CN100409682C - 图像信号处理电路、图像显示装置和显示器驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在尺度转换中，可以减小电路规模且可减少垂直分辨率的劣化的图像信号处理电路。垂直定标器具有增加输入图像信号的扫描线数的功能。其增加率是1.0左右。在单位输出行数为M、单位输入行数为N、增加率为α的情况下，满足0＜α＜2的条件。即，α是1.0左右。多倍化电路对输入的图像信号以三倍时钟进行读出。另外，多倍化电路构成为不选择通过地址超越而读出的图像信号。水平定标器使水平方向的点数对应于液晶面板的水平像素数来进行内插。

Description

图像信号处理电路、图像显示装置和显示器驱动装置

技术领域

本发明涉及用于尺度转换图像信号后驱动显示器等的图像信号处理电路、图像显示装置和显示器驱动装置。

背景技术

例如，对于液晶面板的像素数，存在VGA、XGA、WXGA等标准。VGA面板的分辨率是垂直480行/水平640点，XGA中是垂直768行/水平1024点。另一方面，图像信号有NTSC和PAL等。NTSC的情况下，分辨率是垂直240行/水平720点。因此，在由所述图像信号来驱动液晶面板的情况下，需要将其水平像素数和垂直像素数转换(尺度转换)为符合液晶面板的分辨率。

作为尺度转换方法，有将480行的隔行信号暂时上变换为480P(逐行)后，使用垂直方向的定标器(scaler)使扫描线数目增加到面板的分辨率的方法(参照特开平5-252486号公报)。对于水平方向，使用通常的内插滤波器，而使水平像素数增加到规定的面板水平分辨率。

在现有的尺度转换方法中，为了将480行的隔行信号上变换为480P的信号，使用了运动自适应型依次扫描转换，但是该转换需要大容量的存储器和复杂的信号处理电路。另外，在该转换中，由于在运动部分中，进行平均上一扫描线信息和下一扫描线信息的依次扫描，所以在静止图像中得到了良好的图像质量，但在运动部分中，成为垂直分辨率下降到一半的图像，图像质量大大劣化。

另一方面，作为用小的电路规模来进行尺度转换的方法，有使用垂直方向的内插滤波器，对1半帧240行的图像信号，将其扫描线数目增加到液晶面板的行数的方法。但是，在该方法中，由于垂直方向增加率大，所以垂直分辨率产生了大的劣化。

发明内容

本发明鉴于上述问题，其目的是提供一种可以减小电路规模且可以减少垂直分辨率的劣化的图像信号处理电路、图像显示装置和显示驱动装置。

本发明的图像信号处理电路为了解决上述问题，是一种尺度转换图像信号的图像信号处理电路，其特征在于，包括：垂直定标器，其将相对于所述图像信号的垂直方向的行数增加率α设定为0＜α＜2，并在一个水平期间中一次或多次读出所述图像信号的同一行；和多倍化电路，其构成为以多倍的时钟进行读出，并且不选择因地址超越而读出的图像信号，从约0.66到约1.58的范围中选择垂直定标器的垂直方向的行数增加率。

本发明的图像信号处理电路，其中尺度转换图像信号，其特征在于，包括：读出电路，其在一水平期间中一次或多次读出所述图像信号的同一行；垂直定标器，其将相对于经所述读出电路得到的图像信号的垂直方向的行数增加率α设定为0＜α＜2；和多倍化电路，其构成为以多倍的时钟进行读出，并且不选择因地址超越而读出的图像信号，从约0.66到约1.58的范围中选择垂直定标器的垂直方向的行数增加率。

在这样构成的图像信号处理电路中，也可具有水平定标器，其转换相对于所述图像信号的水平方向的点数。另外，也可从约0.66到约1.58的范围中选择垂直定标器的垂直方向的行数增加率。

另外，本发明的图像显示装置，其特征在于：包括上述之一的图像信号处理电路，构成为将来自该图像信号处理电路的输出图像信号供给到保持型显示面板，上述保持型显示面板是液晶面板。

本发明的显示器驱动装置为了解决上述问题，是一种尺度转换图像信号后驱动显示器的显示器驱动装置，其特征在于，包括：垂直定标器，其将相对于所述图像信号的垂直方向的行数增加率α设定为0＜α≤1.2；定时控制器，其将经所述垂直定标器得到的图像信号的同一行同时写入显示器的一行或多行中。

在上述结构的显示其驱动装置中，也可具有水平定标器，其使相对于所述图像信号的水平方向的点数对应于所述显示器的水平像素数来进行转换。另外，也可从约0.66到约1.58的范围中选择垂直定标器的垂直方向的行数增加率。另外，所述显示器是液晶面板等保持型显示面板。

根据本发明，在尺度转换中，实现了可减小电路规模且可减轻垂直分辨率的劣化的效果。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的图像显示装置和图像信号处理电路的框图；

图2是表示垂直定标器的一例的说明图；

图3是表示图2的垂直定标器的输入和输出的关系的说明图；

图4是表示垂直定标器的另一例的说明图；

图5是表示图4的垂直定标器的输入和输出的关系的说明图；

图6是表示多倍化电路的电路图；

图7是表示多倍化电路的动作的时间图；

图8是表示各种图像显示面板的分辨率、各种图像信号的形式、输入图像的有效扫描线数、显示率、面板的显示行数、多倍化电路的放大率K和增加率α的关系的说明图；

图9是表示本发明的实施方式的显示其驱动装置的框图；

图10是表示垂直定标器的一例的说明图；

图11是表示图10的垂直定标器的输入和输出的关系的说明图；

图12是表示垂直定标器的另一例的说明图；

图13是表示图12的垂直定标器的输入和输出的关系的说明图；

图14是表示液晶模块的电路图；

图15是表示液晶模块的动作的时间图。

具体实施方式

(第一实施方式)

下面，根据图1到图8说明本发明的第一实施方式。

图1是表示图像显示装置的框图。该图像显示装置由图像信号处理电路1和液晶面板(LCD)2构成。图像信号处理电路1由垂直定标器11(11A、11B)、多倍化电路12和水平定标器13构成。输入图像信号是数字化后的图像信号(亮度/色差信号、RGB信号等)，并输入到垂直定标器11中。垂直定标器11具有增加输入图像信号的扫描线数的功能。但是，其增加率是1.0左右。例如，在来自垂直定标器11的单位输出行数是M、向垂直定标器11的单位输入行数为N、增加率为α时，满足0＜α＜2(α＝M/N)的条件。即，α为1.0左右。另外，在该实施方式中，α≠1。

作为垂直定标器11，采用图2所示的垂直定标器11A或图4所示的垂直定标器11B。当然，也可不限于此。垂直定标器11A构成为包括一个行存储器11a。图3表示所述行存储器11a的动作时间图。在这里，横轴是时间，纵轴是行存储器11a的地址值。实线表示写入地址，虚线表示读取地址。输入和输出的a、b、c....分别表示一行图像信号。在该例中，表示了M＝6、N＝5的例子，α＝1.2。

图3中，若观察行存储器11a的输出，则两次读出一行图像(a)，一次读出其他的一行图像(b～e)。结果，将5条扫描线增加为6条。

图4所示的垂直定标器11B具有可避免两次输出一行图像(a)的电路结构。垂直定标器11B构成为包括第一行存储器11b、第二行存储器11c、第一乘法器11d、第二乘法器11e和加法器11f。第一行存储器11b与前述的行存储器11a同样动作。将第一行存储器11b的输出输入到第一乘法器11d和第二行存储器11c中。第二行存储器11c使输入数据延迟读出系统的一个水平期间后输出。通过第一行存储器11b和第二行存储器11c，构成垂直方向的内插滤波器。

将由第二行存储器11c延迟后的数据输入到第二乘法器11e中。第一乘法器11d将来自第一行存储器11b的输入数据m倍后输出，第二乘法器11e将来自第二行存储器11c的输入数据n倍后输出。加法器11f输入m倍输出数据和n倍输出数据后输出相加了这些数据的值。

图5是垂直定标器11B的动作时间图。横轴是时间，纵轴是行存储器的地址值。实线表示写入地址，虚线表示读取地址。从图5可以看出，若为垂直定标器11B，则不会连续两次输出同一图像信号。作为乘法器11d、11e的相乘系数(m)(n)，选择例如线性内插两条扫描线信号的常数。例如，可以采用m＝0.5、n＝0.5。

为了构成特性更好的内插滤波器，也可在第二行存储器11c的后级进一步从属连接行存储器。

图6是表示多倍化电路12的框图。该多倍化电路12构成为包括第三行存储器12a、第四行存储器12b和选择电路12c。第三行存储器12a和第四行存储器12b以输入系统的时钟(对应于第一行存储器11b和第二行存储器11c的写入时钟)以一行为间隔交替进行来自垂直定标器11的图像信号的写入。并且，以该写入时钟的整数倍的时钟(例如1倍、2倍、3倍等)进行读出。

图7是表示多倍化电路12的处理的时间图。在该例中，以三倍时钟进行读出。在以三倍速度进行读出的情况下，其比值是3/1，为3-1＝2，产生了地址超越。因此，并行配置第三行存储器12a和第四行存储器12b。所述选择电路12c选择从第三行存储器12a三次读出的同一图像信号后输出。之后，切换到第四行存储器12b侧，选择从第四行存储器12b三次读出的同一图像信号后输出。并且，再次切换到第三行存储器12a侧，重复同样的切换处理。即，多倍化电路12构成为以三倍的时钟进行读出，同时，不选择因地址超越而读出的图像信号。

水平定标器13从多倍化电路12输入图像信号，并将该图像信号的水平点数转换为液晶面板2的水平点数。例如，在液晶面板2是XGA面板的情况下，将输入信号(720点)转换为XGA面板的水平分辨率(1024点)。该转换也可使用一维的内插滤波器。

如上面所说明的，上述系统的最末级的总输出图像扫描线数M’可以表现为M’＝N’×α×K＝N’×(M/N)×K。这里，N’是总输入图像扫描数，K是多倍化电路12的倍化数(放大率)，具有K＝1、2、3、...的值(自然数)。

假定将1半帧240行的NTSC信号显示为VGA面板的情况，设α＝20/19＝1.05263，若K＝2，则总输出图像扫描数M’为M’＝240×α×K＝240×1.0526×2＝505行。

由于VGA面板的垂直分辨率是480行，所以剩余的25行(505-480＝25)不显示在面板上，为显示了95％的状态。通常，在CRT电视中也相同，但是若100％显示输入图像信号，则在如VTR再现时那样，显示了同步不稳定、不完全基于NTSC(PAL)标准的信号时，存在显示了噪声的情况，通常需要显示100％以下的区域。

另外，若假定为在XGA面板(垂直分辨率＝768)上的显示，α＝9/8＝1.125，K＝3，则为总扫描线数M’＝α×3×240＝1.125×3×240＝810，显示率＝768/810＝0.948。

图8是表示各种图像显示面板的分辨率、各种图像信号的形式、输入图像的有效扫描线数、显示率、面板的显示行数、多倍化电路的放大率K和增加率α的关系的说明图。增加率α可以从约0.66到约1.58的范围中选择。但是，NTSC的扫描线数是525行，PAL的扫描线数是625行。在NTSC的情况下，如(525/2)×(22/21)＝275那样，为整数(分子是M，分母是N)。另外，在PAL的情况下，若为(625/2)×(偶数/5或25或125或625)，为整数。通过成为整数，电路制作容易。在所述的图8中，在增加率α取接近于0.87719的值的情况下，若分母＝5、分子＝4，则α＝0.8，另外，若分母＝25、分子＝22，则α＝0.88，都可以。另外，若分母＝25、分子＝24，也可以在α＝0.96下将显示率设为0.86。而且，显示率在各公司的显示面板中不恒定，大致是0.9到0.95的范围。

如上面所说明的，由于使用增加率α为0＜α＜2(即，α是1.0左右)的垂直定标器11，所以可以减小画质的劣化，且可以减小电路规模。进一步，通过组合到该垂直定标器11中来使用多倍化电路12，从而可以实现最终需要的垂直尺度处理，且可以极大减小该电路规模。

另外，在上面说明的例子中，在垂直定标器11的后级上设置了多倍化电路12，但是并不限于此，垂直定标器11和多倍化电路12的配置关系也可相反。另外，在上面的说明中，表示了驱动液晶面板的例子，但是并不限于此。本发明的图像显示装置在用于液晶面板等所谓的保持型显示元件的驱动的情况下尤其实现了图像质量的提高。

(第二实施方式)

下面，根据图9到图15说明本发明的实施方式。

图9是表示了驱动液晶面板115的显示器驱动装置101的框图。所输入的图像信号是数字化后的图像信号(亮度/色差信号、RGB信号等)。将图像信号输入到驱动装置1的垂直定标器111(111A、111B)中。垂直定标器111具有增加输入图像信号的扫描线数的功能。其中，其增加率是1.0左右。例如，在来自垂直定标器111的单位输出行数是M、向垂直定标器111的单位输入行数为N、增加率为α时，满足α＝M/N、0＜α＜2的条件。即，α为1.0左右。另外，在该实施方式中，α≠1。

作为垂直定标器111采用图10所示的垂直定标器111A或图12所示的垂直定标器111B。当然，也可不限于此。垂直定标器111A构成为包括一个行存储器111a。图11表示所述行存储器111a的动作时间图。在这里，横轴是时间，纵轴是行存储器111a的地址值。实线表示写入地址，虚线表示读取地址。输入和输出的a、b、c....分别表示一行图像信号。在该例中，表示了M＝6、N＝5的例子，α＝1.2。

在图11中，若观察行存储器111a的输出，则两次读出一行图像(a)，一次读出其他的一行图像(b～e)。结果，将5条扫描线增加为6条。

图12所示的垂直定标器111B具有可避免两次输出一行图像(a)的电路结构。垂直定标器111B构成为包括第一行存储器111b、第二行存储器111c、第一乘法器111d、第二乘法器111e和加法器111f。第一行存储器111b与前述的行存储器111a同样动作。将第一行存储器111b的输出输入到第一乘法器111d和第二行存储器111c中。第二行存储器111c使输入数据延迟读出系统的一个水平期间后输出。通过第一行存储器111b和第二行存储器111c，构成垂直方向的内插滤波器。

将由第二行存储器111c延迟后的数据输入到第二乘法器111e中。第一乘法器111d将来自第一行存储器111b的输入数据m倍后输出，第二乘法器111e将来自第二行存储器111c的输入数据n倍后输出。加法器111f输入m倍输出数据和n倍输出数据后输出相加了这些数据的值。

图13是垂直定标器111B的动作时间图。横轴是时间，纵轴是行存储器的地址值。实线表示写入地址，虚线表示读取地址。从图13可以看出，若为垂直定标器111B，则不会连续两次输出同一图像信号。作为乘法器111d、111e的相乘系数(m)(n)，选择例如线性内插两条扫描线信号的常数。例如，可以采用m＝0.5、n＝0.5。

为了构成特性更好的内插滤波器，也可在第二行存储器11c的后级进一步从属连接行存储器。

水平定标器112将从垂直定标器111输入的图像信号的水平点数转换为液晶面板115的水平点数。例如，在液晶面板115是XGA面板的情况下，将输入信号(720点)转换为XGA面板的水平分辨率(1024点)。该转换也可使用一维的内插滤波器。

图14是表示液晶模块113的多行同时写入定时控制器(下面，仅称作控制器)114和液晶面板115的电路图。图15是表示所述控制器114的动作的时间图。

使用两图来说明多行同时写入的动作。输入信号通常是RGB各8比特的数字信号。首先，说明通常的图像显示方法。在使能信号EN为高(1)时，输入信号依次通过移位寄存器来移位。并且，在一行图像信号的移位结束的时刻，通过从定时生成电路114a输出的锁存脉冲将各数据取入到锁存电路内。这时，若由栅极驱动器行选择脉冲生成电路114b选择的行号为0，则将D/A转换后的图像信号写入到行0中。同样，将行选择依次移位为1、2、3，而在面板上显示图像。在这里，移位寄存器和D/A转换器的个数与面板的水平分辨率一致，在XGA面板的情况下是1024个。另外，垂直行的数目是768行。多行同时写入如图15所示，在D/A转换器输出为图像A时，选择行0和行1，而将图像A写入到行0和行1中。同样，在D/A转换器输出为图像B时，选择行2和3，将图像B写入到行2和行3中。该例子虽然是两行同时写入，但即使是三行同时写入或四行同时写入也为同样的原理。

如上面所说明的，上述系统中最末级的总输出图像扫描线数M’可以表现为M’＝N’×α×K＝N’×(M/N)×K。这里，N’是总输入图像扫描数，K是控制器114进行的同时写入数，具有K＝1、2、3、...的值(自然数)。

假定将1半帧240行的NTSC信号显示为VGA面板的情况，设α＝20/19＝1.05263，若K＝2，总输出图像扫描数M’为M’＝240×α×K＝240×1.0526×2＝505行。

由于VGA面板的垂直分辨率是480行，所以剩余的25行(505-480＝25)不显示在面板上，为显示了95％的状态。通常，在CRT电视中也相同，但是若100％显示输入图像信号，则如VTR再现时那样，在显示同步不稳定、不完全基于NTSC(PAL)标准的信号时，存在显示了噪声的情况，通常需要显示100％以下的区域。

另外，若假定为在XGA面板(垂直分辨率＝768)上的显示，α＝9/8＝1.125，K＝3，则为总扫描线数M’＝α×3×240＝1.125×3×240＝810，显示率＝768/810＝0.948。

实施方式1所示的图8在该实施方式中也可适用。

如上所说明的，由于使用增加率α为0＜α＜2(即，α是1.0左右)的垂直定标器111，所以可以减小画质的劣化，且可以减小电路规模。进一步，通过组合到该垂直定标器111中来使用多行同时写入控制器114，从而可以实现最终需要的垂直尺度处理，且可以极大减小该电路规模。

另外，在上面的说明中，表示了驱动液晶面板的例子，但是并不限于此。本发明的显示器驱动装置在用于液晶面板等所谓的保持型显示元件的驱动的情况下，尤其实现了图像质量的提高。

Claims (8)

1. 一种图像信号处理电路，其中尺度转换图像信号，其特征在于，包括：

垂直定标器，其将相对于所述图像信号的垂直方向的行数增加率α设定为0＜α＜2，在一个水平期间中一次或多次读出所述图像信号的同一行；和

多倍化电路，其构成为以多倍的时钟进行读出，并且不选择因地址超越而读出的图像信号，

从0.66到1.58的范围中选择垂直定标器的垂直方向的行数增加率。

2. 一种图像信号处理电路，其中尺度转换图像信号，其特征在于，包括：

读出电路，其在一水平期间中一次或多次读出所述图像信号的同一行；

垂直定标器，其将相对于经所述读出电路得到的图像信号的垂直方向的行数增加率α设定为0＜α＜2；和

多倍化电路，其构成为以多倍的时钟进行读出，并且不选择因地址超越而读出的图像信号，

从0.66到1.58的范围中选择垂直定标器的垂直方向的行数增加率。

3. 根据权利要求1所述的图像信号处理电路，其特征在于：具有水平定标器，其转换相对于所述图像信号的水平方向的点数。

4. 根据权利要求2所述的图像信号处理电路，其特征在于：具有水平定标器，其转换相对于所述图像信号的水平方向的点数。

5. 一种图像显示装置，其特征在于：

包括权利要求1所述的图像信号处理电路，构成为将来自该图像信号处理电路的输出图像信号供给到保持型显示面板，

所述保持型显示面板是液晶面板。

6. 一种图像显示装置，其特征在于：

包括权利要求2所述的图像信号处理电路，构成为将来自该图像信号处理电路的输出图像信号供给到保持型显示面板，

所述保持型显示面板是液晶面板。

7. 一种图像显示装置，其特征在于：

包括权利要求3所述的图像信号处理电路，构成为将来自该图像信号处理电路的输出图像信号供给到保持型显示面板，

所述保持型显示面板是液晶面板。

8. 一种图像显示装置，其特征在于：

包括权利要求4所述的图像信号处理电路，构成为将来自该图像信号处理电路的输出图像信号供给到保持型显示面板，

所述保持型显示面板是液晶面板。

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