CN101815226A - 影像调整装置及影像调整方法 - Google Patents

影像调整装置及影像调整方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种影像调整装置及影像调整方法，能有效地增加影像讯号的垂直遮没期间，并使输出影像讯号保持同步于输入影像讯号，以避免产生影像延迟的问题。本发明的影像调整方法包括步骤：提供一第一数据致能讯号，其包含一第一数据致能期间，该第一数据致能讯号系包含于一第一影像讯号中；以及产生一第二数据致能讯号，其包含一第二数据致能期间，该第二数据致能期间与该第一数据致能期间系对应到该第一影像讯号相同的一影像图框，且该第二数据致能期间实质上重迭于该第一数据致能期间。

Description

影像调整装置及影像调整方法
技术领域
本发明涉及一种影像调整装置及方法，特别是有关于用以增加影像讯号的垂直遮没期间的影像调整装置及方法。
背景技术
三维立体显示的技术中，目前较成熟的为时间序列的立体显示，意即在时间序列上交替地显示左眼与右眼的影像，并使观众的眼睛交替地看到左眼影像与右眼影像，具体而言，就是让观众的左眼仅看到左眼影像，而让观众的右眼仅看到右眼影像，例如，利用具有左眼及右眼快门的立体眼镜，搭配一交替显示左眼与右眼的影像的显示器，即可让观众观赏到三维立体影像。
图1为利用一液晶显示器及一立体眼镜呈现一立体影像的时序控制示意图。如第1图所示，液晶显示器系交替地显示左眼与右眼影像，由于液晶显示器是一种维持型(hold type)显示器，液晶显示器上每一像素系持续地显示目前的像素数据，因此，液晶显示器在更新显示画面为左眼影像的期间，其所显示的画面实际上包含部分右眼影像(尚未更新的部分)，同理，液晶显示器在更新显示画面为右眼影像的期间，其所显示的画面实际上包含部分左眼影像。为避免产生干扰(crosstalk)，立体眼镜仅能对应地开启于垂直遮没期间(vertical blankinginterval，VBI)，意即在更新完左眼影像的垂直遮没期间开启立体眼镜的左眼快门，而在开始更新为右眼影像时，即关闭立体眼镜的左眼暨右眼快门；同理，在更新完右眼影像的垂直遮没期间开启立体眼镜的右眼快门，而在开始更新为左眼影像时，即关闭立体眼镜两眼的快门。
由前述可知，当使用者使用立体眼镜观看立体影像时，仅能于垂直遮没期间看到影像，然，一般影像讯号中垂直遮没期间所占有的时间并不长，在这情况下，使用者实际能看到影像的时间很短，除了会让使用者感觉到影像的亮度很低外，还会造成立体影像的左/右画面无法在大脑形成视觉暂留，因此使用者视觉上是看到左右分离的画面，不会产生立体的效果。为解决此问题，在显示三维立体影像时，必须增加影像讯号的垂直遮没期间，藉以增加立体眼镜可开启的时间。现有技术增加垂直遮没期间的方法，系先将影像讯号的像素数据写入暂存内存中，经过一个以上的图框时间后，再以一较快的读取频率将影像讯号的像素数据自内存中读出，以产生调整后影像讯号，在此方法中，由于使用了较快的读取频率来读取像素数据，因此可缩短垂直数据致能讯号中每一数据致能期间的长度，而调整后影像讯号的图框周期保持不变，进而达到增加垂直遮没期间的目的。请参考图2，图2为现有技术将影像讯号的垂直遮没期间增加前后的影像讯号的垂直数据致能讯号的时序示意图，图2中的垂直数据致能讯号VDE1系包含于调整前影像讯号中，其具有复数个垂直数据致能期间，而每一垂直数据致能期间系用以指示调整前影像讯号中一对应影像图框的像素数据的位置。垂直数据致能讯号VDE2则包含于调整后影像讯号中，其亦具有复数个垂直数据致能期间，而每一垂直数据致能期间系用以指示调整后影像讯号中一对应影像图框的像素数据的位置。如图2所示，调整后影像讯号的垂直数据致能讯号VDE2第n-1个图框的垂直数据致能期间VDE2_n-1的上升缘系对齐到调整前影像讯号的垂直数据致能讯号VDE1第n个图框的垂直数据致能期间VDE1_n的上升缘，代表调整后影像讯号系落后调整前影像讯号一个图框周期。由此可知，习知增加垂直遮没期间的方法系会造成调整后影像讯号相较于调整前影像讯号延迟一个以上的图框周期，在有些显示应用上，调整后影像讯号的延迟会造成使用者有讯息落后的情况，例如在显示电视/计算机游戏画面时，调整后影像讯号的延迟可能会造成使用者因讯息落后而影响游戏的成绩。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种影像调整装置及影像调整方法，能有效地增加影像讯号的垂直遮没期间，并使输出影像讯号保持同步于输入影像讯号，以避免产生影像延迟的问题。
为了解决以上技术问题，本发明提供了如下技术方案：
本发明提供了一种影像调整方法，其包括：提供一第一数据致能讯号，其包含一第一数据致能期间，该第一数据致能讯号系包含于一第一影像讯号中；以及产生一第二数据致能讯号，其包含一第二数据致能期间，该第二数据致能期间与该第一数据致能期间系对应到该第一影像讯号相同的一影像图框，且该第二数据致能期间实质上重迭于该第一数据致能期间。
在本发明的影像调整方法的一实施例中，该第二数据致能期间系小于该第一数据致能期间，且该第二数据致能期间的起始点系落后于该第一数据致能期间的起始点。
本发明另提供了一种影像调整装置，用以增加一第一影像讯号的垂直遮没期间，该第一影像讯号包含一第一数据致能讯号及一影像图框的像素数据，而该第一数据致能讯号包含一第一数据致能期间，该影像调整装置包括：一内存，用以储存该第一影像讯号的该像素数据；以及一数据致能讯号产生器，用以产生一第二数据致能讯号，以控制该内存输出该像素数据的时间点；其中，该第二数据致能讯号包含一第二数据致能期间，该第二数据致能期间与该第一数据致能期间皆对应到该第一影像讯号的该影像图框，且该第二数据致能期间实质上重迭于该第一数据致能期间中。
在本发明的影像调整装置的一实施例中，该数据致能讯号产生器系依据一预设时间、一图框周期及一读取频率产生该第二数据致能讯号。
在一实施例中，本发明的影像调整装置更包括一侦测器，用以侦测该第一数据致能讯号的一第一参考点，以产生一第一侦测讯号，以及侦测该第二数据致能讯号的一第二参考点，以产生一第二侦测讯号；一调整值产生器，用以依据该第一侦测讯号及该第二侦测讯号产生一调整值；以及一频率产生器，用以产生该读取频率，并依据该调整值调整该读取频率。
本发明采用的影像调整装置及影像调整方法，能有效地增加影像讯号的垂直遮没期间，并使输出影像讯号保持同步于输入影像讯号，以避免产生影像延迟的问题。
附图说明
图1为利用一液晶显示器及一立体眼镜呈现一立体影像的时序控制示意图。
图2为现有技术将影像讯号的垂直遮没期间增加前后的时序示意图。
图3为本发明的影像调整装置的一实施例的功能方块图。
图4为显示利用本发明的影像调整装置增加垂直遮没期间前后的时序示意图。
图5为本发明的影像调整装置的调整值产生器的一实施例的功能方块示意图。
图6为显示当读取频率过快时，输入/输出影像讯号的垂直数据致能讯号的时序示意图。
图7为本发明另一实施例中输入及输出影像讯号的垂直数据致能讯号的时序示意图。
【主要组件符号说明】
300影像调整装置      310内存
320数据致能讯号产生器330侦测器
340调整值产生器      350频率产生器
510计数器            520决定单元
具体实施方式
本发明提出一种影像调整装置，用以增加一影像讯号的垂直遮没期间，并使调整后影像讯号保持实质上同步于调整前影像讯号，以避免产生影像延迟的问题。请参考图3，其为本发明的影像调整装置的一实施例的功能方块图，影像调整装置300包括一内存310、一数据致能讯号产生器320、一侦测器330一调整值产生器340、与一频率产生器350。影像调整装置300用以调整一输入影像讯号Vin的垂直遮没期间，以输出一输出影像讯号Vout，其中输入影像讯号Vin包括一垂直数据致能讯号VDEin及影像数据，垂直数据致能讯号VDEin中包括复数数据致能期间，每一数据致能期间系分别用以指示影像数据中对应一图框的像素数据的位置。内存310系用以暂存输入影像讯号Vin的像素数据，实施上，输入影像讯号Vin各图框所对应的像素数据系依据垂直数据致能讯号VDEin及一写入频率WCLK依序被写入内存310中，详言之，输入影像讯号Vin中每一图框所对应的像素数据系位于垂直数据致能讯号VDEin的一数据致能期间中，在各个数据致能期间中，其对应的像素数据系依据写入频率WCLK的控制被写入内存310中。
数据致能讯号产生器320系用以产生输出影像讯号Vout的垂直数据致能讯号VDEout，以及控制内存310输出储存在其中的像素数据的时间点。请参考图4，其为显示利用本发明的影像调整装置增加垂直遮没期间前后影像讯号的垂直数据致能讯号的时序示意图，图4中的时间值T代表垂直遮没期间增加的时间，而垂直数据致能讯号VDEin中一数据致能期间加上一垂直遮没期间VBIin的时间长度即代表输入影像讯号Vin的图框周期，同理，垂直数据致能讯号VDEout中一数据致能期间加上一垂直遮没期间VBIout的时间长度即代表输出影像讯号Vout的图框周期，在此实施例中，输入影像讯号Vin的图框周期相等于输出影像讯号Vout的图框周期。如图4所示，数据致能讯号产生器320所产生的垂直数据致能讯号VDEout包含一对应第n个图框的垂直数据致能期间VDEout_n，而该对应第n个图框的垂直数据致能期间VDEout_n系大部分位于垂直数据致能讯号VDEin中对应该第n个图框的垂直数据致能期间VDEin_n中，且垂直数据致能期间VDEout_n系小于垂直数据致能期间VDEin_n。
数据致能讯号产生器320系产生一读取讯号R至内存310，用以控制内存310输出各图框的像素数据的时间点，以使内存310在垂直数据致能讯号VDEout的各个垂直数据致能期间中分别输出对应的图框的像素数据，举例来说，内存310系在垂直数据致能期间VDEout-_n中输出第n个图框的像素数据，而在垂直数据致能期间VDEout_n+1中输出第n+1个图框的像素数据。在一实施例中，数据致能讯号产生器320所产生的垂直数据致能讯号VDEout即可做为读取讯号R。而内存310所输出各图框的像素数据加上垂直数据致能讯号VDEout即形成输出影像讯号Vout。
在一实施例中，数据致能讯号产生器320可包含一计数器，当影像调整装置300开始接收输入影像讯号Vin进行调整时，数据致能讯号产生器320的计数器即开始依据读取频率RCLK进行计数，经过时间值T的时间后，数据致能讯号产生器320即在垂直数据致能讯号VDEout中产生一数据致能期间(即一高位准期间)，产生该数据致能期间后，数据致能讯号产生器320的计数器仍持续计数直到达到一图框周期P时，计数器累计的计数才被重置，并重新开始进行另一个图框周期P的计数，藉此，数据致能讯号产生器320所产生的垂直数据致能讯号VDEout中包含周期性的数据致能期间，而每两相邻的数据致能期间之间则为一垂直遮没期间VBIout。在每个数据致能期间，数据致能讯号产生器320并藉由读取讯号R控制内存310输出一图框的像素数据，由于读取讯号R系用以控制内存310输出一图框的像素数据的时间点，故当本发明的影像调整装置应用于处理一三维立体影像时，更可利用该读取讯号R控制一立体眼镜的快门开关。
如图4所示，本发明的影像调整装置300在输入影像讯号Vin第n个图框的像素数据完全被写入内存310之前，就开始以一较快的读取频率输出第n个图框的像素数据，并使完成自内存310输出该第n个图框的像素数据的时间点接近或相等于将该第n个图框的像素数据完全写入内存310的时间点，因此可达成增加垂直遮没期间的目的，又不会造成影像延迟的问题。下面将说明本发明的影像调整装置如何调整读取频率的频率，以使输出影像讯号Vin具有与输入影像讯号Vout相同的图框周期。
为确保输出影像讯号Vout的图框周期相同于输入影像讯号Vin的图框周期，影像调整装置300系藉由侦测器330侦测输入影像讯号Vin的一第一参考点及输出影像讯号Vout的一第二参考点，然后再利用侦测结果调整读取频率的频率。侦测器330侦测输入影像讯号Vin的一第一参考点出现的时间点，以产生一第一侦测信号Ir，举例来说，侦测器330系由一边缘侦测器构成，第一参考点可为输入影像讯号Vin的垂直数据致能讯号VDEin的下降缘，每当侦测器330侦测到垂直数据致能讯号VDEin出现下降缘时，即产生一第一侦测信号Ir。侦测器330亦用以侦测输出影像讯号Vout的第二参考点出现的时间点，第二参考点例如为输出影像讯号Vout的垂直数据致能讯号VDEout的下降缘，每当侦测器330侦测到垂直数据致能讯号VDEout出现下降缘时，即产生一第二侦测信号Or。
调整值产生器340接收第一侦测信号Ir及第二侦测信号Or后，再据以分析以产生一适当调整值A，用以调整读取频率RCLK的频率。请参考图5，其为本发明的影像调整装置的调整值产生器340的一实施例的功能方块示意图，在图5的实施例中，调整值产生器340包括一计数器510及一决定单元520。当计数器510接收到该第一侦测信号Ir时，即启动一计数操作，使计数器510依据一参考频率SCLK进行计数，例如依据影像调整装置300的一系统频率进行计数，而当计数器510接收到该第二侦测信号Or时，即输出一计数值C到决定单元520，然后重置计数器510。决定单元520再依据计数值C判断读取频率RCLK的频率是过快或是过慢，以产生一对应的调整值A。由于读取频率RCLK适当的频率范围可事先藉由垂直遮没期间所欲增加的时间(时间值T)、写入频率的频率、及输入影像讯号的图框周期计算出来，故频率产生器350所产生的读取频率RCLK不至于与目标值相距太远，因此，可藉由一参考值R来判断读取频率RCLK的频率系过快或过慢，该参考值R例如可为图框周期的一半。
请参考图6，图6为显示当读取频率过快时，输入/输出影像讯号的垂直数据致能讯号的时序示意图，当读取频率RCLK的频率过快时，会使自内存310完成读出一图框的像素数据的时间点早于将该图框的像素数据完全写入至内存310的时间点，进而使计数器510所产生的计数值C超过该参考值R，在图6的情况下，将发生欲自内存310读出的像素数据却尚未被写入内存310的情形。因此，当计数值C超过该参考值时，决定单元520即判断目前读取频率RCLK的频率系过快，并产生一适当的调整值A，以对应地调慢读取频率RCLK的频率。反之，当计数值C小于该参考值时，决定单元520即判断目前读取频率RCLK的频率系过慢，并产生一适当的调整值A，以对应地调快读取频率RCLK的频率。上述的实施例仅用以说明本发明，并非用以限制本发明的范围，在另一实施例中，当计数器510接收到该第二侦测信号Or时，即启动一计数操作，而当计数器510接收到该第一侦测信号Ir时，即停止该计数操作，并输出一计数值C到决定单元520，而决定单元520再对应地利用计数值C及一适当的参考值R，产生调整值A。
图7为本发明另一实施例中输入及输出影像讯号的垂直数据致能讯号的时序示意图，在图7的实施例中，垂直数据致能讯号VDEin与垂直数据致能讯号VDEout之间系具有一小段预设的延迟时间Y，以避免当读取频率过快时，发生所欲读取的数据尚未写入内存310的情况，在此情形下，调整值产生器340在产生调整值A时亦会考虑延迟时间Y的因素，举例来说，前述的决定单元520于判断读取频率RCLK的频率系过快或过慢及产生调整值A时，系先将计数值C减去延迟时间Y，再与参考值R进行比较，并依据比较的结果产生适当的调整值A。
频率产生器350系用以产生读取频率RCLK，并可依据调整值A调整读取频率RCLK的频率，实施上，频率产生器350例如由一锁相回路(Phase Locked Loop)所构成。频率产生器350刚开始产生读取频率RCLK时，读取频率RCLK的频率范围可藉由垂直遮没期间所欲增加的长度(时间值T)、写入频率的频率、及输入影像讯号Vin的图框周期先估算出来，详言之，因为输入影像讯号Vin与输出影像讯号Vout具有相同的图框周期，且输入影像讯号Vin每一图框的像素数据数目亦与输出影像讯号Vout相同，因此输入影像讯号Vin与输出影像讯号Vout的图框周期可表示成数学式1：
VBIin+M/I＝VBIin+T+M/O    (1)
其中，VBIin为输入影像讯号的垂直遮没期间，M为输入/输出影像讯号每一图框的像素数据数目，I为写入频率WCLK的频率，T为垂直遮没期间所增加的长度，O为读取频率RCLK的频率，而输入影像讯号Vin的垂直遮没期间VBIin加上垂直遮没期间所增加的长度T即为输出影像讯号Vout的垂直遮没期间VBIout。若将垂直遮没期间所增加的长度T以读取频率RCLK的频率O来表示的话，数学式1可改写成数学式2：
M/I＝(N+M)/O    (2)
其中，N＝T×O，N系代表时间值T以读取频率RCLK来计数所需要的个数，藉由数学式1或数学式2，即可预先估算出读取频率RCLK的频率，并利用频率产生器350产生读取频率RCLK，然后，频率产生器350再利用调整值A对读取频率RCLK进行微调，以确保输出影像讯号Vout与输入影像讯号Vin具有相同的图框周期，并且使输出影像讯号Vout保持同步于输入影像讯号Vin。
综上所述，本发明提出一种用以增加垂直遮没期间的影像调整装置及影像调整方法，能有效地增加影像讯号的垂直遮没期间，并使输出影像讯号保持同步于输入影像讯号，以避免产生影像延迟的问题。

Claims (20)

1.一种影像调整方法，其特征在于，其包括：
提供一第一数据致能讯号，其包含一第一数据致能期间，该第一数据致能讯号系包含于一第一影像讯号中；以及
产生一第二数据致能讯号，其包含一第二数据致能期间，该第二数据致能期间与该第一数据致能期间系对应到该第一影像讯号相同的一影像图框，且该第二数据致能期间实质上重迭于该第一数据致能期间。
2.如权利要求1所述的影像调整方法，其特征在于，该第二数据致能期间系小于该第一数据致能期间。
3.如权利要求1所述的影像调整方法，其特征在于，该第二数据致能期间的起始点系落后于该第一数据致能期间的起始点。
4.如权利要求1所述的影像调整方法，其特征在于，更包括：
结合该第一影像讯号的一像素数据与该第二数据致能讯号，以形成一第二影像讯号。
5.如权利要求4所述的影像调整方法，其特征在于，该像素数据系于该第一数据致能期间被写入至一内存。
6.如权利要求5所述的影像调整方法，其特征在于，该内存系于该第二数据致能期间中输出该像素数据。
7.如权利要求1所述的影像调整方法，其特征在于，更包括：
依据该第二数据致能讯号产生一控制信号至一三维立体眼镜。
8.如权利要求1所述的影像调整方法，其特征在于，更包括：
将该第二数据致能讯号传送至一三维立体眼镜。
9.一种影像调整装置，用以增加一第一影像讯号的垂直遮没期间，该第一影像讯号包含一第一数据致能讯号及一影像图框的像素数据，而该第一数据致能讯号包含一第一数据致能期间，其特征在于，该影像调整装置包括：
一内存，用以储存该第一影像讯号的该像素数据；以及
一数据致能讯号产生器，用以产生一第二数据致能讯号，以及控制该内存输出该像素数据的时间点；
其中，该第二数据致能讯号包含一第二数据致能期间，该第二数据致能期间与该第一数据致能期间皆对应到该影像图框，且该第二数据致能期间实质上重迭于该第一数据致能期间。
10.如权利要求9所述的影像调整装置，其特征在于，该数据致能讯号产生器系依据一预设时间、一图框周期及一读取频率产生该第二数据致能讯号。
11.如权利要求9所述的影像调整装置，其特征在于，该内存于该第一数据致能期间中接收并储存该像素数据。
12.如权利要求9所述的影像调整装置，其特征在于，该内存于该第二数据致能期间中输出该像素数据。
13.如权利要求9所述的影像调整装置，其特征在于，该第二数据致能讯号与该内存所输出的该像素数据形成一第二影像讯号。
14.如权利要求9所述的影像调整装置，其特征在于，该数据致能讯号产生器产生一读取讯号以控制该内存输出该像素数据的时间点。
15.如权利要求14所述的影像调整装置，其特征在于，该读取讯号即该第二数据致能讯号。
16.如权利要求10所述的影像调整装置，其特征在于，更包括：
一侦测器，用以侦测该第一数据致能讯号的一第一参考点，以产生一第一侦测讯号，以及侦测该第二数据致能讯号的一第二参考点，以产生一第二侦测讯号；
一调整值产生器，用以依据该第一侦测讯号及该第二侦测讯号产生一调整值；以及
一频率产生器，用以产生该读取频率，并依据该调整值调整该读取频率。
17.如权利要求16所述的影像调整装置，其特征在于，该第一参考点为该第一数据致能讯号的一第一转态边缘。
18.如权利要求16所述的影像调整装置，其特征在于，该第二参考点为该第二数据致能讯号的一第二转态边缘。
19.如权利要求9所述的影像调整装置，其特征在于，该数据致能讯号产生器更产生一控制信号至一三维立体眼镜。
20.如权利要求19所述的影像调整装置，其特征在于，该控制信号为该第二数据致能讯号。
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