CN101266760B

CN101266760B - 在液晶显示器中整合反交错及过驱动以处理影像数据的方法及系统

Info

Publication number: CN101266760B
Application number: CN2007101359488A
Authority: CN
Inventors: 杨和兴
Original assignee: Sunplus Technology Co Ltd
Current assignee: Sunplus Technology Co Ltd
Priority date: 2007-03-13
Filing date: 2007-03-13
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2027-03-13
Also published as: CN101266760A

Abstract

本发明涉及一种在液晶显示器中整合反交错及过驱动以处理影像数据的系统，其包含一反交错装置、一第一画面缩放控制器、一第二画面缩放控制器及一过驱动装置。反交错装置对多个图场执行反交错运算，以获得多个图框。第一画面缩放控制器接收多个图框中的第一图框，并将其执行垂直方向与水平方向的缩放运算，以产生一第一显示图框。第二画面缩放控制器接收多个图框中的第二图框，并将其执行垂直方向与水平方向的缩放运算，以产生一第二显示图框。过驱动装置依据该第二显示图框的像素与该第一显示图框中对应的像素的差值，进而产生驱动电压。

Description

在液晶显示器中整合反交错及过驱动以处理影像数据的方法及系统

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器的技术，特别是涉及一种在液晶显示器中整合反交错及过驱动以处理影像数据的方法及系统。

背景技术

随着电子科技的快速进步，液晶显示器(LCD)逐渐取代CRT显示器。图1为一液晶显示器部分电路的示意图，其包含一反交错装置110、一画面缩放控制器120、一过驱动装置130、及动态内存140、150。如图1所示，由于传输频宽的限制，该影像数据流采用奇图场/偶图场交互传输的方式。该反交错装置110为直接合并相邻的奇图场及偶图场，以成为一循序扫描图框(progressive scan frame)。该画面缩放控制器120用以将一图框执行垂直方向与水平方向的缩放运算，进而产生可符合一液晶显示屏幕分辨率的一显示图框(display frame)。

图2为现有技术过驱动装置130工作示意图。过驱动装置130是利用前后两个显示图框(display frame)中对应像素的灰阶变化，进而调整目标灰阶值来改善液晶反应速度过慢的问题。如图2所示，V_N(I，J)为一第一显示图框中像素(I，J)的驱动电压，V_N+1(I，J)为一第二显示图框中像素(I，J)的驱动电压。当没有使用驱动装置130时，第二显示图框中像素(I，J)的驱动电压V_N+1(I，J)则如曲线A所显示。当使用驱动装置130时，第二显示图框中像素(I，J)的驱动电压V_N+1(I，J)则如曲线B所显示，由此来改善液晶反应速度过慢的问题。

由于第一显示图框及第二显示图框需储存于动态内存150中，用以供过驱动装置130计算前后两个显示图框中的对应像素的灰阶变化。然而随着液晶显示屏幕的分辨率越来越高，所需的内存容量亦日趋增多，同时过驱动装置130读取前一个图框与储存目前图框的内存频宽需求也越来越高。

针对上述问题，现有技术是将存入内存的灰阶位数降低，如由8位缩减成5位，此虽可减少动态内存150的需求量，然而整个系统仍须两个动态内存(140、150)，而使得反交错装置110、画面缩放控制器120及过驱动装置130难以整合至同一颗集成电路中。由此可知，现有液晶显示器的电路仍有改善的空间。

发明内容

本发明的目的是提供一种在液晶显示器中整合反交错及过驱动以处理影像数据的方法及系统，从而减少内存使用量，以降低系统成本。

本发明的另一目的是提供一种在液晶显示器中整合反交错及过驱动以处理影像数据的方法及系统，从而可将反交错装置、画面缩放控制器及过驱动装置整合至单一个集成电路中，提高系统的整合度，并达节省成本的目的。

为达到上述目的，本发明提出一种在液晶显示器中整合反交错及过驱动的系统，其包含一反交错装置、一第一画面缩放控制器、一第二画面缩放控制器、一过驱动装置以及一储存装置。该反交错装置用以接收由多个图场所组成的影像数据流，并对该多个图场执行反交错运算，以获得与该多个图场对应的多个图框；该第一画面缩放控制器连接至该反交错装置，用以接收该多个图框中的第一图框，并将该第一图框执行垂直与水平方向的缩放运算，以产生一第一显示图框；该第二画面缩放控制器连接至该反交错装置，用以接收该多个图框中的第二图框，并将该第二图框执行垂直与水平方向的缩放运算，以产生一第二显示图框；该过驱动装置连接至该第一画面缩放控制器及该第二画面缩放控制器，依据该第二显示图框的像素与该第一显示图框中对应的像素的差值，进而产生驱动电压；该储存装置连接至该反交错装置，用以暂存该反交错装置所接收的前述多个图场及该反交错装置所产生的前述多个图框。

本发明还提出一种在液晶显示器中整合反交错及过驱动以处理影像数据的方法，其包含下列步骤：一接收步骤，其用以接收由多个图场所组成的影像数据流；一反交错步骤，其对该多个图场执行反交错运算，以获得与该多个图场对应的多个图框；一第一画面缩放步骤，用以接收该多个图框中的第一图框，并将该第一图框执行垂直与水平方向的缩放运算，以产生一第一显示图框；一第二画面缩放步骤，用以接收该多个图框中的第二图框，并将该第二图框执行垂直与水平方向的缩放运算，以产生一第二显示图框；一过驱动步骤，其依据该第二显示图框的像素与该第一显示图框中对应的像素的差值，进而产生一驱动电压。

附图说明

图1为一液晶显示器部分电路的示意图。

图2为现有过驱动装置工作示意图。

图3为本发明整合反交错及过驱动的系统的方块图。

图4为本发明在液晶显示器中整合反交错及过驱动以处理影像数据的方法的流程图。

图5为现有反交错装置及过驱动装置的运行示意图。

图6为本发明反交错装置及过驱动装置的运行示意图。元件符号说明

反交错装置 110 画面缩放控制器 120

过驱动装置 130 动态内存 140、150

反交错装置 310 第一画面缩放控制器 320

第二画面缩放控制器 330 过驱动装置 340

储存装置 350

第一彩色空间转换装置 321

第二彩色空间转换装置 331

具体实施方式

图3是本发明整合反交错及过驱动的系统的方块图，其包含：一反交错装置310、一第一画面缩放控制器320、一第二画面缩放控制器330、一过驱动装置340及一储存装置350。

该反交错装置310用以接收由多个图场380所组成的影像数据流390，并对该多个图场380(field)执行反交错运算，以获得与该多个图场380对应的多个图框370。

该反交错装置310可直接合并奇图场381(odd field)及偶图场382(even field)以产生的循序扫描图框370。该反交错装置310亦可利用一门坎值来判断一图场380是否为动态画面。当移动量大于该门坎值时，则判定该画面为动态画面，并使用单一图场插点(interpolation)成一图框370，以避免锯齿产生，当移动量小于该门坎值时，则判定该画面为静态画面，可直接使用前后两张图场380合成该图框370，以避免产生闪烁现象。

该反交错装置310亦可在频率域(frequency domain)分析图场380是否为动态画面，以增加判断一图场380是否为动态画面的准确度。

由于该影像数据流的分辨率为640X480，而一般液晶显示屏幕的分辨率为1024X768或1280X1024，故在显示前需先将该反交错装置310的输出图框370先放大/缩小至液晶显示屏幕的分辨率的规格限制。

该第一画面缩放控制器320连接至该反交错装置310，用以接收该多个图框370中的第一图框371，并将该第一图框371执行垂直方向与水平方向的缩放运算，以产生一第一显示图框391。

由于该反交错装置310执行反交错运算时，针对YUV格式或是YCbCr格式的像素，而过驱动装置340是对RGB格式的像素执行过驱动运算，故该第一画面缩放控制器320更包含一第一彩色空间转换装置321，用以将该第一图框371的像素由YUV格式或是YCbCr格式转换为RGB格式。

该第二画面缩放控制器330连接至该反交错装置310，用以接收该多个图框370中的第二图框372，并将该第二图框372执行垂直方向与水平方向的缩放运算，以产生一第二显示图框392。

该第二画面缩放控制器330更包含一第二彩色空间转换装置331，用以将该第二图框372的像素由YUV格式至RGB格式。

该过驱动装置340连接至该第一画面缩放控制器320及该第二画面缩放控制器330，并依据该第二显示图框392的像素与该第一显示图框391中对应的像素的差值以产生驱动电压。

该储存装置350连接至该反交错装置310，用以暂存该反交错装置310所接收的多个图场380及该反交错装置310所产生的多个图框370。该储存装置350较佳为一内存装置，该内存装置可为一动态随机存取内存(DRAM)。于本实施例中，该动态随机存取内存为同步动态随机存取内存。该动态随机存取内存为倍数数据率动态随机存取内存。该倍数数据率动态随机存取内存例如可为DDR-I、DDR-II、DDR-333、或DDR-400。

图4是本发明在液晶显示器中整合反交错及过驱动以处理影像数据的方法的流程图。首先，在步骤S410中，接收由多个图场380所组成的影像数据流390。

在步骤S420中，对该多个图场380执行反交错运算，以获得与该多个图场380对应的多个图框370。在步骤S420中，可直接合并奇图场381及偶图场382以产生的循序扫描图框370。亦可利用一门坎值来判断一图场380是否为动态画面。当移动量大于该门坎值时，则判定该画面为动态画面，并使用单一图场插点成一图框370，以避免产生锯齿现象，当移动量小于该门坎值时，则判定该画面为静态画面，且直接使用前后两张图场380合成该图框370，以避免产生闪烁现象。

在步骤S420中，亦可在频率域分析图场是否为动态画面，以增加判断一图场为动态画面的准确度。

由于该影像数据流的分辨率为640X480，而一般液晶显示屏幕的分辨率为1024X768或1280X1024，故在显示前需先将步骤S420所产生的图框先放大/缩小至液晶显示屏幕分辨率的规格限制。

在步骤S430中，接收步骤S420中所产生多个图框370的第一图框371，并将该第一图框371执行垂直与水平方向的缩放运算，以产生一第一显示图框391。

由于执行反交错运算时，是针对YUV格式或是YCbCr格式的像素，而显示时是依据RGB格式的像素进行显示，故步骤S430中更包含一第一彩色空间转换步骤，用以将该第一图框371的像素由YUV格式或是YCbCr格式转换为RGB格式。

在步骤S440中，接收步骤S420中所产生该多个图框370的第二图框372，并将该第二图框372执行垂直与水平方向的缩放运算，以产生一第二显示图框392。同样地，步骤S440中亦包含一第二彩色空间转换步骤，用以将该第二图框372的像素由YUV格式或是YCbCr格式转换为RGB格式。

在步骤S450中，依据该第二显示图框392的像素与该第一显示图框391中对应的像素的差值以产生一驱动电压。

图5是现有反交错装置及过驱动装置的运行示意图。黑色线段501代表在该图场中的像素所组成的，而斜线线段502代表在该图场中的不存在的像素，其需经由反交错装置110补点后才会产生的像素。

如图5所示，于时间T3时对图场B进行反交错运算。由于有时可使用图场B插点(interpolation)成一图框，有时使用前后两张图场(图场A和图场C)合成该图框。当使用图场B插点(interpolation)成一图框时，反交错装置110需由动态内存140读出图场B的数据。当使用前后两张图场(图场A和图场C)合成该图框时，反交错装置110一方面接收一图场C并把接收的该图场C写入动态内存140中，同时由动态内存140中读出图场A的数据。故动态内存140的大小至少需3个图场大小。不考虑该图框放大后的尺寸，过驱动装置130执行过驱动运算时，由于需比对前后图框的像素值，故动态内存150的大小至少需4(＝2+2)个图场大小。

图6为本发明反交错装置及过驱动装置的运行示意图。如图所示，于时间T5时对图场B进行反交错运算。反交错装置310接收一图场C并将并把接收的该图场C写入储存装置350中，同时由储存装置350中读出图场B及图框A，以对图场B执行反交错运算。由于图场B是一偶图场，故执行完反交错运算会产生相对于图场B的一奇图场，反交错装置310再把图场B相对应的奇图场写入储存装置350中，以当执行图场C的反交错运算时可以使用。

相较之下，可知现有技术是将反交错运算所产生的奇图场经由画面缩放控制器120执行缩放运算，并不将反交错运算所产生的奇图场存回动态内存140中。而本发明则将反交错运算所产生的奇图场存回储存装置350中，与原先存在储存装置350中的图场B形成一图框，以备下一图场执行反交错运算时使用。故本发明储存装置350的大小会较现有技术的动态内存140多出2个图场的大小。亦即，先前执行反交错运算所产生的图框A的偶图场及此次执行反交错运算所产生的图场B对应的奇图场。

由上述说明可知，本发明的内存使用量为5个图场大小，现有技术中，对于动态内存140的大小的需求至少需3个图场大小加上动态内存150的大小，所以至少需要4(＝2+2)个图场大小，故现有技术内存使用量至少为7个图框大小。而当考虑影像放大以符合液晶显示屏幕的分辨率时，现有技术内存使用量则远超过7个图框大小。同时液晶显示屏幕的分辨率日趋增高，现有技术所需内存使用量则随着液晶显示屏幕的分辨率而变多，反观本发明的技术并不会有相同的问题。又，本发明的架构只使用一个内存，不止可较现有技术节省一个内存控制接口电路，更较现有技术容易整合至单一个集成电路中，以提高系统的整合度，并达节省成本的目的。

上述实施例仅为了方便说明而举例而已，本发明所要求保护的权利范围应以权利要求书的范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims

1.一种在液晶显示器中整合反交错及过驱动的系统，其包含：

一反交错装置，用以接收一影像数据流，该影像数据流由多个图场所组成，并对该多个图场执行反交错运算，以获得与该多个图场对应的多个图框；

一第一画面缩放控制器，连接至该反交错装置，用以接收该多个图框中的第一图框，并将该第一图框执行垂直方向与水平方向的缩放运算，进而产生一第一显示图框；

一第二画面缩放控制器，连接至该反交错装置，用以接收该多个图框中的第二图框，并将该第二图框执行垂直方向与水平方向的缩放运算，进而产生一第二显示图框；

一过驱动装置，连接该第一画面缩放控制器及该第二画面缩放控制器，依据该第二显示图框的像素与该第一显示图框中对应的像素的差值进而产生一驱动电压；以及

一储存装置，连接至该反交错装置，用以暂存该反交错装置所接收的前述多个图场及该反交错装置所产生的前述多个图框。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，该反交错装置判断一图场是否为动态画面，若是，则使用单一图场插点形成一图框，否则，则直接使用前后两张图场合成该图框。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，该第一画面缩放控制器更包含：

一第一彩色空间转换装置，用以将该第一图框的像素由YUV格式或YCbCr格式转换至RGB格式。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，该第二画面缩放控制器更包含：

一第二彩色空间转换装置，用以将该第二图框的像素由YUV格式或YCbCr格式转换至RGB格式。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，该储存装置可为一内存装置。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，该内存装置为一动态随机存取内存。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，该动态随机存取内存为同步动态随机存取内存。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，该动态随机存取内存为倍数数据率动态随机存取内存。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，该倍数数据率动态随机存取内存为下列其中之一种：DDR-I、DDR-II、DDR-333、或DDR-400。

10.根据权利要求2所述的系统，其中，该反交错装置在频率域中判断该图场是否为动态画面。

11.一种在液晶显示器中整合反交错及过驱动以处理影像数据的方法，其包含下列步骤：

一接收步骤，用以接收一影像数据流，该影像数据流由多个图场所组成；

一反交错步骤，用以对该多个图场执行反交错运算，以获得与该多个图场对应的多个图框；

一第一画面缩放步骤，用以接收该多个图框中的第一图框，并将该第一图框执行垂直方向与水平方向的缩放运算，以产生一第一显示图框；

一第二画面缩放步骤，用以接收该多个图框中的第二图框，并将该第二图框执行垂直方向与水平方向的缩放运算，以产生一第二显示图框；以及

一过驱动步骤，依据该第二显示图框的像素与该第一显示图框中对应像素的差值以产生一驱动电压。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，该反交错步骤若判断该图场为动态画面，则使用单一图场插点成对应的一图框，若判定该图场为静态画面，则直接使用该图场的前后两张图场合成对应的该图框。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，该第一画面缩放步骤更包含一第一YUV至RGB转换子步骤，用以将该第一图框的像素由YUV格式至RGB格式。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，该第二画面缩放步骤更包含一第二YUV至RGB转换子步骤，用以将该第二图框的像素由YUV格式至RGB格式。

15.根据权利要求12所述的方法，其中，该反交错步骤在频率域中判断该图场是否为动态画面。