[发明专利]多源图像实时混合和防混淆的方法和装置

说明书

一般地说，本发明涉及图像显示装置和方法，特别是涉及对来自多个图像源的图像同时显示。

在一个新式显示系统中，可以显示来自多图像源的数据。这些图像是被利用所谓“窗口”来进行显示的，在这种窗口技术中，一个图像源分配给一个显示区。然而，当多图像源的输出必须协调显示时，问题就出现了。当有一个以上的图像源需要显示时，需要一种机制来协调单个显示监视器上的输出。

一种直截了当的解决办法是设计这样的系统，使其在某一时刻只能显示一个图像源。例如，如果选择了高清晰度电视(HDTV)的取样器输入，那么只有HDTB的输出送至显示器。然而，随着在图形系统中对于“窗口”需要的增加以及对于存在的多于一个视频源的多煤体环境的重视，这种相对简单的解决办法就不行了。

为了实现窗口，必须有这样一种机制，以便在由一个监视器屏幕确定的全部区域中，将不同的子区域分配给不同的视频源。图1表示一个开窗口的图形监视器屏幕的例子。区域A可以分配给本机主机或工作站。区域B可以通过一个高速网络分配给与之相连的远程图形服务器。区域C可以分配给HDTB的取样器。在本领域中提供这种显示的技术称作象素切换。即对一给定的显示区即窗口而言，该区域的象素源是从特定的图像平面中选取的。

当从图像源中选出的任意形状的图像叠加在另一图像的上面，而不是显示在一个简单的矩形窗口的上面时，就会出现更复杂的问题。例如，利用图形服务器可以提供汽车的图像，该汽车图像可能需要叠加在一幅由HDTV产生的背景图像上。由于前景物体即该汽车的形状不是长方形的，所以全部象素的选择就需要在逐个象素的基础上完成。

适用于两个图像源系统的解决办法是采用彩色键控象素切换，允许在两个图像源之间进行逐个象素的选择。这种技术在L.Lumelsky等人的被授予的美国专利No.4,994,912“音频视频交互显示”中有过说明。

然而，如果出现如图1所示的高频源大于两个的情况时，为了逐个象素的基础上显示N(N＞2)个图像就需要一种不同的解决办法。

重叠任意形状的多源图像所带来的另一个问题是起因于混淆效应，这是通过图像象素切换产生的。在这种情况下，一个图像源的一个象素可能不与第二个图像源的一个象素融合，于是便导致混淆。混淆使得最终得到的图像沿前景和背景之间的边界呈现所不希望有的效果，比如阶梯形边界或彩色失真。为了消除这种效果，就需要一种防混淆技术。然而，在前景图像不包括背景图像的信息的情形中，防混淆应当在视频输出中以实时方式完成。于是，就需要一种对N个图像源进行实时防混淆的技术。此外，为了对一个任意形状的前景物体进行防混淆，必须在逐个象素的基础上完成防混淆。

然而，在现代高分辨率显示中，视频数据的带宽很宽，数据速率很高，因此对于必须以实时方式进行任何象素的处理均实行严格的实时限制。

在Pappas等人的于1991年3月19日公布的美国专利No.5,001,469“窗口从属缓冲器选择”中，描述了图形子系统中的窗口控制硬件，其中多图像源显示在单个监视器上，处理方式如下：为每个窗口确定一个单独的帧缓冲器，为每个窗口即帧缓冲器确定窗口标识、窗口尺寸和基于上、下、左、右位置四个量的窗口位置。该系统还采用按优序排列的方案，其中N个帧缓冲器(“窗口”)从0到N－1按优先序排列，0优先级最高，N－1优先级最低，该图形子系统包括N个窗口检测逻辑电路，每个帧缓冲器一个，该逻辑电路利用比较窗口尺寸和位置量的比较器来确定相关的窗口是否是屏幕区域中的有效区域。如果该窗口有效，那么一个图像源指针和其它信息被送入对N个输入信号按优先序排列的逻辑电路，以确定哪个有效的图像源优先级最高。由优先级逻辑电路选出的具有最高优先级的有效图像并显示在监视器上。

Pappas等人利用窗口尺寸和位置量控制多图像源，并且一个图像帧缓冲器不包括多个窗口。此外，该系统似乎只限于采用矩形窗口，显示具有不同图像格式的多图像源带来的问题也没有论及。

因此本发明的一个目的是在对于N个图像源的逐个像素的基础上，通过采用象素切换和控制的方法，来实现来自N个(N可以大于2)独立图像源的视频数据的同时显示。

本发明的另一个目的是在逐个象素的基础上，根据象素彩色键控和窗口标识，利用a混合和象素切换相结合的方法，提供一种在一个监视器上显示多个图像源的视频数据的方法和装置。