CN101882428B - 影像处理***及影像处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种影像处理***，其中包含一存储器、一数据分割单元和一影像处理装置。该数据分割单元用以将目前影像数据及邻近影像数据均分割为一第一部份及一第二部份，并将该第一部份及该第二部份分别存入该存储器。该影像处理装置用以由该存储器读取该目前影像数据的该第一部份和该第二部份，以及该邻近影像数据的该第一部份，并据以进行一影像处理。

Description

影像处理***及影像处理方法
技术领域
本发明是与影像显示技术相关，并且特别与影像显示***中的存储器存取方式相关。
背景技术
许多影像处理***是通过控制对存储器存取影像数据的时间来调整视讯画面的呈现方式。举例来说，先将对应于多个视讯画面的影像数据暂存于一存储器中，再令影像处理电路以相对较快的操作频率自该存储器将影像数据读取出来，即可达到提升视讯画面的播放频率的效果。在立体影像***中，上述做法也可被用来增加影像的垂直遮没期间(vertical blanking interval，VBI)。
现有的立体影像显示技术主流之一是交替播放左眼和右眼的影像。在播放左眼影像的时候，观看者所佩戴的立体眼镜会遮蔽观看者的右眼。相对地，在播放右眼影像的时候，观看者所佩戴的立体眼镜则会遮蔽观看者的左眼。观看者本身的视觉***会将其左眼和右眼分别接收到的影像组合起来，成为立体影像。由于视觉暂留效应的关系，只要左眼影像和右眼影像更替的频率够快，观看者并不会察觉眼前的景象在某些时间被立体眼镜遮蔽。
图1绘示立体影像显示***呈现影像数据的一时序范例。T1这段时间用以将呈现在画面上的数据更新为右眼影像，T3这段时间则是用以将呈现在画面上的数据更新为左眼影像。以液晶显示器为例，在T1和T3这两段时间之内，显示器的驱动电路可通过提供不同的控制电压来调整各液晶分子的旋转角度，进而改变显示器所呈现的图像。大部份的显示器并非同时更新画面中所有像素的数据，而是采用逐列更新的方式。因此，在T1这段时间完全结束之前，显示器所呈现的画面中除了已经过更新的右眼影像，还会包含尚未被更新的部份，亦即先前的左眼影像的一部份。同样地，在T3这段时间完全结束之前，除了已更新的左眼影像，显示器所呈现的画面中还会包含部份先前的右眼影像。
为了避免观看者的视觉***受到混淆干扰，立体眼镜系设计为在T1这段时间内将观看者的两眼皆遮蔽，直到T1期间结束之后，立体眼镜才会开启右眼所对应的快门，允许观看者的右眼接收更新完毕的右眼影像。换言之，于图1所示的范例中，在T2期间，右眼所对应的快门被开启而左眼所对应的快门被关闭。接着，在T3这段时间内，立体眼镜同样会将观看者的两眼皆遮蔽，直到T3期间结束之后，左眼所对应的快门才会被开启，允许观看者的左眼接收更新完毕的左眼影像。在T4期间，左眼所对应的快门被开启而右眼所对应的快门被关闭。图1中标示为T2和T4的期间即为所谓的垂直遮没期间。接续在T4之后的T5期间则是用以将呈现在画面上的数据更新为新的右眼影像。
由以上说明可知，使用者通过立体眼镜观看立体影像时，仅能于垂直遮没期间看到影像。若垂直遮没期间过短，进入使用者眼睛的光线不足，可能会让使用者感觉画面的亮度太低，甚至造成画面无法在大脑形成视觉暂留的结果。图2A及图2B所绘示的时序图是用以说明如何通过提高自暂存存储器读取影像数据的频率来增加垂直遮没期间。
图2A呈现影像数据输入显示***时的原始时序，也就是将影像数据存入显示***的暂存存储器中的时序。图2A中的T1期间为将一右眼影像的画面数据存入暂存存储器的时间，其中包含多个长度各自为t1的小周期。每一个周期t1是对应于右眼影像中一横列的像素。举例而言，在T1期间内的第一个t1周期中，右眼影像中的第一列数据被存入暂存存储器中；在T1期间内的第二个t1周期中，右眼影像中的第二列数据被存入暂存存储器中；依此类推。图2A中的T2期间即为原始的垂直遮没期间。
图2B所呈现的是将影像数据自存储器中读取出来的时序，也就是影像数据被传送至显示面板进行播放的时序。图2B中的T1”期间为将一右眼影像的画面数据自暂存存储器中读取出来的时间，其中包含多个长度各为t1”的小周期。每一个周期t1”亦对应于右眼影像中一横列的像素。举例而言，在T1”期间内的第一个t1”周期中，右眼影像中的第一列数据自暂存存储器中被读取出来。由于影像数据每一画面的总像素数据不变，而t1”周期短于t1周期，故影像处理***是以相对较快的操作频率自暂存存储器将右眼影像数据读取出来，以缩短T1”期间的整体长度。藉此，在T1”加上T2”等于T1加上T2的情况下，调整后的垂直遮没期间T2”即可长于原始的垂直遮没期间T2。按照相同的方式，原始的垂直遮没期间T4也可被增长为图2B所示的垂直遮没期间T4”。
就液晶显示器而言，自暂存存储器中被读取出来的影像数据可能会先经过加速驱动(overdrive)程序的处理，才被传送至显示面板的驱动电路。加速驱动技术系通过提供液晶分子一个高或低于目标电压的电压值，来缩短液晶分子达到某个特定旋转效果所需要的反应时间，进而提升画面间的切换速度及平滑度。
请参阅图3，图3为一个兼具有增长垂直遮没期间功能及加速驱动功能的液晶显示***的方块图。液晶显示***10包含存储器接口单元11、存储器12、影像处理单元13、加速驱动单元14以及液晶显示单元15。存储器接口单元11为其它电路与存储器12沟通的媒介。首先，原始影像数据通过存储器接口单元11被暂存至存储器12；此储存步骤以图3中的箭号A表示。这些原始影像数据对应于一连串依时序输入液晶显示***10的原始画面。
影像处理单元13负责对这些原始画面进行例如白平衡校正或色彩校正等调整。接下来将要被调整的画面会通过存储器接口单元11自存储器12中被读取出来，并传送至影像处理单元13；此读取步骤以图3中的箭号B表示。为了延长垂直遮没期间，存储器接口单元11进行箭号B代表的读取程序的频率可被设计为高于进行箭号A代表的储存程序的频率。
接着，经过影像处理单元13处理的画面数据会被传送到加速驱动单元14。加速驱动单元14通常根据前后两张画面的灰阶差异查表，以得出适当的加速驱动电压。因此，前一张画面的数据也会被预先储存在存储器12中，并将通过存储器接口单元11自存储器12中被读取出来，传送至加速驱动单元14；此读取步骤以图3中的箭号D表示。经过加速驱动程序处理的后的画面数据接着就会由加速驱动单元14传送至液晶显示单元15播放。
相对于下一张画面，目前这张画面即为其前一张画面。加速驱动单元14要对下一张画面进行加速驱动程序时，也会需要目前这张画面的数据做为查表依据。因此，加速驱动单元14会将目前这张画面的数据通过存储器接口单元11再存回存储器12中；此储存步骤以图3中的箭号C表示。需说明的是，通过箭号C这个步骤储存至存储器12的数据，可能是仅经过影像处理单元13的影像处理后的目前画面数据，也可能是经过影像处理单元13和加速驱动单元14两者处理后的目前画面数据。由此可知，通过箭号C储存至存储器12的数据，将是加速驱动单元14处理下一张画面时通过箭号D自存储器12中被读取出来的数据。
以上各个读取和储存的步骤虽然以不同的箭号表示，但实际上可能是在不同时间点通过同一条传输线进行的。对于高分辨率的立体影像***来说，由于每一张画面的数据量都很大，上述以箭号A～D表示的存储器存取步骤必须占用大量的频宽。因此，液晶显示***10所采用的存储器存取方式对于存储器的频宽要求相当高，并不是理想的设计。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提出一种新的存储器存取方案，通过适当地分割并储存影像数据，可有效降低影像处理***中对存储器的频宽需求。根据本发明的***及方法不只可应用在兼具增长垂直遮没期间功能及加速驱动功能的立体影像处理***中，亦适用于多种需要根据前后两张影像进行影像处理的影像处理装置。
根据本发明一方面提供一种影像处理***，其中包含一存储器、一数据分割单元和一影像处理装置。该数据分割单元用以将目前影像数据及邻近影像数据均分割为一第一部份及一第二部份，并将该第一部份及该第二部份分别存入该存储器。该影像处理装置用以由该存储器读取该目前影像数据的该第一部份和该第二部份数据，以及该邻近影像数据的该第一部份，并据以进行一影像处理。
根据本发明的另一方面提供一种用以处理目前影像数据及邻近影像数据的影像处理方法。该方法首先执行将这些影像数据分割为一第一部份及一第二部份的步骤。该第一部份及该第二部份分别被存入一存储器。接着，该方法所执行的步骤为由该存储器读取该目前影像数据的该第一部份和该第二部份，以及该邻近影像数据的该第一部份，并据以进行一影像处理。
本发明的有益技术效果是：本发明的影像处理***和影像处理方法通过适当地分割并储存影像数据有效降低影像处理***中对存储器的频宽需求。此外，经过化简后的存取方式还可以节省功率消耗、缩减对存储器数量的需求，进而降低产品的成本。
附图说明
关于本发明的优点与精神可以通过以下的结合附图对本发明较佳实施例的详述得到进一步的了解，其中：
图1为立体影像显示***呈现影像数据的一时序范例。
图2A呈现影像数据输入影像处理***时的原始时序。
图2B呈现影像数据被传送至显示器播放的调整后时序。
图3为一个兼具增长垂直遮没期间功能及加速驱动功能的液晶显示***的方块图。
图4是绘示根据本发明的一具体实施例中的影像处理***的功能方块图。
图5绘示根据本发明的一存储器区块范例。
图6是绘示根据本发明的另一具体实施例中的影像处理***的功能方块图。
图7是绘示根据本发明的一具体实施例中的影像处理方法的流程图。
具体实施方式
根据本发明的一具体实施例为一影像处理***。如图4所示，此影像处理***40包含一存储器41、一数据分割单元42、一液晶加速驱动装置43、一影像预先处理装置44、一存储器接口单元45和一液晶显示单元46。如图4所示，数据分割单元42及液晶加速驱动装置43通过存储器接口单元45连接至存储器41。
影像预先处理装置44用以接收一原始影像数据，并针对该影像数据进行一预先影像处理，比方说白平衡校正、亮度调整、色彩校正或锐化程序。于此实施例中，该原始影像数据是对应于一连串依时序输入影像处理***40的原始画面，例如一影片中的多张连续画面。实务上，影像预先处理装置44可被设计为每次仅针对一张画面进行预先影像处理。
数据分割单元42由影像预先处理装置44接收经过初步处理的影像数据后，会将该影像数据分割为一第一部份数据及一第二部份数据。假设数据分割单元42目前接收的影像数据是对应于一视讯串流中的一张影像，且该影像包含三百万个像素，每一个像素又各自以24位的二进制数据表示。数据分割单元42可将各像素的12个较高有效位(more significant bit，MSB)视为第一部份数据，将各像素的12个较低有效位(less significant bit，LSB)视为第二部份数据。也就是说，目前影像的第一部份数据会包含这三百万个像素中各个像素的较高有效位数据，目前影像的第二部份数据则包含这三百万个像素中各个像素的较低有效位数据。
实务上，数据分割单元42可被设计为具有先进先出(first in first out，FIFO)的配置。数据分割单元42通过存储器接口单元45将上述分割后的第一部份数据及第二部份数据分别存入存储器41中；此储存步骤以图4中的箭号E表示。举例来说，存储器41可包含两个不同的区块，分别用以储存第一部份数据及第二部份数据。于此实施例中，除了目前影像的MSB数据和LSB数据，存储器41还储存有一邻近影像的MSB数据。更明确地说，存储器41中也储存了该邻近影像的三百万个像素中各个像素的MSB数据。该邻近影像可以是该目前影像在视讯串流中的前一张影像或后一张影像。
液晶加速驱动装置43用以根据上述目前影像及其邻近影像的数据产生加速驱动信号，并以这些信号控制液晶显示单元46上呈现的画面。为此，液晶加速驱动装置43会通过存储器接口单元45自存储器41读取目前影像的MSB数据和LSB数据；此读取步骤以图4中的箭号F表示。
于此实施例中，为了节省时间并降低根据查找表决定加速驱动信号的复杂度，液晶加速驱动装置43仅采用邻近画面中的MSB数据做为查表依据。因此，除了上述目前影像的MSB数据和LSB数据，液晶加速驱动装置43还会通过存储器接口单元45自存储器41读取邻近影像的MSB数据；此读取步骤以图4中的箭号G表示。由于存储器41中邻近影像的MSB数据及LSB数据已被分开储存，因此可通过简单的寻址方式即单独地自存储器41中将邻近影像的MSB数据读出，而不读取邻近影像的LSB数据。
如图4所示，液晶加速驱动装置43中可包含一数据组合单元43A，用以将目前影像的MSB数据及LSB数据组合为一还原数据，亦即目前影像的完整数据。液晶加速驱动装置43可根据该还原数据及邻近影像的MSB数据进行加速驱动处理。
由以上说明及图4可看出，在上面这个实施例中，存储器接口单元45只需要对存储器41进行一次储存步骤(E)和两次读取步骤(F和G)。图3所绘示的先前技术则需要两次储存步骤(A和C)和两次读取步骤(B和D)。相较之下，根据本发明的影像处理***40显然可降低对存储器的频宽需求，且仍能达到进行加速驱动处理的效果。
此外，由于在储存步骤E中各张影像的数据已经被分割为两个部份，读取步骤G可以很方便地由存储器41中取出邻近影像的MSB部份，不需受限于寻址方式读出对应于邻近影像的所有数据再由其中撷取出MSB部份。图5绘示存储器41内部的一区块划分范例。于此范例中，存储器41中包含X、Y、Z三个区块。交替存取存储器区块X、Y、Z可有效运用存储器空间。举例来说，在第N次的储存步骤E中，第N张画面的MSB数据被存入区块X，第N张画面的LSB数据被存入区块Y；此时区块Z中储存的是第(N-1)画面的MSB数据。在第(N+1)次的储存步骤E中，第(N+1)张画面的MSB数据可以被存入区块Y，亦即将第N张画面的LSB数据覆盖；第(N+1)张画面的LSB数据可以被存入区块Z，亦即将第(N-1)画面的MSB数据覆盖。原本储存在区块X中的第N张画面的MSB数据则被保留，等待接受第(N+1)次读取步骤G的读取。
于实际应用中，上述邻近影像可以是目前影像在视讯串流中的前一张影像或后一张影像。除了这两种可能性之外，液晶加速驱动装置43也可以采用多张邻近影像的数据做为产生加速驱动信号的参考依据。相对应地，存储器41中也必须增加容纳这些参考数据的储存空间。不过，即使是采用多张邻近影像的情况，根据本发明的存储器接口单元45只需要增加对存储器41的读取步骤次数，同样不需要图3所示的储存步骤C。
于实际应用中，若影像处理***40为一立体影像***，且亦提供增长垂直遮没期间的功能，则储存步骤E和读取步骤F的操作频率可以被设计为不同。更明确地说，如果数据分割单元42是以第一频率将目前影像的第一部份数据及第二部份数据存入存储器41，则液晶加速驱动装置43可采用不同于第一频率的第二频率由存储器41读取该第一部份数据及第二部份数据，藉此调整目前影像的垂直遮没期间。
如图6所示，根据本发明的另一具体实施例为包含一存储器61、一数据分割单元62和一影像处理装置63的影像处理***。数据分割单元62与前述数据分割单元42相似，用以将影像数据分割为第一部份数据及第二部份数据，并将该第一部份数据及该第二部份数据分别存入存储器61。影像处理装置63用以由存储器61读取一目前影像的第一部份数据和第二部份数据，以及一邻近影像的第一部份数据，并据以进行一影像处理。图6所示的影像处理***可广泛应用在各种根据两张影像进行影像处理，且只需要邻近影像中某部份数据的影像处理装置。根据本发明的影像处理***也可以仅包含数据分割单元62和影像处理装置63，另与位于***外部的存储器配合。
根据本发明的另一具体实施例为用以处理一影像数据的影像处理方法。图7为此方法的流程图。该方法首先执行步骤S71，将连续画面的影像数据分割为一第一部份数据及一第二部份数据。接着，在步骤S72中，该第一部份数据及该第二部份数据分别被存入一存储器。接着，该方法所执行的步骤S73为由该存储器读取目前影像的该第一部份数据和该第二部份数据，以及邻近影像的该第一部份数据，并据以进行一影像处理。根据本发明的影像处理方法亦可进一步包含将该目前影像的第一部份数据及第二部份数据组合为一还原数据的步骤，或是针对影像数据进行一预先影像处理的步骤。
如上所述，根据本发明的影像处理***和影像处理方法是通过适当地分割并储存影像数据有效降低影像处理***中对存储器的频宽需求。此外，经过化简后的存取方式还可以节省功率消耗、缩减对存储器数量的需求，进而降低产品的成本。根据本发明的方案不只可以应用在兼具增长垂直遮没期间功能及加速驱动功能的立体影像处理***中，亦适用于多种需要根据前后两张影像进行影像处理的影像处理装置。
通过以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。

Claims (17)

1.一种影像处理***，用以处理目前影像数据及邻近影像数据，其包含：
一存储器；
一数据分割单元，用以将这些影像数据的每一个均分割为一第一部份及一第二部份，并将该第一部份及该第二部份存入该存储器，这些影像数据包含多个像素的数据，该第一部份包含这些像素各自的至少一较高有效位数据，该第二部份则包含这些像素各自的至少一较低有效位数据；以及
一影像处理装置，用以由该存储器读取该目前影像数据的该第一部份和该第二部份，以及该邻近影像数据的该第一部份，并据以进行一影像处理。
2.根据权利要求1所述的影像处理***，其特征在于，该影像处理装置为一液晶加速驱动装置。
3.根据权利要求1所述的影像处理***，其特征在于，该影像处理装置包含：
一数据组合单元，用以将该目前影像数据的该第一部份及该第二部份组合为一还原数据，该影像处理装置根据该还原数据及该邻近影像数据的该第一部份进行该影像处理。
4.根据权利要求1所述的影像处理***，其特征在于，该数据分割单元以一第一频率将该目前影像数据的该第一部份及该第二部份存入该存储器，该影像处理装置则以不同于该第一频率的一第二频率由该存储器读取该目前影像数据的该第一部份及该第二部份，藉此调整该目前影像数据的一垂直遮没期间。
5.根据权利要求1所述的影像处理***，其特征在于，进一步包含：
一存储器接口单元，其中该数据分割单元及该影像处理装置是通过该存储器接口单元连接至该存储器。
6.根据权利要求1所述的影像处理***，其特征在于，进一步包含：
一影像预先处理装置，用以于这些影像数据被输入该数据分割单元前，针对这些影像数据进行一预先影像处理。
7.根据权利要求6所述的影像处理***，其特征在于，该预先影像处理为一白平衡校正、一亮度调整、一色彩校正或一锐化程序。
8.根据权利要求1所述的影像处理***，其特征在于，该数据分割单元具有一先进先出配置。
9.一种影像处理方法，用以处理目前影像数据及邻近影像数据，该影像处理方法包含下列步骤：
(a)将这些影像数据的每一个均分割为一第一部份及一第二部份，这些影像数据包含多个像素的数据，该第一部份包含这些像素各自的至少一较高有效位数据，该第二部份则包含这些像素各自的至少一较低有效位数据；
(b)将该第一部份及该第二部份存入一存储器；以及
(c)由该存储器读取该目前影像数据的该第一部份和该第二部份，以及该邻近影像数据的该第一部份，并据以进行一影像处理。
10.根据权利要求9所述的影像处理方法，其特征在于，该影像处理为一液晶加速驱动程序。
11.根据权利要求9所述的影像处理方法，其特征在于，步骤(c)包含：
将该目前影像数据的该第一部份及该第二部份组合为一还原数据；以及
根据该还原数据及该邻近影像数据的该第一部份进行该影像处理。
12.根据权利要求9所述的影像处理方法，其特征在于，于步骤(b)中，该目前影像数据的该第一部份及该第二部份是以一第一频率被存入该存储器，并且于步骤(c)中，该目前影像数据的该第一部份及该第二部份是以不同于该第一频率的一第二频率由该存储器被读取，藉此调整该目前影像数据的一垂直遮没期间。
13.根据权利要求9所述的影像处理方法，其特征在于，于步骤(a)之前进一步包含下列步骤：
针对这些影像数据进行一预先影像处理。
14.根据权利要求13所述的影像处理方法，其特征在于，该预先影像处理为一白平衡校正、一亮度调整、一色彩校正或一锐化程序。
15.根据权利要求9所述的影像处理方法，其特征在于，于步骤(a)中，这些影像数据是以一先进先出模式被分割。
16.一种影像处理***，用以处理目前影像数据及邻近影像数据，其包含：
一数据分割单元，用以将这些影像数据的每一个均分割为一第一部份及一第二部份，并将该第一部份及该第二部份存入一存储器，这些影像数据包含多个像素的数据，该第一部份包含这些像素各自的至少一较高有效位数据，该第二部份则包含这些像素各自的至少一较低有效位数据；以及
一影像处理装置，用以由该存储器读取该目前影像数据的该第一部份和该第二部份，以及该邻近影像数据的该第一部份，并据以进行一影像处理。
17.根据权利要求16所述的影像处理***，其特征在于，该数据分割单元是以一第一频率将该目前影像数据的该第一部份及该第二部份存入该存储器，该影像处理装置则以不同于该第一频率的一第二频率由该存储器读取对应于该目前影像数据的该第一部份及该第二部份，藉此调整该目前影像数据的一垂直遮没期间。
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