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视频系统.pdf

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  • 文档编号:704302
  • 上传时间:2018-03-06
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  • 页数:20
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN96190489.5

    申请日:

    1996.04.26

    公开号:

    CN1154194A

    公开日:

    1997.07.09

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情:

    专利申请的视为撤回公告日:1997.7.9||||||公开

    IPC分类号:

    H04N9/31; H04N7/01

    主分类号:

    H04N9/31; H04N7/01

    申请人:

    LDT激光展示技术公司;

    发明人:

    C·迪特; G·霍夫曼; D·胡布里希

    地址:

    联邦德国吉拉

    优先权:

    1995.05.11 DE 19517356.2

    专利代理机构:

    中国专利代理(香港)有限公司

    代理人:

    程天正;萧掬昌

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    内容摘要

    一个显示由像点构成的视频图像的视频系统,其中视频图像的颜色值和/或亮度值可以顺序地按照第一组参数在一个图像存储器(12)中存储,第一参数组包含行数、像点数、行频和帧频作为参数并带有预先规定的参数值,它们可以按照一组具有不同的或同样的参数值的第二参数组用一个显示设备(16、30、32)读出,从而显示被存储的视频图像,其中设有一个显示设备(16、30、32),它包括一个单独的按照像点的颜色值和/或亮度值可控的光源(16),光源的光束(26)通过一个光学器件(30)向图像屏幕(32)投射,其中该光学器件(30)

    权利要求书

    1: 一种用于显示由像点构成的视频图像的视频系统,其中像点的 颜色值和/或亮度值可以按照第一组参数在一个图像存储器(1 2)中顺序地存储,第一组参数包含具有预定参数值的行数、像点数、 行频和帧频参数,它们可以按照具有不同的或同样的参数值的第二组参 数读出,以通过显示设备(16、30、32)显示被存储的视频图像, 其特征在于, 显示设备(16、30、32)包括一个单独的按照像点的颜色值 和/或亮度值可控的光源(16),它的光束(26)通过一个光学器 件(30)向一个图像屏幕(32)投射,其中该光学器件(30)具 有一个光栅扫描装置(36),通过该光栅扫描装置,光束(26)可 以向图像屏幕上要显示具有合适大小的视频图像的图像场之内的任意 点投射,以及为之提供一个光栅控制器(42)以便按照第二组参数使 光束(26)形成扫描光栅。
    2: 根据权利要求1的视频系统,其特征在于,光栅扫描装置 (14)具有用以偏转光束的镜。
    3: 根据权利要求2的视频系统,其特征在于,该镜子是旋转镜 (38)和/或偏转镜(40)。
    4: 根据权利要求1到3中任何一个权利要求的视频系统,其特征 在于,图像存储器(12)可以响应从光栅扫描装置(42)来的用于 行开始和/或帧开始的同步脉冲以读出图像。
    5: 根据权利要求4的视频系统,其特征在于, 光栅扫描装置(42)的同步脉冲可以通过一个由最大存储器延迟 时间规定的时间区间在时间上先于由光栅(42)规定的行开始来产 生,以及为使同步信号适应当前的延迟时间提供了一个延迟电路 (46)。
    6: 根据权利要求1到4中任何一个权利要求的视频系统,其特征 在于, 图像存储器(12)具有一个用于存储像点的颜色值和/或亮度值 的数字存储器(48),其中具有的存储器位置大于或者等于用于存储 颜色值和/或亮度值乘以要显示的最大像点数的乘积所需要的存储位 置的数目,以及可用的存储器位置可以用颜色信息和/或亮度信息自由 编址。
    7: 根据权利要求6的视频系统,其特征在于, 数字图像存储器(12)具有一个优先级电路(52、54、55、 56、60、64),它在同时对存储器位置寻址以读出或存入信息的 情况下给读出寻址一个优先级,暂时存储要存储的地址以及要存储的信 息,以及仅在读出操作结束后才将要存储的信息存储在存储器中。
    8: 根据权利要求1到7中任何一个权利要求的视频系统,其特征 在于, 提供一个图像处理设备(62、72、74、78、80)、特别 是视频处理器(62),它在第一参数组中的像点数和/或行数与第二 参数组不同时从存储的视频图像的亮度值和/和颜色值根据要显示的 第二参数组插值像点。
    9: 根据权利要求8的视频系统,其特征在于, 提供一个第二存储器或存储区域,其中存储由图像处理设备 (62、72、74、76、78、80)插值的亮度值和/或颜色 值以便读出而提供给显示设备(16、30、32)。
    10: 根据权利要求8或者9的视频系统,其特征在于, 在图像处理设备(72、74、76、78、80)中可以读入图 像存储器(12)的多个行,其中读入的行的像点的颜色值和/或亮度 值用于为产生要显示的图像的一行的像点而模拟加权相加。
    11: 根据权利要求8到10中任何一个权利要求的视频系统,其 特征在于, 图像处理设备(62、72、74、76、78、80)中提供一 个带截止频率的低通滤波器(69),该截止频率通过用一个预先规定 的因子乘以由关于两个参数组的像点/行与行频率的最小乘积而产 生。
    12: 根据权利要求11的视频系统,其特征在于,     在低通滤波器后面设有一个箝位电路(70)。
    13: 根据权利要求1到12中任何一个权利要求的视频系统,其 特征在于,为彩色适应电路(14)设有一个电路,用于在参数组中颜 色值和/或亮度值的不同的信号定义以便存储和读出。

    说明书


    视频系统

        本发明涉及为显示一个由像点构成的视频图像的视频系统,像点的颜色值和/或亮度值可以按照第一组参数顺序存储在一个图像存储器中,这组参数包括带有预先确定的参数值的行数、像点数、行频和帧频参数,它们可以按照具有不同或相同参数值的第二组参数读出,以通过显示设备显示存储的视频图像。

        这种类型的视频系统已经公知,例如DE2938349A1。该说明书叙述了一种提高分辨率和避免闪烁的电路设计,其中叙述了一个视频图像的图像存储器,它以两倍的速度读出。

        图像存储器的另一个应用见DE4139842A1。该说明书叙述了一个视频系统,在这一视频系统中视频图像是用激光器投射地。因为所使用的激光的光强度很小,接收的视频图像在一个图像存储器中被分解成若干局部区域,然后这些局部区域由不同的激光投射器成像。

        这些图像存储器例如也可以用来把一种标准转变为另一种标准,其中所述参数组通过输入信号的标准和输出信号标准来规定。包括现在正在开发的高分辨率系统,这些标准基本上有:PAL、PAL PLUS、PAL 50Hz帧频、PAL 100Hz帧频、HDTV、HD-MAC、NTSC、MUSE。

        用一种规定的标准在图像存储器中存储视频图像,而用另一种标准从该图像存储器中读出并显示该视频图像一般来说极受限制,因为TV系统必须使用一个适应特定标准的显像管,而不同系统的行数和帧比例彼此可以不同。尤其是彩色电视,这种限制更为明显,因为图像只能通过一个在显像管中的孔板规定的分辨率显示。对LCD投影显示器也是这样,其中像点密度由要投射的LCD矩阵的结构确定。

        因此迄今为止尚不能建立接收不同标准的视频图像以及以任意不同的标准显示视频图像的视频系统。

        本发明的任务是提供一种视频系统,其在输入侧按照相应于一个规定视频标准的第一组参数接收视频图像的信号,并且按照另一个由同样的或者其它任意标准规定的用于图像显示的第二组参数显示该图像。

        从上述现有技术出发,该任务通过下述办法解决,显示装置包含一个单独的按照像点的颜色值和/或亮度值可控的光源,其光束通过一个光学器件向图像屏幕投射,其中该光学器件具有一个光栅扫描装置,通过该光栅扫描装置,光束向图像屏幕上由要显示的视频图像的适当大小所规定的图像场内的任意点投射,以及为该光栅扫描装置提供一个用于按照第二组参数使光束形成扫描光栅(Rastern)的一个光栅控制器。

        本发明所述的视频系统与上述现有技术的不同之处在于,通过所述光束可以使图像屏幕上的任意一点发亮,以实现显示。因此按照本发明不再有任何诸如孔板或者LCD矩阵的限制。另外,由于使用本发明可以舍弃为产生不同颜色而设置的孔板,因为被分解的光束自身可以按照颜色和亮度控制。为产生光束,例如可以在光源中装备三个不同的激光器,它们由来自图像存储器的R、G、B信号控制,所产生的激光束用一个镜系统会聚成一个总光束。

        本发明只提供一个唯一的光束,不再将视频图像细分成彼此独立显示的部分图像。这极大地提高了图像质量而无需另外的调整开销,因为在使用一个唯一的扫描整个屏幕的光束时不再可能出现显示部分图像的重叠。

        当从光源射出的光束非常平行时,像前面给出的激光的例子,显示图像屏幕也可以距光栅扫描装置任意远而不会有清晰度损失。也就是说可以只用这种技术调整图像屏幕的距离来产生不同尺寸的图像,这是很有利的。因此对于可显示的图像尺寸非常灵活,一个同样的视频系统既可以实现小图像尺寸、也可以实现非常大的图像尺寸,而不需增加技术开销。

        为偏转光束,例如可以使用声光光束偏转器,但是这种偏转设备一般只允许非常小的偏转角,这意味着,对于相应大的图像,图像屏幕必须离光栅扫描装置要远。因此本发明的一个优选的改进方案中该光栅扫描装置具有用于偏转光束的镜,这是适宜的。镜子允许非常大的偏转角,因此图像屏幕和光栅扫描装置之间的距离比用声光偏转要小。

        镜子的最大可能偏转没有限制,所以可以容易地在图像屏幕上产生不同的图像尺寸,也就是说,不需相对光栅扫描装置调整图像屏幕即可得到可变大小的图像。

        按照本发明的一个优选的改进方案,反射镜由旋转镜和/或偏转镜组成。

        对于高偏转速度的扫描,首先提供由多角镜构成的旋转镜,其中多角镜的每一侧作为一个扫描一行的镜子构成。如果该多角镜有许多侧面,就可能得到非常高的频率,因为行频率是由每分钟的转数除以多角镜的边数产生。另外由于其惯性,旋转镜可保证非常好的同步运行,这在其它类型的偏转(例如声光偏转)中只有通过极高开销的电子偏转才能达到。

        在图像存储器中,通常为实现行同步而使用一个单独的发生器,它同步地从图像存储器中读出单个亮度值和颜色值。但是这在上述视频系统中需要准确地调整旋转镜的位置,这意味着需要提高电子设备的开销。因此本发明的一个改进方案是,图像存储器可以响应从扫描控制器供给用于行开始和/或帧开始的同步脉冲以便读出图像。在该改进方案中,例如可以从旋转镜的实际旋转得到同步脉冲。所以旋转镜的速度不必准确地与行频率一致。于是该改进方案所需要的技术开销得以减少。

        同步脉冲可以例如通过感应或者通过规定光束从一个多角平面反射的时间得到,该光束例如来自一个测量激光器或者光源自身。

        在很高的帧频和行频的场合,还必须考虑存储器的延迟时间,以实现同步。这一点可能随每一情形变化很大,因为对不同像点数和行数的处理根据输入标准和输出标准可以差别很大。它可能在同步图像的读出时带来问题。这一点可按照本发明的一个优选的改进方案通过下述办法解决,即光栅控制器的同步脉冲可以以一个由最大存储器延迟时间规定的时间区间在每一由光栅控制器规定的开始时间之前产生,以及为使该同步信号适应实际延迟时间而提供一个延迟电路。

        根据该改进方案,同步脉冲在参考一行开始时的固定时间产生,它在不同的操作条件下、例如在改变两组参数中的一组时不需任何机械上改变以接收来自活动的镜子的同步脉冲。然而,延迟时间是根据这样一个时间采用纯电子方式通过该延迟电路来调整的,该时间是为描述在图像存储器中希望的图像的处理的一组参数而规定的。

        可以使用各种类型的存储器用作图像存储器。例如可以是为彩色视频图像的每一种颜色各提供一个的模拟存储器。这样的图像存储器例如可采用电子方式通过电子束加载一个盘(Platte)来存储图像,或者采用光学方式在一个余辉图像屏幕上存储图像,其中,该盘或者该图像屏幕通过一个第二电子束可以重新读出,例如在电视摄像机中的那样。这样的图像存储器在标准转换方面具有开销很小的优点。但是信号处理只能以非常受限的方式进行,因为这样的图像存储器不能以较小的信号转换开销使用特殊的数学算法来改变第二组参数的分辨率。

        与此相反,按照本发明的一个改进方案提供一个数字存储器,其中配置的存储位置大于或者等于用于存储颜色值和/或亮度值乘以其最大显示的像点数的乘积所需要的存储位置,并且其带有颜色和/或亮度信息的存储位置可自由编址。

        数字存储器允许将不同的算法用于图像处理,尤其当其可自由编址时。为此可以使用一个视频处理器,它使用相同的存储器工作,并且采取或者提高分辨率、或者降低分辨率的已知的算法来处理图像,这取决于该用于显示的参数值究竟是需要一种比该用于读入存储器的参数组的分辨率更高、或更低的分辨率。

        数字存储器从成本来说也是适宜的,并且比目前几乎不再使用的模拟存储器好用。

        上面指出的选择存储位置的数目的准则限制了花费在为了存储像点数目需要的存储位置的开销。因此存储位置例如比按照相对于行地址存储颜色值和/或亮度值利用的更好。在这种情况下,存储位置的数目至少要按以下方式选择,使其等于最大行数乘以可能出现的最大的每行像点数。这样一般需要很大的存储区。与此相反,在给定的选择数字存储器的场合,数据顺序地按照显示的时间顺序存储在存储器中,使得存取时间很短。

        因为在给出的系统中由于第一参数组和第二参数组有不同的行频,为读入和读出图像存储器的脉冲也可能同时出现,这就有可能出现问题,因为在存储器中的存储位置要么为读入的地址、要么为读出的地址编址,但是不能同时为两者编址。因此读入和读出彼此应该同步。不主张推荐简单的例如在读出时防止读入的门电路,因为它可能丢失数据。

        所以,本发明的一个优选的改进方案设计该数字存储器具有一个优先级电路,它对为存入和读出存储器信息时的同时寻址而给读出操作一个优先级,要存储的地址以及要存储的信息被暂时存储,而要存储的信息仅在读出操作结束后才被存入存储器。

        该电路保留读出的优先级,因此当希望得到高的图像质量时、在旋转镜和偏转镜中由于具有惯性而不允许任何等待显示像点的时间时是适宜的。在本发明的一个改进方案中输入侧的图像信息也不会丢失,因为它被暂时存储起来并在以后当读出结束后有时间时读入图像存储器。如同后面一个实施例明确显示的,它可以通过一个FIFO(先进先出)存储器用一个相应的电子控制设备容易地实现临时存储。

        这一特征提高了图像显示的质量而无需大的开销,因此十分有利。

        根据本发明的另一个优选的改进方案,图像质量由下述事实提高,即提供一个图像处理设备、特别是一个视频处理器,它在第一组参数中的像点数和/或行数与第二参数中的不同时,从存储的视频图像的亮度值和/或颜色值按照用于显示的第二组参数插值像点。

        基于该图像处理设备,为显示视频图像的第一组参数的颜色值和亮度值可以用第二组参数变换。当像点数和/或行数与读入的图像不同时,使用该方案是十分有利的。为说明起见,假设要显示的行数是在图像存储器中读入的两倍。于是在显示图像时每一个第二行可以从存储的图像按帧的位置的前一行和后一行插值。插值可以有不同算法。使用一个视频处理器作为图像处理设备可以得到灵活的各种算法。

        但是在像点数很多的情况下现在可用的视频处理器可能产生时间问题,尤其在使用一个有许多乘法的复杂算法时。通过按照本发明的一个优选的改进方案提供一个第二存储器或者存储区可以避免这一时间问题,其中存储由图像处理设备插值的亮度值和/或颜色值以便为显示设备读出。于是为要读入的和要读出的图像设有两个存储区,这样延长了为图像处理器处理一幅图像可用的时间并且避免了为执行中间运算而对辅助存储器的存储器存取。此外,当为读入和读出而使用的存储器或存储区彼此独立编址时减少了读入数据和读出数据的同步问题。由视频处理器对数据存取的同步问题可以通过已经商品化的DMA组件(直接存储器存取)来避免。

        另外,区分读入存储区和读出存储区具有多个处理器可并行工作的优点,给这多个处理器分配不同的图像部分以供处理,这样进一步缩短了为显示变换亮度值和/或颜色值的可用时间。

        按照本发明的一个优选的改进方案,缩短图像处理时间的另一种可能是可以从图像存储器读入多行到图像处理设备中,其中把读入行的颜色值和/或亮度值为产生要显示的一行而进行模拟加权相加。使用这样的模拟电路时,乘法执行得很快,使得可能以比使用一个视频处理器数字插值更高的速率来显示一幅图像。如同从下面的实施例中看出的那样,在一个这样的加权相加中也可以使用各种算法。因此对各种算法能够有类似于视频处理器那样大的灵活性。

        模拟相加的方法不仅可以用于行之间,也可以用于一行的像点之间,其中从存储器中把一行的颜色值和亮度值时间延迟例如一个像点脉冲,然后把该延迟了的行信息与未延迟的行信息加权相加。

        为此,按照本发明的一个优选的改进的另一可选方案是在图像处理设备中提供一个带有截止频率的低通滤波器,该截止频率由一个预先规定的因子乘以有关两组参数的像点数/行和行频率的最小乘积而给出。

        按照该改进方案,一行之内的颜色值和亮度值之间的插值通过一个低通滤波器以模拟方式实现。这里规定插值的参数是低通滤波器的截止频率。这里低通滤波器的截止频率基本上由两组参数规定的每一像点的较大的时间给出。在读入图像的像点时间大于要显示的像点的场合,必须把按照数字图像存储器表示一个矩形脉冲的像点的信号为显示该像点由低通滤波器加以平滑,因为否则的话在高分辨率显示时在矩形脉冲的竖立侧面的色调不确定,它可能表现为图像的闪动。

        然而,当为显示的像点的时间区间大于一个存储的像点时,显示的颜色值和亮度值在图像屏幕上相对于被显示的像点的位置不能精确确定。在这两种场合,两组参数的每一像点的较大的时间区间是低通滤波器的合适的时间常数。这里在该特征中给出的因子规定了在相继像点上的平均程度,并因此确定了像点之间的插值。于是该因子允许选择插值算法具有一定的灵活性。

        本发明的这一改进方案首先允许从读入的图像进行非常快的图像处理和为要显示的图像进行分辨率调整。另一个优点在于由低通滤波器可以滤除例如由一个调谐器的中间频率产生的高频干扰。也就是说显示的图像几乎没有干扰。

        低通滤波器通常具有电容器,它们在上述类型的信号处理中可以充电,使得行与行的亮度稍有不同。当在行的开始包含一个黑色电平脉冲边缘作为在图像存储器中的信息时,一个这样的移位通过插值而自动补偿。但是当在每一这样产生的行中用一个箝位电路在每一显示的行前重新定义黑色电平(就像在通常的电视技术中熟知的那样),则可以省略为此需要的附加的存储器。因此,按照本发明的一个改进方案在低通滤波器后面提供一个箝位电路,这一特征改善了显示质量和减少了需要的存储位置。

        在读入图像存储器中的图像中,颜色值的所谓的基值可能十分不同。例如FCC标准对颜色(首先是对绿色)的定义偏离EBU标准。因此为适应不同标准,按照本发明的一个优选的改进方案,在对用于存储和读出的参数组中的颜色值和/或亮度值有不同的信号定义时提供一个适应颜色的电路。这样由于不同标准而产生的色调失真也得到补偿,而用本发明的视频系统显示的图像质量得到改善。

        下面根据附图所示的实例,原则性地对本发明作进一步的说明。其中:

        图1表示一个本发明所述的带激光投射的电视系统;

        图2表示一个可以在按照图1的视频系统中使用的一个图像存储器的电路;

        图3表示一个图像存储器,在该图像存储器中使用一个视频处理器执行信号处理;

        图4表示一个带图像存储器的电路,其中为要显示的像点的颜色值以模拟方式处理。

        图1表示一个视频系统,其中色值R、G、B和同步信号按照一个包括行数、像点数、行频率、帧频率和对该像点的颜色和亮度的信号定义的第一参数组给出,例如相应的PAL、PAL PLUS、PAL50Hz帧频、PAL 100Hz帧频、HDTV、HD-MAC、NTSC或者MUSE。该视频图像的同步信号加在一个系统控制电路10的输入端。系统控制电路10用于按照为该视频图像读入和显示分开的参数组产生、管理和准备在图1的视频系统中使用的所有控制信号。为存储数字变换的R、G、B信号,从当前同步信号产生一个数字图像存储器12的存储地址,在其存储位置存储模/数变换的R、G、B信号。

        图1中在图像存储器12的中间画出一条虚线,它表示图像存储器12的读出和读入是分开实现的。

        为从图像存储器读出,系统控制电路10根据要显示的第二参数组给出地址。当在图像存储器12中以数字方式存储的R、G、B信号变回为模拟方式后,在图像存储器12的输出上出现为显示而使用的R、G、B模拟信号。

        模拟R、G、B信号施加在控制设备14的输入端上,控制设备14控制光源16的颜色和亮度。光源16一般不包括和被传输的R、G、B信号同样的基色,以便在控制设备14中提供一个矩阵开关电路,它把R、G、B信号转变为光源16的基色R′、G′、B′。所需要的转换矩阵可以根据标准而不同,因为R、G、B信号可以例如按照FCC标准或者EBU标准的原色而定义。因此系统控制电路10可以通过一个控制线18调整在矩阵开关电路中的规定矩阵系数的组件。

        控制设备14另外还包括为适应光源16的非线性修正的放大器和开关电路,以此,通过光源16可以获得最优的亮度和色调质量。

        该实施例的光源16包括为红色、绿色和兰色三个激光器。在该实施例中它们是COHERENT(考厄仁特)公司的SKYLIGHT系列的氩激光器和氪激光器,其中使用德国美因州的Schott(肖特)公司出品的滤波器BP458和BP514.5,选择红光的波长为647.1nm,绿光的波长为514.5nm和兰光的波长为458.0nm。因为上述类型的激光器的光强度不能足够快地改变,所以激光器20以连续波长方式操作,并由调制器22控制。调制器22是DPRK晶体,它的光强度通过极化改变而规定。调制器直接由从控制设备14输出的信号R′、G′、B′控制。

        从调制器出来的光束通过分色镜24会聚成一个总光束26并通过一个偏转镜28反射向后面的一个光学器件30,该光学器件30把光束26导向图像屏幕32。在图1的实施例中,观众坐在细箭头指示的方向。也就是说,这是一种后投射。不过和图1中的实施例同样的原理可以使用在前投射中。

        在光学器件30中装备了一个棱镜系统34,光束26通过它投射到图像屏幕32上。光学器件30另外还包括一个光栅扫描装置36,它为在图像屏幕32上产生视频图像按帧和按行偏转光束26。光栅扫描装置按照本发明这样设计,使得光束26在一个规定的图像场中可以向图像屏幕32上任意点投射。为在图像屏幕32上按行偏转,在图1中表示的x方向装备一个多角镜38,而通过一个偏转镜40在所示y方向上实现按帧偏转。

        多角镜38和偏转镜40通过从光栅控制器42来的信号进行控制。光栅控制器42不仅确定偏转镜的旋转速率和偏转,还确定偏转镜40的振幅,以便能照顾不同的图像的宽高比(例如按照不同标准,是3乘4或9乘16)而不必使像点变黑,这样,节省了激光功率。

        为调整多角镜和偏转镜的振幅和频率,光栅控制器42通过控制线44接收相应的信号,它通过系统控制电路10按照第二参数组而进行输出。为能够省去开销高的调整设备,不必采取为要显示的图像单独产生同步脉冲和在其后相应的精调,而是通过光栅控制器42从测定的多角镜和偏转镜的位置来得到同步脉冲。这种测定例如可以通过在多角镜38或者在偏转镜40处的磁铁的感应而实现。但是也可以将另一激光导向一个多角平面并在该偏转的光束的一个确定的位置由一个光敏探测器进行记录,从而,测定多角镜的位置并由此获得用于一行开始的一个同步信号。

        这样得到的行同步信号从光栅控制器42导向到系统控制电路10以便控制图像存储器12。这里要考虑图像存储器的运行时间,在这段时间内同步信号在行开始之前在一个规定的时间区间内进行输出。但是图像存储器12的存储器延迟时间根据是否需要产生中间行的算法和它需要花费多长时间而可能长短不同。因此同步信号在行开始前以一固定时间区间输出,它大于存储器中的最大可能的存储器延迟时间,并且该同步信号以后通过一个延迟电路46延迟,该延迟电路的延迟时间由系统控制电路10为当前需要的延迟而调整。

        同步信号在通过延迟电路46之后到达系统控制电路10,在这里例如通过一个计数器的向上计数由同步信号产生要读出的地址。

        对于图1表示的例子,对图像存储器具有涉及时间的特别要求(在此时间,像点的色值信号出现在它的输出上),特别是对于希望在HDTV标准需要的高达20MHz的高频下的高质量显示时的数据处理而言。在下面的附图中详细叙述这些图像存储器的构造。

        图2表示一个图像存储器12,其中转变成数字信号的色值信号Ri、Gi、Bi存储在一个RAM(随机存取存储器)48中,并且可以在其输出端读出以数字存储的色值R0、G0、B0。存储器地址在这里通过一个多路复用器50根据应该读出还是存储而从存储器读出地址和存储器地址加在RAM48的地址线上。在图2中多路复用器50以及从RAM48的一个R/W(读/写)输入端的存储和读出通过一个读出脉冲控制,该读出脉冲在色值信号R0、G0、B0应该读出时由系统控制电路10施加。

        通过用偏转镜40和多角镜38控制像点,同步地读出为表示R0、G0、B0的色值信号,避免在图2所示电路中读出和读入地址同时加在RAM48上。但是在RAM48中的存储不能直接实现,而是把由一个存储信号起动的要存储的色值信号和存储地址存储在FIFO(先进先出)存储器中。

        该存储信号同时加在一个前向/后向计数器54的前向计数输入上,用该计数器记录在FIFO存储器52中存储的数据数目。

        FIFO存储器52的内容仅在没有读出脉冲时才存储在RAM48中。为从FIFO存储器52向RAM48中传输存储的内容,使用外部时钟脉冲信号,该外部时钟脉冲信号仅在没有为RAM48的输出脉冲存在以及前向/后向计数器54通过一个或门58指示FIO存储器中存在数据时通过门55和56加在FIFO存储器52的一个读出输入端上。前向/后向计数器54在读出FIFO存储器时通过该时钟脉冲复位。

        用于色值信号Ri、Gi、Bi的输入数据通过一个时钟脉冲同步地输入。这里时钟脉冲的频率必须比为存储在该视频系统中输入的色值R、G、B的时钟脉冲高很多。该时钟脉冲速率越高,需要的FIFO存储器的存储位置越少。

        在图3中用另外的方案解决同步的问题。这里RAM48是由两个存储区1或2、或者由两个带不同地址的不同的存储器构成。这里色值信号Ri、Gi、Bi通过一个DMA组件60存储在RAM区1中并通过一个处理器62向RAM区2传输。该色值信号可以通过一个DMA组件64从RAM区2重新读出。通常,使像60和64这样的DMA组件适应于数据处理系统中相关的处理器62,以便使得同步问题像参考图2叙述的那样可以避免。但是在对时间的响应很严格的应用中在从存储区2中读出时可能需要把处理器通过该读出脉冲置为中止状态,像通过处理器62的输入HLT处的读出箭头表示的那样。

        除了在图3中表示的、使用标准的组件来使同步简化之外,处理器62还通过例如对数据使用为确定中间行或提高分辨率的算法而具有可以为图像显示准备数据的优点。为此目的,设计使系统控制电路10通过处理器62的一个端口66读入一个数据字,它指示处理器62执行为从RAM区1到RAM区2的数据转换和数据传输而选择的算法。

        在时间要求严格的传输条件下,单个处理器62可能太慢,因而可以使用一系列并行工作的处理器62,它们被用来访问相应于不同图像片段的不同的存储区。

        通过图3中的读出的色值信号B0的例子另外还表示:该色值值号B0在从RAM48中读出之后可能怎样处理。该数字色值信号B0首先通过一个DAC68转变为模拟信号。然后如此产生的模拟信号被引向一个低通滤波器69。低通滤波器69用于抑制对该模拟信号可能出现的高频干扰,例如从一个调谐器来的中间频率。但是它还执行另一个功能:它对从DAC68来的矩形模拟值进行滤波和在一个由低通滤波器69规定的时间区间上对像点的相继的色值取中值。这就是说,通过相应地设计低通滤波器69,可以省略掉由处理器62为相对于存储的视频图像的像点数目而适应于以每行较小数目的像点显示的算法。因此可以省略掉由一个处理器62对一行中像点求中值所要执行的算法,这样,加快了从RAM区1到RAM区2的数据传输。低通滤波器69可以有目的地由系统控制电路10调整为不同的时间常数,这可以例如通过在低通滤波器69中的模拟电路中接入不同的电容器来实现。但是低通滤波器69也引起信号最大值随时间移位,因此低通滤波器69的时间常数在用系统控制电路10调整延迟电路46时应当考虑。

        当希望通过低通滤波器取多个像点的平均值时,建议这样选择低通滤波器69的时间常数,使其正比于相对于在ROM18中存储和出的参数组中规定的为每一像点的时间之中的最小值,这是因为一方面一幅图像的信息内容不能通过高分辨率而增大,另一方面只应该显示由第二参数组的显示分辨率给定的信息内容。通过对于低通滤波器69的截止频率的一个可选择的因子可以提供不同滤波程度,这相应于在一个要显示的行之内像点之间的不同插值。

        由于低通滤波器69中的电容器的充电,视频图像中的黑色电平脉冲边缘可以逐行移位。为此,后面提供一个箝位电路7O,它在这样获得的行信号在送到系统控制电路14供继续处理之前把该输出信号下拉到零。箝位电路70的箝位是通过用于要显示的图象的行同步信号实现的。

        为在RAM48中读入和读出色值信号,DMA组件60和64由控制电路10编程,如由在组件60和64处的宽箭头表示的那样。这在一些DMA组件中可以直接执行,而在另一些组件中这一编程是通过通往处理器的数据实现的。在后一场合,要编程的数值必须通过控制电路10经由微处理器62的一个端口66读入,其后它被传输到DMA组件60、64。

        图3中的时间响应基本上由处理器62的处理器时间决定。在很高频率的场合(在HDTV中可高达20MHz),图3中的例子只能由并行运行的处理器实现,因为现在可用的处理器相对于为传输的复杂的算法和由第二组参数规定的高频率太慢的缘故。但是,这需要很高的开销。

        图4表示一个简单的例子,它可以省略数据处理的一个处理器。这里以示例方式表示出对红色值信号的数据处理,它是从一个根据图2设计的RAM48中读出的。对于其它的色值信号使用同样的电路。为更好地理解该工作方式,进一步假定要产生这样一行,其色值信号是通过在读入的图像的图像存储器中的两行ni和ni+1的色值信号加权相加而产生的。通过加权相加,当要显示的图像的行数大于在读入的图像的图像存储器中的行数时也可以产生中间行。使用按照图4的电路也可以进行多于两行的相加,但是为简单起见仅表示了用于两行ni和ni+1的电路。

        根据由系统控制电路10的寻址,从RAM48中读出像点的两个色值,一个对行ni,另一个对行ni+1,并向装备有输入存储器的数模转换器72、74进行存储。数模转换器72、74有一个电流输出端,在该输出端上产生正比于存储的数字值的输出电流。数模转换器72和74的输出电流在可调电阻76和78上产生一个电压降。可调电阻例如可以由通过数字控制的模拟开关连接起来实现,其中开关元件可以是场效应晶体管。

        可调电阻76和78上的各电压降通过一个运算放大器80而相加,该运算放大器例如由现有技术所熟知的那样设计成具有电阻81、82、83。于是在运算放大器80的输出端出现用于要显示的行n0的红色值信号,它由运算放大器80的存储的行ni和ni+1的像点的色值形成。这些色值按照可调电阻76和78的值加权。以这种方式用行ni和ni+1插值中间行n0。加权的数字值为此从ROM85读出,它可以以用于要输出的行n0的数字值寻址。这样,不同的加权值可以通过ROM85对图像中行n0相对于输入行ni和ni+1的不同的按帧顺序的位置进行调整,从而使得可以把这种类型的电路也用于相对于读出图像的存储图像的非整数倍行的场合。另外ROM85由系统控制电路10用一个以“Mode”(“方式”)表示的数据字编址,以便可以对ROM中的不同的存储区寻址。通过该数据字选择使用的加权值可以确定不同类型的插值。用“Mode”表示的数据字将依赖于要显示的输出行对被存储图像的行数的比来形成。

        图4中的电路还示出了一个低通滤波器69和一个箝位电路70,使得像参考图3已经详细说明的那样,通过该低通滤波器在一行的多个像点上求平均而无需移动黑色电平。

        于是,根据图4中的电路进行的数据处理允许多行的色值信号相对于按帧而言一个叠加在一个之上、按时间而言一个接着一个的像点的插值。然而在复杂算法的场合通常也考虑位于图像的对角线上的像点。同样的算法也可以用按照图4的电路实现,当在附加的数模转换器的输入侧也存储有相对于时间而偏置的像点的色值信号时,它们通过在运算放大器80的输入处的附加可调电阻以及另外的电阻而相加。于是按照图4按行计算时考虑多于两个像点的附加的电路引起的额外开销很小,使得也可以使用同样的结构实现复杂的算法。

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