TWI450595B - 色度取樣提升錯誤校正系統 - Google Patents

Description

本發明是有關於一種色度取樣提升錯誤的校正處理，且特別是有關於一種應用於YUV格式的色度取樣提升錯誤校正系統以及色度取樣提升錯誤校正方法。

在影像處理技術中，常藉由亮度及色度的資訊來記錄顯示資料。其中人類的視覺對亮度較為敏銳，而對色度較不敏感，因此常藉由犧牲色度的資料來達到資料壓縮的目的。請參照第1A圖，係為顯示資料1之一示意圖。顯示資料1包含複數個連續的圖框10，人眼所見係為各圖框10連續播放之結果。各圖框10在傳輸時係分為奇數圖場100以及偶數圖場101，因此將以奇數、偶數或是偶數、奇數的交錯方式依序傳遞。在圖場中的資料格式可為YUV444、YUV422或YUV420等。第1B圖係為YUV422規格的奇數圖場100以及偶數圖場101之示意圖。奇數圖場100包含複數奇數掃瞄線100a，為第1、3、5、...、2N-1掃瞄線，而偶數圖場101包含複數偶數掃瞄線101a，為第2、4、6、...、2N掃瞄線，其中N為正整數。各奇數掃瞄線100a及各偶數掃瞄線101a分別包含對應的亮度資訊Y以及色度資訊U、V。然而在YUV420的規格中，係藉由犧牲色度的資料來達到資料壓縮的目的，因此顯示資料1將被壓縮，而使奇數圖場100及偶數圖場101被壓縮為如第1C圖所示YUV420規格之奇數圖場100’及偶數圖場101’。如第1C圖所示，第1掃瞄線及第2掃瞄線係共用相同之色度資訊U、V，而在第1C圖中僅將色度資訊U、V保留於第1掃瞄線，而第4掃瞄線及第3掃瞄線則共用相同之色度資訊U、V，而在第1C圖中僅將色度資訊U、V保留於第4掃瞄線。

當顯示資料1要送進顯示器(未繪示)中播放時，須將奇數圖場100’以及偶數圖場101’經由色度取樣提升的技術來還原為如第1B圖所示之奇數圖場100以及偶數圖場101。因此，還原過程係藉由複製第1掃瞄線之色度資訊U、V至第2掃瞄線以及複製第4掃瞄線之色度資訊U、V至第3掃瞄線來達成。然而，部份硬體的還原過程是直接複製第1掃瞄線之色度資訊U、V至第3掃瞄線以及複製第4掃瞄線之色度資訊U、V至第2掃瞄線來達成，如此的還原方式將造成交錯式的顯示資料1的色度取樣提升錯誤，而使顯示器上所顯示的為錯誤的畫面。

因此，如何設計一個新的色度取樣提升錯誤校正系統及色度取樣提升錯誤校正方法，可以即時地判斷還原過程是否出錯，以更進一步進行校正，乃為此一業界亟待解決的問題。

因此，本發明之目的是在提供一種色度取樣提升錯誤校正系統，係用以校正一顯示資料，顯示資料包含複數圖框，圖框分別包含複數奇數掃描線組成的一奇數圖場和複數偶數掃描線組成的一偶數圖場，其中，奇數掃描線和該等偶數掃描線之一半色度資訊是由色度取樣提升過程填入，色度取樣提升錯誤校正系統包含：圖場處理模組、色度錯誤判斷模組及錯誤校正模組。圖場處理模組接收顯示資料，比較各圖場中，每二相鄰掃瞄線之色度資訊，藉以產生各圖場對應之一掃瞄線色度錯誤數值；色度錯誤判斷模組比較各圖場對應之該掃瞄線色度錯誤數值及一掃瞄線色度錯誤臨界值以得到各圖場對應之一比較結果，統計該比較結果來產生一圖場色度錯誤數值；錯誤校正模組比較圖場色度錯誤數值及至少一圖場色度錯誤臨界值，藉以交換各圖場及其同一圖框中另一圖場中，由色度取樣提升過程填入的該等色度資訊。

本發明之另一目的在於提供一種色度取樣提升錯誤校正方法，係用以校正一顯示資料，顯示資料包含複數圖框，圖框分別包含複數奇數掃描線組成的一奇數圖場和複數偶數掃描線組成的一偶數圖場，其中，奇數掃描線和該等偶數掃描線之一半色度資訊是由色度取樣提升過程填入，色度取樣提升校正方法包含：接收顯示資料，比較各圖場中，每二相鄰掃瞄線之色度資訊，藉以產生各圖場對應之一掃瞄線色度錯誤數值；比較各圖場對應之該掃瞄線色度錯誤數值及一掃瞄線色度錯誤臨界值以得到各圖場對應之一比較結果，統計該比較結果來產生一圖場色度錯誤數值；比較該圖場色度錯誤數值及至少一圖場色度錯誤臨界值，藉以交換各圖場及其同一圖框中另一圖場中，由色度取樣提升過程填入的該等色度資訊。

應用本發明之優點係在於藉由根據各掃瞄線之色度數值判斷掃描線中色度資訊之錯誤狀況，再藉由根據各圖場的掃瞄線色度錯誤數值判斷圖場的錯誤狀況，以進一步進行錯誤校正，而輕易地達到上述之目的。

請參照第2圖，係為本發明之第一實施例之色度取樣提升錯誤校正系統2之方塊圖。色度取樣提升錯誤校正系統2係用以於顯示資料1之色度取樣提升過程後進行錯誤校正。顯示資料1係如第1A圖所示之顯示資料1，包含複數圖框10，而各圖框10更包含奇數圖場100以及偶數圖場101。奇數圖場100以及偶數圖場101係已經過色度取樣提升從YUV420格式還原為YUV422格式，實質上係如第1B圖所示，包含完整之亮度Y及色度資訊U、V。色度取樣提升錯誤校正系統2包含：圖場處理模組20、色度錯誤判斷模組22及錯誤校正模組24。

圖場處理模組20係用以接收顯示資料1。當圖場處理模組20接收各圖場時，對每二相鄰之掃瞄線之色度資訊U、V進行比較，產生對應各圖場之掃瞄線色度錯誤數值21。舉例來說，圖場處理模組20在奇數圖場100中將先對第1掃瞄線及第3掃瞄線之色度資訊U、V進行比較，接著對第5掃瞄線及第7掃瞄線之色度資訊U、V進行比較，而在偶數圖場101中對第2掃瞄線及第4掃瞄線之色度資訊U、V進行比較接著對第6掃瞄線及第8掃瞄線之色度資訊U、V進行比較。由於在進行色度取樣提升之還原過程後，應當如前所述，第1及第2掃瞄線之色度資訊應相等，以及第3及第4掃瞄線之色度資訊亦應相等，因此圖場模組20將依據第1及第3掃瞄線之色度資訊是否相等，或第2及第4掃瞄線之色度資訊是否相等來判斷此為一掃瞄線間色度取樣提升錯誤之狀況，而使掃瞄線色度錯誤數值21增加。於本實施例中，當每一次的判斷結果為相等時，係使掃瞄線色度錯誤數值增加1。舉例來說，一具有720x480的尺寸的圖框，其奇數圖場及偶數圖場分別為720x240。如對奇數圖場(偶數圖場)全部的掃瞄線進行上述之判斷，結果均為相等時，則掃瞄線色度錯誤數值21將為120。每當完成一個圖場處理後重置掃瞄線色度錯誤數值21以便處理下一個圖場。

色度錯誤判斷模組22進一步比較各圖場對應之掃瞄線色度錯誤數值21及一掃瞄線色度錯誤臨界值以得到各圖場對應之一比較結果，統計比較結果來產生一圖場色度錯誤數值23。其中掃瞄線色度錯誤臨界值係為一預設之臨界值，用以判斷各圖場錯誤之程度。舉例來說，如掃瞄線色度錯誤臨界值係為100，而圖場的掃瞄線色度錯誤數值21為上述之120，則色度錯誤判斷模組22將判斷圖場為一需還原錯誤的圖場。反之，如果掃瞄線色度錯誤數值21不大於掃瞄線色度錯誤臨界值，則色度錯誤判斷模組22將判斷圖場不為一需還原錯誤的圖場。於本實施例中，當每一次的判斷結果為需還原錯誤的圖場時，係使圖場色度錯誤數值23增加1。而當每一次的判斷結果係不需還原錯誤的圖場時，係使圖場色度錯誤數值23減少1。因此，圖場色度錯誤數值23將隨著顯示資料1的各圖場10而隨時增減。

錯誤校正模組24比較圖場色度錯誤數值23及至少一圖場色度錯誤臨界值，藉以交換各圖場及其同一圖框中另一圖場中，由色度取樣提升過程填入的色度資訊U、V並產生校正後的顯示資料25。其中兩個圖場色度錯誤臨界值係分別為最大圖場色度錯誤臨界值30及最小圖場色度錯誤臨界值31。如第3圖所示，係為最大圖場色度錯誤臨界值30及最小圖場色度錯誤臨界值31之範圍示意圖。當圖場色度錯誤數值23落在小於最小圖場色度錯誤臨界值31之非校正範圍300時，錯誤校正模組24不對圖場進行錯誤校正。當圖場色度錯誤數值23落在大於最大圖場色度錯誤臨界值30之校正範圍302時，錯誤校正模組24對圖場進行錯誤校正。當圖場色度錯誤數值23介於最大及最小圖場色度錯誤臨界值30及31之間的中間範圍301，錯誤校正模組24則沿用前一次對圖場的處理方式。更詳細的說，當前一次圖場有進行錯誤校正時，錯誤校正模組24對目前的圖場進行錯誤校正。當前一次圖場並無進行錯誤校正時，錯誤校正模組24不對目前的圖場進行錯誤校正。如須進行錯誤校正，則錯誤校正之程序將交換圖場及其同一圖框中另一圖場中，由色度取樣提升過程填入的色度資訊U、V。。意即，以第1B圖中所示之奇數圖場100以及偶數圖場101為例，係將第2掃瞄線及第3掃瞄線之色度資訊U、V交換。

在另一實施例中，錯誤校正模組24根據圖場色度錯誤數值23及一圖場色度錯誤臨界值，判斷是否對圖場色度錯誤數值23所對應的圖場進行錯誤校正並產生校正後的圖框25。當圖場色度錯誤數值23大於圖場色度錯誤臨界值時，錯誤校正模組24對圖場進行錯誤校正。當圖場色度錯誤數值23不大於圖場色度錯誤臨界值時，錯誤校正模組24不對圖框10進行錯誤校正。

須注意的是，前述之實施例，係在各圖框之奇數掃瞄線均先於偶數掃瞄線之情形來進行處理，亦即各奇數掃瞄線係依照第1、3、5、...、2N-1掃瞄線的處理順序，各偶數掃瞄線係依照第2、4、...、2N掃瞄線的處理順序，其中N為正整數。但於其他實施例中，亦可以偶數掃瞄線先於奇數掃瞄線之情形來進行處理。

第4圖係為一種色度取樣提升錯誤校正方法之流程圖，係用以於顯示資料之色度取樣提升過程後進行錯誤校正，顯示資料包含複數圖框，各圖框分別包含複數奇數掃描線組成的一奇數圖場和複數偶數掃描線組成的一偶數圖場，其中，奇數掃描線和該等偶數掃描線之一半色度資訊是由色度取樣提升過程填入，色度取樣提升錯誤校正方法包含：於步驟401，比較各圖場中，每二相鄰掃瞄線之色度資訊，藉以產生各圖場對應之一掃瞄線色度錯誤數值。於步驟402，比較各圖場對應之該掃瞄線色度錯誤數值及一掃瞄線色度錯誤臨界值以得到各圖場對應之一比較結果，統計比較結果來產生一圖場色度錯誤數值；於步驟403，比較圖場色度錯誤數值及至少一圖場色度錯誤臨界值，藉以交換各圖場及其同一圖框中另一圖場中，由色度取樣提升過程填入的色度資訊。

其中步驟401之更詳細流程更可以第5圖表示，於步驟501，係接收顯示資料，於步驟502，在圖場中對每二相鄰之掃瞄線之色度資訊U、V進行比較，以判斷是否相等，當相等時，係執行步驟503，使掃瞄線色度錯誤數值增加，並執行步驟504，判斷圖場之掃瞄線是否全部比較完畢。須注意的是，於步驟502中如判斷結果並非相等，則直接執行步驟504。於步驟504，當圖場之掃瞄線已全部比較完畢，則執行步驟505，產生對應圖場之掃瞄線色度錯誤數值，如並未比較完畢，則重新執行步驟502，以繼續進行比較。

而其中步驟402之更詳細流程更可以第6圖表示，於步驟601，接收掃瞄線色度錯誤數值，於步驟602，對掃瞄線色度錯誤數值及一掃瞄線色度錯誤臨界值分別進行比較，以判斷掃瞄線色度錯誤數值是否大於掃瞄線色度錯誤臨界值。當掃瞄線色度錯誤數值大於掃瞄線色度錯誤臨界值，係執行步驟603，使圖場色度錯誤數值增加，當掃瞄線色度錯誤數值不大於掃瞄線色度錯誤臨界值，係執行步驟604，使圖場色度錯誤數值減少。步驟603及步驟604執行後，係再執行步驟605，產生圖場色度錯誤數值，並再重新執行步驟601。

本發明之優點係在於藉由根據各掃瞄線之色度參數判斷掃描線中色度資訊之錯誤狀況，再藉由根據各圖場的掃瞄線色度錯誤數值判斷圖場的錯誤狀況，以進一步進行錯誤校正。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1．．．顯示資料

10．．．圖框

100、100’．．．奇數圖場

100a、100a’．．．奇數掃瞄線

101、101’．．．偶數圖場

2．．．色度取樣提升錯誤校正系統

101a、101a’．．．偶數掃瞄線

20．．．圖場處理模組

21．．．掃瞄線色度錯誤數值

22．．．色度錯誤判斷模組

23．．．圖場色度錯誤數值

24．．．錯誤校正模組

30．．．最大圖場色度錯誤臨界值

31．．．最小圖場色度錯誤臨界值

300．．．非校正範圍

301．．．中間範圍

302．．．校正範圍

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：

第1A圖係為習知技術之顯示資料之一示意圖；

第1B圖係為習知技術之圖框中奇數圖場以及偶數圖場更進一步之示意圖；

第1C圖係為習知技術之經過壓縮的圖框中奇數圖場以及偶數圖場更進一步之示意圖；

第2圖係為本發明之第一實施例之色度取樣提升錯誤校正系統之方塊圖；

第3圖係為最大圖場色度錯誤臨界值及最小圖場色度錯誤臨界值之範圍示意圖；

第4圖係為一種色度取樣提升錯誤校正方法之流程圖；

第5圖係為第4圖中步驟401之更進一步方法流程圖；以及

第6圖係為第4圖中步驟402之更進一步方法流程圖。

2．．．色度取樣提升錯誤校正系統

20．．．圖場處理模組

21．．．掃瞄線色度錯誤數值

22．．．色度錯誤判斷模組

23．．．圖場色度錯誤數值

24．．．錯誤校正模組

25．．．判斷結果

Claims (18)

1. 一種色度取樣提升錯誤(chroma upsampling error；CUE)校正系統，用以校正一顯示資料，該顯示資料包含複數圖框，該等圖框分別包含複數奇數掃描線組成的一奇數圖場和複數偶數掃描線組成的一偶數圖場，其中，該等奇數掃描線和該等偶數掃描線之一半色度資訊是由色度取樣提升過程填入，該色度取樣提升錯誤校正系統包含：一圖場處理模組，比較各該等圖場中，每二相鄰掃瞄線之色度資訊，藉以產生各該等圖場對應之一掃瞄線色度錯誤數值；一色度錯誤判斷模組，比較各該等圖場對應之該掃瞄線色度錯誤數值及一掃瞄線色度錯誤臨界值以得到各該等圖場對應之一比較結果，統計該比較結果來產生一圖場色度錯誤數值；以及一錯誤校正模組，比較該圖場色度錯誤數值及至少一圖場色度錯誤臨界值，藉以判斷是否交換各該等圖場及其同一圖框中另一圖場中，由色度取樣提升過程填入的該等色度資訊。
2. 如請求項1所述之色度取樣提升錯誤校正系統，其中當各該等圖場中，每二相鄰之掃瞄線之該色度資訊相等時，該圖場處理模組使該圖場對應之該掃瞄線色度錯誤數值增加。
3. 如請求項2所述之色度取樣提升錯誤校正系統，當該掃瞄線色度錯誤數值大於該掃瞄線色度錯誤臨界值，該色度錯誤判斷模組使該圖場色度錯誤數值增加，當該掃瞄線色度錯誤數值不大於該掃瞄線色度錯誤臨界值，該色度錯誤判斷模組使該圖場色度錯誤數值減少。
4. 如請求項1所述之色度取樣提升錯誤校正系統，其中該等圖場色度錯誤臨界值包含一最大圖場色度錯誤臨界值以及一最小圖場色度錯誤臨界值。
5. 如請求項4所述之色度取樣提升錯誤校正系統，當該圖場色度錯誤數值大於該最大圖場色度錯誤臨界值，該錯誤校正模組交換各該等圖場及其同一圖框中另一圖場中，由色度取樣提升過程填入的該等色度資訊。
6. 如請求項4所述之色度取樣提升錯誤校正系統，當該圖場色度錯誤數值小於該最小圖場色度錯誤臨界值，該錯誤校正模組不交換各該等圖場及其同一圖框中另一圖場中，由色度取樣提升過程填入的該等色度資訊。
7. 如請求項4所述之色度取樣提升錯誤校正系統，當該圖場色度錯誤數值介於該最大及該最小圖場色度錯誤臨界值之間，且該錯誤校正模組對一前一圖框有進行該錯誤校正時，該錯誤校正判斷模組係交換各該等圖場及其同一圖框中另一圖場中，由色度取樣提升過程填入的該等色 度資訊。
8. 如請求項4所述之色度取樣提升錯誤校正系統，當該圖場色度錯誤數值介於該最大及該最小圖場色度錯誤臨界值之間，且該錯誤校正模組對一前一圖框未進行該錯誤校正時，該錯誤校正判斷模組係不交換各該等圖場及其同一圖框中另一圖場中，由色度取樣提升過程填入的該等色度資訊。
9. 如請求項1所述之色度取樣提升錯誤校正系統，其中，當該圖場色度錯誤數值大於一圖場色度錯誤臨界值，該錯誤校正模組交換各該等圖場及其同一圖框中另一圖場中，由色度取樣提升過程填入的該等色度資訊，當該圖場色度錯誤數值不大於該圖場色度錯誤臨界值，該錯誤校正模組不交換各該等圖場及其同一圖框中另一圖場中，由色度取樣提升過程填入的該等色度資訊。
10. 一種色度取樣提升錯誤校正方法，用以校正一顯示資料，該顯示資料包含複數圖框，該等圖框分別包含複數奇數掃描線組成的一奇數圖場和複數偶數掃描線組成的一偶數圖場，其中，該等奇數掃描線和該等偶數掃描線之一半色度資訊是由色度取樣提升過程填入，該色度取樣提升校正方法包含：比較各該等圖場中，每二相鄰掃瞄線之色度資訊，藉以產生各該等圖場對應之一掃瞄線色度錯誤數值； 比較各該等圖場對應之該掃瞄線色度錯誤數值及一掃瞄線色度錯誤臨界值以得到各該等圖場對應之一比較結果，統計該比較結果來產生一圖場色度錯誤數值；以及比較該圖場色度錯誤數值及至少一圖場色度錯誤臨界值，藉以判斷是否交換各該等圖場及其同一圖框中另一圖場中，由色度取樣提升過程填入的該等色度資訊。
11. 如請求項10所述之色度取樣提升錯誤校正方法，其中當各該等圖場中，每二相鄰之掃瞄線之該色度資訊相等時，使該圖場對應之該掃瞄線色度錯誤數值增加。
12. 如請求項11所述之色度取樣提升錯誤校正方法，當該掃瞄線色度錯誤數值係大於該掃瞄線色度錯誤臨界值，使該圖場色度錯誤數值增加，當該掃瞄線色度錯誤數值不大於該掃瞄線色度錯誤臨界值，使該圖場色度錯誤數值減少。
13. 如請求項12所述之色度取樣提升錯誤校正方法，其中該等圖場色度錯誤臨界值包含一最大圖場色度錯誤臨界值以及一最小圖場色度錯誤臨界值。
14. 如請求項13所述之色度取樣提升錯誤校正方法，當該圖場色度錯誤數值大於該最大圖場色度錯誤臨界值，交換各該等圖場及其同一圖框中另一圖場中，由色度取樣提升過程填入的該等色度資訊。
15. 如請求項13所述之色度取樣提升錯誤校正方法，當該圖場色度錯誤數值小於該最小圖場色度錯誤臨界值，不交換各該等圖場及其同一圖框中另一圖場中，由色度取樣提升過程填入的該等色度資訊。
16. 如請求項13所述之色度取樣提升錯誤校正方法，當該圖場色度錯誤數值介於該最大及該最小圖場色度錯誤臨界值之間，且一前一圖框有進行該錯誤校正時，係交換各該等圖場及其同一圖框中另一圖場中，由色度取樣提升過程填入的該等色度資訊。
17. 如請求項13所述之色度取樣提升錯誤校正方法，當該圖場色度錯誤數值介於該最大及該最小圖場色度錯誤臨界值之間，且一前一圖框未進行該錯誤校正時，係不交換各該等圖場及其同一圖框中另一圖場中，由色度取樣提升過程填入的該等色度資訊。
18. 如請求項10所述之色度取樣提升錯誤校正方法，其中，當該圖場色度錯誤數值大於一圖場色度錯誤臨界值，交換各該等圖場及其同一圖框中另一圖場中，由色度取樣提升過程填入的該等色度資訊，當該圖場色度錯誤數值不大於該圖場色度錯誤臨界值，不交換各該等圖場及其同一圖框中另一圖場中，由色度取樣提升過程填入的該等色度資訊。