专利名称：图像数据转换方法、转换电路和数字照相机的制作方法
技术领域：
本发明涉及捕捉和重放运动图像的电子照相机，特别涉及将国家电视系统委员会(NTSC)格式的图像数据转换为逐行倒相(PAL)格式的图像数据的方法。
背景技术：
很多数字静止照相机包括用于检查将要捕捉的图像和已捕捉的图像的液晶显示(LCD)监视器。此外，很多数字静止照相机包括视频输出端子，并且可以在例如外部电视接收机上显示图像。
除了静止图像以外，一种类型的数字静止照相机可以捕捉运动图像。在大多数情况中，考虑到在个人计算机上观看，这些数字静止照相机捕捉视频图形阵列(VGA)大小(即宽640点并且高480点)的NTSC格式运动图像(例如，参见未实审的日本专利申请公告第5-122663号、第8-172609号和第2001-313896号)。
在视频摄像机，即电视摄像机中，电荷耦合器件(CCD)图像传感器捕捉图像，并在每个场(field)周期输出一次图像数据，如图7A的上侧所示。然后，处理该图像数据，并在每个场周期将其作为视频信号从照相机连续输出一次，如图7A中的下侧所示。
在图7A和7B中，数字1、2、3…是分别分配给某些连续帧的序号。具有带后缀A的数字的符号指示该数字所指示的帧中的奇数场，而具有带后缀B的数字的符号指示该数字所指示的帧中的偶数场。实箭头指示奇数场的图像数据流，而虚箭头指示偶数场的图像数据流。在下文中，在其它图中遵循相同的规则。
另一方面，数字静止照相机主要捕捉静止图像，并被适当地设计用于捕捉静止图像。这样，在数字静止照相机中，CCD图像传感器捕捉图像，并在每个帧周期输出一次图像数据，如图7B的上侧所示。将每个帧的图像数据分为如实箭头所指示的奇数场的第一图像数据分量、和如虚箭头所指示的偶数场的第二图像数据分量。在每个场周期，将这些图像数据分量作为视频信号从照相机连续输出一次，如图7B的下侧所示。
上述捕捉和输出技术也用于捕捉运动图像。这样，当数字静止照相机捕捉运动图像时，因为在数字静止照相机中捕捉图像的间隔是视频摄像机中的间隔的两倍，所以图像的运动是跳动(jerky)的。
图8示出了NTSC格式和PAL格式的同步频率以及频率比率。这样，当以NTSC格式捕捉(或捕捉、记录和重放)运动图像时，需要将NTSC格式的图像数据的帧和行转换为PAL格式的帧和行，以便在PAL电视接收机上观看。
图9和10图示了用于转换帧的典型技术。图9和10的上侧示出了帧转换之前的图像数据。例如，该图像数据对应于从CCD图像传感器输出的或者所记录的图像数据。图9和10的下侧示出帧转换后的PAL格式的图像数据。例如，该图像数据对应于从照相机输出到外部电视接收机的视频信号、或者提供给内置LCD监视器的视频信号。
在图9的情况中，将NTSC格式的第一帧至第三帧分别用于PAL格式的第一帧至第三帧。将NTSC格式的第四帧中的奇数场用作PAL格式的第四帧中的奇数场4A，并抽取(decimate)偶数场。将NTSC格式的第五帧用于PAL格式的第四帧中的偶数场4B和PAL格式的第五帧中的奇数场5A。
在抽取NTSC格式的一些场之后，将剩余的NTSC格式的场转换为PAL格式的场，使得NTSC格式的帧频率与PAL格式的帧频率的比率最终为1200∶1001。
当把NTSC格式的图像数据的每1200个帧抽取为1001个帧时，因为将被抽取的场的位置随着时间消逝而移动，所以抽取顺序复杂。因而，当在中央处理单元(CPU)的控制下进行抽取时，存在相当可观的软件负荷。
因而，构思了图10中示出的下列技术每1/30秒从例如CCD图像传感器或记录介质检索图像数据的每个帧，并将其转换为PAL格式的帧。在此情况中，输入图像数据的帧频率与PAL格式的帧频率的比率如下30Hz∶25Hz＝6∶5因此，如图10所示，可以通过每6个帧抽取NTSC格式的一个帧来获得PAL格式的图像数据，从而能够实现容易的帧转换。
然而，在这种帧转换技术中，每6个NTSC格式的帧周期就丢掉一个帧周期的信息。这样，每5个PAL格式的帧出现一个不连续点，其阻碍了平滑重放。当数字静止照相机捕捉运动图像时，如上所述，运动图像的运动与视频摄像机中运动图像的运动相比是跳动的。因此，当使用图10中示出的技术来转换这些运动图像的帧时，运动图像的运动越发跳动。此外，在一些情况中，数字静止照相机的LCD监视器不能适应60Hz同步频率系统，并且不能显示图像。
如图8所示，NTSC格式的水平行数与PAL格式的水平行数不同。当把NTSC格式的帧转换为PAL格式的帧时，水平行的数目也需要转换。这样，当把NTSC格式的图像数据转换为PAL格式的图像数据时，进行帧转换和行转换。当不适当地进行这些转换时，全部转换后的图像数据落后若干帧周期。对于这些若干帧周期，需要存储器的某些部分。
本发明意欲解决上述问题。
发明内容
本发明提供一种用于将第一格式的图像数据转换为第二格式的图像数据的方法。第一格式的图像数据具有第一帧频率和第一行频率。第二格式的图像数据具有第二帧频率和第二行频率。该方法包括以下步骤分别在第二格式的每个奇数场周期和每个偶数场周期，从写入第一格式的运动图像数据的存储器内的第一格式的运动图像数据中，检索产生第二格式的奇数场和偶数场的图像数据所需的各个信号；将检索到的图像数据转换为第一图像数据和第二图像数据，两种图像数据均具有第二行频率；通过以预定的混合比率混合第一图像数据的奇数场的图像数据和第二图像数据的奇数场的图像数据，来输出第二格式的奇数场的图像数据；通过以预定的混合比率混合第一图像数据的偶数场的图像数据和第二图像数据的偶数场的图像数据，来输出第二格式的偶数场的图像数据；以及在第二格式的每个场周期改变混合比率。
这样，通过插值来将第一格式的图像数据转换为第二格式的图像数据。
图1是图示根据本发明的实施例的示意图。
图2图示本发明。
图3图示本发明。
图4图示本发明。
图5是图示本发明的一部分的示意图。
图6是图示本发明的一部分的示意图。
图7A和7B图示本发明。
图8图示本发明。
图9图示本发明。
图10图示本发明。
具体实施例方式
(1)数字静止照相机图1图示了根据本发明的典型数字静止照相机10。物体OBJ的图像通过成像透镜LNS投射到CCD图像传感器11上。在每个NTSC格式的帧周期，从CCD图像传感器11输出物体OBJ的三原色图像信号。将这些图像信号提供给模拟-数字(A/D)转换器电路12，并将其A/D转换成数字图像信号。
将图像数据提供给照相机信号处理电路13，并在例如白平衡校正和gamma(伽玛)校正处理之后，将其转换为Y-信号、U-信号和V-信号(YUV)格式的图像数据。存储控制器14通过图像总线15将转换后的图像数据写入存储器16中用于显示的区域内。所述存储器16中用于显示的区域充当所谓的视频随机存取存储器(RAM)。该区域的地址分别对应于显示屏上的点位置。
在写入存储器16的同时，存储器控制器14从存储器16中用于显示的区域内读取图像数据。将所读取的图像数据通过图像总线15提供给显示信号处理电路17，并在将其D/A转换为模拟图像信号的同时将其转换为红、绿和蓝(RGB)格式的图像数据。将这些模拟图像信号提供给LCD板18，并显示为彩色图像。在显示信号处理电路17中，除了模拟图像信号以外，还同时产生彩色视频信号。这些视频信号被输出到外部视频输出端子19，以便被提供给监控电视接收机(图中未示出)。
存储控制器14还通过图像总线15将存储器16中用于显示的区域内的图像数据提供给图像压缩扩展电路21，并以例如联合摄影专家组(JPEG)格式的预定格式将其压缩为代码数据。将代码数据通过图像总线15写入存储器16的工作区内。存储控制器14读取写入到存储器16的工作区内的代码数据。微计算机22将此读出的代码数据写入和存储到诸如记忆棒(注册商标)的外部存储介质23中。
在重放模式中，微计算机22从外部存储介质23读取所述代码数据，并将其写入到存储器16的工作区内。图像压缩扩展电路21将所写入的这个代码数据解压缩为原图像数据。将此解压缩后的图像数据写入到存储器16中用于显示的区域内。如上所述，显示信号处理电路17处理所写入的此图像数据，以便将其作为彩色信号而在LCD板18上显示，并将其作为彩色视频信号而输出到外部视频输出端子19。
当捕捉和重放LCD板18上显示的运动图像和输出到外部视频输出端子19的彩色视频信号的运动图像时，为了使这些运动图像平滑，在本发明中进行下面的信号处理。
在下面的描述中，将诸如CCD图像传感器11的输出的帧转换之前的图像数据称为原图像数据，而将诸如从数字静止照相机10输出的视频信号的帧转换后的图像数据和视频信号分别称为输出图像数据和输出视频信号。
(2)捕捉和重放运动图像如图2的上侧所示，当捕捉运动图像时，控制CCD图像传感器11，以便以NTSC格式来捕捉图像，并在每个帧周期输出图像数据一次，即原图像数据。因而，存储在外部存储介质23中的运动图像和所读出的运动图像是NTSC格式的，并且基于帧的单元。
根据提供给例如LCD板18或外部视频输出端子19的视频信号即输出视频信号的格式，进行帧转换和行转换如下(2-1)输出NTSC格式的视频信号如图2的上侧所示，在NTSC格式的帧单元中获得原图像数据。在此情况中，以NTSC格式的视频信号的形式输出原图像数据。这样，输出视频信号的帧频率和行频率与原图像数据的帧频率和行频率相同。
因此，在此情况中，不进行行转换，但是进行图2中示出的帧转换，以改善运动图像的跳动。如图2所示，输出图像数据DOUT是由下式表示的信号分量DOUT＝(1-KF)Dn+KF·Dn+1(1)其中，DOUT是帧转换后的输出图像数据和输出视频信号，Dn是原图像数据中第n帧的奇数场或偶数场的图像数据，Dn+1是原图像数据中第(n+1)帧的奇数场或偶数场的图像数据，以及
KF是预定的系数(0≤KF≤1)。
当输出图像数据DOUT是奇数场的输出图像数据时，原图像数据Dn和Dn+1是奇数场的图像数据。当输出图像数据DOUT是偶数场的输出图像数据时，原图像数据Dn和Dn+1是偶数场的图像数据。根据输出图像数据DOUT的场，例如如下来改变系数KF对于输出图像数据DOUT的奇数场，KF＝1/4，或者对于输出图像数据DOUT的偶数场，KF＝3/4。
也就是说，以改变每个场周期的预定比率来混合原图像数据的两个连续帧的场，以形成输出图像数据(输出视频信号)。
以这一方式，即使在每个帧周期形成原图像数据时，也在每个场周期通过插值来形成中间图像数据。基于所形成的这一图像数据的显示改善了运动图像的跳动。
(2-2)输出PAL格式的视频信号在此情况中，原图像数据的帧频率和行频率均与输出图像数据的帧频率和行频率不同。因而，进行帧转换和行转换两者。如下所述，转换原图像数据的行，然后将行转换后的此图像数据的帧进行转换，以获得输出图像数据。
(2-2-1)行转换如图8所示，NTSC格式的有效行的数目与PAL格式的有效行的数目的比率为5∶6。这样，将原图像数据的5行转换为PAL格式的6行。例如，如图3所示，通过垂直方向的插值来进行此行转换。图3示出了以水平行为单元的原图像数据和行转换后的图像数据。如图3的左侧所示，原图像数据具有NTSC格式的水平行周期。分配给每行的号码指示每个帧周期中的行号。实线指示奇数场的水平行，而虚线指示偶数场的水平行。
所述过程如下(A)如图3的右侧所示，以1∶11的比率混合原图像数据的第一行和第二行，以生成行转换后的第一行，即转换后的奇数场的第一行。
(B)如图3的右侧所示，以3∶9的比率混合原图像数据的第二行和第三行，以生成行转换后的第二行，即转换后的偶数场的第一行。
(C)以5∶7的比率混合原图像数据的第三行和第四行，以生成行转换后的第三行，即转换后的奇数场的第二行。
(D)以7∶5的比率混合原图像数据的第四行和第五行，以生成行转换后的第四行，即转换后的偶数场的第二行。
(E)以9∶3的比率混合原图像数据的第五行和第六行，以生成行转换后的第五行，即转换后的奇数场的第三行。
(F)以11∶1的比率混合原图像数据的第六行和第七行，以生成行转换后的第六行，即转换后的偶数场的第三行。
对原图像数据的每5行，重复相同的处理(A)至(F)。
如图3所示，行转换后的图像数据dOUT是由下式表示的信号分量dOUT＝(1-KL)dm+KL·dm+1(2)其中，dOUT是行转换后的输出图像数据，dm是原图像数据中第m行的图像数据，dm+1是原图像数据中第(m+1)行的图像数据，以及KL是预定的系数(0≤KL≤1)。
当转换后的图像数据dOUT的场是奇数场时，系数KL按照此顺序循环改变为11/12、7/12和3/12，而当转换后的图像数据dOUT的场是偶数场时，系数KL按照此顺序循环地改变为9/12、5/12和1/12。
也就是说，以改变转换后的图像数据的每个水平行周期的预定比率，来混合最接近于按照转换过程的时间顺序转换后的图像数据dOUT的某行的原图像数据的两个连续的行，以便形成具有与PAL格式一样多的行的图像数据。
以这一方式，可以通过插值原图像数据的两个连续行之间的中间行的图像数据，从具有480个有效行的原图像数据生成具有576个PAL格式的有效行的图像数据。
(2-2-2)帧转换如图4的部分A和B所示，此帧转换通过插值而将根据式(2)的行转换后的图像数据转换为PAL格式的输出图像数据。图4的部分A示出了以帧为单元的、根据式(2)的行转换后的图像数据，而图4的部分B示出了以帧为单元的帧转换后的输出图像数据。
也就是说，此帧转换根据式(1)来生成输出图像数据DOUT。在此情况中，图像数据Dn和Dn+1分别为根据式(2)的行转换后的图像数据DOUT(＝Dn)和DOUT(＝Dn+1)，每个对应一个场。在输出图像数据DOUT的每个场周期，系数KF根据行转换后的图像数据和输出图像数据DOUT之间的偏移(shift)而改变预定的量。
也就是说，在每个场周期，以根据行转换后的图像数据和帧转换后的图像数据之间的偏移而改变的预定比率，来混合最接近于按照转换过程的时间顺序进行帧转换后的图像数据DOUT的两个连续场的图像数据(行转换后的图像数据)，以获得PAL格式的图像数据。
这样，通过插值而从具有NTSC帧周期的行转换后的图像数据生成PAL格式的每个场的图像数据。基于帧转换后的此图像数据的显示改善了运动图像的跳动。
(3)从原图像数据产生输出图像数据的电路如图5所示，主要通过例如存储控制器14和显示信号处理电路17来将原图像数据的行和帧转换为输出图像数据(输出视频信号)的行和帧。下面将大体描述PAL格式的输出图像数据的情况。将原图像数据写入存储器16中对应于显示屏的位图。然后，从对应于各个水平扫描位置的地址读出原图像数据。
如图8所示，1200个NTSC格式的帧周期的总长度与1001个PAL格式的帧周期的总长度相同。在每个总长度处，NTSC帧与PAL帧同步一次。
显示信号处理电路17包括生成各种类型的定时信号的信号生成电路171和172。信号生成电路171在每个NTSC帧周期输出脉冲NTFRM，如图4的部分D所示，以及每到1200个NTSC帧就输出脉冲RSTRT，如图4的部分C所示。
信号生成电路172在每个NTSC场周期或PAL场周期输出脉冲FLDPLS和矩形波信号FLDRCT，其分别在图4的部分E和部分F中示出。微计算机22将预定的控制信号提供给信号生成电路172，以便将脉冲FLDPLS的周期和信号FLDRCT的周期设置为NTSC场周期或PAL场周期。信号生成电路171将脉冲RSTRT提供给信号生成电路172。
由于从对应于各个水平扫描位置的存储器16的地址读出原图像数据，因此存储控制器14包括一组寄存器(锁存电路)141至143、一组寄存器(锁存电路)144至146、地址计数器149等。
寄存器141至143存储奇数场起始地址A_STAD(第一奇数行的起始地址)，而寄存器144至146存储指示每行的地址数目(像素数目)的数据ADDNUM。地址计数器149的计数值被用作存储器16的读出地址。每次对预定时钟计数，读出地址(计数值)就从起始地址开始改变。
当微计算机22将奇数场起始地址A_STAD和时钟CK提供给寄存器141时，该寄存器141存储起始地址A_STAD。来自寄存器141的输出和来自信号生成电路171的脉冲NTFRM被提供给存储奇数场起始地址A_STAD的寄存器142。来自寄存器142的输出和来自信号生成电路172的脉冲FLDPLS被提供给寄存器143，该寄存器143在每个脉冲FLDPLS处输出奇数场起始地址A_STAD。
类似地，微计算机22将指示每行的地址数目的数据ADDNUM提供给寄存器144，并且该数据ADDNUM从寄存器146输出。
加法电路147将来自寄存器143的奇数场起始地址A_STAD加到来自寄存器146的指示每行的地址数目的数据ADDNUM上，并输出偶数场起始地址B_STAD(第一偶数行的起始地址)。
将奇数场起始地址A_STAD、偶数场起始地址B_STAD、和从信号生成电路172输出的充当控制信号的信号FLDRCT提供给数据选择器148(在此情况中，信号FLDRCT在每个PAL场周期反转)。这样，如图4的部分G所示，数据选择器148在每个PAL场周期交替输出奇数场起始地址A_STAD和偶数场起始地址B_STAD。
从数据选择器148输出的这些起始地址被提供给地址计数器149，并且，地址计数器149的计数值被作为读出地址而提供给存储器16。这样，在每个PAL场周期，从存储器16检索原图像数据。
在每个帧周期，将检索到的原图像数据交替地提供给显示信号处理电路17中提供的一对行插值电路73和74的每一个。行插值电路73和74根据式(2)而通过插值来转换原图像数据的行。行插值电路73包括转换电路731和运算电路(减法电路732、乘法电路733和加法电路734)。行插值电路74包括转换电路741和运算电路(减法电路742、乘法电路743和加法电路744)。
转换电路731包括缓冲存储器(图中未示出)，并同步输出从存储器16读出的原图像数据中第n帧中的第m行的图像数据dm和第(m+1)行的图像数据dm+1。
将这些同步图像数据dm和dm+1提供给减法电路732，该减法电路732从数据dm+1减去数据dm，并将结果(dm+1-dm)提供给乘法电路733。将系数KL从下述的系数生成电路76也提供给乘法电路733，以便乘以值(dm+1-dm)。结果KL(dm+1-dm)和来自转换电路731的数据dm被提供给加法电路734。
加法电路734输出由下式表示的图像数据dOUTKL(dm+1-dm)+dm＝(1-KL)dm+KL·dm+1＝dOUT (3)也就是说，获得了第n帧的行转换后的图像数据dOUT。此图像数据dOUT被用作式(1)中第n帧的图像数据Dn，并在下文中被(行转换后的)图像数据Dn代替。
除了转换电路741同步输出从存储器16读出的原图像数据中第(n+1)帧的第m行的图像数据dm和第(m+1)行的图像数据dm+1以外，行插值电路74的结构与行插值电路73的结构相似。
这样，行插值电路74中的加法电路744输出第(n+1)帧的行转换后的图像数据dOUT。此图像数据dOUT仿效从行插值电路73输出的图像数据Dn(＝dOUT)，从而是式(1)中第(n+1)帧的(行转换后的)图像数据Dn+1。因此，从行插值电路73和74同步输出行转换后的两个连续帧的图像数据。
将这些行转换后的图像数据Dn和Dn+1提供给显示信号处理电路17中提供的帧插值电路75。帧插值电路75根据式(1)、通过插值来将行转换后的图像数据Dn和Dn+1的帧转换为输出图像数据的帧。
将行转换后的图像数据Dn和Dn+1提供给减法电路752，该减法电路752从数据Dn+1减去数据Dn，并将结果(Dn+1-Dn)提供给乘法电路753。将系数KF从下述的系数生成电路77也提供给乘法电路753，以便乘以值(Dn+1-Dn)。结果KF(Dn+1+Dn)和来自行插值电路73的数据Dn被提供给加法电路754。
加法电路754输出由下式表示的图像数据DOUTKF(Dn+1-Dn)+Dn＝(1-KF)Dn+KF·Dn+1＝DOUT (4)也就是说，获得了帧转换和行转换后的图像数据DOUT。
此图像数据DOUT被D/A转换为模拟彩色视频信号，以便被输出到外部视频输出端子19。这样，在连接到外部视频输出端子19的监控电视接收机上以PAL格式来显示图像。
(4)系数生成电路76和77如上所述，系数生成电路76生成用于行转换的系数KL，而系数生成电路77生成用于帧转换的系数KF。例如，如图6所示，系数生成电路76的主要部分可以与系数生成电路77的主要部分相似。由于用于帧转换的系数生成电路77的结构和操作较为简单，因此下面将首先描述系数生成电路77。
(4-1)系数生成电路77系数生成电路77生成系数KF，该系数KF根据NTSC帧和PAL帧之间的偏移而改变。在此情况中，当基于行转换后的图像数据来形成PAL格式的输出图像数据时，该输出图像数据的时间分辨率是PAL格式场周期的1/128。
系数生成电路77包括改变初始值和delta(增量)值的数据选择器771、用于累加的加法电路772和存储累加值的7位寄存器(锁存电路)773。例如，微计算机22将0和76分别作为初始值和增量值而输出到数据选择器771和加法电路772。信号生成电路171将脉冲RSTRT作为控制信号输出到数据选择器771。
当RSTRT＝1时，从数据选择器771输出初始值0，并且寄存器773在从信号生成电路172接收到脉冲FLDPLS时存储所输出的初始值0。这样，如图4的部分H所示，对于发送脉冲RSTRT后的一个周期(场1A的周期)，来自寄存器773的输出QF是0。同时，在加法电路772中，将来自寄存器773的输出QF(＝0)和来自微计算机22的增量值76加和，并从加法电路772输出相加后的值76。
随后，RSTRT的值为0。当从RSTRT的值为0开始过去一个场周期时(在场1B的周期的开始)，RSTRT＝0。这样，来自加法电路772的输出的当前值76通过数据选择器771而被提供给寄存器773，并且寄存器773在接收到脉冲FLDPLS时存储值76。如图4的部分H所示，从此时刻起，QF＝76。因此，来自加法电路772的输出为152。
当又一个PAL格式的场周期过去时，来自加法电路772的输出152通过数据选择器771而被提供给寄存器773，并且寄存器773在接收到脉冲FLDPLS时存储值152。然而，由于寄存器773是7位寄存器，因此只把来自加法电路772的输出152的低7位锁存在寄存器773中。如图4的部分H所示，来自寄存器773的输出QF是24(＝152-128)。
在每个PAL格式的场周期，重复上述操作，使得来自寄存器773的输出QF在每个PAL格式的场周期改变，如图4的部分H所示。将此输出QF向最低有效位(LSB)移动7位，以成为值QF/128。将这个值作为系数KF而提供给帧插值电路75中的乘法电路753。将式(1)的两侧乘以128，得到128×DOUT＝128×(1-KF)Dn+128×KF×Dn+1＝(128-QF)Dn+QF·Dn+1(5)
这样，由于对于输出图像数据的第一帧中的奇数场1A的周期，QF＝0(KF＝0)，因此通过以128∶0的比率混合行转换后的图像数据的第一帧中的奇数场和第二帧中的奇数场来形成奇数场1A的图像数据，如图4的部分I所示。由于对于输出图像数据的第一帧中的偶数场1B的周期，QF＝76(KF＝76/128)，因此通过以52∶76的比率来混合行转换后的图像数据的第一帧中的偶数场和第二帧中的偶数场来形成偶数场1B的图像数据。
此外，由于对于输出图像数据的第二帧中的奇数场2A的周期，QF＝24(KF＝24/128)，因此通过以104∶24的比率来混合行转换后的图像数据的第二帧中的奇数场和第三帧中的奇数场来形成奇数场2A的图像数据。由于对于输出图像数据的第二帧中的偶数场2B的周期，QF＝100(KF＝100/128)，因此通过以28∶100的比率混合行转换后的图像数据的第二帧中的偶数场和第三帧中的偶数场来形成偶数场2B的图像数据。
继续下去，在每个PAL格式的场周期，以图4的部分I中示出的某个比率来混合行转换后的图像数据的两个连续帧的场的图像数据，以按照相同的方式来形成输出图像数据DOUT(输出视频信号)。
因而，即使在每个NTSC格式的帧周期形成行转换后的图像数据时，也通过插值来形成PAL格式的每个场的图像数据。由于所形成的此图像数据是输出图像数据DOUT，因此改善了所捕捉的运动图像的跳动性，以使运动图像的运动平滑。
当形成NTSC格式的输出图像数据DOUT时，微计算机22控制信号生成电路172，以便将脉冲FLDPLS的周期和信号FLDRCT的周期设置为该NTSC场周期。例如，微计算机22将32和64分别作为初始值和增量值而输出到数据选择器771和加法电路772。值KL可以被设置为0。
在此情况中，由于在每个NTSC格式的场周期，来自系数生成电路77的输出QF交替地改变为32或96，因此在NTSC格式的每个场周期，系数KF交替地改变为1/4或3/4，其中系数KF是帧插值电路75中的混合比率。这样，所述过程如图2所示，使得当形成NTSC格式的输出图像数据DOUT时，可以显示平滑的运动图像。
(4-2)系数生成电路76将由系数生成电路76生成的系数KL用于以例如图3中示出的比率来混合图像数据的两个连续的行。因而，如图6所示，系数生成电路76的结构与系数生成电路77的结构基本上相同。
也就是说，系数生成电路76包括数据选择器761、加法电路762和寄存器763，其分别对应于系数生成电路77中的数据选择器771、加法电路772和寄存器773。系数生成电路76还包括数据选择器764和检测电路765。检测电路765被提供了脉冲FLDPLS、来自加法电路762的加和输出和来自寄存器763的输出QL。检测电路765检测输出图像数据中每个场周期的起点，并将检测输出作为控制信号提供给数据选择器761，其中，在此情况中，所述场周期是PAL格式的场周期。
为了调整输出图像中奇数场和偶数场的水平行的位置，微计算机22输出用于调整奇数场的初始值A_OFF、和用于调整偶数场的初始值B_OFF。初始值A_OFF对应于图3中用于混合第一行和第二行的1∶11的混合比率和上述的过程(A)，而初始值B_OFF对应于图3中用于混合第二行和第三行的3∶9的混合比率和上述的过程(B)。
数据选择器764被提供了这些初始值A_OFF和B_OFF，以及作为控制信号来自信号生成电路172的矩形波信号FLDRCT，并在每个场周期交替输出初始值A_OFF和B_OFF，这些初始值的每一个对应于这个场周期。
输出的初始值A_OFF或B_OFF被提供给数据选择器761。微计算机22将增量值LPHASE输出到加法电路762。增量值LPHASE对应于图3中示出的混合比率的增量值2/11。在输出图像数据的每个水平行周期的起点，信号生成电路172将预定的锁存脉冲提供给寄存器763。
这样，在输出图像数据的每个场周期的起点，来自寄存器763的输出QL被设置为初始值A_OFF或初始值B_OFF。随后，输出QL改变为通过将增量值LPHASE加到每个水平行周期的初始值上而获得的值，如图3所示。输出QL被作为系数KL而提供给进行行转换的行插值电路73中的乘法电路733和行插值电路74中的乘法电路743。
(5)相加当把NTSC格式的图像数据的帧转换为PAL格式的帧时，上述数字静止照相机通过按照转换过程的时间顺序插值接近于PAL格式的场的两个NTSC格式的场的图像数据值的平均值，来形成PAL格式的场的图像数据。然后，数字静止照相据将所形成的此图像数据作为显示信号输出。因而，可以显示平滑的运动图像。
当把NTSC格式的行转换为PAL格式的行时，通过插值空间上接近PAL格式的行的两条NTSC格式的行的图像数据值的平均值，来形成PAL格式的行的图像数据。因而，可以在显示屏上得到没有不均匀行的高质量图像。
如图3和4所示，当获得原图像数据的两个帧时，可以进行行转换和帧转换。这样，由行转换和帧转换引起的图像数据的延迟大约为2个帧周期，从而抑制了输出图像数据的延迟，并减少了存储器需求。
在上述实施例中，可以通过改变行转换系数KL和帧转换系数KF来转换具有其它水平行频率和帧频率的图像数据。
根据本发明，通过在空间和时间上插值平均值来将NTSC格式的图像数据的行和帧转换为PAL格式的行和帧。这样，可以得到平滑的和高质量的运动图像。此外，由行转换和帧转换引起的图像数据的延迟大约为2个帧周期，从而抑制了输出图像数据的延迟，并减少了存储器需求。
权利要求
1.一种用于将第一格式的图像数据转换为第二格式的图像数据的方法，第一格式的图像数据具有第一帧频率和第一行频率，第二格式的图像数据具有第二帧频率和第二行频率，该方法包括以下步骤分别在第二格式的每个奇数场周期和每个偶数场周期，从写入第一格式的运动图像数据的存储器内的第一格式的运动图像数据中，检索产生第二格式的奇数场和偶数场的图像数据所需的各个信号；将检索到的图像数据转换为第一图像数据和第二图像数据，两种图像数据均具有第二行频率；通过以预定的混合比率混合第一图像数据的奇数场的图像数据和第二图像数据的奇数场的图像数据，来输出第二格式的奇数场的图像数据；通过以预定的混合比率混合第一图像数据的偶数场的图像数据和第二图像数据的偶数场的图像数据，来输出第二格式的偶数场的图像数据；以及在第二格式的每个场周期改变混合比率。
2.根据权利要求1的用于转换图像数据的方法，其中，第一格式是国家电视系统委员会(NTSC)格式；以及第二格式是逐行倒相(PAL)格式。
3.根据权利要求1的用于转换图像数据的方法，其中，第一格式是NTSC格式；以及第二格式被切换为NTSC格式或PAL格式。
4.一种用于将第一格式的图像数据转换为第二格式的图像数据的转换电路，第一格式的图像数据具有第一帧频率和第一行频率，第二格式的图像数据具有第二帧频率和第二行频率，该转换电路包括存储器，第一格式的运动图像数据被写入到其中；第一电路，分别在第二格式的每个奇数场周期和每个偶数场周期，从存储器内的第一格式的运动图像数据中，检索产生第二格式的奇数场和偶数场的图像数据所需的各个信号；第二电路，将检索到的图像数据转换为第一图像数据和第二图像数据，两种图像数据均具有第二行频率；第三电路，通过以预定的混合比率混合第一图像数据的奇数场的图像数据和第二图像数据的奇数场的图像数据，来输出第二格式的奇数场的图像数据，并通过以预定的混合比率混合第一图像数据的偶数场的图像数据和第二图像数据的偶数场的图像数据，来输出第二格式的偶数场的图像数据；以及第四电路，在第二格式的每个场周期改变混合比率。
5.根据权利要求4的帧转换电路，其中第一格式是NTSC格式；以及第二格式是PAL格式。
6.根据权利要求4的帧转换电路，还包括将第二格式切换为NTSC格式或PAL格式的电路，其中第一格式是NTSC格式。
7.一种电子照相机，其中第一格式的图像数据具有第一帧频率和第一行频率，而第二格式的图像数据具有第二帧频率和第二行频率，该电子照相机包括图像传感器，物体的图像被投射到其上，其在第一格式的每个帧周期输出第一格式的图像数据；存储器，从图像传感器输出的第一格式的图像数据被写入到其中；第一电路，分别在第二格式的每个奇数场周期和每个偶数场周期，从存储器内的第一格式的图像数据中，检索产生第二格式的奇数场和偶数场的图像数据所需的各个信号；第二电路，将检索到的图像数据转换为第一图像数据和第二图像数据，两种图像数据均具有第二行频率；第三电路，通过以预定的混合比率混合第一图像数据的奇数场的图像数据和第二图像数据的奇数场的图像数据，来输出第二格式的奇数场的图像数据，并通过以预定的混合比率混合第一图像数据的偶数场的图像数据和第二图像数据的偶数场的图像数据，来输出第二格式的偶数场的图像数据；第四电路，在第二格式的每个场周期改变混合比率；以及外部端子，输出从第三电路输出的图像数据。
8.根据权利要求7的电子照相机，还包括将第二格式切换为NTSC格式或PAL格式的电路，其中第一格式是NTSC格式。
全文摘要
一种提供平滑运动的图像数据方法转换电路。提供有存储器(16)，NTSC方法的运动画面图像数据被写入到其中；存储控制器(14)，用于从存储器(16)获取产生PAL方法的奇数场和偶数场的图像数据所必需的信号。提供了行插值处理电路(73、74)，用于将所获取的图像数据转换为PAL方法的行频率的第一和第二图像数据。在第一和第二图像数据中，帧插值处理电路(75)利用预定比率来混合奇数场的图像数据，并将其作为PAL方法的奇数场图像数据输出，并且利用预定比率来混合偶数场的图像数据，并将其作为PAL方法的偶数场图像数据输出。系数产生电路(77)修改PAL方法的每个场周期的混合比率。
文档编号H04N5/232GK1698372SQ20048000045
公开日2005年11月16日 申请日期2004年4月7日 优先权日2003年5月12日
发明者久米勉, 山田德一郎 申请人:索尼株式会社