TWM400621U - Image processing device with 3-dimensionally de-interlacing - Google Patents

Description

M40Q621 五、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作係有關於一種具3D去交錯之影像處理裝置，尤指 涉及一種可藉用電腦之顯示螢幂觀看電視影像，特別係指速度 快、畫質好、不佔電腦資源以及可以軟體解出是否需防拷之 3D去交錯之影像處理裝置。 【先前技術】 一個動態影像係由一連串連續之靜態影像所組成，其中每 個猙態影像稱為幀（Frame)，而動態影像中每秒所包含靜態 衫像之數量則稱為幀（速）率（prameperSec〇nd，FpS)。 在顯不器上顯示動態影像之方式具有兩種，其一為漸進 (Progressive)掃描，或稱為逐行掃描，用以將每一幀從左至 右、由上至下，逐一地將所有之晝素顯示出來；其二為交錯 (Interlace)掃描，或稱為隔行掃描，用以將一幀圖像之奇數 行畫素及偶數行畫素分開，分成為兩個場（Field)，進而輪流 掃描奇數行所構成之場及偶數行所構成之場。 一般數位元攝影機由於硬體速度及緩衝記憶體大小之限 制，沒辦法連續地拍攝漸進式之影像，因此一般數位元攝影機 都係拍攝交錯式影像，由於交錯式影像比漸進式影像少了一半 之資汛量，因此可以降低硬體迷度及緩衝記憶體大小之需求接 近一半。因為一個場只有一個幀一半之資訊，因此在裝置處理 速度無法即時地處理整個幀之資訊以及傳輸頻寬不夠即時傳 輸整各幀之情形下，使用交錯掃描可以節省一半之資訊量且可 3 M400621 以維持相同之更新率在以往陰極射線管顯示器（Ca_e Ray Tube, CRT)很難-次掃描整個螢幕，因此無法使用漸進掃描。 但是因為螢幕上螢光之餘彈加上視覺暫留效應，使得交錯掃描 在陰極射線讀示H上運作地相當賴。所以频電視系統例 如NTSC每秒59.94場，pAL則為每秒5〇場。 現在新式之顯示設備之速度已經夠快可以即時地處理且 ‘ #描整俯貞，因此都係使用漸進掃描，，新式漸進掃描顯示 稍顯轉統不是賴地拍攝漸進式之影糾，每侧位被拍 • 攝之時間並不一樣，代表將永遠沒辦法完美地去交錯。例如有 -台每秒㈣六十個欄位之數位攝影機，第—_位係在· 秒被拍攝，而第二個襴位係在編秒被拍攝，將兩個搁位結 合在-起，若係被賴之物體沒有任何移動，那麼、结合出來之 β像看起來魏完美；然而，如果被_之碰有移動，兩個 欄位之内容會有相當之不同，那麼結合出來之影像則會產生一 種「鑛齒」之效果。因此在這些新型之顯示設備上直接播放交 - 錯式f彡齡產生嚴重之_躲，且因妓錯式喊兩行只有 • —行有影像’另一行則係全黑的，所以亮度看起來會減少一 半。由於有上述這些問題，所有使用漸進掃描之新式顯示設備 都需要有去交錯之功能，亦即將交錯式影像訊號轉換為漸進式 影像訊號之一種方法。 按，-種習知影像去交錯裝置，如第4圖所示，係利用一 電，操取卡3接收電視訊號，經由内部之影音解碼器3丄與橋 接器3 2 ’可將此電視訊號轉換成符合一匯流排介面3 3 =訊號’因此制者可以_電腦4之顯示器4ι觀看電視節 4 .j電視訊號轉換成電腦4顯示器41可以觀看之訊號之 過权砝要進行去违（De丨nteI，laee)處理。電觀號數位化後 進入電腦4 ’電腦4湘軟體4 Q對電視訊號由隔行掃描格式 轉換成逐行掃描格式之去交錯，再將此逐行掃描影像於顯示器 41上播放：此外，該電腦4亦利用該影音解碼器3丄所解出 之VBI Slice f料對此電視訊號判斷是否標示為防拷資訊。因 此S知之電視操取卡3處理去交錯之功能係由電則之軟體 ^ 0執行’而處理是否需防拷之手段觸由細4及影音解碼 器31之硬體共同處理。 ^然而，視訊之處理需要非常大之計算量，利用電腦進行去 ，錯會佔用電腦之資源’讓細造❹ϋ 了減少電腦之運 算量，過去侧化去交錯之運法；惟，簡化之演算法會造 成畫面品質不良。除此之外，利用軟體進行去交錯之速度通常 比較慢，也有可能造成畫面不流暢。故，一般習用者係無法符 合使用者於實際使用時之所需。 【新型内容】 本創作之主要目的係在於，克服習知技藝所遭遇之上述問 題並提供一種可藉用電腦之顯示螢幕觀看電視影像，具有速度 快、畫質好、不佔電腦資源以及可以軟體解出是否需防拷之 3D去交錯之影像處理裝置。 本創作之次要目的係在於，提供一種利用硬體提供更快之 去父錯速度以及更好之畫面品質，當與一電腦主機搭配使用 時，可節省電腦主機之資源而減少其負擔，亦可利用整合於電 M400621 腦主機中之防拷判定軟體即解出是否需防拷，達到減少額外硬 體之支出以大幅降低成本者。 為達以上之目的，本創作係一種具3D去交錯之影像處理 裝置，係接收一視訊訊號，該視訊訊號竭帶有一顯示資料以及 一垂直遮沒區間（Vertical Blanking Interval, VBI)資料，用以 基於一連續視訊場計算一影像資料，並處理一 資料中夾 帶之防拷資訊’其至少包括-視訊解碼單元，用以對該視訊訊 號之顯示資料及垂直遮沒區間資料進行解碼，以產生一數位視 訊訊號之影像資料及VBI資料；一 VBI擷取單元，用以接收 該數位視訊訊號，並於擷取該VBI資料後產生一 VBI原始資 料（VBI Raw Data) ; - 3D去交錯模組，搞接至該視訊解碼 單元，包含有一記憶體控制單元及一動態去交錯單元，用以接 收與控制箱>像資料之儲存/讀取運作，並依據每—視訊場進 行演算，由交錯式轉換成漸進式之影像資料後輸出；一記憶體 單7L，耦接至該3D去交錯模組，用以提供該3D去交錯模組 對5玄景彡像資料之連續視訊場之儲存/讀取；一橋接單元，耗接 至該3D去交錯模組及該VBI擷取單元，用以接收去交錯化之 影像資料以及該VBI資料，將其轉換為符合-匯流排介面規 格後，經由對應該匯流排介面規格之一匯流排介面單元輸出至 一電腦主機中，透過該影像資料俾以在一顯示螢幕上實施逐行 掃描影像顯示，同時並可執行後續軟體壓縮及錄影之運作；以 及- VBI防拷判定單元，雜合於該電腦主機中，用以接收 該VBI資料並由該電腦主機中之軟體從中判斷是否標示為防 拷資訊’根據判斷結果，強制限制後續執行軟體壓縮及錄影之 運作。 6 M400621 【實施方式】

請參閱『第1圖〜第3圖』所示，係分別為本創作一較佳 實施例之具3D去交錯之影像處理裝置示意圖、本創作視訊解 碼單元輸出之視訊場示意圖及本創作3D去交錯模組之方塊示 意圖。如圖所示：本創作係一種具3D去交錯之影像處理裝置， 係接收一視訊訊號，該視訊訊號攜帶有一顯示資料以及一垂直 遮沒區間（Vertical Blanking Interval, VBI)資料，用以基於一 連續視訊場計算一影像資料，並處理一 VB][資料中失帶之防 拷負几其至少包括一視訊解碼單元1 1、一 VBI榻取單元 12 3D去交錯模組1 3、一記憶體單元1 4、一橋接單 元1 5及一 VBI防拷判定單元丄7所構成。 上述所提之視訊解碼單元11_以對該視訊訊號之顯 不資料及垂直遮沒區間資料進行解碼，以產生-數位視訊訊號 之影像資料及VBI資料。 极 V01

ΰ π平7L丄J係用以接收該數位視訊訊號，並 擷取鮮m雜後產生—卿原始#料（VBI Raw她）。 «亥3D去交錯模組工3係輕接至該視訊解碼單元1卜包 I技㈣己隨控制單70131及—動態去交錯單元13 2，用 γ進…j繼影像:#料之儲存/讀取運作，並依據每-視訊 '錯式轉換成漸進式之影像資料後輸出0 體捋制單:1 :兀1 4係耦接至該3D去交錯模組1 3之記憶 她綱3對該影像 該橋接單元15_妾至該3D去交錯模組i

3及該VBI 7 M400621 擷取單元1 2，用以接收去交錯化之影像資料以及該VBI原 始:貝料，將其轉換為符合一匯流排介面規格後，經由對應該匯 流排介面規格之一匯流排介面16輸出至一電腦主機2中，透 過該影像資料俾以在一顯示螢幕2丄上實施逐行掃描影像顯 示，同時並可執行後續軟體壓縮及錄影之運作，其中，該匯流 排介面規格係為USB。

該VBI防拷判定單元丄7係整合於該電腦主機2中，用 以接收該VBI縣資料並由該電腦域2巾之軟體從中判斷 是否標示為防拷資訊，其中該VB][原始資料判斷是否標示為 防拷資訊之做法係利用電腦軟體將所接收之Vg〗數位資料先 轉換成每條VBI line所對應之傳輸位元組（bits)後，再將這 些位元組根據VBI之規格解碼成隱藏式字幕字元（Q〇sed C^ion Character)或數據封包（Datapacket)，vm 解碼出來

之資料如果係字幕之資_可把這些字幕資料整合於影 像資料後顯祕螢幕上’如果係防拷資·可根據判斷結果， 強制限制後續執行軟縮及錄影之運作。如上所述，係構成 一全新之具3D去交錯之影像處理裝置。 述視轉碼單元1 1輸出之視訊場如第2圖所示，該數 位視訊訊號包含影像資料及VBI f料。於vm關中可攜帶 之資料，在NTSC標準中，係以其中1〇〜21條線用於傳輸資 料在APL ^準中，則以其中6〜η條線用於傳輸資料。而 輸出像貝料係包括—預定數量筆資料，包括第N及第㈣ 視訊场。於其中，該观冑料係直接由該州擁取翠元 娜而後產生該VBI原始資料，該影像資料 模組13接收處理如下。 云乂錯 8 M400621 當運用時，若欲將交錯式影像以漸進式播放，需將交錯式 旦面進行去交錯後，再以-個完整之畫面一次播出。如第3圖 =示’接收該視訊解碼單元丨！輸岐影 場’包括第N及第㈣視訊場，且該沁去交錯模組13見; 將献憶體控料（I 3 1奴好起始記龍位址，等待該筆 欲去交錯處理之影像資料暫存在該記體體單元i 4中之複數 個記憶體位置後’即可啟_記傭㈣單元i 3丨，例如依

據其中第N+1視訊場，從該記憶體單元i 4中讀取第N視訊 同料至軸駐交錯單元1 3 2巾進行去交錯處 理，，、中或N為大於或等於1之整數。 當操作時，該動態法交錯料丄3 2可為—動態制器， 糸收》亥衫像貝料之連續視訊場，並加以判斷該影像資料中每 -視訊場為動態或靜態，以對應執行—動態偵測演算法，據以 =一完成去交錯處理之動態影像資料。於其中，依據該影像 貝料為㈣部分採用場間_法，係可得難直方向完整之解

^度’而祕部分_場_插關可以避免出現織與鬼影 荨現象。 拉此外，搞態去父錯單元1 3 2亦可為一動態補償器，係 收知像貝料之連續視訊場，根據—動態估計演算法，計算 該影像㈣巾每-_#之祕向4 (Μ_η加⑷，使前 視輪以及搞態向量重建—新之視訊場，並將兩個視訊場 口併二據以輸出-完縣交錯處理之動態影像資料。 藉此，本創作係利用硬體提供更快之去交錯（Deface) 速度以及更好之畫面品質。當搭配-電腦主機使用時，由於電 腦主機不力進縣交錯，因此可節省電腦主機之資源 ，進而減 9 =之負擔°除此之外，本創作亦可_整合於《主 1軟體壓縮及錄影之運作，因此係可僅以軟 本者解出疋否需防拷’進而減少額外硬體之支出以大幅降低成 述’本創作係—種具3D去交錯之影像處理裝置， =政改σ㈣之種種缺點，係利用硬體提供更快之去交錯 配#用^aee)速度以及更狀畫面*質，當與—電腦主機搭 時’可節省電腦主機之資源而減少其負擔，亦可利用整 i外:主機中之防拷判定軟體即解出是否需防拷，達到減少 m 支纽A巾晴低成本者，進錢本創狀産生能更 肖、更符合使用者之賴’確已符合齡專利申請 之要件，爰依法提出專利申請。 T以上所述者’僅為本創作之較佳實施例而已當不能以 M400621 【主要元件符號說明】 (本創作部分） 視訊解碼單元11 VBI擷取單元1 2 3D去交錯模組1 3 記憶體控制單元131 動態去交錯單元13 2 記憶體單元14 橋接單元15 匯流排介面1 6 VBI防拷判定單元1 7 電腦主機2 顯示螢幕2 1 (習用部分） 電視擷取卡3 影音解碼器31 橋接器3 2 匯流排介面3 3 電腦4 軟體4 0 顯示器4 1

Claims (1)

1. M40.0621 六、申請專利範圍： 1 · 一種具3D去交錯之影像處理裝置，係接收一視訊訊號，該視 訊訊號攜帶有一顯示資料以及-垂直遮沒區間（Vertical Ranking imervai,VBI)資料，用以基於一連續視訊場計算一 #像資料，並處理—VBI資料中夾帶之防拷資訊其包括： 一視訊解碼單元，係用以對該視訊訊號之顯示資料及垂

   直遮沒區間資料進行解碼，以產生一數位視訊訊號之影像資 料及VBI資料； 一 VBI棟取單元，係用以接收該數位視訊訊號，並於榻 mBi資料後產生—VBI原始資料（VBiRawD咖广 一 3D去交錯模組，係耦接至該視訊解碼單元，包含有一 心隱It控制單S及-動態去交錯單元，用以接收與控制該影 像資料之儲存/讀取運作，並依據每-視訊場進行演算，由交 錯式轉換絲進式之影像:#料後輸出；

   一▲記憶體單元，軌接线3D去交職組，用以提供該 犯去父錯模崎該影像資料之連續視訊場之贿，讀取； _橋接單元’係婦至該3D去交錯模組及該VBI翻取 早疋’用以接收去交錯化之影像·以及該VBI原始資料， =其轉換為符合—匯流排介面規格後，經由對應龍流排介 j格之^流排介面輸出至—電腦主機中，透戦影像資 /.以在-顯㈣紅實麵行掃鄕_示，同時並可執 行後續軟體购及錄影之運作；以及 收該原電 12 M400621 ===，其中該VBI原始資料判斷是否標示為防拷資 =腦軟體將所接收之vbi數位資料先轉換成 ====偷恤㈣Μ ,這些位元 αΓ二Γ格解碼成隱藏式字幕字元(C1— — Cha喊0或數據封包（Data Packet)，聰解碼f 2 料則可用於把這些字幕資料整合於影像資料 後顯不於躲上，如果聽射料射簡_結果，強制 限制後續執行軟體壓縮及錄影之運作。 項所_3D去交錯之影像處理裝置， /、中，《亥匯流排介面規格係為USB。 3 ·=請專利範圍第i項所述之具3D去交錯之影像處理裝置， 怜體位賴記龍_料奴好起始記 rt 4去交錯纽之歸㈣暫存在該記憶體單 疋中之複數個記憶體位置後，即啟動該記憶體控制單元。 4 =申請專利範_項所述之具犯去交錯之影像處理裝置， ^盆技錯模組係依序將該影像資料之連續視訊場， 單，透過該記憶體控制單元從該記憶體 胃取第N視訊場’俾以一同傳送至該動態去交 中進灯去交錯處理’其中該叫大於或等於丨之整數。 5 H請專利範卿i項所述之具3D去交錯之影像處理&， ;料之錯單元係為一動態偵測器’係接收該影像 貢枓之連續視訊場’並加關斷該影像資料中每 動態或靜態而對應執行—動態_演算法，據以輸出 去交錯處理之動態影像資料。 疋 6 ·依申請專利範_ 5項所述之具3D去交錯之影像處理裝置， 13 7 別採用^ 算法係依獅f彡料料為靜態或動態分 __，俾以_直方向完整之 X同時，並避免鋸齒與鬼影現象。 ^4專利制第i項所述之具3D去交錯之影像處理裝置， ^中’該動態去交錯單、為—動態補償器 ，係接收該影像 V ^連續視場，根據―動,祕計祕法，計算該影像資 4中母視6代场之動態向量（Μ〇^〇η vect〇r)，使前一視訊場 以及该動態向量重建一新之視訊場 ，並將兩個視訊場合併， 據以輸出一完成去交錯處理之動態影像資料。 8 .依申請專利範圍第1項所述之具3D*交錯ϋ象處理裝置， 其中’該記憶體單元係耦接至該3D去交錯模組之記憶體控制 單元 14