TW381397B - Method and apparatus for video line multiplication with enhanced sharpness - Google Patents

Description

五、發明說明（1) 發明領域 本發明大致有關數位視頻訊號處理 - 用於轉換-交錯視頻訊號至逐漸掃心且更特別是有關 置，其中加強移動邊緣之感知銳声田格式之方法及裝 發明背景 X ° 大多數電視系統使用藉以2 : i交鈣 像已產生之訊號。許多顯示裝置係曰式掃描一來源影 接地從交錯訊號再生此影像。例如' 應用的’其能夠直 中，當其以一交錯光栅格式掃過 ^ — CRT監視器 接地用以調變一光束強度。惟，此時，交錯訊號可直 結構技藝損害，閃爍器與抖動 ，不器可能因可视線 質。特別是，這些非所需技藝對具關知描之父錯性 而言驅向變成更顯著。為了減少^ ，角線尺寸之螢幕 直經當希切絲μ 4^ Ια 關父錯择描之技藏， A厶吊希望轉換一父錯掃描訊號 # #诸1 式。再者，一些顯示裝置係天生地^至一漸進知描格 係可能之前，其需要轉換至—漸漸進，且在顯示 =^漸進掃描格式轉換之I"題解決方法 中推薦。一：方法解決2個交錯交錯視頻頻已域在 :併以產生一漸進地掃描視頻架構，其中_ 且奇ϊ線來自奇數頻域。此技術適合4 於包含些微或無動作之順序，但告^ ^. 作 滿意的技藝，因為及時出現影像：η;造成不 示。 豕在不同點之視頻同時顯 空間性及/或時間性内插之各種形式亦已推薦。為了

C:\Program F i1es\Patent\54817. ptd 五、發明說明（2) 產生一漸進架構，一此方法 頻域内。此處理方法未因上 問題之間因垂直細部損失而 空間性畫面資料之一半。換 間性内插產生消失線。此處 垂直細部，但當出現動作時 二者處理方法之優點，各種 時間性内插。如描述在美國 其可能從二者目前及鄰近頻 權平均。選擇應用至每個鄰 組件係主要地藉目前頻域作 部分地藉目前頻域與部分地 法具有垂直解析度係藉鄰近 率’惟’對較高時間性頻率 減低垂直解析度。縱使此最 損害’其已發現影像之更進 明，一方法因此提供移動細 次元加強。 解決空間性内插在—單交錯 述動作技藝損害，但在其^ 損害，因為每個頻域祇包含 言之，其亦可能藉純粹地時 理方法提供靜態影像之最大 .ia·成嚴重模糊。為了獲得 嚐試亦已執行結合空間性及 專利 4, 7 8 9, 893 (West〇n)， 域產生消失、線為鄰近線之加 近線之加權，使低垂直頻率 用—且—較高垂直頻率組件係 藉鄰近頻域作用。此處理方 頻，作用加強在低時間性頻 而s ’鄰近頻域作用確實地 終方法未因動作模糊技藝而 的加強係可能的。根據本發 部之顯著銳度可以二者空間 明之先前技術·· 以下專利係相關於本發 美國專利文件 4，789，893-Weston 3 , 9 2 0, 8 8 9 -Connor 1988 年12 月 t Μ曰 視頻訊號之 内插線 1 9 7 5年11月18曰用於藉時間 性濾波器使

C:\Program Files\Patent\54817.ptd 第6頁 五、發明說明（3) 五、發明說明（3) 4, 792, 854- 5, 227,883- 使 用 鮮 明 視 頻 訊 號 之 方 Glenn 法 及 裝 置 1 9 8 8年1 2月 20曰 用 於 暫 時 地 處 理 視 頻 ^ i schert 訊 號 之 裝 置 等人1 9 9 3年7月 1 3曰 用 於 動 作 孔 口 修 正 之 方 法 及 裝 置 發明概述 根據本發 轉換一交錯 緣之顯著銳 <頻域產生 前頻域作用 負的，且從 I推升回應高 度效果。反 些先前技術 修正線，無 變成有必要 1置換目前頻 |以產生消失 圖式簡單說 月’ 一方法及裝置係藉-垂直時間性處理提供 視頻影像成一漸進掃描影像，而加強移動邊 度。根據本發明，消失線係從二者目前及鄰 為一鄰近線之加權平均。選擇加權，使從目 係大於整數，從所有鄰近頻域之結合作用係 所有頻域之結合作用係整數。在此方法中， 時間性頻率’其具有增加移動邊緣之外觀銳 之若鄰近頻域之作用係加總至零時，如在一 處理方法中’則内插線可合併目前頻域之非 需某些非所需的動作技藝，在本發明中，其 從二者目前及鄰近頻域以鄰近線之加權平均 域線’使每個頻域.之全部作用係相同於從用 線的每個頻域之全部作用。 明

C:\Program Files\Patent\54817.ptd 第7頁 五、發明說明（4) 本發明之先前技術與較佳實例描述係參考提供在下文 中，其中： 圖1A係根據先前技術消失視頻線可如何藉垂直性内插 誘導之概要表示。 圖1 B係根據先前技術消失視頻線可如何藉時間性内插 誘導之概要表示。 圖1C係根據先前技術消失視頻線可如何藉結合之垂直 性與時間性内插誘導之概要表示，其中從鄰近頻域之全 部作用大體上係正的。 圖1D係根據先前技術消失視頻線可如何藉結合之垂直 技與％間性内插誘導之概要表示，_其中從鄰近頻域之全 部作用大體上係零。 _圖2在圖1 a - 1 D顯示各種先前技術方法之時間性頻率 響應圖式。 圖3A係消失視頻線如何使用本發明較佳實例之一誘導 之概要表示。 圖3B係目前頻域線如何使用本發明較佳實例之一修正 之概要表示。 圖4A係存在一垂直方向邊緣之目前輪入祝頻頻域之概 要表示。 圖4B係垂直方向邊緣已移動一像素至右側之下一個輸 入視頻頻域之概要表示。 圖4C係結合使用圖3A方法以產生目前頻诚非修正線之 消失視頻線概要表示。

Files\Pateat\54817.ptd 第 8 頁 五、發明說明（5) 圖4D係結合使用圖3A方法以產生使用圖3β方 之目丽領域線之消失視頻線概要表示。 〆 要=5干A係消失4頻線如何使用本發明第二實例誘導之概 要^係目冑頻域線如冑使用纟發明第二實例修改之概 性Γ率:應圖3圖I圖⑽中及圖5A與圖5B中顯示方法之時間 圖圖7係根據本發明較佳實例用以提供方法之裝置方塊 明Γ法等Γ較佳實例…實例用以提供本發 且用以執订任意垂直刻度之裝置方塊圖。 較it實例4細說明 +描述中線加倍之特疋貫例係用以說明先前技 US:之方法。惟，所描述之技術可擴充】= 之八他比率以輪入包括非整數倍之線。 之！例而言，漸進地掃描架構大致係藉結合 '、二3 +掉洛在目前頻域線之間内插線之目前頻域線 生。在先前技術中，内插戒’消失，線已使用多種技術 產生：請翻至圖1 A ’ —實例係顯示消失視頻線可如何使 用垂直性内插產生。在此實例中，消失線係產生為每個 /肖失線上下線之平均。關於此方法之垂直性頻率響應較 下述一些其他方法更快地衰減，造成垂直細部損失。關 於此方法之時間性頻率響應係平穩的，.因為無任何頻域

C:\Program Files\Patent\54817. ptd 第 9 頁 五 '發明說明（6) 之作用非目丽頻域。為了完整，時間性響應係藉參考 A確認之平垣線說日月在圖2中。 在圖1B中’ 一實例係顯示消失視頻線可如何使用時間 f : Γ Ϊ生。在此實例中，消失線係產生為在空間性地 與母個、消失、線—致之2個鄰近頻域巾線之平均。當在頻 域，間無動作時，關於此處理方法之垂直性頻率響應係 平穩的’且因此保留所有垂直細部。惟，當出現動作 %f發生顯著的杈糊，因為輸出係藉及時在不同點出 現衫象之平均樣品產生。此動作模糊對應在時間性響應 中之哀減’如圖2中線B說明。 flC顯示垂直性與時間性内插可士何結合之實例。在 :b貝9例V ’肖失線係產生為在空間性地與每個消失線-致之2個卻近頻域中之線與目前線上下之平均。此方法 出現-妥協在純粹地垂直性與純粹地時間性内插。結 果2方法具有二者處理方法之—些優點，但同時具有 :2之一些缺點，例如；動作模糊。因為此方 法：：：性與—間性次元二者解決處理，頻率響應亦係 如圖2中線C顯示。如^ 性頻率響應圖式係 性響應中之衰減示，作拉糊之發生係受在時間 在圖1D中顯示之方法係一幾分更複雜的處理方法於社 合如揭示在美國專利4, 7 8 9, 8 9 3 Uest〇n)中 、f 間性：插之優點。在此處理方法中，消失線係產生為在 目前與鄰近頻域中緊鄰像素之加權平均。選 :、、：

五、發明說明（7) 低垂直性頻率係 ^ 一' 率係部分地從目：：：目前頻域作用，且高垂直 滿足此且為了動頻3與部分地從鄰近頻域作用'、 加總至整數時，吴減低至最小，當目前頻域之加广 域作用推升’因此垂直”文從鄰近頻 因此，垂垂直性響應係受從鄰近頻域作用之 U 直細部減少。#廂费千古k p 4用減少。 響應圖式係藉圖丨:二頻率之時間性頻 平坦的（即同蓉沐Γ線 ☆實例中時間性〇 :入，二 於在圖2"坦線響應Α)，因為:!應係 S玉σ、.用係零，且使動作模糊不i生。攸鄰近頻 域之結合作用事實加總立整數確保保留影像之平頻 全部作用事實結果未加總至整，焭度 中顯杀之系統時，簡化地與從時， 、批目前頻 在上述所有先前技術方法中，時間性塑 因此相對上無動作技藝’或在造成動作i;技：坦的且 時間：，率衰減。主測試已顯示移動影像細部：：較高 度係*常發現更較無此增強銳度之影像滿足於二強銳 如本發明，移動邊緣之外觀銳度係藉推升在較古=者。 頻率之響應。圖3A顯示如本發明較佳實例如何間性 視頻線。為了提供所需燊直性頻率響應，選擇力=消失 適宜作用係從每個頻域誘導。時間性響應係藉，使 達成，使從目前頻域作用孫大於整數’從鄰近頻加權 用係負的，且從二者頻域之結合作用係整數。從f之作 當從目前頻域之/王、卻’丨十 當可能付與在圖1 D中顯杀

C:\Program Files\Patent\54817.ptd 五、發明說明（8) 域之線合併内插消失線係未 併時，圖4說明發生之問題， 在其存在一垂直方向之邊緣 緣已移動一像素至右侧之隨 圖3A中描述方法誘導之内插 、结不。其將注意在圖4 c中顯 邊緣呈現。當如一移動順序 感知影像品質。圖4D顯示使 内插消失線與根據在圖3 B中 線結合之結果。其可看見當 發生。選擇用以修正目前頻 之全部作用大致上係等於從 頻域對應作用。在此方式中 至消失與目前線二者。 令人滿意的。若執行此、線~ 3圖4A顯示交錯視頻之類_ 内。圖4B顯示垂直方向之邊 後的領域。圖4C顯不藉在 消失線與目前頻域線結合之 示之像素值將造成一鑛齒狀 觀察時，此技藝大致上減損 用在圖3A中描述方法誘導之 顯示方法已修改之目前頻域 使用此技術時鋸齒狀效果未 域線之功σ權，使從每個頻域 用以產生内插消失線之每個 ’一等量時間性推升係應用 在圖3Α與圖3Β中 與下一個發生鄰近 產生可接 鄰近較早 可希望使 圖5 Α顯示 此方法可 前頻域與 應，其亦 出架構。 生，其中 構。如在 選擇加權 係藉選擇 作用係採 第一實例 ，使適宜 加權達成 顯不之方法使用從目前輸入視頻頻域 頻域之作用以產生—輸出架構。縱使 叉的結果，此時其可能希望使用從目 頻域之作用。為了達成所需時間性響 用超過2個輸Λ視頻頻域以產生一輸 消失視頻線如何以本發明第二實例產 用'個輪入視頻頻域以產生一輸出架 中，為了提供所需垂直性頻率響應， 作用，從每個頻域誘導。時間性響應 使從目如頻域作用係大於整數，從

五、發明說明（9) 2個鄰近領域之社人Λ β夕令部 , ，·、口 σ作用係負的，且從所有頻域之玉 作用係正數。圖5 β顯示目前頻域線如何以本發明第二實 例修改’為了避免相似於在圖4C中說明之影響，其中水 η:垂直方向邊緣可能出現鋸齒狀。如在第一實例 ^用以修改目前頻域線之加權，使從每個頻域之 全部作用大致f*总g ， 上係等於從用以產生内插消失線之每個頻 社ί m之線Α顯示時間性頻率響應對應圖3Α與圖3Β中 △々千古士人 直f生頻率。無淪動作是否係以水平方 二者之結合’響應增加較高時間性頻 ί π性：丰:：移動邊緣之顯著銳~度。在圖6中線B顯示 賴生頻率響應對應圖5 A與圖5 β中結合方法 與線Β說明之響應祇係些微地不同，且可 能呈現無法區別的。線Α係2個中較高的。 圖3A與圖3B顯示本發明方法如何可 。一 i首。椎，饼一〜A、a is 應用至一單視頻頻 視頻頻道表干^ = f訊號分割A t個組件幻吏用多重 : 遍的。例如’視頻系統經常利用-單 頻逗U承H貝訊’且2個其他 訊。在像這樣的實例中，為了避免 水戟色度貝 應用不同時間性推升位準在亮度與“頻道中：可希求 圖3Α與圖3Β中顯示之本發明方法 多工器與算術元件安置而提供’ ％圖”用顯-示儲存:一件交 m 1之每個頻域到達一記憶體控制器2之輸入端 日守’其係書寫入-記憶體3。同時地發生書寫資料入記

C:\ProgramFiles\Patent\54817_ptd 第 13 頁 五 發明說明（10) 憶體之操作’從先前頻“ 用至線儲存元件6與乘法=育料係從記憶體取回，且應 域之資料係定路線經過之輸入/而從最近接收頻 元件4與乘法器1 6之輪思體控制器，且應用至線儲存 最近接收領域之資料可操作之一另選模式中，從 元件4與乘法器16之輪入從§己憶體取回，且應用至線儲存 憶體控制ϋ。f新資料传，JVM系直接地定路I經過記 存資料係輸出，且應 J線存二時先Μ儲 置換先前在那裡之資料。f儲存几件5之輪入，此處其 中之資料置換*線二中在之7= 之資料。置換成任何線儲存之爭料 換新儲存2: 將保持在那裡於等於2個鈐ψ括、 換新貝科之w 第-輸出線周期期間，一選擇線周期1C周期。在 以選擇第-組係數，1俜造成多工器9-u 廿〆m /糸連結至每個多工器之A侧，且 :係用以產生内插消失線。在第二輸出線周期期間，選 擇？訊號造成另選組係數，其係連結至每個 f側^且其係用以修改現存線。選擇器訊號S可以一熟 °方法藉一控制器（未顯示）產生。無論選擇那個係數… ^現在多工器9-15輸出之係數係個別地應用至每個 乘法t§16-22輸入之一。每個乘法器17，18與2〇一22之装 他輸入係個別地藉線儲存4-8輪出驅動。當從乘法 22之輪出係使用加法器23加總在一起時，輪出以係 逐漸掃描之視頻訊號。 而 本發明系統較佳實例之先前說明係未限制於在此敘述

C:\Program F i1es\Patent\54817.ptd

五、發明說明（11) 之特定最佳模式。 泛發明概念可使用 樣地，如上述，發 例。為了產生一較 將與額外操作結合 比例可包括藉一非 階段提供，或可結 供_。在稍後實例中 掉落在輸入視頻線 掉落在一已知空間 位。如 目前頻 作用係 示提供 内插在 了多工 波器分 本發明指導 域之作用係 負的，且從 以上方法之 任意位置。 器9-15已為 接之所有相 内。根據輸出視頻 一控制器（未顯示） 定址適宜的係數組 必要時， 軟體提供 明原理係 多或較少 本發明方 整數乘積 合本發明 ’係數可 間之空間 區域之間 ’對應唯 大於整數 所有頻域 裝置，其 裝置係相 係數儲存 位係儲存 線之所需 產生之相 軟體裎序之可塑性質係使廣 ’而非在此钦述之硬體。同 未限制於線加倍之特定實 線數量，此方法之顯著延伸 法’例如；比例。再者，此 比例’且可使用一分離處理 方法且使用一單混合結構提 分割成許多相位對應一等數 區域。當一輸出線必須產生 時’係數設定對應選擇之相 一相位-之每組係數應滿足從 之性質，從所有鄰近頻域之 之全部作用係整數。圖8顯 中係數係分割成相位以促使 似於圖7中顯示之裝置，除 庫2 5 - 3 1置換以外。每個濾 在一相關當地係數儲存庫 空間位置’以一熟知方法藉 位選擇器訊號phase係用以 | 圖3 A與圖3 B中顯’示之加權祇包含本發明可能實例之 一，且許多其他變化係可能的。.例如，加權可選擇以造 成一較多或較少線數量時間性推升。同樣地，加權可調 整以修改在垂直次元中之頻率響應以達成一所需特性。

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C:\Program Files\Patent\54817. ptd 第15頁 五、發明說明（12) 再者，為了與本發明方法結合額外操作，在資料上可能 以別的方式分離地執行之額外操作可藉調整係數執行。 對照之調整係額外操作實例，其可輕易地提供祇有最少 的修改至本發明方法。像這樣的操作將藉一實數同等於 係數比例。另外，亦可使用從每個領域中不同數量線之 作用，而非在此以上說明實例中顯示之數量。在其他改 變之間，其亦可能於從一大量領域採用之作用，而非在 實例中顯示。任何以上改變相信係在本發明範圍内，如 藉關於這個隨附之申請專利範圍定義。

C:\Program Files\Patent\54817. ptd 第16頁

Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 1. 一種用於產生一視頻内插線之裝置，包含筮一 f f，用於在一視頻頻域丫稽第一預定後數增加視頻線資 料在該内插線兩側上且回應座玍第一多個乘積訊號，笫 二裝置，用於在一個以上鄰近視頻頻域中藉另一的預定 係數增加視頻鎳資料且回應產生多個另一乘積訊號，及 用於加缚該第一及另一乘積訊號以產生該視頻内扣線、之 裝置_，其在該視頻頻域與該一個以上鄰折視頻頻，域之該 視頻線中係該資料之加權平均，且其中選擇該係數，使 該視頻頻域之第一作用係大於一預定值，該一個以上鄰 近視頻頻域之另一作用係負的，且所有視頻頻垃之全部 作用加總主該第一預定值。 - 2. 如申請專利範圍第1項之裝置，更包括用於在該視 頻頻域内利用第一額外係數藉增加每個該镍與其在兩側 上踝之資料修正該視頻頻域之視頻線之裝置，且回應產 生第一多個額外乘積訊號，且藉另一額外係數增加該一 個以上鄰近視頻頻域之視頻線資料，且回應產生另一額 外乘積訊號；汉刀σ溫該第一與另一額外乘積訊號以產生修 正之視頻線，其在該視頻頻域與該一個以上鄰近視頻頻 域之該視頻鐺中係該資料之加權平均，具中選擇該額外 係數，使該視頻镅域之作用係等於該第一作用，且該一 個以上額外視頻頻域之作用係等於該另一作用。 3. 如申請專利範圍第2項之裝置，其中該第一裝置包 含第一多個乘法器與中間線儲存裝置，用於'在該視頻頻 域中藉該第一預定係數增加在該内插線兩側上之視頻線

   L:\EXT\54\54817.PTD 第17頁 六、申請專利範圍 資料，該第二裝置包含第二多個垂法器與中間線儲存裝 置，用於在一個以上鄰近視頻頻域中藉另一預定係數增 加該視頻線資料，與該加總裝置包含連結至該乘法器個 別輸出端之乘積輸入加法器。 4.如申請專利範圍第3項之裝置，其中該修正裝置更 包含有關該裉頻痫域之第一多個多工器，具有用於接收 該第一預定係數之第一輸入端，用於接收該第一額外係 數：c第二輸入端與連結至該第一多個乘法器的個別乘法 器之輸出端，及有關一個以上鄰近視頻頻域之第二多個 多工器，具有用於接收該另一預定係數之第一輸入端， 用於接收該另一額外係數之第孑輸入-端與連結至該第二 多個乘法器的個別乘法器之輸出端。 b.如申請專利範圍第4項之裝置，更包含一隨機存取' 記憶體，用於儲存在該視頻頻域.及該一個以上鄰近視頻 頻域之該視頻線中該資料，與一記憶體控制器，用於在 至少該第一與第二多個乘法器與中間線儲存裝置之一應 用期間書寫該資料至該隨機存取記憶體且從該隨機存取 記憶體讀取該資料。 6. 如申請專利範圍第3項之裝置，其中該修正裝置更 包含連結至該乘法器的個別乘法器之多個係數儲存庫， 用於儲存且應用該係數至該乘法1。 7. 如申請專利範圍第6項之裝置，其中每個該毯對在 該乘法器應用期間儲存庫儲存該係數之多個可選擇組， 用於促使在空間性區域中線内插在該視頻線之間。

   L:\EXT\54\54817.PTD 第18頁 六、申請專利範圍 8.如申請專利範圍第7項之裝置，更包含一隨機存取 記憶體，用於儲存在該珥頫頫娀及該一個以上鄰近視頻 頻域之該視頻線中該資料，與一記憶體控制器，用於在 至少該第一與第二多個乘法器與中間線儲存裝置之一應 用期間書寫該資料至該隨機存取記憶體且從該隨棒夸 ,' 一，Κ ..........‘.一 ·»"' ，-ΙΚ· 記憶體讀取該資料。 …9.如申請專利範圍第1項之裝置，其中該預定值係1。

   C:\Prograni Fi les\Patent\54817. ptd 第19頁