JP2008199686A - ライン発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】入力される映像信号によるフィールドのピクセル・データから付加的な複数のラインのピクセル・データを発生して複数の表示フレームが前記複数のフィールドより多くのラインを備えるようにしたライン発生装置を提供する。
【解決手段】各ピクセル毎に、前記現在フィールドのある部分が移動しているか否かを判断する動き検出器（３１ａ）を備え、前記動き検出器（３１ａ）の動き信号を用いて２又は更に多くのピクセル発生器（３１ｂ、３１ｃ）の出力間で選択をし、前記イメージが移動していないときは、前記ピクセル発生器（３１ｂ）のうちの一つから複数のピクセル値を供給し、一方前記イメージが移動しているときは、他のピクセル発生器（３１ｃ）から複数のピクセル値を供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ビデオ表示装置及方法に関し、特に入力される映像信号をノンインターレース化（ｄｅ−ｉｎｔｅｒｌａｃｅ）するように変換するライン発生装置及び方法に関する。

ディジタル処理機能を有する映像表示装置は、アナログ形式で信号を処理する通常の表示装置に比較して表示イメージを大きく強化することができる。ディジタル・プロセッサの一型式には、２４０ライン・フィールドの標準ＮＴＳＣテレビジョン信号をフィールドレートとフレームレートが同一の４８０ライン・フレームに変換する「ノンインターレース化」がある。

種々のノンインターレース化技術が知られている。これら技術の相対的な適合性は、得られたイメージ品質に依存している。このイメージが移動しているときは、いくつかの技術は他のものより適している。

本発明の特徴の一つはディジタル表示装置用のライン発生装置であり、このディジタル表示装置は映像入力信号を表わす複数のフィールドのピクセル・データを入力し、前記フィールドよりも多数のフィールドを有するフレームを表示するものである。典型的な応用は、インターレースされた入力信号の２４０ライン・フィールドから４８０ライン・フレームを得るためのものである。動き検出器は現在のピクセルの少なくとも一つの近傍ピクセルを選択し、前記現在フィールド及び２つ前のフィールドにおける近傍ピクセルの値間の差を計算し、将来フィールド及び前フィールドにおける現在フィールドの値間の差を計算し、かつこれらの差の重み付け平均を計算することにより、移動量を決定する。得られた移動量は現在のピクセルが移動しているか否かを表わしている。この処理は、入力データのフィールド毎に全てのピクセルと同じだけ反復可能とされる。この移動量は、前記現在フィールドのピクセル・データから新しいピクセル値を発生する第１のピクセル発生装置の出力と、少なくとも一つの時間的に隣接フィールドのピクセル・データから新しいピクセル値を発生する第２のピクセル発生装置の出力との間で選択をするために用いられる。

本発明の技術的な利点は、イメージ、又はイメージの一部分が移動しているか否かを検出する改善した方法を提供する。検出が良ければライン発生処理が良くなり、従って映像表示装置が良くなるということに帰結する。

この説明は、そのディジタル表示装置として、陰極線管（アナログ）よりも空間光変調器（ＳＬＭ）（ディジタル）を有する表示装置に関するものであるが、本発明は、映像データをディジタル的に処理するどのような表示装置においても実施可能とされる。従って、図１及び図２では、ＳＬＭ１６及び光学系の表示装置１７を、ディジタル・アナログ変換器及びＣＲＴに置換することができる。

図１はＳＬＭに基づく表示装置１０のブロック図であり、この表示装置１０はアナログの映像信号、例えば放送テレビジョン信号を入力し、かつこの映像信号により表わされたイメージを表示する。図２は同じような装置２０のブロック図であり、入力信号が既にディジタル・データを表わしている。図１及び図２では、メイン・スクリーンのピクセル・データ処理にとって重要な構成要素のみが示されている。他の構成要素、例えば同期処理、信号、クローズキャプション（ｃｌｏｓｅｄ ｃａｐｔｉｏｎｉｎｇ）のような二次スクリーン機構を処理するために用いられるものは、示されてない。

ＮＴＳＣ信号からサンプリングされた６４０ピクセル／行、４８０行／フレーム、かつ２４ビット／ピクセルを有する表示フレームを仮定する。これは、処理装置１４がライン発生処理を実行した後に、２４０奇数行又は２４０偶数行のデータを、４８０行を有する表示フレームへ変換することである。３色のそれぞれのピクセルについて、８ビットが存在する。しかし、本発明は、ある種の境界、例えばＮＴＳＣ方式の垂直同期信号により、複数のフィールドに分割される任意の形式の映像信号に有用である。本発明により、このような任意の信号を処理して付加的なピクセル・ラインを有する複数の表示フレームを発生させると共に、この型式の方法を用い、動き検出信号に応答して付加的な画素を発生させることは、可能である。

表示装置１０の動作の概説すると、信号インタフェース・ユニット１１はアナログの映像信号入力して、映像信号、同期信号及び音声信号を分離する。信号インタフェース・ユニット１１は、この映像信号をＡ／Ｄ変換器１２ａ及びＹ／Ｃ分離器１２ｂに送出し、これらはデータをデータ・ピクセル・サンプルに変換し、かつ色（“Ｃ”）データから輝度（“Ｙ”）データを分離させる。図１では、この映像信号をＹ／Ｃ分離の前にディジタル・データに変換しているが、他の実施例では、Ａ／Ｄ変換の前にアナログ・フィルタを用いて、Ｙ／Ｃ分離を行なうこともできる。

Ｙ／Ｃ分離器１２ｂと処理装置１４との間にフィールド・バッファ１３が配置されている。フィールド・バッファ１３は、図３に関連して以下で説明するように、フィールド遅延したピクセル・データを供給してラインを発生させるように、少なくとも３フィールドのピクセル・データの容量を有する。更に、フィールド・バッファ１３はフィールド拡張に有用である。ＳＬＭに基づく装置１０は垂直ブランキング時間を必要としないので、フィールド間の付加的な時間を用いてデータを処理し、かつデータをＳＬＭ１６にロードするために利用可能な時間を増加することができる。フィールド・バッファ１３はカラー・ホイール（ｃｏｌｏｒ ｗｈｅｅｌ）同期及びスケール設定に関連する他の機能を備えてもよい。

処理装置１４は種々のピクセル・データ処理タスクを実行して表示用のデータを準備する。処理装置１４は処理中にピクセル・データを格納し、かつ命令を格納する処理メモリを備えてもよい。処理装置１４が実行するタスクには、以下で図３〜図１０に関連して説明するように、付加的なラインのピクセル・データを発生して入力されるフィールドのデータを例えばノンインターレース化のために複数の表示フレームに変換することが含まれる。

表示メモリ１５は処理装置１４から処理されたピクセル・データを受け取る。表示メモリ１５は、以下で図１１〜図１４に関連して説明するように、ＳＬＭ１６に用いるために、入出力においてデータを「ビット・プレーン」フォーマットにフォーマット化する。ビット・プレーン・フォーマットは、データの各ビットの値に応答して、ＳＬＭ１６の各ピクセル要素をオン又はオフさせることができる。典型的な表示装置１０において、表示メモリ１５は「二重バッファ」メモリである。これは、少なくとも２つの表示フレーム用の容量を有することを意味する。一方の表示フレームのバッファをＳＬＭ１６へ読み出している間に、他方の表示フレーム用のバッファを書き込むことができる。２つのバッファはデータをＳＬＭ１６に連続的に供給するように、「ピンポン」（ｐｉｎｇ ｐｏｎｇ）形式で制御することができる。

ＳＬＭ１６は任意型式のＳＬＭでよい。この説明はＤＭＤ型のＳＬＭ１６に関するものであるが、他の型式のＳＬＭを表示装置１０より置換し、ここで説明する本発明に用いてもよい。例えば、ＳＬＭ１６はアドレス指定可能な複数のピクセル要素を有するＬＣＤ型のＳＬＭであってもよい。適当なＳＬＭ１６の詳細については、「空間光変調器（Ｓｐａｔｉａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）」と題し、テキサス・インスツルメンツ（株）に譲渡され、ここでは引用により関連される米国特許第４，９５６，６１９号に記載されている。

表示装置１７は、ＳＬＭ１６からイメージを受け取り、かつイメージ・プレーン、例えば表示装置のスクリーンを照射する光学的な構成要素を有する。カラー表示のときは、各カラーのビット・プレーンを逐次化し、表示装置１７の一部分であるカラー・ホイールに同期させることができる。又は、異なるカラー用のデータは、３つのＳＬＭに並列して表示され、かつ表示装置１７により組合わせられてもよい。マスタ・タイミング・ユニット１８は種々の装置制御機能を提供する。

ＤＭＤベースのディジタル表示装置の総合的な説明は、「標準独立ディジタル化映像装置（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｄｉｇｉｔｉｚｅｄ Ｖｉｄｅｏ Ｓｙｓｔｅｍ）」と題する米国特許第５，０７９，５４４号、「ディジタル・テレビジョン装置（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）」と題する米国特許第○○○（弁理士文書番号ＴＩ−１７８５５）、及び「ＤＭＤ表示装置（ＤＭＤ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｓｙｓｔｅｍ）」と題する米国特許出願第○○○○○（弁理士文書番号ＴＩ−１７６７１）に記載されており、それぞれテキサス・インスツルメンツ（株）に譲受され、ここでは引用により関連される。「パルス幅変調表示装置に用いるＤＭＤ構成及びタイミング（ＤＭＤ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｔｉｍｉｎｇ ｆｏｒ Ｕｓｅ ｉｎ ａ Ｐｕｌｓ−Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｓｙｓｔｅｍ）」（弁理士文書番号ＴＩ−１５７２１）と題する米国特許第０７／６７８／７６１号は、ＤＭＤ方式による表示装置及びビット・プレーンのデータを変調して種々のピクセル輝度を得る方法に用いる映像データをフォーマット化する方法を説明している。カラー・ホイールを有するＤＭＤ方式による表示装置を全般的に用いて逐次的なカラー・イメージを得ることは、「白色光を強調したカラー・フィールド逐次投影（Ｗｈｉｔｅ Ｌｉｇｈｔ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｏｌｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）」と題する米国特許出願第０７／８０９，８１６号に説明されている。これらの特許出願は、テキサス・インスツルメンツ（株）に譲渡され、ここでは引用により関連される。

図３は独立した３つのプロセッサとしての処理装置１４を示し、それぞれ個別的なタスクを実行する。これらのプロセッサには、ライン発生器３１、カラー空間変換器３２及び非ガンマ化補正器（ｄｅ−ｇａｍｍａ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）３３が含まれている。以下で更に詳細に説明するように、この説明のノンインターレース化例において、ライン発生器３１は２４０ライン・フィールドから４８０ライン・フィールドを発生する。ライン発生器３１はＲＧＢ（赤、緑、青）フォーマットに既存していないデータをＲＧＢに変換する。ＳＬＭ１６のライン特性はガンマ補正の必要性をなくすので、非ガンマ化補正器３３はガンマ補正の効果を解除する。

カラー空間変換器３２及び非ガンマ化補正器３３の両者は、メモリ装置、例えば読み出し専用メモリによるルックアップ・テーブルとして実施されてもよい。更に、カラー空間変換器３２及び非ガンマ化補正器３３の種々の実施の構造及び動作についての更なる詳細は、「空間光変調器を有する映像表示装置の線形性化（Ｌｉｎｅａｒｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｖｉｄｅｏ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ Ｓｐａｔｉａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）」と題し、テキサス・インスツルメンツ（株）に譲渡され、かつここでは引用により関連される米国特許第８／１７８，９７５号（弁理士番号ＴＩ−１７８６３）に記載されており、更に前記の引用により関連された米国特許第８／１４７，２４９号（弁理士番号ＴＩ−１７８５５）はカラー空間変換器及び非ガンマ化補正器も説明している。

ライン発生器３１は動き検出器３１ａ、異なる型式の少なくとも２つのピクセル発生器３１ｂ及び３１ｃを有する。動き検出器３１ａの基本的な機能は、以下で説明するように、表示フレームを発生させるために用いるのは出力ピクセル・データか、又はピクセル発生器３１ｂ及び３１ｃからの出力ピクセル・データの組合わせかを判断する制御信号を供給することである。

動き検出器３１ａへの入力は異なる４つのフィールドからのＹデータである。第１のフィールドＹ_F(t0+1)からのＹデータは直接動き検出器３１ａへ転送される。他の３つのフィールドＹ_F(t0)、Ｙ_F(t0-1)及びＹ_F(t0-2)からのデータはフィールド・バッファ１３からの動き検出器３１ａへ転送される。添字Ｆ（ｔ０＋１）は、時間的に、「現在」フィールド、即ちピクセル・データを表示フレーム用のピクセル・データに現在変換しているフィールドの後に、１フィールドの間隔を置いて表示装置１０に到達する意味で、「将来」フィールドである。添字Ｆ（ｔ０）による表わすフィールドは、現在フィールドである。添字Ｆ（ｔ０−１）及びＦ（ｔ０−２）は、それぞれ１つ前のフィールド、及び第２の（ａ ｓｅｃｏｎｄ ｐｒｅｖｉｏｕｓ）前のフィールドである。

本発明の特徴は、動き検出器３１ａが、４つのフィールド、即ち将来フィールド、現在フィールド、前フィールド、及び第２の前フィールドからのデータに基づき、現在フィールドの任意のピクセルに関する、動き検出信号を発生させることである。この処理は、問題のピクセルの２又は更に多くの近傍ピクセルを選択する。次いで、異なるピクセル用に異なるフィールドを用い、これらのピクセルの値間のフィールド間差を計算する。最後に、これらの差の重み付け平均を計算する。

動き検出信号はピクセル毎を基本として連続的に再計算されてもよい。各フィールドのピクセル・データを動きについて解析し、かつこれを用いて表示フレーム用の付加的なピクセル・データを生成させる。

図３において、動き検出器３１ａ、ピクセル発生器３１ｂ及び３１ｃは輝度／色入力信号の輝度（Ｙ）ピクセル・データのみに基づいて動作する。色（ＵＶ）データ用のピクセル・データは、異なる多数の方法により処理され得る。図３の実施例では、全てのＵＶデータ用にライン２倍化方法を用いるピクセル発生器３１ｄにより、ＵＶデータを処理している。更に、ピクセル発生器３１ｂ及び３１ｃは色データを２倍化することも可能なので、動き検出器３１ａが出力する動き検出信号に応答して、色データのピクセル発生方法を切り換える。最後に、独立した複数のピクセル発生器と共に、色データ用に独立した動き検出器を備えてもよいので、輝度データについて実行したと同一の動き検出及びピクセル発生選択の処理を、色データについても実行することになる。

入力信号はＲＧＢカラー空間を既に表わしていることある。この場合は、カラー変換は必要ではない。動き検出器３１ａ、ピクセル発生器３１ｂ及び３１ｃは３色それぞれのデータ・パス上に存在することになる。

図４は本発明により動き検出信号を発生させる一実施例を示す。この方法は、ＮＴＳＣ信号からサンプリングしたピクセル・データの複数のインターレース・フィールド間の動きを検出するために用いられる。これは３つの近傍ピクセルからのピクセル値差を用いる。

動きを現に検出しているピクセルは、現在フィールドにおけるピクセルＸである。動き検出処理は数学的に次のようになる。

ただし、第１項の分子は現在フィールド及び２つ前のフィールドにおけるピクセルＸの上のピクセル値間の差を表わし、第２項の分子は将来フィールド及び前フィールドにおけるピクセルＸと同一のライン上のピクセル値間の差を表わし、第３項の分子は将来フィールド及び前フィールドにおけるピクセルＸの下のピクセル値間の差を表わす。計算の結果は動き検出値ＭＤであり、ピクセル・データのものと同一範囲による値、ここでは８ビット、を有する。

同様の方法を、２つの近傍ピクセル、又は２より多くの近傍ピクセルにより用いることもできる。従って、項の数及び分母の値も調整することになる。

動き検出器３１ａは一組の格納された命令を実行するプロセッサとして実施されてもよい。適当なプロセッサ例にテキサス・インスツルメンツ（株）により製造されたスキャンライン・映像・プロセッサ（Ｓｃａｎｌｉｎｅ Ｖｉｄｅｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）がある。この命令は、動き検出器３１ａの一部であるプログラム・メモリ、例えば読み出し専用メモリに格納されてもよい。

図３を再び参照すると、一連のＭＤ値、又はＭＤ値から導出される一連の値を表示可能な動き検出信号は、２つのピクセル発生器３１ｂ及び３１ｃの出力間で選択をするために用いられる。図５〜図１０に関連して以下で説明するように、これらのうちの一つ、ピクセル発生器３１ｂは現在フィールドにより表わされるイメージに動きがないときは、表示により適したピクセル・データを発生する。他のピクセル発生器３１ｃは、現在フィールドにより表わされたイメージに動きがあるときは、表示により適したピクセル・データを発生する。セレクタ３１ｅは、スイッチング機能を備えており、図９及び図１０に関連して以下で説明するように、出力の重み付け平均を備えることもできる。

更に、ライン発生器３１はフィルタ３１ｆを備え、これを用いて動き検出信号ＭＤにおける雑音の影響を減少させるようにしてもよい。そのフィルタリングは水平又は垂直プレーンにおいて実行されてもよい。

垂直フィルタリングでは、低域通過フィルタをモデルとする処理を用いる。例えば、フィルタ３１ｆが５タップ（５ｔａｐ）低域通過フィルタのときは、以下の計算を実行すればよい。即ち、

ＭＤ’＝１／４Ｈ^-2＋１／２Ｈ^-1＋１／２＋１／２Ｈ １／４Ｈ²*ＭＤ

前記計算に従って、ＭＤ’は、現在ピクセル、そのフィールドの上の２つのピクセル、及びそのフィールドの下の２つのピクセルの値の重み付け平均である。

垂直フィルタの出力は水平フィルタに供給されてもよい。例えば、フィルタ３１ｆが９タップ水平低域通過フィルタであれば、以下の計算を実行することができる。即ち、

ＭＤ″は、前記計算による、現在ピクセルの値と、そのラインの右の４つのピクセルの値と、そのラインの左の４つのピクセルの値との重み付け平均であり、全てのピクセルが同一フィールドに存在している。

雑音の影響を減少させために、他のフィルタリングを実行することもできる。フィルタリングしたＭＤ値又はフィルタリングしていないＭＤ値から定数を引算してもよく、その結果を更に少ないビットに圧縮してもよい。

この説明の例において、各ＭＤ値は４ビットに圧縮されており、動き検出信号は一連の４ビット値である。動き検出信号は、「低い動き」即ち所定値より低い「動き」、及び所定値より高い「動き」を表わす。これは、ピクセル発生器３１ｂ又は３１ｃからピクセル・データを用いる「いずれか一方」の選択として出力間の選択を可能にする。そうでなければ、以下で説明するように、動き検出信号を用いて重み付け係数を導き出すことができる。選択は切り換えるものでもよく、又は重み付け係数はピクセル毎に調整されてもよい。

ピクセル発生器３１ｂ及び３１ｃは各現在フィールドについて新しいピクセルを発生する。図３に関連して以上で説明したように、入力されるデータが輝度−色入力信号（ＹＵＶ）カラー空間に存在するこの説明例では、各ピクセルのＹデータのみを用いて新しいＹ値を生成させる。付加的な色値は独立したピクセル発生器３１ｄにより生成される。

出力が低い動きのフィールドからピクセル・データを生成するのに適したピクセル発生器３１ｂの例には、時間的に間隔を置くピクセル・データを用いるものがある。特に、このようなピクセル発生器３１ｂは、隣接するフィールド及び近傍のフィールドにおける近傍ピクセルの値から新しいピクセル値を計算する処理により実現される。

図５はこのような一つの「低い動き」ライン発生方法を示す。これは「フィールド挿入」方法である。新しいピクセルＸの値は、隣接（将来又は前）フィールドにおける同一ピクセルにおける値と同一である。前フィールドの値を用い、数学的に表現すると次のようになる。
Ｘ_F(t0)＝Ｘ_P(t0-1)
この方法の変形では、前フィールド及び将来フィールドにおける同一ピクセルの平均値を用いる。

図６は他の「低い動き」方法を示しており、この方法は「中間値」（ｍｅｄｉａｎ ｖａｌｕｅ）方法である。新しいピクセルＸにおける値は、前フィールドにおけるピクセルＸ、又は同一フィールドにおける近傍ピクセルとなる。２つの近傍ピクセルを用い、数学的に表わすと、次のようになる。
Ｘ_F(t0)＝中央値（Ｘ_F(t0-1)，Ａ_F(t0)，Ｂ_F(t0))

出力が動きフィールドからピクセル・データを生成することにのみ適したピクセル発生器３１ｃは、典型的には、同一フィールドにおける複数のピクセルの値から新しい複数の近傍ピクセルの値を計算する。これは、時間的に間隔を置いた複数のフィールドのピクセル値を用いると、表示イメージが不鮮明になってしまうためである。
図７は「動き」ライン発生方法を示す。これは、新しいピクセルＸにおける値が現在フィールドにおける上又は下のピクセル値と同一になるライン２倍化方法である。前記ピクセルを用い、数学的に表わすと次のようになる。
Ｘ_F(t0)＝Ａ_F(t0)

図８はライン平均化方法であり、この方法では、近傍ピクセルＸにおける値がその上下のピクセル値の平均値となる。数学的に表わすと次のようになる。

異なったピクセル発生器３１ｂ及び３１ｃの２出力間で切り換える代りに、動き検出信号を用いて重み付け係数を求めることもできる。この重み付け係数を用いることにより、出力の重み付け平均が得られる。
図９は動き検出信号を用いて重み付け平均を求める１例を示す。この処理は、同一フィールドの隣接ラインにおけるピクセルＡ及びＢと、隣接フィールドのピクセルＸにおける値とに基づき、現在フィールドにおける新しいピクセル値を決定する。Ｘに関する前フィールド値を用い、数学的に表わすと次のようになる。

ただし、第１項はライン平均化処理を表わし、第２項はフィールド挿入処理を表わす。重み付け係数ｋは動き検出値から得られた正規化値である。例えば、動き検出値は４ビット値（０〜１５）であり、ｋは、
ｋ＝ＭＤ／１６
により計算することができる。

図５〜図９の例において、ピクセル発生器３１ｂ及び３１ｃはインターレースされたフィールド・データを用いて表示フレームを発生させている。例えば、交番するフィールドが２４０奇数行及び２４０偶数行を有するＮＴＳＣ信号では、ピクセル発生器３１ｂ及び３１ｃが付加的な２４０行／フレームを発生するので、各表示フレームは４８０行となる。この型式のライン発生は、一般的に「プロスキャン（ｐｒｏｓｃａｎ）」変換又は「ノンインターレース化」と呼ばれている。しかし、ライン発生器３１を用い、インターレースされた又はノンインターレース化された任意型式のデータを処理することにより、表示フレームが付加的なデータ・ラインを有するようにしてもよいことを理解すべきである。

ピクセル発生器がノンインターレースであっても、又は他の何らかの型式のイメージ強調であっても、各現在フィールドについて多数の新しいピクセルを発生することができる。その結果は一般化されたピクセル・データを有する表示フレームとなる。同様に、各新しいフィールドが新しい現在フィールドとなるので、同じような方法によりそのフィールドのピクセル・データから表示フレームを発生する。動き検出器３１ａは動きを判断するために将来フィールドを用いるので、発生したフレームは入力フィールドから１フィールド期間だけ遅延されている。

ピクセル発生器３１ｂ及び３１ｃは、前述の方法を実行するようにプログラムされたプロセッサとして実施されてもよい。各プロセッサは、動き検出器３１ａのように、少なくとも一つの方法を実行するための命令を格納するメモリを備える。ピクセル発生器３１ｂ及び３１ｃは、ピクセル発生アルゴリズムを実行する論理回路として実現されてもよい。

図１０は動き適応のライン発生器３１の特定の一実施例を示す。この説明の他の例のように、インターレースされた入力信号を仮定している。ピクセル発生器３１ｂ及び３１ｃはライン平均化及び中央値プロセッサにより実現される。前述のように、イメージに動きがあるときは、ライン平均化が好ましく、イメージに動きがないときは、中央値処理が好ましい。動き検出器３１ａは図４の方法に従って動き検出信号を計算する。同一フィールドだが異なる複数のラインを除いたピクセル値を得るために、ライン・メモリを用いる。

セレクタ３１ｅは動き検出信号、ピクセル発生器３１ｂ及び３１ｃの両方の出力を入力している。図９に関連して説明したものと同様の方法により、重み付け係数を計算し、かつ出力の重み付け平均を計算する。その結果は、生成された１ラインのピクセル・データである。

現在フィールドの元のラインは生成したラインにより変更されて表示フレームが生成される。元のラインと生成したラインとの間の切り換えは、ＮＴＳＣの方式の表示装置に適した３１．５ＫＨｚで発生する。

図３を再び参照すると、表示メモリ１５により完全に処理されたピクセル・データがビット・プレーンにフォーマット化されている。前述のように、この説明の説明では、各表示フレームは６４０×４８０サンプルのピクセル・データを有し、かつ各サンプルは２４ビットを有する。フォーマット化は２４ビット・プレーン／フレームを生成し、各ビット・プレーンは各サンプルから同一の重み付けの１ビットからなる。従って、各表示フレームは６４０×４８０ビットの２４ビット・プレーンをそれぞれ有する。更に、フォーマット化処理の詳細を以下、図１１〜図１４に関連して説明する。

フォーマット化
図１１は、フォーマット化及び表示フレーム格納機能を実行する表示メモリ１５の一実施例を示す。表示メモリ１５は本質的にフォーマッタ７１、メモリ・アレー７２、ビット・セレクタ７３、及びコントローラ７４からなる。

図１１は、表示メモリ１５が全ての行のデータを格納するパーティション化していないメモリを仮定している。パーティション化したメモリでは、第１の表示メモリ１５がＳＬＭ１６の上半分又は下半分のみのデータを格納し、第２の表示メモリ１５が他の半分のデータを格納するものでよい。本発明の原理は、各パーティション化が並行して動作することを除けば、パーティション化したメモリにとって同一となる。

入力されるピクセル・データは各サンプル、各行、各フレーム毎に表示メモリ１５に書き込まれる。従って、入力されるデータ・サンプルは２４ビット幅、各カラーについて８ビットである。フォーマッタ７１はこのデータをビット・レベル・データに再編成する。

図１２はフォーマッタ７１の一実施例を示す。各行のデータ（６４０ピクセルのサンプル）は、それぞれ１６サンプルによる４０ブロック（４０×１６＝６４０）に分割される。４０ブロックのそれぞれはブロック・レジスタ８１を有する。各ブロック・レジスタ８１は１ブロックのデータを入力している。各サンプルは２４ビットであるから、各ブロック・レジスタ８１の容量は３８４ビット（２４×１６＝３８４）である。最初のブロック・レジスタ８１が最初の１６サンプルのデータにより満たされた後、コントローラ７４は次のブロック・レジスタ８１をアドレス指定し、これに次の１６サンプルのデータを格納する。これは、各ブロック・レジスタ８１が１６サンプルのデータにより満たされるまで、従って４０ブロック・レジスタ８１が１行のデータを格納するまで、連続する。

各ブロック・レジスタ８１に関連したマルチプレクサ８２は、そのブロック・レジスタ８１からデータを入力する。各マルチプレクサ８２は、１度に１ビットづつで、そのデータをメモリ・アレー７２へ出力する。

図１３に示すように、メモリ・アレー７２は、フォーマッタ７１の各ブロック・レジスタ８１について１列づつで、４０列を有する。各列は、１６ピクセル×４８０行に関するデータを格納する。各列は、更に、当該列の１６ピクセル×４８０行のビット・レベルを格納するビット・プレーン領域９１に分割される。従って、各列は、各ビット・レベルについて１で、２４ビット・プレーン領域９１を有する。各領域９１は７６８０ビットを格納する（１ビット／ピクセル×１６ピクセル×４８０行＝７６８０ビット）。４０列のメモリ・アレー７２によって、１表示フレームを形成する２４ビット・プレーンが格納される。

図１１を再び参照すると、メモリ・アレー７２からビット・セレクタ７３へデータが転送される。フォーマッタ７１へのデータに対して、ビット・セレクタ７３へのデータは、ビット・レベル順序で入力されている。

図１４は更に詳細にビット・セレクタ７３を示す。ビット・セレクタ７３は４０列を有し、メモリ・アレー７２の各列に関連させている。各列は第１のシフト・レジスタ（Ｓ／Ｒ）１０１を有し、このシフト・レジスタ１０１はメモリ・アレー７２のビット・プレーン領域９１から２５６ビットのデータ（１ビット×１６ピクセル×１６行＝２５６ビット）を入力している。ビット・セレクタ７３の４０列によって、シフト・レジスタ１０１が１６行における１レベルのビット・プレーン・データを格納するように、これらの２５６ビットは、異なる複数の行を除き、同一ビット・レベルのものである。各列における第２のシフト・レジスタ１０２は１６ビット置きに選択をするので、ＳＬＭ１６へ送出されるデータは行毎にビット・プレーンに存在する。各４０列は一度に１ビットをＳＬＭ１６へ転送する。

図１１を再び参照すると、コントローラ７４は、フォーマッタ７１、メモリ・アレー７２及びビット・セレクタ７３用のブロック・アドレス、行アドレス、及びビット・プレーン・アドレスをそれぞれ供給する。これらのアドレスはカウンタにより内部的に発生されてもよく、処理装置１４により又はマスタ・タイミング・ユニット１８により外部的に供給されてもよい。コントローラ７４の他の機能は、読み出し及び書き込みのための同一データに対してアクセスしようとしたときの競合を解決することにある。これは、特に二重ポートのメモリの場合に、当該技術分野のメモリ管理において知られている技術により達成されてもよい。

図１１〜図１４に関連して説明した表示メモリ１５は、表示フレームをフォーマット化し、かつ格納する表示メモリ１５の一例に過ぎない。更なる詳細は「直交入出力及び空間的再整理によるデータ・フォーマッタ」と題し、テキサス・インスツルメンツ（株）に譲渡され、ここでは引用により関連される米国特許第７５５、９８１号に記載されている。他の型式の表示メモリ１５は、データをビット・プレーンにフォーマット化する他の手段を用いてもよい。「空間光変調器を用いた表示装置用ディジタル・メモリ」と題し、テキサス・インスツルメンツ（株）に譲渡され、ここでは引用により関連される米国特許第８／１６０，３４４号（弁理士文書番号ＴＩ−１７４０４）は、ピクセル・フォーマットによるデータを格納し、データを出力におけるビット・プレーンにフォーマット化する手段を備えた表示メモリ１５を説明している。

他の実施例
本発明を特定の実施例を参照して説明したが、この説明は限定する意味で解釈することを意図していない。開示した実施例及び他の実施例の種々の変形は当該技術分野において習熟する者にとって明らかである。従って、請求の範囲は本発明の心の範囲に含まれる全ての変形を包含することを意図している。

以上の説明に関連して以下の項を開示する。

（１）映像入力信号を表わすピクセル・データの複数のフィールドを入力し、かつ前記フィールドよりも多くのラインを有するフレームを表示するディジタル表示装置用のライン発生装置において、
一組の動き検出命令を実行し、かつ前記命令を格納するメモリを有する動き検出器であって、現在ピクセルの少なくとも一つの近傍ピクセルを選択し、前記現在フィールド及び第２の前フィールドにおける前記近傍ピクセルの値間の差を計算し、将来フィールド及び前フィールドにおいて前記現在ピクセルの値間における差を計算し、かつ前記差の重み付け平均を計算して移動量を求める動き検出器と、
前記現在フィールドのピクセル・データから新しいピクセル値を発生させる第１のピクセル発生器と、
少なくとも一つの時間的に隣接するフィールドのピクセル・データから新しいピクセル値を発生する第２のピクセル発生器と、
移動量に応答して前記第１のピクセル発生器と前記第２のピクセル発生器との間で選択をするセレクタと
を備えたことを特徴とするライン発生装置。

（２）前記少なくとも一つの近傍ピクセルは前記現在ピクセルの上又は下のピクセルであることを特徴とする請求項１記載のライン発生装置。

（３）前記少なくとも一つの近傍ピクセルは前記現在ピクセルの上及び下のピクセル値であり、かつ前記現在フィールドにおける前記近傍ピクセルと前記前フィールドとの間の差は両ピクセルのために計算されることを特徴とする第１項１記載のライン発生装置。

（４）前記動き検出器、前記第１のピクセル発生器及び前記第２のピクセル発生器は輝度データについて動作し、更に新しいラインの色データを発生する第３のピクセル発生器を備えていることを特徴とする請求項１記載のライン発生装置。

（５）同一フィールドの複数のラインのピクセル・データを格納する複数のライン・メモリを備えていることを特徴とする第１項記載のライン発生装置。

（６）更に前記第１のピクセル発生器と、前記第２のピクセル発生器のプロセッサとの間で選択をするための重み付け係数を供給する動き解析器を備えていることを特徴とする第１項記載のライン発生装置。

（７）更に前記移動量をフィルタリングするフィルタを備えていることを特徴とする第１項記載のライン発生装置。

（８）前記第１のピクセル発生器及び前記第２のピクセル発生器はピクセル発生処理を実行するようにプログラムされたプロセッサであることを特徴とする第１項記載のライン発生装置。

（９）前記セレクタは前記第１のピクセル発生器又は前記第２のピクセル発生器の出力を選択するスイッチであることを特徴とする第１項記載のライン発生装置。

（１０）前記セレクタは前記第１のピクセル発生器及び前記第２のピクセル発生器の出力の重み付け平均を供給するための重み付け係数を計算する動き解析器であることを特徴とする第１項記載のライン発生装置。

（１１）映像入力信号を表わすピクセル・データの複数のフィールドからサンプリングされた複数のラインのピクセル・データを発生するライン発生方法において、
現在ピクセルの少なくとも一つの近傍ピクセルを選択して動き検出信号を発生し、前記現在フィールド及び第２の前フィールドにおける前記近傍ピクセルの値間の差を計算し、将来フィールド及び前フィールドにおける前記現在ピクセルの値間の差を計算し、かつ前記差の重み付け平均を計算するステップと、
前記現在フィールドからのピクセル・データを用いて第１のピクセル・データの出力を発生するステップと、
少なくとも一つの時間的に隣接するフィールドからのピクセル・データを用いて第２のピクセル・データの出力を発生するステップと、
前記動き検出信号の値に応答して前記第１のピクセル・データと前記第２のピクセル・データとの間で選択をするステップと
を備えていることを特徴とするライン発生方法。

（１２）前記発生するステップは現在フィールドのピクセル・データの全てのピクセルについて実行されることを特徴とする第１１項記載のライン発生方法。

（１３）前記発生するステップは多数の現在ピクセルについて反復され、かつ前記動き検出信号は一連のディジタル値であることを特徴とする第１１項記載のライン発生方法。

（１４）前記動き検出信号は重み付け係数を導き出すために用いられ、前記選択するステップは前記ピクセル・データの出力のうちの重み付け出力を選択することにより実行されることを特徴とする第１１項記載のライン発生方法。

（１５）前記少なくとも一つの近傍ピクセルは前記現在ピクセルの上又は下のピクセルであることを特徴とする第１１項記載のライン発生方法。

（１６）前記少なくとも一つの近傍ピクセルは前記現在ピクセルの上及び下のピクセルであり、かつ前記現在フィールド及び前記第２の前フィールドにおける前記近傍ピクセルの値間の差は両ピクセルについて計算されることを特徴とする第１１項記載のライン発生方法。

（１７）更に、前記動き検出信号をフィルタリングするステップを備えていることを特徴とする第１１項記載のライン発生方法。

（１８）映像入力信号を表わす複数のインターレース・フィールドのピクセル・データを入力し、かつピクセル・データにより表わされたノンインターレース化のフレームを表示するディジタル表示装置用のライン発生装置において、
一組の動き検出命令を実行し、かつ前記命令を格納するメモリを有する動き検出器であって、前記動き検出命令が現在ピクセルの少なくとも一つの近傍ピクセルを選択し、前記現在フィールド及び第２の前フィールドにおける前記近傍ピクセルの値間の差を計算し、将来フィールド及び前フィールドにおける前記現在ピクセルの値間の差を計算し、かつ前記差の重み付け平均を計算して各現在フィールドのある数の現在ピクセルについての移動量を得る動き検出器と、
前記移動量に応答して前記現在フィールドのピクセル・データから新しいピクセル値を発生させる第１のピクセル発生器と、
前記移動量に応答して時間的に隣接する少なくとも一つのフィールドから新しいピクセル値を発生させる第２のピクセル発生器と、
前記移動量に応答して前記第１のピクセル発生器及び前記第２のピクセル発生器の出力間で選択をして、発生した１ラインのピクセル・データを供給するセレクタと、
前記入力信号の元のラインと前記発生した１ラインのピクセル・データとの間で切り換えをするライン・スイッチと
を備えていることを特徴とするライン発生装置。

（１９）前記少なくとも一つの近傍ピクセルは前記現在ピクセルの上又は下のピクセルであることを特徴とする第１８項記載のライン発生装置。

（２０）前記少なくとも一つの近傍ピクセルは前記現在ピクセルの上及び下のピクセルであり、かつ前記現在フィールド及び前記前フィールドにおける前記近傍ピクセル値の間の差は両ピクセルについて計算されることを特徴とする第１８項記載のライン発生装置。

（２１）映像入力信号からサンプリングされた複数のフィールドのピクセル・データを入力し、かつ付加的な複数のラインのピクセル・データを発生して複数の表示フレームが前記複数のフィールドより多くのラインを備えるようにするライン発生器（３１）。前記ライン発生器（３１）は、各ピクセル毎に、前記現在フィールドのある部分が移動しているか否かを判断する動き検出器（３１ａ）を有する。前記動き検出器（３１ａ）の動き信号を用いて２又は更に多くのピクセル発生器（３１ｂ、３１ｃ）の出力間で選択をする。前記イメージが移動していないときは、前記ピクセル発生器（３１ｂ）のうちの一つが表示により適している複数のピクセル値を供給する。前記イメージが移動しているときは、他のピクセル発生器（３１ｃ）が表示により適している複数のピクセル値を供給する。

本発明によるライン発生処理を実行する処理装置を有する表示装置のブロック図。 本発明によるライン発生処理を実行する処理装置を有する表示装置のブロック図。 図１及び図２の処理装置の一部分とすることができるライン発生装置、カラー空間変換器及びデ・ガンマ・プロセッサを示すブロック図。 映像信号の隣接フィールドにより表わされたイメージに動きが存在するか否かを検出する方法を示す図。 低い動きのライン発生方法を示す図。 他の低い動きのライン発生方法を示す図。 動きライン発生方法を示す図。 ライン平均化方法を示す図。 動き検出信号を用いて重み付け平均を得る方法を示す図。 図３のライン発生プロセッサの特定の実施例を示すブロック図。 ピクセル・データをビット・プレーンにフォーマット化する回路を含む図１及び図２の表示メモリのような表示メモリを示すブロック図。 ピクセル・データをビット・プレーンにフォーマット化する回路を含む図１及び図２の表示メモリのような表示メモリを示すブロック図。 ピクセル・データをビット・プレーンにフォーマット化する回路を含む図１及び図２の表示メモリのような表示メモリを示すブロック図。 ピクセル・データをビット・プレーンにフォーマット化する回路を含む図１及び図２の表示メモリのような表示メモリを示すブロック図。

符号の説明

３１ ライン発生器
３１ａ 動き検出器
３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ ピクセル発生器
３１ｅ セレクタ
３２ カラー空間変換器
７１ フォーマッタ
７２ メモリ・アレー
７３ ビット・セレクタ
７４ コントローラ

Claims (1)

1. 映像入力信号を表わすピクセル・データの複数のフィールドを入力し、かつ前記フィールドよりも多くのラインを有するフレームを表示するディジタル表示装置用のライン発生装置において、
   一組の動き検出命令を実行し、かつ前記命令を格納するメモリを有する動き検出器であって、現在ピクセルの少なくとも一つの近傍ピクセルを選択し、前記現在フィールド及び第２の前のフィールドにおける前記近傍ピクセルの値間の差を計算し、将来フィールド及び前フィールドにおいて前記現在ピクセルの値間における差を計算し、かつ前記差の重み付け平均を計算して移動量を求める動き検出器と、
   前記現在フィールドのピクセル・データから新しいピクセル値を発生させる第１のピクセル発生器と、
   少なくとも一つの時間的に隣接するフィールドのピクセル・データから新しいピクセル値を発生する第２のピクセル発生器と、
   移動量に応答して前記第１のピクセル発生器と前記第２のピクセル発生器との間で選択をするセレクタと
   を備えたことを特徴とするライン発生装置。

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