實現在屏顯示半透明的裝置、系統及方法

2023-07-11 10:48:31

專利名稱：實現在屏顯示半透明的裝置、系統及方法
技術領域：
本發明涉及一種影像處理裝置、系統及方法，尤其涉及一種實現在屏顯示(On Screen Display，OSD)半透明的裝置、系統及方法。
背景技術：
目前，在屏顯示(On Screen Display，OSD)技術廣泛應用於圖像處理系統中，比如電視、個人計算機(Personal Computer，PC)以及移動終端。OSD的作用為在屏幕顯示中顯示各種附加信息。例如，當我們調節電視圖像時，按下「菜單」鍵電視屏幕中便會彈出一OSD用於顯示顯示器各項調節項目信息。該OSD有助於觀察及調節顯示器的各項性能指針。
但是，傳統的OSD技術，在電視、PC及移動終端的屏幕上顯示OSD時通常會出現OSD掩蓋原視頻圖像的情況。參閱圖4，圖4中(e)部分為原視頻圖像，(f)部分為OSD圖像，如(g)部分所示，首先去除OSD圖像的背景顏色，即使背景顏色變成透明，然後再將OSD圖像與視頻圖像混合，便出現如(h)部分顯示的圖像。OSD圖像部分掩蓋了其後的視頻圖像，影響視頻圖像的觀看效果。
如果當OSD圖像疊加在視頻圖像上時，能夠實現OSD圖像半透明的效果，那麼上述的問題將迎刃而解。觀看者即可看到OSD圖像的附加信息，又可同時看到其後的視頻圖像。
習知的在屏幕顯示上實現OSD半透明的系統及方法，通常採用RGB(Red，Green and Blue，三原色)格式的運算方法實現。將前置OSD信號的RGB值與背景視頻信號的RGB值通過混合(AlphaBlending)運算實現OSD圖像的半透明。Alpha的取值在0到1的範圍內。通過Alpha的取值不同，實現不同程度的半透明效果。可參考如下運算方式(OSD信號的RGB值分別記為ForegroundRed、ForegroundGreen及ForegroundBlue；視頻信號的RGB值分別記為BackgroundRed、BackgroundGreen及BackgroundBlue；Alpha的取值記為α)BlendedRed=ForegroundRed*+BackgroundRed*(1-)BlendedGreen=ForegroundGreen*+BackgroundGreen*(1-)BlendedBlue=ForegroundBlue*+BackgroundBlue*(1-)]]>上述通過RGB運算方式實現半透明的方法，雖然可以通過改變α值實現各種不同程度的半透明效果，但是，由於其採用RGB格式處理信號，運算過程中需要乘法器，運算複雜。
針對上述不足，需要一種運算簡單，效率高的裝置、系統及方法來實現OSD在視頻顯示上的半透明。

發明內容本發明所要解決的技術問題在於提供一種實現在屏顯示(OnScreen Display，OSD)半透明的裝置，可透過簡單的運算，高效率的實現OSD在視頻顯示上的半透明。
本發明所要解決的另一技術問題在於提供一種實現OSD半透明的系統，可透過簡單的運算，高效率的實現OSD在視頻顯示上的半透明。
本發明所要解決的又一技術問題在於提供一種實現OSD半透明的方法，可透過簡單的運算，高效率的實現OSD在視頻顯示上的半透明。
為解決第一技術問題，本發明的實施方式中提供的實現OSD半透明的裝置包括有一比較器，用於接收OSD信號及與當前OSD信號相匹配的將被透明的背景顏色的標識數據，根據該標識數據識別OSD信號中與其相同的背景顏色數據，並根據識別結果輸出一控制信號；一輸出控制單元，用於接收OSD信號中的UV信號，視頻信號中的UV信號及比較器輸出的控制信號，根據控制信號選擇輸出視頻信號的UV值或OSD信號的UV值，當OSD信號中的背景顏色數據與標識數據相同時，輸出視頻信號UV值，反之，輸出OSD信號UV值。
為解決第二技術問題，本發明的實施方式中提供的實現OSD半透明的系統包括有一視頻信號接收器，用於接收視頻信號數據，並輸出YUV格式的視頻信號；一OSD信號接收器，用於接收OSD信號數據，並輸出YUV格式的OSD信號；一OSD透明標識器，用於接收與當前OSD信號匹配的將被透明的背景顏色的標識數據；一比較器，與OSD信號接收器及OSD透明標識器相連，用於接收OSD信號及將被透明的背景顏色的標識數據，根據該標識數據識別OSD信號中與其相同的背景顏色數據，並根據識別結果輸出一控制信號；一輸出控制單元，與視頻信號接收器、OSD信號接收器及比較器相連，用於根據比較器輸出的控制信號選擇輸出視頻信號UV值或OSD信號UV值，當OSD信號中的背景顏色數據與標識數據相同時，輸出視頻信號UV值，反之，輸出OSD信號UV值；一顯示器，與視頻信號接收器及輸出控制單元相連，用於將視頻信號Y值與輸出控制單元選擇輸出的UV值混合後顯示出來。
為解決第三技術問題，本發明的實施方式中提供的實現OSD半透明的方法包括有以下步驟(a)接收並處理視頻信號及OSD信號；(b)接收與當前OSD信號匹配的將被透明的背景顏色的標識數據；(c)根據標識數據在OSD信號中識別與其相同的背景顏色數據；(d)若OSD信號中背景顏色數據與標識數據相同，輸出視頻信號的UV值，反之，輸出OSD信號的UV值；(e)將視頻信號的Y值與步驟(d)輸出的UV值混合後顯示出來。
採用本發明所述的實現OSD半透明的裝置、系統及方法，視頻信號及OSD信號在YUV格式下經過簡單的運算便可實現OSD在視頻顯示上的半透明。

圖1表示本發明實現在屏顯示(On Screen Display，OSD)半透明系統的架構圖。
圖2表示本發明實現OSD半透明方法的流程圖。
圖3表示本發明實現OSD半透明的圖像顯示示例。
圖4表示習知的OSD圖像顯示示例。
具體實施方式


圖像信號在傳輸及處理時通常採用YUV格式。YUV(亦稱YCrCb)是被歐洲電視系統所採用的一種顏色編碼方法(屬於PAL制式)，「Y」表示明亮度即灰階值，「U」和「V」表示色度，描述圖像色彩及飽和度，用於指定像素的顏色。由於人的視覺對明亮度的感覺較靈敏，而對色度感覺較弱。因此在不影像圖像顯示效果的情況下，壓縮YUV格式信號可丟掉部分的色度信號。習知的採用RGB格式的混合(Alpha Blending)運算法則實現在屏顯示(On Screen Display，OSD)半透明的方法，不僅運算複雜，還需要將原本YUV格式信號轉換為RGB格式。而採用YUV格式運算法實現OSD半透明，不僅運算簡單，且省去了將原本YUV格式信號轉換為RGB格式之繁雜，並避免了由此造成的圖像失真等缺點。
參閱圖1，為本發明實現OSD半透明系統的架構圖。該系統包括有視頻信號接收器100、OSD信號接收器200、OSD透明標識器300、OSD半透明實現器400及顯示器500。其中，OSD半透明實現器400又包括緩衝器410、寄存器420、比較器430及輸出控制單元440。在本實施方式中，緩衝器410進一步包括第一緩衝器412、第二緩衝器414及第三緩衝器416。
視頻信號接收器100用於接收視頻信號，並輸出YUV格式的視頻信號Y1U1V1。其中，視頻信號Y1U1V1中的Y1信號被傳送至第一緩衝器412，U1V1信號被傳送至第二緩衝器414。OSD信號接收器200用於接收OSD信號，並輸出YUV格式的OSD信號Y2U2V2。其中，OSD信號Y2U2V2中的U2V2信號被傳送至第三緩衝器416。在本實施方式中，視頻信號接收器100接收的信號為YUV格式。OSD信號接收器20O接收的信號也為YUV格式。在本發明的其它實施方式中，若OSD信號接收器200接收的OSD信號非YUV格式，例如，一RGB格式的信號，則可利用轉換器(未畫出)將RGB格式信號轉換為YUV格式。提供下述將RGB格式轉換為YUV格式的運算方法V=(0.439*R)-(0.368*G)-(0.071*B)+128U=-(0.148*R)-(0.291*G)+(0.4936*B)+128]]>OSD透明標識器300用於接收與當前OSD信號Y2U2V2相匹配的將被透明的背景顏色的標識數據Y3U3V3。在本實施方式中，每一組OSD信號Y2U2V2均有一將被透明的背景顏色的標識數據Y3U3V3與其相匹配。寄存器420連接於OSD透明標識器300用於存儲標識數據Y3U3V3。比較器430與OSD信號接收器200及寄存器420相連，用於從寄存器420接收標識數據Y3U3V3，並根據標識數據Y3U3V3識別OSD信號Y2U2V2中相同的背景顏色數據，並根據識別結果輸出一控制信號到輸出控制單元440。第一緩衝器412連接於視頻信號接收器100與顯示器500之間，用於存儲視頻信號Y1U1V1之Y1值。第二緩衝器414連接於視頻信號接收器100與輸出控制單元440之間，用於存儲視頻信號Y1U1V1之U1V1值。第三緩衝器416連接於OSD信號接收器200與輸出控制單元440之間，用於存儲OSD信號Y2U2V2之U2V2值。輸出控制單元440根據比較器430輸出的控制信號選擇輸出視頻信號U1V1值或OSD信號U2V2值。在本實施方式中，當OSD信號的背景顏色數據Y2U2V2與標識數據Y3U3V3相同時，輸出視頻信號U1V1值，反之，輸出OSD信號U2V2值。被選擇輸出的值被稱為U4V4。最後，顯示器500將視頻信號Y1值與U4V4值混合後顯示出來。
參閱圖2，為本發明實現OSD半透明的方法流程圖。步驟S1002，緩衝器410接收視頻信號及OSD信號，並輸出YUV格式的視頻信號及OSD信號。本實施方式中，OSD信號接收器200接收的OSD信號為YUV格式。在本發明的其它實施方式中，若接收到的OSD信號為RGB格式，則OSD信號接收器200中的轉換器(未畫出)將RGB格式信號轉換成YUV格式。步驟S1004，OSD透明標識器300接收與當前OSD信號相匹配的將被透明的背景顏色的標識數據，即接收OSD透明標識數據。步驟S1006，將上述標識數據存儲於寄存器420，寄存器420將根據OSD透明標識器300所接收的標識數據更新寄存器值。步驟S1008，比較器430根據寄存器420存儲的標識數據識別OSD信號中與其相同的背景顏色數據。步驟S1010，若OSD信號的背景顏色數據與標識數據不相同，輸出控制單元440輸出OSD信號的UV值。步驟S1012，若OSD信號的背景顏色數據與標識數據相同，輸出控制單元440輸出視頻信號的UV值。最後，在步驟S1014，顯示器500將視頻信號的Y值與輸出控制單元440選擇輸出的UV值混合後顯示出來。
參閱圖3，為實現OSD半透明過程中經過各個階段處理後的圖像顯示示例。圖3(a)部分所示為視頻圖像，圖3(b)部分所示為OSD圖像，經過比較器後，如圖3(c)部分所示，OSD信號中的Y值被去除，且與標識數據相同的背景顏色變為透明，與標識數據不相同的顏色被保留。最後，顯示器顯示如圖3(d)部分所示的圖像。該圖像使用視頻信號的Y值，且當OSD信號的背景顏色數據與標識數據相同，即(c)部分中透明部分，顯示視頻信號的UV值，當OSD信號的背景顏色數據與標識數據不相同，顯示OSD信號的UV值。
權利要求
1.一種實現在屏顯示(On Screen Display，OSD)半透明的裝置，用於實現OSD信號在視頻信號上的半透明，其特徵在於該裝置包括有一比較器，用於接收OSD信號及與當前OSD信號相匹配的將被透明的背景顏色的標識數據，根據該標識數據識別OSD信號中與其相同的背景顏色數據，並根據識別結果輸出一控制信號；一輸出控制單元，用於接收OSD信號中的UV信號，視頻信號中的UV信號及比較器輸出的控制信號，根據控制信號選擇輸出視頻信號的UV值或OSD信號的UV值，當OSD信號中的背景顏色數據與標識數據相同時，輸出視頻信號UV值，反之，輸出OSD信號UV值。
2.如權利要求1所述的實現OSD半透明的裝置，其特徵在於還包括一緩衝器，用於存儲視頻信號及OSD信號。
3.如權利要求2所述的實現OSD半透明的裝置，其特徵在於緩衝器進一步包括一第一緩衝器，用於存儲視頻信號的Y值。
4.如權利要求2所述的實現OSD半透明的裝置，其特徵在於緩衝器進一步包括一與輸出控制單元相連的第二緩衝器，用於存儲視頻信號的UV值。
5.如權利要求2所述的實現OSD半透明的裝置，其特徵在於緩衝器進一步包括一與輸出控制單元相連的第三緩衝器，用於存儲OSD信號的UV值。
6.如權利要求1所述的實現OSD半透明的裝置，其特徵在於還包括一暫存器，用於存儲與當前OSD信號相匹配的將被透明的背景顏色的標識數據，並輸出給比較器。
7.一種實現OSD半透明的系統，包括有一視頻信號接收器，用於接收視頻信號數據，並輸出YUV格式的視頻信號；一OSD信號接收器，用於接收OSD信號數據，並輸出YUV格式的OSD信號；一OSD透明標識器，用於接收與當前OSD信號相匹配的將被透明的背景顏色的標識數據；其特徵在於所述實現OSD半透明的系統還包括有一比較器，與OSD信號接收器及OSD透明標識器相連，用於接收OSD信號及將被透明的背景顏色的標識數據，根據該標識數據識別OSD信號中與其相同的背景顏色數據，並根據識別結果輸出一控制信號；一輸出控制單元，與視頻信號接收器、OSD信號接收器及比較器相連，用於根據控制信號選擇輸出視頻信號UV值或OSD信號UV值，當OSD信號中的背景顏色數據與標識數據相同時，輸出視頻信號UV值，反之，輸出OSD信號UV值；及一顯示器，與視頻信號接收器及輸出控制單元相連，用於將視頻信號Y值與輸出控制單元選擇輸出的UV值混合後顯示出來。
8.如權利要求7所述的實現OSD半透明的系統，其特徵在於OSD信號接收器進一步包括有一轉換器，用於將接收到的RGB格式信號轉換為YUV格式。
9.如權利要求7所述的實現OSD半透明的系統，其特徵在於還包括一連接於視頻信號接收器與顯示器之間的第一緩衝器，用於存儲視頻信號的Y值。
10.如權利要求7所述的實現OSD半透明的系統，其特徵在於還包括一連接於視頻信號接收器與輸出控制單元之間的第二緩衝器，用於存儲視頻信號的UV值。
11.如權利要求7所述的實現OSD半透明的系統，其特徵在於還包括一連接於OSD信號接收器與輸出控制單元之間的第三緩衝器，用於存儲OSD信號的UV值。
12.如權利要求7所述的實現OSD半透明的系統，其特徵在於還包括一連接於OSD透明標識器與比較器之間的寄存器，用於存儲與當前OSD信號相匹配的將被透明的背景顏色標識數據。
13.一種實現OSD半透明的方法，包括有如下步驟(a)接收並處理視頻信號及OSD信號；(b)接收與當前OSD信號相匹配的將被透明的背景顏色的標識數據；其特徵在於所述的實現OSD半透明的方法還包括有步驟(c)根據標識數據在OSD信號中識別與其相同的背景顏色數據；(d)若OSD信號中背景顏色數據與標識數據相同，輸出視頻信號的UV值，反之，輸出OSD信號的UV值；(e)將視頻信號的Y值與步驟(d)輸出的UV值混合後輸出。
14.如權利要求13所述的實現OSD半透明的方法，其特徵在於步驟(a)進一步包括有如下步驟(a1)判斷OSD信號是否為YUV格式，若是則輸出；否則(a2)將非YUV格式的OSD信號轉換為YUV格式。
全文摘要
一種實現在屏顯示(On Screen Display，OSD)半透明的裝置，用於實現OSD信號在視頻信號上的半透明。該裝置包括一比較器，用於接收OSD信號及與該OSD信號匹配的將被透明的背景顏色的標識數據，根據該標識數據識別OSD信號中相同的背景顏色數據，並根據識別結果輸出一控制信號；一輸出控制單元，用於接收OSD信號中的UV信號，視頻信號中的UV信號及上述控制信號，根據控制信號選擇輸出視頻信號的UV值或OSD信號的UV值。該裝置透過簡單的運算方式，高效率的實現了OSD信號在視頻信號上的半透明。
文檔編號G09G5/00GK1856034SQ200510034478
公開日2006年11月1日 申請日期2005年4月28日 優先權日2005年4月28日
發明者粟紀中 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司, 鴻海精密工業股份有限公司