专利名称：采用扫描行视频处理器的改进视频处理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是显示系统，具体来说涉及的是采用对视频数据进行数字处理的显示系统。
空间调光器的出现已经使显示技术发展到了用数字化方法进行数据处理，而无论怎样进行显示。有几种直接使用数字数据的显示方法。空间调光器就是这些技术当中的一例。
数字空间调光器一般构成一个各个元素组成的阵列，其中每个元素可逐一地寻址以在ON状态和OFF状态之间进行变换。这些元素通常与终端显示图象上的一个象素相对应。图象中每个象素的亮度是由元素在ON状态的时间量来控制的。在模拟调制器中，每个象素的亮度是由作用到调制器元素的电压来控制的。
这种类型的系统会产生三个主要问题。第一，大多数这些调制器中的显示特性为与帧有关、离开光栅而去、阴极射线管(CRT)交错显示。输入数据一定要由交错转换成逐行扫描。第二，NTSC、PAL等电视的不同格式要求图象不同的维数。象素到元素的关系使得格式间的转换困难。第三，由这些SLMS取得的更大、更亮的显示可使数据或处理的局限突出，需要诸如清晰度增强这样的额外补偿。这要求可供处理器之用的指令来处理所有这样的数据。
已经提出了几种解决的办法，包括用扫描行视频处理器(SVP)的那些办法。前述具体装置的问题在于它们既浪费指令空间，又不能提供全部功能。因此，需要一种解决更有效地利用SVP指令空间的上述问题的办法。
本发明一个方面在于在两个扫描行视频处理器间分配处理任务以最有效地利用它们的指令空间。第一个处理器执行对视频输入信号的动态检测及动态自适应逐行扫描转换。第二个处理器执行一些必要的换算并对数据施加清晰度控制。
本发明的一个优点在于它能够有效地地利用处理器可用指令空间。
本发明的进一步优点在于它能使数据进行垂直换算以使数据适用于不同规格的空间调光器。
为了更全面理解本发明及本发明的进一步优点，要参考下面结合附图的详细描述，附图中
图1表示有效利用SVP指令系统的处理系统一个实施例的整体方框图。
图2表示动态自适应逐行扫描过程的方框图。
图3表示双线性内插图。
图4表示三次曲线函数内插图。
图1表示数字视频数据处理系统10的整体结构。假定输入数据是交错数据，每帧两场，偶数行在第一场，奇数行在第二场。为了内插当前场的数据，这个系统使用三个场。在Y处的输入场将表示为场2。作为一种场延迟的场DL 14产生场2最前面的场，该场将表示为场1。场1和场2中的数据行偏移一行。它们可以是来自数据的同一帧或相邻的帧。
场DL 16产生场0，紧挨最前面的场。场2和场区0具有相同的行数为来自两个相邻帧的偶数行或者奇数行。所有三个场都输入到扫描行视频处理器SVP#112。此外，SVP接收色度信号R-Y和B-Y。
SVP#1的指令空间将被用来执行动态检测和动态自适应逐行扫描内插。参考图2讨论涉及场DL18的动态自适应逐行扫描内插过程。内插输出Y、R-Y和B-Y接着被送到SVP#2，20。SVP#2执行垂直换算并进行清晰度的控制。垂直换算过程如图3和4所示。在(TI-20246)专利号 “数字电视清晰度的控制”中详细讨论了清晰度控制的作用。
动态自适应逐行扫描内插如图2所示。混合电路30采用向下列数据行的数据，其中场3是输入场来自场DL 22最前面的场，场2；来自水平的24和场DL 26的在紧挨最前面场中的相邻行，场1；A以及来自上面数据通道的动态信号K。上面数据通道首先将输入信号Y、区3和具有同样数字行的来自区1的相邻行相比较。在32的运算器或电路计算它们之间的差。
计算结果的差值通过34处的一个水平低通滤波器HLPF1，在ABS36处建立绝对值。施加非线性函数NL 38。非线性函数执行限值以消除由于噪声带来的小的差值信号值。它也将差值信号的分辨率减小到4位。比较器44确定几个值的最大值由区DL40输出的来自区0的数据；由水平延迟42a、42b和42c输出的、从相邻行到行进行处理的数据；以及由非线性函数38输出的结果4位信号。
然后将这个最大值分别在VLPF1 46和HLPF2 48中进行垂直及水平滤波。非线性函数50与38的相似之处在于它减少信号的噪声。接着将所得的动态信号K传递到混合电路30，用来确定第一次内插输出。再参考图1，内插信号以及色差信号R-Y和B-Y被传到SVP#2。逐行扫描过程在专利号为08/430,774的题为“具有特殊性能低成本逐行扫描电视”中有详细的讨论。
SVP#2将执行垂直换算，无论需要什么图象尺寸都能使数据安排格式。图像的尺寸通常取决于广播的格式。通用换算函数为3∶4和5∶6，其中数据的4行产生5行，或5行产生6行。有两种实现这样换算的主要方法双线性内插或三次曲线函数。
图3表示3∶4的双线性垂直换算图。输出行T0-T4是来自行X0-X3数据的组合。对5∶6的垂直换算来说，对于每一次换算都出现一个附加行。行间的关系是Y0＝AX0Y1-BX0＋CX1Y2＝DX1-EX2Y3＝FX2＋GX3Y4＝AX3由以上关系可以看出在Y4，关系开始重复，系数A-G也重复。对5∶6的换算来说，除了Y4＝HX3＋IX4，Y5＝JX4＋KX5，以及Y6＝AX5之外关系是相同的。
具有这些换算能力的这样处理系统对使用空间调光器阵列来说是理想的。如果装置具有848行×600列元素的尺寸，4∶5的垂直换算将被用来将数据的输入480行(对标准的NTSC和PAL输入来说)转换成实际显示数据的600行。通常的输入标准是每行640个象素×480列。如果装置具有864×576的维数，5∶6的换算因子将使输入480行能够换算成显示的576行。
系数如下表所示
3∶4三次曲线函数换算如图4所示。关系如下所示Y0－AX0＋BX1＋CX2Y1＝DX0＋EX1＋FX2＋GX3Y2＝HX1＋IX2＋JX3＋KX4Y3＝LX2＋MX3＋NX4＋PX5Y4＝AX3＋BX4＋CX5对5∶6的换算来说，除了Y4＝QX3＋RX4＋SX5＋TX6Y5＝UX4＋VX5＋WX6＋YX7，以及Y6＝AX5＋BX6＋CX7之外，存在着相同的关系，系数值如下所示。
这些装置支持的其它格式将是SVGA和VGA，同一般用在计算机显示器中的一样。SVP#2也将执行清晰度和色度预扫描(行-平均)。
如前面提到的那样，同时提出的申请(TI-20246)“数字显示器的清晰度控制”，专利号为 这里在数据处理当中，将采用这个技术。简单地说，清晰度控制处理数据以增加图像中边缘的清晰度。大多数逐行扫描和动态检测包括低通或带通滤波函数。这样能导致垂直分辨率的衰减。在其它测定的同时通过使用二维滤波，该分辨率的一些能够得到恢复。当所有的处理完成时，内插输出Y、R-Y和B-Y传递到显示系统的存储器以便存储起来直到需要它们用于显示为止。
这样设计的一个主要优点是有效地利用了SVP指令空间。尽管SVPS有几个优点，但它们的指令空间被限制在每个处理器为442条指令。这个指令数假定一个32MHz的系统。使用上述的两个处理器并划分它们的任务以便在SVP#1中执行动态检测和动态自适应预扫描，在SVP#2中执行垂直换算和清晰度控制，整个指令空间的利用率得到了保持。其它指令的组合能够得到利用，只需要选择SVP#1中的成套指令以便SVP#2中留有一些剩余的指令空间。这样免去使用一个额外的处理器。
作为一个例子，采用以上描述的过程，SVP#1将包含290条指令，而不是潜在的442，利用率65.6％。SVP#2将包含426条指令，利用率96.8％。整个系统的利用率为81.22％。这些空间的有效利用避免了对能够增加系统成本的附加处理器的需要。以低于SVP#2全容量的状态下运行SVP#2也能避免在处理第二个处理器之处的一些关键问题。
至此，尽管到目前为止已经描述了处理视频显示数据构成系统的具体实施例，但是除了下列权利要求提出的保护范围之外，这样特殊引用并不意味着是对本发明范围的限定。
权利要求
1.一种可运转来处理空间调光器阵列视频数据的系统，包括视频输入信号；第一个描扫行视频处理器，其中所说第一个处理器执行第一套预定任务以便包含的指令数实质上等于允许的最多指令数；以及第二个描扫行视频处理器，其中所说第二个处理器接收所说第一个处理器执行任务的输出并执行第二套预定任务，以便不需要另外的处理器。
2.如权利要求1的系统，其中所说空间调光器阵列具有848行×600列的大小。
3.如权利要求1的系统，其中所说空间调光器阵列具有864行×576列的大小。
4.如权利要求1的系统，其中所说垂直换算任务是由4∶5双线性内插来实现的。
5.如权利要求1的系统，其中所说垂直换算任务是由5∶6双线性内插来实现的。
6.如权利要求1的系统，其中所说垂直换算任务是由4∶5三次曲线函数内插实现的。
7.如权利要求1的系统，其中所说垂直换算任务是由5∶6三次曲线函数内插实现的。
8.如权利要求1的系统，其中所说的第一套预定任务包括动态检测和动态自适应预扫描任务。
9.如权利要求1的系统，其中所说第二套预定任务包括清晰度控制、垂直换算和色度预扫描。
全文摘要
一种视频数据的处理系统(10)。该系统使用两个扫描行视频处理器。第一个处理器(12)执行第一套预定任务。第二个处理器(20)执行第二套预定任务。在两个处理器(12、20)之间划分任务允许最恰当的利用处理器的有限指令空间，只要其中一个处理器在接近全指令容量状态下工作，处理工任务的任何组合都是允许的。
文档编号H04N5/44GK1151655SQ9611339
公开日1997年6月11日 申请日期1996年8月23日 优先权日1995年8月24日
发明者T·A·克拉坦诺夫, 维沙尔·马尔坎迪, 大原一浩 申请人:德克萨斯仪器股份有限公司