专利名称：图象变换方法及图象变换装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及进行用于使液晶显示器等矩阵型固定显示器件显示各种制式的图象信号的图象信号处理的图象变换方法及图象变换装置。
背景技术：
作为使矩阵型固定显示器件显示各种制式的图象信号的方法，例如，采用着如图象分析手册(东京大学出版社)所介绍的最近邻法、线性插值法、三值卷积近邻法等。作为其具体实施手段，例如有美国专利说明书第4631450号所公开的在外部使用可随机存取的存储器的方法等。
图6示出现有的图象变换装置的框图。在图6中，帧存储器401、403，可随机存取，并具有对所抽取的1帧图象信号的水平扫描和垂直扫描进行转换和输出的功能。垂直变换滤波器402，执行用于使图象的垂直方向放大或缩小的处理。水平变换滤波器404，执行用于使图象的水平方向放大或缩小的处理。地址发生器405，产生用于帧存储器401的水平地址和垂直地址，并将两个地址都供给垂直变换滤波器402。地址发生器406，产生用于帧存储器403的水平地址和垂直地址，并将两个地址都供给水平变换滤波器404。
其次，说明该图象变换装置的动作。在该图象变换装置中，首先，根据地址发生器405的输出、即写入地址将输入图象信号按其水平扫描的顺序写入帧存储器401。为将水平扫描转换为垂直扫描，帧存储器401，根据地址发生器405的输出、即读出地址按垂直扫描的顺序进行读出。
将该所读出的信号输入到垂直变换滤波器402，从而沿垂直方向进行放大或缩小。在这种情况下，将地址从地址发生器405供给垂直变换滤波器402，但是，也可以根据此时的地址内容改变帧存储器401的读出地址，进而控制(改变)垂直变换滤波器402的滤波特性。就是说，通过供给地址，按垂直位置改变滤波特性(滤波内容)。
接着，根据地址发生器406的输出、即写入地址将垂直变换滤波器402的输出按其输出顺序写入帧存储器403。为将垂直扫描转换为水平扫描，帧存储器403，根据地址发生器406的输出、即读出地址按水平扫描的顺序进行读出。
由该帧存储器403输出的图象信号，恢复为输入到帧存储器401的输入图象信号的水平扫描和垂直扫描的状态。
然后，将从帧存储器403读出的信号输入到水平变换滤波器404，从而沿水平方向进行放大或缩小。在这种情况下，将地址从地址发生器406供给水平变换滤波器404，但是，也可以根据此时的地址内容改变帧存储器403的读出地址，进而控制(改变)水平变换滤波器404的滤波特性。就是说，通过供给地址，按水平位置改变滤波特性(滤波内容)。
但是，在上述现有例的结构中，在处理中所需的象素数据多因而使用多抽头结构的滤波装置的情况下，必须以对图象数据的周期速度乘以滤波装置的抽头数后的速度执行用于从帧存储器读出该象素数据的存储器访问。
所谓滤波，这里主要是指图象变换的内插处理，就广义来说，也包括带宽限制处理、孔径处理等。
例如，当输入图象信号为XGA(横向1024点×纵向768点)的60Hz信号、并使用4抽头滤波装置时，由于象素数据的周期速度为65MHz，所以必须以260MHz访问帧存储器，以读出图象数据。
如考虑到当前的存储器规格，则以这样的高速度访问存储器非常困难，因而在具体实现上存在着问题。
发明的公开本发明的目的在于，提供一种通过多抽头结构的滤波处理实现图象变换处理而无需使所使用的存储器高速化的图象变换方法和图象变换装置以及液晶投影机。
本发明第1方面的图象变换方法，通过使用所抽取的输入图象信号的多个连续象素数据的滤波处理生成输出图象信号，该图象变换方法的特征在于将上述输入图象数据的大致1帧的象素数据存储在第1存储装置内，预先从上述第1存储装置读出含有上述滤波处理所需的多个连续象素数据且数量更多的连续象素数据并存储在第2存储装置内，从上述第2存储装置中选择上述滤波处理所需的多个连续象素数据，并通过使用了所选定的多个象素数据的滤波处理，生成上述输出图象信号。
按照上述方法，通过1次访问就可以从第1存储装置输出多个连续象素数据，并能从第2存储装置选择所需的象素数据，所以，可以实现无需使存储器访问高速化的图象变换。
另外，本发明第3方面的图象变换装置，通过使用所抽取的输入图象信号的多个连续象素数据的滤波处理生成输出图象信号，该图象变换装置的特征在于，备有滤波装置，从上述多个连续象素数据生成上述输出图象信号；归并装置，以上述输入图象信号为输入，并将上述输入图象信号按每多个连续象素数据归并后输出；第1存储装置，以上述归并装置的输出为输入，并存储大致1帧的象素数据；第2存储装置，以上述第1存储装置的输出为输入，并存储和输出比上述滤波装置所需的多个连续象素数据数多的连续象素数据；选择装置，以上述第2存储装置的输出为输入，并选择和输出上述滤波装置所需的多个连续象素数据；及第3存储装置，存储和输出预先计算的控制上述第1存储装置的输出的地址数据及预先计算的控制上述滤波装置的滤波系数的控制数据；上述滤波装置，以上述选择装置的输出为输入，并根据上述第3存储装置中的地址数据由上述第1存储装置输出比上述滤波装置所需象素数据多的象素数据。
按照上述结构，通过1次访问就可以从第1存储装置输出多个连续象素数据，并能由第2存储装置和选择装置选择所需的象素数据，所以，可以实现采用具有多抽头结构的滤波的图象变换而无需使存储器访问高速化，并能实现图象变换处理的高画质化。此外，由于可根据所要求的缩小变换、放大变换的倍率预先对存储在第3存储装置内的数据进行计算，所以，可以进行各种倍率的变换。
另外，本发明第8方面的图象变换装置，通过使用所抽取的输入图象信号的多个连续象素数据的滤波处理生成输出图象信号，该图象变换装置的特征在于，备有滤波装置，从上述多个连续象素数据生成输出图象信号；归并装置，以上述输入图象信号为输入，并将上述输入图象信号按每多个连续象素数据归并后输出；第1、第2和第3存储装置，以上述归并装置的输出为输入，并存储大致1帧的象素数据；第1选择装置，以上述第1、第2和第3存储装置的输出为输入，并选择和输出其中任何一个的输入；第4存储装置，以上述第1选择装置的输出为输入，并存储和输出比上述滤波装置所需的多个连续象素数据数多的连续象素数据；第2选择装置，以上述第4存储装置的输出为输入，并选择和输出上述滤波装置所需的多个连续象素数据；及第5存储装置，存储和输出预先计算的控制上述第1、第2和第3存储装置的输出的地址数据及预先计算的控制上述滤波装置的滤波系数的控制数据；上述第1、第2和第3存储装置反复写入上述输入图象信号的顺序不同的帧的象素数据，上述第1选择装置选择上述第1、第2和第3存储装置中已完成写入动作的任何一个存储装置，上述滤波装置以上述第2选择装置的输出为输入，并根据上述第5存储装置中的地址数据由上述第1、第2和第3存储装置输出比上述滤波装置所需象素数据多的象素数据。
按照上述结构，通过1次访问就可以从第1、第2和第3存储装置输出多个连续象素数据，第1、第2和第3存储装置，还存储着连续的输入图象信号的连续3个帧的象素数据，并可以使对第1、第2和第3存储装置写入象素数据的速度与读出的速度不同，而且能由第4存储装置和第2选择装置选择所需的象素数据，所以，可以实现帧频率的变换及采用具有多抽头结构的滤波的图象变换而无需使存储器访问高速化，并能实现图象变换处理的高画质化。此外，通过使用第1、第2和第3三个存储装置，使存储归并装置的输出的存储装置与对第1选择装置进行输出的存储装置不同，所以，可以避免同一存储装置中的存储和输出的冲突，因而能使存储装置的控制简单化。另外，由于可根据所要求的缩小变换、放大变换的倍率预先对存储在第5存储装置内的数据进行计算，所以，可以进行各种倍率的变换。
另外，本发明第13方面的液晶投影机，通过使用所抽取的输入图象信号的多个连续象素数据的滤波处理生成输出图象信号，该液晶投影机的特征在于，备有滤波装置，从上述多个连续象素数据生成输出图象信号；归并装置，以上述输入图象信号为输入，并将上述输入图象信号按每多个连续象素数据归并后输出；第1、第2和第3存储装置，以上述归并装置的输出为输入，并存储大致1帧的象素数据；第1选择装置，以上述第1、第2和第3存储装置的输出为输入，并选择和输出其中任何一个的输入；第4存储装置，以上述第1选择装置的输出为输入，并存储和输出比上述滤波装置所需的多个连续象素数据数多的连续象素数据；第2选择装置，以上述第4存储装置的输出为输入，并选择和输出上述滤波装置所需的多个连续象素数据；第5存储装置，存储和输出预先计算的控制上述第1、第2和第3存储装置的输出的地址数据及预先计算的控制上述滤波装置的滤波系数的控制数据；驱动装置，以上述滤波装置的输出为输入，并进行用于显示的处理；液晶板，以上述驱动装置的输出为输入，并根据该输入对光进行调制；灯；点亮装置，用于将上述灯点亮；聚光装置，将从上述灯发射的光聚光后照射在上述液晶板上；及投射装置，用于投射由上述聚光装置的照射而通过上述液晶板后的光；上述第1、第2和第3存储装置反复写入上述输入图象信号的顺序不同的帧的象素数据，上述第1选择装置选择上述第1、第2和第3存储装置中已完成写入动作的任何一个存储装置，上述滤波装置以上述第2选择装置的输出为输入，并根据上述第5存储装置中的地址数据由上述第1、第2和第3存储装置输出比上述滤波装置所需的象素数据多的象素数据。
按照上述结构，通过1次访问就可以从第1、第2和第3存储装置输出多个连续象素数据，第1、第2和第3存储装置，还存储着连续的输入图象信号的连续3个帧的象素数据，并可以使对第1、第2和第3存储装置写入象素数据的速度与从其读出的速度不同，而且能由第4存储装置和第2选择装置选择所需的象素数据，所以，可以实现执行帧频率变换及采用具有多抽头结构的滤波的图象变换而无需使存储器访问高速化的高画质液晶投影机。此外，通过使用第1、第2和第3三个存储装置，使存储归并装置的输出的存储装置与对第1选择装置进行输出的存储装置不同，所以，可以避免同一存储装置中的存储和输出的冲突，因而能使存储装置的控制简单化。另外，由于可根据所要求的缩小变换、放大变换的倍率预先对存储在第3存储装置内的数据进行计算，所以，可以进行各种倍率的变换。
附图的简单说明图1是表示本发明第1实施形态的图象变换装置的结构的框图。
图2是用于说明图象变换动作的说明图。
图3是表示本发明第2实施形态的图象变换装置的结构的框图。
图4是用于说明图象变换动作的说明图。
图5是表示本发明第3实施形态的图象变换装置的结构的框图。
图6是表示现有的进行图象变换处理的图象变换装置的结构的框图。
用于实施发明的最佳形态以下，参照
本发明实施形态的图象变换方法和图象变换装置、以及液晶投影机。
图1是表示本发明第1实施形态的图象变换装置的结构的框图。在图1中，在输入端子101上供给输入图象信号。滤波电路106，作为滤波装置具有根据多个连续象素数据生成输出图象信号的功能。归并电路102，作为归并装置具有将从输入端子101输入的输入图象信号按每多个连续象素数据归并后输出的功能。第1存储元件103，作为第1存储装置具有存储归并电路102的输出的大致1个帧的功能。第2存储元件104，作为第2存储装置具有根据第1存储元件103的输出存储和输出比滤波电路106所需的多个连续象素数据数多的连续象素数据的功能。选择电路105，作为选择装置具有从第2存储元件104的输出选择滤波电路106所需的象素数据并输出到滤波电路106的功能。第3存储元件107，作为第3存储装置具有存储和输出预先计算的控制第1存储元件103的输出的地址数据及预先计算的控制滤波电路106的滤波系数的控制数据的功能。从输出端子108取出滤波电路106的图象变换输出。
在上述结构中，滤波电路106以选择电路105的输出为输入，并根据第3存储元件107中的地址数据由第1存储元件103输出比滤波电路106所需的象素数据多的象素数据。
参照图2说明在按如上方式构成的第1实施形态中沿水平方向进行1/3倍缩小变换的图象处理动作。但是，为进行这种图象变换处理，滤波电路106、归并电路102、第1和第2存储元件103、104，具有如下的结构。
即，滤波电路106，是使用4个连续的象素数据生成输出图象信号的4抽头滤波电路。该4抽头滤波电路，是从4个输入信号求得1个输出信号的电路，将可以对4个输入信号分别独立设定的值(系数)与各数据分别相乘并将相乘后的结果全部加在一起，即可生成1个输出信号。
另外，归并电路102，是按每4个连续象素数据将该4个象素数据归并后输出的电路。该归并电路102，对每1个象素配置4个进行移位的串联存储元件，以便在每4个象素的周期中对上述4个存储元件的输出进行归并(并行处理)。例如，如果1个象素是8位的数据，则归并后的数据为32位数据。
此外，第1存储元件103，是可随机存取的帧存储器。而第2存储元件104，是存储和输出8个象素数据的寄存器。
输入图象信号，如图2(a)中作为「输入图象信号」所示，从输入端子101周期地依次输入到归并电路102(象素数据D11～D34)。归并电路102，如图2(b)中作为「归并电路的输出」所示，将其输入按每4个连续图象数据D11～D14、D15～D18、D19～D22、D23～D26、D27～D30、D31～D34归并后输出(归并信号C1～C6)。在这种情况下，当例如从输入端子101输入的输入图象信号为8位宽度的信号时，从归并电路102输出的归并信号C1～C6，分别为32位宽度的信号。
第1存储元件103，如图2(c)中作为「存储地址」所示，在每当归并电路102进行归并动作时增1的地址1～6存储作为归并电路102的输出的归并信号C1～C6。
当进行1/3倍的缩小变换时，如图2(e)中作为「滤波所需信号的内容」所示，滤波电路106所需的象素数据，是每隔3个象素连续的4个象素数据。此外，该4个象素数据，如图2(f)中作为「滤波所需信号存在的存储地址」所示，总是按1个存储地址或2个连续存储地址进行存储。在图2(d)中，以与该图(a)的「输入图象信号」的象素数据对应标出的括号对「变换图象信号」的每个象素示出滤波所需的信号范围。
因此，在第3存储元件107中，如图2(g)中作为「输出的信号的存储地址」所示，对图2(d)所示的「变换图象信号」的每个象素预先计算并存储含有滤波电路106所需的4个连续象素数据的存储地址中的1个地址、在本例中为数字较大的地址。
第1存储元件103，根据第3存储元件107存储和输出的上述地址的数据，将含有滤波电路106所需象素数据的信号输出到第2存储元件104。在这种情况下，第3存储元件107，可按图2(d)的「变换图象信号」的象素间隔的定时输出数据。就是说，对要进行变换和输出的图象信号的每个象素数据改变地址内容。
第2存储元件104，是存储和输出由归并电路102归并的象素数据的2倍的象素数据的电路，所以相当于存储和输出作为第1存储元件103的输出的2个由归并电路102归并后的信号。
这里的所谓2个信号，例如，如图2(h)中作为「对选择电路输入的信号的存储地址」所示，是每当由第3存储元件107输出的第1存储元件103的地址数据改变时按更新的第1存储元件103的2个不同地址输出的信号。
更具体地说，如上所述，第2存储元件104，存储更新的2个不同地址。就是说，第2存储元件104，由可存储2个地址的数据的例如2级先入先出存储器等构成，每当第3存储元件107输出的地址数据改变时，第2存储元件104将存储处理的老的数据舍弃并存储最新的数据。因此，第2存储元件104的输出，如图2(i)中作为「对选择电路输入的信号内容」所示，包含了滤波电路106所需的全部象素数据。
选择电路105，根据由第3存储元件107供给的信号，从所输入的第2存储元件104的输出选择滤波电路106所需的象素数据，并输出到滤波电路106。
在第3存储元件107中，还预先计算和存储着进行1/3倍缩小变换时用于控制滤波电路106的滤波系数的控制数据，所以，滤波电路106，根据第3存储元件107的输出即上述控制数据，从所输入的选择电路105的输出信号生成图象变换信号并从输出端子108输出。在图2(j)中，示出输入图象影像(左侧)沿水平方向缩小到1/3后变成变换图象影像(右侧)的情况。
上述的所谓控制滤波系数的控制数据，是根据从4个信号变换为某个相位(表示某个数据与某个数据间的某个位置的信息)的信号及以某种变换特性进行变换而唯一决定的与4个信号分别对应的乘数值(系数)。并且，将4个信号分别乘以与上述各信号对应的乘数值后加在一起，并将计算结果作为滤波电路106的输出。
通过上述动作，可以实现如下的图象变换方法，即，将输入图象信号的大致1帧的象素数据存储在第1存储元件103内，预先从第1存储元件103读出含有滤波处理所需多个连续象素数据且数量更多的连续象素数据并存储在第2存储元件104内，从上述第2存储元件104中选择滤波处理所需的多个连续象素数据，并通过使用了所选定的多个象素数据的滤波处理，生成输出图象信号。
如上所述，按照本发明的第1实施形态，将归并电路102的输出存储在第1存储元件103内，并将该第1存储元件103的输出存储在可存储2个由归并电路102归并后的信号的第2存储元件104内，由选择电路105选择该第2存储元件104的输出，并将该选择输出输入到滤波电路106以进行图象变换，从而通过1次访问就可以从第1存储元件103输出多个连续象素数据，此外，由于可以由第2存储元件104及选择电路105选择所需的象素数据，所以，可以由多抽头结构的滤波电路106进行图象变换，而无需对存储元件进行高速的访问。在这种情况下，抽头数越多，则变换特性越好。
另外，由于控制数据根据变换倍率唯一地决定，所以如变换倍率确定，则控制数据可通过预先计算求得，并可以根据所要求的缩小变换、放大变换的倍率预先对存储在第1存储元件103内的数据进行计算，从而可以进行各种倍率的变换。
图3是表示本发明第2实施形态的图象变换装置的结构的框图。在图3中，在输入端子201上供给输入图象信号。滤波电路209，作为滤波装置具有根据多个连续象素数据生成输出图象信号的功能。归并电路202，作为归并装置具有将从输入端子201输入的输入图象信号按每4个连续的象素归并后输出的功能。第1、第2和第3存储元件203、204和205，作为第1、第2和第3存储装置具有存储归并电路202的输出的大致1个帧的功能。第1选择电路206，作为第1选择装置具有对第1、第2和第3存储元件203、204、205的输出进行切换输出的功能。第4存储元件207，作为第4存储装置具有根据第1选择电路206的输出存储和输出比滤波电路209所需的象素数据数多的连续象素数据的功能。第2选择电路208，作为第2选择装置具有从第4存储元件207的输出选择滤波电路209所需的象素数据并输出到滤波电路209的功能。第5存储元件210，作为第5存储装置具有存储和输出预先计算的控制第1、第2和第3存储元件203、204、205的输出的地址数据及预先计算的控制滤波电路209的滤波系数的控制数据的功能。从输出端子211取出滤波电路209的图象变换输出。
在上述结构中，第1、第2和第3存储元件203、204、205，反复写入输入图象信号的顺序不同的帧的象素数据，第1选择电路206选择上述第1、第2和第3存储元件203、204、205中已完成写入动作的任何一个存储元件，滤波电路209以第2选择电路208的输出为输入，并根据第5存储元件210中的地址数据由第1、第2和第3存储元件203、204、205输出比滤波电路209所需的象素数据多的象素数据。
参照图2和图4说明在按如上方式构成的第2实施形态中进行图象的帧周期变换及沿水平方向的1/3倍缩小变换的图象变换装置的动作。但是，为进行这种图象处理，滤波电路209、归并电路202、第1、第2、第3和第4存储元件203、204、205、207，具有如下的结构。即，滤波电路209，是使用4个连续的象素数据生成输出图象信号的4抽头滤波电路。该滤波电路209，与第1实施形态中说明过的滤波电路106相同。
另外，归并电路202，是将每4个连续象素数据归并后输出的电路。该归并电路202，与第1实施形态中说明过的归并电路102相同。
此外，第1、第2和第3存储元件203、204、205，是可随机存取的帧存储器。
第4存储元件，是存储和输出8个象素数据的寄存器。
输入图象信号，如图2(a)中作为「输入图象信号」所示，从输入端子201周期地依次输入到归并电路202(象素数据D11～D34)。归并电路202，如图2(b)中作为「归并电路的输出」所示，将其输入按每4个连续图象数据D11～D14、D15～D18、D19～D22、D23～D26、D27～D30、D31～D34归并后输出(归并信号C1～C6)。在这种情况下，当例如从输入端子201输入的输入图象信号为8位宽度的信号时，从归并电路202输出的归并信号C1～C6，分别为32位宽度的信号。
根据第5存储元件210的输出，将归并电路202的输出的大致1个帧存储在第1、第2和第3存储元件203、204、205的任何一个内。
这时，归并电路202的输出，例如，如图2(c)中作为「存储地址」所示，存储在每当归并电路202进行归并动作时增1的三个存储元件203、204、205的任何一个的地址内。
当进行1/3倍的缩小变换时，如图2(e)中作为「滤波所需信号的内容」所示，滤波电路209所需的象素数据，是每隔3个象素连续的4个象素数据。此外，该4个象素数据，如图2(f)中作为「滤波所需信号存在的存储地址」所示，总是按1个存储地址或2个连续存储地址进行存储。在图2(d)中，以与该图(a)的「输入图象信号」的象素数据对应标出的括号对「变换图象信号」的每个象素示出滤波所需的信号范围。
因此，在第5存储元件210中，如图2(g)中作为「输出的信号的存储地址」所示，对图2(d)所示的「变换图象信号」的每个象素预先计算并存储含有滤波电路209所需的4个连续象素数据的存储地址中的1个地址、在本例中为数字较大的地址。
第1、第2和第3存储元件203、204、205，根据第5存储元件210存储和输出的上述地址的数据，将所存储的数据从该任何一个存储元件输出到第1选择电路206。在这种情况下，第5存储元件210，可按图2(d)的「变换图象信号」的象素间隔的定时输出数据。就是说，对要进行变换和输出的图象信号的每个象素数据改变地址内容。
第1选择电路206，选择根据第5存储元件210的输出即地址数据输出的第1、第2和第3存储元件203、204、205的任何一个的输出，并将包含滤波电路209所需象素数据的信号输出到第4存储元件207。
根据对输入信号的帧周期和变换信号的帧周期的大小关系的判断结果，对上述第1选择电路206进行控制。在这时的控制中，不仅对第1选择电路206的选择进行控制，而且还进行由第1、第2和第3存储元件203、204、205的哪一个进行归并电路202的输出的控制。此外，这种控制的进行随帧周期而改变，以便使上述2种选择彼此不同。
第4存储元件207，是存储和输出由归并电路202归并的象素数据的2倍的象素数据的电路，所以相当于存储和输出作为第1选择电路206的输出的2个由归并电路202归并后的信号。
这时的2个信号，例如，如图2(h)中作为「对选择电路输入的信号的存储地址」所示，是每当由第5存储元件210输出的第1、第2和第3存储元件203、204、205的地址数据改变时按更新的2个不同的地址数据输出的第1、第2和第3存储元件203、204、205的任何一个的输出信号。这里的第4存储元件207的结构和动作，与第1实施形态中说明过的相同。
因此，第4存储元件207的输出，如图2(i)中作为「对选择电路输入的信号内容」所示，包含图2(e)中作为「滤波所需信号的内容」示出的滤波电路209所需的全部象素数据。
第2选择电路208，从所输入的第4存储元件207的输出中选择滤波电路209所需的象素数据，并输出到滤波电路209。上述第2选择电路208的选择动作，与第1实施形态中说明过的选择电路105的动作相同。
在第5存储元件210中，与上述实施形态一样，还预先计算和存储着进行1/3倍缩小变换时用于控制滤波电路209的滤波系数的控制数据，所以，滤波电路209，根据第5存储元件210的输出即上述控制数据，从所输入的第2选择电路208的输出信号生成图象变换信号并从输出端子211输出。在图2(j)中，示出输入图象影像(左侧)沿水平方向缩小到1/3后变成变换图象影像(右侧)的情况。
这里，参照图4并以将输入图象信号的帧频率按5/4倍进行变换的情况为例说明第1、第2和第3存储元件203、204、205根据第5存储元件210输出的地址数据进行的动作。
输入图象信号，如图4(a)中作为「输入图象信号的帧内容」所示，按帧号的顺序从输入端子201输入到归并电路202。首先，在表示「对输入选择的存储器」的图4(b)和表示「对输出选择的存储器」的图4(c)中，假定第1存储元件203的编号为「1」、第2存储元件204的编号为「2」、第3存储元件的编号为「3」。
归并电路202的输出，如用图4(b)的「对输入选择的存储器」的编号所示，在输入图象信号的每个帧周期中按顺序存储在三个存储元件203、204、205中的一个内。第5存储元件210，如用图4(c)的「对输出选择的存储器」的编号所示，在输出图象信号的每个帧周期中输出用于从三个存储元件203、204、205中选择一个与进行着上述存储的存储元件不同的存储元件的地址数据。
由该第5存储元件210的地址数据选定的第1、第2或第3存储元件203、204、或205，如图4(d)中作为「输出图象信号的帧内容」所示，根据第5存储元件210的地址数据输出所存储的信号。
通过上述动作，可以实现如下的图象变换方法，即，将输入图象数据的大致1帧的象素数据存储在第1、第2和第3存储元件203、204、205的任何一个内，预先从第1、第2和第3存储元件203、204、205的任何一个中有选择地读出含有滤波处理所需多个连续象素数据且数量更多的连续象素数据并存储在第4存储元件207内，从上述第4存储元件207中选择滤波处理所需的多个连续象素数据，并通过使用了所选定的多个象素数据的滤波处理，生成输出图象信号。
此外，按照上述动作，可以进行将图4(a)中作为「输入图象信号的帧内容」示出的图象信号变换为图4(d)中作为「输出图象信号的帧内容」示出的图象信号的帧周期变换。
如上所述，按照本发明的第2实施形态，将归并电路202的输出存储在第1、第2和第3存储元件203、204、205的任何一个内，并将该第1、第2和第3存储元件203、204、205的输出存储在可存储2个由归并电路202归并后的信号的第4存储元件207内，由第2选择电路208选择该第4存储元件207的输出，并将该选择输出输入到滤波电路209以进行图象变换，从而通过1次访问就可以从第1、第2和第3存储元件203、204、205输出多个连续象素数据，并使第1、第2和第3存储元件203、204、205存储连续输入图象信号的连续3个帧的象素数据，对第1、第2和第3存储元件203、204、205写入象素数据的速度与从其读出的速度可以不同，此外，由于可以由第4存储元件207及第2选择电路208选择所需的象素数据，所以，可以由多抽头结构的滤波电路309进行图象变换及帧周期变换，而无需对存储元件进行高速的访问。
另外，通过使用第1、第2和第3三个存储元件203、204、205，使存储归并电路202的输出的存储元件与对第1选择电路206进行输出的存储元件不同，所以，可以避免同一存储元件中的存储和输出的冲突，因而能使存储元件的控制简单化。
另外，与第1实施形态一样，可根据所需要的缩小变换、放大变换的倍率预先对存储在第5存储元件210内的数据进行计算，所以，可以进行各种倍率的变换。
图5是表示本发明第3实施形态的液晶投影机的结构的框图。在图5中，在输入端子301上供给输入图象信号。滤波电路309，作为滤波装置具有根据多个连续象素数据生成输出图象信号的功能。归并电路302，作为归并装置具有将从输入端子301输入的输入图象信号按每4个连续的象素归并后输出的功能。第1、第2、第3存储元件303、304、305，作为第1、第2和第3存储装置具有存储归并电路302的输出的大致1个帧的功能。第1选择电路306，作为第1选择装置具有对第1、第2、第3存储元件303、304、305的输出进行切换输出的功能。第4存储元件307，作为第4存储装置具有根据第1选择电路306的输出存储和输出比滤波电路309所需的多个连续象素数据数多的连续象素数据的功能。第2选择电路308，作为第2选择装置具有从第4存储元件307的输出选择滤波电路309所需的象素数据并输出到滤波电路309的功能。第5存储元件310，作为第5存储装置具有存储和输出预先计算的控制第1、第2、第3存储元件303、304、305的输出的地址数据及预先计算的控制滤波电路309的滤波系数的控制数据的功能。驱动电路311，作为驱动装置具有用于将滤波电路309的图象变换输出显示在液晶板312上的功能。灯313是用于显示的光源。点亮电路314，作为点亮装置具有将灯313点亮的功能。聚光透镜315，作为聚光装置具有对从灯313发射的光进行聚光的功能。投射透镜316，作为投射装置具有投射由聚光透镜313聚光并通过液晶板312后的光的功能。
在上述结构中，第1、第2和第3存储元件303、304、305反复写入输入图象信号的顺序不同的帧的象素数据，第1选择电路306选择上述第1、第2和第3存储元件303、304、305中已完成写入动作的任何一个存储元件，滤波电路309以第2选择电路308的输出为输入，并根据第5存储元件310中的地址数据由第1、第2和第3存储元件303、304、305输出比滤波电路309所需的象素数据多的象素数据。
在上述结构中，滤波电路309的前级电路，与图3的图象变换装置相同。
参照图2和图4说明在按如上方式构成的第3实施形态中进行图象的帧周期变换及沿水平方向的1/3倍缩小变换的液晶投影机的动作。但是，为进行这种图象处理，滤波电路309、归并电路302、第1、第2、第3和第4存储元件303、304、305、307，具有如下的结构。即，滤波电路309，是使用4个连续的象素数据生成输出图象信号的4抽头滤波电路。该滤波电路309的结构和动作，与第1或第2实施形态中说明过的滤波电路106。209相同。
另外，归并电路302，是将每4个连续象素数据归并后输出的电路。该归并电路302，与第1或第2实施形态中说明过的归并电路102、202相同。
此外，第1、第2和第3存储元件303、304、305，是可随机存取的帧存储器。第4存储元件307，是存储和输出8个象素数据的寄存器。
输入图象信号，如图2(a)中作为「输入图象信号」所示，从输入端子301周期地依次输入到归并电路302(象素数据D11～D34)。归并电路302，如图2(b)中作为「归并电路的输出」所示，将其输入按每4个连续图象数据D11～D14、D15～D18、D19～D22、D23～D26、D27～D30、D31～D34归并后输出(归并信号C1～C6)。在这种情况下，当例如从输入端子301输入的输入图象信号为8位宽度的信号时，从归并电路302输出的归并信号C1～C6，分别为32位宽度的信号。
根据第5存储元件310的输出，将归并电路302的输出的大致1个帧存储在第1、第2和第3存储元件303、304、305的任何一个内。
这时，归并电路302的输出，例如，如图2(c)中作为「存储地址」所示，存储在每当归并电路302进行归并动作时增1的三个存储元件303、304、305的任何一个的地址内。
当进行1/3倍的缩小变换时，如图2(e)中作为「滤波所需信号的内容」所示，滤波电路309所需的象素数据，是每隔3个象素连续的4个象素数据。此外，该4个象素数据，如图2(f)中作为「滤波所需信号存在的存储地址」所示，总是按1个存储地址或2个连续存储地址进行存储。在图2(d)中，以与该图(a)的「输入图象信号」的象素数据对应标出的括号对「变换图象信号」的每个象素示出滤波所需的信号范围。
因此，在第5存储元件310中，如图2(g)中作为「输出的信号的存储地址」所示，对图2(d)所示的「变换图象信号」的每个象素预先计算并存储含有滤波电路309所需的4个连续象素数据的存储地址中的1个地址、在本例中为数字较大的地址。
第1、第2和第3存储元件303、304、305，根据第5存储元件310存储和输出的上述地址的数据，将所存储的数据从该任何一个存储元件输出到第1选择电路306。在这种情况下，第5存储元件310，可按图2(d)所示的「变换图象信号」的象素间隔的定时输出数据。就是说，对要进行变换和输出的图象信号的每个象素数据改变地址内容。
第1选择电路306，选择根据第5存储元件310的输出即地址数据输出的第1、第2和第3存储元件303、304、305的任何一个的输出，并将包含滤波电路309所需的图象数据的信号输出到第4存储元件307。
根据对输入信号的帧周期和变换信号的帧周期的大小关系的判断结果，对上述第1选择电路306进行控制。在这时的控制中，不仅对第1选择电路306的选择进行控制，而且还进行由第1、第2和第3存储元件303、304、305的哪一个进行归并电路302的输出的控制。此外，这种控制的进行随帧周期而改变，以便使上述2种选择彼此不同。
第4存储元件307，是存储和输出由归并电路302归并的象素数据的2倍的象素数据的电路，所以相当于存储和输出作为第1选择电路306的输出的2个由归并电路302归并后的信号。
这时的2个信号，例如，如图2(h)中作为「对选择电路输入的信号的存储地址」所示，是每当由第5存储元件310输出的第1、第2和第3存储元件303、304、305的地址数据改变时按更新的2个不同的地址数据输出的第1、第2和第3存储元件303、304、305的任何一个的输出信号。
因此，第4存储元件307的输出，如图2(i)中作为「对选择电路输入的信号内容」所示，包含图2(e)中作为「滤波所需信号的内容」示出的滤波电路309所需的全部象素数据。
第2选择电路308，从所输入的第4存储元件307的输出中选择滤波电路309所需的象素数据，并输出到滤波电路309。上述第2选择电路308的选择动作，与第1实施形态中说明过的选择电路105的动作相同。
在第5存储元件310中，与上述实施形态一样，还预先计算和存储着进行1/3倍缩小变换时用于控制滤波电路309的滤波系数的控制数据，所以，滤波电路309，根据第5存储元件310的输出即上述控制数据，从所输入的第2选择电路308的输出信号生成图象变换信号并输出到驱动电路311。在图2(j)中，示出输入图象影像(左侧)沿水平方向缩小到1/3后变成变换图象影像(右侧)的情况。
为将所输入的图象变换信号显示在液晶板312上，驱动电路311，执行使对比度最佳化的γ处理及用于交流驱动的反相处理，并输出到液晶板312。液晶板312，根据从驱动电路的输入，形成使光通过率改变的光学影像。
灯313，由点亮电路314点亮，并发射光线。从灯313发射的光，由聚光透镜315聚光后照射在上述液晶板312上。
投射透镜316，对由聚光透镜315照射并通过液晶板312的光学影像后的光进行聚光和投射。
这里，参照图5并以将输入图象信号的帧频率按5/4倍进行变换的情况为例说明第1、第2和第3存储元件303、304、305根据第5存储元件310输出的地址数据进行的动作。
输入图象信号，如图4(a)中作为「输入图象信号的帧内容」所示，按帧号的顺序从输入端子301输入到归并电路302。首先，在表示「对输入选择的存储器」的图4(b)和表示「对输出选择的存储器」的图4(c)中，假定第1存储元件303的编号为「1」、第2存储元件304的编号为「2」、第3存储元件的编号为「3」。
归并电路302的输出，如图4(b)的用「对输入选择的存储器」的编号所示，在输入图象信号的每个帧周期中按顺序存储在三个存储元件303、304、305中的一个内。第5存储元件310，如图4(c)的用「对输出选择的存储器」的编号所示，在输出图象信号的每个帧周期中输出用于从三个存储元件303、304、305中选择一个与进行着上述存储的存储元件不同的存储元件的地址数据。
由该第5存储元件310的地址数据选定的第1、第2或第3存储元件303、304、或305，如图4(d)中作为「输出图象信号的帧内容」所示，根据第5存储元件310的地址数据输出所存储的信号。
通过上述动作，可以实现如下的图象变换方法，即，将输入图象数据的大致1帧的象素数据存储在第1、第2和第3存储元件303、304、305的任何一个内，预先从第1、第2和第3存储元件303、304、305的任何一个中有选择地读出含有滤波处理所需多个连续象素数据且数量更多的连续象素数据并存储在第4存储元件307内，从上述第4存储元件307中选择滤波处理所需的多个连续象素数据，并通过使用了所选定的多个象素数据的滤波处理，生成输出图象信号。
此外，按照上述动作，可以进行将图4(a)中作为「输入图象信号的帧内容」示出的图象信号变换为图4(d)中作为「输出图象信号的帧内容」示出的图象信号的帧周期变换。
如上所述，按照本发明的第3实施形态，将归并电路302的输出存储在第1、第2和第3存储元件303、304、305的任何一个内，并将该第1、第2和第3存储元件303、304、305的输出存储在可存储2个由归并电路302归并后的信号的第4存储元件307内，由第2选择电路308选择该第4存储元件307的输出，并将该选择输出输入到滤波电路309以进行图象变换，从而通过1次访问就可以从第1、第2和第3存储元件303、304、305输出多个连续象素数据，并使第1、第2和第3存储元件203、204，205存储连续输入图象信号的连续3个帧的象素数据，对第1、第2和第3存储元件203、204、205写入象素数据的速度与从其读出的速度可以不同，此外，由于可以由第4存储元件307及第2选择电路308选择所需的象素数据，所以，可以实现由多抽头结构的滤波电路309进行图象变换及帧周期变换而无需对存储元件进行高速的访问的液晶投影机。
另外，通过使用第1、第2和第3三个存储元件303、304、305，使存储归并电路302的输出的存储元件与对第1选择电路306进行输出的存储元件不同，所以，可以避免同一存储元件中的存储和输出的冲突，因而能使存储元件的控制简单化。
另外，与第1实施形态一样，可根据所需要的缩小变换、放大变换的倍率预先对存储在第5存储元件310内的数据进行计算，所以，可以进行各种倍率的变换。
对于在投影透镜与屏幕不平行的斜投射情况下发生的梯形失真，可以使存储在第5存储元件310内的数据在图象信号的每一行改变缩小变换、放大变换的倍率，从而可以实现进行反梯形处理的梯形失真校正。
权利要求
1.一种图象变换方法，通过使用所抽取的输入图象信号的多个连续象素数据的滤波处理生成输出图象信号，该图象变换方法的特征在于将上述输入图象信号的大致1帧的象素数据存储在第1存储装置内，预先从上述第1存储装置读出含有上述滤波处理所需的多个连续象素数据且数量更多的连续象素数据并存储在第2存储装置内，从上述第2存储装置中选择上述滤波处理所需的多个连续象素数据，并通过使用了所选定的多个象素数据的滤波处理，生成上述输出图象信号。
2.根据权利要求1所述的图象变换方法，其特征在于上述第1存储装置，是可随机存取的存储装置。
3.一种图象变换装置，通过使用所抽取的输入图象信号的多个连续象素数据的滤波处理生成输出图象信号，该图象变换装置的特征在于，备有滤波装置，从上述多个连续象素数据生成上述输出图象信号；归并装置，以上述输入图象信号为输入，并将上述输入图象信号按每多个连续象素数据归并后输出；第1存储装置，以上述归并装置的输出为输入，并存储大致1帧的象素数据；第2存储装置，以上述第1存储装置的输出为输入，并存储和输出比上述滤波装置所需的多个连续象素数据数多的连续象素数据；选择装置，以上述第2存储装置的输出为输入，并选择和输出上述滤波装置所需的多个连续象素数据；及第3存储装置，存储和输出预先计算的控制上述第1存储装置的输出的地址数据及预先计算的控制上述滤波装置的滤波系数的控制数据；上述滤波装置，以上述选择装置的输出为输入，并根据上述第3存储装置中的地址数据由上述第1存储装置输出比上述滤波装置所需象素数据多的象素数据。
4.根据权利要求3所述的图象变换装置，其特征在于上述第1存储装置，是可随机存取的存储装置。
5.根据权利要求3所述的图象变换装置，其特征在于上述第2存储装置，是可以存储比上述滤波处理所需的象素数据数多、且为由上述归并装置归并后的象素数据数的2倍的象素数据的存储装置。
6.根据权利要求3所述的图象变换装置，其特征在于为了对上述输入图象信号进行放大变换或缩小变换，在上述第3存储装置中，存储了根据其变换倍率预先计算的控制上述第1存储装置的输出的地址数据及控制上述滤波装置的滤波系数的控制数据。
7.根据权利要求3所述的图象变换装置，其特征在于为了对上述输入图象信号进行梯形失真校正变换，在上述第3存储装置中，存储了根据其失真率预先计算的控制上述第1存储装置的输出的地址数据及控制上述滤波装置的滤波系数的控制数据。
8.一种图象变换装置，通过使用所抽取的输入图象信号的多个连续象素数据的滤波处理生成输出图象信号，该图象变换装置的特征在于，备有滤波装置，从上述多个连续象素数据生成输出图象信号；归并装置，以上述输入图象信号为输入，并将上述输入图象信号按每多个连续象素数据归并后输出；第1、第2和第3存储装置，以上述归并装置的输出为输入，并存储大致1帧的象素数据；第1选择装置，以上述第1、第2和第3存储装置的输出为输入，并选择和输出其中任何一个的输入；第4存储装置，以上述第1选择装置的输出为输入，并存储和输出比上述滤波装置所需的多个连续象素数据数多的连续象素数据；第2选择装置，以上述第4存储装置的输出为输入，并选择和输出上述滤波装置所需的多个连续象素数据；及第5存储装置，存储和输出预先计算的控制上述第1、第2和第3存储装置的输出的地址数据及预先计算的控制上述滤波装置的滤波系数的控制数据；上述第1、第2和第3存储装置反复写入上述输入图象信号的顺序不同的帧的象素数据，上述第1选择装置选择上述第1、第2和第3存储装置中已完成写入动作的任何一个存储装置，上述滤波装置以上述第2选择装置的输出为输入，并根据上述第5存储装置中的地址数据由上述第1、第2和第3存储装置输出比上述滤波装置所需象素数据多的象素数据。
9.根据权利要求8所述的图象变换装置，其特征在于上述第1、第2和第3存储装置，是可随机存取的存储装置。
10.根据权利要求8所述的图象变换装置，其特征在于上述第4存储装置，是可以存储比上述滤波处理所需的多个连续的象素数据数多、且为由上述归并装置归并后的象素数据数的2倍的象素数据的存储装置。
11.根据权利要求8所述的图象变换装置，其特征在于为了对上述输入图象信号进行放大变换或缩小变换，在上述第5存储装置中，存储了根据其变换倍率预先计算的控制上述第1、第2和第3存储装置的输出的地址数据及控制上述滤波装置的滤波系数的控制数据。
12.根据权利要求8所述的图象变换装置，其特征在于为了对上述输入图象信号进行梯形失真校正变换，在上述第5存储装置中，存储了根据其失真率预先计算的控制上述第1、第2和第3存储装置的输出的地址数据及控制上述滤波装置的滤波系数的控制数据。
13.一种液晶投影机，通过使用所抽取的输入图象信号的多个连续象素数据的滤波处理生成输出图象信号，该液晶投影机的特征在于，备有滤波装置，从上述多个连续象素数据生成输出图象信号；归并装置，以上述输入图象信号为输入，并将上述输入图象信号按每多个连续象素数据归并后输出；第1、第2和第3存储装置，以上述归并装置的输出为输入，并存储大致1帧的象素数据；第1选择装置，以上述第1、第2和第3存储装置的输出为输入，并选择和输出其中任何一个的输入；第4存储装置，以上述第1选择装置的输出为输入，并存储和输出比上述滤波装置所需的多个连续象素数据数多的连续象素数据；第2选择装置，以上述第4存储装置的输出为输入，并选择和输出上述滤波装置所需的多个连续象素数据；第5存储装置，存储和输出预先计算的控制上述第1、第2和第3存储装置的输出的地址数据及预先计算的控制上述滤波装置的滤波系数的控制数据；驱动装置，以上述滤波装置的输出为输入，并进行用于显示的处理；液晶板，以上述驱动装置的输出为输入，并根据该输入对光进行调制；灯；点亮装置，用于将上述灯点亮；聚光装置，将从上述灯发射的光聚光后照射在上述液晶板上；及投射装置，用于投射由从上述聚光装置的照射而通过上述液晶板后的光；上述第1、第2和第3存储装置反复写入上述输入图象信号的顺序不同的帧的象素数据，上述第1选择装置选择上述第1、第2和第3存储装置中已完成写入动作的任何一个存储装置，上述滤波装置以上述第2选择装置的输出为输入，并根据上述第5存储装置中的地址数据由上述第1、第2和第3存储装置输出比上述滤波装置所需象素数据多的象素数据。
14.根据权利要求13所述的液晶投影机，其特征在于上述第1、第2和第3存储装置，是可随机存取的存储装置。
15.根据权利要求13所述的液晶投影装置，其特征在于上述第4存储装置，是可以存储比上述滤波处理所需的多个连续的象素数据数多、且为由上述归并装置归并后的象素数据数的2倍的象素数据的存储装置。
16.根据权利要求13所述的液晶投影机，其特征在于为了对上述输入图象信号进行放大变换或缩小变换，在上述第5存储装置中，存储了根据其变换倍率预先计算的控制上述第1、第2和第3存储装置的输出的地址数据及控制上述滤波装置的滤波系数的控制数据。
17.根据权利要求13所述的液晶投影机，其特征在于为了对上述输入图象信号进行梯形失真校正变换，在上述第5存储装置中，存储了根据其失真率预先计算的控制上述第1、第2和第3存储装置的输出的地址数据及控制上述滤波装置的滤波系数的控制数据。
全文摘要
为了在无需使所使用的存储器高速化的情况下通过多抽头结构的滤波处理实现图象变换处理,由归并装置102将所抽取的输入图象信号按每多个连续象素数据归并后输出,并将归并电路102的输出数据的大致1个帧存储在存储元件103内。然后,存储元件103,根据存储着预先计算好的控制数据的存储元件107的输出,将信号输出到存储元件104。存储元件104,存储比滤波电路106的抽头数多的由存储元件103输入的信号,并输出到选择电路105,选择电路105,根据由存储元件104输入的信号,选择滤波电路106所需的信号,并输出到滤波电路106滤波电路106,使用由选择电路105输入的信号生成输出图象信号。
文档编号G06T5/20GK1262757SQ99800355
公开日2000年8月9日 申请日期1999年1月18日 优先权日1998年1月22日
发明者野泽和志, 连努, 广常聪 申请人:松下电器产业株式会社