DE112020001041T5

DE112020001041T5 - Halbleiterbauelement, fahrzeug-anzeigesystem mit halbleiterbauelement und elektronisches gerät

Info

Publication number: DE112020001041T5
Application number: DE112020001041.4T
Authority: DE
Inventors: Hiroharu ENDO
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2020-03-25
Publication date: 2022-01-27
Also published as: CN113646203A; JPWO2020203549A1; JP7161607B2; US20220020342A1; WO2020203549A1

Abstract

Eine Videoeingangsschnittstelle 310 empfängt Videodaten 400. Eine OSD-Schaltung 330 bildet ein OSD-Zeichen (On Screen Display) 402 auf die Videodaten 400 ab. Der Sichtbarkeitsdetektor 340 prüft, ob die Sichtbarkeit des OSD-Zeichens 402 gut oder schlecht ist. Ein Bestimmungskriterium für die Sichtbarkeit ändert sich dynamisch in einer Weise, die von einem Hintergrund des OSD-Zeichens 402 abhängt.

Description

[TECHNISCHES GEBIET]
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement mit einer Schnittstelle für digitale Videosignale.
[STAND DER TECHNIK]
1 ist ein Blockdiagramm eines Bildwiedergabesystems. Ein Bildwiedergabesystem 100R umfasst ein Anzeigefeld 102, wie z. B. ein Flüssigkristallfeld oder ein organisches EL-Feld, einen Gate-Treiber 104, einen Source-Treiber 106, einen Grafik-Controller 110 und einen Timing-Controller (eine Zeitsteuerung) 200R. Der Grafik-Controller 110 erzeugt Bilddaten, die auf dem Anzeigefeld 102 angezeigt werden. Die in den Bilddaten enthaltenen Pixel-(RGB-) Daten werden in einem seriellen Format an den Timing-Controller 200R übertragen.
Der Timing-Controller 200R empfängt die Bilddaten und erzeugt verschiedene Steuer-/Synchronisationssignale. Der Gate-Treiber 104 wählt in Synchronisation mit einem Signal vom Timing-Controller 200R sequentiell eine Abtastzeile L_S des Anzeigefeldes 102 aus. Außerdem werden die RGB-Daten dem Source-Treiber 106 zugeführt. [0004] Der Timing-Controller 200R umfasst eine Empfangsschaltung 202, eine Sendeschaltung 204 und eine Logikschaltung 210. Die Empfangsschaltung 202 empfängt die Bilddaten in einem seriellen Format von dem Grafik-Controller 110. Ein externer ROM 111 speichert eine ID (Identifikationsinformation), Auflösung, Bildwiederholrate und dergleichen des Anzeigefeldes 102. Die Logikschaltung 210 erzeugt das Steuer-/Synchronisationssignal anhand der von der Empfangsschaltung 202 empfangenen Bilddaten. Die Übertragungsschaltung 204 gibt das Steuersignal oder die Bilddaten an den Gate-Treiber 104 und den Source-Treiber 106 aus.
Es kann erforderlich sein, dass der Timing-Controller 200R über eine OSD-Funktion (On Screen Display) verfügt, um ein vorbestimmtes Zeichen, eine Figur, ein Symbol oder dergleichen getrennt von den durch die Empfangsschaltung 202 empfangenen Bilddaten anzuzeigen. Dies erfordert, dass die Logikschaltung 210 mit einer OSD-Schaltung 212 versehen wird. Nachfolgend werden Zeichen, Figuren, Symbole und dergleichen gemeinsam als OSD-Zeichen bezeichnet.
Der ROM 111 speichert Bitmap-Daten mehrerer OSD-Zeichen. Der Timing-Controller 200R liest aus dem ROM 111 die Bitmap-Daten eines OSD-Zeichens in Übereinstimmung mit dem Steuersignal, das getrennt von den Bilddaten eingegeben wird, und zeigt die Bitmap-Daten auf dem Anzeigefeld 102 an.
2A ist eine Ansicht, die ein Beispiel für ein OSD-Zeichen zeigt, und 2B ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das OSD-Zeichen Bilddaten überlagert. Wie in 2B dargestellt, kann die Sichtbarkeit des OSD-Zeichens in einer Weise deutlich verringert werden, die von einer Beziehung zwischen der Farbe und Helligkeit des OSD-Zeichens und der Farbe und Helligkeit der als Hintergrund dienenden Bilddaten abhängt.
Um eine derartige Aufgabe zu lösen, kann eine Sichtbarkeitserkennungsfunktion in dem Timing-Controller implementiert werden. Die Sichtbarkeitserkennungsfunktion ist eine Funktion zur Bestimmung der Sichtbarkeit des OSD-Zeichens durch Vergleich eines Farb- oder Helligkeitsunterschieds zwischen dem OSD-Zeichen und dem Hintergrund mit einem Schwellenwert. Ein Ergebnis der Bestimmung wird dem Grafik-Controller 110 mitgeteilt, und der Grafik-Controller 110 ergreift, wenn die Sichtbarkeit gering ist, Maßnahmen.
[ZITIERLISTE]
[Patentliteratur]

[Patentliteratur 1] Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. H6-317782
[Patentliteratur 2] Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2002-169524

[ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG]
[TECHNISCHE AUFGABE]
Als Ergebnis der Untersuchung der Sichtbarkeitserkennung wurden seitens des Erfinders die folgenden Aufgaben identifiziert. Bei der herkömmlichen Sichtbarkeitserkennung gibt es den Fall, dass eine Situation, die leicht zu erkennen sein sollte, fälschlicherweise als schlecht sichtbar eingestuft wird, oder eine Situation, die schwer zu erkennen sein sollte, fälschlicherweise als gut sichtbar eingestuft wird.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf einen solchen Umstand gemacht, und es ist daher eine beispielhafte allgemeine Aufgabe einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, ein Sichtbarkeitserkennungsverfahren bereitzustellen, das besser für das menschliche Sehvermögen geeignet ist.
[LÖSUNG DER AUFGABE]
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform bezieht sich auf ein Halbleiterbauelement. Das Halbleiterbauelement umfasst eine Videoeingangsschnittstelle, die so strukturiert ist, dass sie Videodaten empfängt, eine OSD-Schaltung (On Screen Display), die so strukturiert ist, dass sie ein OSD-Zeichen auf den Videodaten abbildet, und einen Sichtbarkeitsdetektor, der so strukturiert ist, dass er überprüft, ob die Sichtbarkeit des OSD-Zeichens gut oder schlecht ist. Ein Bestimmungskriterium (Bestimmungsbedingung) für die Sichtbarkeit ändert sich dynamisch in einer Weise, die von einem Hintergrund des OSD-Zeichens abhängt.
Man beachte, dass jede Kombination der oben beschriebenen Komponenten oder eine Einheit, die sich aus dem Austausch von Ausdrücken der vorliegenden Erfindung zwischen einem Verfahren, einer Vorrichtung und dergleichen ergibt, ebenfalls als eine erfindungsgemäße Ausführungsform gilt.
[VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG]
Entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist es möglich, die OSD-Sichtbarkeitserkennung den menschlichen Sinnen anzugleichen.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm eines Bildwiedergabesystems;
2A ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein OSD-Zeichen zeigt, und 2B ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, in dem das OSD-Zeichen Bilddaten überlagert;
3 ist ein Blockdiagramm eines Bildwiedergabesystems mit einem Halbleiterbauelement nach einer Ausführungsform;
4 ist ein Blockdiagramm eines Konfigurationsbeispiels für einen Sichtbarkeitsdetektor;
5A und 5B sind Ansichten, die beschreiben, wie man ein Bestimmungskriterium steuert;
6A und 6B zeigen Bildschirme, auf denen gelbe und rote OSD-Zeichen auf weißem und schwarzem Hintergrund dargestellt sind;
7A bis 7D sind Ansichten, die spezifische Anwendungen des Halbleiterbauelements veranschaulichen;
8A bis 8C sind Ansichten, die eine fahrzeugseitige Anzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform zeigen; und
9 ist eine perspektivische Ansicht eines elektronischen Geräts.

[BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN]
Zusammenfassung der Ausführungsform
Eine hier offenbarte Ausführungsform bezieht sich auf ein Halbleiterbauelement. Das Halbleiterbauelement umfasst eine Videoeingangsschnittstelle, die so strukturiert ist, dass sie Videodaten empfängt, eine OSD-Schaltung (On Screen Display), die so strukturiert ist, dass sie ein OSD-Zeichen auf den Videodaten abbildet, und einen Sichtbarkeitsdetektor, der so strukturiert ist, dass er prüft, ob die Sichtbarkeit des OSD-Zeichens gut oder schlecht ist. Ein Bestimmungskriterium für die Sichtbarkeit ändert sich dynamisch in einer Weise, die von einem Hintergrund des OSD-Zeichens abhängt.
Bei der Untersuchung der herkömmlichen Sichtbarkeitserkennung wurde seitens des Erfinders festgestellt, dass einer der Faktoren für eine fehlerhafte Bestimmung darin besteht, dass, unabhängig vom Zustand des Hintergrunds, ein festes Bestimmungskriterium verwendet wird. Es ist möglich, die Sichtbarkeitserkennung nahe an die menschlichen Sinne anzugleichen, indem das Bestimmungskriterium anhand der oben beschriebenen Wahrnehmung dynamisch und in Abhängigkeit vom Hintergrund verändert wird.
Der Sichtbarkeitsdetektor kann so strukturiert sein, dass er für jedes einer Vielzahl von Pixeln, die innerhalb eines Zielbereichs liegen, in dem das OSD-Zeichen abgebildet wird, bestimmt, ob die Sichtbarkeit gut oder schlecht ist, und wenn die Anzahl der Pixel mit schlechter Sichtbarkeit einen Schwellenwert für die Pixelanzahl überschreitet, kann die Sichtbarkeit des OSD-Zeichens als schlecht bestimmt werden.
Das Bestimmungskriterium der Sichtbarkeit für jedes Pixel kann sich in Abhängigkeit von einer Farbe des Pixels ändern.
Je näher die Farbe des Pixels an Schwarz liegt, desto weniger streng ist das Bestimmungskriterium für die Sichtbarkeit für jedes Pixel. Mit einem Pixelwert jedes Pixels, der als R, G, B bezeichnet wird, und dem Schwellenwert, der als T bezeichnet wird, kann das Pixel als nahe an Schwarz bestimmt werden, wenn R > T, G > T und B > T erfüllt sind.
Je geringer die Helligkeit oder Leuchtdichte des Pixels ist, desto weniger streng ist das Bestimmungskriterium für die Sichtbarkeit für jedes Pixel.
Die Sichtbarkeit jedes Pixels, das innerhalb des Zielbereichs liegt, kann als gut bestimmt werden, wenn ein Farbunterschied zwischen dem Pixel und einer Referenzfarbe größer ist als ein Farbunterschiedsschwellenwert und ein Helligkeitsunterschied zwischen dem Pixel und der Referenzfarbe größer ist als ein Helligkeitsunterschiedsschwellenwert, und zumindest entweder der Farbunterschiedsschwellenwert oder der Helligkeitsunterschiedsschwellenwert kann sich in einer Weise ändern, die vom Hintergrund abhängt. Die Referenzfarbe kann dieselbe Farbe wie die Farbe des OSD-Zeichens sein oder sich von dieser unterscheiden.
Der Schwellenwert für die Pixelanzahl kann sich in Abhängigkeit vom Hintergrund ändern.
Das Bestimmungskriterium für die Sichtbarkeit kann sich dynamisch in Abhängigkeit von der Raumfrequenz des Zielbereichs ändern.
Ausführungsform
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungsfiguren beschrieben. Die in den Zeichnungsfiguren dargestellten gleichen oder gleichwertigen Bauteile, Elemente und Verfahren sind mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und redundante Beschreibungen werden bei Bedarf weggelassen. Ferner sollen die Ausführungsformen die Erfindung nicht einschränken, sondern sind lediglich als Beispiele angegeben, und alle in den Ausführungsformen beschriebenen Merkmale und Kombinationen der Merkmale sind nicht unbedingt wesentlich für die Erfindung.
Der Begriff „Zustand, in dem ein Bauteil A mit einem Bauteil B verbunden ist“ umfasst nicht nur einen Zustand, in dem das Bauteil A und das Bauteil B physisch und direkt miteinander verbunden sind, sondern auch einen Zustand, in dem das Bauteil A und das Bauteil B indirekt über ein anderes Bauteil miteinander verbunden sind, das keine wesentliche Auswirkung auf einen elektrischen Verbindungszustand zwischen dem Bauteil A und dem Bauteil B hat oder das eine durch die Verbindung zwischen dem Bauteil A und dem Bauteil B erzeugte Funktion oder Wirkung nicht beeinträchtigt.
Ebenso umfasst „Ein Zustand, in dem ein Element C zwischen dem Element A und dem Element B vorgesehen ist“ nicht nur einen Zustand, in dem das Element A und das Element C oder das Element B und das Element C direkt miteinander verbunden sind, sondern auch einen Zustand, in dem die Elemente indirekt über ein anderes Element verbunden sind, das keine wesentliche Auswirkung auf einen elektrischen Verbindungszustand zwischen den Elementen hat oder das eine durch die Verbindung zwischen den Elementen erzeugte Funktion oder Wirkung nicht beeinträchtigt.
3 ist ein Blockdiagramm eines Bildwiedergabesystems 100 mit einer Halbleiterbauelement 300 gemäß der Ausführungsform. Das Bildwiedergabesystem 100 umfasst das Halbleiterbauelement 300, ein Anzeigefeld 102, einen Grafik-Controller 110 und einen Host-Prozessor 120.
Der Grafik-Controller 110 ist eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU) oder dergleichen und erzeugt Videodaten 400. Der Grafik-Controller 110 umfasst einen Sender (Videoausgangsschnittstelle), der dem HDMI-Standard (eingetragenes Warenzeichen), dem DisplayPort-Standard oder dem Digital Visual Interface (DVI)-Standard entspricht, und ist über eine Videoübertragungsleitung 130 mit der Halbleiterbauelement 300 verbunden. Ein digitales Videosignal S₁, das die Videodaten 400 enthält, wird in einem seriellen Format an das Halbleiterbauelement 300 übertragen.
Der Host-Prozessor 120 steuert das Bildwiedergabesystem 100 auf zentrale Weise. Der Host-Prozessor 120 und das Halbleiterbauelement 300 sind über eine Steuerleitung 132 verbunden, die getrennt von der Videoübertragungsleitung 130 bereitgestellt wird. Die I²C-Schnittstelle oder SPI ist für die Steuerleitung 132 geeignet. Der Grafik-Controller 110 und der Host-Prozessor 120 können vereinigt werden.
Das Halbleiterbauelement 300 umfasst eine Videoeingangsschnittstelle 310, eine Steuereingangsschnittstelle 320, eine OSD-Schaltung 330 und einen Sichtbarkeitsdetektor 340. Die Videoeingangsschnittstelle 310 empfängt das digitale Videosignal S₁ von dem Grafik-Controller 110.
Die Steuereingangsschnittstelle 320 empfängt Steuerdaten S₂ bezüglich des OSD vom Host-Prozessor 120. Die Steuerdaten S₂ umfassen zum Beispiel einen Anzeigebefehl S₃ zur Anzeige des OSD-Zeichens 402.
Die OSD-Schaltung 330 lädt die Daten des OSD-Zeichens 402, das dem Anzeigebefehl S₃ entspricht, aus einem Speicher (nicht dargestellt). Der Speicher kann die Daten des OSD-Zeichens in einem komprimierten Format speichern, und in diesem Fall dekodiert die OSD-Schaltung 330 das OSD-Zeichen.
Die OSD-Schaltung 330 überlagert das OSD-Zeichen 402 mit einem Zielbereich 404 auf den Videodaten 400. Der Bereich 404 dient als Hintergrund für das OSD-Zeichen 402 und wird daher als Zielbereich bezeichnet. Das OSD-Zeichen 402 umfasst undurchsichtige effektive Pixel und transparente ineffektive Pixel. Die OSD-Schaltung 330 überschreibt die entsprechenden Pixel der Videodaten mit den undurchsichtigen Pixeln und behält für die transparenten Pixel die ursprünglichen Videodaten bei.
Die mit dem OSD-Zeichen 402 überlagerten Bilddaten 408 werden an einen Treiber (nicht dargestellt) übertragen und schließlich auf dem Anzeigefeld 102 angezeigt.
Der Sichtbarkeitsdetektor 340 prüft, ob die Sichtbarkeit des OSD-Zeichens 402 gut oder schlecht ist. Ein Ergebnis der vom Sichtbarkeitsdetektor 340 vorgenommenen Bestimmung wird dem Host-Prozessor 120 über die Steuereingangsschnittstelle 320 mitgeteilt. Der Host-Prozessor 120 kann eine Fehlerverarbeitung durchführen, z. B. die Farbe des OSD-Zeichens ändern.
Das vom Sichtbarkeitsdetektor 340 verwendete Bestimmungskriterium für die Sichtbarkeit ändert sich dynamisch in einer Weise, die von dem Zielbereich 404 abhängt, der als Hintergrund des OSD-Zeichens 402 dient. Der Sichtbarkeitsdetektor 340 umfasst eine Bestimmungseinrichtung 350 und einen Bestimmungskriterien-Controller 380. Die Bestimmungseinrichtung 350 bestimmt anhand von Informationen So über das OSD-Zeichen 402 und von Informationen Sb über den Zielbereich 404 in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Bestimmungskriterium, ob die Sichtbarkeit gut oder schlecht ist. Der Bestimmungskriterien-Controller 380 steuert das von der Bestimmungseinrichtung 350 verwendete Bestimmungskriterium dynamisch anhand der Informationen Sb über den Zielbereich 404. Beispielsweise kann eine oder eine Vielzahl von Bestimmungsschwellen in der Bestimmungseinrichtung 350 eingestellt werden, und der Bestimmungskriterien-Controller 380 kann die Bestimmungsschwelle anpassen.
Vorstehend wurde die Grundkonfiguration der Halbleiterbauelement 300 beschrieben. Entsprechend dem Halbleiterbauelement 300 ermöglicht die dynamische Änderung des Bestimmungskriteriums für die Sichtbarkeit in Abhängigkeit vom Hintergrund eine Sichtbarkeitserkennung, die dem menschlichen Sehvermögen besser entspricht.
Verschiedene Vorrichtungen und Verfahren, die unter Bezugnahme auf das in 2 dargestellte Blockdiagramm und den Schaltplan verstanden oder aus der obigen Beschreibung abgeleitet werden, fallen in den erfindungsgemäßen Schutzbereich, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Konfiguration beschränkt. Nachfolgend werden konkretere Konfigurationsbeispiele und Ausführungsformen beschrieben, nicht etwa um den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung einzuschränken, sondern um das Verständnis des Wesens und der Funktionsweise der Erfindung zu erleichtern und eine klare Beschreibung der Erfindung zu liefern.
Im Folgenden wird der Sichtbarkeitsdetektor 340 im Detail beschrieben.
4 ist ein Blockdiagramm eines Konfigurationsbeispiels des Sichtbarkeitsdetektors 340.
Der Controller 380 für das Bestimmungskriterium ändert den Schwellenwert dynamisch in Abhängigkeit von der Farbe des Hintergrunds des OSD-Zeichens 402. Gemäß einer Ausführungsform kann der Controller 380 für das Bestimmungskriterium das Bestimmungskriterium weniger streng auslegen, wenn die Farbe des Hintergrunds näher an Schwarz liegt.
Die Bestimmungseinrichtung 350 umfasst eine Pixelbestimmungseinrichtung 352, eine Bereichsbestimmungseinrichtung 364 und eine Endbestimmungseinrichtung 366. Die Pixelbestimmungseinrichtung 352 bestimmt für jedes der Vielzahl von Pixeln, die innerhalb des Zielbereichs 404 liegen, in dem das OSD-Zeichen 402 abgebildet wird, ob die Sichtbarkeit gut oder schlecht ist und setzt ein Pixelfehlersignal PIX_ERR ein, wenn die Sichtbarkeit schlecht ist.
Der Bereichsbestimmungseinrichtung 364 zählt die Anzahl der Pixel mit schlechter Sichtbarkeit und stellt fest, dass die Sichtbarkeit des OSD-Zeichens im Rahmen schlecht ist, wenn die Anzahl der so gezählten Pixel num_err_pix einen Pixelzählschwellenwert p überschreitet, und gibt ein RGN_ERR-Signal aus. Der Schwellenwert p für die Pixelanzahl ergibt sich aus der Multiplikation der Gesamtzahl der Pixel (d. h. der Zeichengröße) innerhalb des Zielbereichs 404 mit einem Koeffizienten P. Der Koeffizient P stellt ein zulässiges Fehlerverhältnis dar. P kann beispielsweise über ein Register auf einen Wert in einem Bereich von 0,05 % bis 62,5 % eingestellt werden.
Die Endbestimmungseinrichtung 366 setzt einen endgültigen Fehler VSB_ERR fest, wenn das RGN_ERR-Signal über eine vorgegebene Anzahl von Rahmen Q kontinuierlich anliegt. Q kann beispielsweise über ein Register auf einen Wert innerhalb eines Bereichs von 0 bis 15 eingestellt werden.
Der Bestimmungskriterien-Controller 380 ändert dynamisch das Bestimmungskriterium für die pixelweise Fehlererkennung, das von der Pixelbestimmungseinrichtung 352 verwendet wird.
Die Pixelwerte (Ri, Gi, Bi) von Pixeln, die innerhalb des Zielbereichs 404 liegen (im Folgenden als Hintergrundfarbe bezeichnet), und die Referenzfarbe (Rr, Gr, Br) werden in die Pixelbestimmungseinrichtung 352 eingegeben. Die Referenzfarbe (Rr, Gr, Br) ist eine Farbe, die für jedes OSD-Zeichen 402 eindeutig bestimmt ist. Wird das OSD-Zeichen 402 in einer einzigen Farbe dargestellt, so kann die Referenzfarbe (Rr, Gr, Br) die gleiche sein wie die Farbe des OSD-Zeichens 402. Wenn das OSD-Zeichen 402 in einer Vielzahl von Farben dargestellt wird, wird die Bezugsfarbe (Rr, Gr, Br) anhand der Vielzahl von Farben bestimmt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform prüft die Pixelbestimmungseinrichtung 352 einen Fehler anhand einer Farbdifferenz CDi und einer Helligkeitsdifferenz BDi zwischen der Hintergrundfarbe (Ri, Gi, Bi) und der Referenzfarbe (Rr, Gr, Br). Ist, genauer gesagt, der Farbunterschied CDi kleiner ist als ein Farbunterschiedsschwellenwert T oder der Helligkeitsunterschied BDi kleiner ist als ein Helligkeitsunterschiedsschwellenwert U, so wird der Pixelfehler PIX_ERR festgestellt.
Die Pixelbestimmungseinrichtung 352 umfasst einen Farbdifferenzrechner 354, einen Farbdifferenz-Fehlerdetektor 356, einen Helligkeitsdifferenzrechner 358, einen Helligkeitsdifferenz-Fehlerdetektor 360 und ein ODER-Gatter 362. Der Farbdifferenzrechner 354 berechnet die Farbdifferenz CDi basierend auf der folgenden Gleichung (1): $CDi = | Ri - Rr | + | Gi - Gr | + | Bi - Br |$
Der Farbdifferenz-Fehlerdetektor 356 vergleicht die Farbdifferenz CDi mit dem Farbdifferenz-Schwellenwert T und stellt fest, dass, wenn CDi < T ist, ein Ergebnis des Vergleichs einen Fehler anzeigt und gibt HIGH aus.
Der Helligkeitsdifferenzrechner 358 berechnet den Helligkeitsunterschied BDi anhand der folgenden Gleichung (2) : $\begin{array}{l} BDi = | Ri - Rr | * 0,299 + | Gi - Gr | * 0,587 + | Bi - Br | \\ * 0,114 \end{array}$
Der Helligkeitsdifferenz-Fehlerdetektor 360 vergleicht die Helligkeitsdifferenz BDi mit dem HelligkeitsdifferenzSchwellenwert U und stellt fest, dass, wenn BDi < U ist, ein Ergebnis des Vergleichs einen Fehler anzeigt und gibt HIGH aus.
Der Bestimmungskriterium-Controller 380 ändert pixelweise das Bestimmungskriterium, d.h. die Schwellenwerte T, U, die vom Farbdifferenz-Fehlerdetektor 356 und vom Helligkeitsdifferenz-Fehlerdetektor 360 verwendet werden. Insbesondere, wenn (Ri, Gi, Bi) die folgende Bestimmungsbedingung erfüllt, wird (Ri, Gi, Bi) als nahe an Schwarz bestimmt, und die Schwellenwerte T, U werden reduziert.
Ri ≤ 16 * S, und
Gi ≤ 16 * S, und
Bi ≤ 16 * S
wobei S einen Schwellenwert für die Schwarzbestimmung darstellt und über ein Register auf einen Wert im Bereich von 0 bis 15 eingestellt werden kann. Je näher S bei Null liegt, desto schmaler ist der Schwarzbereich.
Der vom Farbdifferenz-Fehlerdetektor 356 verwendete Farbdifferenz-Schwellenwert T kann durch zwei Werte T₁, T₂ verändert werden. $Ti = 32*N$
$T_{2} = 32* (N-Co)$
wobei N einen Sollwert darstellt, der über ein Register auf einen Wert im Bereich von 0 bis 15 gesetzt wird. Co steht für einen Offset-Wert, der über ein Register auf einen Wert im Bereich von 0 bis 3 eingestellt ist.
Wenn der Controller 380 für das Bestimmungskriterium feststellt, dass der Hintergrund schwarz ist, wird die Farbdifferenzschwelle T₂ gewählt, um das Bestimmungskriterium weniger streng zu machen. Wenn der Controller 380 für das Bestimmungskriterium feststellt, dass der Hintergrund nicht schwarz ist, wird die Farbdifferenzschwelle T₁ gewählt, um das Bestimmungskriterium strenger zu machen.
Ebenso kann der vom Helligkeitsdifferenz-Fehlerdetektor 360 verwendete Schwellenwert U mit zwei Werten U1, U2 geändert werden. $\begin{array}{l} U1 = 32*M \\ U2 = 32* (M - Bo) \end{array}$
M steht für einen Sollwert, der über ein Register auf einen Wert im Bereich von 0 bis 15 gesetzt wird. Bo steht für einen Offset-Wert, der über ein Register auf einen Wert im Bereich von 0 bis 3 gesetzt wird.
Wenn der Controller 380 für das Bestimmungskriterium feststellt, dass der Hintergrund schwarz ist, wird die Helligkeitsdifferenzschwelle U2 gewählt, um das Bestimmungskriterium weniger streng auszulegen. Wenn der Regler für das Bestimmungskriterium 380 feststellt, dass der Hintergrund nicht schwarz ist, wird die Helligkeitsdifferenzschwelle U1 gewählt, um das Bestimmungskriterium zu verschärfen.
5A und 5B sind Ansichten, die beschreiben, wie das Bestimmungskriterium gesteuert wird. 5A veranschaulicht einen Zustand, in dem die Hintergrundfarbe durch den Bestimmungskriterien-Controller 380 als nicht schwarz bestimmt wird. Der schraffierte Bereich ist ein Bereich, in dem die Sichtbarkeit hoch ist, und der andere Bereich ist ein Fehlerbereich.
5B zeigt einen Zustand, in dem die Hintergrundfarbe durch den Bestimmungskriterien-Controller 380 als schwarz bestimmt wird. Es ist zu sehen, dass ein schraffierter Bereich mit hoher Sichtbarkeit flächenmäßig vergrößert und das Bestimmungskriterium entsprechend gelockert wird.
6A und 6B sind Ansichten, die Bildschirme zeigen, auf denen gelbe und rote OSD-Zeichen auf einem weißen und einem schwarzen Hintergrund dargestellt sind. Die Bildschirme sind in Graustufen dargestellt, daher ist es schwierig, die Farbe im Vergleich zwischen 6A und 6B zu erkennen, aber die menschlichen Augen haben die Eigenschaft, dass die Farbe auf dem schwarzen Hintergrund leicht erkannt wird und die Farbe auf dem weißen Hintergrund schwer zu erkennen ist. Das Halbleiterbauelement 300 gemäß der Ausführungsform ermöglicht eine Sichtbarkeitserkennung, die dem menschlichen Sehvermögen entspricht.
Als nächstes wird eine Anwendung des Halbleiterbauelements 300 beschrieben. 7A bis 7D sind Ansichten, die spezifische Anwendungen der Halbleiterbauelement 300 darstellen. In 7A dient das Halbleiterbauelement 300 als Timing-Controller 200. Der Timing-Controller 200 empfängt ein digitales Videosignal von dem Grafik-Controller 110 und steuert einen Gate-Treiber 104 und einen Source-Treiber 106.
In 7B dient das Halbleiterbauelement 300 als Brückenchip 150. Der Brücken-Chip 150 ist zwischen dem Grafik-Controller 110 und dem Timing-Controller 200 vorgesehen und dient als Brücke zwischen einer Ausgangsschnittstelle des Grafik-Controllers 110 und einer Eingangsschnittstelle des Timing-Controllers.
In 7C dient das Halbleiterbauelement 300 als Brückenchip 160. Der Brückenchip 160 sorgt dafür, dass das Videosignal vom Grafik-Controller 110 zu einer Vielzahl von Systemen verzweigt. Der Brückenchip 160 kann das gleiche Videosignal wie das Eingangsvideosignal an eine Vielzahl von Systemen verteilen. Alternativ kann der Brückenchip 160 das Eingangsvideosignal in eine Vielzahl von Bereichen (Bildschirmen) aufteilen und die Bereiche an eine Vielzahl von Systemen verteilen.
In 7D dient das Halbleiterbauelement 300 als Ein-Chip-Treiber 170. Der Ein-Chip-Treiber 170 ist in der Lage, als Timing-Controller und Display-Treiber (Source-Treiber) zu fungieren.
Jedes der in den 7A bis 7D dargestellten Bildwiedergabesysteme ist auf verschiedene Anzeigegeräte anwendbar, darunter ein Fahrzeugdisplay, ein medizinisches Display, ein Fernsehgerät und ein PC-Display. Alternativ kann das Bildwiedergabesystem in ein elektronisches Gerät wie einen Laptop, ein Tablet-Terminal, ein Smartphone, eine Digitalkamera oder eine digitale Videokamera eingebaut werden.
8A ist eine Ansicht, die eine fahrzeugseitige Anzeigevorrichtung 600 gemäß einer Ausführungsform zeigt. Die fahrzeugseitige Anzeigevorrichtung 600 ist in eine Konsole 602 eingebettet, die vor einem Cockpit vorgesehen ist, empfängt von einem fahrzeugseitigen Prozessor ein digitales Videosignal (Videodaten) S₁, das einen Tachometer 604, einen Drehzahlmesser 606, der eine Drehzahl eines Motors anzeigt, eine verbleibende Kraftstoffmenge 608 und eine verbleibende Batterieleistung für ein Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug umfasst, und zeigt das digitale Videosignal S₁ an (8A).
Herkömmlicherweise wird, wie in 8B dargestellt, eine Anzeige- oder Warnleuchte (im Folgenden einfach als Warnleuchte bezeichnet), die eine Anomalie oder ein Batterieladeproblem anzeigt, außerhalb des Anzeigefeldes mit Hilfe einer unabhängigen LED angezeigt. Der Grund, warum die Warnleuchte nicht auf dem Anzeigefeld angezeigt wird, stellt sich wie folgt dar. Das Halbleiterbauelement 300 (der Timing-Controller 200) und der Grafik-Controller 110 sind über eine differentielle serielle Schnittstelle miteinander verbunden, und Bilddaten können während eines Zeitraums vom Start des Systems bis zur Herstellung der seriellen Schnittstellenverbindung zwischen dem Timing-Controller 200 und dem Grafik-Controller 110 nicht übertragen werden, so dass ein Bild nicht auf dem Anzeigefeld 102 angezeigt werden kann. Alternativ kann nach dem Verbindungsaufbau, wenn die Verbindung aufgrund von Rauschen oder ähnlichem unterbrochen wird, kein Bild auf dem Anzeigefeld 102 angezeigt werden, bis die Verbindung wieder hergestellt ist. Das Gleiche gilt für den Fall, dass ein Kabel abgezogen oder unterbrochen wird, und für den Fall, dass die serielle Schnittstelle oder ein Teil des Grafik-Controllers 110 ausfällt. Ein Zustand, in dem ein Bild wie oben beschrieben nicht angezeigt werden kann, wird als „nicht anzeigbarer Zustand“ bezeichnet.
Da die Warnleuchte wichtige Informationen enthält, die dem Fahrer mitgeteilt werden müssen, ist es erforderlich, dass die Warnleuchte auch im nicht anzeigbaren Zustand eingeschaltet werden kann. Unter solchen Umständen ist es notwendig, die Warnleuchte außerhalb des Anzeigefeldes vorzusehen.
Andererseits kann die Warnleuchte durch die OSD-Funktion auf dem Anzeigefeld angezeigt werden, wobei eine andere Form des Timing-Controllers 200 oder des Halbleiterbauelements 300 gemäß der Ausführungsform verwendet wird. Dies liegt daran, dass die Anzeige des OSD keine Kommunikation über die differentielle serielle Schnittstelle erfordert. Dadurch entfällt die Notwendigkeit einer LED und einer Ansteuerungsschaltung für die LED, so dass die Kosten reduziert werden können. Außerdem kann eine Standardfunktion des Steuergeräts wie I²C derart verwendet werden, dass die Kosten weiter gesenkt werden können.
Wenn eine Situation (nicht anzeigbarer Zustand) eintritt, in der die Videodaten S₁ in der bordeigenen Anzeigevorrichtung 600 nicht angezeigt werden können, wird das Anzeigefeld 102 schwarz, was das Fahren behindert. Daher können Zahlen, Alphabete und dergleichen als OSD-Zeichen vorbereitet werden. Wie in 8C dargestellt, ist es möglich, wenn während der Fahrt eine Anomalie auftritt, die den Tachometer 604 oder den Drehzahlmesser 606 nicht anzeigbar macht, Informationen über die Fahrzeuggeschwindigkeit 610 und die Motordrehzahl 612 in Echtzeit anzuzeigen, indem die OSD-Funktion verwendet wird, wodurch eine Erhöhung der Sicherheit ermöglicht wird.
Alternativ kann beim Einschalten der Zündung eines Fahrzeugs und der Inbetriebnahme des bordeigenen Anzeigegeräts 600 eine Zeichenkette wie „BITTE WARTEN...“ oder die aktuelle Uhrzeit unter Verwendung der OSD-Funktion angezeigt werden, bis die Videodaten S₁ angezeigt werden können.
Der Timing-Controller 200, der eine Form des Halbleiterbauelements 300 darstellt, ist für ein medizinisches Anzeigegerät geeignet. Das medizinische Anzeigegerät zeigt Informationen an, die für einen Arzt oder eine Krankenschwester während einer Untersuchung, Behandlung oder Operation notwendig sind. In der medizinischen Anzeigevorrichtung können selbst in einer Situation, in der die Videodaten S₁ nicht angezeigt werden können, durch Verwendung der OSD-Funktion wichtige Informationen (z. B. Herzfrequenz, Blutdruck und dergleichen eines Patienten) angezeigt werden.
9 ist eine perspektivische Ansicht eines elektronischen Geräts 500. Bei dem in 9 dargestellten elektronischen Gerät 500 kann es sich um einen Laptop, ein Tablet-Terminal, ein Smartphone, eine tragbare Spielkonsole, einen Audioplayer oder dergleichen handeln. Das elektronische Gerät 500 umfasst den Grafik-Controller 110, das Anzeigefeld 102, den Gate-Treiber 104 und den Source-Treiber 106, die sich alle in einem Gehäuse 502 befinden. Ein Sender 112 mit einem Differenzsender, einem Übertragungskanal und einem Differenzempfänger kann zwischen dem Timing-Controller 200 und dem Grafik-Controller 110 vorgesehen sein.
Die vorliegende Erfindung wurde anhand der Ausführungsbeispiele beschrieben. Der Fachmann versteht unmittelbar, dass die Ausführungsformen beschreibend sind und dass verschiedene Modifikationen für eine Kombination von Komponenten oder Verfahren möglich sind, und dass solche Modifikationen auch in den erfindungsgemäßen Schutzbereich fallen. Im Folgenden werden solche Modifikationen beschrieben.
Erste Modifikation
Bei dem in 4 dargestellten Sichtbarkeitsdetektor 340 kann nur entweder die Farbdifferenzschwelle T oder die Helligkeitsdifferenzschwelle U geändert werden.
Zweite Änderung
Gemäß der Ausführungsform wird die Bestimmungsschwelle durch die Verwendung von zwei Werten geändert, kann aber auch durch die Verwendung mehrerer Werte geändert werden.
Dritte Modifikation
Der Controller für das Bestimmungskriterium 380 kann anstelle der Bestimmung, ob die Hintergrundfarbe schwarz ist, die Helligkeit oder Leuchtdichte des Hintergrunds berechnen und das Bestimmungskriterium weniger streng gestalten, wenn die Helligkeit oder Leuchtdichte geringer ist.
Vierte Modifikation
In 4 können der von der Bereichsbestimmungseinrichtung 364 verwendete Parameter P, d.h. der Schwellenwert für die Anzahl der Pixel, und der von der Endbestimmungseinrichtung 366 verwendete Parameter Q, d.h. der Schwellenwert für die Anzahl der Bilder, anhand des Ergebnisses der vom Bestimmungskriterium-Controller 380 durchgeführten Bestimmung geändert werden.
Vierte Modifikation
Obwohl der Bestimmungskriterien-Controller 380 das Bestimmungskriterium mit Fokus auf die Hintergrundfarbe steuert, ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine solche Konfiguration beschränkt. Je feiner beispielsweise der Hintergrund ist, d. h. je höher die Ortsfrequenz des Zielbereichs ist, desto geringer ist die Sichtbarkeit des auf dem Hintergrund angezeigten OSD-Zeichens. Daher kann der Bestimmungskriterien-Controller 380 das Bestimmungskriterium basierend auf der räumlichen Frequenz des Zielbereichs 404 ändern.
Fünfte Modifikation
Das von der Bestimmungseinrichtung 350 implementierte Bestimmungsverfahren ist nicht auf das in den Ausführungsbeispielen beschriebene Verfahren beschränkt. Zum Beispiel kann die Bestimmung nur anhand des Farbunterschieds oder nur des Helligkeitsunterschieds erfolgen. Alternativ, anstelle von oder zusätzlich zu dem Farbunterschied und dem Helligkeitsunterschied, kann die Bestimmung anhand eines Kontrasts erfolgen.
Fünfte Modifikation
Die Pixelbestimmungseinrichtung 352 kann die Bestimmung an allen Pixeln vornehmen, die innerhalb des Zielbereichs 404 liegen, jedoch ist die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine solche Konfiguration beschränkt. Das OSD-Zeichen 402 umfasst, wie oben beschrieben, opake effektive Pixel und transparente ineffektive Pixel. Die Pixelbestimmungseinrichtung 352 kann die effektiven Pixel von der Bestimmung ausschließen und nur die ineffektiven Pixel der Bestimmung unterziehen.
Obwohl die vorliegende Erfindung unter Verwendung spezifischer Ausdrücke anhand der Ausführungsformen beschrieben wurde, veranschaulichen die Ausführungsformen lediglich das Prinzip und die Anwendung der vorliegenden Erfindung, und viele Modifikationen und Änderungen in der Anordnung können an den Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne von der Erfindungsidee, wie sie in den Ansprüchen aufgeführt ist, abzuweichen.
[GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT]
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Übertragung eines digitalen Videosignals.
Bezugszeichenliste

100: Bildwiedergabesystem
102: Anzeigefeld
104: Gate-Treiber
106: Source-Treiber
110: Grafik-Controller
120: Host-Prozessor
130: Videoübertragungsleitung
132: Steuerleitung
300: Halbleiterbauelement
310: Videoeingangsschnittstelle
320: Steuereingangsschnittstelle
330: OSD-Schaltung
340: Sichtbarkeitsdetektor
350: Bestimmungseinrichtung
352: Pixelbestimmungseinrichtung
354: Farbdifferenzrechner
356: Farbdifferenz-Fehlerdetektor
358: Helligkeitsdifferenzrechner
360: Helligkeitsdifferenz-Fehlerdetektor
362: ODER-Gatter
364: Bereichsbestimmungseinrichtung
366: Endbestimmungseinrichtung
380: Bestimmungskriterium-Controller
400: Videodaten
402: OSD-Zeichen
404: Zielbereich
408: Bilddaten
500: elektronisches Gerät
600: fahrzeugseitige Anzeigevorrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP H6317782 [0007]
JP 2002169524 [0007]

Claims

Halbleiterbauelement, umfassend: eine Videoeingangsschnittstelle, die zum Empfangen von Videodaten ausgelegt ist; eine OSD-Schaltung (On Screen Display), die so strukturiert ist, dass sie ein OSD-Zeichen auf den Videodaten bildet; und einen Sichtbarkeitsdetektor, der so strukturiert ist, dass er prüft, ob die Sichtbarkeit des OSD-Zeichens gut oder schlecht ist, wobei ein Bestimmungskriterium für die Sichtbarkeit sich dynamisch in Abhängigkeit von einem Hintergrund des OSD-Zeichens ändert.
Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei das Bestimmungskriterium für die Sichtbarkeit sich dynamisch in Abhängigkeit von einer Farbe des Hintergrunds des OSD-Zeichens ändert.
Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Sichtbarkeitsdetektor bestimmt, ob die Sichtbarkeit für jedes einer Mehrzahl von Pixeln, die innerhalb eines Zielbereichs liegen, in dem das OSD-Zeichen abgebildet wird, gut oder schlecht ist, und die Sichtbarkeit des OSD-Zeichens als schlecht eingestuft wird, wenn die Anzahl der Pixel mit schlechter Sichtbarkeit einen Schwellenwert für die Pixelanzahl überschreitet.
Halbleiterbauelement nach Anspruch 3, wobei das Bestimmungskriterium für die Sichtbarkeit für jedes Pixel sich in einer Weise ändert, die von einer Farbe des Pixels abhängt.
Halbleiterbauelement nach Anspruch 4, wobei das Bestimmungskriterium für die Sichtbarkeit der einzelnen Pixel umso weniger streng ist, je näher die Farbe des Pixels an Schwarz liegt.
Halbleiterbauelement nach Anspruch 4, wobei das Bestimmungskriterium für die Sichtbarkeit der einzelnen Pixel umso weniger streng ist, je geringer die Helligkeit oder Leuchtdichte des Pixels ist.
Halbleiterbauelement nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Sichtbarkeit jedes Pixels, das innerhalb des Zielbereichs liegt, als gut bestimmt wird, wenn eine Farbdifferenz zwischen dem Pixel und einer Referenzfarbe größer als ein Farbdifferenzschwellenwert ist und eine Helligkeitsdifferenz zwischen dem Pixel und der Referenzfarbe größer als ein Helligkeitsdifferenzschwellenwert ist, und sich in Abhängigkeit vom Hintergrund zumindest entweder der Schwellenwert für die Farbdifferenz oder der Schwellenwert für die Helligkeitsdifferenz ändert.
Halbleiterbauelement nach Anspruch 3, wobei sich der Schwellenwert für die Pixelanzahl in Abhängigkeit vom Hintergrund ändert.
Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei sich das Bestimmungskriterium für die Sichtbarkeit dynamisch in einer Weise ändert, die von einer räumlichen Frequenz des Zielbereichs abhängt, in dem das OSD-Zeichen abgebildet wird.
Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, das als Zeitsteuergerät dient.
Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, das als Ein-Chip-Treiber dient, der eingerichtet ist, als Timing-Controller und Source-Treiber zu fungieren.
Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, das als Brückenschaltung mit einem M-Eingang und einem N-Ausgang dient, wobei M ≥ 1 und N ≥ 1 ist.
Fahrzeugseitiges Anzeigesystem mit einer Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
Elektronisches Gerät mit einem Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12.