专利名称：扫描转换装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种扫描数据转换装置和一种扫描数据转换方法。
背景技术：
各种类型的显示装置(例如，电视、计算机监视器等等)典型地使用两种显示方法——隔行扫描和逐行扫描中的一种。在这两种方法中，图像被分为几条扫描线。在隔行扫描方法中，奇数扫描线和偶数扫描线交替显示。图像的奇数扫描线被称为奇数半帧(odd field)或上半帧(top field)。图像的偶数扫描线被称为偶数半帧(even field)或下半帧(bottom field)。上半和下半帧交替地高速显示以便使人们能看到一个合成画面。在逐行扫描方法中，图像是逐行显示的；也就是，显示所有的扫描线。
隔行扫描数据可以是基于半帧或基于帧的。下面是一个基于帧的隔行扫描数据的实例，其中“T”表示上半帧，“B”表示下半帧，“t”表示时间Tt，Bt，Tt+1，Bt+1，Tt+2，Bt+2，...如上所示，基于帧的隔行扫描数据包括在同一时间点获得的上半帧和下半帧。如果来自同一时间点的上半和下半帧被组合到一起，那么逐行扫描数据的一个帧就产生了。接下来，下面是一个基于半帧的隔行扫描数据的实例Tt，Bt+1，Tt+2，Bt+3，...与基于帧的隔行扫描数据相比，基于半帧的隔行扫描数据不包括来自同一时间点的上半和下半帧。组合基于半帧的隔行扫描数据的上半帧和下半帧来建立一帧逐行扫描数据将导致不良图像的产生，特别是当图像中存在着大量的运动的时候。
不同的视频产生设备(例如，计算机、DVD播放器、录像带播放器等等)典型地按照隔行扫描方法或逐行扫描方法来产生视频数据。同样地，视频产生设备可以不按照与所需显示设备所期望的扫描方法相兼容的方法来产生视频数据。
发明内容
本发明提供一种扫描转换设备和方法，以使得将逐行扫描数据转换为隔行扫描数据、将隔行扫描数据转换为逐行数据，或者两者皆有。
例如，在一个实施例中，第一转换器将输入的隔行扫描数据转换为逐行扫描数据，第二转换器将从第一转换器输出的逐行扫描数据转换为隔行扫描数据。在一个示范性的实施例中，隔行-逐行转换器和逐行-隔行转换器串联连接，以便产生与隔行-逐行转换器输出的逐行扫描数据同步的隔行扫描数据。
在一个关于将隔行扫描数据转换为逐行扫描数据的示范性实施例中，在若干不同的转换技术中选择一个来执行这种转换。这种选择是以正在被转换的隔行扫描数据为基础的。
例如，在一个实施例中，转换技术包括空间内插技术、交织技术(weavetechnique)和空间/时间内插技术。空间内插技术涉及在输入隔行扫描数据的当前半帧上执行空间内插，以便产生半帧补充扫描数据，其与当前半帧共同表示一帧逐行扫描数据。交织技术包括逐条扫描线地交替输出隔行扫描数据的两个相邻的半帧，以便产生一帧逐行扫描数据。空间/时间内插技术包括用当前半帧、输入隔行扫描数据的至少一个前半帧和至少一个后半帧直接执行自适应的空间内插，以便产生半帧补充扫描数据，其与当前半帧共同表示了一帧逐行扫描数据。
当输入隔行扫描数据的当前半帧的前半帧和后半帧都是同一类型时，就选择空间内插技术。当输入隔行扫描数据是基于帧的隔行扫描数据时，就选择交织技术。当输入隔行扫描数据是基于半帧的隔行扫描数据时，就选择空间/时间内插技术。
在一个关于隔行-逐行转换器的示范性实施例中，将转换结构配置为从输入隔行扫描数据中产生不同的扫描数据流，其中不同的扫描数据流表示根据上述技术的一种将输入隔行扫描数据转换为逐行扫描数据。一个选择器被配置为选择地输出不同的扫描数据流来作为逐行扫描数据。
例如，转换结构包括一个内插器，该内插器被配置为内插从输入隔行扫描数据的一个当前半帧中缺少的一帧逐行扫描数据的线，其中这种内插是通过使用当前半帧内插该缺少的线来实现的。作为更进一步的实例，转换结构被配置为将当前半帧的输入隔行扫描数据和输入隔行扫描数据的前半帧或后半帧提供给选择器。作为再一个实例，转换结构包括一个被配置为在输入隔行扫描数据上执行时空内插转换技术的时空内插器，以便产生逐行扫描数据的一个部分。
在这个实例中，选择器被配置为当输入隔行扫描数据的当前半帧的前半帧和后半帧都是同一类型时，就选择内插器的输出作为逐行扫描数据的一个部分。选择器还被配置为当输入隔行扫描数据是基于帧的隔行扫描数据时，选择来自输入隔行扫描数据的当前半帧的数据和来自输入隔行扫描数据的前一或后半帧的数据作为逐行扫描数据。选择器被进一步配置为当输入隔行扫描数据是基于半帧的隔行扫描数据时，选择时空内插器的输出作为逐行扫描数据的一个部分。
在另一个示范性实施例中，转换器结构包括一个空间内插器和一个时间内插器。空间内插器被配置为在由控制命令指示的第一模式中，沿着一个方向执行隔行扫描数据的当前半帧的空间内插来产生第一补充半帧，并被配置为在由控制命令指示的第二模式中，直接执行当前半帧的自适应空间内插来产生第二补充半帧。时间内插器被配置为在由控制命令指示的至少第二模式中，使用隔行扫描数据的当前半帧、隔行扫描数据的至少一个前半帧和隔行扫描数据的至少一个后半帧执行时间内插来产生第三补充半帧。转换器结构还包括转换模式输出设备，用于接收空间内插器和时间内插器的输出，并基于控制命令产生一帧逐行扫描数据。
例如，转换模式输出设备被配置为在由控制命令指示的第一模式中，逐条扫描线地输出当前半帧和第一补充半帧来产生一帧逐行扫描数据；并被配置为在由控制命令指示的第二模式中，将第二补充半帧和第三补充半帧组合为合成补充半帧，并逐条扫描线地输出当前半帧和合成补充半帧来产生一帧逐行扫描数据。在第三模式中，空间内插器被配置为输出当前半帧，时间内插器被配置为输出前半帧或后半帧，而转换模式输出设备被配置为逐线地交替输出来自空间和时间内插器的输出。
在逐行-隔行转换器的一个示范性实施例中，计数器以逐行扫描频率产生计数值，以便使该计数值与逐行扫描数据的一个周期相关。写地址产生器基于计数器的输出，为将逐行扫描数据写入存储器而产生写地址，而读地址产生器为写入该存储器的逐行扫描数据作为隔行扫描数据来输出而产生读地址。在一个示范性实施例中，地址控制器选择性地将来自写和读地址产生器的写地址和读地址应用到存储器。
在一个示范性实施例中，计数器基于逐行扫描数据是否正在被转换为隔行扫描数据的奇数和偶数半帧中的一个，来产生与逐行扫描数据的不同周期相关的计数值。
在另一实施例中，写地址产生器包括第一写地址产生器，用于基于计数值产生与逐行数据的两个相邻的扫描线的第一个相关的第一写地址，以及第二写地址产生器，用于基于计数值产生与逐行扫描数据的两个相邻的扫描线的第二个相关的第二写地址。这里，写地址控制器基于逐行扫描数据是否被转换为隔行扫描数据的奇数和偶数扫描线中的一个，来选择性地输出第一或第二写地址。
在逐行-隔行扫描数据转换器的又一实施例中，转换器包括一个计时器，用于指示逐行扫描数据的两个相邻扫描线的时限。这里，写地址产生器接收一个指示两个相邻的扫描线中的哪一个要写入存储器的控制信号，并且该写地址产生器基于计时器指示的时限，为所指示的扫描线产生写地址。而且，读地址产生器用于产生读地址以便从存储器中读取写入的线，并且该读地址产生器基于计时器指示的时限开始产生读地址。
从下面给出的详细描述和附图中可更加充分地理解本发明，其中相同的部件用相同的附图标记来表示，它们只是实例性的，因此不对本发明产生限制，其中图1示出了根据本发明一个实施例的扫描转换装置；图2示出了图1中的原始的隔行扫描数据IDATA和产生的逐行扫描数据PDATA之间的关系；图3示出了图1中的隔行-逐行转换器(IPC)的一个实施例；图4A示出了空间内插的一个实例；图4B示出了像素块(i，j)的一个实例；图4C示出了块(i，j)的邻近块的一个实例；图4D示出了执行垂直低通滤波来去除垂直噪声；图4E示出了7个方向的相互关系；图4F对垂直边缘的计算作出解释；图5示出了图1的IPC的另一个实施例；
图6示出了图1的逐行-隔行转换器(PIC)的一个实施例；图7A-7O示出了输入到图6的部件PIC及其所输出的波形；图8示出了图1的逐行-隔行转换器(PIC)的另一个实施例；以及图9A-9P示出了输入到图8的部件PIC及其所输出的波形。
具体实施例方式
扫描转换装置图1示出了根据本发明一个实施例的扫描转换装置。如图所示，隔行-逐行转换器(IPC)210接收例如由视频产生设备(例如，录像带播放器、DVD播放器等等)产生的隔行扫描数据IDATA，并将隔行扫描数据IDATA转换为逐行扫描数据PDATA。所产生的逐行扫描数据PDATA可形成扫描转换装置的一个输出。逐行-隔行转换器(PIC)220接收产生的逐行扫描数据PDATA，并将所产生的逐行扫描数据PDATA转换为隔行扫描数据IDATA′。所产生的逐行扫描数据IDATA′可形成扫描转换装置的一个输出。如下面将要详细描述的，因为所产生的隔行扫描数据IDATA′是从所产生的逐行扫描数据PDATA中产生的，所以较佳的同步存在于所产生的逐行扫描数据PDATA和所产生的隔行扫描数据IDATA′之间，而不是存在于原始隔行扫描IDATA和所产生的逐行扫描数据PDATA之间。
图2示出了将在下面详细描述的IPC210的实施例中使用的原始的隔行扫描数据IDATA和所产生的逐行扫描数据PDATA之间的关系。图2示出了包括关于参考扫描线(i)的扫描线(i-1)，(i+1)等等的隔行扫描数据IDATA的当前半帧X，还包括扫描线(i-2)，(i)和(i+2)的前半帧X-1，并且包括扫描线(i-2)，(i)和(i+2)的后半帧X+1。如进一步所示的，在由IPC210进行转换后，具有扫描线(i-2)′，(i-1)′，(i)等等的一帧逐行扫描数据被创建。下面将在解释IPC210的操作中更加详细地描述隔行扫描半帧和逐行扫描帧的扫描线之间的关系。
扫描转换装置的IPC图3示出了图1的隔行-逐行转换器(IPC)的一个实施例。如图所示，IPC210包括第一、第二和第三存储器2、4和6。第一存储器2存储隔行扫描数据IDATA的当前半帧的至少两条相邻的线。例如，使用在图2中建立的关系，第一存储器2至少分别存储半帧X的第(i-1)条和第(i+1)条扫描线。第二和第三存储器4和6为前半帧和后半帧分别存储至少一条位于存储在第一存储器2中的相邻的扫描线之间的扫描线。例如，使用在图2中建立的关系，第二和第三存储器4和6至少分别存储半帧X-1的第i条扫描线和半帧X+1的第i条扫描线。第一、第二和第三存储器2、4和6所存储的扫描线的数量将通过下面的讨论变得更为显而易见。
内插器10使用存储在第一存储器2中的两条相邻的扫描线产生一条内插的扫描线。在一个实施例中，这种由内插器10执行的内插是空间内插。使用在图2中建立的关系，将参考图4A描述一种简单的空间内插。图4A示出了像素P(n，i-1，X)，其中n表示在扫描线中的位置，i-1是像素所在的扫描线，而X是包括该像素的半帧。图4A还示出了沿着方向dir0位于半帧X的下一扫描线i+1中的相应的像素P(n，i+1，X)。如图所示，方向dir0垂直于扫描线。如果通过均分像素P(n，i-1，X)和P(n，i+2，X)而对逐行扫描数据进行内插，那么像素P(n，i′)将位于方向dir0中的扫描线(i)′上。例如，P(n，i′)＝(P(n，i-1，X)+P(n，i+1，X))/2。
运动自适应转换器运动自适应转换器12也接收由第一存储器2存储的扫描线，并且还接收由第二和第三存储器4和6存储的扫描线。运动自适应转换器12分析存在于由隔行扫描数据表示的图像中的运动数量，并基于这种分析为逐行扫描线产生像素数据。该过程将在下面进行详细描述。
在下面对运动自适应转换器12的讨论中，xkn(i，j)指的是在第n个半帧的块(i，j)中的第k个像素值。并且，xn(i，j)指的是第n个半帧的(i，j)的像素值。图4B示出了块(i，j)的一个实例。
运动自适应转换器12以块方式为“运动检测”计算前半帧xkn-1(i，j)和后半帧xkn+1(i，j)之间的SAD(绝对差值的和)，如图4B和下面的等式(1)和(2)所示。
sad(i,j)=18·Σk=07|xkn+1(i,j)-xkn-1(i,j)|--(1)]]>SAD(i,j)=14·Σm=i-2i+1sad(m,j)--(2)]]>其中NL＝pic_height(图像高度)，并且NB=pic_width8]]>(pic_width为图像宽度)。运动自适应转换器12从下面等式(3)所给出的标准中确定一个运动检测阈值。THM(i，j)＝(STDm(i，j)＜TM1)？TM1(STDm(i，j)＞TM2)？TM2STDm(i，j)(3)其中TM1和TM2是由设计者通过实证研究(例如，TM1可被设置为8，而TM2可被设置为16)来设置的设计约束，而STDm(i，j)是按照图4B和下面的等式(4)在当前半帧X的2个上部块和2个下部块之中围绕感兴趣的像素的4×8像素的所谓“用于简化的修改”标准差。
STDm(i,j)=132·Σm=i±1,i±3Σp=07|{132·Σl=i±1,i±3Σk=07xkn(l,j)}-xpn(m,j)|--(4)]]>如果SAD(i，j)≥THM(i，j)，则感兴趣的像素具有全局运动以及一个“运动抖动”值mJ(i，j)＝1；否则，mJ(i，j)＝0。
接着，正如下面等式(5)-(14)所定义的那样，运动自适应转换器12等式导出时空内插变量。
S-1(i，j)＝xn(i-1，j-1)+2·xn(i-1，j)+xn(i-1，j+1) (5)S+1(i，j)＝xn(i+1，j-1)+2·xn(i+1，j)+xn(i+1，j+1) (6)S(i，j)＝|S-1(i，j)-S+1(i，j)| (7) ma(i，j)＝|xn+1(i，j)-xn-1(i，j)| (9)mb(i,j)=|xn-1(i,j)-xn(i+1,j)+xn(i-1,j)2|--(10)]]>mc(i,j)=|xn+1(i,j)-xn(i+1,j)+xn(i-1,j)2|--(11)]]>MI(i，j)＝max(ma(i，j)，αI·max(mb(i，j)，mc(i，j))) (12)MS(i，j)＝max(MI(i，j)，MI(i-2，j)，MI(i+2，j)，MI(i，j-1)，MI(i，j+1)) (13) 关于上述变量，TI1，TI2，TS1和TS2是基于实证研究由系统设计者设置的设计约束。例如，TI1可被设置为50，TI2可被设置为306，TS1可被设置为10而TS2可被设置为18。变量S(i，j)表示块(i，j)的图像复杂度。S(i，j)的相对较大的值表示一个更复杂的图像，而S(i，j)的相对较小的值表示一个较简单的图像。MI(i，j)是4位量化值并且0≤MI(i，j)≤31(大于31的值截取为31)。
最终时空内插像素值YST(i，j)由YS(i，j)和YT(i，j)的加权平均值进行软件判断(soft-decided)，YST(i，j)＝YS(i，j)×αS(i，j)+YT(i，j)×(1-αS(i，j))(15)其中YS(i，j)是如下详细讨论而获得的定向内插像素值，而YT(i，j)是临时计算的像素值YT(i,j)=12·(xn+1(i,j)+xn-1(i,j)).]]>运动自适应转换器12基于图像中的运动数量来执行时空内插YST或者时间内插YT。如果运动非常少或者不存在运动，则采用时间内插。否则，采用时空内插。
更具体地，如果一个或多于一个的邻近运动抖动(neighboring motionjudder)mJ(i，j)为“1”，则采用时空内插YST。如果邻近运动抖动mJ(i，j)不为“1”，则采用时间内插YT(i，j)。图4C中围绕着块(i，j)的阴影块表示了邻近块的一个可能的实例，其中块(i，j)包含着感兴趣的像素。因此，这些邻近块的运动抖动被视为邻近运动抖动。
接着，将详细讨论直接内插像素值的产生。首先，执行垂直低通滤波gn(i，j)来去除垂直噪声，如图4D和表达式(16)所示。
gn(i,j)=xn(i-2,j)+6×xn(i,j)+xn(i+2,j)8--(16)]]>如图4E所示，7个方向的相关性由在滤波的数据上具有权值(1，1，2，1，1)的加权的SAD(绝对差值的和)来计算，并且每个SAD由具有dir＝0，±1，±2，±3的WSADdir(i，j)来表示。
然后，全局和本地最佳方向如下给出。
DIRGLOBAL=ARGdir(min-3≤dir≤+3(Wdir×WSADdir))--(17)]]>DIRLOCAL=ARGdir(min-1≤dir≤+1(Wdir×WSADdir))--(18)]]>其中Wdir=1.0dir=01.25dir=±11.375dir=±21.5dir=±3--(19)]]>
根据下面的表达式(20)和(21)可提高DIRGLOBAL和DIRLOCAL的可靠性。
如果|WDIRGLOBAL·WSADDIRGLOBAL-WDIRLOCAL·WSADDIRLOCAL|<150,]]>则DIRGLOBAL＝DIRLOCAL(20)如果((WDIR＝1·WSADDIR＝1≤WDIR＝0·WSADDIR＝0)&(WDIR＝-1·WSADDIR＝-1≤WDIR＝0·WSADDIR＝0))，则DIRGLOBAL＝DIRLOCAL＝0 (21)将DIRGLOBAL的内插像素值表示为方向“A”，分别将DIRLOCAL的上部和下部的像素值分别表示为方向“B”和“C”，运动自适应转换器12将直接内插的像素值YDIR_OPT确定为YDIR_OPT＝median(A，B，C) (22)为了保存图像的垂直边缘，如图4F和下面的表达式(23)对垂直边缘“D”的量度进行计算。
D=ΣK=07dk--(23)]]>根据下面的表达式(24)，通过YDIR_OPT和YDIR0的加权平均值来获得边缘定位自适应空间内插像素值YS，这意味着由运动自适应转换器12确定具有最佳方向的像素值和具有垂直方向的像素值的软件判断。
YS＝αD×YDIR0+(1-αD)×YDIR_OPT(24)其中 这里，T1和T2是基于实证研究而由设计者设置的设计约束。例如，T1可被设置为434而T2可被设置为466。
继续IPC下面将完成对运动自适应转换器12的详细描述。回到图3，现在将完成对IPC 210的详细描述。如图所示，多路复用器14接收来自第一存储器2的扫描线，接收内插器10的输出并接收运动自适应转换器12的输出。控制器16控制多路复用器14来选择性地输出所接收的输入中的一个。控制器16还控制运动自适应转换器12的操作。
控制器16基于接收的视频信息控制多路复用器14和运动自适应转换器12。视频信息是从将由扫描转换装置接收的视频流中提取的标题信息。如同所公知的，这种视频信息将指明隔行扫描数据IDATA的一个半帧是视频流中的第一个半帧，是上半帧或者下半帧，还是基于帧或者基于半帧的隔行扫描数据。控制器16为当前半帧X、后半帧X+1和前半帧X-1接收该视频信息。当当前接收的半帧是视频流的第半帧时，控制器16关闭由运动自适应转换器12执行的处理，这是因为运动自适应转换器12不具备足够的信息去操作。
如本发明背景技术部分所讨论的，隔行扫描数据，不管是基于帧的还是基于半帧的，都要在上半帧和下半帧之间交替。然而，实际上，实际接收的隔行扫描数据可能缺少一个半帧，以便连续地接收两个或两个以上的上半帧或者两个或两个以上的下半帧。当当前半帧的前半帧或者后半帧是同一类型(例如，上半或下半)时，控制器16控制多路复用器14输出第一存储器2的扫描线(i-1)作为所产生的逐行扫描数据PDATA的扫描线(i-1)，接着输出内插器10的输出作为所产生的逐行扫描数据PDATA的扫描线(i)′，并且随后输出第一存储器2的扫描线(i+1)作为所产生的逐行扫描数据PDATA的扫描线(i+1)。这种产生第i条扫描线的方法被称为摆动(bob)技术。也就是，在摆动技术中，一帧逐行扫描数据是从当前半帧和由内插器产生的补充扫描数据的半帧中产生的。当前半帧和补充半帧共同表示一帧逐行扫描数据。
如果前半帧或后半帧没有缺少并且视频流是基于帧的隔行扫描数据，则控制器16控制运动自适应转换器12输出从第二存储器4中接收的X-1半帧的第i条扫描线，并且不执行运动自适应处理。控制器16还控制多路复用器14输出第一存储器2的扫描线(i-1)作为所产生的逐行扫描数据PDATA的扫描线(i-1)，接着输出X-1半帧的第i条扫描线作为所产生的逐行扫描数据PDATA的扫描线(i)′，并且随后输出第一存储器2的扫描线(i+1)作为所产生的逐行扫描数据PDATA的扫描线(i+1)。这种产生第i′条扫描线的方法被称为交织技术。在该实施例中，是假设了前半帧X-1与作为当前半帧X的同一时间点相关。然而，实际情况是下半帧X+1是与作为当前半帧的同一时间点相关的半帧。在这种状况中，将选择下半帧作为输出。也就是，在交织技术中，交错与同一时间点相关隔行扫描数据的两个相邻的半帧交替地逐条扫描线地输出，以便产生一帧逐行扫描数据。
如果前半帧或后半帧没有缺少并且视频流是基于半帧的隔行扫描数据，则控制器16控制运动自适应转换器12执行运动自适应处理。控制器16还控制多路复用器14输出来自第一存储器2的扫描线(i-1)作为所产生的逐行扫描数据PDATA的扫描线(i-1)，接着输出运动自适应转换器12的输出作为所产生的逐行扫描数据PDATA的扫描线(i)′，并且随后输出来自第一存储器2的扫描线(i+1)作为所产生的逐行扫描数据PDATA的扫描线(i+1)。这种产生第i条扫描线的方法被称为运动自适应技术。也就是，在运动自适应技术中，一帧逐行扫描数据是从当前半帧和由运动自适应转换器12所产生的补充扫描数据的半帧中产生的。当前半帧和补充半帧共同表示一帧逐行扫描数据。
从披露的内容中将了解，当隔行扫描数据IDATA基于帧的时候，根据交织技术产生的逐行扫描数据PDATA实质上生成没有运动伪像的数据全帧。然而，当隔行扫描数据IDATA基于半帧的时候，并且当图像运动的实际数量发生超时的时候，交织技术能导致不能接受的恶化图像。当正在显示静止图像的时候这种情况特别显著。通过在基于半帧的隔行扫描数据上采用运动自适应技术，就能获得大幅改善的图像。而且，当出现不充足的数据来执行交织技术或运动自适应技术时，逐行扫描数据PDATA的一帧仍然可以按照摆动技术来创建。
图5示出了图1的IPC210的第二实施例。如图所示，在该实施例中，IPC210包括存储着相同的扫描线的相同的第一、第二和第三存储器2、4和6，如上面对图3的实施例的描述。在这个实施例中，控制器26基于与图3中由控制器16所接收的相同的视频信息，来控制空间处理器20、时间处理器22和模式设备24的操作。
空间处理器20接收来自第一存储器2的扫描线，并在控制器26的控制下在扫描线上执行空间内插或者直接输出扫描线。当执行空间处理时，空间处理器20执行由内插器10执行的内插或者产生之前运动自适应转换器12所产生的空间内插的像素值YS。如下面详细描述的，所执行的空间处理由控制器26来控制。
时间处理器22从第一、第二和第三存储器2、4和6中接收扫描线。时间处理器22在控制器26的控制下，输出从第二存储器4中接收的X-1半帧的第i条扫描线或者输出之前运动自适应转换器12所产生的时间内插的像素值YT。
模式设备24根据摆动、交织和运动自适应技术中的一种，用空间处理器20和时间处理器22的输出来产生逐行扫描数据PDATA。如下面详细描述的，模式设备24，连同空间和时间处理器20和22，都在控制器26的控制下操作。
当当前半帧的前半帧或后半帧是同一类型的半帧时，控制器26就关闭时间处理器22，并且控制模式设备24输出从空间处理器20接收的输出。控制器26还控制空间处理器20输出来自第一存储器2的扫描线(i-1)，并将其作为所产生的逐行扫描数据PDATA的扫描线(i-1)，接着输出由内插器10执行的相同的空间内插所产生的扫描线，并将其作为所产生的逐行扫描数据PDATA的扫描线(i)′，并且随后输出来自第一存储器2的扫描线(i+1)，并将其作为所产生的逐行扫描数据PDATA的扫描线(i+1)。因此，按照摆动技术产生一帧逐行扫描数据。
如果前半帧或后半帧没有缺少并且视频流是基于帧的隔行扫描数据，则控制器26控制空间处理器20输出从第一存储器2接收的扫描线，并控制时间处理器22输出从第二存储器4接收的扫描线(i)。控制器26控制模式设备24输出第一存储器2的扫描线(i-1)并将其作为所产生的逐行扫描数据PDATA的扫描线(i-1)，接着输出X-1半帧的扫描线(i)并将其作为所产生的逐行扫描数据PDATA的扫描线(i)′，并且随后输出第一存储器2的扫描线(i+1)并将其作为所产生的逐行扫描数据PDATA的扫描线(i+1)。因此，按照交织技术产生一帧逐行扫描数据。
如果前半帧或后半帧没有缺少并且视频流是基于半帧的隔行扫描数据，则控制器26控制空间处理器20输出从第一存储器2接收的扫描线，并产生空间内插的像素值YS。控制器26还控制时间处理器22产生时间内插的像素值YT。控制器26控制模式设备24组合空间内插的像素值YS和时间内插的像素值YT，以与之前的运动自适应转换器12相同的方法来产生时空内插的像素值YST。控制器26还控制模式设备24输出来自第一存储器2的扫描线(i-1)并将其作为所产生的逐行扫描数据PDATA的扫描线(i-1)，接着输出时空内插的像素值YST并将其作为所产生的逐行扫描数据PDATA的扫描线(i)′，并且随后输出来自第一存储器2的扫描线(i+1)并将其作为所产生的逐行扫描数据的扫描线(i+1)。所以，按照运动自适应技术产生一帧逐行扫描数据。
如上所讨论的，图5的实施例按照摆动、交织和运动自适应技术产生逐行扫描数据PDATA，以便获得与所描述的图3相同的效益。
扫描转换装置的PIC接下来，将参考图6和图7描述PIC220的一个实施例。图6示出了PIC220的一个实施例。在该实施例中，PIC220包括一个例如为电视提供同步信号的同步信号产生器690。如图所示，同步信号产生器690产生一个半帧标识信号field_id，一个奇数水平同步信号odd h_sync以及一个偶数水平同步信号evenh_sync。
半帧标识指示从所产生的逐行扫描数据PDATA中产生的当前隔行扫描数据半帧是一个偶数半帧还是一个奇数半帧。图7C示出了半帧标识信号的一个实例。如图所示，当信号为高时就产生奇数半帧，而当信号为低时就产生偶数半帧。图7B示出了逐行水平同步信号hsync(p)。逐行水平同步信号hsync(p)的每个脉冲都表示像素数据的一条扫描线。图7A示出了逐行垂直同步信号vsync(p)。它的每个脉冲都表示逐行扫描像素数据的一个新帧的开始。所以，位于相邻的逐行垂直同步信号vsync(p)之间的行水平同步信号hsync(p)脉冲的数量表示了逐行扫描数据一帧中的扫描线的数量。
图7E示出了奇数水平同步信号odd h_sync(p)的一个实例，图7F示出了来自逐行水平同步信号h_sync(p)的偶数水平同步信号even h_sync(p)的一个实例。如图所示，奇数和偶数水平同步信号的频率是逐行水平同步信号h_sync(p)的频率的一半。而且，奇数和偶数水平同步信号按照逐行水平同步信号h_sync(p)的一个周期彼此交替出现。如图所示，奇数水平同步信号包括一个在奇数半帧产生周期的开始处的脉冲，而偶数水平同步信号包括一个在偶数半帧产生周期的开始处的脉冲。
在讨论PIC结构的剩余部分之前，先讨论用于交错和逐行扫描数据的水平和垂直消隐信号间隔。交错数据的一条水平线的扫描以频率13.5Mhz进行。在以这个频率扫描隔行扫描数据的一条线期间，产生视频数据时钟的858个时钟脉冲。第一个138时钟脉冲表示水平消隐信号间隔。此时使得扫描器从一条扫描线的一端移动到下一条扫描线的开始。下一个720时钟脉冲表示正在被扫描的扫描线上的像素。逐行水平扫描频率两倍于交错水平扫描频率，为27Mhz。所以，在同一时间内，产生2×858逐行扫描视频时钟脉冲。这等于在同一时间内扫描两条线，其中一条线是以交错水平线扫描的方式扫描的。
回到图6，一个复位多路复用器610基于半帧标识field_id，选择地输出奇数水平同步信号或偶数水平同步信号作为复位信号。计数器620对第一时钟信号CLK1的脉冲计数直至被复位信号所复位，其中第一时钟信号CLK1以视频数据速度(例如，每扫描线858个脉冲)产生逐行扫描数据的时钟脉冲。显而易见，计数值与逐行扫描数据的一个周期相关。
对本发明实施例的描述的剩余部分将描述每扫描线858个时钟脉冲的视频数据速度。然而，本领域的技术人员将会理解本发明也可应用其它速度。
图7D示出了第一时钟信号的一个实例。从图7D和上面的描述中可以理解，在由半帧标识field_id指示的奇数半帧产生周期中，计数器620只由奇数水平同步信号odd_hsync的脉冲进行复位。相似地，在由半帧标识field_id指示的偶数半帧产生周期中，计数器620只由偶数水平同步信号even_hsync进行复位。图7G示出了在产生一个奇数半帧的期间为一条扫描线由计数器620输出的脉冲计数。从图7G和上面的描述中可以理解，计数器620以逐行扫描频率产生计数值cnt以便使计数值cnt与逐行扫描数据的周期相关。也就是，计数器620基于逐行扫描数据被转换为隔行扫描数据的奇数半帧还是偶数半帧，来产生与逐行扫描数据的不同周期相关的计数值cnt。例如，当逐行扫描数据被转换为隔行扫描数据的奇数半帧时，计数器620产生与逐行数据的奇数线和后续偶数扫描线相关的计数值cnt，而当逐行扫描数据被转换为隔行扫描数据的偶数半帧时，计数器620产生与逐行扫描数据的偶数扫描线和后续奇数扫描线相关的计数值cnt。以这种方式，计数器620充当一个指示逐行扫描数据的两个相邻的扫描线的计时器。
由计数器620产生的脉冲计数cnt由减法器6305接收，并产生一个像素计数。该像素计数等于脉冲计数cnt减去138(即水平消隐信号间隔)。所以，像素计数表示扫描线何时以逐行扫描的方式扫描一个显示的像素。图7H示出了由减法器6305输出的像素计数。第二多路复用器6307基于从第一比较器6301接收的控制信号，选择地输出像素计数和零值。
第一比较器6301判断脉冲计数cnt是否大于等于138并且小于859。也就是，比较器6301判断脉冲计数cnt是否表示扫描线正在被扫描的时候。如果是，则第一比较器6301产生一个控制信号(例如，‘1’)以便第二多路复用器6307输出像素计数。如果脉冲计数不大于等于138也不小于859，则第一比较器6301产生一个控制信号(例如，‘0’)以便第二多路复用器6307输出零值。图7I示出了第二多路复用器6307的输出。
第一锁存器6309基于从第二多路复用器6307接收的输出产生一个写地址(WA)。特别地，第一锁存器6309依照第一时钟信号CLK1存储第二多路复用器6307的输出。图7L示出了由第一锁存器6309产生的写地址。可以了解到，当正产生奇数半帧的一条扫描线时，为两条相邻的扫描线的第一条产生写地址。因为一旦脉冲计数超过858就选择一次零值，所以在脉冲计数器620被复位的一端，写地址为下一条扫描线变成零。当为一个偶数半帧产生扫描线时进行相同的操作；然而，因为由偶数水平同步信号even_hsync代替奇数水平同步信号odd_hsync对脉冲计数器620进行复位，所以参照当为一个偶数半帧产生写地址时，为其产生写地址的扫描线关于为其产生写地址的扫描线偏移(shift)一条扫描线上。
从第一计算器620输出的脉冲计数还输入到算术单元6503中。算术单元6503从脉冲计数中减去276并将结果除以2，来产生一个交错像素计数。值276表示两个水平消隐信号间隔(2×138＝276)以便使除以减法结果能产生一个表示当扫描交错数据的一条线时的像素计数的值。图7J示出了交错像素计数。
第三多路复用器6505基于从第二比较器6501接收的控制信号，选择地输出交错像素计数和零值。第二比较器6501判断脉冲计数是否大于等于276。如果是，第二比较器6501产生一个控制信号(例如，‘1’)以便使第三多路复用器6505输出交错像素计数。如果脉冲计数不大于等于276，则第二比较器6501产生一个控制信号(例如，‘0’)以便使第三多路复用器6505输出零值。图7K示出了第三多路复用器6505的输出。
第二锁存器6507基于从第三多路复用器6505接收的输出产生读地址(RA)。特别地，第二锁存器6507按照第二时钟信号CLK2存储第三多路复用器6507的输出。第二时钟信号CLK2具有以隔行扫描数据的视频数据速度的时钟脉冲。图7M示出了第二时钟信号。如图所示，第二时钟信号CLK2的频率是如图7D所示的第二时钟信号的一半。图7N示出了由第二锁存器6507产生的读地址。如图7N所示，即使第三多路复用器6507可以产生数字流，例如358，358.5，359，359.5，360等等，但第二锁存器6507也会截断交错像素计数的小数部分。结果，第二锁存器6507为逐行像素计数的两个连续计数和交错像素计数的一个计数产生相同的读地址。也就是，第二锁存器6507以交错视频数据速度产生读地址。
第四多路复用器6701基于从存储器6703接收的写信号WR，选择地输出从第一锁存器6309接收的写地址或从第二锁存器6507接收的读地址。图7O示出了写信号。如图所示，写信号是一个具有与第一时钟信号CLK1相同频率的时钟信号。当写信号为高时，第四多路复用器6701输出写地址，存储器6703存储逐行扫描数据的一个像素。当写信号为低时，第四多路复用器6701输出读地址，其中该读地址与用于写信号WR的两个相邻的脉冲的相同，存储器6703输出存储在读地址中的像素数据作为隔行扫描数据IDATA′。
虽然上述讨论集中于为隔行扫描数据的一个奇数半帧而产生扫描线上，但是从上述描述中也容易理解为隔行扫描数据的一个偶数半帧而产生扫描线。
如上所述，逐行扫描数据写入存储器6703以及隔行扫描数据从存储器6703中读出都是基于同一信号，即写信号WR。而且，写和读地址的产生是基于具有固定关系的第一和第二时钟的。结果，所产生的隔行扫描数据IDATA′与所产生的逐行扫描数据PDATA同步。
下面将参考图8和图9描述PIC220的另一个实施例。图8示出了PIC220的一个实施例。除了下面将要讨论的差别外，图8的实施例与图6的实施例相同。因为，在极大程度上，图8的实施例与图6的实施例相同，所以为简便起见只讨论它们之间的差别。
在图8的实施例中，只基于奇数水平同步信号odd_hsync或者偶数水平同步信号even_hsync对计数器620进行复位。结果，根据是产生偶数半帧还是产生奇数半帧来复位脉冲计数器620的时限不出现。代之以提供一个第三减法器6303、一个不同的第一比较器6301′和一个不同的第二多路复用器6307′来实现这种时限的改变。
如图所示，第三减法器6303通过将脉冲计数cnt减去值996来产生一个偶数半帧扫描线像素计数。值996等于858(第一扫描线)+138(下一扫描线的水平消隐信号间隔)。这样，可以理解第一减法器6305产生奇数半帧扫描线像素计数。
第一比较器6301′判断要产生的是否为奇数或上半帧以及脉冲计数是否表示用于一条奇数扫描线的像素数据，并判断要产生的是否为偶数或下半帧以及脉冲计数是否表示用于一条偶数扫描线的像素数据。特别是，当半帧标识field_id指示上半或奇数半帧并且脉冲计数大于等于138并小于859时，第一比较器6301′产生控制信号“1”。当半帧标识field_id指示偶数或下半帧并且脉冲计数大于等于996时，第一比较器6301′产生控制信号“2”。当脉冲计数小于138时，第一比较器6301′产生控制信号“0”。
当第一比较器6301′产生控制信号“2”时，第一多路复用器6307′输出偶数扫描线像素计数，当第一比较器6301′产生控制信号“1”时，输出奇数扫描线像素计数，并且当第一比较器6301′产生控制信号“0”时，输出零值。
图9A-9O示出了分别与图7A-7O所表示的波形相同的波形。图9P示出了由第三减法器6303产生的偶数半帧像素计数。
可以理解，本发明的该实施例提供了在所产生的逐行扫描数据PDATA和所产生的隔行扫描数据IDATA′之间与图6的实施例所讨论的相同的同步。
虽然这样描述了本发明，但是显而易见，相同的也可以用多种方式进行改变。这些改变不认为是背离了本发明的精神和范围，并且所有的这些修改都将包括在本发明的范围内。
权利要求
1.一种扫描转换装置，包括第一转换器，用于将输入的隔行扫描数据转换为逐行扫描数据；以及第二转换器，用于将从第一转换器输出的逐行扫描数据转换为隔行扫描数据。
2.如权利要求1的装置，其中第一转换器根据从不同的技术中选出的一种技术，将输入的隔行扫描数据转换为逐行扫描数据。
3.如权利要求2的装置，其中不同的技术包括空间内插技术，包括在输入的隔行扫描数据的当前半帧上执行空间内插，来产生半帧补充扫描数据，其与当前半帧共同表示一帧逐行扫描数据；择半帧输出技术，其中输入的隔行扫描数据的两个相邻的半帧逐条扫描线地交替输出，来产生一帧逐行扫描数据；以及空间/时间内插技术，包括用当前半帧、输入隔行扫描数据的至少一个前半帧和至少一个后半帧直接执行与时间内插自适应组合了的自适应的空间内插，以便产生半帧补充扫描数据，其与当前半帧共同表示一帧逐行扫描数据。
4.如权利要求1的装置，其中第二转换器将从第一转换器输出的逐行扫描数据转换为隔行扫描数据，以便使由第二转换器输出的隔行扫描数据与从第一转换器输出的逐行扫描数据同步。
5.如权利要求1的装置，其中第二转换器包括计数器，用于以逐行扫描频率产生计数值，以便使该计数值与逐行扫描数据的一个周期相关；存储器；写地址产生器，用于基于计数器的输出，为将逐行扫描数据写入存储器而产生写地址；以及读地址产生器，用于基于计数器的输出，为将写入到存储器中的逐行扫描数据作为隔行扫描数据来输出而产生读地址。
6.如权利要求5的装置，其中第二转换器还包括地址控制器，用于选择性地将来自写和读地址产生器的写地址和读地址应用到存储器中。
7.如权利要求6的装置，其中地址控制器控制写和读地址对存储器的应用，以便在将用于扫描线的逐行扫描数据写入到存储器的同时将逐行扫描数据的一条扫描线从存储器中读出。
8.如权利要求5的装置，其中计数器基于逐行扫描数据是否正在被转换为隔行扫描数据的奇数半帧和偶数半帧中的一个，来产生与逐行扫描数据的不同周期相关的计数值。
9.如权利要求8的装置，其中当逐行扫描数据正在被转换为隔行扫描数据的奇数半帧时，计数器产生与逐行扫描数据的一条奇数扫描线和后续偶数扫描线相关的计数值，而当逐行扫描数据正在被转换为隔行扫描数据的偶数半帧时，计数器产生与逐行扫描数据的一条偶数扫描线和后续奇数扫描线相关的计数值。
10.如权利要求5的装置，其中计数器产生与逐行扫描数据的两条相邻的扫描线相关的计数值。
11.如权利要求10的装置，其中写地址产生器包括第一写地址产生器，基于计数值产生与两个相邻的扫描线的第一条相关的第一写地址；第二写地址产生器，基于计数值产生与两个相邻的扫描线的第二条相关的第二写地址；以及写地址控制器，基于逐行扫描数据是否正在被转换为隔行扫描数据的奇数和偶数扫描线中的一个，选择地输出第一或第二写地址。
12.如权利要求11的装置，其中写地址控制器接收一个控制信号，该控制信号指示逐行扫描数据是否正在被转换为隔行扫描数据的奇数和偶数扫描线中的一个。
13.如权利要求10的装置，其中读地址产生器将计数值转换为与隔行扫描数据的一条扫描线相关的读地址。
14.如权利要求1的装置，其中第二转换器包括存储器；计时器，用于指示逐行扫描数据的两个相邻的扫描线的时限；写地址产生器，用于接收一个控制信号，该控制信号指示两个相邻的扫描线中的哪一个要写入存储器，并且该写地址产生器基于由计时器指示的时限，为所指示的扫描线产生写地址；以及读地址产生器，产生读地址以便从存储器中读出写入的线，该读地址产生器基于由计时器指示的时限开始产生读地址。
15.一种扫描转换装置，包括串联连接的隔行-逐行转换器和逐行-隔行转换器，用于产生与由隔行-逐行转换器输出的逐行扫描数据同步的隔行扫描数据。
16.一种逐行-隔行扫描数据转换器，包括计数器，用于以逐行扫描频率产生计数值，以便使计数值与逐行扫描数据的一个周期相关；存储器；写地址产生器，基于计数器的输出为将逐行扫描数据写入存储器而产生写地址；以及读地址产生器，基于计数器的输出，为写入存储器的逐行扫描数据作为隔行扫描数据来输出而产生读地址。
17.如权利要求16的转换器，还包括地址控制器，选择性地将来自写和读地址产生器的写地址和读地址应用到存储器中。
18.如权利要求17的转换器，其中地址控制器控制写和读地址对存储器的应用，以便在将扫描线的逐行扫描数据写入到存储器的同时将逐行扫描数据的一条扫描线从存储器中读出。
19.如权利要求16的转换器，其中计数器基于逐行扫描数据是否正在被转换为隔行扫描数据的奇数半帧和偶数半帧中的一个，来产生与逐行扫描数据的不同周期相关的计数值。
20.如权利要求19的转换器，其中当逐行扫描数据正在被转换为隔行扫描数据的奇数半帧时，计数器产生与逐行数据的一条奇数扫描线和后续偶数扫描线相关的计数值，并且当逐行扫描数据正在被转换为隔行扫描数据的偶数半帧时，计数器产生与逐行扫描数据的一个偶数扫描线和后续奇数扫描线相关的计数值。
21.如权利要求16的转换器，其中计数器产生与逐行扫描数据的两条相邻的扫描线相关的计数值。
22.如权利要求21的转换器，其中写地址产生器包括第一写地址产生器，基于计数值产生与两条相邻的扫描线的第一条相关的第一写地址；第二写地址产生器，基于计数值产生与两个相邻的扫描线的第二条相关的第二写地址；以及写地址控制器，基于逐行扫描数据是否正在被转换为隔行扫描数据的奇数和偶数扫描线中的一个，选择地输出第一或第二写地址。
23.如权利要求22的转换器，其中写地址控制器接收一个控制信号，该控制信号指示逐行扫描数据是否正在被转换为隔行扫描数据的奇数和偶数扫描线中的一个。
24.如权利要求21的转换器，其中读地址产生器将计数值转换为与隔行扫描数据的一条扫描线相关的读地址。
25.一种逐行-隔行扫描数据转换器，包括存储器；计时器，用于指示逐行扫描数据的两条相邻的扫描线的时限；写地址产生器，接收一个控制信号，该控制信号指示两条相邻的扫描线中的哪一条要写入存储器，并且该写地址产生器基于由计时器指示的时限，为所指示的扫描线产生写地址；以及读地址产生器，产生读地址以便从存储器中读出写入的线，该读地址产生器基于由时限器指示的时限开始产生读地址。
26.一种扫描转换的方法，包括将输入的隔行扫描数据转换为逐行扫描数据；以及将逐行扫描数据转换为输出的隔行扫描数据。
27.如权利要求26的方法，其中输出的隔行扫描数据与逐行扫描数据同步。
28.一种将逐行扫描数据转换为隔行扫描数据的方法，包括以逐行扫描频率产生计数值，以便使该计数值与逐行扫描数据的一个周期相关；基于计数值，为将逐行扫描数据写入存储器而产生写地址；基于计数值，为写入存储器的逐行扫描数据作为隔行扫描数据来输出而产生读地址；基于所产生的写地址将逐行扫描数据存储在存储器中；以及基于所产生的读地址从存储器中输出隔行扫描数据。
全文摘要
在该扫描转换装置中，第一转换器将输入的隔行扫描数据转换为逐行扫描数据，而第二转换器将从第一转换器输出的逐行扫描数据转换为隔行扫描数据。
文档编号H04N3/00GK1599413SQ20041005502
公开日2005年3月23日 申请日期2004年6月2日 优先权日2003年6月2日
发明者金泰善, 申东石, 郑世雄, 金基勇, 李泰熙, 朴宰弘, 任炯俊, 林庆默 申请人:三星电子株式会社