倍频解交错方法及其控制器的制作方法
专利名称：倍频解交错方法及其控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种解交错(De-interlacing)装置及方法，尤指一种倍频(Double Frame Rate)解交错装置及方法。
背景技术：
图框更新频率为120赫兹(Hz)的倍频液晶电视已经问世，其可有效地改善图框更 新频率为60Hz的传统液晶电视容易产生的画面闪烁问题。在现有技术中，当接收到60Hz 的输入影像时，传统倍频解交错电视系复制输入影像的各个图框(Frame)，将其插入各图框 与其下一图框之间，达到120Hz的图框更新频率。 然而，当输入影像中包含高速运动的物体时，传统倍频解交错系统会因连续播放 两张相同的图框而于显示画面中出现物体的残影。如此，如何改善传统倍频液晶电视显示 画面的残影又可兼顾生产成本为业界不断致力的方向之一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种倍频解交错方法及其控制器，可以改善残 影现象。 为了解决以上技术问题，本发明提供了如下技术方案 本发明提供了一种倍频解交错方法，用以响应输入影像产生输出影像，输入影像 包括奇图场(Field)及偶图场，输出影像包括插补图框。解交错方法包括下列步骤。首先， 根据奇图场的第i条奇数序输入画素列数据及偶图场的第i条偶数序输入画素列数据来经 由跨图场边缘定向解交错运算(Edge OrientedDe-interlacing， E0DI)产生插补图框中第 i条奇数序输出画素列数据，i为自然数。接着，根据第i条偶数序输入画素列及奇图场的 第i+1条奇数序输入画素列数据来经由跨图场边缘定向解交错运算产生插补图框中的第i 条偶数序输出画素列数据。 本发明还提供了一种倍频解交错控制器，用以响应输入影像产生输出影像，输入 影像包括奇图场及偶图场，输出影像包括插补图框。解交错控制器包括内存、内存控制电路 及边缘定向解交错运算器。内存接收并储存奇图场及偶图场。内存控制电路用以读取并输 出奇图场的第i条奇数序输入画素列数据、奇图场的第i+1条奇数序输入画素列数据及偶 图场的第i条偶数序输入画素列数据，i为自然数。边缘定向解交错运算器根据第i条奇 数序输入画素列数据及第i条偶数序输入画素列数据执行边缘定向解交错运算来产生第 一运算画素列数据，并根据第i+1条奇数序输入画素列数据及第i条偶数序输入画素列数 据执行边缘定向解交错运算来产生一第二运算画素列数据。其中，第一及第二运算画素列 数据分别用以做为插补图框中第i条奇数序输出画素列数据及该插补图框中第i条偶数序 输出画素列数据。 本发明采用的倍频解交错方法及其控制器，透过边缘定向解交错运算器来根据对 应的奇图场与图场插补产生四个图框，相较于传统直接显示两个第一图框来达到倍频显示的解交错系统，可以改善画面之的残影情况。另外，本发明透过跨图场边缘定向解交错运算 器来根据对应的原始图场插补产生倍频图框，相较于传统直接显示两个第一图框来达到倍 频显示的解交错系统容易产生画面残影的情形，具有低成本且可以改善画面残影情况的优 点。更进一步，本发明的解交错控制器更利用混合器参考输入影像的影像运动程度来插补 得到对应的输出影像，考虑输入影像的运动程度来插补产生输出影像中的各图框，以更进 一步提升画面的显示效果优点。
图1为本实施例的解交错控制器的输入影像及输出影像的示意图。 图2(a)到图2(e)为依照第一实施例的倍频解交错控制器的方块图。 图3(a)为依照第一实施例的倍频解交错运算方法的部分流程图。 图3(b)为依照第一实施例的倍频解交错运算方法的部分流程图。 图3(c)为依照第一实施例的倍频解交错运算方法的部分流程图。 图3(d)为依照第一实施例的倍频解交错运算方法的部分流程图。 图4为本实施例的边缘定向解交错运算器16进行的操作的示意图。 图5(a)到图5(e)为依照第二实施例的倍频解交错控制器的方块图。 图6为依照本实施例的混合器28的方块图。
图7(a)为依照第二实施例的倍频解交错运算方法的部分流程图。 图7(b)为依照第二实施例的倍频解交错运算方法的部分流程图。 图7(c)为依照第二实施例的倍频解交错运算方法的部分流程图。 图7(d)为依照第二实施例的倍频解交错运算方法的部分流程图。 图7(e)为依照第二实施例的倍频解交错运算方法的部分流程图。 图7(f)为依照第二实施例的倍频解交错运算方法的部分流程图。 图8(a)为本实施例的插补图框Frame的示意图。 图8(b)为本实施例的插补图框Pre-Frame的示意图。 图9为根据本发明较佳实施例的倍频解交错方法。主要组件符号说明
Ii :输入影像 Io :输出影像
Fd[S]:奇图场 Fd[S+l]:偶图场
Li[s]o(l)到Li[s]o(y)、Li[s+l]e(1)到Li[s+l]e(y):输入画素列数据 Lo[t-l]o(l)到Lo[t-l]o(y) 、Lo[t-l]e(1)到Lo [t_l] e (y) 、 Lo [t] o (1)到Lo[t] o(y) 、 Lo[t]e(l)到Lo [t] e (y) 、 Lo [t+l] o (1)到Lo [t+l] o (y) 、 Lo [t+l] e (1)到Lo[t+l] e(y)、Lo[t+2]o(D到Lo [t+2] o (y) 、 Lo [t+2] e (1)到Lo[t+2]e(y):输出画素列数据
10 、20 :解交错控制器
12、22:内存
14、24:控制电路
16、26 :边缘定向解交错运算器
6
28 :混合器 LP1、LP2 :运算画素列数据 LP3 :插补画素列资料 Ma (-2)到Ma (2) 、 Mb (_2)到Mb (2):大区块
具体实施例方式
本实施例的解交错方法用以响应输入影像产生输出影像，输入影像包括奇图场 (Field)及偶图场，输出影像包括插补图框。解交错方法包括下列步骤，首先，根据奇图场 的第i条奇数序输入画素列及偶图场的第i条偶数序输入画素列来经由跨图场边缘定向解 交错运算(Edge Oriented De-interlacing，EODI)找出插补图框中第i条奇数序输出画素 列，i为自然数。然后，根据第i条偶数序输入画素列及奇图场的第i+1条奇数序输入画素 列来经由跨图场边缘定向解交错运算产生插补图框中的第i条偶数序输出画素列。之后， 改变i值并重复前述步骤以得到插补图框的所有奇数及偶数序输出画素列的画素数据。
请参照图l，其为本实施例的解交错控制器的输入影像及输出影像的示意图。输 入影像Ii例如为交错式(interlace)影像，其中奇图场包括与奇数条扫描线对应的画素数 据，偶图场包括与偶数条扫描线对应的画素数据。本实施例提出的解交错控制器对交错式 输入影像I i进行两倍频(Doubled Frame Rate)解交错(De-interlace)操作，以产生渐 进式(Progressive)输出影像Io。接下来，以本实施例的解交错控制器根据输入影像Ii中 对应的图场来产生图框画面Fm[t-l]到Fm[t+2]的操作为例作说明，t为大于1的自然数。
第一实施例 本实施例的解交错控制器应用边缘定向解交错运算器来根据奇图场Fd[s]及偶 图场Fd[s+l]的画素数据插补得到图框Fm[t-l]到Fm[t+2]的画素资料。请参照图2(e)， 其为依照第一实施例的解交错控制器的方块图。解交错控制器IO包括内存12、控制电路 14及边缘定向解交错运算器16。控制电路14系与内存12耦接，边缘定向解交错运算器16 系与控制电路14耦接。 内存12例如为动态随取内存(Dynamic Random Access Memory,DRAM)，用以储存 多张奇图场及偶图场中的画素列资料。例如在执行产生图框Fm[t-l]到Fm[t+l]的操作 时，内存12中至少储存奇图场Fd[s]及偶图场Fd[s+l]中画素列资料。在执行产生图框 Fm[t+2]的操作时，内存12中至少储存偶图场Fd[s+l]及奇图场Fd[s+2]中画素列资料。
控制电路14读取内存12中储存的奇图场及偶图场中的各画素列数据，并将其提 供至边缘定向解交错运算器16以插补产生对应的图框。接下来，分别对解交错控制器10 插补产生图框Fm[t-l]到Fm[t+2]的操作做进一步说明。在接下来的段落中，分别以各图 框Fm[t-l]到Fm[t+2]的第i奇数序画素列资料Lo [t-l] o (i) 、Lo [t] o (i) 、Lo [t+l] o (i)及 Lo[t+2]o(i)的操作为例，对各图框Fm[t-l]到Fm[t+2]中各奇数序画素列数据的操作进行 说明；并分别以各图框Fm[t-l]到Fm[t+2]中第i偶数序画素列资料Lo [t_l] e (i) 、 Lo [t] e(i)、Lo[t+l]e(i)及Lo[t+2]e(i)的操作为例，对各图框Fm[t-l]到Fm[t+2]中各偶数序 画素列数据的操作进行说明，i为小于或等于N的自然数。 请参照图3(a)、图2(a)及图1，在插补产生图框Fm[t-l]的操作中，控制电路14 系存取内存12，以得到奇图场Fd[s]中的输入画素列数据Li[s]o(l)到Li[s]o(N)，N为大
7于l的自然数。图3(a)为本实施例的解交错方法的部分流程图，图2(a)仅画出输入画素 列数据Li[s]o(i)及Li[s]o(i+l)为例做说明。首先如步骤(d)，控制电路14系以输入画 素列数据Li[s]o(i)做为输出画素列数据Lo[t-l]o(i)。接着如步骤(e)，控制电路14提 供输入画素列数据Li[s]o(i)及Li[s]o(i+l)至边缘定向解交错运算器16，以运算得到图 框Fm[t-l]中的输出画素列数据Lo[t-l]e(i)。之后如步骤(f)，解交错控制器10改变i 以插补得到图框Fm[t-l]中的所有画素列数据。 请参照图3(b)、图2(b)及图l，在插补产生图框Fm[t]的操作中，控制电路14系 存取内存12，以得到奇图场Fd[s]中的输入画素列数据Li[s]o(l)到Li[s]o(N)及偶图场 Fd[s+1]的输入画素列数据Li[s+l]e(1)到Li[s+l]e(N)。图3 (b)为本实施例的解交错方 法的部分流程图，图2 (b)仅画出输入画素列数据Li [s] o (i) 、Li [s] o (i+l) 、Li [s+l] e (i)为 例做说明。首先如步骤(a)，控制电路14系提供输入画素列数据Li[s]o(i)及Li[s+l]e(i) 至边缘定向解交错运算器16，以运算得到图框Fm[t]中的输出画素列数据Lo[t]o(i)。接 着如步骤(b)，控制电路14更提供输入画素列数据Li[s+l]e(i)及Li[s]o(i+l)至边缘定 向解交错运算器16，以运算得到图框Fm[t]中的输出画素列数据Lo[t]e(i)。之后如步骤 (c)，解交错控制器10改变i以插补得到图框Fm[t]中的所有画素列数据。
请参照图3 (c)、图2 (c)及图1 ，在插补产生图框Fm[t+l]的操作中，控制电路14存 取内存12，以得到偶图场Fd[s+l]中的画素列资料Li[s+l]e(1)到Li[s+l]e(N)。图3 (c) 为本实施例的解交错方法的部分流程图，图2(c)仅画出输入画素列数据Li[s+l]e(i)及 Li[s+l]e(i+l)为例做说明。首先如步骤(g)，控制电路14提供输入画素列数据Li[s+l] e(i)及Li[s+l]e(i+l)至边缘定向解交错运算器16，以运算得到图框Fm[t+l]中的输出画 素列数据Lo[t+l]o(i)。接着如步骤(h)，控制电路14以输入画素列数据Li[s+l]e(i)做 为输出画素列数据Lo[t+l]e(i)。之后如步骤(i)，解交错控制器10改变i以插补产生图 框Fm[t+l]中的所有画素列数据。 请参照图3(d)、图2(d)及图1，在插补产生图框Fm[t+2]的操作中，控制电路14 存取内存12，以得到偶图场Fd[s+l]中的输入画素列数据Li[s+l]e(1)到Li[s+l]e(N)及 奇图场Fd[s+2](未绘示于图1中)中的输入画素列数据Li[s+2]0(1)到Li[s+2]o(N)。 图3(d)为本实施例的解交错方法的部分流程图，图2(d)仅画出输入画素列数据Li[s+2] 。(i)、Li[s+2]o(i+l)及Li[s+2]e(i)为例做说明。首先如步骤(j)，控制电路14系提供 输入画素列数据Li[s+2]o(i)及Li[s+l]e(i)至边缘定向解交错运算器16，以运算得到图 框Fm[t+2]中的输出画素列数据Lo[t+2]o(i)。接着如步骤(k)，控制电路14提供输入画 素列数据Li[s+2]o(i+l)及Li[s+l]e(i)至边缘定向解交错运算器16，以运算得到图框 Fm[t+2]中的输出画素列数据Lo[t+2]e(i)。之后如步骤(1)，解交错控制器10改变i以插 补得到图框Fm[t+2]中的所有画素列数据。 图4为根据本发明较佳实施例的边缘定向解交错运算器16的操作示意图。令边 缘定向解交错运算器16接收到运算画素列数据LP1及LP2，并据以插补产生插补画素列数 据LP3。插补画素列数据LP3中包括画素数据P3(1)到P3(y)，由于边缘定向解交错运算器 16插补产生各画素数据P3(1)到P3(y)的操作系实质相同，接下来，以边缘定向解交错运算 器16插补产生画素数据P3(x)的操作为例作说明，y为大于1的自然数，x为小于或等于y 的自然数。
边缘定向解交错运算包括下列步骤。首先根据多个方向索引映像运算画素列资料 LP1中的多个画素数据至运算画素列数据LP2中的多个画素资料。举例来说，方向索引D包 括数值{_2， _1，0，1，2}，运算画素列数据LP1中的画素资料Pl(x+2)到Pl(x-2)分别经由 具有数值_2、-1、0、1及2的方向索引D映像至运算画素列数据LP2中的画素资料P2(x-2) 到P2(x+2)。 接着以前述被具有数值-2到2的方向索引D映像到的画素数据Pl(x-2)到 Pl(x+2)为中心划分出对应的大区块Ma(-2)至ljMa(2);并以前述被具有数值_2到2之方向 索引D映像到之画素数据P2(x+2)至ljP2(x-2)为中心划分出对应的大区块Mb(-2)到Mb(2)。 举例而言，各个大区块Ma(-2)到Ma(2)及Mb (-2)到Mb (2)包括水平方向3个画素。然后， 对相互对应的大区块Ma(D)及MB(D)进行区块比对，以找到对应的区块差值Diff (D) ， D等 于-2到2。举例而言，区块差值Diff(-2)可以经由方程式运算得到
<formula>formula see original document page 9</formula>
接着，以最小的区块差值对应的方向索引D做为侦测方向；例如区块差值 Diff(-2)为区块差值Diff(-2)到Diff(2)中具有最小的区块差值者，如此将以方向索 引-2做为侦测方向。之后，根据与侦测方向对应的画素资料Pl(x-2)及P2(x+2)内插得到 画素数据P3(x)。 在上述实施例中虽仅以解交错控制器10根据奇图场Fd[s]及偶图场Fd[s+l]
来产生图框Fm[t-l]到Fm[t+l]，并根据奇图场Fd[s+2]及偶图场Fd[s+l]来产生图框
Fm[t+2]的操作为例做说明，熟知此技艺的人士当可以思及所有图框的产生方式。 本实施例的解交错控制器透过边缘定向解交错运算器来根据对应的奇图场与图
场插补产生四个图框。这样一来，相较于传统直接显示两个第一图框来达到倍频显示的解
交错系统，本实施例的解交错控制器可以改善画面的残影情况。 第二实施例 第二实施例的解交错控制器施用边缘定向解交错运算器与混合器来参考输入画 面Ii中影像运动程度倍频插补得到图框Fm[t-l]到Fm[t+2]的影像数据。请参照图5(e)， 其为依照第二实施例的解交错控制器的方块图。 本实施例的解交错控制器20与第一实施例的解交错控制器10不同之处在于本实 施例的内存控制电路24更包括混合器28，其耦接至边缘定向解交错运算器26及控制电路 24，混合器28用以参考输入影像Ii的影像运动参数M，并根据边缘定向解交错运算器26运 算产生的画素列数据Lxl及控制器电路24提供的输入画素列数据Lx2插补产生输出画素 列数据Lout。 请参照图6，其为依照本实施例的混合器28的方块图。混合器28用以根据运动参 数M来决定画素列资料Lxl及Lx2的权重，以混合产生输出画素列数据Lout。举例而言，混 合器28可以根据以下方程序混合产生输出画素列数据Lout :
<formula>formula see original document page 9</formula>
接着，分别对解交错控制器20插补产生图框Fm[t-l]到Fm[t+2]的操作做进一步 说明。在接下来的叙述中，分别以各图框Fm[t-l]到Fm[t+2]中的第i'奇数序输出画素 列数据Lo[t-l]o(i' )、Lo[t]o(i' )、Lo[t+l]o(i')及Lo[t+2]o(i')的操作为例，对各图 框Fm[t-l]到Fm[t+2]中各奇数序画素列数据的操作进行说明；并分别以各图框Fm[t-l]到Fm[t+2]中第i，偶数序输出画素列数据Lo[t-l]e(i' )、Lo[t]e(i' )、Lo[t+l]e(i')及 Lo[t+2]e(i')的操作为例，对各图框Fm[t-l]到Fm[t+2]中各偶数序画素列数据的操作进 行说明，i'为小于或等于N的自然数。 请参照图7(a)、图5(a)及图1，本实施例的解交错方法与图3 (a)所绘示的解交错 方法不同之处在于其中的步骤(e)系包括步骤(el)到(e3)。首先如步骤(el)，边缘定向 解交错运算器26根据输入画素列资料Li[s]o(i'+l)及Li[s]o(i')运算产生画素列数据 Lxl。边缘定向解交错运算器26如何根据所输入的资料进行处理系与边缘定向解交错运算 器16的动作相同，于此不予重述。于步骤(e2)，控制电路24提供输入画素列数据Li[s+l] e(i')做为画素列数据Lx2提供至混合器28。 于步骤(e3)，混合器28根据运动参数M及(1-M)分别决定画素列数据Lxl及Lx2 的权重，以混合产生画素列数据Lout。所产生的输出画素列数据Lout被做为图框画面 Fm[t-l]中的输出画素列数据Lo[t-l]e(i')输出。 请参照图7 (b)、图7 (c)、图5 (b)及图1 ，本实施例的解交错方法与图3 (b)所绘示 的解交错方法不同之处在于其中的步骤(a)系包括步骤(al)到(a3)，其中的步骤(b)系包 括步骤(bl)到(b3)。如步骤(al)，边缘定向解交错运算器26根据输入画素列资料Li[s] o(i')及Li[s+l]e(i')运算产生画素列数据Lxl(tl)。于步骤(a2)，控制电路24提供输 入画素列数据Li[s]o(i')做为画素列数据Lx2(tl)提供至混合器28。于步骤(a3)，根据 权重参数M及(l-M)分别决定画素列资料Lxl(tl)及Lx2(t2)的权重，以混合产生画素列 数据Lout，并将其做为输出画素列数据Lo[t]o(i')输出。 于步骤(bl)，边缘定向解交错运算器26根据输入画素列资料Li[s+l]e(i')与 Li[s]o(i'+l)运算产生画素列数据Lxl(t2)。于步骤(b2)，控制电路24提供输入画素列数 据Li[s+l]e(i')做为画素列数据Lx2(t2)提供至混合器28。于步骤(b3)，根据权重参数 M及(l-M)分别决定画素列资料Lxl(tl)及Lx2(t2)的权重，以混合产生画素列数据Lout， 并将其做为输出画素列数据Lo[t]e(i')输出。 请参照图7 (d)、图5 (c)及图1，本实施例的解交错方法与图3 (c)所示的解交错方 法不同之处在于其中的步骤(g)包括步骤(gl)到(g3)。于步骤(gl)，边缘定向解交错运 算器26根据输入画素列资料Li[s+l]e(i')与Li[s+l]e(i'+l)运算产生画素列数据Lxl。 于步骤(g2)，控制电路24提供输入画素列数据Li[s+2]o(i')做为画素列数据Lx2提供至 混合器28。于步骤(g3)，根据权重参数M及(l-M)分别决定画素列资料Lxl及Lx2的权重， 以混合产生画素列数据Lout，并将其做为输出画素列数据Lo[t+l]o(i')输出。
请参照图7 (e)、图7 (f)、图5 (d)及图1 ，本实施例的解交错方法与图3 (d)所绘示 的解交错方法不同之处在于其中的步骤(j)包括步骤(jl)到(j3)，而步骤(k)包括步骤 (kl)到(k3)。于步骤(jl)，边缘定向解交错运算器26根据输入画素列资料Li[s+2]o(i') 及Li[s+l]e(i')运算产生画素列数据Lxl(t3)。于步骤(j2)，控制电路24提供输入画素 列数据Li[s+2]o(i')做为画素列数据Lx2(t3)提供至混合器28。于步骤(j3)，根据权重 参数M及(l-M)分别决定画素列资料Lxl(t3)及Lx2(t3)的权重，以混合产生画素列数据 Lout，并将其做为输出画素列数据Lo[t+2]o(i')输出。 于步骤(kl)，边缘定向解交错运算器26根据输入画素列资料Li[s+l]e(i')与 Li[s+2]o(i' +1)运算产生画素列数据Lxl(t4)。于步骤(k2)，控制电路24提供输入画素列数据Li[s+l]e(i')做为画素列数据Lx2(t4)提供至混合器28。于步骤(k3)，根据权重 参数M及(l-M)分别决定画素列资料Lxl(t4)及Lx2(t4)的权重，以混合产生画素列数据 Lout，并将其做为输出画素列数据Lo[t+2]e(i')输出。 本实施例的解交错控制器20可利用运动估算电路(未示出)产生运动参数M。对 应于输出影像Io中各个由混合器28产生的画素数据，运动估算电路均对应地产生运动参 数M。举例而言，运动估算电路设定运动估算区域来估算出对应至图框Fm[t-l]中第x列画 素中的第y笔画素资料P[t]o(x， y)对应的运动参数M[t]o(x， y) 。 x为小于或等于N的自 然数。令前述各奇图场与偶图场中各画素列数据包括Z笔画素数据，y为小于或等于Z的 自然数。 请参照图(a)及图8(b)，其为本实施例的运动估算电路的运动估算操作的示意 图。运动估算电路系将奇图场Fd[s]及偶图场Fd[s+l]合成出图框Frame,并将奇图场 Fd[s-2]及偶图场Fd[s-l]合成出图框Pre_Frame。 运动估算电路于图框Frame中定义区域A。举例来说，区域A包括画素数据Prl到 Pr9，画素资料Prl-Pr3分别为偶图场Fd[s+l]中输入画素列数据Li [s+l] e (x)中的画素资 料P[s+l]e(x， y-l)、 P[s+l]e(x， y)及P[s+l]e(x， y+l)，画素资料Pr4到Pr6分别为奇图 场Ms]中输入画素列数据Li[s]o(x)中的画素资料P[s]o(x， y-l)、P[s]o(x， y)及P[s] o (x， y+l)，画素资料Pr7到Pr9分别为偶图场Fd[s+1]中输入画素列数据Li [s+l] e (x+l) 中的画素资料P[s+l]e(x+l， y-l) 、P[s+l]e(x+l， y)及P [s+l] e (x+l， y+l)。
相似地，运动估算电路于图框Pre—Frame中定义区域B，区域B包括画素数据 Pre_Prl-Pre_Pr9，画素资料Pre_Prl_Pre_Pr3分别为偶图场Fd[s-l]中输入画素列数据 Li[s-l]e(x)中的画素资料P[s-l]e(x， y_l) 、 P [s_l] e (x， y)及P[s-l]e(x， y+l)，画素资 料Pre_Pr4-Pre_Pr6分别为奇图场Fd[s_2]中输入画素列数据Li[s-2]o(x)中的画素资料 P [s-2] o (x， y-l) 、P [s-2] o (x， y)及P [s_2] o (x， y+l)，画素资料Pre_Pr7_Pre_Pr9分别为偶 图场Fd[s-l]中输入画素列数据Li[s-l]e(x+l)中的画素资料P[s-l]e(x+l，y-l)、P[s-l] e(x+l，y)及P[s-l]e(x+l，y+l)。 可以根据以下方程序运算产生对应至画素P[t]o(x，y)的运动参数M[t]o(x，y):
9
y|Prj-Pre Prj| —1 J — J|
M[t]o(x， y) = ^-
Threshold Threshold为临界数值。产生对应至图框Fm[t-l]到Fm[t+2]中其它插补产生的
画素数据的运动参数M的操作可根据产生运动参数M[t]o(x， y)的操作类推得到。 习知边缘定向解交错运算器仅应用于同一图场中的边缘定向解交错，而本发明实
施例的解交错控制器系透过跨图场边缘定向解交错运算器来根据对应的原始图场插补产
生倍频图框。这样一来，相较于传统直接显示两个第一图框来达到倍频显示的解交错系统
容易产生画面残影的情形，本实施例的解交错控制器具有低成本且可以改善画面残影情况
的优点。 更进一步，本实施例的解交错控制器更利用混合器参考输入影像的影像运动程度 来插补得到对应的输出影像。如此，本实施例的解交错控制器考虑输入影像的运动程度来 插补产生输出影像中的各图框，以更进一步提升画面的显示效果优点。
图9为根据本发明较佳实施例的倍频解交错方法，于步骤910，根据时间相邻的奇 图场及偶图场，奇图场可以出现于偶图场的时间点之前或之后，经由跨图场边缘定向解交 错运算倍频产生复数个解交错图框；于步骤920，将各解交错图框与该时间相邻的奇图场 及该偶图场进行适应性混合以产生影像补偿的解交错图框，举例而言，将各解交错图框与 该奇图场及该偶图场利用一影像运动参数混合产生影像补偿的解交错图框，举例而言，影 像运动参数系由该影像补偿的解交错图框的一目标画素列数据与复数个时间相邻的图场 中位置相邻的复数个画素列数据所决定，例如影像运动参数相关于时间相邻中位置相邻的 复数个画素列数据的对应像素差值的絶对值和。 综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本 发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更 动与润饰。因此，本发明的保护范围应当以权利要求为准。
权利要求
一种倍频解交错方法，用以响应一输入影像产生一输出影像，该输入影像包括一奇图场及一偶图场，该输出影像包括一第一插补图框，其特征在于，该解交错方法包括根据该奇图场的一第i条奇数序输入画素列数据及该偶图场的一第i条偶数序输入画素列数据，经由跨图场边缘定向解交错运算产生该第一插补图框中一第i条奇数序输出画素列数据，i为自然数；根据该第i条偶数序输入画素列数据及该奇图场的一第i+1条奇数序输入画素列数据经由跨图场边缘定向解交错运算产生该第一插补图框中的一第i条偶数序输出画素列数据；以及改变i的值并重复执行上述步骤以得到该第一插补图框的所有奇数序及偶数序输出画素列数据。
2. 如权利要求1所述的倍频解交错方法，其特征在于，该产生该第一插补图框中该第i条奇数序输出画素列数据的步骤更包括根据该第i条奇数序输入画素列数据及该第i条偶数序输入画素列数据经由边缘定向 解交错运算得到一第一运算画素列数据；以该第i条奇数序输入画素列数据做为一第二运算画素列数据；及根据一第一权重参数及一第二权重参数来分别决定该第一及该第二运算画素列数据 的权重，以产生该第一插补图框中该第i条奇数序输出画素列数据。
3. 如权利要求2所述的倍频解交错方法，其特征在于，该第一权重参数与该第二权重 参数之和为l，且该第一及该第二权重参数系相关于该输入影像的运动程度。
4. 如权利要求1所述的倍频解交错方法，其特征在于，该产生该第一插补图框中该第i 条偶数序输出画素列数据的步骤更包括根据该第i + l条奇数序输入画素列数据及该第i条偶数序输入画素列数据经由边缘定 向解交错运算得到一第一运算画素列数据；以该第i条偶数序输入画素列数据做为一第二运算画素列数据；及根据一第一权重参数及一第二权重参数来分别决定该第一及该第二运算画素列数据 的权重，以产生该第一插补图框中该第i条偶数序输出画素列数据。
5. 如权利要求4所述的倍频解交错方法，其特征在于，该第一权重参数与该第二权重 参数之和为l，且该第一及该第二权重参数系相关于该输入影像的运动程度。
6. 如权利要求1所述的倍频解交错方法，其特征在于，更包括以该第i条奇数序输入画素列数据做为一第二插补图框中一第i条奇数序输出画素列 数据；根据该第i条奇数序输入画素列数据及该第i+l条奇数序输入画素列数据来经由边缘 定向解交错运算产生该第二插补图框中一第i条偶数序输出画素列数据；及改变i的值并重复执行上述步骤以得到该第二插补图框的所有奇数序及偶数序输出 画素列数据。
7. 如权利要求1所述的倍频解交错方法，其特征在于，更包括根据该第i条偶数序输入画素列数据及该偶图场的一第i + l条偶数序输入画素列数据 来经由边缘定向解交错运算产生一第三插补图框中一第i条奇数序输出画素列数据；以该第i条偶数序输入画素列数据做为该第三插补图框中一第i条偶数序输出画素列数据；及改变i的值并重复执行上述步骤以得到该第三插补图框的所有奇数序及偶数序输出 画素列数据。
8. —种倍频解交错控制器，用以响应一输入影像产生一输出影像，该输入影像包括一 奇图场及一偶图场，该输出影像包括一插补图框，其特征在于，该解交错控制器包括一内存，用以接收并储存该奇图场及该偶图场；一控制电路，用以读取并输出该奇图场的一第i条奇数序输入画素列数据、该奇图场 的一第i + 1条奇数序输入画素列数据及该偶图场的一第i条偶数序输入画素列数据，i为 自然数；以及一边缘定向解交错运算器，用以根据该第i条奇数序输入画素列数据及该第i条偶 数序输入画素列数据执行边缘定向解交错运算来产生一第一运算画素列资料，并根据该第 i + 1条奇数序输入画素列数据及该第i条偶数序输入画素列数据执行边缘定向解交错运算 来产生一第二运算画素列数据；其中，该第一及该第二输出画素列数据分别被做为该插补图框中一第i条奇数序输出 画素列数据及该插补图框中一第i条偶数序输出画素列数据输出。
9. 如权利要求8所述的倍频解交错控制器，其特征在于，更包括一混合器，用以根据一第一权重参数及一第二权重参数分别决定该第一运算画素列数 据及该第i条奇数序输入画素列数据的权重，以产生该第一插补图框中该第i条奇数序输 出画素列数据；其中，该混合器更用以根据一第三权重参数及一第四权重参数分别决定该第二运算画 素列数据及该第i条偶数序输入画素列数据的权重，以产生该第一插补图框中该第i条偶 数序输出画素列画素数据。
10. 如权利要求9所述的倍频解交错控制器，其特征在于，该第一与该第二权重参数之 和为1、该第一权重参数系相关于该输入影像的运动程度，该第三与该第四权重参数之和为 1及该第三权重参数系相关于该输入影像的运动程度。
11. 如权利要求8所述的倍频解交错控制器，其特征在于，该解交错控制器更分别以该 第i条奇数序输入画素列画素及该第i条偶数序输入画素列数据做为一第二插补图框中一 第i条奇数序输出画素列数据及一第三图框中一第i条偶数序输出画素列数据。
12. 如权利要求11所述的倍频解交错控制器，其特征在于，该边缘定向解交错运算器 用以根据该第i条奇数序输入画素列数据及该第i+1条奇数序输入画素列数据执行边缘定 向解交错运算来产生一第三运算画素列数据，并根据该第i条偶数序输入画素列数据及该 第i-1条偶数序输入画素列数据执行边缘定向解交错运算来产生一第四运算画素列数据；其中，该第三及该第四运算画素列数据分别用以做为该第二插补图框中一第i条偶数 序输出画素列数据及该第三插补图框中一第i条奇数序输出画素列数据。
13. 如权利要求12所述的倍频解交错控制器，其特征在于，更包括一混合器，用以根据一第一权重参数及一第二权重参数分别决定该第三运算画素列数 据及该第i条偶数序输入画素列数据的权重，以产生该第二插补图框中该第i条偶数序输 出画素列数据；其中，该混合器更用以根据一第三权重参数及一第四权重参数分别决定该第四运算画素列数据及该第i条奇数序输入画素列数据的权重，以产生该第三插补图框中该第i条奇数序输出画素列数据。
14. 如权利要求13所述的倍频解交错控制器，其特征在于，该第一权重参数与该第二权重参数之和为l，且该第一及该第二权重参数系相关于该输入影像的运动程度，该第三与该第四权重参数之和为1及该第三权重参数系相关于该输入影像的运动程度。
15. —种倍频解交错方法，其特征在于，包括根据时间相邻的一奇图场及一偶图场，经由跨图场边缘定向解交错运算倍频产生复数个解交错图框；以及将各解交错图框与该奇图场及该偶图场进行适应性混合以产生一影像补偿的解交错图框。
16. 如权利要求15所述的倍频解交错方法，其特征在于，该适应性混合步骤系将各解交错图框与该奇图场及该偶图场利用一影像运动参数混合产生该影像补偿的解交错图框。
17. 如权利要求15所述的倍频解交错方法，其特征在于，该奇图场系出现于该偶图场的时间点之前。
18. 如权利要求15所述的倍频解交错方法，其特征在于，该奇图场系出现于该偶图场的时间点之后。
19. 如权利要求16所述的倍频解交错方法，其特征在于，该系由该影像补偿的解交错图框的一目标画素列数据与复数个时间相邻的图场中位置相邻的复数个画素列数据所决定。
20. 如权利要求16所述的倍频解交错方法，其特征在于，该影像运动参数系由一运动估算电路所提供。
全文摘要
本发明公开了一种倍频解交错方法及其控制器，可以改善残影现象。倍频解交错方法包括下列步骤根据奇图场及偶图场的第i条奇数序及第i条偶数序输入画素列数据来经由跨图场边缘定向解交错运算产生插补图框中第i条奇数序输出画素列数据，i为自然数。根据第i条偶数序输入画素列资料及奇图场的第i+1条奇数序输入画素列数据来经由跨图场边缘定向解交错运算产生插补图框中的第i条偶数序输出画素列数据，据此产生整个插补图框。
文档编号H04N7/01GK101783916SQ200910005569
公开日2010年7月21日 申请日期2009年1月20日 优先权日2009年1月20日
发明者任立寰, 张志仁, 林弘毅 申请人:晨星软件研发(深圳)有限公司;晨星半导体股份有限公司
技术领域：
本发明涉及一种解交错(De-interlacing)装置及方法，尤指一种倍频(Double Frame Rate)解交错装置及方法。
背景技术：
图框更新频率为120赫兹(Hz)的倍频液晶电视已经问世，其可有效地改善图框更 新频率为60Hz的传统液晶电视容易产生的画面闪烁问题。在现有技术中，当接收到60Hz 的输入影像时，传统倍频解交错电视系复制输入影像的各个图框(Frame)，将其插入各图框 与其下一图框之间，达到120Hz的图框更新频率。 然而，当输入影像中包含高速运动的物体时，传统倍频解交错系统会因连续播放 两张相同的图框而于显示画面中出现物体的残影。如此，如何改善传统倍频液晶电视显示 画面的残影又可兼顾生产成本为业界不断致力的方向之一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种倍频解交错方法及其控制器，可以改善残 影现象。 为了解决以上技术问题，本发明提供了如下技术方案 本发明提供了一种倍频解交错方法，用以响应输入影像产生输出影像，输入影像 包括奇图场(Field)及偶图场，输出影像包括插补图框。解交错方法包括下列步骤。首先， 根据奇图场的第i条奇数序输入画素列数据及偶图场的第i条偶数序输入画素列数据来经 由跨图场边缘定向解交错运算(Edge OrientedDe-interlacing， E0DI)产生插补图框中第 i条奇数序输出画素列数据，i为自然数。接着，根据第i条偶数序输入画素列及奇图场的 第i+1条奇数序输入画素列数据来经由跨图场边缘定向解交错运算产生插补图框中的第i 条偶数序输出画素列数据。 本发明还提供了一种倍频解交错控制器，用以响应输入影像产生输出影像，输入 影像包括奇图场及偶图场，输出影像包括插补图框。解交错控制器包括内存、内存控制电路 及边缘定向解交错运算器。内存接收并储存奇图场及偶图场。内存控制电路用以读取并输 出奇图场的第i条奇数序输入画素列数据、奇图场的第i+1条奇数序输入画素列数据及偶 图场的第i条偶数序输入画素列数据，i为自然数。边缘定向解交错运算器根据第i条奇 数序输入画素列数据及第i条偶数序输入画素列数据执行边缘定向解交错运算来产生第 一运算画素列数据，并根据第i+1条奇数序输入画素列数据及第i条偶数序输入画素列数 据执行边缘定向解交错运算来产生一第二运算画素列数据。其中，第一及第二运算画素列 数据分别用以做为插补图框中第i条奇数序输出画素列数据及该插补图框中第i条偶数序 输出画素列数据。 本发明采用的倍频解交错方法及其控制器，透过边缘定向解交错运算器来根据对 应的奇图场与图场插补产生四个图框，相较于传统直接显示两个第一图框来达到倍频显示的解交错系统，可以改善画面之的残影情况。另外，本发明透过跨图场边缘定向解交错运算 器来根据对应的原始图场插补产生倍频图框，相较于传统直接显示两个第一图框来达到倍 频显示的解交错系统容易产生画面残影的情形，具有低成本且可以改善画面残影情况的优 点。更进一步，本发明的解交错控制器更利用混合器参考输入影像的影像运动程度来插补 得到对应的输出影像，考虑输入影像的运动程度来插补产生输出影像中的各图框，以更进 一步提升画面的显示效果优点。
图1为本实施例的解交错控制器的输入影像及输出影像的示意图。 图2(a)到图2(e)为依照第一实施例的倍频解交错控制器的方块图。 图3(a)为依照第一实施例的倍频解交错运算方法的部分流程图。 图3(b)为依照第一实施例的倍频解交错运算方法的部分流程图。 图3(c)为依照第一实施例的倍频解交错运算方法的部分流程图。 图3(d)为依照第一实施例的倍频解交错运算方法的部分流程图。 图4为本实施例的边缘定向解交错运算器16进行的操作的示意图。 图5(a)到图5(e)为依照第二实施例的倍频解交错控制器的方块图。 图6为依照本实施例的混合器28的方块图。
图7(a)为依照第二实施例的倍频解交错运算方法的部分流程图。 图7(b)为依照第二实施例的倍频解交错运算方法的部分流程图。 图7(c)为依照第二实施例的倍频解交错运算方法的部分流程图。 图7(d)为依照第二实施例的倍频解交错运算方法的部分流程图。 图7(e)为依照第二实施例的倍频解交错运算方法的部分流程图。 图7(f)为依照第二实施例的倍频解交错运算方法的部分流程图。 图8(a)为本实施例的插补图框Frame的示意图。 图8(b)为本实施例的插补图框Pre-Frame的示意图。 图9为根据本发明较佳实施例的倍频解交错方法。主要组件符号说明
Ii :输入影像 Io :输出影像
Fd[S]:奇图场 Fd[S+l]:偶图场
Li[s]o(l)到Li[s]o(y)、Li[s+l]e(1)到Li[s+l]e(y):输入画素列数据 Lo[t-l]o(l)到Lo[t-l]o(y) 、Lo[t-l]e(1)到Lo [t_l] e (y) 、 Lo [t] o (1)到Lo[t] o(y) 、 Lo[t]e(l)到Lo [t] e (y) 、 Lo [t+l] o (1)到Lo [t+l] o (y) 、 Lo [t+l] e (1)到Lo[t+l] e(y)、Lo[t+2]o(D到Lo [t+2] o (y) 、 Lo [t+2] e (1)到Lo[t+2]e(y):输出画素列数据
10 、20 :解交错控制器
12、22:内存
14、24:控制电路
16、26 :边缘定向解交错运算器
6
28 :混合器 LP1、LP2 :运算画素列数据 LP3 :插补画素列资料 Ma (-2)到Ma (2) 、 Mb (_2)到Mb (2):大区块
具体实施例方式
本实施例的解交错方法用以响应输入影像产生输出影像，输入影像包括奇图场 (Field)及偶图场，输出影像包括插补图框。解交错方法包括下列步骤，首先，根据奇图场 的第i条奇数序输入画素列及偶图场的第i条偶数序输入画素列来经由跨图场边缘定向解 交错运算(Edge Oriented De-interlacing，EODI)找出插补图框中第i条奇数序输出画素 列，i为自然数。然后，根据第i条偶数序输入画素列及奇图场的第i+1条奇数序输入画素 列来经由跨图场边缘定向解交错运算产生插补图框中的第i条偶数序输出画素列。之后， 改变i值并重复前述步骤以得到插补图框的所有奇数及偶数序输出画素列的画素数据。
请参照图l，其为本实施例的解交错控制器的输入影像及输出影像的示意图。输 入影像Ii例如为交错式(interlace)影像，其中奇图场包括与奇数条扫描线对应的画素数 据，偶图场包括与偶数条扫描线对应的画素数据。本实施例提出的解交错控制器对交错式 输入影像I i进行两倍频(Doubled Frame Rate)解交错(De-interlace)操作，以产生渐 进式(Progressive)输出影像Io。接下来，以本实施例的解交错控制器根据输入影像Ii中 对应的图场来产生图框画面Fm[t-l]到Fm[t+2]的操作为例作说明，t为大于1的自然数。
第一实施例 本实施例的解交错控制器应用边缘定向解交错运算器来根据奇图场Fd[s]及偶 图场Fd[s+l]的画素数据插补得到图框Fm[t-l]到Fm[t+2]的画素资料。请参照图2(e)， 其为依照第一实施例的解交错控制器的方块图。解交错控制器IO包括内存12、控制电路 14及边缘定向解交错运算器16。控制电路14系与内存12耦接，边缘定向解交错运算器16 系与控制电路14耦接。 内存12例如为动态随取内存(Dynamic Random Access Memory,DRAM)，用以储存 多张奇图场及偶图场中的画素列资料。例如在执行产生图框Fm[t-l]到Fm[t+l]的操作 时，内存12中至少储存奇图场Fd[s]及偶图场Fd[s+l]中画素列资料。在执行产生图框 Fm[t+2]的操作时，内存12中至少储存偶图场Fd[s+l]及奇图场Fd[s+2]中画素列资料。
控制电路14读取内存12中储存的奇图场及偶图场中的各画素列数据，并将其提 供至边缘定向解交错运算器16以插补产生对应的图框。接下来，分别对解交错控制器10 插补产生图框Fm[t-l]到Fm[t+2]的操作做进一步说明。在接下来的段落中，分别以各图 框Fm[t-l]到Fm[t+2]的第i奇数序画素列资料Lo [t-l] o (i) 、Lo [t] o (i) 、Lo [t+l] o (i)及 Lo[t+2]o(i)的操作为例，对各图框Fm[t-l]到Fm[t+2]中各奇数序画素列数据的操作进行 说明；并分别以各图框Fm[t-l]到Fm[t+2]中第i偶数序画素列资料Lo [t_l] e (i) 、 Lo [t] e(i)、Lo[t+l]e(i)及Lo[t+2]e(i)的操作为例，对各图框Fm[t-l]到Fm[t+2]中各偶数序 画素列数据的操作进行说明，i为小于或等于N的自然数。 请参照图3(a)、图2(a)及图1，在插补产生图框Fm[t-l]的操作中，控制电路14 系存取内存12，以得到奇图场Fd[s]中的输入画素列数据Li[s]o(l)到Li[s]o(N)，N为大
7于l的自然数。图3(a)为本实施例的解交错方法的部分流程图，图2(a)仅画出输入画素 列数据Li[s]o(i)及Li[s]o(i+l)为例做说明。首先如步骤(d)，控制电路14系以输入画 素列数据Li[s]o(i)做为输出画素列数据Lo[t-l]o(i)。接着如步骤(e)，控制电路14提 供输入画素列数据Li[s]o(i)及Li[s]o(i+l)至边缘定向解交错运算器16，以运算得到图 框Fm[t-l]中的输出画素列数据Lo[t-l]e(i)。之后如步骤(f)，解交错控制器10改变i 以插补得到图框Fm[t-l]中的所有画素列数据。 请参照图3(b)、图2(b)及图l，在插补产生图框Fm[t]的操作中，控制电路14系 存取内存12，以得到奇图场Fd[s]中的输入画素列数据Li[s]o(l)到Li[s]o(N)及偶图场 Fd[s+1]的输入画素列数据Li[s+l]e(1)到Li[s+l]e(N)。图3 (b)为本实施例的解交错方 法的部分流程图，图2 (b)仅画出输入画素列数据Li [s] o (i) 、Li [s] o (i+l) 、Li [s+l] e (i)为 例做说明。首先如步骤(a)，控制电路14系提供输入画素列数据Li[s]o(i)及Li[s+l]e(i) 至边缘定向解交错运算器16，以运算得到图框Fm[t]中的输出画素列数据Lo[t]o(i)。接 着如步骤(b)，控制电路14更提供输入画素列数据Li[s+l]e(i)及Li[s]o(i+l)至边缘定 向解交错运算器16，以运算得到图框Fm[t]中的输出画素列数据Lo[t]e(i)。之后如步骤 (c)，解交错控制器10改变i以插补得到图框Fm[t]中的所有画素列数据。
请参照图3 (c)、图2 (c)及图1 ，在插补产生图框Fm[t+l]的操作中，控制电路14存 取内存12，以得到偶图场Fd[s+l]中的画素列资料Li[s+l]e(1)到Li[s+l]e(N)。图3 (c) 为本实施例的解交错方法的部分流程图，图2(c)仅画出输入画素列数据Li[s+l]e(i)及 Li[s+l]e(i+l)为例做说明。首先如步骤(g)，控制电路14提供输入画素列数据Li[s+l] e(i)及Li[s+l]e(i+l)至边缘定向解交错运算器16，以运算得到图框Fm[t+l]中的输出画 素列数据Lo[t+l]o(i)。接着如步骤(h)，控制电路14以输入画素列数据Li[s+l]e(i)做 为输出画素列数据Lo[t+l]e(i)。之后如步骤(i)，解交错控制器10改变i以插补产生图 框Fm[t+l]中的所有画素列数据。 请参照图3(d)、图2(d)及图1，在插补产生图框Fm[t+2]的操作中，控制电路14 存取内存12，以得到偶图场Fd[s+l]中的输入画素列数据Li[s+l]e(1)到Li[s+l]e(N)及 奇图场Fd[s+2](未绘示于图1中)中的输入画素列数据Li[s+2]0(1)到Li[s+2]o(N)。 图3(d)为本实施例的解交错方法的部分流程图，图2(d)仅画出输入画素列数据Li[s+2] 。(i)、Li[s+2]o(i+l)及Li[s+2]e(i)为例做说明。首先如步骤(j)，控制电路14系提供 输入画素列数据Li[s+2]o(i)及Li[s+l]e(i)至边缘定向解交错运算器16，以运算得到图 框Fm[t+2]中的输出画素列数据Lo[t+2]o(i)。接着如步骤(k)，控制电路14提供输入画 素列数据Li[s+2]o(i+l)及Li[s+l]e(i)至边缘定向解交错运算器16，以运算得到图框 Fm[t+2]中的输出画素列数据Lo[t+2]e(i)。之后如步骤(1)，解交错控制器10改变i以插 补得到图框Fm[t+2]中的所有画素列数据。 图4为根据本发明较佳实施例的边缘定向解交错运算器16的操作示意图。令边 缘定向解交错运算器16接收到运算画素列数据LP1及LP2，并据以插补产生插补画素列数 据LP3。插补画素列数据LP3中包括画素数据P3(1)到P3(y)，由于边缘定向解交错运算器 16插补产生各画素数据P3(1)到P3(y)的操作系实质相同，接下来，以边缘定向解交错运算 器16插补产生画素数据P3(x)的操作为例作说明，y为大于1的自然数，x为小于或等于y 的自然数。
边缘定向解交错运算包括下列步骤。首先根据多个方向索引映像运算画素列资料 LP1中的多个画素数据至运算画素列数据LP2中的多个画素资料。举例来说，方向索引D包 括数值{_2， _1，0，1，2}，运算画素列数据LP1中的画素资料Pl(x+2)到Pl(x-2)分别经由 具有数值_2、-1、0、1及2的方向索引D映像至运算画素列数据LP2中的画素资料P2(x-2) 到P2(x+2)。 接着以前述被具有数值-2到2的方向索引D映像到的画素数据Pl(x-2)到 Pl(x+2)为中心划分出对应的大区块Ma(-2)至ljMa(2);并以前述被具有数值_2到2之方向 索引D映像到之画素数据P2(x+2)至ljP2(x-2)为中心划分出对应的大区块Mb(-2)到Mb(2)。 举例而言，各个大区块Ma(-2)到Ma(2)及Mb (-2)到Mb (2)包括水平方向3个画素。然后， 对相互对应的大区块Ma(D)及MB(D)进行区块比对，以找到对应的区块差值Diff (D) ， D等 于-2到2。举例而言，区块差值Diff(-2)可以经由方程式运算得到
<formula>formula see original document page 9</formula>
接着，以最小的区块差值对应的方向索引D做为侦测方向；例如区块差值 Diff(-2)为区块差值Diff(-2)到Diff(2)中具有最小的区块差值者，如此将以方向索 引-2做为侦测方向。之后，根据与侦测方向对应的画素资料Pl(x-2)及P2(x+2)内插得到 画素数据P3(x)。 在上述实施例中虽仅以解交错控制器10根据奇图场Fd[s]及偶图场Fd[s+l]
来产生图框Fm[t-l]到Fm[t+l]，并根据奇图场Fd[s+2]及偶图场Fd[s+l]来产生图框
Fm[t+2]的操作为例做说明，熟知此技艺的人士当可以思及所有图框的产生方式。 本实施例的解交错控制器透过边缘定向解交错运算器来根据对应的奇图场与图
场插补产生四个图框。这样一来，相较于传统直接显示两个第一图框来达到倍频显示的解
交错系统，本实施例的解交错控制器可以改善画面的残影情况。 第二实施例 第二实施例的解交错控制器施用边缘定向解交错运算器与混合器来参考输入画 面Ii中影像运动程度倍频插补得到图框Fm[t-l]到Fm[t+2]的影像数据。请参照图5(e)， 其为依照第二实施例的解交错控制器的方块图。 本实施例的解交错控制器20与第一实施例的解交错控制器10不同之处在于本实 施例的内存控制电路24更包括混合器28，其耦接至边缘定向解交错运算器26及控制电路 24，混合器28用以参考输入影像Ii的影像运动参数M，并根据边缘定向解交错运算器26运 算产生的画素列数据Lxl及控制器电路24提供的输入画素列数据Lx2插补产生输出画素 列数据Lout。 请参照图6，其为依照本实施例的混合器28的方块图。混合器28用以根据运动参 数M来决定画素列资料Lxl及Lx2的权重，以混合产生输出画素列数据Lout。举例而言，混 合器28可以根据以下方程序混合产生输出画素列数据Lout :
<formula>formula see original document page 9</formula>
接着，分别对解交错控制器20插补产生图框Fm[t-l]到Fm[t+2]的操作做进一步 说明。在接下来的叙述中，分别以各图框Fm[t-l]到Fm[t+2]中的第i'奇数序输出画素 列数据Lo[t-l]o(i' )、Lo[t]o(i' )、Lo[t+l]o(i')及Lo[t+2]o(i')的操作为例，对各图 框Fm[t-l]到Fm[t+2]中各奇数序画素列数据的操作进行说明；并分别以各图框Fm[t-l]到Fm[t+2]中第i，偶数序输出画素列数据Lo[t-l]e(i' )、Lo[t]e(i' )、Lo[t+l]e(i')及 Lo[t+2]e(i')的操作为例，对各图框Fm[t-l]到Fm[t+2]中各偶数序画素列数据的操作进 行说明，i'为小于或等于N的自然数。 请参照图7(a)、图5(a)及图1，本实施例的解交错方法与图3 (a)所绘示的解交错 方法不同之处在于其中的步骤(e)系包括步骤(el)到(e3)。首先如步骤(el)，边缘定向 解交错运算器26根据输入画素列资料Li[s]o(i'+l)及Li[s]o(i')运算产生画素列数据 Lxl。边缘定向解交错运算器26如何根据所输入的资料进行处理系与边缘定向解交错运算 器16的动作相同，于此不予重述。于步骤(e2)，控制电路24提供输入画素列数据Li[s+l] e(i')做为画素列数据Lx2提供至混合器28。 于步骤(e3)，混合器28根据运动参数M及(1-M)分别决定画素列数据Lxl及Lx2 的权重，以混合产生画素列数据Lout。所产生的输出画素列数据Lout被做为图框画面 Fm[t-l]中的输出画素列数据Lo[t-l]e(i')输出。 请参照图7 (b)、图7 (c)、图5 (b)及图1 ，本实施例的解交错方法与图3 (b)所绘示 的解交错方法不同之处在于其中的步骤(a)系包括步骤(al)到(a3)，其中的步骤(b)系包 括步骤(bl)到(b3)。如步骤(al)，边缘定向解交错运算器26根据输入画素列资料Li[s] o(i')及Li[s+l]e(i')运算产生画素列数据Lxl(tl)。于步骤(a2)，控制电路24提供输 入画素列数据Li[s]o(i')做为画素列数据Lx2(tl)提供至混合器28。于步骤(a3)，根据 权重参数M及(l-M)分别决定画素列资料Lxl(tl)及Lx2(t2)的权重，以混合产生画素列 数据Lout，并将其做为输出画素列数据Lo[t]o(i')输出。 于步骤(bl)，边缘定向解交错运算器26根据输入画素列资料Li[s+l]e(i')与 Li[s]o(i'+l)运算产生画素列数据Lxl(t2)。于步骤(b2)，控制电路24提供输入画素列数 据Li[s+l]e(i')做为画素列数据Lx2(t2)提供至混合器28。于步骤(b3)，根据权重参数 M及(l-M)分别决定画素列资料Lxl(tl)及Lx2(t2)的权重，以混合产生画素列数据Lout， 并将其做为输出画素列数据Lo[t]e(i')输出。 请参照图7 (d)、图5 (c)及图1，本实施例的解交错方法与图3 (c)所示的解交错方 法不同之处在于其中的步骤(g)包括步骤(gl)到(g3)。于步骤(gl)，边缘定向解交错运 算器26根据输入画素列资料Li[s+l]e(i')与Li[s+l]e(i'+l)运算产生画素列数据Lxl。 于步骤(g2)，控制电路24提供输入画素列数据Li[s+2]o(i')做为画素列数据Lx2提供至 混合器28。于步骤(g3)，根据权重参数M及(l-M)分别决定画素列资料Lxl及Lx2的权重， 以混合产生画素列数据Lout，并将其做为输出画素列数据Lo[t+l]o(i')输出。
请参照图7 (e)、图7 (f)、图5 (d)及图1 ，本实施例的解交错方法与图3 (d)所绘示 的解交错方法不同之处在于其中的步骤(j)包括步骤(jl)到(j3)，而步骤(k)包括步骤 (kl)到(k3)。于步骤(jl)，边缘定向解交错运算器26根据输入画素列资料Li[s+2]o(i') 及Li[s+l]e(i')运算产生画素列数据Lxl(t3)。于步骤(j2)，控制电路24提供输入画素 列数据Li[s+2]o(i')做为画素列数据Lx2(t3)提供至混合器28。于步骤(j3)，根据权重 参数M及(l-M)分别决定画素列资料Lxl(t3)及Lx2(t3)的权重，以混合产生画素列数据 Lout，并将其做为输出画素列数据Lo[t+2]o(i')输出。 于步骤(kl)，边缘定向解交错运算器26根据输入画素列资料Li[s+l]e(i')与 Li[s+2]o(i' +1)运算产生画素列数据Lxl(t4)。于步骤(k2)，控制电路24提供输入画素列数据Li[s+l]e(i')做为画素列数据Lx2(t4)提供至混合器28。于步骤(k3)，根据权重 参数M及(l-M)分别决定画素列资料Lxl(t4)及Lx2(t4)的权重，以混合产生画素列数据 Lout，并将其做为输出画素列数据Lo[t+2]e(i')输出。 本实施例的解交错控制器20可利用运动估算电路(未示出)产生运动参数M。对 应于输出影像Io中各个由混合器28产生的画素数据，运动估算电路均对应地产生运动参 数M。举例而言，运动估算电路设定运动估算区域来估算出对应至图框Fm[t-l]中第x列画 素中的第y笔画素资料P[t]o(x， y)对应的运动参数M[t]o(x， y) 。 x为小于或等于N的自 然数。令前述各奇图场与偶图场中各画素列数据包括Z笔画素数据，y为小于或等于Z的 自然数。 请参照图(a)及图8(b)，其为本实施例的运动估算电路的运动估算操作的示意 图。运动估算电路系将奇图场Fd[s]及偶图场Fd[s+l]合成出图框Frame,并将奇图场 Fd[s-2]及偶图场Fd[s-l]合成出图框Pre_Frame。 运动估算电路于图框Frame中定义区域A。举例来说，区域A包括画素数据Prl到 Pr9，画素资料Prl-Pr3分别为偶图场Fd[s+l]中输入画素列数据Li [s+l] e (x)中的画素资 料P[s+l]e(x， y-l)、 P[s+l]e(x， y)及P[s+l]e(x， y+l)，画素资料Pr4到Pr6分别为奇图 场Ms]中输入画素列数据Li[s]o(x)中的画素资料P[s]o(x， y-l)、P[s]o(x， y)及P[s] o (x， y+l)，画素资料Pr7到Pr9分别为偶图场Fd[s+1]中输入画素列数据Li [s+l] e (x+l) 中的画素资料P[s+l]e(x+l， y-l) 、P[s+l]e(x+l， y)及P [s+l] e (x+l， y+l)。
相似地，运动估算电路于图框Pre—Frame中定义区域B，区域B包括画素数据 Pre_Prl-Pre_Pr9，画素资料Pre_Prl_Pre_Pr3分别为偶图场Fd[s-l]中输入画素列数据 Li[s-l]e(x)中的画素资料P[s-l]e(x， y_l) 、 P [s_l] e (x， y)及P[s-l]e(x， y+l)，画素资 料Pre_Pr4-Pre_Pr6分别为奇图场Fd[s_2]中输入画素列数据Li[s-2]o(x)中的画素资料 P [s-2] o (x， y-l) 、P [s-2] o (x， y)及P [s_2] o (x， y+l)，画素资料Pre_Pr7_Pre_Pr9分别为偶 图场Fd[s-l]中输入画素列数据Li[s-l]e(x+l)中的画素资料P[s-l]e(x+l，y-l)、P[s-l] e(x+l，y)及P[s-l]e(x+l，y+l)。 可以根据以下方程序运算产生对应至画素P[t]o(x，y)的运动参数M[t]o(x，y):
9
y|Prj-Pre Prj| —1 J — J|
M[t]o(x， y) = ^-
Threshold Threshold为临界数值。产生对应至图框Fm[t-l]到Fm[t+2]中其它插补产生的
画素数据的运动参数M的操作可根据产生运动参数M[t]o(x， y)的操作类推得到。 习知边缘定向解交错运算器仅应用于同一图场中的边缘定向解交错，而本发明实
施例的解交错控制器系透过跨图场边缘定向解交错运算器来根据对应的原始图场插补产
生倍频图框。这样一来，相较于传统直接显示两个第一图框来达到倍频显示的解交错系统
容易产生画面残影的情形，本实施例的解交错控制器具有低成本且可以改善画面残影情况
的优点。 更进一步，本实施例的解交错控制器更利用混合器参考输入影像的影像运动程度 来插补得到对应的输出影像。如此，本实施例的解交错控制器考虑输入影像的运动程度来 插补产生输出影像中的各图框，以更进一步提升画面的显示效果优点。
图9为根据本发明较佳实施例的倍频解交错方法，于步骤910，根据时间相邻的奇 图场及偶图场，奇图场可以出现于偶图场的时间点之前或之后，经由跨图场边缘定向解交 错运算倍频产生复数个解交错图框；于步骤920，将各解交错图框与该时间相邻的奇图场 及该偶图场进行适应性混合以产生影像补偿的解交错图框，举例而言，将各解交错图框与 该奇图场及该偶图场利用一影像运动参数混合产生影像补偿的解交错图框，举例而言，影 像运动参数系由该影像补偿的解交错图框的一目标画素列数据与复数个时间相邻的图场 中位置相邻的复数个画素列数据所决定，例如影像运动参数相关于时间相邻中位置相邻的 复数个画素列数据的对应像素差值的絶对值和。 综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本 发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更 动与润饰。因此，本发明的保护范围应当以权利要求为准。
权利要求
一种倍频解交错方法，用以响应一输入影像产生一输出影像，该输入影像包括一奇图场及一偶图场，该输出影像包括一第一插补图框，其特征在于，该解交错方法包括根据该奇图场的一第i条奇数序输入画素列数据及该偶图场的一第i条偶数序输入画素列数据，经由跨图场边缘定向解交错运算产生该第一插补图框中一第i条奇数序输出画素列数据，i为自然数；根据该第i条偶数序输入画素列数据及该奇图场的一第i+1条奇数序输入画素列数据经由跨图场边缘定向解交错运算产生该第一插补图框中的一第i条偶数序输出画素列数据；以及改变i的值并重复执行上述步骤以得到该第一插补图框的所有奇数序及偶数序输出画素列数据。
2. 如权利要求1所述的倍频解交错方法，其特征在于，该产生该第一插补图框中该第i条奇数序输出画素列数据的步骤更包括根据该第i条奇数序输入画素列数据及该第i条偶数序输入画素列数据经由边缘定向 解交错运算得到一第一运算画素列数据；以该第i条奇数序输入画素列数据做为一第二运算画素列数据；及根据一第一权重参数及一第二权重参数来分别决定该第一及该第二运算画素列数据 的权重，以产生该第一插补图框中该第i条奇数序输出画素列数据。
3. 如权利要求2所述的倍频解交错方法，其特征在于，该第一权重参数与该第二权重 参数之和为l，且该第一及该第二权重参数系相关于该输入影像的运动程度。
4. 如权利要求1所述的倍频解交错方法，其特征在于，该产生该第一插补图框中该第i 条偶数序输出画素列数据的步骤更包括根据该第i + l条奇数序输入画素列数据及该第i条偶数序输入画素列数据经由边缘定 向解交错运算得到一第一运算画素列数据；以该第i条偶数序输入画素列数据做为一第二运算画素列数据；及根据一第一权重参数及一第二权重参数来分别决定该第一及该第二运算画素列数据 的权重，以产生该第一插补图框中该第i条偶数序输出画素列数据。
5. 如权利要求4所述的倍频解交错方法，其特征在于，该第一权重参数与该第二权重 参数之和为l，且该第一及该第二权重参数系相关于该输入影像的运动程度。
6. 如权利要求1所述的倍频解交错方法，其特征在于，更包括以该第i条奇数序输入画素列数据做为一第二插补图框中一第i条奇数序输出画素列 数据；根据该第i条奇数序输入画素列数据及该第i+l条奇数序输入画素列数据来经由边缘 定向解交错运算产生该第二插补图框中一第i条偶数序输出画素列数据；及改变i的值并重复执行上述步骤以得到该第二插补图框的所有奇数序及偶数序输出 画素列数据。
7. 如权利要求1所述的倍频解交错方法，其特征在于，更包括根据该第i条偶数序输入画素列数据及该偶图场的一第i + l条偶数序输入画素列数据 来经由边缘定向解交错运算产生一第三插补图框中一第i条奇数序输出画素列数据；以该第i条偶数序输入画素列数据做为该第三插补图框中一第i条偶数序输出画素列数据；及改变i的值并重复执行上述步骤以得到该第三插补图框的所有奇数序及偶数序输出 画素列数据。
8. —种倍频解交错控制器，用以响应一输入影像产生一输出影像，该输入影像包括一 奇图场及一偶图场，该输出影像包括一插补图框，其特征在于，该解交错控制器包括一内存，用以接收并储存该奇图场及该偶图场；一控制电路，用以读取并输出该奇图场的一第i条奇数序输入画素列数据、该奇图场 的一第i + 1条奇数序输入画素列数据及该偶图场的一第i条偶数序输入画素列数据，i为 自然数；以及一边缘定向解交错运算器，用以根据该第i条奇数序输入画素列数据及该第i条偶 数序输入画素列数据执行边缘定向解交错运算来产生一第一运算画素列资料，并根据该第 i + 1条奇数序输入画素列数据及该第i条偶数序输入画素列数据执行边缘定向解交错运算 来产生一第二运算画素列数据；其中，该第一及该第二输出画素列数据分别被做为该插补图框中一第i条奇数序输出 画素列数据及该插补图框中一第i条偶数序输出画素列数据输出。
9. 如权利要求8所述的倍频解交错控制器，其特征在于，更包括一混合器，用以根据一第一权重参数及一第二权重参数分别决定该第一运算画素列数 据及该第i条奇数序输入画素列数据的权重，以产生该第一插补图框中该第i条奇数序输 出画素列数据；其中，该混合器更用以根据一第三权重参数及一第四权重参数分别决定该第二运算画 素列数据及该第i条偶数序输入画素列数据的权重，以产生该第一插补图框中该第i条偶 数序输出画素列画素数据。
10. 如权利要求9所述的倍频解交错控制器，其特征在于，该第一与该第二权重参数之 和为1、该第一权重参数系相关于该输入影像的运动程度，该第三与该第四权重参数之和为 1及该第三权重参数系相关于该输入影像的运动程度。
11. 如权利要求8所述的倍频解交错控制器，其特征在于，该解交错控制器更分别以该 第i条奇数序输入画素列画素及该第i条偶数序输入画素列数据做为一第二插补图框中一 第i条奇数序输出画素列数据及一第三图框中一第i条偶数序输出画素列数据。
12. 如权利要求11所述的倍频解交错控制器，其特征在于，该边缘定向解交错运算器 用以根据该第i条奇数序输入画素列数据及该第i+1条奇数序输入画素列数据执行边缘定 向解交错运算来产生一第三运算画素列数据，并根据该第i条偶数序输入画素列数据及该 第i-1条偶数序输入画素列数据执行边缘定向解交错运算来产生一第四运算画素列数据；其中，该第三及该第四运算画素列数据分别用以做为该第二插补图框中一第i条偶数 序输出画素列数据及该第三插补图框中一第i条奇数序输出画素列数据。
13. 如权利要求12所述的倍频解交错控制器，其特征在于，更包括一混合器，用以根据一第一权重参数及一第二权重参数分别决定该第三运算画素列数 据及该第i条偶数序输入画素列数据的权重，以产生该第二插补图框中该第i条偶数序输 出画素列数据；其中，该混合器更用以根据一第三权重参数及一第四权重参数分别决定该第四运算画素列数据及该第i条奇数序输入画素列数据的权重，以产生该第三插补图框中该第i条奇数序输出画素列数据。
14. 如权利要求13所述的倍频解交错控制器，其特征在于，该第一权重参数与该第二权重参数之和为l，且该第一及该第二权重参数系相关于该输入影像的运动程度，该第三与该第四权重参数之和为1及该第三权重参数系相关于该输入影像的运动程度。
15. —种倍频解交错方法，其特征在于，包括根据时间相邻的一奇图场及一偶图场，经由跨图场边缘定向解交错运算倍频产生复数个解交错图框；以及将各解交错图框与该奇图场及该偶图场进行适应性混合以产生一影像补偿的解交错图框。
16. 如权利要求15所述的倍频解交错方法，其特征在于，该适应性混合步骤系将各解交错图框与该奇图场及该偶图场利用一影像运动参数混合产生该影像补偿的解交错图框。
17. 如权利要求15所述的倍频解交错方法，其特征在于，该奇图场系出现于该偶图场的时间点之前。
18. 如权利要求15所述的倍频解交错方法，其特征在于，该奇图场系出现于该偶图场的时间点之后。
19. 如权利要求16所述的倍频解交错方法，其特征在于，该系由该影像补偿的解交错图框的一目标画素列数据与复数个时间相邻的图场中位置相邻的复数个画素列数据所决定。
20. 如权利要求16所述的倍频解交错方法，其特征在于，该影像运动参数系由一运动估算电路所提供。
全文摘要
本发明公开了一种倍频解交错方法及其控制器，可以改善残影现象。倍频解交错方法包括下列步骤根据奇图场及偶图场的第i条奇数序及第i条偶数序输入画素列数据来经由跨图场边缘定向解交错运算产生插补图框中第i条奇数序输出画素列数据，i为自然数。根据第i条偶数序输入画素列资料及奇图场的第i+1条奇数序输入画素列数据来经由跨图场边缘定向解交错运算产生插补图框中的第i条偶数序输出画素列数据，据此产生整个插补图框。
文档编号H04N7/01GK101783916SQ200910005569
公开日2010年7月21日 申请日期2009年1月20日 优先权日2009年1月20日
发明者任立寰, 张志仁, 林弘毅 申请人:晨星软件研发(深圳)有限公司;晨星半导体股份有限公司
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