CN101582253B - 电脑装置与其影像处理电路和方法 - Google Patents

Abstract

一种电脑装置，配置有图形处理器来分担画面影像各样参数的运算和执行，因此中央处理器的数据处理量就可以有效地降低，包括中央处理器、芯片组和显卡。其中，中央处理器可以通过芯片组耦接显卡。而显卡可以从芯片组接收一输出视讯，而此输出视讯可以具有多个画面影像，并且每一画面影像可以具有多个像素。显卡可以分别计算各像素的亮度值，以将这些像素的亮度值依据一非线性函数进行运算，并获得多个亮度映射值。藉此，显卡可以依据亮度值和亮度映射值来调整每一画面影像的亮度对比，而获得新的输出视讯。

Description

电脑装置与其影像处理电路和方法

技术领域

本发明是有关于一种电脑装置与其影像处理电路和方法，且特别是有关于一种适用于图形处理器的影像处理的方法与其电脑装置。

背景技术

在传统的电脑显示技术中，是以中央处理器(CPU)最为主要的执行和运算单元。也就是说，当电脑系统需要显示一画面影像时，中央处理器需要对此画面影像的各样参数进行运算和处理，再送至屏幕上显示。这些画面影像的参数包括亮度对比、色彩饱和度等等。因此，若是使用者要调整显示画面的参数，或是电脑侦测到外界环境的改变而自动调整显示画面的参数时，中央处理器就需要依据这些需求而对显示画面的参数重新进行运算，并产生修正后的显示画面给使用者。

承上述，对显示画面的各样参数进行运算是需要相当的计算能力。一般而言，中央处理器较适于进行逻辑运算。因此，若是一电脑系统配置有功能较高阶的中央处理器，是足以担当显示画面各样参数的运算工作。

然而，近来平价电脑系统的崛起，并且占有一定的市场。由于平价电脑的售价不高，因此这些平价电脑为了节省制造时的成本，大都会选择较低阶的中央处理器当作标准配备。而以这些较低阶的处理器去进行电脑系统一般的运作时或许足够，但是若要额外需要负担显示画面各样参数的运算和执行时，就可能超过这些较低阶的中央处理器的能力，而导致电脑系统在数据处理方面的速度和速率降低。

发明内容

本发明提供一种影像处理电路，应用于电脑装置，上述电脑装置包括中央处理器，上述影像处理电路包括视讯内存和图形处理器。视讯内存可以储存一输出视讯，而此输出视讯则可以包括多个画面影像，并且每一画面影像则可以具有多个像素。另外，图形处理器可以耦接视讯内存。藉此，图形处理器就可以撷取这些画面影像，来分别计算各像素的亮度值，并且将这些像 素的亮度值进行一转换运算，而获得对应的多个亮度映射值。此时，图形处理器就依据这些亮度值和亮度映射值来调整每一画面影像的亮度对比。

从另一观点来看，本发明也提供一种电脑装置，包括中央处理器、芯片组和显卡。其中，中央处理器可以通过芯片组耦接显卡。因此，显卡可以从芯片组接收一输出视讯，而此输出视讯可以具有多个画面影像，并且每一画面影像可以具有多个像素。显卡可以分别计算各像素的亮度值，以将这些像素的亮度值进行一转换运算，并获得多个亮度映射值。藉此，显卡可以依据亮度值和亮度映射值来调整每一画面影像的亮度对比，而获得更新的输出视讯。

从另一观点来看，本发明也提供影像处理方法，应用于电脑装置，上述电脑装置包括中央处理器和影像处理电路，上述方法包括接收一输出视讯，而此输出视讯可以具有多个画面影像，并且每一画面影像分别具有多个像素。另外，计算各像素的亮度值，以对这些亮度值进行一转换运算，并且获得多个亮度映射值。此时，本发明可以依据这些亮度值和亮度映射值而调整每一画面影像的亮度对比，并且获得更新的输出视讯。上述这些步骤由上述影像处理电路执行

由于在本发明中配置有图形处理器来分担画面影像各样参数的运算和执行，因此中央处理器的数据处理量就可以有效地降低，使得电脑系统的运算更有效率。

本发明的有益效果在于，本发明可以利用图形处理器来分担影像显示的工作。因此，就算是电脑装置使用较低阶的中央处理器，仍旧可以对画面影像进行各种处理与运算，而不会降低电脑装置的数据处理效率。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1所示为依照本发明的一较佳实施例的一种电脑装置的电路方块图。

图2所示为依照本发明的一较佳实施例的一种影像处理电路的电路方块图。

图3所示为依照本发明的第一实施例的一种图形处理器的架构图。

图4所示为依照本发明的第一实施例的一种影像处理方法的步骤流程图。

图5A所示为依照本发明的一较佳实施例的一种对比处理单元的架构图。

图5B所示为依照本发明的另一较佳实施例的一种对比处理单元的架构图。

图6所示为依照本发明的一较佳实施例的一种调整画面影像的亮度对比的步骤流程图。

具体实施方式

图1所示为依照本发明的一较佳实施例的一种电脑装置的电路方块图。请参照图1，本实施例所提供的电脑装置100，包括中央处理器102、芯片组104、显卡106、显示模块108和使用者输入模块110。在本实施例中，中央处理器102可以耦接芯片组104，并且通过芯片组104耦接显卡106和使用者输入模块110。另外，显卡106则可以通过数据传输介面112耦接至显示模块108。其中，数据传输介面112例如是VGA介面。

在本实施例中，显卡106具有一影像处理电路200，可以处理一输出视讯D0。当电脑装置100要从显示模块108显示输出视讯D1时，芯片组104可以先将原始的输出视讯D0送至显卡106处理。一般而言，输出视讯D0可以具有多个画面影像，而每一画面影像又可以具有多个像素。

图2所示为依照本发明的一较佳实施例的一种影像处理电路的电路方块图。请参照图2，本实施例所提供的影像处理电路200包括视讯内存202和图形处理器(GPU)204。其中，视讯内存202可以耦接芯片组104，并且耦接图形处理器204。而图形处理器204的输出则通过数据传输介面112送至显示模块108，此外图形处理器204可依据输入的一参数值S，来调整每一该些画面影像的亮度对比，或者均匀化每一该些画面影像的色彩值。在本实施例中，显示模块108可以包括一显示器，例如液晶显示器。

图3所示为依照本发明的一较佳实施例的一种图形处理器204的架构图，而图4则所示为依照本发明的一较佳实施例的一种影像处理方法的步骤流程图。请合并参照图3和图4，本实施例所提供的图形处理器架构，包括亮度侦测单元302、计算单元304和对比处理单元306。亮度侦测单元302可以耦接例如图2中的视讯内存202，并且其输出可以耦接至计算单元304。另外，对比处理单元306也可以耦接计算单元304，并且其输出则可以通过数据传输介面112传送给显示模块108。

以图3为例，当图形处理器204如步骤S402所述，接收原始的输出视讯D0时，亮度侦测单元302可以如步骤S404所述，先侦测原始输出视讯D0中每一画面影像的各像素的亮度，并且获得各像素的亮度值BV。这些亮度值BV可以被送至计算单元304，以使计算单元304执行步骤S406，就是依据一非线性函数计算这些亮度值BV以进行一转换运算，来获得多个亮度映射值BMV，上述非线性函数一般使用单调上升非线性函数，例如可使用一gamma函数方式或者采用gamma与hyperbolic tangent函数的变形。接着，这些亮度映射值BMV可以被送至对比处理单元306。另外，对比处理单元306也可以接收亮度值BV。藉此，对比处理单元306就可以依据亮度值BV和亮度映射值BMV来调整每一画面影像的亮度对比，并且获得新的输出视讯D1。

而在另外一些选择实施例中，对比处理单元306还可以如步骤S408所述，接收一使用者操作例如图1的使用者输入模块110所产生的使用者输入值S。藉此，对比处理单元306就可以如步骤S410所述，依据亮度值BV、亮度映射值BMV和使用者输入值S来调整每一画面影像的亮度对比。在本实施例中，输入模块110可以是键盘或者是鼠标。

图5A所示为依照本发明的一较佳实施例的一种对比处理单元306的架构图。请合并参照图3与图5A，本实施例所提供的对比处理单元306，包含一色彩处理单元510，其输入可以耦接至亮度侦测单元302及计算单元304，以接收亮度值BV及亮度映射值BMV。在本实施例中，色彩处理单元510可以利用下式来获得更新的输出视讯D1：

$\left(\frac{\mathrm{BMV}}{\mathrm{BV}}\right)\×I$

另外，若是考虑到使用者输入值S，则色彩处理单元510则可以改用下式来产生更新的输出视讯D1：

$[(1-S)+S\left(\frac{\mathrm{BMV}}{\mathrm{BV}}\right)]\×I$

图5B所示为依照本发明的另一较佳实施例的一种对比处理单元306的架构图。请合并参照图3与图5B，本实施例所提供的对比处理单元306，包括低通滤波器(LP)502、高通滤波器(HP)504、低频对比处理单元506、亮度对比处理单元508。低通滤波器502和高通滤波器504都耦接至计算单元304，以接收亮度映射值BMV。其中高通滤波器504接收亮度映射值BMV后，产生多个高通亮度映射值(HBMV)。另外，低通滤波器502的输出多个低通亮度映射值(LBMV)到低频对比处理单元506，产生多个低频对比处理信号(LCEI)， 而亮度对比处理单元508的输入则分别耦接低通滤波器502、高通滤波器504和低频对比处理单元506的输出，来产生多个亮度对比处理信号(BCEI)。对比处理单元306还包括色彩处理单元510，其输入可以耦接亮度对比处理单元508的输出，并接收亮度值(BV)、亮度对比处理信号(BCEI)后，输出一更新输出视讯(D1)。此时色彩处理单元510亦可接收一使用者输入的一参数值S，来调整每一该些画面影像的亮度对比，或者均匀化每一该些画面影像的色彩值。

图6所示为依照本发明的一较佳实施例的一种调整画面影像的亮度对比的步骤流程图。请合并参照图5B和图6，当亮度映射值BMV送到对比处理单元306后，低通滤波器502可以如步骤S602所述，将这些亮度映射值BMV进行低通滤波，并且获得多个低频亮度映射值LBMV给低频对比处理单元506。此时，低频对比处理单元506就可以依据下式，而对每一画面影像进行低频对比增强，并获得低频对比增强信息LCEI，就如步骤S604所述。该数学式如下：

$\left(\frac{\mathrm{BVM}}{\mathrm{BV}}\right)\×I$

其中，I代表原始的画面影像。

另外，若是考虑到使用者输入值S，则低频对比处理单元506则可以改用下式来产生低频对比增强信息LCEI：

$S\left(\frac{\mathrm{BVM}}{\mathrm{BV}}\right)\×I$

另一方面，高通滤波器504也以将亮度映射值BMV进行高通滤波，如步骤S606所述，并且获得多个高频亮度映射值HBMV。藉此，亮度对比处理单元508可以如步骤S608所述，依据低频亮度映射值LBMV、低频对比增强信息LCEI和高频亮度映射值HBMV而对各画面影像进行亮度对比增强，并获得亮度对比增强信息BCEI。在本实施例中，亮度对比处理单元508可以利用下式来获得亮度对比增强信息BCEI：

$(1-S)I+S\left(\frac{\mathrm{BVM}}{\mathrm{BV}}\right)\×I$

此外，亮度对比处理单元508的输出可以送至色彩处理单元510。此时，色彩处理单元510可以如步骤S610所述，依据原始的画面影像和亮度对比增强信息BCEI，而对每一画面影像进行色彩映像运算，以均匀化各画面影像的 色彩，并且获的新的输出视讯D1。在本实施例中，色彩处理单元510可以利用下式来获得更新的输出视讯D1：

$\left(\frac{\mathrm{BCEI}}{\mathrm{BV}}\right)\×I$

另外，若是考虑到使用者输入值S，则色彩处理单元510则可以改用下式来产生更新的输出视讯D1：

$[(1-S)+S\left(\frac{\mathrm{BCEI}}{\mathrm{BV}}\right)]\×I$

综上所述，本发明可以利用图形处理器来分担影像显示的工作。因此，就算是电脑装置使用较低阶的中央处理器，仍旧可以对画面影像进行各种处理与运算，而不会降低电脑装置的数据处理效率。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (19)

1.一种影像处理电路，应用于电脑装置，上述电脑装置包括中央处理器，其特征是，上述影像处理电路包括：

视讯内存，用以储存输出视讯，其中上述输出视讯包括多个画面影像，且每一上述这些画面影像则具有多个像素；以及

图形处理器，耦接上述视讯内存，用以撷取上述这些画面影像，来分别计算各上述像素的多个亮度值，并将上述这些像素的上述这些亮度值进行转换运算，以获得对应的多个亮度映射值，使得上述图形处理器依据上述这些亮度值和上述这些亮度映射值，来调整每一上述这些画面影像的亮度对比。

2.根据权利要求1所述的影像处理电路，其特征是，其中上述图形处理器更依据输入的参数值，来调整每一上述这些画面影像的亮度对比。

3.根据权利要求1所述的影像处理电路，其特征是，其中上述图形处理器更依据输入的参数值，来均匀化每一上述这些画面影像的色彩值。

4.根据权利要求1所述的影像处理电路，其特征是，其中上述图形处理器更包括：

亮度侦测单元，接收上述这些画面影像，来产生各上述像素的上述这些亮度值；

计算单元，将上述这些像素的上述这些亮度值进行上述转换运算，以获得对应的上述这些亮度映射值；以及

对比处理单元，上述这些亮度值和上述这些亮度映射值，来调整每一上述这些画面影像的亮度对比。

5.根据权利要求4所述的影像处理电路，其特征是，其中上述对比处理单元更包括：

低通滤波器，接收上述这些亮度映射值后，输出多个低通亮度映射值；

高通滤波器，接收上述这些亮度映射值后，输出多个高通亮度映射值；

低频对比处理单元，接收上述这些低通亮度映射值后，输出多个低频对比处理信号；

亮度对比处理单元，接收上述这些低通亮度映射值、上述这些低频对比处理信号以及上述这些高通亮度映射值后，输出多个亮度对比处理信号；以及 

色彩处理单元，接收上述这些亮度值与上述这些亮度对比处理信号后，输出更新输出视讯。

6.根据权利要求1所述的影像处理电路，其特征是，其中上述对比处理单元更包括：

色彩处理单元，接收上述这些亮度值、上述这些亮度映射值，输出更新输出视讯。

7.一种电脑装置，其特征是，包括：

中央处理器；

芯片组，耦接上述中央处理器；以及

显卡，耦接上述芯片组，用以从上述芯片组接收输出视讯，而上述输出视讯包括多个画面影像，且每一上述这些画面影像具有多个像素，其中上述显卡分别计算各上述像素的上述这些亮度值，以将上述这些像素的亮度值进行转换运算，并获得多个亮度映射值，使得上述显卡依据上述这些亮度值和上述这些亮度映射值，来调整每一上述这些画面影像的亮度对比，而获得更新输出视讯。

8.根据权利要求7所述的电脑装置，其特征是，其中上述显卡包括：

视讯内存，耦接上述芯片组，用以暂存上述输出视讯；以及

图形处理器，耦接上述视讯内存，用以计算各上述像素的亮度值，以依据上述这些亮度值和上述这些亮度映射值，来调整每一上述这些画面影像的亮度对比，并产生上述更新输出视讯。

9.根据权利要求8所述的电脑装置，其特征是，其中上述图形处理器更包括：

亮度侦测单元，接收上述这些画面影像，来产生各上述像素的亮度值；

计算单元，将上述这些像素的亮度值进行上述转换运算，以获得对应的多个亮度映射值；以及

对比处理单元，上述这些亮度值和上述这些亮度映射值，来调整每一上述这些画面影像的亮度对比。

10.根据权利要求9所述的电脑装置，其特征是，其中上述对比处理单元更包括：

低通滤波器，接收上述这些亮度映射值后，输出多个低通亮度映射值；

高通滤波器，接收上述这些亮度映射值后，输出多个高通亮度映射值； 

低频对比处理单元，接收上述这些低通亮度映射值后，输出多个低频对比处理信号；

亮度对比处理单元，接收上述这些低通亮度映射值、上述这些低频对比处理信号以及上述这些高通亮度映射值后，输出多个亮度对比处理信号；以及

色彩处理单元，接收上述这些亮度值与上述这些亮度对比处理信号后，输出上述更新输出视讯。

11.根据权利要求9所述的电脑装置，其特征是，其中上述对比处理单元更包括：

色彩处理单元，接收上述这些亮度值、上述这些亮度映射值，输出更新输出视讯。

12.根据权利要求7所述的电脑装置，其特征是，更包括显示模块，耦接上述显卡，用以显示上述更新输出视讯。

13.根据权利要求7所述的电脑装置，其特征是，更包括使用者输入模块，通过传输介面耦接上述芯片组，上述使用者输入模块输入参数值。

14.根据权利要求13所述的电脑装置，其特征是，其中上述显卡更依据上述参数值来均匀化每一上述这些画面影像的色彩。

15.根据权利要求13所述的电脑装置，其特征是，其中上述显卡更依据上述参数值来调整每一上述这些像素的亮度对比。

16.一种影像处理方法，应用于电脑装置，上述电脑装置包括中央处理器和影像处理电路，其特征是，上述方法包括下列步骤：

接收输出视讯，而上述输出视讯具有多个画面影像，且每一上述这些画面影像分别具有多个像素；

计算各上述像素的多个亮度值；

对上述这些亮度值进行转换运算，获得多个亮度映射值；以及

依据上述这些亮度值和上述这些亮度映射值而调整每一上述这些画面影像的亮度对比，并获得更新输出视讯；

其中上述这些步骤由上述影像处理电路执行。

17.根据权利要求16所述的影像处理方法，其特征是，更包括下列步骤：

接收使用者输入值；以及

依据上述这些亮度值、上述这些亮度映射值和上述使用者输入值而调整 上述这些画面影像的亮度对比与色彩。

18.根据权利要求16所述的影像处理方法，其特征是，其中调整上述这些画面影像的亮度对比的步骤，包括下列步骤：

对上述这些亮度映射值进行低通滤波，并获得多个低通亮度映射值；

依据上述这些低通亮度映射值，调整每一上述这些画面影像的亮度对比，并获得多个低频对比处理信号；

对上述这些亮度映射值进行高通滤波，并获得多个高通亮度映射值；以及

依据上述这些低通亮度映射值、上述这些低频对比处理信号和上述这些高通亮度映射值，对各上述画面影像进行亮度对比处理，产生多个亮度对比处理信号，以调整各上述画面影像的亮度对比。

19.根据权利要求18所述的影像处理方法，其特征是，更包括依据上述这些亮度值和上述这些亮度对比处理信号，进行色彩映像运算，以均匀化各上述画面影像的亮度和色彩。 

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