CN103152541B - 超高清显示的控制方法及装置、超高清电视机 - Google Patents

超高清显示的控制方法及装置、超高清电视机 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种超高清显示的控制方法及装置、超高清电视机，其中超高清显示的控制方法包括以下步骤：将接收的4K×2K信号分解成2K×1K过渡信号；对所述2K×1K过渡信号进行解码处理，以获得2K×1K屏显信号；将所述2K×1K屏显信号转换成4K×2K目标信号以提供给超高清屏实现超高清显示。对于4K×2K信号的片源，本发明通过将其分解成2K×1K过渡信号以便于传统的电视芯片进行解码处理以获得2K×1K的屏显信号，并通过将解码处理后的2K×1K屏显信号合成4K×2K目标信号，以达到超高清屏对超高清信号实现超高清显示的目的。

Description

超高清显示的控制方法及装置、超高清电视机
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及到一种超高清显示的控制方法及装置、超高清电视机。
背景技术
超高清电视（UHDTV）即像素数目达3840×2160（4K×2K）或7680×4320（8K×4K）的电视，相比全高清电视（FHDTV）1920×1080（2K×1K）的像素数目，其像素数目提高了4倍或16倍，因此其图像表现非常清晰、细腻。在ITU-R制定的超高清电视标准中包括4K×2K标准和8K×4K标准，而4K×2K UHDTV较8K×4K UHDTV更容易实现和普及，是目前电视行业关注和发展的热点和方向。
目前的超高清电视主要是接收2K×1K信号，经过解码、图像画质处理后通过放大处理来驱动超高清屏，实现超高清显示；而对于4K×2K信号需要通过专门的仪器和手段转换成2K×1K，成本高、操作复杂、稳定可靠性低，且存在显示的图像失真、模糊等缺陷。即现有技术中存在的问题为：现有的超高清电视因其电视芯片是针对全高清信号设计的，当片源是4K×2K的信号时，其超高清屏无法对超高清信号实现超高清显示。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种超高清显示的控制方法，旨在使超高清屏对超高清信号实现超高清显示。
本发明实施例公开了一种超高清显示的控制方法，包括以下步骤：
将接收的4K×2K信号分解成2K×1K过渡信号；
对所述2K×1K过渡信号进行解码处理，以获得2K×1K屏显信号；
将所述2K×1K屏显信号转换成4K×2K目标信号以提供给超高清屏实现超高清显示。
优选地，所述将接收的4K×2K信号分解成2K×1K过渡信号的具体步骤包括：
识别所接收的4K×2K信号的频率；
当所接收的4K×2K信号的频率属于第一频率组时，对所接收的4K×2K信号进行帧像素的压缩以获得4K×1K信号；
当所接收的4K×2K信号的频率属于第二频率组时，在对所接收的4K×2K信号进行帧像素的压缩以前还包括对所接收的4K×2K信号进行帧抽取步骤，以将所接收的4K×2K信号的频率转换至所述第一频率组；
对所述4K×1K信号进行帧像素的分割以获得2K×1K过渡信号；
其中第一频率组包括24Hz、25Hz和30Hz，第二频率组包括50Hz、59.94Hz和60Hz。
优选地，对频率属于所述第一频率组的所接收的4K×2K信号进行帧抽取的方式为隔帧抽取。
优选地，对所接收的4K×2K信号进行帧像素压缩的方式为隔行去除像素。
优选地，对所述4K×1K信号进行帧像素分割的方式为左右分割。
优选地，所述将所述2K×1K屏显信号转换成4K×2K目标信号的具体步骤包括：
对所述2K×1K屏显信号进行插行放大处理以获取2K×2K信号；
对所述2K×2K信号进行帧合并处理以获取4K×2K目标信号。
优选地，所述对所述2K×1K屏显信号进行插行放大处理以获取2K×2K信号所采用的插行公式为：
所述2K×2K信号的奇数帧的像素为E（L/R）’ ’pq，所述2K×1K屏显信号的奇数帧的当前行的像素为E（L/R）’ab，所述2K×1K屏显信号的奇数帧的上行的像素为E（L/R）’（a-1）b，所述2K×1K屏显信号的奇数帧的下行的像素为E（L/R）’（a+1）b，与所述2K×1K屏显信号的奇数帧对应的偶数帧的当前行的像素为O（L/R）’ab，与所述2K×1K屏显信号的奇数帧相邻的前偶数帧的当前行的像素为O（L/R）－1’ab；当p为奇数时，E（L/R）’ ’pq=E（L/R）’ab，其中p=2a-1，q=b；当p为偶数时，E（L/R）’ ’pq=k1* E（L/R）’（a-1）b+ k2*E（L/R）’（a+1）b+ K3* O（L/R）’ab+k4* O（L/R）－1’ab；其中p＝2a，q＝b，E（L/R）’（a-1）b和E（L/R）’（a+1）b的第一系数为k1、其第二系数为k2，E（L/R）’帧和O（L/R）’帧的相似度关联值为K3，E（L/R）’帧和O（L/R）－1’帧的相似度关联值为k4；
所述2K×2K信号的偶数帧的像素为O（L/R）’ ’pq，所述2K×1K屏显信号的偶数帧的当前行的像素为O（L/R）’ab，所述2K×1K屏显信号的偶数帧的上行的像素为O（L/R）’（a-1）b，所述2K×1K屏显信号的偶数帧的下行的像素为O（L/R）’（a+1）b，与所述2K×1K屏显信号的偶数帧对应的奇数帧的当前行的像素为E（L/R）’ab，与所述2K×1K屏显信号的偶数帧相邻的后奇数帧的当前行的像素为E（L/R）+1’ab；当p为偶数时，O（L/R）’ ’pq=O（L/R）’ab，其中p=2a，q=b；当p为奇数时，O（L/R）’ ’pq=k5* O（L/R）’（a-1）b+k6*O（L/R）’（a+1）b+ K7* E（L/R）’ab+k8* E（L/R）+1’ab；其中p＝2a-1，q＝b，O（L/R）’ （a-1）b和O（L/R）’（a+1）b的第一系数为k5、其第二系数为k6， O（L/R）’帧和E（L/R）’帧的相似度关联值为K7，O（L/R）’帧和E（L/R）+1’帧的相似度关联值为k8。
本发明实施例还公开了一种超高清显示的控制装置，包括：
帧分解模块，用于将接收的4K×2K信号分解成2K×1K过渡信号；
帧解码模块，用于对所述2K×1K过渡信号进行解码处理，以获得2K×1K屏显信号；
以及帧合成模块，用于将所述2K×1K屏显信号转换成4K×2K目标信号以提供给超高清屏显示。
优选地，所述帧分解模块包括：
频率识别单元，用于识别所接收的4K×2K信号的频率；
帧抽取单元，当所接收的4K×2K信号的频率被所述频率识别单元识别为属于第二频率组时，用于对所接收的4K×2K信号进行帧抽取，以将所接收的4K×2K信号的频率转换至所述第一频率组；
帧像素压缩单元，当所接收的4K×2K信号的频率被所述频率识别单元识别为属于第一频率组或被所述帧抽取单元转换至第一频率组时，用于对所接收的4K×2K信号进行帧像素的压缩以获得4K×1K信号；
以及帧像素分割单元，用于对所述4K×1K信号进行帧像素的分割以获得2K×1K过渡信号；
其中第一频率组包括24Hz、25Hz和30Hz，第二频率组包括50Hz、59.94Hz和60Hz。
优选地，所述帧合成模块包括：
帧像素放大单元，用于对所述2K×1K屏显信号进行插行放大处理以获取2K×2K信号；
以及帧合并单元，用于对所述2K×2K信号进行帧合并处理以获取4K×2K目标信号。
本发明实施例还公开了一种超高清电视机，包括格式判断装置、超高清显示的控制装置和超高清屏；
所述格式判断装置，用于判断所输入的信号是否为4K×2K信号，若判断所输入的信号是4K×2K信号，则将所述4K×2K信号输出至所述超高清显示的控制装置；
所述超高清显示的控制装置，为上述任一技术方案中的所述的超高清显示的控制装置，用于控制所述超高清电视机能够实现超高清显示；
所述超高清屏，用于超高清显示所述超高清显示的控制装置输出的4K×2K信号。
本发明所公开的超高清显示的控制方法，通过将接收的4K×2K信号分解成2K×1K过渡信号；进而针对全高清（2K×1K）信号设计的电视芯片可对2K×1K过渡信号进行解码处理，以获得解码、画质处理后的2K×1K屏显信号；最后将该2K×1K屏显信号转换成4K×2K目标信号。即对于4K×2K信号的片源，本发明通过将其分解成2K×1K过渡信号以便于传统的电视芯片进行解码处理以获得2K×1K的屏显信号，并通过将解码处理后的2K×1K屏显信号合成4K×2K目标信号，以达到超高清屏对超高清信号实现超高清显示的目的。
附图说明
图1为本发明优选实施方式中超高清显示的控制方法的流程示意图；
图2为本发明超高清显示的控制方法的优选实施例中将接收的4K×2K信号分解成2K×1K过渡信号的流程示意图；
图3为本发明超高清显示的控制方法的优选实施例中将所述2K×1K屏显信号转换成4K×2K目标信号的流程示意图；
图4为本发明优选实施方式中超高清显示的控制装置的结构示意图；
图5-1为本发明中的4K×2K@30Hz信号中奇数帧像素（6×6个像素）示意图；
图5-2为本发明中的4K×2K@30Hz信号中偶数帧像素（6×6个像素）示意图；
图6-1为图5-1所示的E帧像素经压缩后形成的E’帧像素示意图；
图6-2为图5-2所示的O帧像素经压缩后形成的O’帧像素示意图；
图7-1为图6-1所示的E’帧像素经分割后形成的E’L帧像素示意图；
图7-2为图6-1所示的E’帧像素经分割后形成的E’R帧像素示意图；
图7-3为图6-2所示的O’帧像素经分割后形成的O’L帧像素示意图；
图7-4为图6-2所示的O’帧像素经分割后形成的O’R帧像素示意图；
图8-1为图7-1所示的E’L帧像素经图像解码及图像处理后形成的EL’帧像素示意图；
图8-2为图7-2所示的E’R帧像素经图像解码及图像处理后形成的ER’帧像素示意图；
图8-3为图7-3所示的O’L帧像素经图像解码及图像处理后形成的OL’帧像素示意图；
图8-4为图7-4所示的O’R帧像素经图像解码及图像处理后形成的OR’帧像素示意图；
图9-1为图8-1所示的EL’帧像素经插行放大处理后形成的EL’’ 帧像素示意图；
图9-2为图8-2所示的ER’帧像素经插行放大处理后形成的ER’’ 帧像素示意图；
图9-3为图8-3所示的OL’帧像素经插行放大处理后形成的OL’’ 帧像素示意图；
图9-4为图8-4所示的OR’帧像素经插行放大处理后形成的OR’’帧像素示意图；
图10-1为图9-1所示的EL’’ 帧像素示和图9-2所示的ER’’ 帧像经合并处理后形成的ME帧像素示意图；
图10-2为图9-3所示的OL’’帧像素示和图9-4所示的OR’’帧像经合并处理后形成的MO帧像素示意；
图11为本发明优选实施方式中超高清电视机的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明公开了一种超高清显示的控制方法，参照图1，在该实施方式中超高清显示的控制方法包括以下步骤：
步骤S01，将接收的4K×2K信号分解成2K×1K过渡信号。
通过将接收的4K×2K信号分解成2K×1K过渡信号可满足目前电视解码及图像处理时对信号格式的要求。
步骤S02，对所述2K×1K过渡信号进行解码处理，以获得2K×1K屏显信号。
步骤S03，将所述2K×1K屏显信号转换成4K×2K目标信号以提供给超高清屏实现超高清显示。
通过将所述2K×1K屏显信号转换成4K×2K目标信号，能够驱动超高清（UHD）屏实现超高清显示，且可避免图像的突变，即能够防止图像模糊及边缘锯齿的出现，有效提高了图像的显示质量。
对于4K×2K信号的片源，本发明通过将其分解成2K×1K过渡信号以便于传统的电视芯片进行解码处理以获得2K×1K屏显信号，并通过将解码处理后的2K×1K屏显信号合成4K×2K目标信号，以达到超高清屏对超高清信号实现超高清显示的目的。
在具体实施例中，参照图2，将接收的4K×2K信号分解成2K×1K过渡信号的具体步骤包括：
步骤S11，识别所接收的4K×2K信号的频率；当所接收的4K×2K信号的频率被识别为属于第一频率组时，执行步骤S13；当所接收的4K×2K信号的频率被识别为属于第二频率组时，执行步骤S12。其中第一频率组包括24Hz、25Hz和30Hz，第二频率组包括50Hz、59.94Hz和60Hz。
步骤S12，对所接收的4K×2K信号进行帧抽取，以将所接收的4K×2K信号的频率转换至所述第一频率组，再执行步骤S13。
步骤S13，对所接收的4K×2K信号进行帧像素的压缩以获得4K×1K信号。
步骤S14，对所述4K×1K信号进行帧像素的分割以获得2K×1K过渡信号。
作为优选的实施例，对频率属于所述第一频率组的所接收的4K×2K信号进行帧抽取的方式为隔帧抽取。如：当所接收的4K×2K信号为4K×2K@60Hz时，则抽取4K×2K@60Hz信号的奇数帧或偶数帧，形成4K×2K@30Hz信号以便后续进行帧像素压缩。当所接收的4K×2K信号为4K×2K@30Hz时，则不进行帧抽取，直接进行后续的帧像素压缩。当然进行帧抽取不限于上述方式，如可以是连续抽取，具体地，当所接收的4K×2K信号为4K×2K@50Hz时，可以连续抽取数帧以形成4K×2K@30Hz信号或形成4K×2K@25Hz信号。
作为优选的实施例，对所接收的4K×2K信号进行帧像素压缩的方式为隔行去除像素。如对4K×2K@30Hz信号进行帧像素压缩处理，保留奇数帧（E帧）的偶数行而去除其奇数行形成E’帧及保留偶数帧（O帧）的奇数行而去除其偶数行形成O’帧，其中E’帧的各行像素值为E帧的奇数行像素值， O’帧的各行像素值为O帧的偶数行像素值，即4K×2K@30Hz信号进行帧像素压缩处理后形成了4K×1K@30Hz信号。再如保留奇数帧（E帧）的奇数行而去除其偶数行及保留偶数帧（O帧）的偶数行而去除其奇数行，当然不限于上述两种方式。同时可以理解的是进行帧像素压缩的方式也不限于隔行去除像素。通过采用隔行去除像素的方式可避免图像垂直方向信息的丢失。
作为优选的实施例，对所述4K×1K信号进行帧像素分割的方式为左右分割。如对4K×1K@30Hz信号进行帧像素分割处理，将4K×1K@30Hz信号的E’帧分割成左右两半形成左半奇数帧（E’L帧）和右半奇数帧（E’R帧），将4K×1K@30Hz信号的O’帧分割成左右两半形成（O’L帧）和（O’R帧），即4K×1K@30Hz信号进行帧像素分割处理后形成了2K×1K@60Hz信号。当然进行帧像素分割不限于上述方式，如可以是上下分割。
可以理解的是，对所述2K×1K过渡信号进行解码处理具体包括对所述2K×1K过渡信号进行图像解码和图像处理部分步骤，该处的操作传统电视机芯片可完成，在此不再赘述。
在具体实施例中，参照图3，将所述2K×1K屏显信号转换成4K×2K目标信号的具体步骤包括：
步骤S21，对所述2K×1K屏显信号进行插行放大处理以获取2K×2K信号。
步骤S22，对所述2K×2K信号进行帧合并处理以获取4K×2K目标信号。
作为优选的实施例，对所述2K×1K屏显信号进行插行放大处理以获取2K×2K信号所采用的插行算法为：
作如下定义：2K×2K信号的奇数帧的像素为E（L/R）’ ’pq，2K×1K屏显信号的奇数帧的当前行的像素为E（L/R）’ab，2K×1K屏显信号的奇数帧的上行的像素为E（L/R）’（a-1）b，2K×1K屏显信号的奇数帧的下行的像素为E（L/R）’（a+1）b，与2K×1K屏显信号的奇数帧对应的偶数帧的当前行的像素为O（L/R）’ab，与2K×1K屏显信号的奇数帧相邻的前偶数帧的当前行的像素为O（L/R）－1’ab；
当p为奇数时，E（L/R）’ ’pq=E（L/R）’ab，其中p=2a-1，q=b；
当p为偶数时，E（L/R）’ ’pq=k1* E（L/R）’（a-1）b+ k2*E（L/R）’（a+1）b+ K3* O（L/R）’ab+k4* O（L/R）－1’ab；其中p＝2a，q＝b，E（L/R）’（a-1）b和E（L/R）’（a+1）b的第一系数为k1、其第二系数为k2，E（L/R）’帧和O（L/R）’帧的相似度关联值为K3，E（L/R）’帧和O（L/R）－1’帧的相似度关联值为k4。
并作如下定义：2K×2K信号的偶数帧的像素为O（L/R）’ ’pq，2K×1K屏显信号的偶数帧的当前行的像素为O（L/R）’ab，2K×1K屏显信号的偶数帧的上行的像素为O（L/R）’（a-1）b，2K×1K屏显信号的偶数帧的下行的像素为O（L/R）’（a+1）b，与2K×1K屏显信号的偶数帧对应的奇数帧的当前行的像素为E（L/R）’ab，与2K×1K屏显信号的偶数帧相邻的后奇数帧的当前行的像素为E（L/R）+1’ab；
当p为偶数时，O（L/R）’ ’pq=O（L/R）’ab，其中p=2a，q=b；
当p为奇数时，O（L/R）’ ’pq=k5* O（L/R）’（a-1）b+ k6*O（L/R）’（a+1）b+ K7* E（L/R）’ab+k8* E（L/R）+1’ab；其中p＝2a-1，q＝b，O（L/R）’ （a-1）b和O（L/R）’（a+1）b的第一系数为k5、其第二系数为k6， O（L/R）’帧和E（L/R）’帧的相似度关联值为K7，O（L/R）’帧和E（L/R）+1’帧的相似度关联值为k8。
当上述对所述4K×1K信号进行帧像素分割的方式为左右分割，则对所述2K×2K信号进行帧合并处理以获取4K×2K目标信号的方式为左右合并。
本发明公开了一种超高清显示的控制装置，该超高清显示的控制装置与上述任一实施例中的超高清显示的控制方法均可对应，具体地，可参照图4，在该实施方式中超高清显示的控制装置包括帧分解模块1、帧解码模块2和帧合成模块3。其中帧分解模块1，用于将接收的4K×2K信号分解成2K×1K过渡信号，通过帧分解模块1将接收的4K×2K信号分解成2K×1K过渡信号可满足目前电视解码及图像处理时对信号格式的要求。帧解码模块2，用于对所述2K×1K过渡信号进行解码处理，以获得超高清屏2K×1K屏显信号。帧合成模块3，用于将所述2K×1K屏显信号转换成4K×2K目标信号以提供给超高清屏显示，通过帧合成模块3将所述2K×1K屏显信号转换成4K×2K目标信号，能够驱动超高清（UHD）屏实现超高清显示，且可避免图像的突变，即能够防止图像模糊及边缘锯齿的出现，有效提高了图像的显示质量。
对于4K×2K信号的片源，本发明通过帧分解模块1将其分解成2K×1K过渡信号以便于传统的电视芯片（对应本发明中的帧解码模块2）进行解码处理并获得2K×1K屏显信号，进而通过帧合成模块3将解码处理后的2K×1K屏显信号合成4K×2K目标信号，以达到超高清屏对超高清信号实现超高清显示的目的。
再次参照图4，在具体实施例中，帧分解模块1包括频率识别单元11、帧抽取单元12、帧像素压缩单元13和帧像素分割单元14 。其中频率识别单元11，用于识别所接收的4K×2K信号的频率；帧抽取单元12，当所接收的4K×2K信号的频率被所述频率识别单元识别为属于第二频率组时，用于对所接收的4K×2K信号进行帧抽取，以将所接收的4K×2K信号的频率转换至所述第一频率组；帧像素压缩单元13，当所接收的4K×2K信号的频率被所述频率识别单元识别为属于或被所述帧抽取单元转换至第一频率组时，用于对所接收的4K×2K信号进行帧像素的压缩以获得4K×1K信号；帧像素分割单元14，用于对所述4K×1K信号进行帧像素的分割以获得2K×1K过渡信号；其中第一频率组包括24Hz、25Hz和30Hz，第二频率组包括50Hz、59.94Hz和60Hz。
再次参照图4，在具体实施例中，帧合成模块3包括帧像素放大单元31和帧合并单元32，其中帧像素放大单元31，用于对所述2K×1K屏显信号进行插行放大处理以获取2K×2K信号；帧合并单元32，用于对所述2K×2K信号进行帧合并处理以获取4K×2K目标信号。
可以理解的是，对于上述任一实施例中的超高清显示的控制装置，其可设置独立的控制模块4和存储模块5，控制模块4用于控制帧分解模块1、帧解码模块2和帧合成模块3进行相应操作，存储模块5用于存储帧分解模块1、帧解码模块2和帧合成模块3中所输入或输出的各种数据。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下以输入信号4K×2K@30Hz和4K×2K@60Hz为例对本发明中超高清显示的控制方法及装置进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
1、当所接收的4K×2K信号的频率被频率识别单元11识别为4K×2K@60Hz时，该4K×2K@60Hz信号被传输至帧抽取单元12；当所接收的4K×2K信号的频率被频率识别单元11识别为4K×2K@30Hz时，该4K×2K@30Hz信号被传输至帧像素压缩单元13。
2、帧抽取单元12对输入的4K×2K@60Hz信号以隔帧抽取的方式进行帧抽取以获取4K×2K@30Hz信号。以抽取4K×2K@60Hz信号的奇数帧为例，帧抽取方法为：当接收的4K×2K@60Hz信号为奇数帧时，控制帧抽取单元12让奇数帧输出给帧像素压缩单元13；当接收的4K×2K@60Hz信号为偶数帧时，控制帧抽取单元12让偶数帧不能输出给帧像素压缩单元13。最终帧抽取单元12所接收的4K×2K@60Hz信号每一场的60帧中只有30帧的奇数帧输出给帧像素压缩单元13，即帧像素压缩单元13接收的新的4K×2K@30Hz信号。
帧像素压缩单元13所接收的4K×2K@30Hz信号中奇数帧（E帧）像素（以6×6个像素为例）示意图如图5-1所示，其偶数帧（O帧）像素（以6×6个像素为例）示意图如图5-2所示。
3、帧像素压缩单元13对输入的4K×2K@30Hz信号以隔行去除像素的方式进行帧像素压缩以获取4K×1K@30Hz信号。帧像素压缩方法为：
设帧像素压缩单元13接收的4K×2K@30Hz信号的E帧的像素值为Eij、O帧的像素值为Oij，i为1～2160、j为3840。
对E帧进行帧像素压缩处理，保留E帧的奇数行像素而忽略E帧的偶数行像素，形成了E’ 帧，E’ 帧为4K×1K（3840×1080）帧；对O帧进行帧像素压缩处理，保留O帧的偶数行像素而忽略O帧的奇数行像素，形成了O’ 帧，O’ 帧为4K×1K（3840×1080）帧。
再设E’帧的像素值为E’mn、O’帧的像素值为O’mn，m为1～1080、n为3840。则：
E’mn＝Eij，其中n＝j，2m＝i＋1；即E’帧各行像素值为E帧的奇数行像素值。
O’mn＝Oij，其中n＝j，2m＝i；即O’帧各行像素值为O帧的奇数行像素值。
即帧像素压缩单元13处理后输出的4K×1K@30Hz信号是由E’帧和O’帧组成的系列帧，且E’帧各行像素值为输入信号的E帧的奇数行像素值， O’帧各行像素值为输入信号的O帧的偶数行像素值。其中图5-1所示的E帧像素经压缩后形成的E’帧像素示意图如图6-1所示，图5-2所示的O帧像素经压缩后形成的O’帧像素示意图如图6-2所示。
4、帧像素分割单元14对输入的4K×1K@30Hz信号以左右分割的方式进行帧像素分割以获取2K×1K@60Hz信号，并将2K×1K@60Hz信号输出给帧解码模块2。帧像素分割方法为：对E’帧进行帧像素处理，获取E’帧左半部分像素形成E’L帧，获取E’帧右半部分像素形成E’R帧；同样对O’帧进行帧像素处理，获取O’帧左半部分像素形成O’L帧，获取O’帧右半部分像素形成O’R帧。E’L、E’R、O’L、O’R帧为2K×1K（1920×1080）帧。分割后形成的E’L、E’R、O’L、O’R系列帧信号的频率为输入帧频的2倍，即60Hz。其中图6-1所示的E’帧像素经分割后形成的E’L帧像素示意图如图7-1所示，图6-1所示的E’帧像素经分割后形成的E’R帧像素示意图如图7-2所示，图6-2所示的O’帧像素经分割后形成的O’L帧像素示意图如图7-3所示，图6-2所示的O’帧像素经分割后形成的O’R帧像素示意图如图7-4所示。
5、帧解码模块2包括图像解码单元21和图像处理单元22，接收帧像素分割单元14输出的2K×1K@60Hz信号后对其进行图像解码及图像处理后、向帧合成模块3输出经图像解码和处理后的2K×1K@60Hz屏显信号，其中图像处理包括去隔行、降噪、亮度增强等画质处理。
即帧解码模块2对输入的E’L、E’R、O’L、O’R系列帧进行图像解码及图像处理后，形成EL’、ER’、OL’、OR’系列帧，并向帧合成模块3输出由EL’、ER’、OL’、OR’系列帧组成的2K×1K@60Hz信号。其中图7-1所示的E’L帧像素经图像解码及图像处理后形成的EL’帧像素示意图如图8-1所示，图7-2所示的E’R帧像素经图像解码及图像处理后形成的ER’帧像素示意图如图8-2所示，图7-3所示的O’L帧像素经图像解码及图像处理后形成的OL’帧像素示意图如图8-3所示，图7-4所示的O’R帧像素经图像解码及图像处理后形成的OR’帧像素示意图如图8-4所示。
6、帧像素放大单元31对输入的2K×1K@60Hz信号进行插行放大处理以获取2K×2K@60Hz信号，并将2K×2K@60Hz信号输出给帧合并单元32。帧插行放大的方法为：
帧像素放大单元31接收到连续的OL－1’帧、OR－1’帧、EL’帧、ER’帧、OL’帧、OR’帧、 EL+1’帧、ER+1’帧。
对EL’帧插行放大形成EL’’，即EL’’帧的奇数行像素用EL’当前行像素顺序填充，而EL’’帧的偶数行像素与EL’帧当前行的上行和下行像素值、以及和EL’相邻的OL’和OL－1’帧当前行的像素值相关，通过综合插值来得出。具体过程为：
设EL’帧的像素值为EL’ab、EL’’帧的像素值为EL’’pq，其中a为1～1080、b为1～1920，a为p～2160、q为1～1920。
当p为奇数时：EL’’ pq ＝EL’ ab；其中p＝2a－1、q＝b。
当p为偶数时：EL’’ pq=k1* EL’ （a-1）b + k2*EL’(a+1)b+K3* OL’ab+k4* OL－1’ab；其中p＝2a、q＝b。EL’（a-1）b、EL’(a+1)b、OL’ab、OL－1’ab的值为已知值。k1、k2、k3、K4可按照现有技术中的方法得出，其中EL’（a-1）b和EL’（a+1）b的第一系数为k1、其第二系数为k2，EL’帧和OL’帧的相似度关联值为K3，EL’帧和OL－1’帧的相似度关联值为k4。
对ER’帧插行放大形成ER’’与对EL’帧插行放大形成EL’’过程一样，在此不再赘述。
对OL’帧插行放大形成OL’’，即OL’’帧的偶数行像素用OL’当前行像素顺序填充，而OL’’帧的奇数行像素与OL’帧当前行的上行和下行像素值、以及和OL’相邻的EL’和EL+1’帧当前行的像素值相关，通过综合插值来得出。具体过程为：
设OL’帧的像素值为OL’ab、OL’’帧的像素值为OL’’pq，其中a为1～1080、b为1～1920，a为p～2160、q为1～1920。
当p为奇数时：OL’’ pq=k5* OL’ （a-1）b + k6*OL’(a+1)b+K7* EL’ab+k8* EL+1’ab；其中p＝2a－1、q＝b。OL’（a-1）b、OL’(a+1)b、EL’ab、EL+1’ab的值为已知值。k5、k6、k7、K8可按照现有技术中的方法得出，其中OL’ （a-1）b和OL’（a+1）b的第一系数为k5、其第二系数为k6， OL’帧和EL’帧的相似度关联值为K7，OL’帧和EL+1’帧的相似度关联值为k8。
当p为偶数时：OL’’ pq ＝OL’ ab；其中p＝2a、q＝b。
对OR’帧插行放大形成OR’’与对OL’帧插行放大形成OL’’过程一样，在此不再赘述。
其中图8-1所示的EL’帧像素经插行放大处理后形成的EL’’ 帧像素示意图如图9-1所示，图8-2所示的ER’帧像素经插行放大处理后形成的ER’’ 帧像素示意图如图9-2所示，图8-3所示的OL’帧像素经插行放大处理后形成的OL’’ 帧像素示意图如图9-3所示，图8-4所示的OR’帧像素经插行放大处理后形成的OR’’帧像素示意图如图9-4所示。
7、帧合并单元32对输入的2K×2K@60Hz信号进行帧合并处理以获取4K×2K@30Hz目标信号，帧合并的方法为：设4K×2K@30Hz目标信号的奇数帧为ME帧，偶数帧为MO帧。帧合并单元32接收到EL’’帧后，将EL’’帧的像素填充在ME帧的左半部分、并继续接收ER’’帧；接收到ER’’帧后，将ER’’帧的像素填充在ME帧的右半部分；即形成了ME帧。帧合并单元32继续接收OL’’帧，接收到OL’’帧后，将OL’’帧的像素填充在MO帧的左半部分、并继续接收OR’’； 接收到OR’’帧后，将OR’’帧的像素填充在MO帧的右半部分即形成了MO帧。继续循环上述过程直至完成所有帧的合并。帧合并单元32形成的ME、MO系列帧信号的频率为输入帧频的一半，即30Hz。其中，图9-1所示的EL’’帧像素示和图9-2所示的ER’’ 帧像经合并处理后形成的ME帧像素示意图如图10-1所示，图9-3所示的OL’’帧像素示和图9-4所示的OR’’帧像经合并处理后形成的MO帧像素示意图如图10-2所示。
上述4K×2K为3840×2160即2160行、每行3840个像素，4K×1K为3840×1080即1080行、每行3840个像素，2K×1K为1920×1080即1080行、每行1920个像素，2K×2K为1920×2160即2160行、每行1920个像素。
本发明还公开了一种超高清电视机，参照图11，在该实施方式中超高清电视机包括格式判断装置6、超高清显示的控制装置7、超高清屏8、存储模块5和控制模块4。其中，格式判断装置6，用于判断所输入的信号是否为4K×2K信号，若判断所输入的信号是4K×2K信号，则将所述4K×2K信号输出至所述超高清显示的控制装置7；超高清显示的控制装置7，用于控制所述超高清电视机能够实现超高清显示，为上述任一实施例中的超高清显示的控制装置，具体可参照上述任一实施例对超高清显示的控制装置的描述，在此不再赘述；超高清屏8，用于超高清显示所述超高清显示的控制装置输出的4K×2K信号；存储模块5，用于存储格式判断装置6和超高清显示的控制装置7等其他装置所输入和输出的各项数据；控制模块4，用于控制存储格式判断装置6、超高清显示的控制装置7和超高清屏8执行相应操作。
进一步地，本实施例中的超高清电视机还包括倍频插帧装置9，用于对超高清显示的控制装置7输出的4K×2K@30Hz目标信号进行插帧、倍频处理，并向超高清屏8输出4K×2K@60Hz信号以驱动超高清屏8实现超高清显示。
综上所述可知，本发明所公开的超高清电视机，能够对4K×2K信号的片源实现超高清显示，且可避免图像垂直方向信息的丢失及图像的突变，能够防止图像模糊及边缘锯齿的出现，可有效提高图像的显示质量。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种超高清显示的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
将接收的4K×2K信号分解成2K×1K过渡信号；
对所述2K×1K过渡信号进行解码处理，以获得2K×1K屏显信号；
将所述2K×1K屏显信号转换成4K×2K目标信号以提供给超高清屏实现超高清显示；其中，
所述将接收的4K×2K信号分解成2K×1K过渡信号的具体步骤包括：
识别所接收的4K×2K信号的频率；
当所接收的4K×2K信号的频率属于第一频率组时，对所接收的4K×2K信号进行帧像素的压缩以获得4K×1K信号；
当所接收的4K×2K信号的频率属于第二频率组时，在对所接收的4K×2K信号进行帧像素的压缩以前还包括对所接收的4K×2K信号进行帧抽取步骤，以将所接收的4K×2K信号的频率转换至所述第一频率组；
对所述4K×1K信号进行帧像素的分割以获得2K×1K过渡信号；
其中第一频率组包括24Hz、25Hz和30Hz，第二频率组包括50Hz、59.94Hz和60Hz；
所述将所述2K×1K屏显信号转换成4K×2K目标信号的具体步骤包括：
对所述2K×1K屏显信号进行插行放大处理以获取2K×2K信号；
对所述2K×2K信号进行帧合并处理以获取4K×2K目标信号；
所述对所述2K×1K屏显信号进行插行放大处理以获取2K×2K信号所采用的插行公式为：
所述2K×2K信号的奇数帧的像素为E(L/R)”pq，所述2K×1K屏显信号的奇数帧的当前行的像素为E(L/R)’ab，所述2K×1K屏显信号的奇数帧的上行的像素为E(L/R)’(a-1)b，所述2K×1K屏显信号的奇数帧的下行的像素为E(L/R)’(a+1)b，与所述2K×1K屏显信号的奇数帧对应的偶数帧的当前行的像素为O(L/R)’ab，与所述2K×1K屏显信号的奇数帧相邻的前偶数帧的当前行的像素为O(L/R)-1’ab；当p为奇数时，E(L/R)”pq＝E(L/R)’ab，其中p＝2a-1，q＝b；当p为偶数时，E(L/R)”pq＝k1*E(L/R)’(a-1)b+k2*E(L/R)’(a+1)b+K3*O(L/R)’ab+k4*O(L/R) -1’ab；其中p＝2a，q＝b，E(L/R)’(a-1)b和E(L/R)’(a+1)b的第一系数为k1、其第二系数为k2，E(L/R)’帧和O(L/R)’帧的相似度关联值为K3，E(L/R)’帧和O(L/R)-1’帧的相似度关联值为k4；
所述2K×2K信号的偶数帧的像素为O(L/R)”pq，所述2K×1K屏显信号的偶数帧的当前行的像素为O(L/R)’ab，所述2K×1K屏显信号的偶数帧的上行的像素为O(L/R)’(a-1)b，所述2K×1K屏显信号的偶数帧的下行的像素为O(L/R)’(a+1)b，与所述2K×1K屏显信号的偶数帧对应的奇数帧的当前行的像素为E(L/R)’ab，与所述2K×1K屏显信号的偶数帧相邻的后奇数帧的当前行的像素为E(L/R)+1’ab；当p为偶数时，O(L/R)”pq＝O(L/R)’ab，其中p＝2a，q＝b；当p为奇数时，O(L/R)”pq＝k5*O(L/R)’(a-1)b+k6*O(L/R)’(a+1)b+K7*E(L/R)’ab+k8*E(L/R) +1’ab；其中p＝2a-1，q＝b，O(L/R)’(a-1)b和O(L/R)’(a+1)b的第一系数为k5、其第二系数为k6，O(L/R)’帧和E(L/R)’帧的相似度关联值为K7，O(L/R)’帧和E(L/R)+1’帧的相似度关联值为k8。
2.根据权利要求1所述的超高清显示的控制方法，其特征在于，对频率属于所述第一频率组的所接收的4K×2K信号进行帧抽取的方式为隔帧抽取。
3.根据权利要求1所述的超高清显示的控制方法，其特征在于，对所接收的4K×2K信号进行帧像素压缩的方式为隔行去除像素。
4.根据权利要求1所述的超高清显示的控制方法，其特征在于，对所述4K×1K信号进行帧像素分割的方式为左右分割。
5.一种超高清显示的控制装置，其特征在于，包括：
帧分解模块，用于将接收的4K×2K信号分解成2K×1K过渡信号；
帧解码模块，用于对所述2K×1K过渡信号进行解码处理，以获得2K×1K屏显信号；
以及帧合成模块，用于将所述2K×1K屏显信号转换成4K×2K目标信 号以提供给超高清屏显示；
所述帧分解模块包括：
频率识别单元，用于识别所接收的4K×2K信号的频率；
帧抽取单元，当所接收的4K×2K信号的频率被所述频率识别单元识别为属于第二频率组时，用于对所接收的4K×2K信号进行帧抽取，以将所接收的4K×2K信号的频率转换至第一频率组；
帧像素压缩单元，当所接收的4K×2K信号的频率被所述频率识别单元识别为属于第一频率组或被所述帧抽取单元转换至第一频率组时，用于对所接收的4K×2K信号进行帧像素的压缩以获得4K×1K信号；
以及帧像素分割单元，用于对所述4K×1K信号进行帧像素的分割以获得2K×1K过渡信号；
其中第一频率组包括24Hz、25Hz和30Hz，第二频率组包括50Hz、59.94Hz和60Hz；
所述帧合成模块包括：
帧像素放大单元，用于对所述2K×1K屏显信号进行插行放大处理以获取2K×2K信号；
以及帧合并单元，用于对所述2K×2K信号进行帧合并处理以获取4K×2K目标信号；
所述对所述2K×1K屏显信号进行插行放大处理以获取2K×2K信号所采用的插行公式为：
所述2K×2K信号的奇数帧的像素为E(L/R)”pq，所述2K×1K屏显信号的奇数帧的当前行的像素为E(L/R)’ab，所述2K×1K屏显信号的奇数帧的上行的像素为E(L/R)’(a-1)b，所述2K×1K屏显信号的奇数帧的下行的像素为E(L/R)’(a+1)b，与所述2K×1K屏显信号的奇数帧对应的偶数帧的当前行的像素为O(L/R)’ab，与所述2K×1K屏显信号的奇数帧相邻的前偶数帧的当前行的像素为O(L/R)-1’ab；当p为奇数时，E(L/R)”pq＝E(L/R)’ab，其中p＝2a-1，q＝b；当p为偶数时，E(L/R)”pq＝k1*E(L/R)’(a-1)b+k2*E(L/R)’(a+1)b+K3*O(L/R)’ab+k4*O(L/R) -1’ab；其中p＝2a，q＝b，E(L/R)’(a-1)b和E(L/R)’(a+1)b的第一系数为k1、其第二系数为k2，E(L/R)’帧和O(L/R)’帧的相似度关联值 为K3，E(L/R)’帧和O(L/R)-1’帧的相似度关联值为k4；
所述2K×2K信号的偶数帧的像素为O(L/R)”pq，所述2K×1K屏显信号的偶数帧的当前行的像素为O(L/R)’ab，所述2K×1K屏显信号的偶数帧的上行的像素为O(L/R)’(a-1)b，所述2K×1K屏显信号的偶数帧的下行的像素为O(L/R)’(a+1)b，与所述2K×1K屏显信号的偶数帧对应的奇数帧的当前行的像素为E(L/R)’ab，与所述2K×1K屏显信号的偶数帧相邻的后奇数帧的当前行的像素为E(L/R)+1’ab；当p为偶数时，O(L/R)”pq＝O(L/R)’ab，其中p＝2a，q＝b；当p为奇数时，O(L/R)”pq＝k5*O(L/R)’(a-1)b+k6*O(L/R)’(a+1)b+K7*E(L/R)’ab+k8*E(L/R) +1’ab；其中p＝2a-1，q＝b，O(L/R)’(a-1)b和O(L/R)’(a+1)b的第一系数为k5、其第二系数为k6，O(L/R)’帧和E(L/R)’帧的相似度关联值为K7，O(L/R)’帧和E(L/R)+1’帧的相似度关联值为k8。
6.一种超高清电视机，其特征在于，包括格式判断装置、超高清显示的控制装置和超高清屏；
所述格式判断装置，用于判断所输入的信号是否为4K×2K信号，若判断所输入的信号是4K×2K信号，则将所述4K×2K信号输出至所述超高清显示的控制装置；
所述超高清显示的控制装置，为权利要求5所述的超高清显示的控制装置，用于控制所述超高清电视机能够实现超高清显示；
所述超高清屏，用于超高清显示所述超高清显示的控制装置输出的4K×2K信号。
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