CN100401363C - 保持固定图像宽高比的液晶显示器控制器及制造方法 - Google Patents

Abstract

一种保持固定图像宽高比的液晶显示器控制器，主要是于图像来源大小和显示器画面大小不同时，用以保持固定图像宽高比的电路和方法，其中，在垂直方向上分别增加线条于显示器画面的上、下方使显示器画面具有相同于输入图像的图像宽高比，一线条激活讯号是用来扩充垂直线以维持图像的宽高比，依据本发明的设计，线条激活产生器LE的讯号周期是配合所有输入图像的宽高比而改变，以进行必要性的扩充而让显示器画面图像的宽高比与来源图像的宽高比相符，藉以改善常见技术无法有效控制改变线条激活产生器LE讯号周期的缺点。

Description

保持固定图像宽高比的液晶显示器控制器及制造方法

技术领域

本发明是有关于一种保持固定图像宽高比的液晶显示器控制器，其于图像来源大小和显示器画面大小不同，而欲转换成特定显示器大小的画面时，用以保持固定图像宽高比的电路和方法。

背景技术

按，图1a是一特定分辨率的计算机显示器的圆形来源图像110经过放大程序150而成为较大画面120的常见示意图，由该图可知，放大后的显示器上图像已遭受扭曲，已不再像是圆形，而酷似一椭圆形120。原始的来源图像是储存于1024×768像素的扩充图形数组(XGA)型式中。该解析度1024×768的图像宽高比为1024/768＝4/3；而图1a中的显示器画面大小为1280×1024或为SXGA的型式，且其图像宽高比为1280/1024＝5/4。故不同的图像宽高比使得画面的图样产生扭曲现象。

图1b是一特定分辨率的计算机显示器的圆形来源图像130经过缩小程序160而成为较小画面的常见示意图，由该图可知，缩小后的显示器上图像已遭受扭曲，它已不再像是圆形，而却酷似一椭圆形140。原始的来源图像是储存于1600×1200像素的VXGA型式中。该分辨率1600×1200的图像宽高比为1600/1200＝4/3。而图1b中的显示器画面大小为1280×1024或为SXGA的型式，且其画面输出解析度1280×1024具有1280/1024＝5/4的图像宽高比。故不同的图像宽高比使得画面的图样形成扭曲的现象。

已有技术中，目前使用不同图像宽高比有下列的一般图像型式：

VGA：640×480＝4×3(图像宽高比为1.33)

SVGA：800×600＝4×3(图像宽高比为1.33)

XGA：1024×768＝4×3(图像宽高比为1.33)

SXGA：1280×1024＝5×4(图像宽高比为1.25)

UXGA：1600×1200＝4×3(图像宽高比为1.33)

当一液晶显示器(或是其它的计算机显示器)控制器将输入来源讯号传送至显示器画面时，来源讯号和目标画面的不同大小型式需予以考虑。在常见技术中所碰到的问题是当图像来源传送到显示器画面上时，必需保持图像宽高比的一致性。于常见技术中，当转换VGA，XGA和UXGA讯号至SXGA显示器画面上时，就有图像宽高比不一致的问题待解决。若不解决该问题时，则显示于画面上的图样就会有如图1a和图1b所示的扭曲现象发生。

美国专利US 5,748,175(Shimada，et al)揭示了一「具有多重图像宽高比分辨率的液晶显示器驱动装置」，其中描述了一具有多重图像宽高比分辨率功能的液晶显示器驱动装置。

美国专利US 6,275,306(Wataya，et al)揭示了一「转换像素宽高比的图像处理系统」，其中描述了一具有转换像素宽高比功能的图像处理系统。

美国专利US 6,191,820(Kang，et al)揭示了一「转换影像讯号宽高比的装置和方法」，其中描述了一具有转换影像讯号宽高比功能的装置和方法。

美国专利US 5,983,247(Yamanaka，et al)揭示了一「读取一显示器屏幕文件和供应另一显示器屏幕所使用的显示器图像的资料转换装置」，而后者与前者具有不同的图像宽高比，其中描述了一具有读取一显示器屏幕文件和供应另一显示器屏幕所使用的显示器图像的装置和方法，而后者与前者具有不同的图像宽高比。

发明内容

本发明的主要目的，即在于创作出一种当图像来源大小和显示器画面大小不同时，用以保持固定图像宽高比的电路和方法。

本发明的另一目的，在于提供一种当图像格式大小转换成特定显示器大小的画面时，用以保持固定图像宽高比的电路和方法。

上述本发明目的是藉由一依据权利要求书第1且/或17、33项所述的保持固定图像宽高比的液晶显示器电路和方法来达成，于其它权利要求的附属项是陈述本发明的具有优点及目的性的等效结构。

为求进一步了解本发明的构造特征、技术内容与功能，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图示乃供参考与说明用，并非用以对本发明施予限制。

附图说明

图1a是常见技术示意图；其中，当图像和屏幕有不同的图像宽高比时，在进行放大程序时会发生扭曲现象；

图1b是常见技术示意图；其中，当图像和屏幕有不同的图像宽高比时，在进行缩小程序时会发生扭曲现象；

图2a是在放大程序进行之前在来源图像和显示器画面之间保持相同的图像宽高比的示意图；

图2b是为在放大程序进行之前在来源图像和显示器画面之间保持相同和图像宽高比和依据图2a的详细示意图；

图3是为扩充线条激活讯号、并增加垂直方向上的显示器画面线条以达保持图像宽高比目的的方法的时序图；

图4是为本发明在扩充线条激活讯号、并增加垂直方向上的显示器画面线条以达保持图像宽高比目的的更加创新方法的时序图；

图5a是为时序图，其中保持图像宽高比功能予以作用的示意图，但在垂直方向上没有扩充额外线条；

图5b是为时序图，其中保持图像宽高比功能予以作用的示意图，但在垂直方向上具有扩充额外线条；

图6是为本发明液晶显示器控制器的区块图；

图式组件符号说明

110.....来源图像            120......显示器画面图像    130.....来源图像

140.....显示器画面图像      150.....放大               160.....缩小

210.....来源图像            220.....显示器画面图像     222.....线条增加区域

230.....放大程序            240.....来源图像           250.....顶侧扩充线条

260.....底侧扩充线条        270.....保持图像宽高比     280.....放大程序

290.....饼图像              291.....显示器画面图像     340.....顶侧扩充激活讯号

350.....底侧扩充激活讯号    590.....顶侧扩充激活讯号

591.....底侧扩充激活讯号    610...红/绿/蓝图像限制框电路

611...红/绿/蓝输入讯号      612...图像限制框讯号       613...反向图像限制框讯号

614...主要垂直同步讯号V_sync 615...’x’讯号            616...主要垂直同步第一讯号V_sync′

618...V_total-x讯号          619...V_start-V_preamble讯号 620...主要垂直同步V_sync′产生器

621...次要垂直同步讯号V_sync′    622...V_preamble讯号      623...V_active和扩充线条总数

630...次要垂直同步V_sync″产生器  640...线条激活产生器LE   650...整流器

660...总和函数                   670...红/绿/蓝输出讯号

具体实施方式

图2a是为使用本发明的方法和电路的图像处理示意图，圆形的来源图像210是为1024×768像素大小型式，其图像宽高比为4/3(图像宽高比为1.33)，在进行放大程序230之前，液晶显示器画面的垂直方向上的有效行数增加，如图标中线条增加区域222所指示出的范围。

图2a中的显示器画面图像220是为进行放大程序后的最终结果，显示器画面显示出一非椭圆状扭曲的放大圆。液晶显示器上具有1280×1024像素，其图像宽高比1280×1024(1280/1024＝1.25)与后述来源图像的图像宽高比(1024/820＝1.25)相符，这是本发明放大程序的主要精神所在，接下来，我们来看看其间的运作。

图2b中可以看出本发明主要实施例的详细步骤，该来源图像240仍为1024×768(1024/768＝4/3＝1.33)像素大小型式，在保持图像宽高比270转换步骤中显示了接收额外垂直线的来源图像，来源图像的上、下方增加了顶侧扩充线条250、底侧扩充线条260，而过渡阶段的来源图像大小为1024×820(1024/820＝5/4＝1.25)，该来源图像并没有改变，唯一不同之处为于垂直方向上增加了52条线，其包括来源图像的顶侧26条、底侧增加26条线，因此，整体来源图像图像宽高比由1024×768(1024/768＝4/3＝1.33)变成(1024/820＝5/4＝1.25)，然而，来源图像240的图像宽高比在保持图像宽高比270的步骤中，因为饼图像290没有被接触，而只有在垂直方向上增加至来源图像上的线条。

接下来，饼图像290进行-放大程序280，而最终形成一无椭圆扭曲的完整圆形的显示器画面图像291，且该显示器画面大小为1280×1024(1280/1024＝1.25)，由于显示器画面与修改来源图像后的饼图像290图像宽高比相符，使该饼图像290放大后可以得到无扭曲的较大圆形显示器画面图像291。

总而言之，本发明的关键是于来源图像垂直方向的顶、底侧增加额外线条来扩充来源图像形成过渡图像，并使过渡图像以相同的图像宽高比进行放大的程序。

图3是为主要讯号的时序图，该讯号亦形成本发明的实施例，本发明的前提为，垂直线的数目必需于来源图像的顶侧和底侧进行扩充，为了扩充垂直方向的线条数目，线条激活LE(Line Enable)的讯号必需如图标中顶侧扩充激活讯号340、底侧扩充激活讯号350加以扩充，于图3中扩充的线条激活(LE)讯号的顶侧扩充激活讯号340上升边缘必需向左移动，以增加显示器顶端垂直线的数目，并且，要移动线条激活(LE)讯号的顶侧扩充激活讯号340上升边缘至左侧的距离是有限制，线条激活(LE)讯号的顶侧扩充激活讯号340的上升边缘是可以移动的，线条激活(LE)讯号的顶侧扩充激活讯号340的上升边缘是形成于图3的″V_sync″上升边缘的后方，然而，线条激活(LE)讯号的顶侧扩充激活讯号340的上升边缘必需定位于如图3所示的垂直后方入口段320内。

图3中扩充的线条激活(LE)讯号的底侧扩充激活讯号350下降边缘必需向右移动，以增加显示器底端垂直线的数目，然而，要移动线条激活(LE)讯号的底侧扩充激活讯号350下降边缘至右侧的距离是有限制，线条激活(LE)讯号的底侧扩充激活讯号350的下降边缘是形成于图3的″V_sync″下降边缘的前方，并且，线条激活(LE)讯号的底侧扩充激活讯号350的下降边缘必需定位于如图3所示的垂直前方入口段330内，因此，线条激活(LE)讯号的周期会受到″V_sync″周期的限制。

图4是为一时序图，其为本发明的图像宽高比的创新方法，图4表示出主要图像宽高比失效的情况，该方法不会有如上述图标中所述的线条激活(LE)讯号范围会受到″V_sync″范围的限制的情形。

图4中，线条激活(LE)讯号的上升段是设定定位于从主要垂直同步讯号(V_sync)491上升段的V_pos450+V__preamble460，如图4所示，该线条激活(LE)讯号的下降是藉由一来自线条激活(LE)讯号上升的讯号V_active470予以定位，主要垂直同步讯号(V_sync)491的上升是藉由一来自主要垂直同步讯号V_sync上升的讯号’x’420予以定位。图4所示的其它讯号为V_total410它代表主要垂直同步讯号V_sync的周期，V_bp440是为垂直背面入口段，V_start480为V_bp加一，V_start正是第一条垂直线显现之处，注意图4并没有让保持图像宽高比功能打开，因为在显示器的上、下方并没有线条激活(LE)讯号的扩充。

图5b是为保持图像宽高比功能作用的示意图，其是藉由显示器顶侧和底侧的扩充线条激活(LE)讯号来表示。

图6是为本发明的显示器控制器方块图，由该图可看出R/G/B图像限制框电路610的输出为红蓝绿输出(R’/G″/B’)输出讯号670，其输入为红蓝绿输入R/G/B讯号611和图像限制框612，该图像限制框612是用来取消显示器的更新，且该图像限制框612的讯号是属于一种高讯号。因此，在图5a中，图像限制框讯号frame i-1 520和图像限制框讯号frame i+1 522并没有显示出来，同样地，在图像限制框讯号frame i-1 520的高图像限制框会造成主要垂直同步讯号(V_sync′)531失效，此外，它亦造成次要垂直同步讯号(V_sync′)542失效。

图5a和图5b是为保持图像宽高比功能作用的示意图，图5a是为保持图像宽高比功能作用时的内部波形，但在垂直方向上并没有任何扩充的额外线条，在此情况下，使用一种图像限制框(Frame mask)的遮蔽讯号510来停效讯号frame I-1 520、frame I+1522的红蓝绿输入(R/G/B)讯号，并且停效参考的主要垂直同步讯号(V_sync′)531、次要垂直同步讯号(V_sync″)540、Vsync″542以及停效LE的550、552；如图4所示，线条激活产生器LE 551的上升是由次要垂直同步讯号(V_sync″)541设定，如果垂直方向上的扩充额外线条是必要时，次要垂直同步讯号(V_sync″)541就必需像次要垂直同步讯号(V_sync″)570以顶侧扩充启动讯号590的扩充线条数目的距离来移动至左侧(或较早)位置，然后才得以将线条激活产生器LE上升边缘从551延伸至图5b中的580位置。次要垂直同步讯号(V_sync″)是作为线条激活产生器LE初始基准点。因此，一个必需遵守的原则是次要垂直同步讯号(V_sync″)必需随时保持在先前线条激活产生器LE 550的下降边缘之后。

若该原则被破坏，也就是说，当次要垂直同步讯号(V_sync″)541进入线条激活产生器LE 550的有效范围内时，线条激活产生器LE 550就会被截断，并且由次要垂直同步讯号(V_sync″)541进行异常终止。为了让扩充线条激活产生器LE数目可以得到最大的效能，我们必需去除该限制，而最有效、最直接的方法就是每两个图像框讯号frame I-1520、frame I+1 522遮蔽红蓝绿输入(R/G/B)讯号。此时，每一次要垂直同步讯号(V_sync″)570得以向左(或较早)移动至主要垂直同步讯号(V_sync′)560的后缘位置，而这正代表着在顶侧扩充激活讯号590上的扩充线条激活产生器LE已加入扩充线条的最大数目。

关于线条激活产生器LE 551的下降边缘，它亦得以于底侧扩充激活讯号591上由扩充线条来进行延伸，而且会受到下一个次要垂直同步讯号(V_sync″)542的限制，因此必需停效图像框讯号522、线条激活产生器LE 552以及下一图像框讯号frame I+1的次要垂直同步讯号(V_sync″)542。

当像是图像框讯号522被遮蔽后，线条激活产生器LE552就不再需要了。而且当线条激活产生器LE 552被停效后，次要垂直同步讯号(V_sync″)542也不再需要了。

如图6所示，该图像限制框讯号612是藉由一反相器650(inverter)来产生负向的图像限制框讯号613。该负向的图像限制框讯号613连同主要垂直同步讯号(V_sync)614和一’x’讯号615进入主要垂直同步第一讯号(V_sync′)产生器620区块内。主要垂直同步第一讯号(V_sync′)产生器620的输出为主要垂直同步第一讯号(V_sync′)。而主要垂直同步第一讯号(V_sync′)616是输入至次要垂直同步讯号(V_sync″)产生器630。图6的总和函数660是加上讯号V_total-x 618以及V_start-V_preamble讯号619，其是为顶侧讯号619扩充线条数目。该总和的结果亦进入次要垂直同步讯号(V_sync″)产生器630中。而次要垂直同步讯号(V_sync″)产生器630的输出是为次要垂直同步讯号(V_sync″)621。次要垂直同步讯号(V_sync″)621是进入线条激活产生器640。此外，V_preamble讯号622以及V_activet扩充线条的总和数目623是进入线条激活(LE)产生器640中。而线条激活(LE)产生器640的输出是为线条激活(LE)讯号680。

线条激活(LE)讯号的导引边缘是以于顶侧上的扩充线条的总数来扩充，该结果与图5b顶侧扩充激活讯号590的周期相符。同样地，线条激活(LE)讯号得于底侧上扩充，其结果与图5b中底侧扩充激活讯号591的周期相符，线条激活产生器(LE)的总周期580亦显示于图5b中。因此，藉由屏幕上方和/或下方的垂直线条总和因而得以维持图像宽高比。

由线条激活(LE)产生器产生讯号的关键结果是为藉由于垂直方向上增加显示器画面线条来扩充(LE)讯号以维持图像宽高比。

本发明的优点在于应用扩大线条激活(LE)讯号的潜在周期范围的创新技术。常见用来维持图像宽高比的技术皆无法有效控制改变LE讯号的周期来进行必要性的扩充而让显示器画面图像的宽高比与来源图像的宽高比相符。于本发明产生像是垂直同步第一讯号(V_sync′)、次要垂直同步讯号(V_sync′)以及LE的特别讯号中，屏幕控制器的主要实施例得让线条激活产生器LE讯号周期配合所有输入图像的所有图像宽高比来进行有效改变。

但是以上所述的，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的范围。即凡依本发明权利要求所作的均等变化与修饰，皆为本发明权利范围所涵盖。

Claims (30)

1.一种保持固定图像宽高比的液晶显示器控制器，其特征在于：至少包括：

a.一红/绿/蓝图像限制框电路；

b.上述红/绿/蓝图像限制框电路获得图像限制框讯号以及一主要垂直同步讯号产生器获得反向图像限制框讯号；

c.一与主要垂直同步讯号产生器相连接的次要垂直同步讯号产生器；

d.一与次要垂直同步讯号产生器相连接的线条激活产生器；

2.如权利要求1所述的保持固定图像宽高比的液晶显示器控制器，其特征在于：其中该红/绿/蓝图像限制框电路包括有红/绿/蓝(R/G/B)讯号和一图像限制框讯号作为输入。

3.如权利要求1所述的保持固定图像宽高比的液晶显示器控制器，其特征在于：其中该红/绿/蓝图像限制框电路包括有红/绿/蓝(R’/G’/B’)讯号作为输出。

4.如权利要求2所述的保持固定图像宽高比的液晶显示器控制器，其特征在于：其中，该红/绿/蓝图像限制框电路停效(disable)一液晶显示器屏幕的预定或遮蔽区域的该红/绿/蓝(R/G/B)输入讯号。

5.如权利要求1所述的保持固定图像宽高比的液晶显示器控制器，其特征在于：其中该主要垂直同步讯号产生器包括一主要垂直同步讯号、一反向图像限制框讯号，以及一’x’讯号作为输入。

6.如权利要求1所述的保持固定图像宽高比的液晶显示器控制器，其特征在于：其中该主要垂直同步讯号产生器包括-主要垂直同步第一讯号来作为输出。

7.如权利要求5所述的保持固定图像宽高比的液晶显示器控制器，其特征在于：其中该主要垂直同步讯号产生器是将该主要垂直同步讯号转换为主要垂直同步第一讯号。

8.如权利要求1所述的保持固定图像宽高比的液晶显示器控制器，其特征在于：其中该次要垂直同步讯号产生器包括主要垂直同步第一讯号以及一V_total-’x’讯号与一V_start-V_preamble(顶侧扩充线条数)总合讯号来作为输入。

9.如权利要求1所述的保持固定图像宽高比的液晶显示器控制器，其特征在于：其中，该次要垂直同步讯号产生器包括一次要垂直同步讯号作为输出。

10.如权利要求1所述的保持固定图像宽高比的液晶显示器控制器，其特征在于：其中该次要垂直同步讯号产生器是将主要垂直同步第一讯号转换成次要垂直同步讯号。

11.如权利要求9所述的保持固定图像宽高比的液晶显示器控制器，其特征在于：其中该线条激活产生器包括该次要垂直同步讯号、一V_preamble讯号以及一V_active和扩充线条总数来作为输入。

12.如权利要求1所述的保持固定图像宽高比的液晶显示器控制器，其特征在于：其中该线条激活产生器包括一线条激活讯号来作为输出。

13.如权利要求11所述的保持固定图像宽高比的液晶显示器控制器，其特征在于：其中该线条激活产生器是转换该次要垂直同步讯号、该V_preamble讯号以及该V_active和扩充线条总数而成为线条激活讯号。

14.如权利要求13所述的保持固定图像宽高比的液晶显示器控制器，其特征在于：其中该线条激活讯号包括一导引边缘，其配合显示器顶侧上的扩充线条数来进行扩充。

15.如权利要求13所述的保持固定图像宽高比的液晶显示器控制器，其特征在于：其中该线条激活讯号包括一尾端边缘，其配合显示器底侧上的扩充线条数来进行扩充。

16.一种保持固定图像宽高比的液晶显示器控制器的制造方法，其特征在于：至少包括提供：

a.一红/绿/蓝图像限制框电路；

b.上述红/绿/蓝图像限制框电路获得图像限制框讯号以及一主要垂直同步讯号产生器获得反向图像限制框讯号；

c.一与主要垂直同步讯号产生器相连接的次要垂直同步讯号产生器；

d.一与次要垂直同步讯号产生器相连接的线条激活产生器；

17.如权利要求16所述的保持固定图像宽高比的液晶显示器控制器的制造方法，其特征在于：其中该红/绿/蓝图像限制框电路包括有红/绿/蓝(R/G/B)讯号和一图像限制框讯号来作为输入。

18.如权利要求16所述的保持固定图像宽高比的液晶显示器控制器的制造方法，其特征在于：其中该红/绿/蓝图像限制框电路包括有红/绿/蓝(R’/G’/B’)讯号来作为输出。

19.如权利要求17所述的保持固定图像宽高比的液晶显示器控制器的制造方法，其特征在于：其中该红/绿/蓝图像限制框电路停效(disable)一液晶显示器屏幕的预定或遮蔽区域的该红/绿/蓝输入讯号。

20.如权利要求16所述的保持固定图像宽高比的液晶显示器控制器的制造方法，其特征在于：其中该主要垂直同步讯号产生器包括一主要垂直同步讯号、一反向图像限制框讯号以及一’x’讯号来作为输入。

21.如权利要求16所述的保持固定图像宽高比的液晶显示器控制器的制造方法，其特征在于：其中该主要垂直同步讯号产生器包括一主要垂直同步第一讯号来作为输出。

22.如权利要求20所述的保持固定图像宽高比的液晶显示器控制器的制造方法，其特征在于：其中该主要垂直同步讯号产生器是将该主要垂直同步讯号转换为主要垂直同步第一讯号。

23.如权利要求16所述的保持固定图像宽高比的液晶显示器控制器的制造方法，其特征在于：其中该次要垂直同步讯号产生器包括主要垂直同步第一讯号以及一V_total-’x’讯号与一V_start-V_preamble总合讯号来作为输入。

24.如权利要求16所述的保持固定图像宽高比的液晶显示器控制器的制造方法，其特征在于：其中该次要垂直同步讯号产生器包括一次要垂直同步讯号作为输出。

25.如权利要求16所述的保持固定图像宽高比的液晶显示器控制器的制造方法，其特征在于：其中该次要垂直同步讯号产生器是将主要垂直同步第一讯号转换成次要垂直同步讯号。

26.如权利要求24所述的保持固定图像宽高比的液晶显示器控制器的制造方法，其特征在于：其中该线条激活产生器包括该次要垂直同步讯号、一V_preamble讯号以及一V_active和扩充线条总数来作为输入。

27.如权利要求16所述的保持固定图像宽高比的液晶显示器控制器的制造方法，其特征在于：其中该线条激活产生器包括一线条激活讯号来作为输出。

28.如权利要求26所述的保持固定图像宽高比的液晶显示器控制器的制造方法，其特征在于：其中，该线条激活产生器是转换该次要垂直同步讯号、该V_preamble讯号以及该V_active和扩充线条总数而成为线条激活讯号。

29.如权利要求28所述的保持固定图像宽高比的液晶显示器控制器的制造方法，其特征在于：其中，该线条激活讯号包括一导引边缘，其配合显示器顶侧上的扩充线条数来进行扩充。

30.如权利要求28所述的保持固定图像宽高比的液晶显示器控制器的制造方法，其特征在于：其中，该线条激活讯号包括一尾端边缘，其配合显示器底侧上的扩充线条数来进行扩充。

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