Способ и устройство для преобразования разрешающей способности, телевизор сверхвысокой четкости

Изобретение относится к области отображения информации и, в частности, к способу и устройству для преобразования разрешающей способности для телевизора сверхвысокой четкости (UHDTV). Технический результат заключается в увеличении чистоты изображения. Предложен способ преобразования разрешающей способности, включающий операции: получение параметрической матрицы диагональной интерполяции в вертикальном направлении и параметрической матрицы диагональной интерполяции в горизонтальном направлении; осуществление обработки входного сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована, диагональной интерполяцией с получением в результате сигнала с требуемой разрешающей способностью исходя из параметрической матрицы диагональной интерполяции в вертикальном направлении и параметрической матрицы диагональной интерполяции в горизонтальном направлении. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 17 ил.

 

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области технологии визуального отображения информации и, в частности, к способу и устройству для преобразования разрешающей способности и к телевизору сверхвысокой четкости (UHDTV).

2. Описание известного уровня техники

UHDTV представляет собой телевизор такого типа, в котором разрешающая способность достигает 3840×2160 (4K×2K) пикселов или даже 7680×4320 (8K×4K) пикселов. По сравнению с телевизором высокой четкости (FHDTV), который имеет разрешающую способность 1920×1080 (2K×1K) пикселов, разрешающая способность телевизора стандарта UHDTV повышена в 4 раза или даже в 16 раз, в результате чего он обеспечивает четкое и точное визуальное отображение информации. Стандарты разрешающей способности UHDTV, установленные Рекомендациями Международного телекоммуникационного союза (ITU-R), включают стандарт разрешающей способности 4K×2K и стандарт разрешающей способности 8K×4K. Ввиду того, что телевизор UHDTV стандарта разрешающей способности 4K×2K является легче реализуемым и более общедоступным, чем телевизор UHDTV стандарта разрешающей способности 8K×4K, в настоящее время этот телевизор является основным и на него сфокусирована и ориентирована телевизионная промышленность.

Поскольку сигнал с разрешающей способностью 2K×1K является интенсивным и источник удовлетворяет требованиям, сигнал с разрешающей способностью 4K×2K является менее интенсивным и источник не вполне удовлетворяет требованиям и к тому же стоимость создания источника с разрешающей способностью 4K×2K явно высока, когда известный телевизор UHDTV визуально отображает сигнал с разрешающей способностью 2K×1K, часто имеют место искажения изображения, изображение с рваными [зазубренными] краями, нерезкое изображение и т.п. Таким образом, существует потребность в преобразовании сигнала с разрешающей способностью 2K×1K в сигнал с разрешающей способностью 4K×2K.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с настоящим изобретением главным образом предлагается способ преобразования разрешающей способности, направленный на увеличение чистоты изображения телевизора UHDTV.

В примере осуществления настоящего изобретения предлагается способ преобразования разрешающей способности, включающий:

получение параметрической матрицы диагональной интерполяции в вертикальном направлении и параметрической матрицы диагональной интерполяции в горизонтальном направлении;

осуществление обработки входного сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована, диагональной интерполяцией с получением в результате сигнала с требуемой разрешающей способностью исходя из параметрической матрицы диагональной интерполяции в вертикальном направлении и параметрической матрицы диагональной интерполяции в горизонтальном направлении.

Предпочтительно указанное получение параметрической матрицы диагональной интерполяции в вертикальном направлении включает:

осуществление обработки сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована, диагональной выборкой в вертикальном направлении с получением в результате сигнала с первой разрешающей способностью;

выполнение вычисления параметров диагональной интерполяции в вертикальном направлении в соответствии с интерполяционным алгоритмом исходя из сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована, и сигнала с первой разрешающей способностью с получением в результате параметрической матрицы диагональной интерполяции в вертикальном направлении.

Предпочтительно указанное получение параметрической матрицы диагональной интерполяции в горизонтальном направлении включает:

осуществление обработки сигнала с первой разрешающей способностью диагональной выборкой в горизонтальном направлении с получением в результате сигнала со второй разрешающей способностью;

выполнение вычисления параметров диагональной интерполяции в горизонтальном направлении в соответствии с интерполяционном алгоритмом исходя из сигнала с первой разрешающей способностью и сигнала со второй разрешающей способностью с получением в результате параметрической матрицы диагональной интерполяции в горизонтальном направлении.

Предпочтительно указанное осуществление обработки сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована, диагональной интерполяцией с получением в результате сигнала с требуемой разрешающей способностью исходя из параметрической матрицы диагональной интерполяции в вертикальном направлении и параметрической матрицы диагональной интерполяции в горизонтальном направлении включает:

осуществление обработки сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована, диагональной интерполяцией в горизонтальном направлении в соответствии с параметрической матрицей диагональной интерполяции в горизонтальном направлении с получением в результате сигнала с третьей разрешающей способностью;

осуществление обработки сигнала с третьей разрешающей способностью диагональной интерполяцией в вертикальном направлении в соответствии с параметрической матрицей диагональной интерполяции в вертикальном направлении с получением в результате сигнала с требуемой разрешающей способностью.

Предпочтительно указанное осуществление обработки сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована, диагональной интерполяцией в горизонтальном направлении в соответствии с параметрической матрицей диагональной интерполяции в горизонтальном направлении с получением в результате сигнала с третьей разрешающей способностью включает:

осуществление диагонального заполнения по горизонтали пикселов матрицы пикселов сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована, с получением в результате первой матрицы;

деление первой матрицы; и

выполнение вычисления диагональной интерполяцией в горизонтальном направлении значений заполненных пикселов первой матрицы и диагональной параметрической матрицы интерполяции в горизонтальном направлении, и заполнение вычисленными значениями пикселов соответствующих пустых мест в первой матрице с получением в результате сигнала с третьей разрешающей способностью;

причем указанное осуществление обработки сигнала с третьей разрешающей способностью диагональной интерполяцией в вертикальном направлении в соответствии с параметрической матрицей диагональной интерполяции в вертикальном направлении с получением в результате сигнала с требуемой разрешающей способностью, включает:

осуществление диагонального заполнения по вертикали пикселов матрицы пикселов сигнала с третьей разрешающей способностью с получением в результате второй матрицы;

деление второй матрицы;

выполнение вычисления диагональной интерполяцией по вертикали значений заполненных пикселов второй матрицы и параметрической матрицы диагональной интерполяции в вертикальном направлении и заполнение вычисленными значениями пикселов соответствующих пустых мест во второй матрице с получением в результате сигнала с требуемой разрешающей способностью.

В примере осуществления настоящего изобретения предлагается устройство для преобразования разрешающей способности, содержащее:

модуль для получения параметров диагональной интерполяции по вертикали, сконфигурированный для получения параметрической матрицы диагональной интерполяции в вертикальном направлении;

модуль для получения параметров диагональной интерполяции по горизонтали, сконфигурированный для получения параметрической матрицы диагональной интерполяции в горизонтальном направлении; и

модуль для получения сигнала с требуемой разрешающей способностью, сконфигурированный для осуществления обработки диагональной интерполяцией сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована, с получением в результате сигнала с требуемой разрешающей способностью исходя из параметрической матрицы диагональной интерполяции в вертикальном направлении и параметрической матрицы диагональной интерполяции в горизонтальном направлении.

Предпочтительно модуль для получения параметров диагональной интерполяции по вертикали содержит:

модуль диагональной выборки по вертикали, сконфигурированный для осуществления обработки сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована, диагональной выборкой в вертикальном направлении с получением в результате сигнала с первой разрешающей способностью; и

модуль для получения параметров диагональной интерполяции по вертикали, сконфигурированный для выполнения вычисления параметров диагональной интерполяции в вертикальном направлении в соответствии с интерполяционным алгоритмом исходя из сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована, и сигнала с первой разрешающей способностью с получением в результате параметрической матрицы диагональной интерполяции в вертикальном направлении.

Предпочтительно модуль для получения параметров диагональной интерполяции по горизонтали содержит:

модуль диагональной выборки по горизонтали, сконфигурированный для осуществления обработки сигнала с первой разрешающей способностью диагональной выборкой в горизонтальном направлении с получением в результате сигнала со второй разрешающей способностью; и

модуль для получения параметров диагональной интерполяции по горизонтали, сконфигурированный для выполнения вычисления параметров диагональной интерполяции в горизонтальном направлении в соответствии с интерполяционным алгоритмом исходя из сигнала с первой разрешающей способностью и сигнала со второй разрешающей способностью с получением в результате параметрической матрицы диагональной интерполяции в горизонтальном направлении.

Предпочтительно модуль для получения сигнала с требуемой разрешающей способностью содержит:

модуль диагональной интерполяции по горизонтали, сконфигурированный для осуществления обработки сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована, диагональной интерполяцией в горизонтальном направлении в соответствии с параметрической матрицей диагональной интерполяции в горизонтальном направлении с получением в результате сигнала с третьей разрешающей способностью; и

модуль диагональной интерполяции по вертикали, сконфигурированный для осуществления обработки сигнала с третьей разрешающей способностью диагональной интерполяцией в вертикальном направлении в соответствии с параметрической матрицей диагональной интерполяции в вертикальном направлении с получением в результате сигнала с требуемой разрешающей способностью.

Предпочтительно модуль для получения сигнала с требуемой разрешающей способностью дополнительно содержит:

устройство для буферизации кадра, сконфигурированное для осуществления обработки с задержкой путем буферизации сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована и который является входным сигналом модуля диагональной интерполяции по горизонтали.

Предпочтительно модуль для получения сигнала с требуемой разрешающей способностью дополнительно содержит:

модуль распознавания и выделения контуров, сконфигурированный для осуществления обработки сигнала с требуемой разрешающей способностью, полученного с помощью модуля диагональной интерполяции по вертикали, путем распознавания контуров и выделения контуров.

В примере осуществления настоящего изобретения предлагается телевизор сверхвысокой четкости, содержащий:

декодер, сконфигурированный для декодирования и преобразования принятого сигнала и формирования на выходе прогрессивного сигнала с разрешающей способностью 2K×1K формата YUV;

устройство для преобразования разрешающей способности по любому из пунктов 6-11, сконфигурированное для преобразования прогрессивного сигнала с разрешающей способностью 2K×1K формата YUV в прогрессивный сигнал с разрешающей способностью 4K×2K формата YUV;

управляющее устройство, сконфигурированное для осуществления обработки прогрессивного сигнала с разрешающей способностью 4K×2K формата YUV путем регулировки цветовой температуры, калибровки по гамма-излучению, обратного преобразования цветового пространства и удвоения частоты и интерполяции кадров и для формирования на выходе прогрессивного сигнала удвоенной частоты с разрешающей способностью 4K×2K формата RGB; и

устройство для хранения и управления, сконфигурированное для управления декодером, устройством для преобразования разрешающей способности и управляющим устройством, а также для сохранения данных декодера, устройства для преобразования разрешающей способности и управляющего устройства.

В способе преобразования разрешающей способности, предлагаемом в соответствии с настоящим изобретением, за счет осуществления обработки входного сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована, диагональной интерполяцией в соответствии с параметрической матрицей диагональной интерполяции в горизонтальном и вертикальном направлениях, с одной стороны, уменьшается искажение изображения и, с другой стороны, по существу исключается возможность потери четкости изображения и появления зубчатости границ изображения и, таким образом, улучшается чистота изображения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Фиг. 1 - блок-схема последовательности операций способа преобразования разрешающей способности в соответствии с предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения;

фиг. 2 - блок схема последовательности операций получения параметрической матрицы диагональной интерполяции в вертикальном направлении в соответствии с предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения;

фиг. 2-1 - схематическое представление входного сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована и который представляет собой прогрессивный сигнал с разрешающей способностью 2K×1K формата YUV;

фиг. 2-2 - схематическое представление сигнала выборки с диагональной интерполяцией в вертикальном направлении с разрешающей способностью 2K×0,5K формата YUV, который получен путем осуществления обработки диагональной выборкой сигнала по фиг. 2-1;

фиг. 2-3 - схематическое представление диагональной параметрической матрицы V интерполяции в вертикальном направлении, которая получена путем выполнения вычисления параметров диагональной интерполяции в вертикальном направлении сигнала по фиг 2-1 и 2-2;

фиг. 3 - блок-схема последовательности операций получения диагональной параметрической матрицы диагональной интерполяции в горизонтальном направлении в соответствии с предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения;

фиг. 3-1 - схематическое представление сигнала выборки диагональной интерполяцией в горизонтальном направлении с разрешающей способностью 1K×0.5K формата YUV, который получен путем осуществления обработки диагональной выборкой сигнала по фиг. 2-2;

фиг. 3-2 - схематическое представление параметрической матрицы Н диагональной интерполяции в горизонтальном направлении, которая получена путем выполнения вычисления параметров диагональной интерполяции в горизонтальном направлении сигнала по фиг. 2-2 и 3-1;

фиг. 4 - блок-схема последовательности операций получения сигнала с требуемой разрешающей способностью в соответствии с предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения;

фиг. 4-1 - схематическое представление матрицы, которая получена путем осуществления диагонального заполнения по горизонтали матрицы пикселей, показанной на фиг. 2-1;

фиг. 4-2 - схематическое представление матрицы блоков пикселей, которая получена делением матрицы пикселей, показанной на фиг. 4-1;

фиг. 4-3 - схематическое представление матрицы, которая получена путем осуществления диагонального заполнения матрицы, показанной на фиг. 4-1;

фиг. 4-4 - схематическое представление матрицы, которая получена путем осуществления диагонального заполнения по вертикали матрицы, показанной на фиг. 4-3;

фиг. 4-5 - схематическое представление матрицы блоков пикселей, которая получена делением матрицы, показанной на фиг. 4-4;

фиг. 4-6 - схематическое представление матрицы, которая получена путем осуществления диагонального заполнения матрицы, показанной на фиг. 4-5;

фиг. 5 - функциональная блок-схема устройства для преобразования разрешающей способности в соответствии с предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения; и

фиг. 6 - функциональная блок схема телевизора UHDTV в соответствии с предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Ниже приведено подробное описание технических решений, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением, на примерах осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые графические материалы. Следует понимать, что описанные ниже примеры осуществления служат исключительно для пояснения сущности изобретения, но не ограничивают объем притязаний настоящего изобретения.

Настоящее изобретение раскрывает способ преобразования разрешающей способности. Как видно из фиг. 1, способ преобразования разрешающей способности включает следующие этапы:

этап S01: получение параметрической матрицы диагональной интерполяции в вертикальном направлении и параметрической матрицы диагональной интерполяции в горизонтальном направлении;

этап S02: осуществление обработки входного сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована, диагональной интерполяцией с получением в результате сигнала с требуемой разрешающей способностью исходя из параметрической матрицы диагональной интерполяции в вертикальном направлении и параметрической матрицы диагональной интерполяции в горизонтальном направлении.

Для получения параметрической матрицы диагональной интерполяции в вертикальном направлении и параметрической матрицы диагональной интерполяции в горизонтальном направлении, в конкретном примере осуществления, как видно из фиг. 2, этап получения параметрической матрицы диагональной интерполяции в вертикальном направлении включает, в частности:

этап S11: осуществление обработки входного сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована, диагональной выборкой в вертикальном направлении с получением в результате сигнала с первой разрешающей способностью;

этап S12: выполнение вычисления параметров диагональной интерполяции в вертикальном направлении в соответствии с интерполяционным алгоритмом исходя из входного сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована, и сигнала с первой разрешающей способностью с получением в результате параметрической матрицы диагональной интерполяции в вертикальном направлении.

Как видно из фиг. 21, когда входной сигнал, разрешающая способность которого должна быть преобразована, представляет собой прогрессивный сигнал с разрешающей способностью 2K×1K формата YUV, в вертикальном направлении осуществляют обработку диагональной выборкой прогрессивного сигнала с разрешающей способностью 2K×1K формата YUV так, что в результате обработки он преобразуется в сигнал выборки с диагональной интерполяцией в вертикальном направлении с разрешающей способностью 2K×0,5K формата YUV. Полученный в результате обработки сигнал выборки с диагональной интерполяцией в вертикальном направлении с разрешающей способностью 2K×0,5K формата YUV показан на фиг. 2-2. Затем выполняют вычисление параметров диагональной интерполяции в вертикальном направлении входного сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована и который представляет собой прогрессивный сигнал с разрешающей способностью 2K×1K формата YUV, и полученного в результате обработки сигнала выборки с диагональной интерполяцией в вертикальном направлении с разрешающей способностью 2K×0,5K формата YUV в соответствии с интерполяционным алгоритмом. После вычисления получают параметрическую матрицу V диагональной интерполяции, которая показана на фиг. 2-3.

Как видно из фиг. 3, получение параметрической матрицы диагональной интерполяции в горизонтальном направлении, в частности, включает:

этап S21: осуществление обработки сигнала с первой разрешающей способностью диагональной выборкой в горизонтальном направлении с получением в результате сигнала со второй разрешающей способностью;

этап S22: выполнение вычисления параметров диагональной интерполяции в горизонтальном направлении в соответствии с интерполяционным алгоритмом исходя из сигнала с первой разрешающей способностью и сигнала со второй разрешающей способностью с получением в результате параметрической матрицы диагональной интерполяции в горизонтальном направлении.

Из сигнала с первой разрешающей способностью, показанного на фиг. 2-2, в результате обработки путем диагональной выборки в горизонтальном направлении прогрессивного сигнала с разрешающей способностью 2K×0,5K формата YUV получают сигнал выборки с диагональной интерполяцией в горизонтальном направлении с разрешающей способностью 1K×0,5K формата YUV. Полученный в результате обработки сигнал выборки с диагональной интерполяцией в горизонтальном направлении с разрешающей способностью 1K×0,5K формата YUV показан на фиг 3-1. Затем выполняют вычисление параметров диагональной интерполяции в горизонтальном направлении сигнала выборки с диагональной интерполяцией в вертикальном направлении с разрешающей способностью 2K×0,5K формата YUV и полученного в результате обработки сигнала выборки с диагональной интерполяцией в горизонтальном направлении с разрешающей способностью 1K×0,5K формата YUV в соответствии с интерполяционным алгоритмом. После вычисления получают параметрическую матрицу Н диагональной интерполяции, которая показана на фиг. 3-2.

В другом примере осуществления изобретения получение параметрической матрицы диагональной интерполяции в вертикальном направлении и параметрической матрицы диагональной интерполяции в горизонтальном направлении не ограничивается вышеуказанным примером осуществления. Например, получение параметрической матрицы диагональной интерполяции в горизонтальном направлении может, в частности, заключаться в том, что:

осуществляют обработку входного сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована, диагональной выборкой в горизонтальном направлении с получением в результате сигнала с четвертой разрешающей способностью;

выполняют вычисление параметров диагональной интерполяции в горизонтальном направлении в соответствии с интерполяционным алгоритмом исходя из входного сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована, и сигнала с четвертой разрешающей способностью с получением в результате параметрической матрицы диагональной интерполяции в горизонтальном направлении.

Соответственно, получение параметрической матрицы диагональной интерполяции в вертикальном направлении может, в частности, заключаться в том, что:

осуществляют обработку сигнала с четвертой разрешающей способностью диагональной выборкой в вертикальном направлении с получением в результате сигнала с пятой разрешающей способностью;

выполняют вычисление параметров диагональной интерполяции в вертикальном направлении в соответствии с интерполяционным алгоритмом исходя из сигнала с четвертой разрешающей способностью и сигнала с пятой разрешающей способностью с получением в результате параметрической матрицы диагональной интерполяции в вертикальном направлении.

Как видно из фиг. 4, получение сигнала с требуемой разрешающей способностью, в частности, включает:

этап S31: осуществление обработки входного сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована, диагональной интерполяцией в горизонтальном направлении в соответствии параметрической матрицей диагональной интерполяции в горизонтальном направлении с получением в результате сигнала с третьей разрешающей способностью;

этап S32: осуществление обработки сигнала с третьей разрешающей способностью диагональной интерполяцией в вертикальном направлении в соответствии с параметрической матрицей диагональной интерполяции в вертикальном направлении с получением в результате сигнала с требуемой разрешающей способностью.

В частности, как видно из фиг. 2-1, когда входной сигнал, разрешающая способность которого должна быть преобразована, представляет собой прогрессивный сигнал с разрешающей способностью 2K×1K формата YUV,

1. осуществляют диагональное заполнение по горизонтали пикселей матрицы пикселей с разрешающей способностью 2K×1K, в результате чего получают матрицу РН, которая показана на фиг. 4-1,

2. делят матрицу РН, а именно делят матрицу с разрешающей способностью 4K×1K на четыре блочных матрицы пикселов с разрешающей способностью 1K×0,5K, каждая из которых имеет 4×2 пиксела, как видно из фиг. 4-2, где 32 пиксела разделены на четыре блочных матрицы A11, A12, А21 и А22 пикселов вдоль пунктирных линий,

3. выполняют вычисление диагональной интерполяцией по горизонтали значений заполненных пикселов матрицы РН и параметрической матрицы Н диагональной интерполяции в горизонтальном направлении и заполняют вычисленными значениями пикселов соответствующие пустые места в матрице РН, в результате чего получают сигнал с третьей разрешающей способностью. После обработки путем диагональной выборки в горизонтальном направлении матрица имеет такой вид, как показано на фиг. 4-3,

4. осуществляют диагональное заполнение по вертикали пикселов матрицы РН с разрешающей способностью 4K×1K, в результате чего получают матрицу PV, которая показана на фиг. 4-4,

5. делят матрицу PV, а именно делят матрицу с разрешающей способностью 4K×2K на восемь блочных матриц пикселов с разрешающей способностью 2K×0,5K, каждая из которых имеет 4×2 пиксела, как видно из фиг. 4-5, где 64 пиксела разделены вдоль пунктирных линий на восемь блочных матриц В11, B12, B13, B14, В21, В22, В23 и В24 пикселов,

6. выполняют вычисление диагональной интерполяцией по вертикали значений заполненных пикселов матрицы PV и параметрической матрицы Н диагональной интерполяции в вертикальном направлении и заполняют вычисленными значениями пикселов соответствующие пустые места в матрице PV, в результате чего получают сигнал с требуемой разрешающей способностью. После обработки диагональной выборкой в вертикальном направлении матрица имеет такой вид, как показано на фиг. 4-6.

В другом примере осуществления изобретения получение сигнала с требуемой разрешающей способностью не ограничивается описанным выше примером осуществления изобретения. Например, получение сигнала с требуемой разрешающей способностью, в частности, может заключаться в том, что:

осуществляют обработку входного сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована, диагональной интерполяцией в вертикальном направлении в соответствии с параметрической матрицей диагональной интерполяции вертикальном направлении, в результате чего получают сигнал с шестой разрешающей способностью;

осуществляют обработку сигнала с шестой разрешающей способностью диагональной интерполяцией в горизонтальном направлении в соответствии с параметрической матрицей диагональной интерполяции в горизонтальном направлении, в результате чего получают сигнал с требуемой разрешающей способностью.

В предпочтительном примере осуществления изобретения, перед осуществлением диагонального заполнения по горизонтали входного сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована с получением в результате матрицы РН, дополнительно включен следующий этап: осуществление обработки входного сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована, с задержкой путем буферизации.

Кроме того, после получения сигнала с требуемой разрешающей способностью, дополнительно включен этап: осуществление обработки сигнала с требуемой разрешающей способностью путем распознавания контуров и выделения контуров.

Способ преобразования разрешающей способности, предлагаемый в соответствии с настоящим изобретением, обеспечивает возможность преобразования сигнала с разрешающей способностью 2K×1K в сигнал с разрешающей способностью 4K×2K, однако он не ограничивается описанными выше сигналами, например, осуществляется преобразование сигнала с разрешающей способностью 4K×2K в сигнал с разрешающей способностью 8K×4K.

Таким образом, способ преобразования разрешающей способности, предлагаемый в соответствии с настоящим изобретением, обеспечивает возможность преобразования сигнала с разрешающей способностью 2K×1K в сигнал с разрешающей способностью 4K×2K. За счет последовательного осуществления диагональной интерполяции в горизонтальном направлении и вертикальном направлении по существу исключается возможность потери четкости изображения и появления зубчатости краев изображения и, таким образом, улучшается чистота изображения. Параметры интерполяционного алгоритма вычисляют исходя из сигнала с разрешающей способностью 2K×1K, что обеспечивает улучшение релевантности между пикселом интерполяции и соседним пикселом, в результате чего уменьшается искажение изображения и достигается высокая эффективность интерполяции. Техническое решение, предлагаемое в соответствии с настоящим изобретением, является простым и надежным, имеющим широкое применение.

В соответствии с настоящим изобретением предлагается также устройство для преобразования разрешающей способности, которое может соответствовать любому из примеров осуществления способа преобразования разрешающей способности, описанного выше. Как видно, в частности, из фиг. 5, устройство для преобразования разрешающей способности, предлагаемое в соответствии с настоящим изобретением, содержит модуль 1 для получения параметров диагональной интерполяции по вертикали, модуль 2 для получения параметров диагональной интерполяции по горизонтали и модуль 3 для получения сигнала с требуемой разрешающей способностью. Модуль 1 для получения параметров диагональной интерполяции по вертикали сконфигурирован для получения параметрической матрицы диагональной интерполяции в вертикальном направлении. Модуль 2 для получения параметров диагональной интерполяции по горизонтали сконфигурирован для получения параметрической матрицы диагональной интерполяции в горизонтальном направлении. Модуль 3 для получения сигнала с требуемой разрешающей способностью сконфигурирован для осуществления обработки входного сигнала, разрешающую способность которого должна быть преобразована, диагональной интерполяцией с получением в результате сигнала с требуемой разрешающей способностью исходя из параметрической матрицы диагональной интерполяции в вертикальном направлении и параметрической матрицы диагональной интерполяции в горизонтальном направлении.

Как видно из фиг. 5, в конкретном примере осуществления изобретения модуль 1 для получения параметров диагональной интерполяции по вертикали содержит модуль 11 диагональной выборки по вертикали и модуль 12 для получения параметров диагональной интерполяции по вертикали. Модуль 11 диагональной выборки по вертикали сконфигурирован для осуществления обработки входного сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована, диагональной выборкой в вертикальном направлении с получением в результате сигнала с первой разрешающей способностью. Модуль 12 для получения параметров диагональной интерполяции по вертикали сконфигурирован для выполнения вычисления параметров диагональной интерполяции в вертикальном направлении в соответствии с интерполяционном алгоритмом исходя из входного сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована, и сигнала с первой разрешающей способностью с получением в результате параметрической матрицы диагональной интерполяции в вертикальном направлении. Соответственно, модуль 2 для получения параметров диагональной интерполяции по горизонтали содержит модуль 21 диагональной выборки по горизонтали и модуль 22 для получения параметров диагональной интерполяции по горизонтали. Модуль 21 диагональной выборки по горизонтали сконфигурирован для осуществления обработки сигнала с первой разрешающей способностью диагональной выборкой в горизонтальном направлении с получением в результате сигнала со второй разрешающей способностью. Модуль 22 для получения параметров диагональной интерполяции по горизонтали сконфигурирован для выполнения вычисления параметров диагональной интерполяции в горизонтальном направлении в соответствии с интерполяционным алгоритмом исходя из сигнала с первой разрешающей способностью и сигнала со второй разрешающей способностью с получением в результате параметрической матрицы диагональной интерполяции в горизонтальном направлении.

Как видно из фиг. 5, в конкретном примере осуществления изобретения модуль 3 для получения сигнала с требуемой разрешающей способностью содержит модуль 31 диагональной интерполяции по горизонтали и модуль 32 диагональной интерполяции по вертикали. Модуль 31 диагональной интерполяции по горизонтали сконфигурирован для осуществления обработки входного сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована, диагональной интерполяцией в горизонтальном направлении в соответствии с параметрической матрицей диагональной интерполяции в горизонтальном направлении с получением в результате сигнала с третьей разрешающей способностью. Модуль 32 диагональной интерполяции по вертикали сконфигурирован для осуществления обработки сигнала с третьей разрешающей способностью диагональной интерполяцией в вертикальном направлении в соответствии с параметрической матрицей диагональной интерполяции в вертикальном направлении с получением в результате сигнала с требуемой разрешающей способностью. Предпочтительно модуль 3 для получения сигнала с требуемой разрешающей способностью дополнительно содержит устройство 33 буферизации кадра, которое сконфигурировано для осуществления обработки с задержкой путем буферизации сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована и который является входным сигналом модуля 31 диагональной интерполяции по горизонтали. Кроме того, модуль 3 для получения сигнала с требуемой разрешающей способностью дополнительно содержит модуль 34 распознавания и выделения контуров, который сконфигурирован для осуществления обработки путем распознавания и выделения контуров сигнала с требуемой разрешающей способностью, полученного с помощью модуля 32 диагональной интерполяции по вертикали.

Интерполяционный алгоритм, упомянутый в модуле 12 для получения параметров диагональной интерполяции по вертикали, модуле 22 для получения параметров диагональной интерполяции по горизонтали, модуле 31 диагональной интерполяции по горизонтали и модуле 32 диагональной интерполяции по вертикали - это один и тот же интерполяционный алгоритм, например билинейная интерполяция.

Устройство для преобразования разрешающей способности, предлагаемое в соответствии с настоящим изобретением, обеспечивают возможность преобразования сигнала с разрешающей способностью 2K×1K в сигнал с разрешающей способностью 4K×2K, однако оно не ограничивается вышеуказанными сигналами, например, дает возможность преобразовать сигнал с разрешающей способностью 4K×2K в сигнал с разрешающей способностью 8K×4K.

Таким образом, устройство для преобразования разрешающей способности, предлагаемое в соответствии с настоящим изобретением, обеспечивает возможность преобразования сигнала с разрешающей способностью 2K×1K в сигнал с разрешающей способностью 4K×2K. За счет последовательного осуществления диагональной интерполяции в горизонтальном направлении и вертикальном направлении становится возможным по существу исключить возможность потери четкости изображения и появления зубчатости границ изображения и, тем самым, улучшить чистоту изображения. Параметры интерполяционного алгоритма вычисляются исходя из сигнала с разрешающей способностью 2K×1K, что обеспечивает улучшение релевантности между пикселем интерполяции и соседним пикселем, приводящее к уменьшению искажения изображения и достижению высокой эффективности интерполяции. Техническое решение, предлагаемое в соответствии с настоящим изобретением,

является простым и надежным, имеющим широкое применение.

Для ясного раскрытия цели, технического решения и преимущества настоящего изобретения ниже приведено подробное описание способа и устройства для преобразования разрешающей способности, которые предлагаются в соответствии с настоящим изобретением, на примере осуществления преобразования сигнала с разрешающей способностью 2K×1K в сигнал с разрешающей способностью 4K×2K. Следует понимать, что этот пример осуществления изобретения служит в целях пояснения и не ограничивает объем притязаний изобретения.

Во-первых, входной сигнал, разрешающая способность которого должна быть преобразована, представляет собой прогрессивный сигнал с разрешающей способностью 2K×1K формата YUV. Обозначим матрицу пикселов как РА, каждый пиксел матрицы РА как PAmn, где m находится в пределах 1-1080, и n находится в пределах 1-1920. Допустим, что матрица пикселов имеет, например, 4×4 пикселов и такая, как показано на фиг. 2-1.

Как видно из фиг. 5, прогрессивный сигнал с разрешающей способностью 2K×1K формата YUV является входным сигналом модуля 11 диагональной выборки по вертикали, модуля 12 для получения параметров диагональной интерполяции по вертикали и устройства 33 для буферизации кадра.

Во-вторых, модуль 11 диагональной выборки по вертикали осуществляет обработку прогрессивного сигнала с разрешающей способностью 2K×1K формата YUV диагональной выборкой в вертикальном направлении с получением в результате сигнала выборки с диагональной интерполяцией в вертикальном направлении с разрешающей способностью 2K×0.5K, в котором матрица пикселей обозначена как РВ, каждый пиксел матрицы РВ пикселов обозначен как PBab, где а находится в пределах 1-540 и b находится в пределах 1-1920. Тогда:

PBab=PAmn и n=b; если b является нечетным числом, m=2а; если b является четным числом, m=2a-1.

Сигнал выборки с диагональной интерполяцией в вертикальном направлении, полученный путем осуществления выборки из сигнала, показанного на фиг. 2-1, показан на фиг. 2-2.

Как видно из фиг. 5, сигнал выборки с диагональной интерполяцией в вертикальном направлении с разрешающей способностью 2K×0,5K, снимаемый с выхода модуля 11 диагональной выборки по вертикали, поступает в модуль 21 диагональной выборки по горизонтали, модуль 12 для получения параметров диагональной интерполяции по вертикали и модуль 22 для получения параметров диагональной интерполяции по горизонтали.

В-третьих, модуль 21 диагональной выборки по горизонтали осуществляет обработку сигнала с разрешающей способностью 2K×0,5K диагональной выборкой в горизонтальном направлении с получением в результате сигнала выборки с диагональной интерполяцией в горизонтальном направлении с разрешающей способностью 1K×0,5K, в котором матрица пикселов обозначена как PC, каждый пиксел матрицы PC пикселов обозначен как PCpq, где р находится в пределах 1-540 и q находится в пределах 1-960. Тогда:

PCpq=PBab, и р=а; если р является нечетным числом, b=2q; если р является четным числом, b=2q-1.

Сигнал выборки с диагональной интерполяцией в горизонтальном направлении, полученный путем выборки сигнала, показанного на фиг. 2-2, показан на фиг. 2-3.

Как видно из фиг. 5, сигнал выборки с диагональной интерполяцией в горизонтальном направлении с разрешающей способностью 1K×0,5K, снимаемый с выхода модуля 21 диагональной выборки по горизонтали, подается в модуль 22 для получения параметров диагональной интерполяции по горизонтали.

В-четвертых, в модуль 12 для получения параметров диагональной интерполяции по вертикали поступает сигнал выборки с диагональной интерполяцией в вертикальном направлении с разрешающей способностью 2K×1K и сигнал с разрешающей способностью 2K×0,5K, и в нем осуществляется вычисление параметров диагональной интерполяции в вертикальном направлении в соответствии с интерполяционным алгоритмом и формируется параметрическая матрица V диагональной интерполяции в вертикальном направлении. Параметрическая матрица V представляет собой матрицу с разрешающей способностью 2K×0,5K. Обозначим каждый элемент параметрической матрицы V как Vcd, где с находится в пределах от 1 до 540 и d находится в пределах от 1 до 1920.

Обозначив функцию алгоритма интерполяции как ƒ, получим:

PAmn=ƒ(Vcd, Y);

где m+n является четным числом и d=n; если d является нечетным числом, m=2c-1; если d является четным числом, m=2с;

Y представляет собой число пиксела матрицы РВ пикселов с разрешающей способностью 2K×0,5K. Например, если интерполяционный алгоритм представляет собой билинейную интерполяцию, Y представляет собой соседние верхнего, нижнего, левого и правого четырех пикселей.

Поскольку значения пикселов величин PAmn и Y известны, можно вычислить Vcd.

Параметрическая матрица V, полученная расчетным путем из матриц пикселов, показанных на фиг. 2-1 и 2-2, показана на фиг. 2-3.

Как видно из фиг. 5, с выхода модуля 12 для получения параметров диагональной интерполяции по вертикали параметрическая матрица V подается в модуль 32 диагональной интерполяции по вертикали.

В-пятых, в модуль 22 для получения параметров диагональной интерполяции по горизонтали поступает сигнал выборки с диагональной интерполяцией в вертикальном направлении сигнала с разрешающей способностью 2K×0,5K и сигнал выборки с диагональной интерполяцией в горизонтальном направлении сигнала с разрешающей способностью 1K×0,5K, и в нем осуществляется вычисление параметров диагональной интерполяции в горизонтальном направлении в соответствии с интерполяционным алгоритмом и формируется параметрическая матрица Н диагональной интерполяции в горизонтальном направлении. Параметрическая матрица Н представляет собой матрицу с разрешающей способностью 1K×0,5K. Обозначим каждый элемент параметрической матрицы Н как Hef, где е находится в пределах от 1 до 540 и f находится в пределах от 1 до 960.

Обозначив функцию интерполяционного алгоритма как ƒ, получим:

PBab=ƒ(Hef, X);

где а+b является четным числом и а=е; если е является нечетным числом, b=2f-1; если е является четным числом, b=2f;

X представляет собой число пиксела матрицы PC пикселов сигнала с разрешающей способностью 1K×0,5K. Например, если интерполяционный алгоритм представляет собой билинейную интерполяцию, X представляет собой соседние четыре пиксела сверху, снизу, слева и справа.

Поскольку значения пикселов величин PBab и X известны, можно вычислить Hef.

Параметрическая матрица Н, вычисленная по матрицам пикселов, показанным на фиг. 2-2 и 3-1, показана на фиг. 3-2.

Как видно из фиг. 5, параметрическая матрица Н, снимаемая с выхода модуля 22 для получения параметров диагональной интерполяции по горизонтали, подается в модуль 31 диагональной интерполяции по горизонтали.

В-шестых, устройство 33 для буферизации кадра осуществляет обработку с задержкой путем буферизации сигнала с разрешающей способностью 2K×1K, который в него поступает, и выдает этот сигнал в модуль 31 диагональной интерполяции по горизонтали.

В-седьмых, модуль 31 диагональной интерполяции по горизонтали осуществляет обработку путем диагональной интерполяции в горизонтальном направлении сигнала с разрешающей способностью 2K×1K, в результате чего формируется сигнал с разрешающей способностью 4K×1K, в котором его матрицу пикселов обозначим как РН, каждый пиксел матрицы РН пикселов обозначим как PHkg, где k находится в пределах от 1 до 1080 и g находится в пределах от 1 до 3840. Тогда:

1. Используя PAmn пиксела матрицы РА пикселов сигнала с разрешающей способностью 2K×1K, произведем диагональное заполнение по горизонтали матрицы РН, то есть:

PHkg=PAmn, и k=m; если m является нечетным числом, g=2n; если m является четным числом, g=2n-1.

Матрица РН, диагонально заполненная по горизонтали исходя из матрицы пикселов, показанной на фиг. 2-1, показана на фиг. 4-1. Пустые места на фиг 4-1 представляют пикселы, которые должны быть заполнены.

2. Делим матрицу РН, а именно делим матрицу с разрешающей способностью 4K×1K на блочные матрицы пикселов с разрешающей способностью 1K×0,5K, каждая из которых имеет 4×2 пикселов, как показано на фиг 4-2, где 32 пиксела делятся на четыре блочных матрицы A11, A12, А21 и А22 пикселов вдоль пунктирных линий.

3. Выполним вычисление диагональной интерполяции по горизонтали заполненных пикселов матрицы РН и параметрической матрицы Н диагональной интерполяции в горизонтальном направлении и заполним вычисленными значениями пикселов соответствующие пустые места в матрице РН, а именно:

обозначим функцию интерполяционного алгоритма как ƒ, и тогда значение пиксела, вычисленное по интерполяции, составит:

PHkg=ƒ(Hef, L);

где k+g является четным числом;

Параметр Hef соответствует каждой блочной матрице пикселов, например, как видно из фиг. 4-2: Hef - это Н11, если вычисляют значение пиксела блочной матрицы А11 пикселов, Hef - это H12, если вычисляют значение пиксела блочной матрицы А12 пикселов, Hef - это Н21, если вычисляют значение пиксела блочной матрицы А21 пикселов, Hef - это Н22, если вычисляют значение пиксела блочной матрицы А22 пикселов.

L представляет собой количество пикселов матрицы РН, значения которых должны быть вычислены, например, если интерполяционный алгоритм представляет собой билинейную интерполяцию, вычислим значение пиксела элемента РН22, если L - это РН12, РН21, РН32, РН23, тогда РН22=ƒ (РН11, РН12, РН21, РН32, РН23).

Когда интерполяция на фиг 4-2 заполнена, матрица РН показана на фиг. 4-3. X11 и X12 на фиг. 4-3 представляют собой заполненные пикселы после вычисления диагональной интерполяции по горизонтали.

Как видно из фиг. 5, матрица РН пикселов с разрешающей способностью 4K×1K, которая интерполирована, снимаемая с выхода модуля 31 диагональной интерполяции по горизонтали, подается в модуль 32 диагональной интерполяции по вертикали.

В-восьмых, модуль 32 диагональной интерполяции по вертикали осуществляет обработку путем диагональной интерполяции в вертикальном направлении сигнала с разрешающей способностью 4K×1K с получением в результате сигнала с разрешающей способностью 4K×2K, в котором его матрицу пикселов обозначим как PV, каждый пиксел матрицы PV пикселов обозначим как PHst, где s находится в пределах 1-2160 и t находится в пределах 1-3840. Тогда:

1. Используя пиксел PHkg матрицы РН пикселов с разрешающей способностью 4K×1K, выполним диагональное заполнение по вертикали матрицы PV, то есть:

PVst=PHkg, и t=g; если g является нечетным числом, s=2k; если g является четным числом, s=2k-1.

Вертикальная диагональная матрица PV, заполненная исходя из матрицы пикселов, показанной на фиг. 4-3, показана на фиг. 4-4. Пустые места на фиг. 4-4 представляют собой пикселы, которые должны быть заполнены.

2. Делим матрицу PV, а именно делим матрицу с разрешающей способностью 4K×2K на блочные матрицы пикселов с разрешающей способностью 2K×0,5K, каждая из которых имеет 4×2 пиксела, как видно из фиг. 4-5, где 64 пиксела делятся на четыре блочные матрицы В11, В12, В13, В14, В21, В22, В23 и В24 пикселов вдоль пунктирных линий.

3. Выполним вычисление диагональной интерполяцией по вертикали значений заполненных пикселов матрицы PV и параметрической матрицы V диагональной интерполяции и заполним вычисленными значениями пикселов соответствующие пустые места в матрице PV, а именно:

обозначим функцию интерполяционного алгоритма как ƒ, и тогда вычисленное по интерполяции значение пиксела составит:

PVst=ƒ(Vcd, W);

где s+t является четным числом;

параметр Vcd соответствует каждой блочной матрице пикселов, например, как видно из фиг. 4-5: Vcd - это V11, если вычисляется значение пиксела блочной матрицы В11 пикселов, Vcd - это V12, если вычисляется значение пиксела блочной матрицы B12 пикселов, Vcd - это V13, если вычисляется значение пиксела блочной матрицы B13 пикселов, …;

W представляет собой количество пикселов матрицы PV, которые должны быть вычислены, например, если интерполяционный алгоритм является билинейной интерполяцией, вычисляется значение пиксела элемента PV22, если W - это PV12, PV21, PV32, PV23, тогда PV22=ƒ (PV11, PV12, PV21, PV32, PV23).

Когда интерполяция на фиг. 4-5 заполнена, матрица PV показана на фиг. 4-6. Y11 и Y12 на фиг. 4-6 - это заполненные пикселы после вычисления диагональной интерполяции по вертикали.

В-девятых, с выхода модуля 32 диагональной интерполяции по вертикали после завершения интерполяции снимается матрица пикселов с разрешающей способностью 4K×2K, и модуль 34 распознавания и выделения контуров осуществляет обработку матрицы пикселов с разрешающей способностью 4K×2K путем распознавания и выделения контуров, чтобы исключить возможность потери четкости изображения и возникновения зубчатости границ изображения и дополнительно улучшить чистоту изображения. Матрица пикселов с разрешающей способностью 4K×2K является выходным результатом, и процесс преобразования сигнала с разрешающей способностью 2K×1K в матрицу пикселов с разрешающей способностью 4K×2K завершен.

Разрешающая способность 2K×1K означает разрешающую способность 1920×1080, то есть имеется 1080 строк, каждая из которых имеет 1920 пикселов. Разрешающая способность 2K×0,5K означает разрешающую способность 1920×540, то есть имеется 540 строк, каждая из которых имеет 1920 пикселов. Разрешающая способность 1K×0,5K означает разрешающую способность 960×540, то есть имеется 540 строк, каждая из которых имеет 960 пикселов. Разрешающая способность 4K×1K означает разрешающую способность 3840×1080, то есть имеется 1080 строк, каждая из которых имеет 3840 пикселов. Разрешающая способность 4K×2K означает разрешающую способность 3840×2160, то есть имеется 2160 строк, каждая из которых имеет 3840 пикселов.

В соответствии с настоящим изобретением предлагается также телевизор сверхвысокой четкости (UHDTV), который, как видно из фиг. 6, включает в себя декодер 4, устройство 5 для преобразования разрешающей способности, управляющее устройство 6, устройство 7 для хранения и регулировки и UHD-дисплей 8. Декодер 4 сконфигурирован для декодирования и преобразования принятого сигнала, и снимаемый с его выхода прогрессивный сигнал с разрешающей способностью 2K×1K формата YUV подается в устройство 5 для преобразования разрешающей способности. Устройство 5 для преобразования разрешающей способности сконфигурировано для преобразования прогрессивного сигнала с разрешающей способностью 2K×1K формата YUV в прогрессивный сигнал с разрешающей способностью 4K×2K формата YUV, это любое из устройств для преобразования разрешающей способности, описанных выше, и его повторное описание ниже не приводится. Управляющее устройство 6 сконфигурировано для осуществления обработки прогрессивного сигнала с разрешающей способностью 4K×2K формата YUV путем регулировки цветовой температуры, калибровки по гамма-излучению, обратного преобразования цветового пространства и удвоения частоты и интерполяции кадров и для получения на выходе прогрессивного сигнала с удвоенной частотой с разрешающей способностью 4K×2K формата RGB, который подается в UHD-дисплей 8. Устройство 7 для хранения и регулировки сконфигурировано для управления декодером 4, устройством 5 для преобразования разрешающей способности и управляющим устройством 6 и для хранения данных декодера 4, устройства 5 для преобразования разрешающей способности и управляющего устройства 6. UHD-дисплей 8 сконфигурирован для приема прогрессивного сигнала удвоенной частоты с разрешающей способностью 4K×2K формата RGB и возбуждения UHD-дисплея 8 так, что реализуется HUD-дисплей.

В частности, декодер 4 содержит модуль 41 сигнального интерфейса, модуль 42 декодирования и преобразования формата сигнала, модуль 43 обратного преобразования цветового пространства и модуль 44 устранения межстрочного мерцания и подавления помех. Модуль 41 сигнального интерфейса сконфигурирован для приема входного сигнала, обеспечения ограничения сигналов по амплитуде, обработки входного сигнала с распознаванием формата и подачи обработанного сигнала с его выхода в модуль 42 декодирования и преобразования формата сигналов. Модуль 42 декодирования и преобразования формата сигнала сконфигурирован для приема сигнала от модуля 41 сигнального интерфейса, осуществления обработки принятого сигнала путем декодирования и преобразования формата так, что в результате обработки из него формируется сигнал с разрешающей способностью 2K×1K, и подачи этого сигнала, снимаемого с его выхода, в модуль 43 обратного преобразования цветового пространства. Модуль 43 обратного преобразования цветового пространства сконфигурирован для приема сигнала с разрешающей способностью 2K×1K, поступающего из модуля 42 декодирования и преобразования формата сигнала, обработки цветового охвата сигнала с разрешающей способностью 2K×1K так, что в результате обработки из него формируется сигнал с разрешающей способностью 2K×1K формата YUV4:2:2, и подачи его в модуль 44 устранения межстрочного мерцания и подавления помех. Модуль 44 устранения межстрочного мерцания и подавления помех сконфигурирован для приема сигнала с разрешающей способностью 2K×1K формата YUV4:2:2, поступающего от модуля 43 обратного преобразования цветового пространства, осуществления обработки путем устранения чересстрочной развертки и подавления помех так, что в результате обработки из него формируется прогрессивный сигнал с разрешающей способностью 2K×1K формата YUV4:2:2, и для подачи этого сигнала с его выхода в устройство 5 для преобразования разрешающей способности.

В частности, управляющее устройство 6 содержит модуль 61 регулировки цветовой температуры и калибровки по гамма-излучению, модуль 62 обратного преобразования цветовой температуры и модуль 63 удвоения частоты и интерполяции кадров. Модуль 61 регулировки цветовой температуры и калибровки по гамма-излучению принимает прогрессивный сигнал с разрешающей способностью 4K×2K формата YUV, поступивший от модуля 34 распознавания и выделения контуров; осуществляет регулировку цветовой температуры в пределах цветового пространства YUV и калибровку по гамма-излучению, например поддерживает Y и регулирует UV при регулировке цветовой температуры, только калибрует Y и осуществляет тонкую настройку YUV; и выдает прогрессивный сигнал с разрешающей способностью 4K×2K формата YUV в модуль 62 обратного преобразования цветового пространства. Модуль 62 обратного преобразования цветового пространства принимает прогрессивный сигнал с разрешающей способностью 4K×2K формата YUV, реверсирует его цветовое пространство так, что он преобразуется в прогрессивный сигнал с разрешающей способностью 4K×2K формата RGB, и выдает его в модуль 63 удвоения частоты и интерполяции кадров. Модуль 63 удвоения частоты и интерполяции кадров принимает прогрессивный сигнал с разрешающей способностью 4K×2K формата RGB, осуществляет интерполяцию кадров, удвоение частоты, так что частота его кадров, по меньшей мере, удваивается, и выдает прогрессивный сигнал с разрешающей способностью 4K×2K формата RGB, имеющий удвоенную частоту, в UHD-дисплей 8.

В частности, устройство 7 для хранения и регулировки в основном осуществляет выдачу на выходе и прием сигнала управления для того, чтобы управлять каждым модулем декодера 4, каждым модулем устройства 5 для преобразования разрешения, каждым модулем управляющего устройства 6, и сохраняет кадр и данные каждого модуля декодера 4, каждого модуля устройства 5 для преобразования разрешающей способности, каждого модуля управляющего устройства 6 для того, чтобы осуществлять обработку изображений и преобразование сигналов.

Телевизор UHDTV, предлагаемый в соответствии с настоящим изобретением, способен осуществлять преобразование сигнала с разрешающей способностью 2K×1K в сигнал с разрешающей способностью 4K×2K, однако он не ограничивается вышеупомянутыми сигналами, например, позволяет осуществлять преобразование сигнала с разрешающей способностью 4K×2K в сигнал с разрешающей способностью 8K×4K.

Таким образом, телевизор UHDTV, предлагаемый в соответствии с настоящим изобретением, способен преобразовывать сигнал с разрешающей способностью 2K×1K в сигнал с разрешающей способностью 4K×2K. За счет последовательного осуществления диагональной интерполяции в горизонтальном направлении и вертикальном направлении становится возможным по существу исключить потерю четкости изображения и появление зубчатости границ изображения и, таким образом, улучшить чистоту изображения. Параметры интерполяционного алгоритма вычисляются исходя из сигнала с разрешающей способностью 2K×1K, что обеспечивает улучшение релевантности между пикселом интерполяции и соседним пикселом, вследствие чего уменьшается искажение изображения и достигается высокая эффективность интерполяции. Техническое решение, предлагаемое в соответствии с настоящим изобретением, является простым и надежным, имеет широкое применение.

Описанные выше предпочтительные примеры осуществления изобретения не могут рассматриваться как ограничивающие объем патентной охраны изобретения. Все эквивалентные конструкции или преобразования потоков данных и модификации или прямые или непрямые применения.

1. Способ преобразования разрешающей способности, включающий:

получение параметрической матрицы диагональной интерполяции в вертикальном направлении и параметрической матрицы диагональной интерполяции в горизонтальном направлении;

осуществление обработки путем диагональной интерполяции входного сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована, с получением в результате сигнала с требуемой разрешающей способностью исходя из параметрической матрицы диагональной интерполяции в вертикальном направлении и параметрической матрицы диагональной интерполяции в горизонтальном направлении.

2. Способ преобразования разрешающей способности по п. 1, отличающийся тем, что указанное получение параметрической матрицы диагональной интерполяции в вертикальном направлении включает:

осуществление обработки сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована, диагональной выборкой в вертикальном направлении с получением в результате сигнала с первой разрешающей способностью;

выполнение вычисления параметров диагональной интерполяции в вертикальном направлении в соответствии с интерполяционным алгоритмом исходя из сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована, и сигнала с первой разрешающей способностью с получением в результате параметрической матрицы диагональной интерполяции в вертикальном направлении.

3. Способ преобразования разрешающей способности по п. 2, отличающийся тем, что указанное получение параметрической матрицы диагональной интерполяции в горизонтальном направлении включает:

осуществление обработки сигнала с первой разрешающей способностью диагональной выборкой в горизонтальном направлении с получением в результате сигнала со второй разрешающей способностью;

выполнение вычисления параметров диагональной интерполяции в горизонтальном направлении в соответствии с интерполяционным алгоритмом исходя из сигнала с первой разрешающей способностью и сигнала со второй разрешающей способностью с получением в результате параметрической матрицы диагональной интерполяции в горизонтальном направлении.

4. Способ преобразования разрешающей способности по п. 1, отличающийся тем, что указанное осуществление обработки сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована, диагональной интерполяцией с получением в результате сигнала с требуемой разрешающей способностью исходя из параметрической матрицы диагональной интерполяции в вертикальном направлении и параметрической матрицы диагональной интерполяции в горизонтальном направлении включает:

осуществление обработки сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована, диагональной интерполяцией в горизонтальном направлении в соответствии с параметрической матрицей диагональной интерполяции в горизонтальном направлении с получением в результате сигнала с третьей разрешающей способностью;

осуществление обработки сигнала с третьей разрешающей способностью диагональной интерполяцией в вертикальном направлении в соответствии с параметрической матрицей диагональной интерполяции в вертикальном направлении с получением в результате сигнала с требуемой разрешающей способностью.

5. Способ преобразования разрешающей способности по п. 4, отличающийся тем, что:

указанное осуществление обработки сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована, диагональной интерполяцией в горизонтальном направлении в соответствии с параметрической матрицей диагональной интерполяции в горизонтальном направлении с получением в результате сигнала с третьей разрешающей способностью включает:

осуществление диагонального заполнения по горизонтали пикселей матрицы пикселей сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована, с получением в результате первой матрицы;

деление первой матрицы; и

выполнение вычисления диагональной интерполяцией по горизонтали значений заполненных пикселей первой матрицы и параметрической матрицы диагональной интерполяции в горизонтальном направлении и заполнение вычисленными значениями пикселей соответствующих пустых мест в первой матрице с получением в результате сигнала с третьей разрешающей способностью;

причем указанная обработка сигнала с третьей разрешающей способностью диагональной интерполяцией в вертикальном направлении в соответствии с параметрической матрицей диагональной интерполяции в вертикальном направлении с получением в результате сигнала с требуемой разрешающей способностью включает:

осуществление диагонального заполнения по вертикали пикселей матрицы пикселей сигнала с третьей разрешающей способностью с получением в результате второй матрицы;

деление второй матрицы;

выполнение вычисления диагональной интерполяцией по вертикали значений заполненных пикселей второй матрицы и параметрической матрицы диагональной интерполяции в вертикальном направлении и заполнение вычисленными значениями пикселей соответствующих пустых мест во второй матрице с получением в результате сигнала с требуемой разрешающей способностью.

6. Устройство для преобразования разрешающей способности, содержащее:

модуль для получения параметров диагональной интерполяции по вертикали, сконфигурированный для получения параметрической матрицы диагональной интерполяции в вертикальном направлении;

модуль для получения параметров диагональной интерполяции по горизонтали, сконфигурированный для получения параметрической матрицы диагональной интерполяции в горизонтальном направлении; и

модуль для получения сигнала с требуемой разрешающей способностью, сконфигурированный для осуществления обработки сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована, диагональной интерполяцией с получением в результате сигнала с требуемой разрешающей способностью исходя из параметрической матрицы диагональной интерполяции в вертикальном направлении и параметрической матрицы диагональной интерполяции в горизонтальном направлении.

7. Устройство для преобразования разрешающей способности по п. 6, отличающееся тем, что модуль для получения параметров диагональной интерполяции по вертикали содержит:

модуль диагональной выборки по вертикали, сконфигурированный для осуществления обработки сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована, диагональной выборкой в вертикальном направлении с получением в результате сигнала с первой разрешающей способностью; и

модуль для получения параметров диагональной интерполяции по вертикали, сконфигурированный для выполнения вычисления параметров диагональной интерполяции в вертикальном направлении в соответствии с интерполяционным алгоритмом исходя из сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована, и сигнала с первой разрешающей способностью с получением в результате параметрической матрицы диагональной интерполяции в вертикальном направлении.

8. Устройство для преобразования разрешающей способности по п. 7, отличающееся тем, что модуль для получения параметров диагональной интерполяции в горизонтальном направлении содержит:

модуль диагональной выборки по горизонтали, сконфигурированный для осуществления обработки сигнала с первой разрешающей способностью диагональной выборкой в горизонтальном направлении с получением в результате сигнала со второй разрешающей способностью; и

модуль для получения параметров диагональной интерполяции по горизонтали, сконфигурированный для выполнения вычисления параметров диагональной интерполяции в горизонтальном направлении в соответствии с интерполяционным алгоритмом исходя из сигнала с первой разрешающей способностью и сигнала со второй разрешающей способностью с получением в результате параметрической матрицы диагональной интерполяции в горизонтальном направлении.

9. Устройство для преобразования разрешающей способности по п. 6, отличающееся тем, что модуль для получения сигнала с требуемой разрешающей способностью содержит:

модуль диагональной интерполяции по горизонтали, сконфигурированный для осуществления обработки сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована, диагональной интерполяцией в горизонтальном направлении в соответствии с параметрической матрицей диагональной интерполяции в горизонтальном направлении с получением в результате сигнала с третьей разрешающей способностью; и

модуль диагональной интерполяции по вертикали, сконфигурированный для осуществления обработки сигнала с третьей разрешающей способностью диагональной интерполяцией в вертикальном направлении в соответствии с параметрической матрицей диагональной интерполяции в вертикальном направлении с получением в результате сигнала с требуемой разрешающей способностью.

10. Устройство для преобразования разрешающей способности по п. 9, отличающееся тем, что модуль для получения сигнала с требуемой разрешающей способностью дополнительно содержит:

устройство для буферизации кадров, сконфигурированное для осуществления обработки с задержкой путем буферизации сигнала, разрешающая способность которого должна быть преобразована и который является входным сигналом модуля диагональной интерполяции по горизонтали.

11. Устройство для преобразования разрешающей способности по п. 10, отличающееся тем, что модуль для получения сигнала с требуемой разрешающей способностью дополнительно содержит:

модуль распознавания и выделения контуров, сконфигурированный для осуществления обработки, обеспечивающей распознавание контура и выделение контура для сигнала с требуемой разрешающей способностью, полученного с помощью модуля диагональной интерполяции по вертикали.

12. Телевизор сверхвысокой четкости, содержащий:

декодер, сконфигурированный для декодирования и преобразования принятого сигнала и снятия на выходе прогрессивного сигнала с разрешающей способностью 2K×1K формата YUV;

устройство для преобразования разрешающей способности по любому из пп. 6-11, сконфигурированное для преобразования прогрессивного сигнала с разрешающей способностью 2K×1K формата YUV в прогрессивный сигнал с разрешающей способностью 4K×2K формата YUV;

управляющее устройство, сконфигурированное для осуществления обработки прогрессивного сигнала с разрешающей способностью 4K×2K формата YUV путем регулировки цветовой температуры, калибровки по гамма-излучению, обратного преобразования цветового пространства и удвоения частоты и интерполяции кадров, и для снятия на выходе прогрессивного сигнала удвоенной частоты с разрешающей способностью 4K×2K формата RGB; и

устройство для хранения и регулировки, сконфигурированное для управления декодером, устройством для преобразования разрешающей способности и управляющим устройством, а также для хранения данных декодера, устройства для преобразования разрешающей способности и управляющего устройства.