TWI361007B - Video processing method and video display system - Google Patents

Description

^01007 雩 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 • 本發明側於—影像處理的方法以及相關之系統， .尤指可以使用少量之記憶體就可以達到—影像處理 之影像處理方法與系統。 【先前技術】 • 目刖非常流行高寬比（asPect _〇)為16:9的螢慕 (p_D。譬如說’當今LCD電視幾乎都是以16:9榮 •主流，而取代了以往映像管（CRT)電視所—般所且有的 二，像疋數位攝影機或是數位相機等，也開 了 16:9之LCD螢幕。 1有 因此1而：並非所有的影音内容都是…格式製作。 .,"ι有16··9螢幕的影音裝置想要播放具有4.3 • 容時，此影音内容就必須要經過適切地信 唬處理_，才可以呈現於16:9螢幕上。 第]圖左邊顯示一個4:3之書 〇 螢幕顯示該書面時的㈣遺^ 16:9 在16:9螢幕中顯示4.3奎 種 ，寬比條件下，縮小或是放大畫面，使並二:： 合16:9螢幕的高。鈇而^ ^ 仗八旦面间配 是比4:3書面的寬大度相等時，16:9營幕的寬 心查^ 一 瓦大所以，16:9螢幕上就有一歧空白（不 叉晝面信號影響）的地方。一 θ —白（不 叙而〇 ’疋將、如小/放大後之 0970-Α32176TWF;edward 1361007

4:3晝面放在16:9螢幕的正中間，而在兩旁的兩個空白處 顯不出固定的一種顏色，像是黑色或是藍色。每一個這 兩個工白處所在位置稱為一頁框邊界（frame b〇rder)，如 弟1圖所示。

譬如說.當原始4:3畫面的每一行或是水平線) 有W40點資料（dot data)，而16:9螢幕每一行只有96〇 旦點（dot)日$，16:9螢幕的每一行中可能只有中間的 晝點用來對應到原始4:3晝面中一行144〇點資料_ data)， 16··9螢幕每一行左邊與右邊各剩下的 120(=(960-720)/2)晝點則固定顯示黑色。 、4:3晝面一般是逐行輸入一影音裝置内的。如同先前 斤迟=4.3晝面要在16:9螢幕顯示時’除了放大/縮小 外，逛需要在頁框邊界填入固定顏色。這些所需要 動作’將會造成4:3晝面的一行内之原始點資料的輸入， 無去與驅動16:9螢幕的-相對應行之處理後點資料完全 :v所以’衫音裝置就需要有緩衝器來暫存一此 後點資料。 ~ ^ ，有的影音裝置會提供具有數個記憶體之—個畫面暫 =衝器（fr_ buffer)’來儲存整個當下要顯示心η 二 處理後點資料，隨著具有原始晝面之影像 口 &的改、交，—直的去更新晝面暫存緩衝器 記憶體；而對庫刭百栖、嘉相對應的 -直存放菩if J “。―的記憶體，則 較fi單全上、色的點#料。這樣的好處是設計上比 間早、面暫存缓衝區的讀取跟寫人可以平行獨立處 〇970-A32176TWF；edward 7 IJOIUU/ :理。但是，這樣設計的缺點是主 緩衝器的記憶體數量， p貝因為晝面暫存 畫點數量。這樣的記二要=3榮幕的總 置而言，是非常可觀的。 、了攜式數位影音裝 鑑於目前—般顯示器螢 所以，習知技術中有以兩條行緩丁田來顯示晝面， 代龐大昂貴的晝面暫存缓衝區。社見neAbuffer) ’來取 圖，分別表示行緩衝器10與12;見一弟=圖以及第四 週期内的讀取I寫入产把 ；仃週及下—行 在-行周期内U二；第中2A圖與第-圖所示， 就寫入而暫存在行‘=:=處理後點資料 10與121中之另一伽曰丨认，、12其中之—内，緩衝器 應到前一行的處理後點^於Γ行周期内所存放的對 行。緩衝器之寫人與讀取被適:二=中的該前一 是，假使緩衝…二:= 而相互獨立。可 内之顏色資％迕 不而要存放相對應頁框邊界 ㈣垂(為固定不變”每一緩衝器⑽幻咖 也至少要…幕一二$ 心4.3里面之畫點數量—樣。以先前16 9螢幕為例中， 16:9勞幕的每—行有720晝點對應到原始4:3晝面中的_ 灯原始點貧料’那需要的記憶體數量就至少還要有！物 個（兩個>ΓΓ緩衝器，而每一行緩衝器有頂個記憶體）。 較少的記憶體，基本上代表了成本的降低，而相對 應的產品就能更有市場競爭力。 0970-A32176TWF;edward 1361007 1 【發明内容】 本發明實施例一種影像處理的方法_ ± 的緩衝器。-影像信號之數個原 料：二：用較小 等原始點資料對應—晝面之^先被接收。該 等原始點資料被處理而產生數〜要夂該 理後點資料--地寫入-緩衝器之數該荨處 等處理後點資料全部存入該緩衝哭中之二\:。於該 所存的處理後點資料開始循序地;讀：二體 料全部存入該缓衝器中的結束時間點資 憶=存的處理後點資料被全部讀取的結束=亥。專記 本7實施例亦提供—種影像顯示系統含 :螢幕具有數個行，每行具有數個晝點螢==有 ίΓΓΠΓ單元接收一影像信號之數個二： 入該緩夂=等該點資料--地寫 處理後：資：ΐ 盾序讀取該等記憶體所存的 二=循序地驅動該榮幕上-相對應行的數 的：量等記憶體的數量小於該等處理後點資料 【實施方式】 第3圖為依據本發明實施的一影像顯示系統· 0970-Α32176TWF;edward 办像顯示系統1 00包含有營 。。 元_、以及螢幕驅動單元⑽。㈣裔106、處理單 列。搬有數Γ晝點(doi)，排列成矩陣，分成行與 所以，母一行有數個晝點。 緩衝器有數個記憶體，每個記憶體可以暫存-個畫點的點資料。 雁5丨^單元1G4接收I像信號。譬如說，影像信號對 地寫入緩衝器106 。晝面110也是由數個排列成矩 …’、D"d貝枓所構成，這些原始點資料一般是逐行的 =到處理，元1G4接收。為了符合格式轉換、晝面大小 又化、或是其他的畫面變化功能要求，處理單元104會. 把收到的條行信號加以適當的處理，而產生一些處理 =點資料。依照處理的要求不同，每一行内之處理後點 資料的數里可能大於也可能小於每一行内之原始點資料 的數1。如果螢幕丨02的行解析度（resolution)小於晝面 110的行解析度那晝面中的原始點資料就必須用合併 (merge)或是抽點（sampling)的方式，來產生數量較少的處 理後點資料。這些處理後點資料會一 中的記憶體中。 榮幕驅動單元1〇8循·序地讀取記憶體中所存的處理 後點資料’並循序地驅動螢幕102上一對應行的數個晝 點。 — 與習知技術至少需要兩個行缓衝器不一樣的，影像 顯不系統100中的緩衝器106可以小於一行缓衝器。也 0970-A32176TWF;edward 10 Φ 1361007 - 就是說，缓衝器106中記憶體的數量，可以小於一行中 處理後點資料的數量。缓衝器106中記憶體的數量，可 . 以是一行中處理後點資料的數量之1/2、甚至是1/4。 以下以每行有1440點資料的一 4:3晝面（如第4圖 左邊所示），顯示於每行有960晝點之一 16:9螢幕（如第4 圖右邊所示）為一個例子，來解釋緩衝器106的寫入與讀 取時序控制。16:9螢幕以中間寬度為720個晝點的部分， _ 來顯示4:3晝面，兩旁寬度均為120晝點的頁框邊界則固 定顯示黑色。 第5圖為依據本發明實施之一信號時序示意圖。由 上而下，信號依序是行同步信號HSYNC、影像信號 Video、時脈信號clockl、輸出之驅動信號、以及時脈信 號clock2。時脈信號clockl與clock2其實是一樣的時脈 信號，只是在信號上有標示不一樣的記號，以方便說明。 行同步信號HSYNC與影像信號Video都是依據4:3 φ 晝面而產生，並輸入至影像顯示系統100。行同步信號 HSYNC —開始由低（disserted)變高（asserted)，意味著接 下來影像信號Video將會帶有對應4:3晝面中之一行的原 始點資料。所以，影像信號Video，在Tvo時段的1440 時脈（clock)内，依序送給影像顯示系統100 1440個原始 點資料128。 如同先前所述的，因為4:3晝面與16:9螢幕之行解 析度不同，原始點資‘料並不能直接用來驅動螢幕102，而 是要經過處理，轉換成處理後點資料，才能據以驅動螢 0970-A32176TWF;edward 11 幕！〇2。4:3晝面的每一行有]44()個 螢幕的每一行口右 -占貝# ’而16:9 行…二 晝點來對應到4:3 t面的每— 匕例上來況是144〇:72〇=2:1。所以， 螢幕的-個晝點之一處理後點資料，就是:3=動： 個肩始點資料之處理結果。這裡的處理可炉：：：：兩 點資料取其令之-就好、兩個肩始點資 f何類似的運算。經過處理後， 應到720個處理後m U絲點貝科對 介於影像信號Vlde0與時脈信號心kl _時脈中’-一地寫入緩衝器106中的 母兩原始點資料才執行一次寫入缓 =體由於 以時脈信號cl〇ckl巾，從/H衝"106的動作’所

Ki甲攸4開始的每兩個時脈之1中之 祕影，意味著真正執行寫人緩衝器⑽ ==脈。從第5圖可知，處理後點資料寫入】 衝叩106的寫入速度是每時脈1/2筆。 螢幕_單元⑽循序讀取緩衝器iQ6 ==:為了顯示4:3畫面，輸出之驅動信號中2 有二=後點資料130。同樣的，輪出之驅動信號也 it^ 1 %與134(每組有12〇個點資料），用以 驅動頁框邊界中的晝點。 ^注意的是，在第5圖中，輸出之驅動信號中⑽ 處理後點㈣U0的結束時間wE(等同於螢幕驅動單元 08讀取缓衝器106的結束時間點），是跟全部處理後點 0970-A32176TWF;edward 12 1361007 :入緩衝器106的結束時間點大約-樣。這樣設計 上t排緩衝咨106的寫入結束時間與讀取結束時間一 .致有一個好處，就是可以大幅的降低緩衝器1〇6的最小 . 大小需求。 牯脈cl〇ck2中，標示上陰影的時脈意味著真正 執行讀取緩衝器106的有效讀取時脈。如第5圖所示， 從時間點tF開始的〜時段，螢幕驅動單it 108花了 720 #個時脈來讀取存放在緩衝器1〇6中的，筆處理後點資 料。因此，處理後點資料被讀出緩衝器1〇6的讀取速度 是每時脈1筆。 、從第5圖可以推理知道，緩衝器1〇6的大小事實上 ，不需要去跟-行内的處理後點資料之數量—樣、緩衝 态ι〇6的大小，事實上，只要大到足夠把時間點4到tF 之間所產生的處理後點資料全部暫存起來就可以了。在 時間點tF之後，因為讀取速度大於寫入速度，新產生的 籲處，後點資料可以寫入先前已經被讀取過的記憶體。也 就疋6兒，在一個行周期内，被讀取過的記憶體可以多次 地寫入以及讀取。在這個實施例中，時間點匕到^之間 有，720個時脈，會產生有360筆處理後點資料，所以， 緩衝裔106只要有36〇個記憶體就可以了，只有一行之 處理後點資料的總數量（=72〇)的1/2。 ^雖然忒，第5圖顯示缓衝器106的寫入結束時間與 言買取結束時間一致，但是第5圖僅僅是個示意圖，為了 解釋上方便而描述。具有業界通常知識者可以知道，處 0970-A32176TWF；edward 13 1361007

理後點資料必彡盲I宜Λ ^ . 寫入-二 憶體’才可以被讀取，所以 在本^明+至少是早於讀取結束時間點—個時脈。 =二:如，寫入結束時間點與讀取結束時間點相 左不大於10個時脈，咬是官 10筆處束㈣狀㈣有少於 等二m ^，則寫人結束時間點大約 寺於碩取結束時間點。 =圖到弟6G圖顯示只具有36_己憶體之一緩 解釋記憶體多次地寫人以及讀取之情形。 =、=圖到第6G圖中，指標(PGmter)R#w分別指向 田下被§貝取或是被寫入的記憶體。 第6A圖表示’當最後一個記憶體M360正在被寫入 緩衝器106開始被讀取，所以第一個記憶體％〗中的 處理後點資料就被讀取出去。 第6B圖的時間點晚於第6A圖一個時脈。因為寫入 速度是每時脈U2筆’所以’第6B圖中沒有指標w，表 不並沒有進行寫人動作。同樣的，因為讀取速度是每時 脈1筆（為寫入速度的兩倍），所以，第6B圖中的指標R 前進指向記憶體M2。 第6C圖的時間點晚於第6B圖一個時脈。第6〇圖 出現了指標W，指向第一個記憶體M丨。這正是因為第一 個δ己憶體Μ1已經在兩個時脈前被讀取過了，當下正處於 閒置的狀態，所以可以用來再寫入新的處理後點資料。 因為讀取速度是每時脈1筆，第6C圖中的指標r又前進 指向記憶體M3。 0970-Α32176TWF;edward 14 1361007

第6D圖的時間點晚於第6C圖一個時脈，第6E圖 的％間點則晚於第6D圖一個時脈。從第6Α·奶圖上; 、很/肖疋的知道，指標R以每時脈一個記憶體的速度 進，4曰標W則以每兩時脈一個記憶體的速度前進。 ，要指標R/W指到最後—個記憶體M36()，那到 一個項取/寫人有效時脈時，指標R/W就會重頭開始，斤 到第一個記憶體Ml。 曰 _义好圖的時間點是最後—個有效寫人時脈。如圖 最後筆處理後點資料就寫入指標w所指的記憶骨 =0。同時指標R所指記憶體M359中之處理後點資米 被暝取，如圖所示。 第圖的妗間點晚於第6F圖一個時脈，也是最後 一個有^讀料脈。第6 G圖中並沒有域w，但有指桿 記憶體M360 ’以讀取最後-筆處理後點資料:、

円夕所表7^之最後—個有效讀取時脈僅僅晚於第6F 有效寫入時脈，所以，寫入結束時間點大 、，-勺等於碩取結束時間點。 從第6Α圖到第6G圖可知，緩衝器ι〇6僅僅需要 360個s己憶體，就可以 的。 暫存720個處理後點資料的目 产兩^圖到第6〇圖中的實施例是讀取速度為寫入」 二=产但是，本發明也可以適用於讀取速度」 '寫入速度，但是不是整數倍的情形。 第7圖為依據本發明實施之另一信號時序示意圖 15 〇970-A32l76TWF；edward

1361007 在第7圖中¥間點tp開始的時段裡面，每三個時 脈中，有兩個被標示成有效讀取時脈，換言之，讀取速 每時脈2/3筆。如圖所示’寫人時脈沒有改變，依然 ，每日·=τ脈1/2筆。因為需要讀取的處理後點資料有 筆，所以，可以得知Tvp時段的總長度是1080(=720*3/2) t脈。因此’在第7圖~⑻F之間就有36〇(=144()_1〇8〇) 時脈，只有180(=36〇/2)筆處理後點資料需要暫存。所以， ,寺序依照第7圖的方式來控制，那缓衝器可能就只 兩要有糾固記憶體’等於處理後點資料總數—筆的 ^刀之而已°頂多，為了預防寫人與讀取動作相衝突（對 憶體進行處理），可以把讀取結束時間點延後寫 、’。束牯間點η個時脈，那緩衝器就只需要 :記憶趙就可《了。如同先前所定義 時::點嫩結束時間點相差不大於丨〇個時脈或；ί 入、、口束叫·間點之後還有少於1 〇整卢 一 取，則宜入Μ 士 處理後點資料尚未被讀 取則寫人結树間點大料於讀取結束時間點。 於讀日例使，k衝$之寫人結束時間點大約等 …取，。束k間點’以降低緩衝器所需要的大小。 定於或第7圖所示’緩衝器所需要的大小決 如果?之s所產生的處理後點資料之數量。因此， 5圖二、b越近，那緩衝器所需要的大小就越小。由第 :或第7圖可知，時間點匕與4 Γ::=:可改變的’因此，頂多可以減= 又來加長τν惠，以使時間點tF靠近時間點&但是， 〇970-A32176TWF;edward 1361007

1 τνΡ時段的延長是有其限制的。假定一行週期中，除了 Τγρ時段之外的時段稱為TblANK。Τγρ時段的延長意味著 Tblank時段縮短。對於LCD螢幕而言’ Tblank時段需要 寬到有足夠的時間去使頁框邊界顯示黑色並進行LCD螢 幕的一些前置作業（像是預充電（pre-charge)或是電極反 轉（VCC)m inversion)等等）。所以 5 TblANK 時段只能縮小到 一定程度。 雖然第5圖與第7圖的實施例都是一個有效讀取時 脈讀取一筆處理後點資料，但是，本發明並非一定如此。 本發明的實施例可以一個有效讀取時脈讀取一筆以上的 處理後點資料。第8圖為一可以運用本發明之螢幕。第8 圖中的螢幕300有數條掃描線S1-S5以及數條資料線 D1-D10，每一條資料線與每一條掃描線交錯處控制了一 個晝點。螢幕300中的資料線D1-D10並非被同時驅動 的。如圖所示，每三條資料線合稱為一個排（bank)。圖上 顯示了三排Bl、B2、以及B3。多工器（multiplexer)302 則決定當下所讀到的處理後點資料，去驅動哪一排中的 三條資料線。因此，對應第8圖中的螢幕300, 一有效讀 取時脈中就應該要讀取三筆處理後點資料，來驅動三條 資料線。 與習知技術不同的，本發明實施例所使用之缓衝器 中記憶體的數量，可以小於一行中處理後點資料的數 量，可以是一行中處理後點資料的數量之1/2、甚至是 1/4。所以，本發明實施例中的影像顯示系統在成本上相 0970-A32176TWF;edward 17

Claims (1)

1361007 第95126908號修Jf^^^}修正本 十、申請專利範圍： 1·一種影像處理方法，可以使用較小的缓衝器，包含 有： 接收一影像信號之數個原始點資料，該等原始點資料 對應一晝面之一行； 依據一縮放要求，處理該等原始點資料，產生數個處 理後點資料； 依序將4專處理後點資料--地寫入一缓衝器之數個 記憶體中；以及 /於1等處理後點資料全部存入該緩衝器中之前，開始 循序地D貝取該等記憶體所存的處理後點資料，以循序地驅 動一營幕上—相對應行的數個晝點; 其中，該等原始點資料係於一第一時間開始接收，該 敢处Γ後點資料係於一第二時間開始由該等記憶體所讀 所產味錢衝器的大小係根據於該第-時間與該第二時間 声理2料處理後點㈣之㈣量所決定，时得該等 二ί;,Γ全部存入該緩衝器中的結束時間點，大約等 點。、。’。體所存的處理後點資料被全部讀取的結束時間 該開始循序圍弟1項所述之影像處理方法，其中， 係大約開始二5等户所存的處理後點資料之步驟， 器中之時。、°亥寺處理後點資料之全部的-半存入該緩衡 如申明專利範圍第】項所述之影像處理方法，其中， 20 1361007 第95126908冑 修正日期:99.5.28 修正本 該開始循序項取該等記憶體所存的處理後點資料之+ 係大約開始於該等處理後點資料之全部的四分二， 緩衝器中之時。 存入該 ^4.如申請專利範圍第〗項所述之影像處理方法，1 該等處理後點資料的數量，大於該等記憶體的數量。 ,^如申請專利範圍第4項所述之影像處理方法，且 當該等記憶體的最後一個記憶體被寫入之後，：、’ 將該等處理後點資料並由少 — μ寫入動作 U賴貝#其巾之―，舄人已經被讀 記憶體之第一個記憶體。 、的該4 6·如申請專利範圍第i項所述之影像處理方法， _處理後點資料以—寫人速度寫人該等記憶體中Γ且以 ^取速度讀㈣等記憶體，且該讀取速 度之整數倍。 勺唸冩入迷 7.如申請專利範圍第！項所述之影像處理方法， ^等處理後點資料以-寫入速度寫入該等記憶體中，/且以 度讀出該等記憶體’且該讀取速度不是該寫入速 含有8.如申請專利範圍第i項所述之影像處理方法，另包 ▲於開始循序地讀取該等記憶體所存的處理後點資料之 :，或於該等記憶體所存的處理後點資料被全部讀士 ^寺間點之後，驅動該相對應行位於該螢幕之數個晝點了 中（肩示H色於該螢幕之—f框邊歸咖b—牆r) !361〇〇7 / 第觸崎修正曰期:99·,28修正本 9. 一種影像顯示系統，包含有： 一螢幕，具有數個行，每行具有數個晝點； 一緩衝器’具有數個記憶體； Μ ^理單元，接收—影像信號之數個原始點資料1 據一鈿放要求，處理該等原始點資料，南斗依 資料，並依序將該等處理後點資料__ 处理後點 該等記憶體中，該等原始點資料對應—晝面之;^衝器之 該等原始點資料係、於―第—時_始接^ 中 貧料係於一第二時間開始由該等記憶體所、、&後點 器的大小係根據於該第-時間與該第二時=產=該緩衝 處理後點資料之資料量所決定，以使得該產生之该等 全部存入該緩衝器中的結束時間點，點資料 所存的處理後點資料被全部讀取的結束時間點…=憶體 一螢幕驅動單S，循序讀取 體h t 點資料’域序地㈣該螢幕上—相的處_ (dot); 子應仃的數個晝點 量。其中，該等記憶體的數量小於該等處理後點資料的數 中，^如申請專利範圍第9項所述之影像顯示李統，盆 的結二Γ:=處理後點資料全部存入該緩輯 理後結讀取全部該等處 中範圍第9項所述之影像顯示系統，其 循序地項取該等記憶體所存的處理後點資料之 22 第 95126908 號 修正日期:99.5.28 修正本 動？1驅動軸對應行位於該螢幕之數個晝 中。、、τ早J'色於該螢幕之一頁框邊界（frameborder) 第 95126908 號 修正日期:99.5.28 修正本 中， 兩倍 12.如申請專利範圍第 该等處理後點資料的數 9項所述之影像顯示系統，其 量，大約該等記憶體的數量之 中， 四倍 料鄉_ 9韻叙料顯㈣統，其 以寺♦理後點貢料的數量，大約該等記憶體的數量之 中， "乾圍弟9項所述之影像顯示系統，其 理覃^ .驅動單元以—讀取速度讀取該等記憶體，該處 中：立該等處理後點資料以一寫入速度寫入該等記憶體 取速度係為該寫入速度之整數倍。 &如申請專利範圍第9項所述之影像 ，立 ;單該:幕驅動單元以一讀取速度讀取該等記憶：:該處 中，Γίί等處理後^料以—寫人速度寫人該等記憶體 買取速度不是該寫入速度之整數倍。