TW200402020A - Method and device for processing video data for display on a display device - Google Patents

Description

200402020 五、發明說明（1) 發明所屬之技術 本發明係關於具有游# 視頻資料之處理方法，射數發光元件的顯示裝置上顯示用 能，以精製視頻資料的雜現頻資料至少一部份施以顫動功 明又關於包含顫動機構f圖像之灰度肖像。此外，本發 先前技術 < 相對應視頻資料處理裝置。 PDPC電漿顯示面板1 CRT或LCD不同的是，pop 晶胞之矩陣陣列。與灰许利用只能「開」或「關」之放電 M ...... - 沒是利用光射的類比控制表示之 利用每圖框光脈波數（持續脈波） 之調變來控制灰度。此_ 時間反應的期間整合。由巧調變可利用眼睛在相當於眼睛 生的光脈波數描繪，則幅是利用在指定頻率發 」時間俞長。因此，此^愈大表示光脈波愈多，開啟 你口 2剛要APDP衫響品質問題之-負責：不良的灰度肖 象:口貝’尤，、是在圖像之較暗區。蓋因事實上顯示亮度與 脈^數呈直線’但眼睛反應和對雜訊之敏感性蹦非直線。 在較暗區内’眼睛比在較亮區内更敏感。意即現代pDp雖 然可顯示約2 5 5個別視頻位階，但在較區内的量化誤差 相當醒目。 如前所述’ PDP使用PWM(脈釔調變），以產生不同的灰 色調。與亮度大約對所施陰極電壓呈二次方的CRT相反的 是’亮度對放電脈衝數呈線型。所以，在pwM之前，必須 對視頻施加大約的數位二次方伽瑪函數。 由於此伽瑪函數，對較小視頻位階而言，許多輸入位

第5頁 200402020 五、發明說明（2) 階係描圖於同樣輸出位階。易言之， 位元之輸出數較輪入數為小，尤：較暗區而言’量化 能接受的4位元解二:)然。王。卩描至〇。此對視頻實際上不 額動以質之一項已知解決方案是，藉使用 顚切乂入局從阿所顯示視頻位階數。 符使用 ;弛；位元之已… '然而而 是如此，因為在視頻信號預校正所用；；Π'用情況 貢料’具有16位元解析。顫動原則 J回：之J的視頻 變成更為醒目。顫動雜錢顫動位元數頻頻降低，故 顫動概念可以下例說明。}的量 1位元顫動減到〇. 5。因此，在人眼 | = v，可使用 示數值1，而一半時間顯示數值〇。結^ ί 2 ;半時間顯 〇. 5人曰量化步驟可視需要減到〇. 25。此等顫^ ^數值 為獲得數值0.25，四分之一時間顧_叔_ 要2位元 時間為數值0。為獲得刀數之值〇.時5”二值L而：分之三 :，而二個四分之一時間顯示數值〇。心，可發值 〇. 75。以同樣方式，使用3位元顫動可得量化4生數值 意即顴動之1位元相當於可得輸出位階數乘2， · 1 25 ‘

兀乘4，顫動之3位元乘8輸出位階數。動之2位 外觀，需最少顫動3位元。 對灰度为像職予CRT 200402020 五、發明說明（3) 、七φs i 文獻上擬議的顫動方法（像誤差擴散）’主妥舍展成改 進靜止影像之品質（傳真用途和報纸照片肖像）°所以’如 對PDP直接施加同樣顫動演算，且主要顯示運動影像’則 所得結果並非最佳。 迄今最適於PDP的顫動是如歐洲專利申請案Ερ-Α —1 1 3 6 9 7 4號所述晶胞基礎之顫動，以及歐洲專利申請案0 1 250 199.5號所述多元罩顫動，可改進灰度宵像’但會增 加高頻低波幅顫動雜訊，參見二文件的表現。 晶胞基礎的顫動增加為每一面板晶胞界定之時間顫動 圖案，並非為每一面板圖素，如第1圖所示。面板圖素係 由三種晶胞：紅、綠、藍晶胞所組成。其優點是使顫動雜 訊更精 由 等技術 。此非 的運動 像時， 態三次 此 暫時（」 變數的 動階段 期間。 第 細，Η此對人貝觀察者較不醒目。 於顫動圖案是逐一晶胞界定，不能使用像誤差擴 接續晶胞内擴散時致使圖像著色 大缺點，因為有時在々百巴 圖案之間，會觀察到不e =差擴散與屬於視頻信號 誤差擴散最有效。使用低頻運動干擾。在靜圖 元顫動圖案。 、擴散’亦可擬議改用靜 靜悲二-人元顫動是基於眼目主 L次元t)的整合。在以下說\ 空間（二次元X和y )及 函數·· p(x，y，t)表示。二明中，矩陣顫動可以二 。如今’視要重建的位雙數x，y，t可代表—種 數，可發展此等三階段= 2圖表示三次元矩陣椒a “。圖像上顯示的數值，在

200402020 五、發明說明（4)

垂直和水平方向對各電槳晶胞均稍有變化。此外，為各圖 框，數值亦有變化。在第2圖實施例中，對時間如所顯示 圖框，可賦予下列顫動數值： p (x〇, y〇, t〇W φ (χ〇+1, y〇, t〇) = B φ (χ0+ 1，y0+ 1，t0)二A φ (x〇, y〇+l, t〇) = B

在一圖框後，顫動值在時間tQ+ 1 : φ (χ〇, y〇, t〇+i ) = B φ (x〇+ 1, y〇, t〇+l ) =A φ (x〇+l, y〇+l, t〇+ 1 )-B ψ (x〇, y〇+l, t〇 + l ) =A 眼睛的空間解析好到足以看見固定的靜態圖案A，B，A, B，但如以變通形式加上第三次元，即時間，則眼睛只能 看到各晶胞的平均值。 應顧計晶胞位於位置（xG，yQ)的情況。此晶胞值可逐一 圖框變化如下：φ (xG，y〇, t〇) = A，p (x〇, y〇, tG+l )二B， P (x〇, y。，t〇+2) = A，依此類推。 若干毫秒（時間整合）的眼睛時間反應，可以下式表示 1 ί=ί0+Γ ^(^0^0) = - Σ <p(x〇,y〇J) ： 1 ί=ί〇 ，在本例中，導致

200402020 五、發明說明（5) Z 〇 須知在整合逾時，擬議之圖案對全部面板晶胞始終賦 予同樣數值。若情況不是如此，在某些情況下，有些晶胞 需要對其他晶胞有波幅偏差，相當於不良的固定虛假靜態 圖案。

在電漿螢幕上顯示運動物體時，人眼可遵循物體，不 再經時整合電漿（PDP)之同樣晶胞。在此情況下，第三次 元不再完美有效，可以看到顫動圖案。 為更加明瞭本問題，可注意以下之運動例泛=(1;〇)，代 表每框一圖素在X方向的運動。在此情況下，眼睛在時間t0 凝視（X。，yQ)，然後在時間tG+l運動至圖素（xG+l，yQ)，依此 類推。在此情況下，眼睛所見晶胞可界定如下： 五>^ = 炉(>0+1，少〇Λ+1)+·"+炉〇0+ +T))

Eye^—(A+A+--+A) = A 相當於 / 77

在此情況下，顫動的第三次元面向不能正球作用，只 可能有空間顫動。如此效應會使顫動因運動而多少可見。 顫動圖案不再受到空間和時間眼睛整合所隱蔽。 有鑑於此，本發明之目的，在於消弭觀賞者在觀察圖 像上運動物體時出現的顫動圖案。 按照本發明，此目的是由具有複數發光元件的顯示裝

第9頁 200402020 五、發明說明（6) 置上所顯示視頻資料之處理方法解決，係對該視頻資料之 至少部份施以顫動函數，以精製該視頻資料的視頻圖像之 灰度肖像，從該視頻資料電算至少一運動向量，當對該視 頻資料施以顫動函數時，按照該至少一運動向量，改變該 顫動函數之相位、波幅、空間解析和/或時間解析。

此外，按照本發明提供一種具有複數發光元件的顯示 裝置上所顯示視頻資料之處理裝置，包含顫動機構，對該 視頻資料至少一部份施以顫動函數，以精製該視頻資料的 視頻圖像之灰度肖像；以及運動估計機構，連接至該顫動 機構，從該視頻資料電算至少一運動向量，其中可按照該 至少一運動向量，改變該顫動向量之相位、波幅、空間解 析和/或時間解析。 幸而顫動函數或圖案具有二空間次元和一時間次元。 如此顫動函數在靜態圖像與誤差擴散相較之下，可增進減 少量化步驟。 顫動函數可基於複數光罩。因此，在代表輸入視頻位 階的資料字許多最不重要位元之不同輸入，可提供不同的 顫動圖案。如此可抑制使用習知顫動圖案時在電漿顯示面 板發生之干擾圖案。

此外，顫動函數或圖案之應用，可基於單一發光元件 ，稱為顯示裝置之晶胞。即對圖素之各色成份R，G，B，可 加不同顫動數。如此晶胞基礎的顫動優點是，使顫動雜訊 更精細，對人員觀賞者更不醒目。 顫動可利用1-，2 - ,3 -和/或4 -位元函數進行。所用位

第10頁 200402020 五、發明說明（7) 元數視處理能力而定。一般而言，3 -位元顫動已夠，故大 部份量化雜訊看不到。 運動向量最好對各圖素個別電算。如此可較為複數圖 素或完整面積電算運動向量的技術，增進較高解析顫動之 品質。 此外，運動向量應該為二空間次元X和y電算。因此， 由人員觀賞者觀察的物體任何運動，均可視為供顫動過程 之用。 如前所述，利用二次方伽瑪函數的預校正，應在顫動 過程之前進行。因此，由伽瑪函數校正產生的量化誤差， 亦可借顫動之助減少。 顫動函數的時間成份，可藉控制顫動引進到圖框之旋 律内。因此，不需提供額外同步化。 按照本發明之顫動，可基於晶胞基礎和/或多光罩顫 動，包含添加為每一電漿晶胞而非為每一圖素界定之顫動 信號。此外，如此顫動可又為各視頻位階而最適化。如此 使得顫動雜訊更精細，且對人員觀賞者較不醒目。 顫動圖案適應圖像之運動以抑制為特殊運動出現的顫 動結構，可藉用運動估計器獲得，以便為各晶胞改變顫動 函數之相位或其他參變數。在此情況下，即使眼睛遵循運 動，顫動品質仍保持一定，而運動時的顫動圖案則受到抑 制。此外，本發明可與任何種類的矩陣顫動組合。 實施方式 本發明具體例如附圖所示，詳述如下。

200402020 五、發明說明（8) 為抑制傳統矩陣顫動在運動圖像情況下之可見圖案， 可用運動估計器顧慮圖像之運動。 此對螢幕之各圖素M(xG，yG)，提供代表其運動之向量 Θ (X〇, Yg)二（VX(Xg，Yg)，Vy(XG，Yg))。在此情況下，此向量可 按下式用來改變顫動相位： w (x〇-Vx(x0，y0)，y0-Vy(x0，y0)，t0) 更一般性而言，新的顫動圖案視五個參變數而定，可 界定如下： ξ (x〇, y〇, Vx(x〇, y〇), Vy(x〇, y〇), t)

此運動補正顫動之大優點，是其有關運動向量之堅持 。事實上，運動向量之任務是在抑制眼睛的時間整合之運 動中，避免任何可見之顫動圖案。即使運動向量不正確， 還是可抑制圖案。 按照更佳之解決方案，對螢幕之各圖素M(xG，yG)而言 ，提供在時間tQ代表其運動之向量 t〇)，vy(x。，y。，tQ))。在此情況下，此向量是按下式用來改 變顫動的相位： φ (x〇-fx(x〇, y〇, t〇), y〇-fy(x〇, y〇, t〇), t〇) 其中f(x，y，t)係下述之遞迴函數： .

fx(x〇, y〇, t〇):(Vx(x〇, y。，t0) + fx(x0, y0, t〇- l))mod( τ )和 fy(x0，y0，t0) = (Vy(x0，y0，t0) + fy(x0，y0，t0-l))mod( τ )。 在此式中，r代表顫動的期間，m o d ( r )代表函數滿 r 。例如，若r二4，在4圖框上有週期顫動圖案，意指

第12頁 200402020 五、發明說明（9) + 而滿4函數指：（〇)ffl〇d(4)二0 ，（l)mod(4)=l， （2)mod(4)=2, （3)mod(4):3, （4)mod(4)=4 (5)mod(4>l’（6)mod(4)二2，（7)m〇d(4>3，依此類推。， 更通常而言，新的顫動圖案視五項參變數而定，可界 定: $ (x«，yhvx(x«，y〇，t)，vy(Xfl，y〇，t),t)。如今唯一 =二：：=取自—圖框以上。最好是實施3-位元 動的頻率可能太低，則會4現^動所^^框數增加’顫 遇4圖框循環和2D空間成份。’、 -位π顫動會遭 第3圖表示演算之可能眚 入圖像，送到伽瑪函數方塊、。δ/ R=G(>，β«所表示RGB輸 可由數學函數形成。伽瑪函;二匕二赵^表αυΌ ’亦 動方塊12，考慮圖素位置^塊10的輸出送到顫 之時間成份。圖框配類ί其圖框配類’做為顫動值電算用 如，在基於4圖框循環之3〜^於_顫動循環内之圖框數。例 ，從0到3。 立元顫動内，圖框數循環改變 與此並行，輸入圖像r 對各圖素提供運動興量（ν Bq亦送至運動估計器14，可 方塊12使用於電算顫動圖x声此運動向量可另外由顫動 、在顫動方塊1 2内經顫=°、 R2, G2, B2輸出，送到副場 ^視頻信號I，Gn ，做為信號 進行副場寫碼。電賧控制、、、單位1 6，在控制單位丨8控制下 16，和顫動圖案DITH給顫=位18提供電碼給副場寫碼單位 關於副場寫碼，其表=方塊1 2。 現上可參見前述歐洲專利申請案

200402020 五、發明說明（ίο) EP-A-1 136 974號。 副場寫碼單位1 6的各色輸出之副場信號，以參玫符號 SFR，SFG，SFB表示。對電漿顯示面板定址而言，一線之此等 副場電碼字全部收集，以產生單一很長的電碼字，可用於 PDP逐線定址。此係在串聯/並聯轉換單位2 0内進行，後 者本身利用電漿控制單位1 8加以控制。 此外，控制單位1 8發生全部掃描和持續脈波，以供 PDP控制。接收水平和垂直同步化信號，供定時參照。

第4圖表示第3圖具體例之修飾。在此情況下，圖框記 憶體係在顫動方塊位階使用。其他記憶體要求不太強烈， 因為要儲存之值是滿r ，對標準顫動主要大約4，以限制 顫動（低頻率）的時間可視性。在此情況下，每圖素2位元 即足以儲存滿4值。例如WXGA面板即需要853x 3x 480x 2二 2.34 Mbi卜 雖然本具體例需用到運動估計器，惟此等運動估計器 業已是假輪廓補正、明銳性改進和磷遲滯減少等其他技巧 所強制需要。因為同樣向量可再用，額外成本有限。 運動補正顫動可應用於解析位元數有限的所有彩色晶 胞基礎之顯示器（例如彩色LCD)。

在所有情況下'本發明之優點為，對運動圖像可抑制 傳統矩陣顫動之可見圖案，以及關於運動向量場之強烈堅 持。

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Claims (1)

1. 200402020 六、申請專利範圍 1. 一種具有複數發光元件的顯示裝置上顯示用視頻資 料（R〇, GQ，B〇)之處理方法，係 對該視頻資料（R〇, GQ，BO至少一部份施以顫動函數 ，以精製該視頻資料的視頻圖像之灰度肖像， 其特徵為 由該視頻資料（RQ，GQ，BQ)電算至少一運動向量，和 對該視頻資料（R〇, G〇, BQ)施加顫動函數時，按照該至 少一運動向量，改變該顫動函數的相位、波幅、空間解析 和/或時間解析者。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該顫動函數包 含二空間次元和一時間次元者。 3. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中該顫動函數 包含應用複數光罩者。 4. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中該顫動函數 之應用是基於單一發光元件，稱為該顯示裝置之晶胞者。 5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該顫動函數係 1-，2 -，3 -和/或4 -位元顫動函數者。 6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該至少一運動 向量係為各圖素或晶胞個別界定者。 7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該至少一運動 向量具有二空間次元者。 8. —種具有複數發光元件的顯示裝置上所顯示視頻資 料（R^G^Bq)之處理裝置，包含 顫動機構（12)，可供對該視頻資料（RG，Gg，BG)至少一

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   部份施以黯私$ & 像之灰度肖ί數，精製該視頻資料（R«，G»，BQ)的視頻圖 其特徵為 {古 丄 頻資料（R r ^為（1 4 ) ’連接至該顏動機構（1 2 )，由兮雜 頻貝衬CK〇, G〇, B〇)電算至少一 二山 現 動函數之相位、* 動向里（Vx，Vy)，其中該顫 (12)所用i 項上裝置二其中該顫動機構 其中該顫動機 其中該顫動機 稱為該顯示裝 1 0 ·如申請專 s 一工間次元和一時間次元者 構（m之該顫^Y8 ^項之裝置 η.如ΛΛ 基於複數光罩者。 構（12)之兮^專利範圍第8或9項之裝置 稱U㈠之該顫動函數巧之裝置 置之晶胞者。 ，、土於早〜發光元件 Π2/可2卢如申請專利範圍第8項之往罢甘士 (12)可處理卜，2_，3_和/ j裝置，其中該顫動機構 13·如申往s 仇元顫動函數者。 A旦v月專利範圍第8項之&堪甘= 向里（Vx，Vy)，係 夂裝置，其中該至少一運動 別界定者。 μ運動估計機構（1 4 )，為各圖素個 ^ * !4v：t) ^ ^ ^« 1C , , ^ 一工間次兀者。 構（1 0) ·、查a申請專利範圍第8項之据晉 ^ 連接至該顫動 裝置，又包含伽瑪函數機 信號係利用伽瑪函數預校正者1故該顫動機構（丨2)之輸入

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