專利名稱：顯示多輸入源格式的圖像數(shù)據(jù)的改善的多模顯示系統(tǒng)的制作方法
背景技術(shù)：
在公共擁有的美國專利申請(1)美國專利申請序列號No.09/916,232(‘232申請)，標(biāo)題為“簡化尋址的全色圖像設(shè)備的色彩像素的安排”，2001年7月25日申請；(2)美國專利申請序列號No.10/278,253(‘353申請)，標(biāo)題為“彩色顯示屏顯示子像素安排和增加調(diào)制傳輸功能響應(yīng)的子像素著色布局的改進(jìn)”，2002年10月22日申請；(3)美國專利申請序列號No.10/278,352(‘352申請)，標(biāo)題為“彩色顯示屏顯示子像素安排和分離藍(lán)色子像素的子像素著色布局的改進(jìn)”，2002年10月22日申請；(4)美國專利申請序列號No.10/243,094(‘094申請)，標(biāo)題為“子像素著色的改進(jìn)四色安排和發(fā)射器”，2002年9月13日申請；(5)美國專利申請序列號No.10/278,328(‘328申請)，標(biāo)題為“彩色顯示屏顯示子像素安排和減少藍(lán)色亮度可見性的布局的改進(jìn)”，2002年10月22日申請；(6)美國專利申請序列號No.10/278,393(‘393申請)，標(biāo)題為“具有水平子像素安排和布局的彩色顯示器”，2002年10月22日申請；(7)美國專利申請序列號No.01/347,001(‘001申請)，標(biāo)題為“條紋顯示器的改進(jìn)的子像素安排和子像素著色的方法和系統(tǒng)”，2003年1月16日申請，上述申請全部引用在這里供參考，并揭示了用于改進(jìn)圖像顯示設(shè)備成本/性能曲線的新的子像素安排。
對于在水平方向具有偶數(shù)子像素的一些子像素重復(fù)組，揭示了下述系統(tǒng)和技術(shù)，用于適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)倒置的方案，并且全部引用在這里供參考(1)美國專利申請序列號No.10/456,839，標(biāo)題為“在新穎的液晶顯示器中圖像惡化的糾正”；(2)美國專利申請序列號No.10/455,925，標(biāo)題為“具有實(shí)現(xiàn)點(diǎn)翻轉(zhuǎn)的交叉連接的顯示屏”；(3)美國專利申請序列號No.10/455,931，標(biāo)題為“利用標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動器和新穎的顯示屏布局的背板執(zhí)行點(diǎn)反轉(zhuǎn)的系統(tǒng)和方法”；(4)美國專利申請序列號No.10/455,927，標(biāo)題為“在具有降低的量化誤差的固定圖案噪聲的顯示屏上補(bǔ)償視覺效果的系統(tǒng)和方法”；(5)美國專利申請序列號No.10/456,806，標(biāo)題為“利用額外驅(qū)動器在新穎的顯示板布局上的點(diǎn)反轉(zhuǎn)”；(6)美國專利申請序列號No.10/456,838，標(biāo)題為“液晶顯示背板布局和尋址非標(biāo)準(zhǔn)子像素安排”；(7)美國專利申請序列號(代理人文件號08831.0056.01)，標(biāo)題為“在具有分離藍(lán)色子像素的新穎的液晶顯示器中的圖像惡化的糾正”。
在和那些申請及公共擁有的下列美國專利申請中進(jìn)一步揭示的子像素著色(SPR)系統(tǒng)和方法結(jié)合的時候，這些改善是尤其要重視的(1)美國專利申請序列號No.10/051,612(‘612申請)，標(biāo)題為“RGB像素格式數(shù)據(jù)到Pentile矩陣子像素數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換”，2002年1月16日申請；(2)美國專利申請序列號No.10/150,355(‘355申請)，標(biāo)題為“具有伽瑪調(diào)節(jié)的子像素著色的方法和系統(tǒng)”，2002年5月17日申請；(3)美國專利申請序列號No.10/215,843(‘843申請)，標(biāo)題為“自適應(yīng)濾波的子像素著色的方法和系統(tǒng)”，2002年8月8日申請；(4)美國專利申請序列號No.10/379,767(‘767申請)，標(biāo)題為“圖像數(shù)據(jù)的暫時子像素著色的系統(tǒng)和方法”，2003年3月4日申請；(5)美國專利申請序列號No.10/379,765，標(biāo)題為“運(yùn)動自適應(yīng)濾波的系統(tǒng)和方法”，2003年3月4日申請；(6)美國專利申請序列號No.10/379,766，標(biāo)題為“改進(jìn)的顯示視角的子像素著色系統(tǒng)和方法”，2003年3月4日申請；(7)美國專利申請序列號No.10/409,413，標(biāo)題為“具有嵌入的預(yù)子像素著色圖像的圖像數(shù)據(jù)集”，2003年4月7日申請，這些申請全部引用在此供參考。
在以下公共擁有的和待審查的美國專利申請中揭示的色域轉(zhuǎn)換和映射的改進(jìn)(1)美國專利申請序列號...(代理人文件號08831.0057)，標(biāo)題為“色調(diào)角計(jì)算系統(tǒng)和方法”，2003年10月21日申請；(2)美國專利申請序列號...(代理人文件號08831.0058)，標(biāo)題為“將源色彩空間轉(zhuǎn)換到RGBW目標(biāo)色彩空間的方法和裝置”，2003年10月21日申請；(3)美國專利申請序列號...(代理人文件號08831.0059)，標(biāo)題為“將源色彩空間轉(zhuǎn)換到目標(biāo)色彩空間的方法和裝置”，2003年10月21日申請；(4)美國專利申請序列號...(代理人文件號08831.0061)，標(biāo)題為“色域轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和方法”，2003年10月21日申請，這些申請全部引用在此供參考。本說明書提及的所有專利申請都被本發(fā)明完整參考。
附圖簡要說明包括在說明書中和組成本說明書的一部分的附圖與說明書一起說明本發(fā)明的示例的實(shí)施和實(shí)施例用于解釋本發(fā)明的原理。


圖1描述標(biāo)準(zhǔn)顯示器/監(jiān)視器/顯示電視信號的電視單元的常規(guī)信號處理的路徑。
圖2描述本發(fā)明的一個實(shí)施例，其中標(biāo)準(zhǔn)電視信號在顯示該單元內(nèi)帶寬減少的顯示器/監(jiān)視器/電視機(jī)進(jìn)行處理和顯示。
圖3顯示根據(jù)本發(fā)明的原理的顯示器/監(jiān)視器/電視機(jī)構(gòu)造的一個實(shí)施例。
圖4描述一個可能的結(jié)構(gòu)的實(shí)施例，在根據(jù)本發(fā)明的原理制造的顯示器上實(shí)現(xiàn)多模操作。
圖5顯示一個可能的視頻同步和數(shù)據(jù)定時信號，有助于字符觀看的適當(dāng)中心調(diào)節(jié)。
圖6顯示EDID電路的一個實(shí)施例，有助于如由個人計(jì)算機(jī)等控制的顯示系統(tǒng)的多模操作。
圖7和圖8顯示結(jié)構(gòu)的兩個可選的實(shí)施例，實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的原理制造的顯示系統(tǒng)的多模操作。
圖9顯示根據(jù)本發(fā)明的原理制造的像素倍增器的一個實(shí)施例。
圖10顯示根據(jù)本發(fā)明的原理制造的行倍增器的一個實(shí)施例。
圖11和圖12顯示根據(jù)本發(fā)明的原理制造的行倍增器的另一個實(shí)施例。
圖13和圖14顯示根據(jù)本發(fā)明的原理制造的行倍增器的又另一個實(shí)施例。
圖15和圖16分別顯示可支持內(nèi)插以及數(shù)據(jù)復(fù)份及其輸出效果的結(jié)構(gòu)的高層方框圖。
圖17和圖18顯示類似結(jié)構(gòu)的兩個實(shí)施例，一個實(shí)施例只支持內(nèi)插，一個實(shí)施例支持內(nèi)插和復(fù)份模式。
圖19和圖20分別顯示內(nèi)插/復(fù)份模塊和一個可能的信號圖的另一個實(shí)施例。
圖21和圖22分別顯示內(nèi)插/復(fù)份模塊和一個可能的信號圖的另一個實(shí)施例。
圖23和圖24分別顯示雙信道輸入像素內(nèi)插模塊和一個可能的信號圖的一個實(shí)施例。
圖25，圖26和圖27分別顯示行內(nèi)插/復(fù)份模塊及其內(nèi)插模式和復(fù)份模式的定時圖的一個實(shí)施例。
圖28和圖29分別顯示雙信道輸入內(nèi)插模塊的兩個實(shí)施例，一個實(shí)施例執(zhí)行同色銳化子像素著色，一個實(shí)施例執(zhí)行交叉色銳化子像素著色。
圖30和圖31分別顯示雙信道輸入內(nèi)插模塊和一個可能的定時圖的一個實(shí)施例。
圖32和圖33分別顯示雙信道輸入內(nèi)插模塊和一個可能的定時圖的另一個實(shí)施例。
圖34顯示圖4的系統(tǒng)的一個可選的實(shí)施例。
圖35顯示圖18的系統(tǒng)的一個可選的實(shí)施例。
圖36顯示圖25的系統(tǒng)的一個可選的實(shí)施例。
圖37顯示圖26的系統(tǒng)的一個可能的定時圖。
圖38顯示圖25和圖36的系統(tǒng)的一個可選的實(shí)施例。
圖39和圖40顯示圖38的內(nèi)插模式和復(fù)份模式的可能的定時圖。
詳細(xì)說明現(xiàn)在詳細(xì)參考附圖中顯示的實(shí)現(xiàn)和實(shí)施例及其例子。在可能的地方，所有的附圖使用相同的標(biāo)記來表示相同或類似部件。
目前，存在多個電視廣播標(biāo)準(zhǔn)和幾個公司嘗試生產(chǎn)能夠接收多個這樣廣播的顯示系統(tǒng)，并將其變成通用顯示器。
圖1是通過多模顯示器的一些典型的圖像處理路徑。在102，路徑100從任何數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)電視信號之一輸入開始，在103可能需要去交織圖像處理。作為一個例子，該信號可以是NTSC 640×480RGB格式，即具有640×3×480的分辨率。圖像處理模塊104接收這個數(shù)據(jù)，然后該數(shù)據(jù)上抽樣為1280×3×960數(shù)據(jù)，例如用于RGB條紋1280×30×960顯示器。信號保留圖像處理模塊104大約處于“高清電視”(HD)帶寬，并輸入到視頻處理模塊106，視頻處理模塊106典型地包括大約1280×3×960維的幀緩沖器。該顯示系統(tǒng)的任何期望的輔助，例如子像素著色、響應(yīng)時間增強(qiáng)或其它圖像增強(qiáng)功能可由該視頻處理模塊執(zhí)行。視頻處理模塊106的輸出也是HD帶寬的數(shù)量級，例如接收作為到該顯示器的1280×960輸入。
但是，根據(jù)本發(fā)明的原理，圖2顯示不同的圖像處理路徑的一個實(shí)施例，可以給出類似的圖像著色性能，但是降低存儲器和帶寬要求。在202，路徑200可接收任何數(shù)量的標(biāo)準(zhǔn)電視信號之一(例如圖1中的相同的NTSC信號)。這個信號是NTSC帶寬的數(shù)量級并輸入給可選的解交織圖像處理模塊204(如果信號要求解交織)。這個模塊的輸出也是NTSC帶寬的數(shù)量級并繼而輸入給內(nèi)插/子像素著色(SPR)模塊206。
如下文進(jìn)一步討論的并且在本文引用供參考的待審查的相關(guān)申請中詳細(xì)描述的那樣，內(nèi)插/SPR模塊206不需要1280×3×960維的多幀緩沖器。此外，輸出給顯示器208的信號是在與HD相關(guān)的帶寬一半的數(shù)量級，盡管著色圖像是HD質(zhì)量。這是可能的，部分是因?yàn)轱@示器208采用了上述引用供參考的許多普通轉(zhuǎn)讓的申請中揭示的許多新穎的子像素布局之一。
圖3顯示根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的結(jié)構(gòu)的一個可能的實(shí)施例。顯示系統(tǒng)300接收用于多模處理的多個模擬和/或數(shù)字信號之一，例如NTSC、VGA或者SXGA RGB數(shù)據(jù)、HDTV和其它格式。該信號饋送給內(nèi)插和/或SPR模塊302，在此處該輸入數(shù)據(jù)可適當(dāng)?shù)乜s放并且子像素著色用于顯示器。在這個例子中，模塊302的輸出可輸入給定時控制器304，然而應(yīng)該懂得，在其它的實(shí)施例中，內(nèi)插和SPR可包括在定時控制器本身中，可以制作成顯示屏(尤其是使用LTPS或其它類似的處理技術(shù))，或者可安排顯示系統(tǒng)的其它部分(例如在圖形控制器內(nèi))。本發(fā)明的范圍不應(yīng)特別限制在該系統(tǒng)中的內(nèi)插和/或子像素著色的放置。
在這個特定的實(shí)施例中，數(shù)據(jù)和控制信號從定時控制器304輸出到列驅(qū)動器306和行驅(qū)動器308。然后數(shù)據(jù)發(fā)送到顯示屏310上的適當(dāng)?shù)淖酉袼厣?。如這里所示的，顯示屏310是由大體上重復(fù)的子像素組312組成的，從擴(kuò)展的角度看，該組由2×3子像素單元組成，其中垂直條子像素314代表紅色，水平條子像素316代表藍(lán)色，而斜條子像素318代表綠色。應(yīng)該懂得，重復(fù)組312中的子像素不是相對于顯示系統(tǒng)定比例畫出的；而是畫得較大易于觀看。顯示屏310的一個可能的維度是在水平線上1920個子像素(640個紅色，640個綠色和640個藍(lán)色子像素)和960行的子像素。這樣的顯示器要有需要數(shù)量的子像素來顯示VGA，1280×720和1280×960輸入信號。
下面的表1是包括具有子像素分辨率的顯示屏的可能的顯示系統(tǒng)的概述，例如640×3×960表示顯示屏的一行有640個紅色，640個綠色和640個藍(lán)色子像素，包括960個這樣的行。本發(fā)明中使用的這樣的顯示屏具有有效的最大分辨率為1280×960，其中每個紅和綠子像素可以是有效地在RGB像素值的亮度中心。最后一列表示本發(fā)明的這樣的顯示系統(tǒng)能夠支持的一些模式。例如，上述顯示屏和系統(tǒng)能夠支持VGA，SVGA，NTSC，PAL和720p視頻格式。
表1
注列1中包括可能的縱橫比，列3包括可能的縮放比例如在引用供參考的相關(guān)專利申請中進(jìn)一步揭示的那樣，在這里討論的顯示屏上顯示標(biāo)準(zhǔn)的640×480電視信號，即包括640×3×960物理子像素；但是有以子像素著色的更高圖像質(zhì)量，可以利用內(nèi)插接著交叉色銳化的子像素著色將圖像有效地縮放到1280×960邏輯像素。這樣重建具有降低的摩爾紋和混迭偽像的圖像，因?yàn)閮?nèi)插作為亮度信號的低通重建濾波器，而銳化子像素著色濾波器用于消除可能導(dǎo)致色度混迭的任何空間頻率，從而保持色彩平衡和圖像對比度。
同樣，圖3中表示，其它子像素重復(fù)組320，322，323，324，325和326也可能用于本發(fā)明的目的。用以驅(qū)動子像素的這些子像素重復(fù)組和算法在上述引用供參考的申請中進(jìn)一步揭示了。子像素重復(fù)組320說明使用至少四色，例如白、青、藍(lán)灰、洋紅或類似顏色，它們可以擴(kuò)展顯示器的色域和/或亮度超過傳統(tǒng)的3基色系統(tǒng)。其它的子像素重復(fù)組可類似地也包括至少四色。利用這些子像素重復(fù)組中的一部分，該帶寬和存儲器要求是在比傳統(tǒng)的RGB條紋系統(tǒng)要低的范圍內(nèi)，并且低到接近HD帶寬的一半。如在‘612申請、‘355申請和‘843申請中揭示的，原因之一就是子像素著色以在水平和垂直軸的新布局提升顯示屏的有效分辨率。從而，所討論的子像素可重定尺寸(例如)為2∶3的縱橫比，與傳統(tǒng)的RGB條紋系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)的1∶3的縱橫比不同。這一重定尺寸產(chǎn)生可比的圖像顯示質(zhì)量的顯示屏；但是在水平方向的子像素數(shù)量大概只有一半。這就相應(yīng)地降低了帶寬和存儲器要求。
圖4顯示本內(nèi)插/SPR模塊302的一個可能的實(shí)施例。在這里模塊302被描述為可選地支持多模(例如接收多視頻輸入格式并顯示一個或多個輸出視頻格式)操作的模塊。應(yīng)該懂得，雖然圖4顯示特定分辨率規(guī)范號和其它實(shí)施細(xì)節(jié)，這些細(xì)節(jié)只用于說明目的而且本發(fā)明不限于圖中規(guī)定的特定號碼或格式。
輸入信號402到達(dá)內(nèi)插/復(fù)份(interpolation/duplication)模塊404和輸入分辨率檢測器406。如為了說明的目的所示的，信號402可以是640×480或者1280×960。雙路徑(路徑A和B)表示為多模支持的一個實(shí)施例。如果檢測器406檢測該信號為1280×960，則內(nèi)插/復(fù)份模塊404被旁路，例如通過讓模塊不工作或者如圖所示的，使用復(fù)用器408選擇一個可替代的數(shù)據(jù)路徑(例如路徑B)，用于輸入到SPR模塊410。
內(nèi)插/復(fù)份模塊404能夠可作為一個實(shí)施例實(shí)現(xiàn)，使用內(nèi)插(例如線性、雙線性、三次、雙三次以及類似的)或復(fù)份(duplication)(即復(fù)制水平像素數(shù)據(jù)從640像素值擴(kuò)展到1280像素值并且復(fù)制行數(shù)據(jù)從480行值擴(kuò)展到960行值)從而達(dá)到適當(dāng)?shù)目s放。應(yīng)該懂得，其它的實(shí)施例可只采用內(nèi)插或只復(fù)份，與在兩種模式之間進(jìn)行選擇相反。在這個實(shí)施例中，雙(內(nèi)插或復(fù)份)模信號412可應(yīng)用于模塊404和多路復(fù)用器(MUX)414，以便選擇SPR模塊410的適合的濾波器核。
為了說明的目的，示出三個這樣的濾波器416，418和420。濾波器416可以是一個“單位”(unity)濾波器，可用于VGA輸入和復(fù)份模式。這樣的單位濾波器可以所有色彩(R，G和B)的下列系數(shù)實(shí)現(xiàn)0 0 00 255 0 x1/2550 0 0濾波器418可以是“銳化”濾波器，用于改善視頻數(shù)據(jù)的圖像質(zhì)量；也可被用于內(nèi)插模式的VGA輸入。一個這樣的銳化濾波器可實(shí)現(xiàn)(對R和G色彩)為-1632-1632 19232 x1/255-1632-16濾波器420可以是“鉆石”(diamond)濾波器，用于改善文本圖像數(shù)據(jù)的圖像質(zhì)量，并可用于SXGA輸入。一個這樣的鉆石濾波器可實(shí)現(xiàn)(對R和G顏色)為0 32 032128 32 x1/2550 32 0最后兩個濾波器的藍(lán)色可實(shí)現(xiàn)為0 000 128 128 x1/2550 00第四濾波器421說明N個濾波器可由子像素著色模塊使用。這樣的其它濾波器可以實(shí)施區(qū)域再取樣或窗口同步功能。如上面提到的，選擇應(yīng)用哪個濾波器可通過選擇應(yīng)用于復(fù)用器414的信號決定，該選擇信號是復(fù)份(或者內(nèi)插)模式選擇信號和輸入分辨率檢測信號。復(fù)份或內(nèi)插模式選擇信號可由顯示系統(tǒng)的用戶提供(例如取決于用戶是否主要顯示視頻或文本圖像)或者該選擇信號可由接入該顯示系統(tǒng)的應(yīng)用提供并且能在應(yīng)用狀態(tài)自動地決定使用哪種模式和/或?yàn)V波器。
一旦出現(xiàn)子像素著色，視頻輸出數(shù)據(jù)可應(yīng)用于視頻輸出線422，同步信號任選地發(fā)送到任選的中心同步模塊424。根據(jù)輸出的數(shù)據(jù)(例如640×480或者1280×960)格式，中心同步模塊424可提供輸出同步信號428。如果輸出數(shù)據(jù)是1280×960，則輸出顯示圖像就不需要中心調(diào)節(jié)，例如在字符框格式中。如果輸入是1280×720，可能期望通過在720有效行數(shù)據(jù)之前或之后適當(dāng)?shù)匾牒谏刑畛渲行恼{(diào)節(jié)的縮放信號。
圖34是圖4系統(tǒng)的可替代的實(shí)施例。在圖34中，輸入分辨率檢測器設(shè)置“旁路”信號并提供給內(nèi)插/復(fù)份模塊，從而輸入信號以串行(取決于在SPR模塊中是否采用緩沖器)或者通過三個數(shù)據(jù)行直接傳輸?shù)絊PR模塊。圖35顯示本系統(tǒng)的另一個實(shí)施例，在復(fù)用器3502和行選擇采用旁路信號來實(shí)現(xiàn)一個可能的旁路模式。圖36顯示另一個實(shí)施例，其中實(shí)現(xiàn)旁路模式在線路3602、3604和3606為這種旁路操作模式提供數(shù)據(jù)。圖37是圖36的旁路模式的一個可能的定時圖。
圖38是本系統(tǒng)的一個實(shí)施例，可用于圖4的內(nèi)插/復(fù)份模塊中。單個行輸出可將數(shù)據(jù)提供給SPR模塊，該SPR模塊又可緩沖該數(shù)據(jù)。圖39和圖40分別顯示圖38的系統(tǒng)的內(nèi)插模式和復(fù)份模式的可能的定時圖。
圖5說明將適當(dāng)?shù)暮谏刑畛涞?40×480縮放的輸出信號用于顯示，例如，有1280×1024子像素并顯示縮放的VGA1280×960輸出數(shù)據(jù)。如可看到的，中心同步信號可用于利用由后沿(BP)延遲和前沿(FP)延遲加上64行為邊界的視頻流產(chǎn)生有適當(dāng)?shù)腂P和FP延遲的視頻流，具有更均勻分布的填充的黑色行以便在顯示器上定該圖像數(shù)據(jù)中心。
圖6說明本發(fā)明的另一個可選的方面。EDID選擇電路600可實(shí)現(xiàn)通知另一個系統(tǒng)例如個人計(jì)算機(jī)(PC)等有關(guān)顯示系統(tǒng)的的顯示分辨率能力。典型地在顯示系統(tǒng)中，EDID包括多個ROM存儲器(例如606和608以及未示出的可能的其它ROM)，通過I2C通信信道610通知PC或其它適合的系統(tǒng)關(guān)于該顯示器的顯示能力。然而，在多模顯示的系統(tǒng)中，對接入該顯示系統(tǒng)的用戶或應(yīng)用，通知PC等關(guān)于顯示能力和可選擇哪個信號發(fā)給復(fù)用器604可能是重要的。一旦選擇了適當(dāng)?shù)腅DID數(shù)據(jù)(例如所示的VGA或SXGA或者任何其它ROM在必要時使其它模式工作)，這樣的數(shù)據(jù)可通過圖形卡等提供給PC。
本系統(tǒng)的其它實(shí)施例顯示在圖7和圖8中。圖7顯示一個系統(tǒng)700，在復(fù)用器702接收多個輸入信號并且取決于分辨率檢測器704檢測到的情況，發(fā)送該輸入數(shù)據(jù)到多個路徑(此處只顯示兩個480p或者720p數(shù)據(jù)，當(dāng)然，其它數(shù)據(jù)和路徑也是可能的)。每個路徑都可被發(fā)送到SPR模塊(此處分別是1:2SPR和1:1SPR714，716，當(dāng)然，實(shí)施不同縮放模式的其它SPR模塊也是可能的)。取決于輸入數(shù)據(jù)集的分辨率，系統(tǒng)可加入行(708)或者加倍行的數(shù)量(710)，也可能提供一個或多個分辨率模式的中心模塊(712)。根據(jù)在顯示器上哪個數(shù)據(jù)被著色，SPR模塊的結(jié)果可被復(fù)用(718)。同樣，根據(jù)在顯示器上哪個數(shù)據(jù)被著色，行信號可被復(fù)用(720)。圖8是本系統(tǒng)的另一個實(shí)施例，它類似于圖7。一個不同是在該系統(tǒng)中使用減少數(shù)量的SPR模塊，因?yàn)橐粋€或多個輸入數(shù)據(jù)路徑被內(nèi)插(802)，從而為SPR模塊提供正確數(shù)量的數(shù)據(jù)。
下面將描述適合于對圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行一些期望的內(nèi)插的一些實(shí)施例。圖9顯示像素倍增模塊900，獲得輸入數(shù)據(jù)902并且鎖存該輸入(904)。乘法器906，加法器908實(shí)現(xiàn)上面提及的三次內(nèi)插方案。應(yīng)該懂得，給定的系數(shù)允許成本有效的計(jì)算，例如除以1/16是右移位4次，而乘以9可以左移位3次并加上原始值來進(jìn)行。在偶數(shù)輸出，輸入像素之一直接輸出，在奇數(shù)輸出，產(chǎn)生內(nèi)插值，偶數(shù)和奇數(shù)輸出都由復(fù)用器910實(shí)現(xiàn)。
圖10顯示奇數(shù)行倍增器1000的一個實(shí)施例。奇數(shù)行倍增器輸入圖像數(shù)據(jù)1002(圖示為每個640像素的多個輸入行，當(dāng)然，對于其它圖像數(shù)據(jù)格式，其它的行寬是可能的)，并且將該像素數(shù)據(jù)發(fā)送到將行寬加倍的像素倍增器(例如圖9中揭示的或類似的)。三個加倍的行存儲在行緩沖器1004中(另一個三次內(nèi)插步驟)，并且一個加倍的行被緩沖1006，從而在乘法器1008和加法器1010中存在合適的數(shù)據(jù)以便產(chǎn)生垂直內(nèi)插。這內(nèi)插在行2和行3之間。需要注意，只有這些值的最后3個值需要保存在鎖存器1012中，因?yàn)檫@3個(加上上面的行2的3個值和下面的行3的3個值都存儲在1012中)期望進(jìn)行子像素著色(SPR)1014。
還需要注意，SPR可利用兩個行緩沖器進(jìn)行。將三次內(nèi)插和SPR組合就不需要分開的行緩沖。另外的行緩沖器是可能需要進(jìn)行三次內(nèi)插的緩沖器。需要另外注意，即使利用SPR，還要再加一個行緩沖器來同步輸入和輸出視頻流。因此，雖然典型的SPR可能需要總共3個行緩沖器，本系統(tǒng)可利用4個行緩沖器實(shí)現(xiàn)行加倍和三次內(nèi)插SPR。
圖11和圖12分別顯示全行倍增器1100和1200的另一個實(shí)施例。圖11顯示產(chǎn)生偶數(shù)數(shù)行1100的系統(tǒng)。由于該系統(tǒng)輸出兩倍它輸入的行，圖11顯示再循環(huán)的行緩沖器1102，從而通過乘法器1104和加法器1106產(chǎn)生沒有新的輸入像素的奇數(shù)行。行2直接輸出到鎖存器1108，用于SPR，并產(chǎn)生兩個新的內(nèi)插行，一個內(nèi)插行在行1和行2之間，另一個內(nèi)插行在行2和行3之間。
圖12顯示產(chǎn)生奇數(shù)行的系統(tǒng)1200。像素倍增器1202產(chǎn)生水平內(nèi)插值，存儲在行緩沖器1204中。行1-4輸出到乘法器1206和加法器1208，類似于圖10中所示的。加法器1208的輸出加上行2和行4的直接輸出通過鎖存器1210移位，提供SPR期望的值。行4也可以作為如上討論的同步緩沖器。行0用于保存圖11中討論的偶數(shù)行使用的數(shù)據(jù)。
圖13和圖14是全行倍增器的另一個實(shí)施例。圖13顯示奇數(shù)行倍增器1300。像素倍增器1302將數(shù)據(jù)輸入到多個行緩沖器1304。行1，2，3和4是垂直內(nèi)插的，以產(chǎn)生鎖存器1310中存儲的數(shù)據(jù)的中心行。加法器1308的輸出再循環(huán)到行1和行2之間的行，并稱為行1A。行2和行3的輸出直接輸入到鎖存器1310，用于SPR。圖14顯示偶數(shù)行倍增器1400，其中行緩沖器1402被再循環(huán)。行1，2，3和4輸入到乘法器1404和加法器1406，執(zhí)行垂直內(nèi)插，將結(jié)果輸入到最后緩沖器1408，用于SPR。行1A和2直接輸入到鎖存器1408。需要注意，圖13和14中的行緩沖器可在偶數(shù)和奇數(shù)倍增器之間共享。在奇數(shù)行輸出期間，圖13中填充行1A，該行用于圖14中的偶數(shù)行。還需要注意，圖13和14中使用行1A緩沖器就不需要圖11中所示的額外的乘法/加法器。
圖15和16顯示內(nèi)插模塊的另一個實(shí)施例，該模塊可支持內(nèi)插和復(fù)份方案。在實(shí)現(xiàn)多模的分辨率的實(shí)施例中，兩個方案的內(nèi)插和/或復(fù)份可用于實(shí)現(xiàn)這些模式。例如，如果輸入分辨率是640×480，可能使用內(nèi)插或復(fù)份來輸出1280×960分辨率。內(nèi)插和復(fù)份有它們自己獨(dú)特的特征，內(nèi)插通常使圖像變得更平滑，而復(fù)份傾向于比內(nèi)插保持圖像更銳化。在更加成本有效的系統(tǒng)的一個處理模塊中可能實(shí)現(xiàn)內(nèi)插和復(fù)份。圖15顯示這樣的系統(tǒng)的高層方框圖1500。視頻輸入1502輸入到內(nèi)插濾波器1504，該濾波器實(shí)現(xiàn)內(nèi)插方案(如上文討論的方案)。然而，視頻輸入的一行旁路該內(nèi)插模塊并提供給復(fù)用器1506的輸入。取決于期望內(nèi)插或復(fù)份(通過模式選擇)，復(fù)用器的輸出示于圖16。
圖17和18顯示如何從具有像素內(nèi)插單元1702和行內(nèi)插單元1704的嚴(yán)格的內(nèi)插模塊1700轉(zhuǎn)變到雙內(nèi)插/復(fù)份模塊1800。雙模模塊1800具有和圖7中類似的像素內(nèi)插和行內(nèi)插模塊；但是具有另外兩個復(fù)用器1804和1806。模式選擇信號提供給這兩個復(fù)用器，用于選擇內(nèi)插或復(fù)份模式。
圖19和20顯示圖18的像素內(nèi)插模塊的一個實(shí)施例。如圖所示，視頻數(shù)據(jù)輸入到多個鎖存器，繼而發(fā)送到乘法器/加法器以實(shí)現(xiàn)內(nèi)插。然而，使用旁路1920通過復(fù)用器2實(shí)現(xiàn)對適當(dāng)模式選擇信號的像素加倍。圖20顯示圖19的實(shí)施例的一個可能的信號定時圖。圖21和22顯示具有其相關(guān)定時圖的像素內(nèi)插模塊的可選實(shí)施例。
圖23和24敘述雙信道輸入像素內(nèi)插模塊2300的一個實(shí)施例。視頻輸出A是旁路模式，允許本地輸入數(shù)據(jù)旁路模塊2300中的處理。視頻輸出B是復(fù)用器2根據(jù)模式選擇信號選擇的輸出。應(yīng)該注意，如在圖23在看到的，有許多可能來有效地設(shè)計(jì)模塊2300而需要不乘法器。圖24顯示圖23的該模塊的可能的定時圖。
圖25，圖26和圖27分別顯示具有內(nèi)插模式和復(fù)份模式的定時圖的行內(nèi)插模塊的一個實(shí)施例。如從圖25中可看到的，取決于其模式選擇信號，行復(fù)用器選擇內(nèi)插行或復(fù)份行。圖26和27的定時圖分別顯示這個模塊的操作。行選擇操作如下在奇數(shù)行期間，行輸出1是行緩沖器5的輸出，行輸出2是行緩沖器2的輸出，行輸出3是行復(fù)用器的輸出；在偶數(shù)行期間，行輸出1是行緩沖器2的輸出，行輸出2是行復(fù)用器的輸出，行輸出3是行緩沖器3的輸出。
圖28和圖29分別是雙信道輸入內(nèi)插模塊的兩個實(shí)施例，一個實(shí)施例可執(zhí)行同色銳化子像素著色(SPR)，一個實(shí)施例可執(zhí)行交叉色銳化SPR。在圖29中，紅色和綠色圖像數(shù)據(jù)一起提供給紅色SPR和綠色SPR單元，以執(zhí)行交叉色銳化子像素著色。
圖30顯示雙信道輸入內(nèi)插模塊的一個實(shí)施例。如圖30中可看到的，5個輸入像素將數(shù)據(jù)輸入到兩個內(nèi)插單元(即乘法器和加法器)和提供兩個輸出，視頻輸出A和B。如在圖30的一個可能的定時圖中可看到的，視頻輸出A輸出本地模式輸入數(shù)據(jù)，而視頻輸出B輸出內(nèi)插數(shù)據(jù)。
圖32顯示雙信道輸入內(nèi)插模塊的另一個實(shí)施例。如圖中可看到的，圖32的實(shí)施例只使用3個數(shù)據(jù)鎖存器，與圖30中使用5個數(shù)據(jù)鎖存器不同。圖33顯示圖32中所示的該模塊的可能的定時圖。
雖然本發(fā)明參照示例的實(shí)施例進(jìn)行說明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員懂得，在不偏離本發(fā)明范圍的前提下可以進(jìn)行各種改變以及等效物可替代其部件。此外，在不偏離本發(fā)明基本范圍的前提下，可作進(jìn)行很多修改以適應(yīng)特定的情況或材料。因此，本發(fā)明并不局限于作為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式所揭示的特定實(shí)施例，本發(fā)明包括落入所附的權(quán)利要求書范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種圖像處理系統(tǒng)，包括輸入，接收多個源圖像數(shù)據(jù)，所述多個源圖像數(shù)據(jù)進(jìn)一步包括多個源圖像數(shù)據(jù)格式；再取樣電路，將源圖像數(shù)據(jù)從所述源圖像數(shù)據(jù)格式再取樣為多個目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)格式；和顯示器，對目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)著色，其中該顯示器分辨率包括所述多個目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)格式的最大分辨率的大約一半分辨率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像處理系統(tǒng)，其中所述多個源圖像數(shù)據(jù)格式之一是NTSC。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的圖像處理系統(tǒng)，其中所述多個目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)格式之一是HDTV。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的圖像處理系統(tǒng)，其中所述顯示器的分辨率大約是HDTV分辨率的一半。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像處理系統(tǒng)，其中所述電路進(jìn)一步包括內(nèi)插電路，對所述源圖像數(shù)據(jù)內(nèi)插。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像處理系統(tǒng)，其中所述再取樣電路進(jìn)一步包括復(fù)份電路，執(zhí)行所述源圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)復(fù)份。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像處理系統(tǒng)，其中所述電路進(jìn)一步包括著色電路，執(zhí)行所述源圖像數(shù)據(jù)的子像素著色。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的圖像處理系統(tǒng)，其中所述著色電路進(jìn)一步包括再取樣電路，區(qū)域再取樣所述源圖像數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的圖像處理系統(tǒng)，其中所述著色電路進(jìn)一步包括選擇電路，選擇多個濾波器核中一個濾波器核；和選擇著色電路，根據(jù)選擇的濾波器核對所述源圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行子像素著色。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像處理系統(tǒng)，進(jìn)一步包括檢測電路，檢測該源圖像數(shù)據(jù)的分辨率；再取樣電路，根據(jù)該源圖像數(shù)據(jù)的檢測的分辨率再取樣重新取樣源圖像數(shù)據(jù)；和選擇電路，選擇子像素著色所述源圖像數(shù)據(jù)的濾波器核。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的圖像處理系統(tǒng)，執(zhí)行源圖像數(shù)據(jù)再取樣的所述再取樣電路進(jìn)一步包括一組，所述組包括三次內(nèi)插，雙三次內(nèi)插，同步和窗口同步功能的電路。
12.一種圖像處理系統(tǒng)，接收多個源圖像數(shù)據(jù)格式并顯示多個目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)格式之一，包括通信電路，將一組顯示能力傳送給外部微處理器，所述通信電路包括多個存儲器，每個所述存儲器存儲所述圖像處理系統(tǒng)允許的該顯示能力的機(jī)器可讀數(shù)據(jù)格式；選擇電路，選擇多個存儲器之一；和接口電路，將所述圖像處理系統(tǒng)的顯示能力的機(jī)器可讀格式之一傳送給外部微處理器。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的圖像處理系統(tǒng)，其中所述多個存儲器包括多個ROM存儲器。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的圖像處理系統(tǒng)，其中所述選擇電路進(jìn)一步包括連接到該多個存儲器的復(fù)用器，其中所述復(fù)用器根據(jù)信號選擇所述多個存儲器之一。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的圖像處理系統(tǒng)，其中所述信號由機(jī)器可讀應(yīng)用和用戶組成的組之一提供。
16.一種圖像處理系統(tǒng)，接收多個源圖像數(shù)據(jù)格式并顯示多個目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)格式之一，包括再取樣電路，用于再取樣源圖像數(shù)據(jù)，該源圖像數(shù)據(jù)包括按源輸入行排列的源輸入像素，所述再取樣電路包括像素加倍電路，將源輸入像素加倍；行加倍電路，將該源輸入行加倍；和其中所述像素加倍電路還包括具有以下內(nèi)插系數(shù)的內(nèi)插電路-1/16，9/16，9/16，-1/16。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的圖像處理系統(tǒng)，其中所述行加倍電路進(jìn)一步包括具有以下內(nèi)插系數(shù)的行內(nèi)插電路-1/16，9/16，9/16，-1/16。
18.一種著色目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)的方法，所述方法的步驟包括輸入多個源圖像數(shù)據(jù)，所述多個源圖像數(shù)據(jù)進(jìn)一步包括多個源圖像數(shù)據(jù)格式；再取樣源圖像數(shù)據(jù)從所述源圖像數(shù)據(jù)格式為多個目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)格式；和著色給顯示器的目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)，其中該顯示器的分辨率包括所述多個目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)格式最大分辨率的大約一半的分辨率。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中所述多個源圖像數(shù)據(jù)格式之一是NTSC。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中所述多個目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)格式之一是HDTV。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其中所述顯示器的分辨率大約是HDTV分辨率的一半。
22.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中所述再取樣源圖像數(shù)據(jù)的步驟進(jìn)一步包括對所述源圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行內(nèi)插。
23.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中所述再取樣源圖像數(shù)據(jù)的步驟進(jìn)一步包括執(zhí)行所述源圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)復(fù)份。
24.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中所述再取樣源圖像數(shù)據(jù)的步驟進(jìn)一步包括執(zhí)行所述源圖像數(shù)據(jù)的子像素著色。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中所述執(zhí)行所述源圖像數(shù)據(jù)的子像素著色的步驟進(jìn)一步包括執(zhí)行所述源圖像數(shù)據(jù)的區(qū)域再取樣。
26.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中所述執(zhí)行所述源圖像數(shù)據(jù)的子像素著色的步驟進(jìn)一步包括選擇多個濾波器核之一；根據(jù)選擇的濾波器核對所述源圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行子像素著色。
27.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括檢測該源圖像數(shù)據(jù)的分辨率；根據(jù)該源圖像數(shù)據(jù)的檢測分辨率再取樣所述源圖像數(shù)據(jù)；和選擇子像素著色所述源圖像數(shù)據(jù)的濾波器核。
28.一種圖像處理系統(tǒng)，包括輸入NTSC格式的源圖像數(shù)據(jù)的裝置；執(zhí)行所述源圖像數(shù)據(jù)的重建濾波的電路；子像素著色所述源圖像數(shù)據(jù)的電路；和顯示器，用于著色HDTV格式的輸出圖像，其中所述顯示器的分辨率大約為HDTV格式的一半。
29.一種圖像處理系統(tǒng)，包括輸入多個源圖像數(shù)據(jù)的裝置，所述多個源圖像數(shù)據(jù)進(jìn)一步包括多個源圖像數(shù)據(jù)格式；再取樣源圖像數(shù)據(jù)的裝置，從所述源圖像數(shù)據(jù)格式再取樣為多個目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)格式；和著色給顯示器的目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)的裝置，其中該顯示器的分辨率包括所述多個目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)格式的最大分辨率的大約一半的分辨率。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的方法，其中所述再取樣源圖像數(shù)據(jù)的裝置進(jìn)一步包括執(zhí)行所述源圖像數(shù)據(jù)內(nèi)插的裝置。
31.根據(jù)權(quán)利要求29的方法，其中所述再取樣源圖像數(shù)據(jù)的裝置進(jìn)一步包括執(zhí)行所述源圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)復(fù)份的裝置。
32.根據(jù)權(quán)利要求29的方法，其中所述再取樣源圖像數(shù)據(jù)的裝置進(jìn)一步包括執(zhí)行所述源圖像數(shù)據(jù)的子像素著色的裝置。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的圖像處理系統(tǒng)，其中所述執(zhí)行所述源圖像數(shù)據(jù)的子像素著色的裝置進(jìn)一步包括執(zhí)行所述源圖像數(shù)據(jù)的區(qū)域再取樣。
34.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中所述執(zhí)行所述源圖像數(shù)據(jù)的子像素著色的裝置進(jìn)一步包括選擇多個濾波器核之一的裝置；根據(jù)所選濾波器核執(zhí)行對所述源圖像數(shù)據(jù)的子像素著色的裝置。
35.根據(jù)權(quán)利要求29的方法，其中所述圖像處理系統(tǒng)包括檢測該源圖像數(shù)據(jù)分辨率的裝置；根據(jù)該源圖像數(shù)據(jù)的檢測分辨率再取樣所述源圖像數(shù)據(jù)的裝置；和選擇子像素著色所述源圖像數(shù)據(jù)的濾波器核的裝置。
全文摘要
本發(fā)明揭示了實(shí)現(xiàn)多模顯示系統(tǒng)(200)的系統(tǒng)和方法，該多模顯示系統(tǒng)可以接收多個輸入圖像數(shù)據(jù)格式并輸出幾種可能的圖像數(shù)據(jù)格式。
文檔編號H04N7/01GK1871851SQ200480030902
公開日2006年11月29日 申請日期2004年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月28日
發(fā)明者坎迪絲·海倫·勃朗·埃利奧特, 邁克爾·佛蘭西絲·希京斯, 韓錫振, 湯瑪斯·勞埃得·克萊戴爾 申請人:克雷沃耶提公司