专利名称：数字式宽画原像处理方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明是有关一种数字式宽画原像处理方法及其装置，尤指一种改变电视画面中心70％范围的数字化图像信号由存储体取出的速率成为存入速率的4/3倍，其余30％图像信号的取出速率则等于或小于其存入速率，可运用于16∶9长宽比电视收看供4∶3长宽比电视播出的方法及装置。
传统的电视系统，不管是NTSE或是PAL，或是SECAM，其长宽比皆是4∶3，但目前已正式推出的高画质电视(HDTV)及发展中的中间系统，如欧洲的D2-MAC及日本的Advance NTSE等，其长宽比皆是16∶9，所以16∶9长宽比的电视是未来电视的主流。但是目前大部分的电视格式仍是4∶3的长宽比，因此，如何令16∶9长宽比的电视在收看4∶3长宽比的格式时可获得最佳的满意度，已成为极重要的课题。
现利用四个图例来说明4∶3长宽比格式与9∶16长宽比电视间的关系。图1是4∶3长宽比格式在传统4∶3长宽比电视显现时的情形，画面中央有一个大圆，而四个角落则各有一小圆。
图2表示4∶3长宽比格式在16∶9长宽比电视上播放，而且16∶9长宽比电视只做水平展开(Full mode)，由图显示，大小圆均已失真成椭圆形。
图3表示4∶3长宽比格式在16∶9长宽比电视上播放，而且16∶9长宽比电视的水平及垂直皆展开，虽然中间的大圆可不失真，但四个角落的小圆已跑出荧幕外面。
由于画面的重要信息大都存在于靠中心的70％范围内，所以若能使这70％的画面不失真，而牺牲其它30％的不失真度，则能给观看者较佳的满意度，此即所谓的宽画原像，如图4所示。
由于集成电路的快速发展，目前大部分电视系统皆朝着数字式处理方式而订(如美国HDTV系统)，基于这种情况，本发明乃利用数字式信号处理技术，将4∶3长宽比的格式信号加以处理，使之在16∶9长宽比电视播放时，达到如图4的宽画原像效果。
在图5中，绘示了一个电视机的系统方块图，而16∶9长宽比和4∶3长宽比的电视机，其系统方块图皆相同，只是其水平偏向和垂直偏向所扫描的比率不同而已。图中，斜线框框内，即为本发明，该装置于16∶9长宽比的电视机内，将解调器输出的图像信号(Y，R-Y，B-Y)转换成数字信号并存入存贮器中，而当读取存贮器中的数字化图像信号时，靠画面中央70％范围的信号取出速率则控制成为存入时的4/3倍，而其余的30％信号的取出速率则控制成为等于或小于存入速率；经读取速率改变后的数字化图像信号，再转换成一般图像信号(Y，R-Y，B-Y)送至后级信号放大电路，以产生如图4的宽画原像的效果。
本发明的主要目的在于提供一种数字式宽画原像处理的方法，对画面中央70％的数字化图像信号，在由存贮器中取出而送入后级信号放大电路之时，改变其取出速率成为存入存贮器速率的4/3倍，而剩余的30％数字化图像信号，其取出速率则为等于或小于存入速率；而该数字化图像信号取出速率的改变，是藉由一个电压控制振荡器VCO(Voltage Control Oscillator)装置来达成的；以解决传统4∶3长宽比格式在9∶16长宽比电视机上播放所产生系统无法配合的问题，以提供观看者一个最佳满意程度的画面。
本发明的数字式宽画原像处理方法为将解调器输出的影像信号予以数字化，再存入存贮器中，而画面中央70％的影像信号其由存贮器取出的速率为存入速率的4/3倍，其它30％的图像信号取出的速率则为等于或小于存入速率，取出后的图像信号在转换成模拟信号后再输至后级信号放大电路，以在16∶9长宽比电视上显现宽画原像。
本发明的数字式宽画原像处理装置主要具有一个模拟/数字转换器，将解调器输出的图像信号转换成数字化图像信号；一个存贮器，供储存数字化影像信号；一个数字/模拟转换器，将由存贮器取出的数字化图像信号转换成模拟式的图像信号，送至后级信号放大电路；一个时钟脉冲发生器，分别产生模拟/数字转换时钟脉冲及存贮器存入速率时钟脉冲至前述模拟/数字转换器及存贮器；一个电压控制振荡器，随着一个输入的控制电压的大小，而产生不同速率的输出时钟脉冲，其输出时钟脉冲为存贮器取出速率时钟脉冲及数字/模拟转换速率时钟脉冲，分别送至存贮器及数字/模拟转换器。
现配合附图，将本发明的特殊结构与功能，详述于后。
图1是4∶3长宽比格式在4∶3长宽比电视上显像的示意图；
图2是4∶3长宽比格式在16∶9长宽比电视上作水平展开显像的示意图；图3是4∶3长宽比格式在16∶9长宽比电视上作水平及垂直展开显像的示意图；图4是16∶9长宽比电视上显示宽画原像的示意图；图5是电视机的系统方块图；图6是本发明的线路方块图；图7是本发明运用效果的比较图表；图8是16∶9长宽比电视运用本发明并可产生母子画面的示意图。
图6是本发明的线路方块图。由解调器输出的图像信号Y，R-Y，B-Y，先送至模拟/数字转换器(A/D)转换成数字化影像信号，再存入存贮器(Memory)中。该数字化图像信号再由存贮器中取出，经数字/模拟转换器(D/A)转换成Y，R-Y，B-Y的图像信号，再送至后级信号放大电路，使在CRT上产生画面。其中，模拟/数字(A/D)的转换速率时钟脉冲(ADCK)及存贮器存入速率时钟脉冲(WCK)均由时钟脉冲产生器Clock Generator(CLK GEN)所产生提供；在NTSC系统，基本上都是采用14.3MHz的速率。而存贮器取出速率时钟脉冲(RCK)及数字/模拟(D/A)转换速率时钟脉冲(DACK)，则是由一个电压控制振荡器(VCO)所提供，而该电压控制振荡器(VCO)可藉由一个控制电压(V)，来改变其输出时钟脉冲的速率。
在图7中，绘示了一个本发明运用效果的比较表。在图7的最左一栏，显示了一个原始的水平扫描影像信号及电压控制振荡器(VCO)的控制电压(V)变化的情形。A栏表示该水平扫描影像信号在4∶3长宽比电视上显示的状况。B栏则表示在16∶9长宽比电视上，经水平偏向展开的状况。C栏则表示在16∶9长宽比电视上藉水平及垂直偏向一同展开的状况。现进一步说明如下在第一行中，表示该影像信号在4∶3长宽比电视上的画面。
在第二行中，若控制电压(V)保持不变，即图像信号存入存贮器与取出的速率均相同，则在不同规格的电视及不同的偏向展开所呈现的状况。
在第三行中，若控制电压(V)在整个水平扫描周期下都给予定值的变化，即，当图像信号存入存贮器的速率为14.3MHz，而以14.3MHz乘以4/3的速率，取出所有的图像信号，则在16∶9长宽比的电视上所看到的画面，就如同在4∶3长宽比电视上看到的一般。
在第四行中，控制电压(V)仅在画面中央70％范围内才施予定值的变化，即，图像信号存入存贮器的速率为14.3MHz，且画面中央70％的图像信号取出速率为14.3MHz乘以4/3，而其它30％的图像信号取出速率为14.3MHz或更小，则在16∶9长宽比电视上即可获得所谓的宽画原像。
也有人主张藉水平偏向的变化，来获得宽画原像的效果。
现就该利用水平偏向变化方式与本发明利用数字的方法来处理的方式，两者优缺点的比较如下一、利用水平偏向变化的方式来做宽画原像处理，是故意让水平偏向的两侧边的水平线变差，其所需处理的是大电流信号，而大电流的处理，其稳定性极不容易掌握，在调整上也十分困难。而本发明的数字式处理方法，乃是针对0至5伏特的小信号来加以处理，既容易达成又容易掌握。
二、当水平偏向展开由16∶9缩为4∶3时，会造成相当大的电力、损失；而数字式的处理方式，其水平扫描范围固定，所以不会造成变化损失。
三、利用水平偏向变化方式，由于水平扫描范围为多段式，所以水平的线性不容易在每一种状况下都做得很好；利用数字式处理方式，因水平扫描固定，所以水平线性度极为稳定。
四、利用数字式处理方式，在当做4∶3长宽比电视使用时，其它部分尚可做母子画面(如图8)的功能；利用水平偏向变化方式，则达不到此功能。
综上所述，本发明以数字方式藉由电压控制振荡器来达到画面中央70％影像信号的取出速率为存入存贮器速率的4/3倍，且其它30％的取出速率等于或小于存入速率，以获得宽画原像的观赏效果，实为一极具实用价值的创新发明。
权利要求
1.一种数字式宽画原像处理方法，是将解调器输出的影像信号予以数字化，再存入存贮器中，而画面中央70％的影像信号其由存贮器取出的速率为存入速率的4/3倍，其它30％的图像信号取出的速率则为等于或小于存入速率，取出后的图像信号在转换成模拟信号后再输至后级信号放大电路，以在16∶9长宽比电视上显现宽画原像。
2.一种数字式宽画原像处理装置，其线路结构包括一个模拟/数字转换器，将解调器输出的图像信号转换成数字化图像信号；一个存贮器，供储存数字化影像信号；一个数字/模拟转换器，将由存贮器取出的数字化图像信号转换成模拟式的图像信号，送至后级信号放大电路；一个时钟脉冲发生器，分别产生模拟/数字转换时钟脉冲及存贮器存入速率时钟脉冲至前述模拟/数字转换器及存贮器；一个电压控制振荡器，随着一个输入的控制电压的大小，而产生不同速率的输出时钟脉冲，其输出时钟脉冲为存贮器取出速率时钟脉冲及数字/模拟转换速率时钟脉冲，分别送至存贮器及数字/模拟转换器。
全文摘要
一种数字式宽画原像处理方法及其装置，藉由VCO(Vlotage Control Oscillator)来控制数字化图像信号由存贮器中取出的速率，令画面中央70％的图像信号取出的速率为存入存贮器速率的4/3倍，并使其余30％的图像信号的取出速率等于或小于存入的速率，如此，即可运用在长宽比为16∶9的高画质电视(HDTV)上，来观赏供传统4∶3长宽比电视播出的图像，并获得最佳的满意度。
文档编号H04N7/01GK1116807SQ9410942
公开日1996年2月14日 申请日期1994年8月12日 优先权日1994年8月12日
发明者陈义文, 宋张平 申请人:声宝股份有限公司