[发明专利]用于处理视频图像信号的方法和设备

说明书

技术领域

本发明具体涉及适用于使用梅花型(quincunx-type)像素布置来显示图像的视频显示设备。

背景技术

在以下说明中，术语“帧”是指具有根据按行和列布置的像素的第一分辨率的视频图像，对于每一帧，基本上同时显示这些像素。在电影序列(filmsequence)的情况下，以第一速率连续地显示多个帧，观众以该第一速率来感知具有流畅运动的图像。示出帧序列的视频也被称为逐行扫描的视频(progressive video)。术语“场”是指部分图像，优选地，是指具有相应帧的一半数目的像素的部分图像。已知隔行扫描视频显示(例如，在电视机中)的场，其中，一帧被分为两个场，并且其中所谓奇场包括按行布置的、具有奇数行号(例如，1、3、5..)的所有像素，并且其中所谓偶场包括按行布置的、具有偶数行号(例如，2、4、6...)的所有像素。在电视设备中，交替显示奇场和偶场。电视系统中的奇场和偶场不仅显示位于图像上的不同位置的像素，而且构成一帧的奇场和偶场在不同的时间瞬间获得。此类视频信号也被称为真(true)隔行扫描视频。当将电影影片转为想要在使用隔行扫描视频的电视系统中显示的视频时，首先电影影片的每个画面被扫描为一帧，然后被划分为两个所谓分段帧。两个分段帧类似于隔行扫描视频中已知的奇场和偶场，但呈现在单一时间瞬间获得的图像。因此，当适用于再现帧序列或渐进视频的显示器接收到真隔行扫描视频信号时，解隔行扫描器必须将两个场组合成一帧。在真隔行扫描视频信号中的物体移动的情况下，从一场到另一场的物体运动必须被考虑并且补偿。

以上术语的解释将隔行扫描视频和分段帧称为具有两个部分图像。明显的是，可存在大于2的任何数目的部分图像，并且也包括在之后所述的本发明的范围内。

本发明具体涉及适用于使用梅花型像素布置来显示图像的视频显示设备。例如，这样的显示设备是DLP，或者说，具有使用对角线像素结构和摆动折叠镜(wiggling fold mirror)的HD3 DLP(R)的数字光处理设备。HD3 DLP(R)是Texas Instruments(商标)的图像再现装置或成像器。然而，本发明可应用于提供顺序显示的部分图像的任何显示技术，其中所述部分图像包括根据两个或多个互补(complementary)空间图案而选择的像素。

使用成像装置来顺序再现互补图像，这允许相对于成像装置的原始分辨率而增加显示器的分辨率。在前述HD3 DLP成像装置的情况下，显示了彼此互补的两个部分图像，由此与成像装置的原始分辨率相比，分辨率增倍。

为显示第一部分图像，在各自的第一位置上再现由成像装置的各个像素调制的光。为显示第二部分图像，在各自的第二位置上再现由成像装置的各个像素调制的光。例如，可通过经由可倾斜的镜来在屏幕上相应地投影调制光，或者通过相应地移动成像装置，实现各自的第一位置和第二位置之间的切换。选择倾斜度，使得在第一部分图像的各个像素之间再现第二部分图像的像素。

图1示出了示例性的完整(full)图像A，其包括按6行和8列布置的像素。选择较少数目的行和列仅仅是为了示教目的，并且可以改变，具体地，行和列的数目实质上可以更多。通过顺序地再现第一部分图像A’和第二部分图像A”，在前述梅花型的成像装置中显示图像。第一部分图像A’和第二部分图像A”互补，并且当部分图像之间的切换足够快时，人眼感知到具有完整分辨率的完整图像。应注意的是，为了在此说明书中简化的理由，正交地示出示例性梅花形图案，其可导致图像的边缘区域的失调(disturbance)。可通过使用旋转了45°的梅花形图案(即，以梅花形布置来布置的钻石形图案)来补偿此效应。还可以通过相应地驱动成像装置边缘处的像素，例如，通过使得最外侧的行或列中的像素变黑，来补偿这些边缘效应。然而，因为实际成像器在每行1000像素或甚至更多的区域中具有非常高的分辨率，所以甚至可忽略小的失调。

图2示例性地示出对角移动跨越图1的示例屏幕的物体。由从左下指向右上的箭头来指示此移动。如果成像装置将会显示一系列完整图像或帧，则根据物体的移动，每帧将会在不同的位置上显示物体。因此，给定足够高的图像帧速率，观察者的眼睛将会感知到平滑移动的物体的印象。因为本发明引用的类型的成像装置显示一系列部分图像或帧中的每个帧，所以在同一位置上数次再现移动物体。然而，观察者的眼睛在其跟随物体的轨迹时，期望物体在每次再现时都出现在不同的位置上。在图3中更详细地示出了这种现象。