CN1870127A - 依据画面内容调整显示参数的显示装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种依据画面内容调整显示参数方法,包含下列步骤,取得画面中的像素数据,使用上述画面中的像素数据计算出边缘像素数目,依据计算出边缘像素数目判断出上述画面为文字画面或图形画面,以及,判断当画面的判断结果并不相应于目前设定的使用环境时,输出显示参数调整讯号。
Description
技术领域
本发明涉及显示装置,特别是涉及一种依据画面内容调整显示参数的显示装置及方法。
背景技术
一般而言,依据应用软件的不同,显示装置上所显示的画面可分为文字画面(text-based frame)与图形画面(graph-based frame)两种。例如,当使用者进行文书处理或浏览网页时,其所显示的画面大多包含为数众多的文字;反之,当使用者播放多媒体影片或玩电子游戏时,其所显示的画面大多为图形影像。文字画面通常是静止而不常改变,且其背景通常相当简单,但是其文字内容,如图像(icons)、字符(characters)以及符号(symbols),通常必须相当清晰以致于可以跟背景进行区隔。由于液晶显示面板(liquid crystal panel,LCD)的特性,当播放影片或玩电子游戏时,色彩或动作移动(motion rendering)的显示品质必须降低。比较文字画面与图形画面,前者所要求的色彩较不复杂,且图像、字符以及符号的轮廓较清晰,而后者所要求的色彩较艳丽,且要求场景切换时必须平顺。因此,需要一种依据画面内容调整显示参数的显示装置及方法,用以最佳化显示参数。
发明内容
有鉴在此,本发明的目的为提供一种依据画面内容调整显示参数的显示装置及方法,用以最佳化显示参数。
本发明实施例披露一种依据画面内容调整显示参数方法,包含下列步骤,取得画面中的像素数据,使用画面中的像素数据计算出边缘像素数目,依据计算出边缘像素数目判断出画面为文字画面或图形画面,并且,判断当画面的判断结果并不相应于目前设定的使用环境时,输出显示参数调整讯号,致使显示装置可依据显示参数调整讯号调整显示装置的显示参数。其中,边缘像素是指其像素数据与相邻像素的像素数据有着不连贯的改变。
在一些情况中,画面中的像素数据为亮度数据,并且此方法画可包括将画面中的RGB数据转换成亮度数据。在一些情况中,此方法还可判断当计算出的边缘像素数目大于初始设定值时,则决定此画面为文字画面,以及,判断当计算出的边缘像素数目小于初始设定值时,则决定此画面为图形画面。在一些情况中,画面可被分割为多个固定大小的区域,任意两个区域为互相独立或部份重迭,区域的像素数据以下列公式表示,
c为预设的常数。而此方法中的计算边缘像素数目步骤中,还包括将区域的像素数据与屏蔽进行运算,得到像素数据差异值,判断像素数据差异值是否超过初始设定值,以及,若像素数据差异值超过初始设定值则区域中的中央像素为边缘像素,并更新边缘像素数目。屏蔽可以下列公式表示,
像素数据差异值的计算可使用下列公式,Diffp=∑i=1toc;j=1tocY(i,j)*M(i,j),p代表上述区域中的中央像素。于较佳的情况下,c设为3,屏蔽以下列公式表示,
在一些情况中,此方法还可包括取得相应于画面的判断结果的累计画面数目,判断累计画面数目是否超过初始设定值,以及,若累计画面数目超过初始设定值则输出上述显示参数调整讯号。
本发明实施例还披露了一种显示装置,用以依据画面内容调整显示参数,包含边缘检测模块与状态更新模块。此边缘检测模块用以取得画面中的像素数据,使用画面中的像素数据计算出边缘像素数目,以及依据计算出边缘像素数目判断出此画面为文字画面或图形画面。状态更新模块耦接于边缘检测模块,用以接收画面的判断结果,当画面的判断结果并不相应于目前设定的使用环境时,输出显示参数调整讯号,使得显示装置可依据显示参数调整讯号调整显示装置的显示参数。其中,边缘像素是指其像素数据与相邻像素的像素数据有着不连贯的改变。
在一些情况中,画面中的像素数据为亮度数据,并且此显示装置还可包括讯号转换模块,用以将画面中的RGB数据转换成亮度数据。在一些情况中,边缘检测模块还可判断当计算出的边缘像素数目大于初始设定值时,则决定此画面为文字画面,以及,判断当计算出的边缘像素数目小于初始设定值时,则决定此画面为图形画面。
在一些情况中,画面可被分割为多个固定大小的区域,任意两个区域为互相独立或部份重迭,区域的像素数据以下列公式表示,
c为预设的常数。而边缘检测模块还将区域的像素数据与屏蔽进行运算,得到像素数据差异值,判断像素数据差异值是否超过初始设定值,以及,若像素数据差异值超过初始设定值则区域中的中央像素为边缘像素,并更新边缘像素数目。屏蔽以下列公式表示,
像素数据差异值的计算使用下列公式,Diffp=∑i=1toc;j=1tocY(i,j)*M(i,j),p代表上述区域中的中央像素。在较佳的情况下,c设为3,屏蔽以下列公式表示,
在一些情况中,状态更新模块还可取得相应于画面的判断结果的累计画面数目,判断累计画面数目是否超过初始设定值,以及,若累计画面数目超过初始设定值则输出显示参数调整讯号。
在较佳的情况下,显示装置可为等离子显示器、液晶显示器或有机发光二极管显示器。画面中的像素数据可为RGB数据或亮度数据。显示参数为色彩、对比或反应时间。
附图说明
图1表示依据本发明实施例的液晶显示装置的系统架构图;
图2表示依据本发明实施例的驱动集成电路中的显示调整系统的系统架构图;
图3表示依据本发明实施例的范例画面;
图4表示依据本发明实施例的使用环境改变的磁滞机制示意图;
图5a与图5b表示本发明实施例的依据画面内容调整显示参数方法的方法流程图。
附图符号说明
10~液晶显示装置;11~数字讯号输入端;13~模拟讯号输入端;15~驱动集成电路;17~存储装置;19~液晶显示器面板;21~显示调整系统;211~讯号转换模块;221~缓冲区;231~边缘检测模块;233~状态更新模块;30~画面;S511、S521、S523、...、S573、S575~流程步骤。
具体实施方式
图1表示依据本发明实施例的液晶显示装置10的系统架构图,包括数字讯号输入端11、模拟讯号输入端13、驱动集成电路(Scalar IC)15、存储装置17与液晶显示器面板19。除此之外,本领域技术人员也可将本发明实施于其它显示装置状态(configuration)上,例如,等离子显示器(plasma displaypanel displayer,PDP displayer)、有机发光二极管显示器(organic light-emittingdiode displayer,OLED displayer)以及其它类似的显示装置。存储装置17可包含只读存储器(read only memory;ROM)、闪存(flash ROM)以及/或动态存取存储器(random access memory;RAM)。驱动集成电路15用以通过数字讯号输入端11或模拟讯号输入端13接收红(R)、绿(G)与蓝(B)讯号,据以控制液晶显示面板19来显示特定画面。其中,红、绿与蓝讯号提供每一个像素的色彩信息。
图2表示依据本发明实施例的驱动集成电路15中的显示调整系统21的系统架构图,显示调整系统21中包括讯号转换模块211、缓冲区221、边缘检测模块231与状态更新模块233。讯号转换模块211用以接收画面中的每一像素的RGB数据(RGB image data),并进行去交互影响(decorrelate)处理,转换成亮度(luminance,Y)与色度(chrominance,Cb与Cr)的YCrCb数据,用以减少边缘检测模块231的设计线路。RGB数据与YCrCb数据的转换可使用公式(1)至公式(3):
Y=0.299(R-G)+G+0.114(B-G)………………… 公式(1);
Cb=0.564(B-Y)……………………………… 公式(2);
Cr=0.713(R-Y)………………………………… 公式(3),
其中,R代表RGB数据中的R值(范围为0至255),G代表RGB数据中的G值(范围为0至255),B代表RGB数据中的B值(范围为0至255)。接着,讯号转换模块211将转换后的亮度数据传送至缓冲区221。
为提升检测效率,缓冲区221取得一个画面中的部分区域Pm×c的亮度数据Ym×c,其中,m代表画面的宽度,c为一常数(较佳的情况下设为3),并传递部分区域Pm×c的亮度数据Ym×c给边缘检测模块231。边缘检测模块231会判断部分区域Pm×c的亮度数据Ym×c中的每一个中央像素(central pixel)是否为边缘像素(edge pixel)。边缘像素为其亮度与相邻像素的亮度有着不连贯改变的像素。首先,边缘检测模块231会取得部分区域Pm×c中的子区域P’c×c中的亮度数据Y’c×c,并将子区域中的亮度数据Y’c×c与既定的屏蔽Mc×c进行运算,得到一个亮度差异值(luminance difference,Diffp),接着判断此亮度差异值是否大于初始设定值(threshold),是则代表子区域Pc×c中的中央像素为边缘像素,否则代表子区域Pc×c中的中央像素并非边缘像素。子区域P’c×c中的亮度数据Y’c×c以公式(4)表示,
屏蔽Mc×c以公式(5)表示,
亮度差异值的计算方法如公式(6)所示,
Diffp=∑i=1toc;j=1tocY(i,j)*M(i,j)………………………公式(6)。
举例来说,若c=3,且边缘检测模块231组态为只检测中央像素相邻的上、下、左、右像素时,可设定如公式(7)所示的屏蔽,
另外,若边缘检测模块231组态为检测中央像素相邻的所有像素时,可设定如公式(8)所示的屏蔽,
在此须注意的是,针对一个部分区域Pm×c,边缘检测模块231会反复检测m-2次,用以检测完所有子区域中的中央像素。当整个部分区域Pm×c处理完时,边缘检测模块231会再由缓冲区221取得同一画面中的其它区域来进行检测。所以,假设一个画面的分辨率为m×n,边缘检测模块231会反复检测(m-2)×(n-2)次。当一整个画面处理完时,边缘检测模块231会计算此画面的边缘像素总数E(Pm×n),判断边缘像素总数是否超过初始设定值,若是则决定此画面为文字画面,若否则决定此画面为图形画面,以及,输出判断结果给状态更新模块233。另外,边缘检测模块231会由缓冲区221取得下一画面中的部分区域Pm×c的亮度数据Ym×c继续进行边缘检测处理。
以下举出一个范例来说明缓冲区221与边缘检测模块231针对一个画面的处理情形。图3表示依据本发明实施例的范例画面30,画面分辨率为5×4。首先,缓冲区221先取得画面30中的第一行(P1,1至P1,5)、第二行(P2,1至P2,5)与第三行(P3,1至P3,5)中的所有像素的亮度数据,并传送至边缘检测模块231。边缘检测模块231可使用公式(6)、(7)与预设的初始设定值,检测像素P1,1至P1,3、P2,1至P2,3以及P3,1至P3,3,决定像素P2,2是否为边缘像素。接着,继续使用公式(6)与(7)与预设的初始设定值,检测像素P1,2至P1,4、P2,2至P2,4以及P3,2至P3,4,决定像素P2,3是否为边缘像素。最后,使用公式(6)与(7)与预设的初始设定值,检测像素P1,3至P1,5、P2,3至P2,5以及P3,3至P3,5,决定像素P2,4是否为边缘像素。当画面30中的第一行至第三行中的必要像素检测完后。缓冲区221再传送画面30中的第二行(P2,1至P2,5)、第三行(P3,1至P3,5)与第四行(P4,1至P4,5)中的所有像素的亮度数据给边缘检测模块231,接着,边缘检测模块231决定P3,2P3,3、P3,4是否为边缘像素。
状态更新模块233会持续接收到边缘检测模块231所传来的判断结果,并比较目前状态来决定是否须输出显示参数调整讯号Sstatus。显示参数调整讯号用以指出调整为以文字画面为主或以图形画面为主的使用环境。当显示参数调整讯号指出调整为以文字为主的使用环境(如Sstatus=0)时,驱动集成电路15会调整显示参数,例如增强色彩、增强对比、减缓液晶反应时间等,以适合以文字画面为主的使用环境。相对地,当显示参数调整讯号指出调整为以图形为主的使用环境(如Sstatus=1)时,驱动集成电路15会调整显示参数,例如减弱色彩、减弱对比、加快液晶反应时间等,以适合以图形为主的使用环境。在较佳的情况下,为避免误判,状态更新模块233使用磁滞机制(hysteresismechanism)来决定是否须输出显示参数调整讯号Sstatus。图4表示依据本发明实施例的使用环境改变的磁滞机制示意图。详而言之,当状态更新模块233连续接收到与目前状态不同的一定数目画面(例如N(F)=60)的判断结果时,才输出适当显示参数调整讯号Sstatus。例如,当目前环境为以图形画面为主的使用环境,且状态更新模块233连续接收到N(F)个文字画面的判断结果,则状态更新模块233输出显示参数调整讯号Sstatus=0。
在此须注意的是,若不考虑边缘检测模块231的线路成本时,可省略讯号转换模块211,直接使用画面中的RGB数据来进行边缘像素检测。另外,若不考虑边缘检测模块231的线路成本时,亦可同时使用画面中的亮度与色度数据来进行边缘像素检测。若不考虑检测效率时,可省略缓冲区211。
图5表示本发明实施例的依据画面内容调整显示参数方法的方法流程图。此方法始于步骤S511,接收一个画面。于步骤S521,取得画面中的下一个部分区域Pc×c中的像素数据,其中,c为一常数(较佳的情况下设为3)。在此须注意的是,若此为首次取得一个画面的部分区域,则取得画面中最左上方的部分区域Pc×c。在较佳的情况下,若此画面的原始像素数据为RGB数据,则可先使用公式(1)、(2)与(3)从RGB数据中取得像素的亮度数据Ym×c,并使用像素的亮度数据进行后续分析。如步骤S523,判断取得的部分区域的中央像素是否为边缘像素,是则进行步骤S525的处理,否则进行步骤S531的处理。边缘像素为其像素数据与相邻像素的像素数据有着不连贯改变的像素。首先,取得部分区域Pc×c中的像素数据Dc×c,并将部分区域中的像素数据Dc×c与既定的屏蔽Mc×c进行运算,得到一个像素数据差异值(pixel datadifference,Diffd),接着判断此像素数据差异值是否大于初始设定值(threshold),是则代表部分区域Pc×c中的中央像素为边缘像素,否则代表部分区域Pc×c中的中央像素并非边缘像素。屏蔽Mc×c可参考公式(5)所示,于较佳的情况为公式(7)或(8)。部分区域Pc×c中的像素数据Dc×c以公式(9)表示,
亮度差异值的计算方法如公式(10)所示,
Diffd=∑i=1toc;j=1tocD(i,j)*M(i,j)……………….公式(10)。于步骤S525,将此画面的边缘像素数目加一。于步骤S531,判断此画面的处理是否完成,是则进行步骤S551的处理,否则进行步骤S521的处理。此步骤可藉由判断目前处理的部分区域是否位于画面的最右下角来决定。
于步骤S551,判断画面的边缘像素总数是否超过初始设定值,是则进行步骤S553的处理,否则进行步骤S555的处理。于步骤S553,决定此画面为文字画面,并且将累计的文字画面数加一。于步骤S561,判断目前环境是否为以图形画面为主的使用环境,是则进行步骤S563的处理。于步骤S563,判断先前累计的文字画面数是否超过初始设定值,此初始设定值于较佳的情况下为30到90之间,是则进行步骤S565的处理。于步骤S565,输出参数调整讯号,如Sstatus=0,用以指示显示装置调整为以文字为主的使用环境。
于步骤S555,决定此画面为图形画面,并且将累计的图形画面数加一。于步骤S571,判断目前环境是否为以文字画面为主的使用环境,是则进行步骤S573的处理。于步骤S573,判断先前累计的图形画面数是否超过初始设定值,此初始设定值于较佳的情况下为30到90之间,是则进行步骤S575的处理。于步骤S565,输出参数调整讯号,如Sstatus=1,用以指示显示装置调整为以图形为主的使用环境。
当显示参数调整讯号指出调整为以文字画面为主的使用环境(如Sstatus=0)时,显示装置会据此调整显示参数,例如增强色彩、增强对比、减缓液晶反应时间等,以适合以文字画面为主的使用环境。相对地,当显示参数调整讯号指出调整为以图形画面为主的使用环境(如Sstatus=1)时,显示装置会据此调整显示参数,例如减弱色彩、减弱对比、加快液晶反应时间等,以适合以图形为主的使用环境。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上,然其并非用以限定本发明,本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下,可做若干的更动与润饰,因此本发明的保护范围当以本发明的权利要求为准。
Claims (12)
1.一种依据画面内容调整显示参数方法,使用一显示装置执行,其方法包括:
取得一画面中的像素数据;
使用上述画面中的像素数据计算出边缘像素数目;以及
依据计算出边缘像素数目判断出上述画面为文字画面或图形画面,
其中,边缘像素是指其像素数据与相邻像素的像素数据有着不连贯的改变。
2.如权利要求1所述的依据画面内容调整显示参数方法,还包括一步骤,判断当上述画面的判断结果并不相应于目前设定的使用环境时,输出一显示参数调整讯号,使得上述显示装置可依据上述显示参数调整讯号调整上述显示装置的一显示参数。
3.如权利要求2所述的依据画面内容调整显示参数方法,还包括:
判断当计算出的边缘像素数目大于初始设定值时,则决定上述画面为文字画面;以及
判断当计算出的边缘像素数目小于初始设定值时,则决定上述画面为图形画面。
4.如权利要求2所述的依据画面内容调整显示参数方法,其中上述画面被分割为多个固定大小的区域,任意两个上述区域为互相独立或部份重迭,上述区域的像素数据以下列公式表示,
c为预设的常数。
5.如权利要求4所述的依据画面内容调整显示参数方法,其中于计算边缘像素数目步骤中,还包括:
将上述区域的像素数据与一屏蔽进行运算,得到一像素数据差异值;
判断上述像素数据差异值是否超过初始设定值;以及
若上述像素数据差异值超过初始设定值则上述区域中的中央像素为边缘像素,并更新上述边缘像素数目。
6.如权利要求5所述的依据画面内容调整显示参数方法,其中上述屏蔽以下列公式表示,
像素数据差异值的计算使用下列公式,
Diffp=∑i=1toc;j=1tocY(i,j)*M(i,j),p代表上述区域中的中央像素,其中c为3。
7.如权利要求2所述的依据画面内容调整显示参数方法,其中于输出显示参数调整讯号步骤中,还包括:
取得相应于上述画面的判断结果的一累计画面数目;
判断上述累计画面数目是否超过一初始设定值;以及
若上述累计画面数目超过上述初始设定值则输出上述显示参数调整讯号。
8.一种显示装置,用以依据画面内容调整显示参数,包括:
一讯号输入端,用以输入一画面中的像素数据;
一边缘检测模块,连接于该讯号输入端,用以取得上述画面中的像素数据,使用上述画面中的像素数据计算出边缘像素数目,以及依据计算出边缘像素数目判断出上述画面为文字画面或图形画面,
其中,边缘像素系指其像素数据与相邻像素的像素数据有着不连贯的改变。
9.如权利要求8所述的显示装置,其中上述画面中的像素数据为一亮度数据。
10.如权利要求9所述的显示装置,还包括一讯号转换模块,将上述画面中的一RGB数据转换成上述亮度数据。
11.如权利要求8所述的显示装置,还包括一状态更新模块,耦接于上述边缘检测模块,用以接收上述画面的判断结果,当上述画面的判断结果并不相应于目前设定的使用环境时,输出一显示参数调整讯号,使得上述显示装置可依据上述显示参数调整讯号调整上述显示装置的一显示参数。
12.如权利要求11所述的显示装置,其中上述边缘检测模块还判断当计算出的边缘像素数目大于初始设定值时,则决定上述画面为文字画面,以及,判断当计算出的边缘像素数目小于初始设定值时,则决定上述画面为图形画面。
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