフィールドメモリ14に画像データを書き込む処理を行う。プレーンA〜Dデータ読み出し部17a〜17dは、テキストや図形あるいはキャプチャした画像データといった表示画面を構成するための要素をそれぞれ分けて表示するための装置である。これらのプレーンA〜Dデータ読み出し部17a〜17dによって読み出された画像データは、ホストCPU11が指示するプライオリティにしたがってミキシング回路18でミキシングされて全体の画像データが構築される。
【0021】
次に、この装置を用いて、インターレース信号をプログレッシブ信号に変換する場合の処理方法を説明する。図3は、インターレース信号をプログレッシブ信号に変換する場合の処理方法を原理的に書いたものである。すなわち、この方法は、VDP10に入力される奇数フィールドのフィールドデータと偶数フィールドのフィールドデータとを、それぞれ指定したプレーンデータ読み出し部が同一ラインを2回読み出す処理によって2倍に拡大表示した後、ミキシング回路部18において、所定のα値(例えば、1/2)で合成して変換を行うものである。この処理の詳細について、以下、図4を用いて説明する。なお、フィールドメモリ1と2とでは読み出し位置が1ライン時間分ずれており、フィールドメモリ1が2より1ライン時間分先行して読み出されるのは、第1の実施形態と同様である。
【0022】
図4は、ビデオキャプチャ部16、プレーンA、Bデータ読み出し部17a、17b、ミキシング回路部18および表示装置13の様子を時間経過とともに表している。上から下に向う方向が時間経過を示している。例えば、テレビ等の外部映像機器12からインターレース形式のテレビ信号が入力される場合を想定すると、まず最初に入力される奇数フィールドのフィールドデータは、フィールド1の時間内にフィールドメモリ1に書き込まれる(キャプチャされる)。さらに、このフィールド1の時間内には、書き込み動作とは非同期で、プレーンA,Bデータ読み出し部17a、17bによりフィールドメモリ1および2の読み出しも行われる。
【0023】
読み出しは、図3において説明したとおり、同一のラインを2回読み出すとともに、フィールドメモリ1と2とでは読み出し位置が1ライン時間分ずれている。さらに、このフィールド1の時間内には、ミキシング回路18において、プレーンAデータ読み出し部17aから読み出された画像データとプレーンBデータ読み出し部17bから読み出された画像データとがそれぞれ所定の重みを付与(例えば、1/2)された後に加算される。なお、このフィールド1の時間内にはフィールドメモリ2にはまだ画像データが記憶されていないので画像は合成できない。
【0024】
次に、フィールド2の時間内に、偶数フィールドのフィールドデータがフィールドメモリ2に書き込まれる(キャプチャされる)。さらに、このフィールド2の時間内に、プレーンA、Bデータ読み出し部17a、17bによるフィールドメモリ1および2の読み出し(書き込みとは非同期で行われる)、ミキシング回路18によるプレーンAデータ読み出し部17aから読み出された画像データとプレーンBデータ読み出し部17bから読み出された画像データとの重み付け加算が行われることはフィールド1の時間内と同様である。そしてこのフィールド2の時間内にはフィールド1の時間内に入力された画像データとフィールド2の時間内に入力された画像データとが合成されて表示される。
【0025】
次にフィールド3の時間内に、奇数フィールドのフィールドデータがフィールドメモリ1に書き込まれる(キャプチャされる)。さらに、このフィールド3の時間内にプレーンA、Bデータ読み出し部17a、17bによるフィールドメモリ1および2の読み出し(書き込みとは非同期で行われる)、ミキシング回路18によるプレーンAデータ読み出し部17aから読み出された画像データとプレーンBデータ読み出し部17bから読み出された画像データとの重み付け加算が行われることはフィールド1および2の時間内と同様である。そしてこのフィールド3の時間内にはフィールド2の時間内に入力された画像データとフィールド3の時間内に入力された画像データとが合成されて表示される。以下、同様のことが繰り返される。
【0026】
以上、図面を参照して本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。例えば、本実施形態においては、α値の設定を0.5として説明したが、フィールド間の相関状態により、他の値を設定してもよい。
【0027】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、奇数フィールドのフィールドデータと偶数フィールドのフィールドデータとを、フィールドメモリの別々のエリアに取り込み、同一ラインを2度読み出しする手法で拡大した後、これらのデータを合成することによって、インターレース信号をプログレッシブ信号に変換することとしたことから、簡易な方法で、ちらつきのない画像を提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第一の実施形態にかかる走査変換装置の構成図である。
【図2】 本発明の第二の実施形態にかかる走査変換装置の構成図である。
【図3】 本発明の第二の実施形態にかかる走査変換方法の原理図である。
【図4】 本発明の第二の実施形態にかかる走査変換方法のタイミングチャート図である。
【図5】 第1の従来例に関する原理図である。
【図6】 第2の従来例に関する原理図である。
【符号の説明】
1・・・ビデオキャプチャ部、2a、2b・・・フィールドメモリ、3a、3b・・・データ読み出し部、4・・・加算部、5・・・演算部、10・・・VDP、11・・・ホストCPU、12・・・外部映像機器、13・・・表示装置、14・・・SDRAM、15・・・描画部、16・・・ビデオキャプチャ部、17a〜17d・・・プレーンA〜Dデータ読み出し部、18・・・MIX(ミキシング回路部)、[0001]
The present invention relates to a progressive scan conversion how.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an interlace (interlace) scanning method and a progressive (sequential) scanning method are known as image data scanning methods. The interlaced scanning method is a scanning method in which scanning of image data is first performed for odd fields, and then scanning of even fields is performed so as to sew between scanning lines of odd fields. It repeats alternately with a period of 60 seconds. On the other hand, unlike the interlace scanning method, the progressive scanning method is a method in which image data is scanned in order from the top without skipping scanning lines, and such scanning is repeated at a period of about 1/60 second. Therefore, in the case of the interlace scanning method, since one frame is displayed every other line, there is a problem that flicker noise is likely to occur. However, since the number of lines scanned in one field is half that of the progressive scanning method, This method has been widely used in televisions and the like because it has the advantage that the horizontal synchronization frequency can be kept low, and a high-resolution display can be expected at a relatively low price.
[0003]
However, in recent years, CRT displays (CRT: Cathode Ray Tube) for personal computers and workstations, which have been remarkably popular, use a progressive method rather than a flickering interlace method because they handle fine characters and lines. Has been. Therefore, some conversion is required to display NTSC image data, which is an interlaced signal, on a CRT display of a personal computer in a standard screen display size (VGA: Video Graphics Array).
[0004]
Several methods have been proposed as this conversion method. The following two methods are considered as methods using a VDP (VDP: Video Display Processor) which is an element for processing and displaying image data. It is done. The first method uses a correlation between fields. This is shown in FIG. This method is a method in which image data of one field such as 262 or 263 lines composed of interlace signals is written in the same frame memory across two fields and then displayed on the CRT. As shown in FIG. 6, the second method uses a correlation within a field. Similarly, image data of one
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the first method, line data is alternately read in order from the top across two fields and written in the same field memory. Therefore, in a moving image, an image between adjacent lines is displayed. There was a problem that this deviation occurred and this appeared as noise. In addition, the second method does not cause the problem as in the first method, but the display is performed by switching between the two field memories. Therefore, the switching causes flicker noise to appear on the screen. It was.
[0006]
Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a progressive scan conversion method, program, and apparatus that do not generate noise when an interlace signal is converted into a progressive signal. .
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The present invention includes a drawing unit that generates image data in accordance with a drawing instruction from a host CPU, and a video capture unit that captures an interlace signal supplied from a video device, and the image data generated by the drawing unit and the video capture The image processing device stores the image data generated by the unit as a plurality of image planes, reads the plurality of stored image planes, gives a predetermined weight by the α blending function, and then synthesizes and supplies them to the display device A progressive scan conversion method for converting the interlace signal into a progressive signal using VDP as a first step of writing image data of an odd field of the interlace signal into a first field memory; and The image data of the even field is the second A second step of writing to the field memory; a third step of reading each line of image data written to the first field memory twice as a first plane; and writing to the second field memory A fourth step of reading each line of the image data twice as a second plane, and each of the image data of the first plane and the image data of the second plane are subjected to the predetermined function by the α blending function . A progressive scan conversion method is proposed, which has a fifth step of adding and combining these image data after assigning 0.5 as a weight.
[0010]
According to these inventions, since the two field image data are taken into different areas of the field memory, it is possible to prevent noise from occurring even for an image that moves between fields. In addition, since the image data captured in the field memory is enlarged twice so that the image data of each line is displayed twice in succession, the standard of the CRT display can be used with little image misalignment. Data can be enlarged to the screen display size. Furthermore, since each field image data enlarged twice is synthesized, flicker noise generated in the case of switching display can be prevented.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a progressive scan conversion method, program, and apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, an apparatus according to a first embodiment for realizing a progressive scan conversion method according to the present invention includes a video capture unit (data writing unit) 1,
[0012]
The video capture unit 1 inputs an interlaced scanning format digital video signal (hereinafter simply referred to as an interlace signal), and the input interlace signal is referred to as an odd field in the
[0013]
The
[0014]
Here, the writing to the
[0015]
The addition unit 4 adds the image data read from the
[0016]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 2, an apparatus according to the second embodiment for realizing the progressive scan conversion method according to the present invention includes a
[0017]
The
[0018]
The video capture function refers to a function of capturing an external video signal in the
[0019]
The
[0020]
Next, each element constituting the
[0021]
Next, a processing method for converting an interlace signal into a progressive signal using this apparatus will be described. FIG. 3 shows the principle of a processing method in the case of converting an interlace signal into a progressive signal. That is, in this method, the field data of the odd field and the field data of the even field input to the
[0022]
FIG. 4 shows the
[0023]
As described with reference to FIG. 3, the same line is read twice, and the reading positions of the
[0024]
Next, the field data of the even field is written (captured) in the
[0025]
Next, field data of the odd field is written (captured) in the field memory 1 within the time of the
[0026]
As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to these embodiments, and includes design and the like within a scope not departing from the gist of the present invention. It is. For example, in the present embodiment, the α value has been set to 0.5, but other values may be set depending on the correlation state between fields.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, after the field data of the odd field and the field data of the even field are taken into different areas of the field memory and expanded by the method of reading the same line twice, these data are read out. Since the interlace signal is converted into the progressive signal by combining the signals, there is an effect that a flicker-free image can be provided by a simple method.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a scan conversion device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a scan conversion device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a principle diagram of a scan conversion method according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a timing chart of the scan conversion method according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a principle diagram relating to a first conventional example.
FIG. 6 is a principle diagram relating to a second conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Video capture part, 2a, 2b ... Field memory, 3a, 3b ... Data reading part, 4 ... Addition part, 5 ... Calculation part, 10 ... VDP, 11 ... Host CPU, 12 ... external video equipment, 13 ... display device, 14 ... SDRAM, 15 ... drawing unit, 16 ... video capture unit, 17a to 17d ... planes A to D Data reading unit, 18 ... MIX (mixing circuit unit),
Claims (1)
前記インターレース信号の奇数フィールドの画像データを第1フィールドメモリに書き込む第1のステップと、
前記インターレース信号の偶数フィールドの画像データを第2フィールドメモリに書き込む第2のステップと、
前記第1フィールドメモリに書き込まれた画像データの各ラインを2回連続して第1プレーンとして読み出す第3のステップと、
前記第2フィールドメモリに書き込まれた画像データの各ラインを2回連続して第2プレーンとして読み出す第4のステップと、
前記第1プレーンの画像データと前記第2プレーンの画像データとのそれぞれに、前記αブレンディング機能により前記所定の重みとして0.5を付与した後にこれら画像データを加算して合成する第5のステップと
を有するプログレッシブ走査変換方法。A drawing unit that generates image data in accordance with a drawing instruction from the host CPU and a video capture unit that captures an interlace signal supplied from a video device. The image data generated by the drawing unit and the video capture unit The image data is stored as a plurality of image planes, and the stored image planes are read out, given a predetermined weight by the α blending function, and then combined and supplied to the display device as a VDP . A progressive scan conversion method for converting the interlace signal into a progressive signal,
A first step of writing image data of odd fields of the interlace signal into a first field memory;
A second step of writing even field image data of the interlace signal into a second field memory;
A third step of reading each line of the image data written in the first field memory twice as a first plane;
A fourth step of reading each line of the image data written in the second field memory twice as a second plane;
Fifth step of adding and synthesizing the image data of the first plane and the image data of the second plane after adding 0.5 as the predetermined weight by the α blending function A progressive scan conversion method comprising:
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