專(zhuān)利名稱(chēng)：隔行掃描顯示器的信號(hào)處理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是用于處理一種信號(hào)的信號(hào)處理裝置，該信號(hào)適用于一種隔行掃描顯示裝置，例如，一種簡(jiǎn)易監(jiān)視器，一臺(tái)電視機(jī)或顯示一個(gè)已記錄的視頻信號(hào)，該信號(hào)有很好的清晰度。例如，該信號(hào)存在于一種計(jì)算機(jī)圖形信號(hào)中。
本發(fā)明所關(guān)心的是減少隔行掃描顯示器的閃爍現(xiàn)象。
眾所周知，計(jì)算機(jī)有一個(gè)與電視機(jī)連接的輸出端子，使得電視機(jī)能夠顯示計(jì)算機(jī)圖形。例如，有些用于電視機(jī)的能夠產(chǎn)生逐行掃描信號(hào)的顯示卡或視頻游戲卡，其具有隔行掃描電視標(biāo)準(zhǔn)的掃描線的一半。然而，這導(dǎo)致了垂直分辨率的降低，另一些其它類(lèi)型的產(chǎn)品能夠產(chǎn)生具有同樣多掃描線數(shù)的隔行計(jì)算機(jī)圖形信號(hào)，但是它們有閃爍的缺點(diǎn)。
公知的轉(zhuǎn)換器有一個(gè)接收計(jì)算機(jī)圖形信號(hào)的輸入端，這種計(jì)算機(jī)圖形信號(hào)有一個(gè)較高的水平掃描率和一個(gè)提供輸出信號(hào)的輸出端。該輸出信號(hào)在一個(gè)低的水平掃描率下。適于作為電視視頻信號(hào)，上述的低掃描率恰好是高掃描率的一半。本發(fā)明的信號(hào)處理裝置可以與這種轉(zhuǎn)換器一起使用，或?qū)⑿盘?hào)處理裝置插入到轉(zhuǎn)換器中。
所產(chǎn)生的計(jì)算機(jī)圖形輸出信號(hào)常常作為一種逐行掃描信號(hào)，其水平掃描率為一種電視標(biāo)準(zhǔn)的二倍。且具有同樣多的總掃描線。信號(hào)處理裝置能將幾條掃描線存貯在存貯器中，這幾條線是用于處理計(jì)算機(jī)圖形輸出信號(hào)。事實(shí)上，所輸出的處理過(guò)的掃描線是隔行掃描方式中圖形信號(hào)掃描率的一半，其用于提供電視視頻信號(hào)。
電視機(jī)所需要的同步脈沖通常與那些混和在計(jì)算機(jī)圖形信號(hào)中的同步脈沖不同，但是都涉及同步。優(yōu)選的由轉(zhuǎn)換裝置構(gòu)成的信號(hào)處理裝置可產(chǎn)生符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的電視同步脈沖。例如，這些標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)在NTSC、SECAM和PAL等制式中應(yīng)用。
應(yīng)該知道的是用于一個(gè)彩色顯示器的電視視頻信號(hào)通常即包括亮度信號(hào)又包括色度信號(hào)。同步脈沖和紅色、綠色以及藍(lán)色的計(jì)算機(jī)圖形信號(hào)能夠用標(biāo)準(zhǔn)的集成電路混合，然后給出所需要的電視信號(hào)。
我們已經(jīng)知道，由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的或由計(jì)算機(jī)輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換的隔行掃描信號(hào)的閃爍現(xiàn)象是由于在奇、偶數(shù)場(chǎng)中極為不同的視頻信號(hào)而發(fā)生的上述現(xiàn)象。由于在電視機(jī)上顯示的絕大多數(shù)真實(shí)圖像的亮度或色彩變換是不能突變的，所以在奇數(shù)場(chǎng)和偶數(shù)場(chǎng)所顯示的信息是相同的。電視機(jī)的掃描點(diǎn)通常比掃描線之間的間隔要密，因此，對(duì)PAL和NTSC標(biāo)準(zhǔn)而言，每 1/50 到 1/60 秒就出現(xiàn)一個(gè)彩色斑點(diǎn)。這就快速到足以給出一個(gè)穩(wěn)定的印象。然而，計(jì)算機(jī)輸出的圖形或符號(hào)僅有一條掃描線那么細(xì)，在極各別的情況下，在有交替的黑色和白色水平掃描線的一個(gè)區(qū)域內(nèi)，其中一個(gè)場(chǎng)將顯示所有的白色線而另一個(gè)場(chǎng)將顯示所有的黑線，該區(qū)域每 1/25 ～ 1/30 秒點(diǎn)亮一次，這就慢到足以用眼睛識(shí)別出。
所設(shè)計(jì)的防閃爍濾波器是應(yīng)用一種數(shù)字濾波器來(lái)平衡奇、偶數(shù)場(chǎng)的亮度，該數(shù)字濾波器是應(yīng)用在垂直于掃描線方向的象素上。對(duì)普通電視機(jī)來(lái)講，掃描線是水平的，因此，防閃爍濾波器被應(yīng)用在垂直方向上。一種在先申請(qǐng)的方法(見(jiàn)圖4中濾波器整形1)將一半的象素亮度加入到當(dāng)前象素亮度一半之上。此時(shí)，在黑暗背景下(或暗的象素或水平線在明亮的背景下)的每一個(gè)亮的象素或水平線部分都在場(chǎng)頻中一個(gè)象素的影響下而出現(xiàn)上、下移動(dòng)。對(duì)于在圖形用戶接口中相當(dāng)普遍的長(zhǎng)水平線而言，聚合運(yùn)動(dòng)是很明顯的，一種在先申請(qǐng)的較好的方法(見(jiàn)圖5中濾波器整形2)，在其上、下各增加1/4的象素亮度，從而避免對(duì)長(zhǎng)水平線的影響，任何一種基于一維數(shù)字濾波器的這種防閃爍濾波器不得不在垂直分辨率和閃爍的抑制程度之間選擇一種折衷方案。一種傳統(tǒng)的二維低通濾波器在犧牲分辨率的代價(jià)下也可用于消除閃爍現(xiàn)象。一種根據(jù)本發(fā)明的二維濾波器在大多數(shù)情況下可保持清晰度，在當(dāng)前場(chǎng)(偶數(shù)或奇數(shù))的象素被混合之前，通過(guò)對(duì)其它場(chǎng)(奇數(shù)或偶數(shù))的象素進(jìn)行低通濾波從而消除閃爍現(xiàn)象。
根據(jù)本發(fā)明所述的即應(yīng)用軟件也使用硬件的一種信號(hào)處理裝置，有一個(gè)接收高清晰度圖象的輸入端和一個(gè)提供圖象的輸出端，該圖象適用于一種隔行掃描視頻信號(hào)，該信號(hào)處理裝置產(chǎn)生一個(gè)用于當(dāng)前掃描線的輸出信號(hào)，該輸出信號(hào)是通過(guò)增加一個(gè)分量所產(chǎn)生的。該分量是從與當(dāng)前線相鄰的掃描線的圖形信號(hào)中產(chǎn)生的，在加入到當(dāng)前掃描線之前，把相鄰線的圖形信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)低通濾波器處理而產(chǎn)生上述分量。
這種信號(hào)處理裝置能夠?qū)嵸|(zhì)性地減少在隔行掃描視頻信號(hào)顯示器中出現(xiàn)的閃爍現(xiàn)象，還可以保持圖形信號(hào)良好的清晰度。
優(yōu)選的低通信號(hào)的總加權(quán)不大于比處理后的中心象素的加權(quán)，用在隔行輸出信號(hào)的一個(gè)場(chǎng)(奇數(shù)或偶數(shù))的圖形信號(hào)清晰度沒(méi)有被另一個(gè)場(chǎng)(相應(yīng)的偶數(shù)或奇數(shù))提供的信號(hào)亮度所遮蔽。
這樣，用于每一個(gè)場(chǎng)的輸出信號(hào)，如奇數(shù)場(chǎng)，其視頻信號(hào)掃描線是將由奇數(shù)場(chǎng)構(gòu)成的且被減低亮度的當(dāng)前場(chǎng)和緊密相鄰的偶數(shù)場(chǎng)掃描線的濾過(guò)波的形式加在一起所產(chǎn)生出來(lái)的。濾波裝置是由一個(gè)低通濾波器構(gòu)成的，其衍生出一個(gè)偶數(shù)場(chǎng)掃描線的低頻傅立葉分量，其所代表的是偶數(shù)場(chǎng)掃描線的亮度，而不是其良好的清晰度。
下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附

圖1～3和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述圖1，按照本發(fā)明的一個(gè)信號(hào)處理裝置處理前的一種圖形信號(hào)的顯示;
圖2，是圖1所示的圖形信號(hào)按照本發(fā)明經(jīng)過(guò)一個(gè)裝有一個(gè)以圖3所示特性的濾波器的信號(hào)處理裝置處理后所得到的圖形顯示;
圖3、給出一個(gè)濾波器特性的圖表，以及將此波濾器應(yīng)用在一條n線上的單一象素信號(hào)的效果。
在先的濾波器特性的描述請(qǐng)參考圖4、圖5。
圖4所示表格為一種簡(jiǎn)單濾波器特性。
圖5所示表格為一種改進(jìn)的簡(jiǎn)單濾波器特性。
為了提供一個(gè)穩(wěn)定的電視視頻信號(hào)圖象，通過(guò)將未處理的圖形信號(hào)上、下方的低通類(lèi)型的掃描線加到圖形信號(hào)的當(dāng)前掃描線上，從而產(chǎn)生隔行視頻信號(hào)的隔行掃描線。
所增加的從奇數(shù)場(chǎng)到偶數(shù)場(chǎng)或從偶數(shù)場(chǎng)到奇數(shù)場(chǎng)的信號(hào)能保證在上述二個(gè)場(chǎng)中任一區(qū)域的亮度大致相同。因此屏幕是在場(chǎng)頻(PAL制為50Hz，NTSC制為60Hz)而不是在幀頻下(PAL制為25Hz，NTSC制為30Hz)得以更新。然而，由于僅有一個(gè)低通類(lèi)型的場(chǎng)，所以另一個(gè)場(chǎng)的清晰度對(duì)當(dāng)前場(chǎng)的清晰度無(wú)影響。
信號(hào)的濾波能夠即應(yīng)用軟件又使用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，如果應(yīng)用軟件的話，一種簡(jiǎn)易視頻轉(zhuǎn)換器能夠得到穩(wěn)定和清晰的圖象，該轉(zhuǎn)換器對(duì)合成信號(hào)轉(zhuǎn)換使用直接RGB。如果用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)的話，即使淡色的字符也可以在電視上產(chǎn)生穩(wěn)定和清晰的圖象。
用分立元件組成的低成本的模擬濾波器和線性集成電路能夠?qū)⒃谄鏀?shù)場(chǎng)和偶數(shù)場(chǎng)中產(chǎn)生的視頻信號(hào)進(jìn)行低通濾波和混頻，如果在視頻頻率中采用數(shù)字格式的象素?cái)?shù)據(jù)，那么在從數(shù)字量轉(zhuǎn)換到模擬之前，可用數(shù)字集成電路濾波器實(shí)現(xiàn)濾波。
圖3所示為一種適用的濾波器特性，矩形單元表示獨(dú)立的象素，其單元內(nèi)的數(shù)值表示用于各種相鄰象素的濾波器的加權(quán)，它可很容易地用軟件或數(shù)字濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)。
圖3所示的濾波器將未處理象素亮度加權(quán)的一半加到中心象素中，剩余的一半加權(quán)作為一種調(diào)制而分散到一小部分中，該部分位于電視視頻信號(hào)上下方的每一條掃描線上，換句話說(shuō)，一個(gè)單一明亮的象素將作為最大亮度一半的一個(gè)象素出現(xiàn)，并且作為低亮度的二條分散的線段。由于二條分散的模糊部分是不易看見(jiàn)的，所以在熒光屏上看見(jiàn)的仍為一個(gè)鮮明的象素。由于在這二個(gè)場(chǎng)中產(chǎn)生的這一象素的總亮度是相同的，且其覆蓋在濾波器間隔的一個(gè)小區(qū)域中，所以是在場(chǎng)頻而不是在幀頻中看到閃爍現(xiàn)象。在沒(méi)有濾波的情況下，在幀頻中可看到閃爍現(xiàn)象，因?yàn)橄笏刂辉谝粋€(gè)場(chǎng)中顯示而不是在另一個(gè)場(chǎng)中，圖1中的附注1表示黑白掃描線交替的極端情況，由于沒(méi)有濾波所以閃爍現(xiàn)象嚴(yán)重。
圖2中的2和3，因?yàn)V波所產(chǎn)生在字母周?chē)年幱捌胶饬藪呙杈€之間的亮度，從而較大地降低了閃爍現(xiàn)象，保持了如果一幅圖象的部分是由交替的黑白水平掃描線構(gòu)成黑白掃描線比有些象素要長(zhǎng)些，那么在以此區(qū)域內(nèi)將降低色為代價(jià)，用典型的濾波器可以得到穩(wěn)定的圖象?？拷鼟咄猓鐖D2中4所示。所顯示的均勻灰色沒(méi)有閃爍現(xiàn)象。
對(duì)有些字符來(lái)講，要損失些清晰度，如圖2中5所示。
在一種改進(jìn)型中，中心象素加權(quán)可稍往上增加1/2而展現(xiàn)出清晰度，但這是以存在閃爍現(xiàn)象為代價(jià)的。
對(duì)于中心象素而言從1/2到1表示從最大閃爍現(xiàn)象的消除到未處理這一過(guò)程，并且用一個(gè)中間值表示一種折衷的選擇。從信息觀點(diǎn)看，在由普通交替的黑白掃描線構(gòu)成的一個(gè)區(qū)域中不會(huì)有令人高興的清晰度出現(xiàn)。
為了能使用一種固定的濾波器，即使損失些清晰度也不要緊，盡管有些情況下可以使用各種濾波器。
權(quán)利要求
1.一種即使用軟件又應(yīng)用硬件的信號(hào)處理裝置，其有一個(gè)接收高清晰度圖象的輸入端和一個(gè)輸出端，該輸出端提供一種適于作為隔行視頻信號(hào)的圖象，其特征在于信號(hào)處理裝置用于產(chǎn)生一當(dāng)前掃描線的輸出信號(hào)，上述當(dāng)前掃描線是由增加一個(gè)分量而產(chǎn)生的，上述分量是由與當(dāng)前線相鄰的圖形信號(hào)掃描線所產(chǎn)生的，該分量在被加到當(dāng)前線之前，通過(guò)把圖形信號(hào)相鄰掃描線經(jīng)過(guò)一個(gè)低通濾波器后而產(chǎn)生的。
2.如權(quán)利要求1所述的一種信號(hào)處理裝置，其特征在于轉(zhuǎn)換裝置根據(jù)相應(yīng)的電視標(biāo)準(zhǔn)而產(chǎn)生電視同步脈沖。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種信號(hào)處理裝置，其特征在于用于每一條視頻信號(hào)的場(chǎng)掃描線的輸出信號(hào)通過(guò)將一個(gè)被降低亮度的當(dāng)前場(chǎng)掃描線與被濾波的緊密相鄰的場(chǎng)掃描線相加而產(chǎn)生的，濾波裝置是由一個(gè)低通濾波器構(gòu)成，且從中衍生出一個(gè)上述相鄰場(chǎng)掃描線的低頻傅立成份，其所代表的是亮度而不是良好的清晰度。
4.如上述任一權(quán)利要求所述的一種信號(hào)處理裝置，其特征在于將在一條掃描線中的一個(gè)未處理象素亮度的一部分加權(quán)加到所述的象素中，把剩余部分的加權(quán)作為一種調(diào)制而分散到視頻信號(hào)緊密相鄰的每一條掃描線上短的一段，上述掃描線位于上述的一條線的兩邊。
5.如權(quán)利要求4所述的一種信號(hào)處理裝置，其特征在于將未處理的象素亮度加權(quán)的一半加到中心象素上。
6.如權(quán)利要求4所述的一種信號(hào)處理裝置，其特征在于將超過(guò)一半的未處理象素亮度加權(quán)加到中心象素上。
7.如權(quán)利要求4到6中任一所述的一種信號(hào)處理裝置，其特征在于被加到中心象素上的未處理亮度的部分加權(quán)能被改變。
8.如上述任一權(quán)利要求所述的一種信號(hào)處理裝置，其特征在于由分立元件構(gòu)成的低成本的模擬濾波器和線性集成電路能將在奇數(shù)場(chǎng)和偶數(shù)場(chǎng)中產(chǎn)生的視頻信號(hào)進(jìn)行低通濾波和混頻。
9.如權(quán)利要求1到7中任一所述的信號(hào)處理裝置，在視頻頻率中采用數(shù)字格式的象素?cái)?shù)據(jù)，其特征在于在數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量之前用集成電路濾波器實(shí)現(xiàn)濾波。
10.如權(quán)利要求1到7中任一所述的信號(hào)處理裝置，其特征在于通過(guò)軟件而實(shí)現(xiàn)的信號(hào)濾波，用一種簡(jiǎn)易的視頻轉(zhuǎn)換器可以得到一個(gè)穩(wěn)定且鮮明的圖象，該轉(zhuǎn)換器對(duì)合成信號(hào)轉(zhuǎn)換使用直接RGB。
全文摘要
用本發(fā)明的信號(hào)處理方法，通過(guò)將一個(gè)降低亮度的當(dāng)前場(chǎng)與被濾波的緊密相鄰的場(chǎng)掃描線相加，從而產(chǎn)生用于每條視頻信號(hào)掃描線的輸出信號(hào)、在n線中單一象素上應(yīng)用優(yōu)選的處理裝置的濾波器所產(chǎn)生的效果如圖3中的濾波器的特征所示，該濾波器由一個(gè)低通濾波器構(gòu)成，從中衍生出一個(gè)相鄰場(chǎng)掃描線的低頻傅立葉分量，該掃描線代表的是其亮度而不是良好的清晰度，從而保持了良好的清晰度，從而實(shí)質(zhì)上減少了顯示器中的閃爍現(xiàn)象。
文檔編號(hào)G09G1/28GK1090694SQ9311293
公開(kāi)日1994年8月10日 申請(qǐng)日期1993年11月10日 優(yōu)先權(quán)日1992年11月10日
發(fā)明者莫紹祥 申請(qǐng)人:莫紹祥