TWI825951B - 顯示裝置及影像顯示方法 - Google Patents
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Abstract
一種影像顯示方法,包含下列步驟:透過影像處理器,從圖形處理器接收影像訊號,其中影像訊號用於控制影像處理器驅動顯示面板顯示出主影像;根據放大指令,將主影像中的目標區域放大,以形成第一放大影像;自第一放大影像裁切出非矩形影像,以將非矩形影像作為第二放大影像;以及透過影像處理器驅動顯示面板,以同時顯示出主影像及第二放大影像,其中第二放大影像重疊於主影像。
Description
本揭示內容關於顯示影像的技術,特別是關於一種顯示裝置及影像顯示方法。
隨著微電子技術及資料傳輸技術的進步,電子裝置的性能越來越多樣化,而處理器所需的運算能力也相應提昇。然而,在許多情況下,電子裝置可能會因為設計需求(如:成本、佔用體積),致使硬體配置無法負荷高強度的運算能力,從而導致了性能不如預期。以顯示裝置為例,雖然影像資料及顯示電路皆有能力呈現極高畫質的畫面,但若是處理器運算能力不足或者記憶體空間過小,則仍可能會產生失真、延遲等問題,而無法呈現理想的顯示品質。
本揭示內容係關於一種影像顯示方法,包含下列步驟:透過影像處理器,從圖形處理器接收影像訊號,其中影像訊號用於控制影像處理器驅動顯示面板顯示出主影像;根據放大指令,將主影像中的目標區域放大,以形成第一放大影像;自第一放大影像裁切出非矩形影像,以將非矩形影像作為第二放大影像;以及透過影像處理器驅動顯示面板,以同時顯示出主影像及第二放大影像,其中第二放大影像重疊於主影像。
本揭示內容係關於一種顯示裝置,包含顯示面板及影像處理器。影像處理器耦接於該顯示面板,且用以從圖形處理器接收影像訊號,並用以驅動顯示面板顯示出主影像。影像處理器用以根據放大指令,將主影像中的一目標區域放大,以形成第一放大影像。影像處理器還用以將第一放大影像裁切非矩形影像,以作為第二放大影像,且顯示面板同時顯示出主影像及第二放大影像,其中第二放大影像重疊於主影像。
據此,由於顯示裝置係透過影像處理器對影像進行局部放大,故能減少圖形處理器的運算量,以兼顧影像訊號的顯示品質與運作效率。
以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式,為明確說明起見,許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而,應瞭解到,這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說,在本發明部分實施方式中,這些實務上的細節是非必要的。此外,為簡化圖式起見,一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。
於本文中,當一元件被稱為「連接」或「耦接」時,可指「電性連接」或「電性耦接」。「連接」或「耦接」亦可用以表示二或多個元件間相互搭配操作或互動。此外,雖然本文中使用「第一」、「第二」、…等用語描述不同元件,該用語僅是用以區別以相同技術用語描述的元件或操作。除非上下文清楚指明,否則該用語並非特別指稱或暗示次序或順位,亦非用以限定本發明。
第1圖所示為根據本揭示內容之部份實施例的顯示系統100示意圖。顯示系統100包含主機裝置HD及顯示裝置DP。在一實施例中,顯示裝置DP耦接於主機裝置HD,以從主機裝置HD中的圖形處理器230(Graphics Processing Unit,GPU)接收影像訊號。顯示裝置DP包含影像處理器110(如:Scaler)及顯示面板120。影像處理器110用以解析影像訊號,並根據影像訊號驅動顯示面板120顯示出對應於顯示訊號的主影像。
在部份實施例中,主機裝置HD可為電腦的主機,顯示裝置DP則為電腦的顯示器,且透過有線或無線的方式與主機裝置HD耦接,但本揭示內容並不以此為限。
在部份實施例中,主機裝置HD還包含中央處理器210,且安裝有應用程式220(如:儲存於記憶體中)。應用程式220可為一種影音播放程式,或者一種電子遊戲程式。當中央處理器210執行應用程式220時,中央處理器210係透過圖形處理器230產生對應的影像訊號,並將影像訊號傳送至顯示裝置DP以顯示出對應於應用程式220的影像,例如影片畫面或遊戲畫面。在此將顯示裝置DP之顯示面板120上的全屏畫面稱為「主影像」。
第2A圖所示為根據本揭示內容之部份實施例中顯示裝置DP所產生的主影像S0示意圖。在應用程式220被執行的過程中,主機裝置HD會接收到使用者輸入的放大指令(如:啟動「放大鏡」、「狙擊鏡」功能),並根據放大指令,將主影像S0中的一個目標區域放大。第2B圖所示為根據本揭示內容之部份實施例所示的主影像S0及局部放大影像(以下簡稱第一放大影像S1)之示意圖。在一種方法中,顯示系統100透過圖形處理器230執行放大指令,以將主影像S0的局部區域放大為第一放大影像S1。
然而,此一方法並不理想,因為透過圖形處理器230「對主影像S0進行局部放大」的動作會增加圖形處理器230的運算量,而會延遲產生或傳送影像訊號的速度。
在本揭示內容的一實施例中,顯示系統100將「對主影像S0進行局部放大」的動作交由顯示裝置DP中的影像處理器110執行,以減少圖形處理器230的運算負荷。換言之,影像處理器110用以從圖形處理器230接收放大指令,並根據放大指令辨識出主影像S0的一個目標區域(如:主影像S0中央的一塊局部區域)。影像處理器110將目標區域放大,以形成第一放大影像S1。接著,影像處理器110還用以自第一放大影像S1的影像裁切出非矩形影像(如:圓形),以形成第二放大影像。
在此要特別一提者,在部份實施例中,影像處理器110係用以將第一放大影像S1裁切為圓形,但本揭示內容並不以此為限,影像處理器110亦可將第一放大影像S1裁切為橢圓形,或裁切為其他以圓心對稱的非矩形面積(如:多邊形)。
第2C圖所示為根據本揭示內容之部份實施例所示的第二放大影像S2之示意圖。在產生第二放大影像S2後,影像處理器110將驅動顯示面板120,使顯示面板120同時顯示出主影像S0及第二放大影像S2。如圖所示,在部份實施例中,第二放大影像S2會位於主影像S0之上,覆蓋與主影像S0相重疊的區域。
在其他實施例中,為了讓使用者能清楚聚焦於第二放大影像S2,影像處理器110可以將主影像S0中「未被第二放大影像S2遮蔽的其他區域」的亮度調暗(如:變成黑色畫面),或者以模糊化的方式處理。
第3圖所示為根據本揭示內容之部份實施例中的第一放大影像S1的裁切方式示意圖。影像處理器110會自第一放大影像S1中裁切出圓形影像,且影像處理器110會將該圓形影像作為第二放大影像S2。在一實施例中,該圓形影像的圓心P0位於第一放大影像S1的中心,且該圓形影像的直徑小於或等於第一放大影像S1的短邊(如第3圖中第一放大影像S1與垂直線L2平行的邊)。由於最後輸出的第二放大影像S2的輪廓為圓形,其面積會沿著水平線L1與垂直線L2對稱,因此,為了減少影像處理器110之運算量,影像處理器110可以僅判斷一個扇形區域,再透過對稱方式判斷第一放大影像S1對應於第二放大影像S2中的畫素。
如第3圖所示,具體而言,影像處理器110用以在第一放大影像S1中設定一個圓形區域的圓心P0及半徑r。圓心P0及半徑r將可決定出一個扇形區域(例如:第3圖中被水平線L1或垂直線L2劃分出的左上角扇形區域310)。影像處理器110取得第一放大影像S1中位於扇形區域310內的多個第一畫素(如:確認扇形區域310內每個畫素的座標)。由於每個扇形區域310~340都會以圓心為中心對稱,因此,影像處理器110可以「圓心P0」為對稱點,進一步取得與該些第一畫素對稱的複數個第二畫素。亦即,取得第一放大影像S1中位於其他扇形區域320~340的畫素座標。
舉例而言,影像處理器110判斷出扇形區域310內的畫素座標後,將該些畫素座標以垂直線L2為中心映射,取得扇形區域320內的畫素座標。接著,再將扇形區域310、320內的畫素座標以水平線L1為中心映射,以取得扇形區域330、340內的畫素座標。
以下進一步說明判斷「第一放大影像S1中位於扇形區域310內的多個第一畫素」的方法如下:首先,影像處理器110將扇形區域310中的一個第一畫素設定為第一起始點P11。第一起始點P11與圓心P0的距離將會等於半徑r。接著,影像處理器110用以沿著第一方向(如:水平線L1的方向),每隔固定的第一間隔距離(如:一個畫素寬度)取得另一個第一畫素,並設定為第一檢測點。即,多個第一檢測點彼此之間會相隔第一間隔距離。影像處理器110依序判斷每個第一檢測點與圓心P0的距離是否等於或小於半徑r。若是,則該第一檢測點是位於扇形區域310內且屬於第二放大影像S2的畫素。若否,則該第一檢測點是位於扇形區域310之外且不屬於第二放大影像S2的畫素。
舉例而言,若第一起始點P11正好屬於第二放大影像S2的邊緣,則當影像處理器110確認第一起始點P11與圓心P0的距離等於半徑r後,影像處理器110下一個設定的第一檢測點(即,第一起始點P11左方的第一個畫素),其與圓心P0的距離必定會大於半徑r,即屬於第二放大影像S2之外。
當影像處理器110當前所判斷的第一檢測點與圓心P0的距離大於半徑r時,代表已經判斷出所有與第一起始點P11具有同一橫座標且屬於第二放大影像S2的畫素。此時,影像處理器110將沿著縱座標的方向設定新的一個起始點,以判斷相鄰於第一起始點P11的其他橫排的畫素是否屬於第二放大影像S2。
具體而言,影像處理器110將第一放大影像S1中相鄰於第一起始點P11的另一個第一畫素設定為第二起始點P21。第二起始點P21與圓心P0的距離小於半徑r,且與第一起始點P11不同(在一實施例中,第二起始點P21沿著第二方向與第一起始點P11相隔一個間隔距離(如:一個畫素高度))。影像處理器110沿著第一方向,每隔第二間隔距離(如:一個畫素寬度)取得其他的第一畫素,並設定為第二檢測點P22~P2n。影像處理器110會依序判斷每個第二檢測點P22~P2n與圓心P0的距離是否等於或小於半徑r。
據此,重複執行前述步驟,直到影像處理器110設定的起始點等於圓心P0,且判斷完與圓心P0具有同一Y軸座標(見第5圖)且屬於第二放大影像S2的畫素時,即代表影像處理器110已判斷完扇形區域310中所有的畫素。因此,當確認扇形區域310中的所有畫素後,影像處理器110僅須透過對稱方式,即可取得其他扇形區域320~340中的所有畫素之座標位置,進而得知如何把第一放大影像S1裁切成第二放大影像S2。
第4圖所示為根據本揭示內容之部份實施例的影像顯示方法的流程圖。在步驟S401中,影像處理器110從圖形處理器230接收影像訊號,以驅動顯示面板120產生主影像S0。在步驟S402中,影像處理器110從圖形處理器230接收到放大指令,並根據放大指令取得並放大主影像S0中的目標區域,以形成第一放大影像S1。在部份實施例中,目標區域為主影像S0中央的局部矩形區域,即,影像處理器110將第一放大影像S1的中心設定為該第二放大影像S2的圓心P0,但本揭示內容並不以此為限,影像處理器110亦可根據放大指令中的一特定座標設定為該第二放大影像S2的圓心P0,在主影像S0中擷取以該特定座標為中心的圓形區域。
在步驟S403中,為了將第一放大影像S1裁切為圓形,以形成第二放大影像S2,影像處理器110根據放大指令,於第一放大影像S1中設定用以決定圓形區域(即,第二放大影像S2)的圓心P0與半徑r。
在步驟S404中,影像處理器110於第一放大影像S1上設定一個第一起始點P11。第一起始點P11與圓心P0的距離將等同於半徑r。接著,影像處理器110依序取得與第一放大影像S1中與第一起始點P11位於同一橫排的多個第一檢測點。換言之,第一起始點P11與所有第一檢測點的Y軸座標相同。影像處理器110將依序判斷每個第一檢測點是否位於圓形區域(即,第二放大影像S2)中,以紀錄第一放大影像S1中落入第二放大影像S2內的第一檢測點。
第5圖所示為根據本揭示內容之部份實施例的影像處理方法的示意圖。在一實施例中,影像處理器110所設定的座標圓心位於左上方,座標軸X、Y分別朝圖式中右方及下方延伸。若一個檢測點Pd的座標為(x,y),圓心P0之座標為(x
c,y
c),則檢測點Pd與圓心P0間的距離T可表示為下列公式:
……………(公式一)
若距離T大於半徑r,則即代表該檢測點Pd位於第二放大影像S2的區域之外。為便於判斷,可以將「距離T的平方值與半徑r的平方值」間的差值設為一個「判斷值d」。若判斷值d小於或等於零,代表該檢測點Pd位於第二放大影像S2的區域。判斷值d可以表示為下列公式:
……………(公式二)
由於,前述公式仍需要計算平方值,因此在電路設計上將需要使用乘法器與比較器,將會導致運算量提昇。在本揭示內容的一實施例中,可對前述計算方式進行簡化。如第3圖所示,影像處理器110先在第一放大影像S1中設定第一起始點P11。第一起始點P11座標為(x
1,y
1),判斷值d1公式可以表示如下:
………(公式三)
在一實施例中,影像處理器110將與圓心P0之距離正好為半徑r的畫素設為第一起始點P11(即,判斷值d1將為零)。接著,影像處理器110用以沿著第一方向(如:水平線L1或座標軸X的方向),每隔固定的第一間隔距離(如:一個畫素寬度,亦即座標軸X上的一個座標刻度)設定為第一檢測點P12,其座標為(x
2,y
2)。第一檢測點P12之判斷值d2公式如下:
…………(公式四)
根據「x
2=x
1-1」及「y
2=y
1」的特性,差值d2公式可進一步被整理為:
………(公式五)
換言之,影像處理器110可先將「與圓心P0之距離為半徑r」的畫素作為起始點,並沿著第一方向,每次逐一移動「特定間隔(如:1個畫素)」,則即可簡化「判斷值」的計算量。如前述公式推導,在特定間隔為「1個畫素」的情況下,每個檢測點與圓心P0間的距離與半徑r的判斷值公式可以表示為:
…………(公式六)
上述公式中,d
new為當前檢測點(如:第一檢測點P12)的判斷值、d
pre為第一起始點P11或前一個檢測點的判斷值、xpre為第一起始點P11或前一個檢測點的X座標。經過簡化後的公式只有加減法,而無須計算平方值,故能減少影像處理器110之運算量。若判斷值dnew的值等於或小於零,即代表該檢測點仍位於第二放大影像S2之圓形區域內。
在步驟S405中,請搭配參閱第3~5圖,在確認第一放大影像S1中落入第二放大影像S2內的第一檢測點的座標後,影像處理器110以垂直線L2為中心映射該些被紀錄之第一檢測點,以取得位於扇形區域320內的對應座標。
在步驟S406中,當影像處理器110當前所判斷的第一檢測點與圓心P0的距離大於半徑r時,代表此一方向的畫素已經檢測完成。此時,影像處理器110於第一放大影像S1上設定第二起始點P21。在部份實施例中,第一起始點P11與第二起始點P21的X軸座標相同,且第二起始點P21與圓心P0的距離將小於半徑r。
具體而言,由於第一起始點P11和第二起始點P21之間具有「X座標相同、Y座標不相同」的特性,因此,根據前述公式二及公式三,第二起始點P21的判斷值公式可以整理如下:d new =((x new -x c )2+((y ori +1)-y c )2-r 2=d pre -2(y c -y ori )+1............(公式七)
上述公式中,dnew為第二起始點P21之判斷值、dpre為第一起始點P11的判斷值、xnew為第二起始點P21
的X座標,yori為第一起始點P11的Y座標。由經過整理的公式七可知,第二起始點P21的判斷值同樣可以由第一起始點P11的判斷值推算而出,且無須計算平方值,故能減少影像處理器110之運算量。
承上,在確認第二起始點P21與圓心P0的距離小於半徑r後,影像處理器110依序取得與第一放大影像S1中與第二起始點P21位於同一橫排的多個第二檢測點P22~P2n。換言之,第二起始點P21與所有第二檢測點P22~P2n的Y軸座標相同。每個第二檢測點P22~P2n的判斷值可以根據第二起始點P21的判斷值遞迴推算取得,如前述公式三~公式六。
影像處理器110將依序判斷每一個第二檢測點P22~P2n是否位於圓形區域(即,第二放大影像S2)中,以紀錄第一放大影像S1中落入第二放大影像S2內的第二檢測點。若判斷值dnew的值等於或小於零,即代表該檢測點仍位於第二放大影像S2之圓形區域內。
據此,只要判斷值dnew的值等於或小於零,即代表該檢測點位於第二放大影像S2之圓形區域內,故影像處理器110可找出並紀錄第一放大影像S1中與第二起始點P21位於同一橫排、且位於該圓形區域中的多個第二檢測點。
在步驟S407中,影像處理器以垂直線L2為中心映射該些被紀錄之第二檢測點,以取得位於對應扇形區域的對應座標。影像處理器110透過前述步驟S404~S407,取得第一放大影像S1中位於扇形區域310的畫素(第一檢測點、第二檢測點…),以及透過映射方式取得位於扇形區域320的對應座標。
在步驟S408中,在取得並紀錄對應扇形區域310、320的對應座標後,影像處理器110進一步以水平線L1為中心映射該些被紀錄之檢測點,即可取得位於對應扇形區域330、340的對應座標,並取得整個圓形區域的畫素座標,以形成第二放大影像S2。
在步驟S409中,在確認第二放大影像S2後,影像處理器110根據主影像S0及第二放大影像S2,產生更新後的驅動訊號,以驅動顯示面板120,使顯示面板120同時顯示出主影像S0及第二放大影像S2。
如第3圖所示,在一實施例中,影像處理器110可將第一放大影像S1之中心設為第二放大影像之圓心P0,且可將第一放大影像S1的中心至第一放大影像S1的輪廓邊緣的「最短直線距離」設定為第二放大影像S2的半徑r,但本揭示內容並不以此為限。影像處理器110可根據放大指令決定半徑r的大小。
如前述實施例所述,在其他部份實施例中,第二放大影像S2之輪廓可以是非矩形而不限定為正圓形,例如影像處理器110亦可將第一放大影像S1裁切為橢圓形,以形成第二放大影像S2。影像處理器110將第一放大影像S1裁切為非矩形影像的流程及原理與前述步驟S401~S409相似,前述步驟S401~S409中的「圓心」可改為「非矩形影像的中心」、「半徑」則可改為「中心至非矩形影像之邊緣的最短直線距離」。據此,亦可快速判斷出第一放大影像S1中位於第二放大影像S2內的畫素。
由於本揭示內容透過顯示裝置DP中的影像處理器110進行影像放大及裁切,故能減少主機裝置HD中圖形處理器的運算量。此外,即便主機裝置HD內的應用程式220沒有「放大影像」之功能,主機裝置HD仍能將放大指令傳遞至顯示裝置DP,以透過顯示裝置DP中的影像處理器110完成放大處理,使顯示裝置DP的功能更為全面,且可提昇應用程式220原先不具備的顯示能力。
前述各實施例中的各項元件、方法步驟或技術特徵,係可相互結合,而不以本揭示內容中的文字描述順序或圖式呈現順序為限。
雖然本揭示內容已以實施方式揭露如上,然其並非用以限定本揭示內容,任何熟習此技藝者,在不脫離本揭示內容之精神和範圍內,當可作各種更動與潤飾,因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100:顯示系統
110:影像處理器
120:顯示面板
210:中央處理器
220:應用程式
230:圖形處理器
310-340:扇形區域
HD:主機裝置
DP:顯示裝置
S0:主影像
S1:第一放大影像
S2:第二放大影像
P0:圓心
Pd:檢測點
P11:第一起始點
P21:第二起始點
P21-P2n:第二檢測點
r:半徑
L1:水平線
L2:垂直線
T:距離
S401-S409:步驟
第1圖所示為根據本揭示內容之部份實施例的顯示系統示意圖。
第2A圖所示為根據本揭示內容之部份實施例中顯示裝置所產生的主影像示意圖。
第2B圖所示為根據本揭示內容之部份實施例所示的主影像及局部放大影像之示意圖。
第2C圖所示為根據本揭示內容之部份實施例所示的第二放大影像之示意圖。
第3圖所示為根據本揭示內容之部份實施例中的第一放大影像的裁切方式示意圖。
第4圖所示為根據本揭示內容之部份實施例的影像顯示方法的流程圖。
第5圖所示為根據本揭示內容之部份實施例的影像處理方法的示意圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
S401-S409:步驟
Claims (10)
- 一種影像顯示方法,包含:透過一影像處理器,從一圖形處理器接收一影像訊號,其中該影像訊號用於控制該影像處理器驅動一顯示面板顯示出一主影像;根據一放大指令,將該主影像中的一目標區域放大,以形成一第一放大影像;自該第一放大影像裁切出一非矩形影像,以將該非矩形影像作為一第二放大影像,其中該第二放大影像為從該第一放大影像所裁切出的部分影像;以及透過該影像處理器驅動該顯示面板,以同時顯示出該主影像及該第二放大影像,其中該第二放大影像重疊於該主影像。
- 如請求項1所述之影像顯示方法,其中自該第一放大影像裁切出該非矩形影像,以將該非矩形影像作為該第二放大影像包含:在該第一放大影像中設定一圓心及一半徑,其中該圓心及該半徑用以決定一圓形區域;在該第一放大影像中設定一第一起始點,其中該第一起始點與該圓心的距離等於該半徑;以及判斷該第一放大影像中與該第一起始點位於同一橫排的複數個第一檢測點是否位於該圓形區域中。
- 如請求項2所述之影像顯示方法,其中該第一起始點與該些第一檢測點的Y軸座標相同。
- 如請求項2所述之影像顯示方法,其中自該第一放大影像裁切出該非矩形影像,以將該非矩形影像作為該第二放大影像的方法還包含:在該第一放大影像中設定一第二起始點,其中該第二起始點與該圓心的距離小於該半徑;以及判斷該第一放大影像中與該第二起始點位於同一橫排的複數個第二檢測點是否位於該圓形區域中。
- 如請求項4所述之影像顯示方法,其中該第一起始點與該第二起始點的X軸座標相同。
- 如請求項2所述之影像顯示方法,其中在該第一放大影像中設定該圓心及該半徑的方法包含:將該第一放大影像的中心設定為該第二放大影像的該圓心。
- 一種顯示裝置,包含:一顯示面板;以及一影像處理器,耦接於該顯示面板,且用以從一圖形處理器接收一影像訊號,並用以驅動該顯示面板顯示出一主影像; 其中該影像處理器用以根據一放大指令,將該主影像中的一目標區域放大,以形成一第一放大影像;該影像處理器還用以將該第一放大影像裁切為一非矩形影像,以作為一第二放大影像,其中該第二放大影像為從該第一放大影像所裁切出的部分影像,且該顯示面板同時顯示出該主影像及該第二放大影像,其中該第二放大影像重疊於該主影像。
- 如請求項7所述之顯示裝置,其中該影像處理器用以在該第一放大影像中設定一圓心及一半徑,以決定一扇形區域,且該影像處理器還用以取得該第一放大影像中位於該扇形區域內的複數個第一畫素,以及用以取得以該圓心為對稱點與該些第一畫素對稱的複數個第二畫素。
- 如請求項8所述之顯示裝置,其中該影像處理器用以在該第一放大影像中設定一第一起始點,該第一起始點與該圓心的距離等於該半徑,該影像處理器還用以沿著一第一方向,每隔一第一間隔距離設定為一第一檢測點,且依序判斷每個第一檢測點與該圓心的距離是否等於或小於該半徑。
- 如請求項9所述之顯示裝置,其中該影像處理器用以在該第一放大影像中設定一第二起始點,其中該 第二起始點與該圓心的距離小於該半徑,該影像處理器還用以沿著該第一方向,每隔一第二間隔距離設定為一第二檢測點,且依序判斷每個第二檢測點與該圓心的距離是否等於或小於該半徑。
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