TWI416504B - 選擇影像處理功能的裝置及其操作方法 - Google Patents

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Description

選擇影像處理功能的裝置及其操作方法
本發明是關於影像處理功能的選擇，特別是關於平面顯示器的影像處理功能的選擇。
隨著數位電視的來臨，影像的畫素配置也從解析度720×480(NTSC，PAL系統為720×576)漸漸推進到高畫質Full HD，其解析度為水平畫素1920×垂直畫素1080，因此平面顯示器所採用的面板也愈大，然而面板越大且畫素越多的情況下，驅動液晶的方式卻未改進，因而畫面(Frame)的反應時間加長，此現象特別對於具有高速動作的影像的電視而言會造成殘影，所以一種過驅動方式被提出。
請參閱第一圖(a)，其為習知由驅動電壓所驅動的第一液晶反應時間示意圖。在第一圖(a)中分成上下兩個曲線圖，上面的曲線圖為輸入驅動電壓波形圖11，下面的曲線圖為液晶的光學反應曲線圖12，一個畫面(Frame)的時間為TF ，該輸入驅動電壓波形圖11的橫軸為時間，縱軸為電壓，液晶的光學反應曲線圖12的橫軸為時間，縱軸代表灰階。
請參閱第一圖(b)，其為習知由過驅動電壓所驅動的第二液晶反應時間示意圖。在第一圖(b)中分成上下兩個曲線圖，上面的曲線圖為輸入過驅動電壓波形圖13，下面的曲線圖為液晶的光學反應曲線圖14。在第一圖(a)中，該驅動電壓波形11及該液晶光學反應曲線12可由圖得知，當輸入的驅動電壓為VD 時，一第一液晶反應時間為t1，從第一圖(a)可知t1=3×TF ，也就是說從起始灰階Grey1到截止灰階Grey2需要三個畫面的時間才能到達截止灰階Grey2。然而在第一圖(b)中，該過驅動電壓波形13及該液晶光學反應曲線14可由圖得知，當輸入的過驅動電壓大於VD 而為VOD 時，一第二液晶反應時間為t2，從第一圖(b)可知t1=TF ，也就是說從起始灰階Grey1到截止灰階Grey2只需要一個畫面的時間就能到達截止灰階Grey2。這種改良式的驅動方法雖然可以使液晶的反應時間從t1降低到t2，但是當電視訊號的垂直同步頻率超過60Hz的情況下，液晶面板無法正常顯示，因此必須有一種方法讓電視訊號的垂直同步頻率超過60Hz的狀況下也可以適用。
本發明的目的在提出一種方法，以解決當影像信號的垂直同步頻率大於60Hz的情況下時，該液晶面板無法正常顯示的問題。
根據上述構想，一種選擇影像處理功能的裝置被提出，該選擇影像處理功能的裝置包含一類比數位轉換器、一畫面暫存器、及一過驅動器。該類比數位轉換器，響應一影像信號而輸出一第一影像，該影像信號具有一第一頻率。該畫面暫存器，具有一畫面暫存功能。該過驅動器，具有一過驅動功能。該選擇影像處理功能的裝置根據該第一頻率啟動該過驅動功能及該畫面暫存功能的其中之一。
較佳地，當該第一頻率小於或等於一第二頻率時，該過驅動器啟動該過驅動功能，該第二頻率為60Hz。
較佳地，該選擇影像處理功能的裝置與一面板連接，該面板具有一反應時間，該影像信號具有一振幅，該過驅動功能係為使該振幅被增加以降低該反應時間。
較佳地，當該第一頻率大於一第二頻率時，該畫面暫存器啟動該畫面暫存功能，該畫面暫存功能係為將該第一影像分次儲存於該畫面暫存器。
較佳地，該選擇影像處理功能的裝置還包含一降低解析度控制器，該第一影像具有一解析度，該解析度為一第一解析度、一第二解析度、及一標準解析度的其中之一，當該第一影像的解析度為該第一解析度，且該第一解析度大於該標準解析度時，該第一解析度被該降低解析度控制器調降為該標準解析度，該標準解析度為水平畫素1920×垂直畫素1080。
較佳地，該選擇影像處理功能的裝置還包含一提升解析度控制器，當該第一影像的解析度為該第二解析度，且該第二解析度小於該標準解析度時，該第二解析度被該提升解析度控制器調升為該標準解析度。
根據上述構想，另一種選擇影像處理功能的裝置被提出，該選擇影像處理功能的裝置包含一縮放控制器及一記憶體。該縮放控制器，根據一第一頻率處理一影像信號，並輸出一影像資料。該記憶體以一先進先出的方式儲存該影像資料，以降低該記憶體儲存該影像資料的一容量需求。
較佳地，該縮放控制器具有一過驅動功能，當該第一頻率小於或等於一第二頻率時，該縮放控制器啟動一過驅動功能，且該縮放控制器利用該過驅動功能處理該影像信號。
較佳地，該選擇影像處理功能的裝置還包含一畫面暫存器，該畫面暫存器具有一畫面暫存功能，當該第一頻率大於該第二頻率時，該縮放控制器啟動該畫面暫存功能，且該縮放控制器利用該畫面暫存功能儲存該影像資料，該第二頻率為60Hz。
較佳地，該影像資料具有一影像資料量，當該影像資料量大於該容量需求時，該記憶體以該先進先出的方式儲存該影像資料。
較佳地，當該過驅動功能及該畫面暫存功能的其中之一被啟動時，該記憶體被共用。
根據上述構想，一種選擇影像處理功能的方法被提出，該方法包含下列步驟：(a)接收一影像信號，並偵測一影像的解析度而輸出一影像資料，該影像信號具有一第一頻率。(b)依據該第一頻率啟動一過驅動功能及一畫面暫存功能的其中之一。(c)當該畫面暫存功能被啟動時，以一先進先出的方式儲存該影像。
較佳地，其中步驟(a)還包含下列步驟：(a1)當該影像的解析度大於一預設解析度時，該影像的解析度被調降至該預設解析度，該預設解析度為水平畫素1920×垂直畫素1080。
較佳地，其中步驟(b)還包含下列步驟：(b1)當該第一頻率小於或等於一預設頻率時，啟動該過驅動功能。(b2)當該第一頻率大於一預設頻率時，啟動該畫面暫存功能，該預設頻率為60Hz。
較佳地，其中步驟(c)還包含下列步驟：(c1)當該影像的解析度小於一預設解析度時，提升該影像的解析度至該預設解析度。
請參閱第二圖，其為本案一較佳實施例所提顯示器系統的示意圖。該顯示器系統20包含一面板21及一選擇影像處理功能的裝置22。該面板21包含一驅動晶片210。選擇影像處理功能的裝置22輸出一差動信號220至該面板21，由該驅動晶片210接收該差動信號220，並提供該驅動電壓VD 或該過驅動電壓VOD ，以使該面板21顯示影像。該選擇影像處理功能的裝置22在其內部選擇一過驅動功能或一畫面暫存功能。
請參閱第三圖，其為本案該較佳實施例所提選擇影像處理功能的裝置的示意圖。該選擇影像處理功能的裝置22包含一類比數位轉換器222、一縮放控制器224、一畫面暫存器2246、一影像處理器227、及一差動信號轉換器228。該縮放控制器224包含一降低解析度控制器2240、一過驅動器2241、一畫面同步控制器2242、及一提升解析度控制器2243。
該類比數位轉換器222響應一影像信號221而輸出一第一影像223，該影像信號221具有一第一頻率f1，該第一影像223每秒包含f1個畫面，因此該第一影像223所具有的垂直同步頻率的頻率大小為該第一頻率f1。該畫面暫存器2246具有一畫面暫存(Frame buffer)功能，該過驅動器2241具有一過驅動(over drive)功能。在第一圖(a)、(b)、第二圖、及第三圖中，該選擇影像處理功能的裝置22與該面板21連接，該面板21具有該第一液晶反應時間t1，該影像信號221具有一振幅，該過驅動功能係為使該振幅被增加，以降低該面板21所具有的該第一液晶反應時間t1至該第二液晶反應時間t2。
該第一影像223具有一解析度，該解析度為一第一解析度、一第二解析度、及一標準解析度的其中之一，當該第一影像223的解析度為該第一解析度，且該第一解析度大於該標準解析度時，該解析度被該降低解析度控制器2240從該第一解析度調降至該標準解析度，該標準解析度為水平畫素1920 ×垂直畫素1080。當該第一影像223的解析度為該第二解析度，且該第二解析度小於該標準解析度時，該解析度被該提升解析度控制器2243從該第二解析度提升為該標準解析度。當該第一影像223的解析度為該標準解析度時，則不做調整。
該選擇影像處理功能的裝置22根據該第一頻率f1啟動該過驅動功能及該畫面暫存功能的其中之一。當該第一頻率f1小於或等於一第二頻率時，該縮放控制器224啟動該過驅動功能，該影像信號221的垂直同步頻率的頻率大小為該第一頻率f1，該第二頻率為60Hz。當該第一頻率f1大於該第二頻率時，該縮放控制器224啟動該畫面暫存功能且該降低解析度控制器2240輸出一影像資料2245至該畫面暫存器2246。該畫面暫存功能係為以一先進先出的方式將該影像資料2245儲存於該畫面暫存器2246，該畫面暫存器2246可為SDRAM記憶體。
本案較佳的實施例是以過驅動功能的架構之下來執行過驅動功能或畫面暫存功能，在畫面暫存的架構下所使用的記憶體容量比在過驅動功能的架構大，經由本案較佳實施例可降低記憶體的容量需求。當使用該過驅動功能時，畫素所需的資料量較小。在標準解析度之下，一個畫素使用3個顏色R,G,B代表，每個顏色使用4個bit表示，因此一個畫面的總資料量為1920×1080×3×4=24883200bit=3110KB=3.1MB，所以使用4MB的記憶體容量即可滿足需求。當在畫面暫存的架構下使用該畫面暫存功能時，畫素所需的資料量較大。在標準解析度之下，一個畫素使用3個顏色R,G,B代表，每個顏色使用8個bit表示，因此一個畫面的總資料量為1920×1080×3×8=49766400bit=6220KB=6.22MB，所以需使用8MB的記憶體容量才能滿足需求。
因此本案使用該先進先出的方式將大於4MB的該影像資料2245分次儲存於該畫面暫存器中2246，這種方式的好處可以降低該該畫面暫存器2246儲存該影像資料2245的一容量需求。
當該第一頻率f1小於或等於60Hz時，該縮放控制器224啟動該過驅動功能，該降低解析度控制器2240輸出影像信號2248至該過驅動器2241，該過驅動器2241接收該影像信號2248而輸出影像信號2249，該畫面同步控制器2242接收該影像信號2249而輸出影像信號2250至該提升解析度控制器2243，該提升解析度控制器2243接收該影像信號2250而輸出一第二影像229至該影像處理器227。
當該第一頻率f1大於60Hz時，該縮放控制器224啟動該畫面暫存功能。當該第一頻率為75Hz時，該第一影像223每秒包含75張畫面(Frame)，由於該面板21只能接受60Hz，也就是每秒60張畫面，因此該畫面暫存器2246可先儲存60張畫面的資料，然後輸出影像資料2247至該提升解析度控制器2243，剩下的15張畫面的資料在下一次儲存至該畫面暫存器2246。該影像資料2247包含該60張畫面的資料，該提升解析度控制器2243接收該影像資料2247而輸出該第二影像229，該第二影像229所具有的垂直同步頻率為60Hz，即為該第二頻率f2。
該畫面同步控制器2242將影像信號2248的垂直同步頻率做適當控制，然後輸出至該提升解析度控制器2243，此時如果該第一影像223的解析度小於該標準解析度，則該提升解析度控制器2243提升該第一影像223的解析度至該標準解析度。
在該第一頻率f1小於或等於60Hz的狀況下，當該第一影像223的解析度小於該標準解析度時，則該提升解析度控制器2243在此時提升該第一影像223的解析度至該標準解析度。在該第一頻率f1大於60Hz的狀況下，該第一影像223依序經過該降低解析度控制器2240、該畫面暫存器2246、及該提升解析度控制器2243的處理後，將該第一影像223的解析度提升至該標準解析度。
該提升解析度控制器2243輸出一第二影像229至該影像處理器227，該影像處理器227將該第二影像229做彩度與亮度以及重疊畫面的處理，並對該第二影像229做壓縮或解壓縮的處理。該影像處理器227輸出一影像信號2270至該差動信號轉換器228，以產生一差動信號220，以提供至該面板21的該驅動晶片210，以使該面板21顯示影像。
請參閱第四圖，其為本案較佳實施例所提選擇影像處理功能的流程圖。步驟301中，先輸入一影像信號221至一類比數位轉換器222，再將該影像信號221轉換成該第一影像223，該影像信號221所具有的垂直同步頻率的頻率大小為該第一頻率f1，該第一影像223所具有該垂直同步頻率的頻率大小亦為該第一頻率f1。步驟302中判斷該影像信號221的垂直同步頻率的該第一頻率f1是否大於60Hz，若是則進入步驟303，若否則進入步驟304。
步驟303與第三圖中，當該第一頻率大於60Hz時，該縮放控制器224啟動該畫面暫存功能，並且關閉該過驅動功能，步驟304中，當該第一頻率小於或等於60Hz時，該縮放控制器224關閉該畫面暫存功能，並且啟動該過驅動功能，以降低該液晶的反應時間t1。
步驟305中，該影像信號2270被該差動信號轉換器228轉換成該差動信號220。步驟306中，該面板21接收該差動信號220，以使該面板220顯示影像。
根據上述的方法，該過驅動功能與該畫面暫存功能可共存於同一個裝置中，便可解決當該影像信號221的垂直同步頻率大於60Hz時，該液晶面板無法正常顯示的問題，並且可降低該畫面暫存器2246的記憶體容量需求。
本發明的說明與較佳的實施例已揭露於上，然其非用來限制本發明，凡習知此技藝者，在不脫離本本發明的精神與範圍之下，當可做各種更動與修飾，其仍應屬在本發明專利的涵蓋範圍之內。
11．．．輸入驅動電壓波形
12,14．．．液晶光學反應曲線
13．．．輸入過驅動電壓波形
20．．．本案顯示器系統
21．．．面板
22．．．選擇影像處理功能的裝置
210．．．驅動晶片
220．．．差動信號
221,2270,2248,2249,2250．．．影像信號
222．．．類比數位轉換器
223．．．第一影像
224．．．縮放控制器
2245,2247．．．影像資料
2246．．．畫面暫存器
227．．．影像處理器
228．．．差動信號轉換器
229．．．第二影像
2240．．．降低解析度控制器
2241．．．過驅動器
2242．．．畫面同步控制器
2243．．．提升解析度控制器
f1．．．第一頻率
f2．．．第二頻率
TF ．．．一個畫面時間
t1,t2．．．液晶的反應時間
Grey1．．．起始灰階
Grey2．．．截止灰階
vD ．．．驅動電壓
vOD ．．．過驅動電壓
第一圖(a)：習知由驅動電壓所驅動的第一液晶反應時間示意圖；
第一圖(b)：習知由過驅動電壓所驅動的第二液晶反應時間示意圖；
第二圖：本案較佳實施例所提顯示器系統的示意圖；
第三圖：本案較佳實施例所提選擇影像處理功能的裝置的示意圖；
第四圖：本案較佳實施例所提選擇影像處理功能的流程圖。
22‧‧‧選擇影像處理功能的裝置
210‧‧‧驅動晶片
220‧‧‧差動信號
221,2270,2248,2249,2250‧‧‧影像信號
222‧‧‧類比數位轉換器
223‧‧‧第一影像
224‧‧‧縮放控制器
2245,2247‧‧‧影像資料
2246‧‧‧畫面暫存器
227‧‧‧影像處理器
228‧‧‧差動信號轉換器
229‧‧‧第二影像
2240‧‧‧降低解析度控制器
2241‧‧‧過驅動器
2242‧‧‧畫面同步控制器
2243‧‧‧提升解析度控制器
f1‧‧‧第一頻率
f2‧‧‧第二頻率

Claims (19)

  1. 一種選擇影像處理功能的裝置，包含：一類比數位轉換器，響應一影像信號而輸出一第一影像，該影像信號具有一第一頻率；一畫面暫存器，具有一畫面暫存功能；及一過驅動器，具有一過驅動功能，其中該選擇影像處理功能的裝置根據該第一頻率啟動該過驅動功能及該畫面暫存功能的其中之一。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中當該第一頻率小於或等於一第二頻率時，該過驅動器啟動該過驅動功能。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的裝置，其中該第二頻率為60Hz。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中該選擇影像處理功能的裝置與一面板連接，該面板具有一反應時間，該影像信號具有一振幅，該過驅動功能係為使該振幅被增加以降低該反應時間。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中當該第一頻率大於一第二頻率時，該畫面暫存器啟動該畫面暫存功能。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的裝置，其中該畫面暫存功能係為將該第一影像分次儲存於該畫面暫存器。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中該選擇影像處理功能的裝置還包含一降低解析度控制器，該第一影像具有一解析度，該解析度為一第一解析度、一第二解析度、及一標準解析度的其中之一，當該第一影像的解析度為該第一解析度，且該第一解析度大於該標準解析度時，該第一解析度被該降低解析度控制器調降為該標準解析度。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的裝置，其中該標準解析度為水平畫素1920×垂直畫素1080。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的裝置，其中該選擇影像處理功能的裝置還包含一提升解析度控制器，當該第一影像的解析度為該第二解析度，且該第二解析度小於該標準解析度時，該第二解析度被該提升解析度控制器調升為該標準解析度。
  10. 一種選擇影像處理功能的裝置，包含：一縮放控制器，根據一第一頻率處理一影像信號，並輸出一影像資料；一記憶體，其中該記憶體以一先進先出的方式儲存該影像資料；及一畫面暫存器，該畫面暫存器具有一畫面暫存功能，當該第一頻率大於該第二頻率時，該縮放控制器啟動該畫面暫存功能，且該縮放控制器利用該畫面暫存功能儲存該影像資料。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的裝置，其中該縮放控制器具有一過驅動功能，當該第一頻率小於或等於一第二頻率時，該縮放控制器啟動一過驅動功能，且該縮放控制器利用該過驅動功能處理該影像信號。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的裝置，其中該影像資料具有一影像資料量，當該影像資料量大於該容量需求時，該記憶體以該先進先出的方式儲存該影像資料。
  13. 如申請專利範圍第10項所述的裝置，其中當該過驅動功能及該畫面暫存功能的其中之一被啟動時，該記憶體被共用。
  14. 一種選擇影像處理功能的方法，包含下列步驟：(a)接收一影像信號，並偵測一影像的解析度而輸出一影像資料，該影像信號具有一第一頻率； (b)依據該第一頻率啟動一過驅動功能及一畫面暫存功能的其中之一；及(c)當該畫面暫存功能被啟動時，以一先進先出的方式儲存該影像。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的方法，其中步驟(a)還包含下列步驟：(a1)當該影像的解析度大於一預設解析度時，該影像的解析度被調降至該預設解析度。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的方法，其中該預設解析度為水平畫素1920×垂直畫素1080。
  17. 如申請專利範圍第14項所述的方法，其中步驟(b)還包含下列步驟：(b1)當該第一頻率小於或等於一預設頻率時，啟動該過㊣驅動功能；及(b2)當該第一頻率大於一預設頻率時，啟動該畫面暫存功能。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的方法，其中該預設頻率為60Hz。
  19. 如申請專利範圍第14項所述的方法，其中步驟(c)還包含下列步驟：(c1)當該影像的解析度小於一預設解析度時，提升該影像的解析度至該預設解析度。
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