TW401692B - Method and apparatus for scaling and reducing flicker with dynamic coefficient weighting - Google Patents

Description

401692 五、發明說明（1) 發明領域 本發明與視覺資料之轉換有關，特別是與可降低閃爍以 及可縮放影像之視覺資料轉換器有關，該轉換器在將視覺 資料轉換成適於顯示在交錯式監視器上時，採用的是動態 係數的轉換方式。 發明背景 現代的視訊顯示裝置大致分為兩類一非交錯式以及交錯 式。電腦監視器以及電視監視器分別是此兩類的代表性例 子。電視監視器是設計來廣播電視信號或錄製電視信號用 的。廣播電視信號之傳送標準規範已製定了數十年，這其 中包括了美國與日本地區使用的NTSC規範、大部份歐洲地 區使用的PAL規範，以及使用於法國的SECAM規範。類比錄 影設備通常是依循這些傳送標準來設計的，並根據每個地 區所使用的標準規範，設計並販售適於此地區標準之錄影 設備。其他的電視設備，像是錄影機或攝錄影機，也都是 依循這些標準而設計的。這些傳送標準規範早已為工業界 以及習於此藝之人士所熟知。雖然這些標準它們所規範 的，像是顯示的線條數目、操作頻率以及一些其他的細 節，彼此之間有所不同，不過仍然有某些要求是相同的= 為了討論的方便，以下的討論在提及頻率或是其他一些特 性時所採用的數值，都是以NTSC這個標準為準。習於此藝 之人士將會知道，在其他的電視標準中相對應的值應該會 是如何；且可以將此處所揭示的原則予以應用，以了解本 發明所要教授的理念。此外，視訊的轉移至電視監視器，

利16½ 五、發明說明（2) --------------- 一 將會被當成傳送來$ & 播或是透過有線連接：方；：:送行為可能是經由廣 電視視訊圖像的— 式采兀成的。 場又包括了 -串固3 ” ： 了兩個掃描場，每個掃描 連續掃描的掃描線。參考圖u ’畫面5包…串 目，在此處是525侔，八^ 4 , ·_5 24，525。掃插線的數 ㈣c電視標準的規ζ。王視= 見的標準而定，而525條是 個掃描場—奇掃^在mb中可看到，畫面5包含了兩 上，5二·.共同纽成奇掃場8。奇數的掃描線1， 6 t後1成偶掃描idr先地顯示在”螢幕 6，…才以插在奇數/"4%8之—連串的偶數掃描線2，4 據:⑽準的規定數知每描一 ㈣^以，~個書面5 描場的掃描時間是六十分之 NTSC払準也規定^面5的知描時間即為三十之 些顯不器與電俨條％描線的掃描時 / 描線的掃插信鍊是見2的電子特性。傳統電視中=規= 個掃描場的；比：形式，而此類=影帶中的電視 數位電腦：Μ掃指線的婦以:號所包含的就是每- 腦，特別是家用帶動了電腦監視器的普 出設備；但是卷：'，全部仰賴電視J : t早期的電 的顯示裝置〜；：腦功能越變越強大=态來作為它的輸 器在某些方面非J說器，就變得可能'了。: J高品質 擁有的控制電子線路:：c用監視器 傳統電視監視器所擁有的要精密 五、發明說明（3) 得多。電腦監視器可以更精確地將電子束射在其所想要的 位置上，這使得它可以連續地、按照順序地、一條線接一 條線地掃描整個晝面，而非使用交錯的方式。每一條線都 是由若干的分立圖素（圖像單元）所組成的。儲存在電腦中 的視頻圖像是一連串的數位位元組。每一個圖素可能僅包 含一個位元的資訊（此種情況代表圖素只允許有兩種顏 色，通常是黑或白色），但對於功能較強大的系統，每一 個圖素可以有多位元的資訊；這全視各個電腦或顯示裝置 的能力而定。一個典型的高晝質顯示器，其顯示一個圖素 的能力可達32位元。 一些電腦顯示器的陣列圖型已成為工業界的標準。其中 之一的尺寸為640x480圖素（此為VGA的標準尺寸，許多電 腦支援具有此解析度之VGA以及非VGA顯示器）。其他常用 的尺寸包括3 2 0 X 2 4 0 (現在一般只使用在低解析度或小尺 寸的圖像中，像是四分之一的640X480圖像），832x624 ，1 024 X 768以及一些其他的形式。為了方便起見，以下 的討論將以6 4 0 X 4 8 0為例子，但本發明的外原理及教示亦 適於其他的解析度。 電腦使用量的曰益增加導致人們渴望用標準電視來顯示 由電腦產生或處理之圖像。特別是在電腦遊戲的玩家身上 存在有這種現象；他們熱切地希望可以用電視來玩他們的 遊戲。除了玩遊戲之外，電腦也用來處理像是多媒體CD這 樣的資訊，以及用來上網際網路通訊；這也都會導致我們 渴望利用電視來觀看圖像。然而，當我們用電視顯示器來

五、發明說明（4) 顯示電腦圖像的時候，會深受幾種不好的現象之苦。兩個 非常顯著的問題是：過掃描以及閃爍。 傳統的電視在設計傳送信號時是會過掃描於它所可顯示 的空間的；如此一來，一些處於圖像邊緣的資訊，可預期 地會有所遺漏。電腦選單（或其他的資訊）顯像在邊緣的部 份（典型地是頂端，但有時是底部或左緣或右緣），縱使僅 是一小部份的遺漏也將會使電腦操作起來很困難或甚至無 法操作。 雖然一個典型的NTSC信號每一個畫面包含了 5 2 5條掃描 線，但是傳統的顯示器大概只顯示了其中的4 8 0條。其餘 的線有一些是垂直遮沒時段的部份，此垂直遮沒時段可讓 已將線條掃描至螢幕最低角落之掃描設備有時間再重新由 該螢幕最低角落的對邊一高角落起開始掃描，此垂直遮沒 時段也讓掃描設備有時間同步化電視傳送信號中之特殊韶 份。但是，大部份的該4 8 0條之外的掃描線是因為該有意 的過掃描行為而未能顯示在顯示器上。 以下所述的是傳統的電視為什麼會被設計成過掃描的原 因。電視會因許多的原因而各有不同的變化，這包括了實 體的掃描能力，精確度，曲率，遮蔽或螢光屏位置，製造 及元件誤差與元件的老化。為了要補償這些變異，典型電 視所傳送的垂直掃描線（或資訊）會多於電視所能顯示的線 數。另外，傳送之掃描線的長度亦長於電視所能顯示之枵 描線長度。所以，最終顯示出來的可視圖像大約僅為原傳 送圖像的9 0 %。這個現象幾乎存在於所有的電視當中；在

第8頁 五、發明說明（5) 邊緣部份的一些資訊會被捨 部份的電視而言，沿荖 '喜这不顯示出來）’但是對絕大 ’遗緣的强A β 如果傳送圖像的頂端部份位、、㊉疋空白的部份。然而， 是一丁點也不會被顯示出來的過掃描區域，那麼這個部份 閃爍也是—個會產生影響 器上的更新小於每秒40次的時常’當圖像在顯示 研究顯示，如果圖像的更新 、’就會產生明顯的閃爍。 更新率），絕大多數的人4逮度高於每秒60次（60赫茲的 交錯式的掃描中，從勞幕頂山'二琢見不出閃爍的存在。在 線，偶數的線跳過不掃描^幻底端首先掃描的是奇數的 描的偶數線才會從頂端至底1司垂直回描後，那些未被掃 準，每一個掃描場的垂直更=:也被掃描出來。根據NTSC標 晝面的更新率為3〇赫茲。我率疋60赫茲，此導致每—個 以30赫茲的更新率在作 必須注意到每一條掃描線是 應數值要慢的多：5〇赫茲與25赫=[。以及SECAM標準的相對 另外，在交錯式的電 時，有使閃埤更A明sg ϋ 具有高垂直反差的圖像 上之狹窄水平線條，就是一個例：破發；存在於平板數字 條恰巧可僅由一條# y @ t 如果該種狹窄水平線 3◦分之1才閃上’那麼它將只會每 落在-條奇數掃描線以及斑該奇$見了- f .點’它就會 線上，這兩條掃描線將/交替U知描線相鄰之偶數掃描 水平線條就會變成每6。分之一秒；：：如？二來，此狹窄 有一些輕微地上下跳動）。4顯不一二人（/、不過它會

第9頁 五、發明說明（6) 大部份天然的圖像（風景，人物 電視採用6 0赫茲的更新率，获 曼別。這使我們得 然而，電腦所產生的圖案在齐卢上]燦的現象降至最 垂直反差的，亦即，這些圖像中之等等）是不會有強烈 們彼此之間的亮度並不會有太大、目鄰的兩水平線條^ 電視採用6 〇赫茲的更新a , i± 差別。這使我們得以匕 然而 —-u " 的（譬如’一條黑色的水平綠條配t部是可以有大垂直反差 為每一條線是以30赫茲的更新率 —個白色的背景）。因 有顯著地閃爍。 ' ^作更換的’所以線條會 整體而言’這些不好的現象 顯的。傳統電視圖傻沾曲^ i 统的廣播電視中是不太 低 源 明顯的。傳統電視圖像的典型 來的天然景象。關於景象的—此：疋一些由攝影機捕捉而 現的情形，這僅僅算是視野^邊緣因為過掃描而無法顯 或縮小。巾關於閃_的問題，^題一可視^輕微地放大 桌子頂端這樣的物體，⑯少 具：：J J ”，像是 i AL- ΛΑ . / η* . Θ ^ . 值僅疋—條抑描線見。當然， 天然的物體也疋會有非常細 .gi . . βUZ:丨士 ， ，蚁的線條一有^會在衣服上或 疋緣&上"現到有此種細够^ /欠 + 〇 . 、'玫線條。因此’電視上的新聞播 報貝會避免牙著格子布或Θ古* g ^ ^ L ^ ν X疋有乍水平條紋的衣服，因為， 具有這些線條的衣服的影#产你、， ^ L ^ ^ 如像在傳达到電視上後，會產生顯 著的閃爍效應。 一 &

有關電腦的圖像顯示在雷相L ^ . K丨仕^視上之過掃描現象，現今是有 些技術針對這個問題提佴屮 有 从+处私* ^ ^、出解決的方案。但是卻沒有一個

技術月b夠解決所有的問是員。.见I 、 過去’我們一直使用摺積的技 術來改變圖像的大小。榴 ^

Jfc ^ ^ ^積也同樣地被用來轉換交錯式與 非交錯式圖像之用。各葙，v 合種以往使用的摺積方法，在此實例 第10頁 401692 五、發明說明（7) 中並不適用，因為它們不是太貴就是功能不夠強大。現存 的解決方法包括： 1) 重建内容法：有一個簡單的方法，就是重建出小於電 腦圖像尺寸（譬如，640X480圖素）之内容或圖像。不過， 這種方法需要付出相當程度的工作量。另外，就算不是所 有也將會是許多的電腦程式，需要重新撰寫。對於那些可 以用在電腦顯示器也可以用在電視顯示器上之電腦字幕而 言，將會出現不同版本的情況，這無可避免地會產生包括 販賣上以及庫存管理上的困難，而消費者也將被強迫著必 須二選一，即使是他們可能兩者都想要。 2) 藉捨棄圖素/線條來縮小圖·像：這個簡單的技術是藉 著從’ η’個圖素中捨棄一個圖素或/且從’ η’條線條中捨棄 一條線條來縮小圖像。譬如，每3個圖素就捨去1個，以達 到將圖像縮小成為原圖的2 / 3。很不幸地，這個簡單的運 算法則並不能產生高品質的圖像。在原圖像中的一個一圖 素寬的水平或垂直線條，在經過本技術的處理之後，一個 不小心將有可能整條線都被去除掉。 3) 雙線性插值法：這個技術是將兩個最相近的圖素予以 權重式的平均，並以該平均值作為輸出圖素。此法是一個 有效的，可普遍地產生良好圖像品質的方法。 4 )多接頭有限脈衝響應（F I R )濾波器法：此技術使用多 接頭（最多至6 5個）濾波器來重定水平及垂直方向的尺寸。 此法可產生非常好的圖像品質，但是需要複雜且昂貴的硬 體。

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五、發明說明（8) 較早的圖像顯示方法，針對閃爍的問題有得到—此有阳 的改善。但是在這些方法中從來就沒有一個方法可提供出 消費者在觀看電腦圖像時所寄盼的那種高晝質。現存的解 決閃爍的方案包括： 1)只顯示一個掃描場法：此技術以6 0赫茲的頻率只顯示 晝面的一個掃描場（另一個掃描場並不掃描，所以是零 的）。不過，使用這種方法所得到的圖像的解析度實在太 低’因為每隔一條掃描線就有一未顯示任何影像的黑色線 條。 、'. 2)三線摺積法：此技術藉著平均垂直相鄰的三圖素來降{ ，低水平線條間的反差’以使閃爍降低。典型地，交織線條 P上的新的圖素強度’ η ’是以如下的方式計算得到的： η=(1/4)*(Ρ-1) + (ΐ/2)*(ρ) + (ι/4)*(Ρ+1) :中（p 1)是要處理的掃描線的上面一條線，而（p +1)則 =要處理的掃描線的下面一條線。這個技術非常的有效， 描：閃？降至可以被接受的程度。必須注意的是：奇數掃 線;=二:條掃描線之計算是特殊狀況，它只組合τ兩條 低2 =積法：此技術藉著平均垂直相鄰的兩圖素來降 交織線間…，以使閃燦降低(看圖4)。典喪地’ 到的.’、上的新的圖素強度，η，是以如下的方式計算得 n ==( 1/^)*P + (1/2)*(Ρ +1 ) 此技術並不如三線摺積法有效。

五、發明說明（9) 更重要地，不論我們如何地調整中之用以改變圖素亮度 的權重係數，這些反閃爍方法都不能得到令人滿意的效 果。不過，由於以上所提技術之無法徹底解決閃爍現象， 造成了我們必須再加上閃爍降低電路及/或閃爍降低軟 體。由於有越來越多的人在家中及辦公室中利用個人電腦 (PCs)來製作影片，連帶的希望其所製作出來的視訊内容 可以在電視上預覽，所以，再加上閃爍降低電路及/或閃 爍降低軟體就顯得特別地需要。為了要達到良好的閃爍降 低一此典型地需包含三或更多條的掃描線計算，以及做到 圖像的縮小以便圖像可以完全地顯示在電視螢幕上；使用 ’ 昂貴的設備是無可避免的。 I明摘要 我們需要一個快速，有效且相對較便宜之可彈性地將非 交錯圖像顯示在交錯式顯示器上的方法。本發明所提供出 之降低電腦文字與圖形的閃爍以及縮小其垂直與水平尺寸 的方法，可滿足這些以及其他的需求。使用一個可程式之 分立時間振盪器（D TO)以動態地決定出該將用以降低閃爍 以及用以執行垂直與水平尺寸縮放之係數。該可程式DT0 讓其產生之閃爍濾波器係數，加入垂直縮放因數以動態地 被修正；該可程式DT0所產生之水平縮放因數也可以如此 的動態地被修正。 一般來說，本發明所提供的是垂直方向相鄰線的三線平 均值（一個圖素接著一個圖素的）以及水平方向的三圖素平 均值。不過，以更多條垂直線或水平圖素來得出平均值也

第13頁 401692 五、發明說明（10) 是可以的，這全視需要以及該可程式DTO的設定而定。該 可程式DTO所決定出之係數是用來作為整合掃描線或圖素 所需之權重數值。本發明之可輕易改變該會影響閃爍降低 及/或縮放之權重係數的能力，提供了一個簡化的、以彈 性方式從非交錯資料中產生交錯影像的方法。 本發明其他的特性與好處將會在以下的較佳具體實施例 的描述中陳述或顯現出來。 圖式之簡要描述 圖1 a與1 b分別地顯示出非交錯式顯示之一個畫面以及交 錯式顯示之一組掃描場； 圖2說明了使用由本發明轉換-器產生之動態係數而作出 的非交錯顯示至交錯顯示的轉換； 圖3是根據本發明較佳具體實施所建構出來之轉換器系 統的方塊圖； 圖4是本發明較佳具體實施之分立時間振盪器的方塊 圖； 圖5是根據本發明較佳具體實施所建構出來之轉換器的 方塊圖；以及 圖6是本發明之元件在不同的資料轉換處理時間下所得 到的實驗數據表。 較佳具體實施例之描述 圖1 a描繪出交錯式可視圖像資料之一個畫面5。此資料 典型地以圖像單元（圖素）的形式，根據圖中所顯示的晝面 線條數，一個接一個地掃描成畫面5。當畫面5從非交錯格

第14頁 401692 五、·發明說明（II) 式轉換成交錯袼式护 ^ 個圖場之掃描場、‘數组將圖la中之晝面分裂成兩 來；這兩個圖場， 田豕^偶數掃描場8，被產生出 則是由偶數掃描線；SI由：數掃描線所组成，而另= 圖2將非交錯袼式轉換V交^如/式1:之Λ示。 加以描述。在圖2 式的方法以圖形的方式 線時，我們只從書面5取；兩：ί產生奇數場之第-掃描 :個特殊的狀況合。這算是 描繪可以看得出來。這從圖中其他的場線 條掃描線只有下二樣的特殊處理，那是因為第一 面5指向奇數場7 $偶二有i條知描線可作結合。從書 二中，-些資訊以便形成結合二v；=掃 (不淪疋奇數場巾式 呆早 知·描線 線資料的移轉是r 十之掃描線）。典型地，掃指 掃描線中之= 成的；權重係數指定出 中之圖素結合…右契條及/或下-條掃描線 成份。當我們=卜所應該佔的特定比重或 方式應用在佥^此日r %或轉換的技術以—條線接-條線的 著適當地調；二以降低閃爍的效應 轉換技術，到垂直的縮放。—種相似的 相鄰的圖素上固圖者—個圖素的’被應用在水平方向 奇數場之第—個：。面'中之原圖像可作水平的縮放。 圖素可供作叶ΐ圖ί受到特別地處理，因為它沒有上一個

第15頁 五、發明說明（12) ' 〜- 圖3是本發明具體實施例之可視顯示資料轉換器1 〇的方 塊圖。此資料轉換器1 〇包含一水平縮放器i 2以及一垂直縮 放且反閃爍元件14。該轉換器10可至少在5〇百萬赫的時脈 下運作，並支援擁有至少80 0x6 00圖素解析度之輸入。錢 換器1 0包含一斷續的資料串流，該串流具有一由水平縮= 器12而來之有效下游旗‘標。一個RGB至γυν矩陣向下取樣器 1 6，連接在水平縮放器丨2以及垂直縮放且反閃爍元件: 間。不過，在其他的具體實施例中，矩陣向下取樣器丨6可 位在$平縮放器12的上游，或是垂直縮放且反閃爍元件14 的下游，、要在資料存進F I F 0記憶體2 0 a與畫面緩衝器 (FB)寫回代理器2〇b之前，RGB至γυν的轉換能夠完成就可 乂 了 °亥F I F 0。己‘)思體2 〇 a與晝面缓衝器（ρ β )寫回代理器2 〇乜 也合稱為元件2 〇。 °° 一 f 2 0 b之寫回代理器部份，以大約每秒2 7百萬位元植的 頻率’實施一個轉移協定至2〇b之晝面緩衝器。$ 了這個 目的丄本較佳具體實施例之元件20的FIFO記憶體2〇a是三 十一予長。π件2〇允許視訊編碼管線22讀取適當地已縮放 乂二爍降低的資料，，然後視訊編碼管線以再將這 交錯式顯示監視器32之複合視頻信號3 首扩姑t θ疋址邊適於顯示器32用之交錯型資料，該垂 34、§ 艮墚元件1 4連接有一奇/偶掃描場位址產生哭 二lit讓產“34可在接收到时輸入36之後，。。在 〜二二了 Sl將己縮放過的掃描場寫至不同的記情體位置 在貧料轉換的勃粁,。床由^ 4A个IJ ]。己L虹位1 : 執仃私序中，轉換器1 0會接收以三個8位

第16頁 401692 五、發明說明（13) 元之資料串流的形式、由隨機存取記憶體數位至類比轉換 器（RAM DAC)介面30而來之RGB資料（紅色，綠色以及該 ' 色）。RAMDAC介面30從該轉換器1 〇所在的系統中之其他的 兀件處接收4 8位元之回授資料串流。並將該48位元回授資 料串流多工成三組8位元資料串流，每一組分別地是為紅 色’綠色以及藍色的資料（RGB)。rAMDAC介面3〇也負責補 償任何同步延遲，並且將同步極性永遠地維持在正極'。 平縮放器12從RAMDAC 30處接收到RU資料，並且透過三 相同的路徑部份（每一個相同的資料路徑部份將會在^文 中有所描述），將每一個8位元資料串流送出去。 圖4是依據本發明之具體實施例所建構的分間 器（DT〇)50的方塊圖。DT〇 50製造出在執行水平缩放運算 以及垂直縮放且反閃爍運算時所+ ’ 平縮放運算是由水平縮放器之= 其中該水 爍運算則是由垂直縮放且反閃烨& ^ ^ 縮放且反閃 以實現於圖3之元件12 ’14當中'了曰1 ,執行。DT〇 50可 元件。我們會將輸入進來的圖辛資或：作/二分離獨立的 料，乘上DT。50所製造出來二：編或綱資 想要的縮放及/或閃爍降低品質。 以便做至我們 由於DTO 50對水平縮放器12之於人θ κ 垂直縮放且反閃爍元件1 4之輸入圖+ ::所作的運亡f對 非常類似的，丨以我們將只針對:巾¥ 4田線所作的逐鼻是 描述。為了方便起見，DTO 50^執！之一的運算作詳細地 直縮放且反閃燦元件14所執行的閃^運作將配合^垂 丁日0開爍降低且縮放運作一起

這兩個運作都是靠調整該動態係數所完成 描述，因為 的。 傻ί二：M T而被轉換杰10轉換成交錯式顯示器格式之圖 ^^線’其是透過位在元件14中之DT。5 : 的。DTO50包合—务工凡战 # δ ητη y- ^ σ 2 ’該多工器將資料之掃描線傳 ΪΪ=二元件54(譬如’—用以儲存圖像中-整條線： ί:Γ:儲暫存器），以便在補償閃燦效應時，同時 地时这整條線予以定址。τ 當該DT〇存儲元件54合著水口平為個別的圖素^ 伽留 ,,± T对百放态12使用時，也可能是 二^暫存器°DT〇存儲元件54依著一個適當的時脈 Γί 一所含的資料轉遞至加法器56。增值產生器58會 * 固増值（1 NC )至加法器56 ’以便DTO存儲元件54的内 容可與該INC相加。 5亥增值（1 N C)是由下列的方程式1所定義： INC —出線數目/輸入線數目）X (( WGT + NWGT)/WGT) 輸出f的數目決定於該交錯式顯示器可顯示的線條數— 要將過掃描考慮進去。輸出線數通常都設定的較輸入線數 為少。1樣將允許圖像縮小成可以整個地顯示在電視CRT 上 L帚彳田的區域將被填以某種顏色，此顏色是由τ v視訊 '扁馬°、 2所5又疋。I N C的值可藉由改變輸出線值而得到調 整，以便，應過掃描或欠掃描以及實現垂直縮放。輸入線 的數目决定於屎本要顯示在非交錯式顯示器上的線條數 目。WGT的值等於權重區域，而NWGT等於非權重區域；這

401692 五、發明說明（15) ---- 兩個數值可以使我們在降低閃爍效應的同日士 例所能做到的額外縮放。 ^ ’達到超越前 二線（或圖素）縮放/權重典型地是以串 認。譬如說，1 2 1權數代表，用來乘上2三數字來確 此線之上一條與下一條掃描線中之每個圖、一掃描線以及 率。中間的係數，在此例中是2，代表著·京的係數的比 一條特定掃描線之相關係數，而1則是該條$ $興趣的那 條與下一條線之相關係數。此例中，線資…彳田線之上一 隙，所以該權重區域是1 ，非權重區域是〇，/並沒有空 線的跳躍（非權重）。對一 i 4 i權數而言，只H並無掃描 分之一條掃描線，有二分之—條會被跳過/所处理，二又二 區域是3而該非權重區域則將會是1。 ’该柜重 有其他相關的公式’用來決定要跳過多少條掃描線，此 決定用於其他的計算。跳躍產生器59那此公式來計曾MW 值： # SKIP = (NWGT/WGT)..........(EQ2) 一旦加法器5 6執行了加法的運算，其所得出的總和會交 由溢位5 7來評估，看看此總和是否大於1。如果該總和不 大於1 ’溢位5 7就會轉送出一個D T 0值信號6 〇至d T 0決定器 6 2。如果加法器5 6加出來的值大於1 ，整數部份就會被移 去而成為所謂的溢位部份或是進位位元，此即為有效信號 64。剩下的小數部份就會成為DT〇值6〇而被送sDT〇決定器 62 ° , 以上的敘述概略地描述了一般決定DTO權數的過程，但 401692 五、發明說明（16)

般的 為了要開始此 器68 必要第一 種特 換程 情況 降低奇開 在作 素的 中產生出來並插 的，因為我們會 個圖素，當我們 殊情況；此時它 序之用的。該開 的規則來產生數 運鼻的時候，這 始值的規則，被 FIRSTODDLINE 水平縮放時，被 ，也是這個值。 、個開始值必須從開始值產生 入D T 0决疋器6 2。此初始的階段是有 f遇到，收第一條圖素掃描線（或是 慮的是水平縮放運算的時候）的這 們是沒有前一條線（或是圖素）可供轉 始值產生器68依著幾個配合這些特殊 值。畲我們考慮的是垂直縮放且閃爍 些規則中的一個 定義為：=(INC/2) +0.5........( EQ3 ) 送往DTO決定器62以便產生第一個圖 個用來產生第 如果全部的第一奇數場都已經產生出來，我們才開始準 備產生第一偶數場，有一個不一樣的規則會被用來負責產 生該輸入至D T 0決定器6 2之開始值。此規則定義為： FIRSTEVENLINE - (INC -SKIP)/2.......(EQ4) 回頭來看1 2 1權重這個例子’啟動值產生器6 8送出由 EQ3所算出的第一奇開始值。因為一個非交錯式晝面中的 總掃描線數將會被縮減成一半，以便在奇數場中顯示奇數 線’在偶數場中顯示偶數線；因為所有的區域都被加權， 所以’根據公式1與2，I NC的值應為0. 5，SK I P的值則應為 0。為了方便起見，這些值以及其他例子中的值，被製成 圖6所示的表。為了可以快速的參照圖6之表格，表格中字 母與文字的組合顯示出數值。因為此I N C值在1 2 1這個加

1111 m

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IIP

第20頁 ^〇1β92 五、發明說明（17) 權的例子中，從頭到尾都 放在位置C2。此例中SKiP的$艾的，所以我們將INC值0.5 個值是0，放在C1位置。值^頭到尾也都是不變的-這 為0.U，放在C3位置，在此 的可得FIRST0DDLINE的值 尾亦是不變的。此〇. 75值從„ 1 1加權例子中此值從頭到 _決定器62 ; DTO決；t 1值產纟⑸8出來’被送往 信號： 依如、下列的規則產生DTO權重 (規則1 )如果溢位5 7沒有 掃描線的圖素資料，在運首Λ位71，且現在要運算之 中奇數掃描場的第一條掃：j m為f錯格式 到的DT〇權數值會等於（I Nc + 2 ) .+公乘法杰70 (看圖5 )收 (規則2)如果溢位57沒有產生=:5_。 掃描線的圖素資料，在運首^ β几，現在要運算之 數掃描場的第-條掃描線了=後^要作，交錯格式中偶 權數值會等於（INC —SKIp) =，忒乘法益70收到的DT〇 (規則3 )如果現在要運首沾 場或是偶數掃描場的第二条’掃;描線不是严作為♦數掃描 生；那麼，該乘法器70收到的且 '有j盈位信號產 推斷地’乘法器7 2可以收到相 隹1值就等於I NC值。可 ,因為有效信號64並沒有送過^勺值，但是 發執行乘法運算。 &來，所以乘法器72不會被觸 (規則4 )當溢位信號出現時，^ τ n ^ 計： ^ DT0決定器62要作下列的估 如果DT◦值60 —SKIP是正動 gr 之，那麼D丁〇多工器52 = DTO值

401692 五、發明說明（〗8) 位二ί不ί，DT〇多工器52 =1)丁。值60。另外，根據 〇 ,,β 〇 ’乘法器7 0被轉送至的DT〇權重值=I NC — Λ ////72收到的㈣權重值_60。 指定二個值H，可使DT〇權重66在任何時刻都可被 值會有頻繁地變動據這些規則及條件，DT0權重66的 使用權重係數來：敕：：權；係數可視為動態的。與其他 所不同的是，本反閃燦且縮放運算法則有 權數。 j用&二規則及條件動態地調整這些

立再Ϊ有進1位 #/元1個生例子’因為初始時只有數值的建 權重值66是為〇·75。此〇° ’.DT〇決定器62所送出的DTO 此圖可以是垂直縮放曰g值被轉送至乘法器7〇(看圖5 , 而乘法器70則將件二 16或RAMDAC介面30)中& I像貝枓源76(像是矩陣下取樣器 素’都乘上U，然一個圖 出存儲元件8 2的内容，作a 力法态78。多工器8 0傳 描線，所以此刻的存儲：二’ y】在運算的是第-條掃 的。於是，加法器7 8將> & 疋’又任何數值存於其中 〇之後，㈣存儲元件L中圖像資料源76而來的資料加上 到了下一個時鐘週期（ 56 ’將DTO存儲元件54的 仃，T〇 5〇中的加法器 的内容，在上-，個時鐘週奋口上IN^C值（該DT〇存健元件54 來，是為0·75)。由於此I 了已由垓DT〇決定器62送存進 1權重例子中之INC是固定的 五、發明說明（19) 值〇. 5(C2) ’所以由加法哭 溢位57送-個數值為】之=來：總和是1 . 25。 64，並且將加法器56的< ,:(β7)以啟始有效信號 〇.25(B6) 〇DTO決定器62再们/ 值6〇 ’是為 件，輸出DTO權數66。詳=據^τ〇面的f則及條 妯l "丄平、·田地，DT〇權數66的值等於INC減 掉DT〇值60，在此例中即為〇·5減0.25，是為〇·25(Β1〇 — 11)。因有效信號64已被送至，所以乘法器 到DTO權數66。 ，、乙有丨收付 乘法态7 2將輸入的第二條掃描線資料乘上〇 ， 至加法㈣。加法此已縮小比㈣2 (其為。·75倍之第-條掃描、= # :就等方、四刀之二的第-條掃描線加上四分之一的 條知描線’此總和值(Β14)最後被送至輸出暫存謂 上=:由==源76輸入的第二條掃描線資料乘 上0. 2 (Bio)。因為s亥有效信號64已送出 夕 =8〇將會把零傳至加法器78以便把零加到乘法器7〇二工果 %ΤΩ\η法器78所加出的和’存在線儲存器82中。、° DTO 5二〇可以再動一次，以便第三條掃描線（圖6中之c行） °因為在上—個週期時，咖決定器62透過 信gH 〇. 25达進來，所以現在存儲元件54中的數 值ί7 ...、 . 2 5。加法器5 6將此值加上值為〇 . 5的丨NC值， 生，0.75就被當作是DT(Mw〇，送至DT〇決定器62。此〇 75

401692 五'發明說明（20) 數值同時也透過^了。 期使用。在本時铲 '二工广2而被傳送，以備第四時鐘週 位元的连斗 .5之1^0核數66。砰細地，因為沒有進位 重例子中數值^物Q權重值66將等於那個在本1 2 1權 權重值66被^保持為〇·5的1…值。這個值為0.5的DT0 =垔值bb被达至乘法器7〇 ;如 會被乘以0· 5 ^由於力士士 i w遲术的弟二條柃描線 以存儲元件82军/，又有有效信號64被送至多工器80，所 過，2 t 所儲存的内容就會被多工器8〇選擇通 ί在Si力:法器78乘出來的值相加。於是，‘件82 3見在=存的内，為0.25倍的掃描線2加上〇5倍的掃描線 ’ α後，下一個週期的運算即將開始。 =裔56將DT0存儲元件54中的值〇. 75(D8) 生 ⑽相加，結果是125。所以，進位位元 合^生出來，而DT0值60等於〇· 25(D6)。該DT〇決定器62 據這些規則產生值為〇.25(Dl〇—Dn)、會被送至乘法 °。 : 70之DT〇權數66。掃描線四在乘法器72中被乘上 六5並在加法态8 6中被加以存儲元件8 2之内容，如此，暫 2器88收到的總值就是，〇. 25倍的線二加上〇· 5倍的線 :协再加上〇. 25倍的線四。乘法器7〇乘上〇. 25倍的線四以 ;^法器78可以將零加入此稍後會存入存儲元件82之 曰加入零是因為多工器8 0接收到該當進位位元產生時 被產生出來之有效信號6 4。 F，重覆第五次與前面所述之重覆相同。其結果顯示於列 亚且在第六次重覆之後，一條掃描線又被製造出來， Η 第24頁

401692 五、發明說明（21) 一 --- =為〇· 25倍的線四加上〇· 5倍的線5再加上〇. 25倍的線6。 k，重覆會/直持續到晝面5中所有的奇數掃描線都被轉 換完畢為止。然後，考慮初始之1?11^了^£：[^11^方程式， 同樣型式的處理過程再次開始。不過，依著上面所列之步 驟，完成後續的處理。 圖6之表格中另^提供其他不同權重之例子，像是，i 4 1與1 6 1權重。應％注意的是不同之權重，像是丨4丨或丨6丄 提供了更多的強凋在该掃描線上（此並非特殊狀況之掃描 線）。這個意思是說，當我們以權重丨4丨來計算第三條掃 描線時，表示我們放了更多的權重在晝面5之原始的第三 條掃描線上，就如我們在圖9之〇28中所看到的一般。在 1 4 1軚示中的4所代表的即為此意；而此掃描線的上一條 與下:條掃描線之相關權重則僅只為"丨,，。就如圖6，d28 :Ϊ =條掃祂線所乘上的是2 / 3 ,而相對它在1 2 1的例子 條掃描線只被乘上1/2(D14)。因為在掃描線三上 :I更夕的權重，所以所能提供給掃描線二與四之權重就 :iH’這在D28中可以看到：放在”pr與"p4"之前的 係歎m為1 / 6。 任何的一個例子都可以經由上面所討論之規則與公式， 產生出不同的權重。結果是’我們可以藉由確定輸出線數 對輸入線數的比例（INC)、SKIP值以及藉由降低”^達到較 大的垂直‘放（或增加I N C比例達到較小的垂直縮放），來 動，，調整係數。譬如’一個權重為〇. 8 2 〇. 8之轉換， 其最後所得到的垂直縮放將較上面所討論的1 2 1例子為

401692 五、發明說明（22) 多。依循上面所討論的方法，產生出首五條掃描線之DTO 值60 :0.4，0.8，0.2(帶有進位），0.6以及0(帶有進 位）。接下來再產生分別為0.4，0.4，0.2，0.4以及0.4之 這些首五個圖素之ST0權重值。此例子更能顯現出權重係 數（DT0權重）的動態天性，因為此例中之權數較先前例子 中之權數變更的更為動態。不過，因為最終得出的垂直縮 放，除了 一開始是由首三條掃描線組合成一條顯示格式為 交錯式之掃描線，其後均只以兩條掃描線組合成一條顯示 格式為交錯式之掃描線，所以此例子只能算是極端，非可 算是平常一般。最後我們得到一個2 / 5之垂直縮放，此通 常非為大多數使用者所能接受。·於是，我們將1 2 1，1 4 1， 以及1 6 1的相關各值敘述於圖6中，因為它們是比較常用的 操作模式。當然，就算是沒有上一條或下一條線的加入整 合，我們有興趣的那一條掃描線一樣是可以完成；但是通 常較喜歡使用的整合值大約是四分之一一不論是上一條線 或是下一條線。一些較常用的線整合值是落在二分之一至 八分之一的範圍，而四分之一典型地最常被用到。當我們 要使用相鄰圖素來完成水平縮放時，上面所述之原則同樣 是成立的。使用上述之技術，同樣可以完成超過三條線 (或三個圖素）之整合，這對於一般之技藝是很明白的。 如上所提及，相同的分立時間振盪器（DT0)也同樣地可 以運用於完成水平的縮放。當我們要將電腦所產生之圖形 (其適於非交錯式監視器）轉換為交錯型格式時，就需要水 平的縮放。使用由分離的、在水平縮放器中用以完成水平

第26頁 401692 五、發明說明（23) 縮放之DT0所產生出來之動態係數，我們也可以視交錯式 監視器的情況動態地改變水平縮放。 雖然本發明是由幾個特定的具體實施例加以敘述，但習 於此藝人士必須了解，只要不偏離本發明之精神與範圍， 這些具體實施例變化與修改是被允許的。

第27頁

Claims (1)

1. 成1適：以Ϊ換裝置：用以，交錯可視顯示資料轉換 包含：、父錯I視器上之父錯可視顯示資料，該裝置 該等係數^間振M(DT0) ’產生動態修正權數係數， 一乘ΐ::接收到之非交錯格式輸入圖素值； 便產生變更固：輸入圖素值乘上該動態修正權重係數以 文尺的圖素值；以及 一 ，法器，將該變更的圖素值加在一 ''交錯袼式之輸出圖素值。 m更形成可顯 含= :之圖像轉換裝置，其中該DTO包 器，以及—將兮決疋益’-產生增值之增值產生 之叫法广亥Λ值力:Γ重寫入值以便產生第-加總值 產生該動態地修正權數係數。 加〜值為基礎， t::請專利範圍第2項之圖像轉換裝置，另外 — 溢決叱窃，決定當該DTO加法器所產生 後是否/丨、*Μ 茂1王之加總值規格化 DTO決定器'，如果是如此，則將該第—加總值轉送至該 定4器= 之圖像轉換裝置，其中卿決 -加她值，糸根據5玄從该溢位決定器處所收到之第 5 :U生一動態的權重係數等於該增值。 .申s月專利範圍第4項之圖像轉換_ w , ^ ^ ^ ^ ^ ^； ^ 於或等於1則該连& % * 4 > 果該第一加總值大 產生益產生一有效信％，並送該第-加總

   O:\56\56081.ptc 第1頁 Η 2000. 03.13. 〇2 修正 曰 六、___ 於:的部份'至DT。决疋15 ’其中該部份是為第-加總值小 置，“ •。另 --^ Λ7, 的7權：係數等於該跳值減去該及第其_中= 外7包；申請專利範圍第6項之圖像轉力;; 外包含—決定動態權重係數等於^換裝置’其中該DT0另 '、於1的部份之DTO決定器。、x _減去該第—加總值 圖8素nc;!1項之圖像轉換襄置，其中令“ 且匕3至少一個水平相鄰 丹〒该輸入 ，以及該圖像轉換裝置包含一水平纩固別圖素資料 之水平縮放器。 縮放該水平相鄰圖素值 9 ·如申請專利範圍第丨項之圖 圖像值包含具有多個個別轉換裝置’其中該輸入 個別圖素的其*之一至少1中該掃描線之 素垂直㈣，以及該圖像轉;^描線之其他個別圖 垂二鄰申圖Λ之反閃爍且垂直縮放心：垂直地縮放該 1 U .如申睛專利範圍第1 且 圖像值包含具有多個個別圖素之J5:裴置，纟中該輸入 素垂直相•，以及該圖像轉換y::描線之其他個別圖 、衣置L 3 _可垂直地縮放該 2000. 03.13. 029 $ 2頁

   O:\56\56081.ptc 第3頁 2000. 03.13. 030