用于将多个视频信号同时显示于显示设备上的视频处理装置与方法

摘要

一种视频处理装置与视频处理方法，视频处理装置包含：解码电路，解码多个视频信号以产生多个已解码的视频信号；设置电路，自多个已解码的视频信号选择主已解码的视频信号，并且自剩余已解码的视频信号选择次已解码的视频信号；处理电路，对主已解码的视频信号与次已解码的视频信号执行影像处理操作，以产生已处理的视频信号；第一缓冲器，周期性地充当荧幕缓冲器与处理缓冲器；第二缓冲器，周期性地充当处理缓冲器与荧幕缓冲器；以及显示单元，周期性地将自第一缓冲器与第二缓冲器读取的已处理的视频信号显示于显示设备之上。

说明书

技术领域

本发明有关于视频帧(video frame)的显示，且特别有关于用于将多个视频 信号同时显示于显示设备之上的视频处理装置与视频处理方法。

背景技术

对于视频处理装置，例如电视机，通常采用传统双缓冲器程序(procedure) 以处理储存于缓冲器之中的视频信号，其中一个缓冲器用于储存正被显示或 将被显示的视频信号，另一个缓冲器用于储存正被混合或将被混合的视频信 号。因此，如何控制和驱动双缓冲器，以将多个视频信号同时显示于显示设 备之上，已成为本领域设计者欲解决的重要问题。

发明内容

本发明公开的目的是提供一种视频处理装置及与其相关的视频处理方 法，可将多个视频信号同时显示于显示设备之上，以解决上述问题。

本发明实施例提供一种视频处理装置，包含：解码电路，用于解码多个 视频信号以产生多个已解码的视频信号；设置电路，耦接于解码电路，用于 自多个已解码的视频信号选择主已解码的视频信号，并且自剩余已解码的视 频信号选择至少一次已解码的视频信号，其中主已解码的视频信号与至少一 次已解码的视频信号中的每一者包含多个帧；处理电路，耦接于设置电路， 用于对主已解码的视频信号与至少一次已解码的视频信号执行影像处理操 作，以产生已处理的视频信号；第一缓冲器，耦接于处理电路，第一缓冲器 周期性地充当荧幕缓冲器与处理缓冲器；第二缓冲器，耦接于处理电路，周 期性地充当处理缓冲器与荧幕缓冲器，其中第一缓冲器与第二缓冲器不同时 充当从党缓冲器，且第一缓冲器与第二缓冲器不同时充当处理缓冲器；以及 显示状元，耦接于第一缓冲器与第二缓冲器，用于周期性正错误第一缓冲器 与第二缓冲器读取的已处理的视频信号显示于显示设备之上。

本发明实施例另提供一种视频处理方法，用于将多个视频信号同时显示 于显示设备之上，所述视频处理方法包含：解码多个视频信号以产生多个已 解码的视频信号；自多个已解码的视频信号选择主已解码的视频信号，并且 自剩余已解码的视频信号选择至少一次已解码的视频信号；对主已解码的视 频信号与至少一次已解码的视频信号执行影像处理操作，以产生已处理的视 频信号；使用第一缓冲器周期性地充当荧幕缓冲器与处理缓冲器；使用第二 缓冲器周期性地充当处理缓冲器与荧幕缓冲器，其中第一缓冲器与第二缓冲 器不同时充当荧幕缓冲器，且第一缓冲器与第二缓冲器不同时充当处理缓冲 器；以及周期性地将自第一缓冲器与第二缓冲器读取的已处理的视频信号显 示于显示设备之上。

本发明公开的内容对于本领域技术人员在阅读下面的详细描述的实施例 中所示的数据和附图后是显而易见的。

附图说明

图1是根据本发明实施例的视频处理装置的示例架构的方块图。

图2是图1中所示的处理电路的示例实现的示意图。

图3(包含子图(3A)、(3B)与(3C))是说明图2中所示的处理电路如何对主 已解码的视频信号与至少一次已解码的视频信号执行影像处理操作以产生已 处理的视频信号的示意图。

图4(包含子图(4A)与(4B))是根据本发明实施例的说明如何将多个已解码 的视频信号同时显示于显示设备之上的示意图。

图5(包含子图(5A)与(5B))是根据本发明第一实施例的说明如何调整显示 于显示设备之上的多个已解码的视频信号的显示内容的示意图。

图6(包含子图(6A)与(6B))是根据本发明第二实施例的说明如何调整显示 于显示设备之上的多个已解码的视频信号的显示内容的示意图。

图7(包含子图(7A)与(7B))是根据本发明第三实施例的说明如何调整显示 于显示设备之上的多个已解码的视频信号的显示内容的示意图。

图8(包含子图(8A)与(8B))是根据本发明第四实施例的说明如何调整显示 于显示设备之上的多个已解码的视频信号的显示内容的示意图。

图9是根据本发明实施例的将多个视频信号同时显示于显示设备之上的 概扩方法的流程图。

图10是图9中所示的对主已解码的视频信号与至少一次已解码的视频信 号执行影像处理操作以产生已处理的视频信号的详细步骤的流程图。

图11是根据本发明另一实施例的将多个视频信号同时显示于显示设备之 上的概扩方法的流程图。

具体实施方式

于说明书及后续的申请专利范围当中使用了某些词汇来指称特定的元 件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同样 的元件。本说明书及后续的申请专利范围并不以名称的差异来作为区分元件 的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。于通篇说明书及后 续的请求项当中所提及的“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但 不限定于”。另外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。 因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接 电气连接于该第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地电气连接至该第 二装置。

图1是根据本发明实施例的视频处理装置100的示例架构的方块图。如 图所示，视频处理装置100包含但不限于，解码电路110、设置电路120、处 理电路130、多个缓冲器(例如缓冲器140与缓冲器150)、显示单元160以及 显示设备(例如显示面板)170。解码电路110用于解码多个视频信号V1’～Vn’ 以产生多个已解码的视频信号V1～Vn。设置电路120耦接于解码电路110， 用于自多个已解码的视频信号V1～Vn中选择主已解码的视频信号，并且自 剩余已解码的视频信号选择至少一次已解码的视频信号(sub-decoded video  signal)，其中主已解码的视频信号与至少一次已解码的视频信号中的每一者包 含多个帧(即视频帧)。举例而言，于一实施例中，第一已解码的视频信号V1 被选择为主已解码的视频信号，并且剩余已解码的视频信号V2～Vn被选择 为次已解码的视频信号。于另一实施例中，第二已解码的视频信号V2被选择 为主已解码的视频信号，并且剩余已解码的视频信号V1与V3～Vn被选择为 次已解码的视频信号。请注意，选择的次已解码的视频信号的数量是可调整 的。

此外，处理电路130耦接于设置电路120，并用于对主已解码的视频信号 (例如第一已解码的视频信号V1)与该至少一次已解码的视频信号(例如已解码 的视频信号V2～Vn)执行影像处理操作，以产生已处理的视频信号Vp。另外， 处理电路130更用于控制已解码的视频信号V1～Vn的帧频。举例而言，若 主已解码的视频信号V1的帧频等于30fps(frames per second，每秒的帧数)并 且次已解码的视频信号V2的帧频等于60fps，则每当主已解码的视频信号 V1的一个帧被处理时，处理电路130需要丢弃次已解码的视频信号V2的一 个帧。类似地，若主已解码的视频信号V1的帧频等于60fps并且次已解码的 视频信号V2的帧频等于30fps，则每当主已解码的视频信号V1的一个帧被 处理时，处理电路130需要重复次已解码的视频信号V2的一个帧。

另外，缓冲器140与缓冲器150皆耦接于处理电路130。这里，缓冲器 140可周期性地(cyclically)充当荧幕缓冲器(on-screen buffer)与处理缓冲器 (on-process buffer)，其中荧幕缓冲器用于储存正被显示或将被显示的已处理的 视频信号Vp，处理缓冲器用于储存正被混合或将被混合的已处理的视频信号 Vp。举例而言，缓冲器140于当前阶段充当荧幕缓冲器/处理缓冲器，而于下 一阶段充当处理缓冲器/荧幕缓冲器。缓冲器150周期性地充当处理缓冲器与 荧幕缓冲器，其中处理缓冲器用于储存正被混合或将被混合的已处理的视频 信号Vp，荧幕缓冲器用于储存正被显示或将被显示的已处理的视频信号Vp。 举例而言，缓冲器150于当前阶段充当处理缓冲器/荧幕缓冲器，并于下一阶 段充当荧幕缓冲器/处理缓冲器。请注意，缓冲器140与缓冲器150不同时充 当荧幕缓冲器，且缓冲器140与缓冲器150不同时充当处理缓冲器。亦即， 于当前阶段期间，缓冲器140充当荧幕缓冲器而缓冲器150充当处理缓冲器； 于下一阶段期间，缓冲器150充当荧幕缓冲器而缓冲器140充当处理缓冲器， 以此类推。缓冲器140与缓冲器150可由乒乓缓冲器(ping-pong buffer)技术实 现，因其被本领域技术人员广泛使用，故为简洁起见省略进一步的描述。

显示单元160，耦接于缓冲器140与缓冲器150，用于周期性地将自缓冲 器140读取的已处理的视频信号Vp1与自缓冲器150读取的已处理的视频信 号Vp2显示于显示设备170之上。请注意，显示单元160根据选择的主已解 码的视频信号的帧频将自缓冲器140读取的已处理的视频信号Vp1与自缓冲 器150读取的已处理的视频信号Vp2显示于显示设备170之上。

请注意，上文提及的元件，包含解码电路110、设置电路120、处理电路 130、缓冲器140与缓冲器150、及/或显示单元160，可实施于电视机或蓝光 光盘(Blu-ray disc，BD)播放器之中，但本发明并不仅限于此。另外，解码电 路110、设置电路120与处理电路130中的每一者可由软件/固件、硬件、或 其组合实现。于不脱离本发明精神的前提下，本领域技术人员可轻易想到实 现图1中所示的解码电路110、设置电路120与处理电路130的功能的各种变 形。

请结合图3参考图2。图2是图1中所示的处理电路130的示例实现的示 意图，以及图3(包含子图(3A)、(3B)与(3C))是说明图2中所示的处理电路130 如何对主已解码的视频信号与至少一次已解码的视频信号执行影像处理操作 以产生已处理的视频信号的示意图。如图2中所示，处理电路130包含但不 限于，重调(resize)单元210与混合单元220。重调单元210用于对主已解码的 视频信号(例如前述设置电路120选择的第一已解码的视频信号V1)与至少一 次已解码的视频信号(例如前述设置电路120选择的已解码的视频信号V2～ Vn)执行重调操作，以产生重调后的主已解码的视频信号(例如V1”)与重调后 的次已解码的视频信号(例如V2”～Vn”)。混合单元220耦接于重调单元210， 用于对已重调的主已解码的视频信号(例如V1”)与至少一已重调的次已解码 的视频信号(例如V2”～Vn’’)执行混合操作，以产生已处理的视频信号Vp。

如图3中(3A)所示，已解码的视频信号V1～Vn中的每一者的帧尺寸等于 FS1。于对主已解码的视频信号(例如第一已解码的视频信号V1)与至少一次已 解码的视频信号(例如已解码的视频信号V2～Vn)执行重调操作之后，已重调 的主已解码的视频信号V1”的帧尺寸等于FS2，并且已重调的次已解码的视 频信号V2”～Vn”中的每一者的帧尺寸等于FS3。于对已重调的主已解码的视 频信号V1”与已重调的次已解码的视频信号V2”～Vn’’执行混合操作之后， 已处理的视频信号Vp的帧尺寸变为FS4。请注意，帧尺寸FS2小于帧尺寸 FS1(即FS2<FS1)，并且帧尺寸FS3小于帧尺寸FS2(即FS3<FS2)。另外，因 所有已重调的主已解码的视频信号与已重调的次已解码的视频信号将被同时 显示，故已重调的主已解码的视频信号V1”与已重调的次已解码的视频信号 V2”～Vn’’的帧尺寸的和小于或等于已处理的视频信号Vp的帧尺寸FS4，可 表示为：1*FS2+M*FS3≦FS4；其中M代表选择的次已解码的视频信号的数 量，而于上述实施例中，M等于(n-1)。

图4(包含子图(4A)与(4B))是根据本发明实施例的说明如何将多个已解码 的视频信号同时显示于显示设备之上的示意图。如(4A)所示，多个形成已处理 的视频信号Vp的已解码的视频信号V1～Vn，被同时显示于图1中所示的显 示设备170的显示荧幕之上。如(4A)所示，第一已解码的视频信号V1被选择 为主已解码的视频信号，其他已解码的视频信号V2～Vn被选择为次已解码 的视频信号。如(4B)所示，第二已解码的视频信号V2被选择为主已解码的视 频信号，其他已解码的视频信号V1与V3～Vn被选择为次已解码的视频信号。 请注意，于(4A)中，已处理的视频信号Vp根据第一已解码的视频信号V1(即 主已解码的视频信号)的帧频被显示于显示设备170之上；然而，于(4B)中， 已处理的视频信号Vp根据第二已解码的视频信号V2的帧频被显示于显示设 备170之上，其中第二已解码的视频信号V2此时被选择为主已解码的视频信 号。

于下述实施例中，列举多个范例以说明于不同状况下，如何调整显示于 显示设备之上的多个已解码的视频信号的显示内容。

图5(包含子图(5A)与(5B))是根据本发明第一实施例的说明如何调整显示 于显示设备之上的多个已解码的视频信号的显示内容的示意图。(5A)与(5B) 中所示的范例的区别在于用于显示次已解码的视频信号V2～Vn的显示区域 的安排不同。更确切而言，如(5A)中所示，次已解码的视频信号V2～Vn自左 至右根据V2→V3→…→Vn的顺序，被连续显示于显示设备170的显示区域 之上；而如(5B)中所示，次已解码的视频信号Vn～V2自左至右根据 Vn→V(n-1)→…V3→V2的顺序，被连续显示于显示设备170的显示区域之上。

图6(包含子图(6A)与(6B))是根据本发明第二实施例的说明如何调整显示 于显示设备之上的多个已解码的视频信号的显示内容的示意图。于特定次已 解码的视频信号结束(例如特定次已解码的视频信号不携带视频数据，或特定 次已解码的视频信号的传输状态恶劣故特定次已解码的视频信号不可用)的状 况下，特定次已解码的视频信号不显示于显示设备170之上。举例而言，如(6A) 中所示，主已解码的视频信号V1与次已解码的视频信号V2～Vn起初被显示 于显示设备170之上。当次已解码的视频信号Vn结束时，由于次已解码的视 频信号Vn没有要显示的视频数据，次已解码的视频信号Vn不显示于显示设 备170之上，如(6B)中所示。

图7(包含子图(7A)与(7B))是根据本发明第三实施例的说明如何调整显示 于显示设备之上的多个已解码的视频信号的显示内容的示意图。于所有次已 解码的视频信号结束(例如每一次已解码的视频信号不携带视频数据)的状况 下，调整对主已解码的视频信号执行的重调操作，以根据显示设备170之解 析度更新主已解码的视频信号。举例而言，如(7A)中所示，仅主已解码的视频 信号V1与次已解码的视频信号Vn被显示于显示设备170之上。当所有次已 解码的视频信号结束时，主已解码的视频信号V1根据显示设备170的解析度 被重调。通过此范例，但并非限定，主已解码的视频信号V1可被重调至显示 设备170的全荧幕。

图8(包含子图(8A)与(8B))是根据本发明第四实施例的说明如何调整显示 于显示设备之上的多个已解码的视频信号的显示内容的示意图。于起初选择 的主已解码的视频信号结束的状况下，一个已解码的视频信号自次已解码的 视频信号中被选择为新的主已解码的视频信号，或另一已解码的视频信号被 选择为新的主已解码的视频信号。举例而言，如(8A)中所示，主已解码的视频 信号V1与次已解码的视频信号V2～Vn起初被显示于显示设备170之上。当 起初选择的主已解码的视频信号V1结束时，次已解码的视频信号V2被选择 为新的主已解码的视频信号然后被显示，如(8B)中所示。

本领域技术人员可不脱离本发明精神而对实现于不同状况下调整显示于 显示设备之上的多个已解码的视频信号的显示内容的目标作出各种修改。这 些替代设计皆属本发明的范围。

图9是根据本发明实施例的将多个视频信号同时显示于显示设备之上的 方法的流程图。请注意，所述步骤并非必需依图9中所示的顺序执行，只要 结果实质上相同即可。所述方法包含下列步骤：

步骤S900：开始。

步骤S910：解码多个视频信号以产生多个已解码的视频信号。

步骤S920：自多个已解码的视频信号选择主已解码的视频信号，并且自 剩余已解码的视频信号选择至少一次已解码的视频信号。

步骤S930：对主已解码的视频信号与至少一次已解码的视频信号执行影 像处理操作，以产生已处理的视频信号。

步骤S940：使用第一缓冲器周期性地充当荧幕缓冲器与处理缓冲器，其 中荧幕缓冲器用于储存正被显示或将被显示的已处理的视频信号，处理缓冲 器用于储存正被混合或将被混合的已处理的视频信号。

步骤S950：使用第二缓冲器周期性地充当处理缓冲器与荧幕缓冲器，其 中处理缓冲器用于储存正被混合或将被混合的已处理的视频信号，荧幕缓冲 器用于储存正被显示或将被显示的已处理的视频信号。

步骤S960：周期性地将自第一缓冲器与第二缓冲器读取的已处理的视频 信号显示于显示设备之上。

因本领域技术人员可于阅读上述关于图1中所示的视频处理装置100的 段落后理解图9中的步骤的细节，故为简洁起见省略进一步的描述。步骤S910 可由解码电路110执行，步骤S920可由设置电路120执行，步骤S930可由 处理电路130执行，步骤S940与S950可由缓冲器140与缓冲器150执行， 以及步骤S960可由显示单元160与显示设备170执行。请注意，步骤S960 可根据主已解码的视频信号的帧频，通过周期性地将自第一缓冲器与第二缓 冲器读取的已处理的视频信号显示于显示设备之上而执行。

请注意，上述流程图的步骤仅用于说明的目的，并非作为本发明范围的 限定。举例而言，步骤S930可更包含一些详细步骤。请参考图10，图10是 图9中所示的对主已解码的视频信号与至少一次已解码的视频信号执行影像 处理操作以产生已处理的视频信号(即步骤S930)的详细步骤的流程图。所述 方法包含，但不限于，下列步骤：

步骤S1010：对主已解码的视频信号与至少一次已解码的视频信号执行重 调操作，以产生已重调的主已解码的视频信号与至少一已重调的次已解码的 视频信号。

步骤S1020：对已重调的主已解码的视频信号与至少一已重调的次已解码 的视频信号执行混合操作，以产生已处理的视频信号。

本领域技术人员可于阅读上述关于图2与图3中所示的处理电路130的 重调单元210与混合单元220的段落后理解图10中的步骤的细节，故为简洁 起见省略进一步的描述。请注意，步骤S1010与S1020可被修改以满足不同 状况。作为说明，于所有已重调的次已解码的视频信号结束的状况下，于步 骤S1010中对主已解码的视频信号执行的重调操作可被改变以根据显示设备 的解析度更新主已解码的视频信号。步骤S1020可被修改以根据已重调的主 已解码的视频信号与多个已重调的次已解码的视频信号的显示区域，对已重 调的主已解码的视频信号与多个已重调的次已解码的视频信号执行混合操 作，从而产生已处理的视频信号。此外，因关于步骤S1010与S1020的变形 亦于上述图5与图7中所示的实施例详细说明，故为简洁起见省略进一步的 描述。

图11是根据本发明另一实施例的将多个视频信号同时显示于显示设备之 上的概扩方法的流程图。所述概扩方法包含，但不限于，下列步骤：

步骤S900：开始。

步骤S910：解码多个视频信号以产生多个已解码的视频信号。

步骤S920：自多个已解码的视频信号选择主已解码的视频信号，并且自 剩余已解码的视频信号选择至少一次已解码的视频信号。

步骤S1110：决定起初选择的主已解码的视频信号是否结束。当起初选择 的主已解码的视频信号结束时，转到步骤S1120；否则，转到步骤S930。

步骤S1120：自至少一次已解码的视频信号中选择一个已解码的视频信 号，作为新的主已解码的视频信号。

步骤S930：对主已解码的视频信号与至少一次已解码的视频信号执行影 像处理操作，以产生已处理的视频信号。

步骤S940：使用第一缓冲器周期性地充当荧幕缓冲器与处理缓冲器，其 中荧幕缓冲器用于储存正被显示或将被显示的已处理的视频信号，处理缓冲 器用于储存正被混合或将被混合的已处理的视频信号。

步骤S950：使用第二缓冲器周期性地充当处理缓冲器与荧幕缓冲器，其 中处理缓冲器用于储存正被混合或将被混合的已处理的视频信号，荧幕缓冲 器用于储存正被显示或将被显示的已处理的视频信号。

步骤S960：周期性地将自第一缓冲器与第二缓冲器读取的已处理的视频 信号显示于显示设备之上。

步骤S1130：当尚未准备好待显示的处理缓冲器的已处理的视频信号时， 显示荧幕缓冲器的已处理的视频信号，直到处理缓冲器的已处理的视频信号 已准备好。

图11中所示的步骤与图9中所示的步骤相似，它们之间的主要区别在于， 图11中所示的流程图更包含当起初选择的主已解码的视频信号结束时用于选 择新的主已解码的视频信号的步骤(即步骤S1110与S1120)，以及当尚未准备 好待显示的处理缓冲器的已处理的视频信号时，显示荧幕缓冲器的已处理的 视频信号，直到处理缓冲器的已处理的视频信号已准备好步骤(即步骤S1130)。 请注意，步骤S1110与S1120亦为图8中所示的实施例的详细说明。因此， 为简洁起见省略进一步的描述。

请注意，上述流程图的步骤仅用于说明的目的，并非作为本发明范围的 限定。本领域技术人员可不脱离本发明精神而理解图9、图10与图11中所示 的方法可包含其它中间步骤或某些步骤可合并为一个步骤。

总而言之，本发明的实施例提供视频处理装置与视频处理方法，用于将 多个视频信号同时显示于显示设备之上。通过采用两个缓冲器轮流充当荧幕 缓冲器与处理缓冲器，其中荧幕缓冲器用于储存正被显示或将被显示的已处 理的视频信号，处理缓冲器用于储存正被混合或将被混合的已处理的视频信 号，视频处理装置可将多个视频信号同时显示于显示设备之上。此外，为满 足不同状况，显示设备上的已解码的视频信号的显示内容可被调整，其亦属 本发明的范畴。

在本发明的教导内，本领域技术人员可轻而易举的获得所作出的各种调 整与变化。