TW200428330A - Method and device for processing video data for display on a display device - Google Patents

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Description

200428330 五、發明說明（1) 明所屬之技術領域 本發明係關於顯示裝置上顯示用視頻資料之處理方法 ，具有複數發光元件，藉對至少一部份視頻資料施以顫動 功能，以淨化視頻資料的視頻圖像之灰度肖像。此外，本 發明又涉及視頻資料之相對應裝置，含有顫動機構。 先前技術 PDP (電漿顯示面板）利用放電晶胞之矩陣行列，只 「開」或「關」。與灰度是以類比控制發光的CRT或LCD不 同，PDP藉調變每圖框的光脈波（持續脈波）數，控制灰度 。此時間調曼：可利用眼睛在相當於眼睛的時間反應期間積 合。由於視頻波幅是利用光脈波數造像，在指定頻率發生 ，波幅愈大表示光脈波愈多，而「開」時間愈長。因此， 這種調變亦稱為脈寬調變（PWM)。 u 此PWM為PDP影像品質問題的主因之一，灰度肖像品質 不良，尤其是圖像的較暗區域。此因事實上所顯示亮度對 脈波數呈線型，但眼睛反應和對雜訊的靈敏性並非線型。 眼睛在較暗區域比在較亮區域更加敏感，意即連現代PJJP 都可顯示約2 5 5個別視頻位階，量化誤差在較暗區相當明 顯。 如上所述，PDP使用PWM產生不同的灰調。與亮度大約 為所施加陰極電壓二次方的CRT相反的是，亮度對放電脈 衝數呈線型。所以，在PWM之前，對視頻必須施以大約數 位二次方伽瑪功能。 、 由於此伽瑪功能，對於較少視頻位階，於同樣輸出位
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階描出許多輸入位 。且古+ 輸出數較輸入數為，尤二θ j對於較暗區，量化位元之 位元作鞏時）始> / 尤，、疋小於1 6之值（當視頻輸入以8 、 =田為〇。此亦為4位元解析之士十| ，f質上 為視頻所不能接受。 几解斫之计數，Λ貝上 改進所顯示圖像品質之 顫動以提高所顯示視頻位階 捨位而損失波幅解析位元。 可有所需解析時，此技術才 往往如此，因為視頻信號預 料’有1 6位元解析。原則上 樣多位元。然而，顫動雜訊 為顯著。 一已知解決方案是，人為使用 數。顫動是已知技術，避免因 然而’只有在捨位步驟之前， 管用。在大多數應用上，情況 校正所用伽瑪操作後的視頻資 ，顫動找回被捨位所損失的同 頻率隨顫動位元數降低，故更 顫動概念以下例加以說明。1的量化步驟因顫動而 少。顫動技術使用人眼的時間整合性能。量化步驟可 1-位元顫動可減至0· 5。因此，在人眼的時間反應内之曰一 半時間顯示數值1，而一半時間顯示數值〇。結果， 到數值0. 5。 Θ # 量化步驟可視需要減至0.25。此種顫動需要二種位 。欲得數值〇· 25，四分之一時間顯示數值！，而四分之三 爲〇。欲得數值0· 5，二個四分之一時間顯示數值！，二^ 四分之一時間為〇。同理，可產生數值0 · 7 5。以同樣方式 ’使用3位元顫動可得0.125之量化步驟。意即顫動的1位 元，相當於可得輸出位階數乘2，顫動的2位乘4，而顫動 的3位元為輸出位階數乘8。需要至少3位元顫動，賦予灰
200428330 五、發明說明（3) 度肖像看似CRT。 文獻（像誤差擴散）上擬議的顫動方法，主要開發來改 f靜止影像（傳真用.途和新聞照片肖像）的品質。所二，所 得結果並不最適於pDp。 最合乎PDP的顫動迄今仍是晶胞基礎的顫動，載於歐 =專利申請案Ep —A —丨136 974號，以及多光罩顫動，載於 歐=專利申請案〇丨2 5 〇丨9 9 · 5號，可以改進灰度肖像，但增 加局頻低波幅顫動雜訊。表現上可參見二項文件。 曰 晶胞基礎的顫動增加時間顫動圖案，為每—面板晶板 而非為每一面板圖素界定，如第i圖所示。面板圖素係曰曰由 f 2，胞構成：紅、綠、藍色晶胞。其優點是使顫動'雜訊 文積、、田’因而對人的觀察更不易注意。 因為顫動圖型是按晶胞逐一界定，當一晶胞要在不同 =的接續晶胞内擴散時，不可能用到像誤差擴散之技術， =避免圖型之著色。因而擬議靜態三維度顫動 替使用誤差擴散。 B士 μ 恕三維度顔動係巷於眼睛在空間（二維度X和y)及 ^間弟三維度t)的整合。為了以下說明，矩陣顫動可以 一項變數的函數：p(x，y，t)表示。三項參變數x，y t代表 動的—種階段、。（P y，t : h P (X，y，t)、φ U : φ (χ 顫气的—種階段。（ρ : χ , V、χ，y，t >)、φ xt · y— φ u， L t φ x，y: t— ρ(χ，y，t)有周期性）。於兹，視要再建合 位疋數，此三階段的期限可變化。對於各圖框，各函數 代表顫動的（二維度）圖型。 第2圖表示三維度矩陣概念。圖像上顯示的數值對各
200428330 五、發明說明（4) 電漿晶胞在直立和水平方向稍有變化。此外，各圖框的數 值亦有變化。在第2圖例中，對於在顫動數值以後的時間t 。所顯示圖框賦予： >
p (x〇, y〇, t〇) = A φ (x〇+l, y〇, t〇)=B φ (x〇+l , y〇+l, t〇) = A φ (x〇, y〇+ 1 , t〇) =B
一圖框後，在時間t 〇 + 1的顫動值為： φ (χ〇, y〇, t〇+i ) = Β φ (χ〇+1, y〇, t〇+l ) = Α φ (χ〇+1, y〇+l, t〇+l )=Β φ (χ〇, y〇+ 1 , t〇+ 1 ) = A 眼睛的空間解析好到足夠看到固定靜止圖型Α，Β，Α，Β ，但若增加交替函數形式的第三維度，即時間，則眼睛只 能看到各晶胞的平均值。 可以考慮定位在位置（xG，yG)的晶胞情況。此晶胞值可 各圖框變化如下：p(x〇，y〇，t〇)=A、（jp(x〇,y〇，t〇+l)=B、 P (x〇, y〇, t〇 + 2)=A，依此類推。 若干毫秒的眼睛時間反應（時間整合）即可以下式表 示： 、
Eye{x0.y0)=- ^(x0,y0j) ά ，在此例中，可導致
200428330 五、發明說明（5) 办U〇 須知在長時整合時，擬議之圖型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 胞需與其他晶胞有波幅偏差，相當於不良之固定虛假靜止 圖型。 在電漿螢幕上顯示運動物體時，人眼會遵循物體，不 再長時整合電漿（PDP)的同樣細胞。在此情況下，第三維 度不再能完美作業，可見到顫動圖型。 為更加明白此問題，可以凝視如下運動實施例 / = (1;〇)，代表每圖框有一圖素在X方向運動，如第3圖所 示。在此情況下，眼睛在時間t〇凝視（xQ，yQ)，則在時間 t〇+ 1依循運動至圖素（x〇+ 1，yQ)，依此類推。於是，眼睛所 見晶胞可界定如下： + \)+... + φ(χ0 Λ-T^y0J0^-T))
Eye = γ{ψ{χ〇^〇χ)+ ψ(Χο +ly〇^〇 相當於
Eye =γ(Α + Α + ... + Α)-Α 在此情況下，顫動之第三 可能空間顫動。如此效果使顫 定。顫動圖型不再被空間和時 是，對於若干運動，會出現難 維度要旨不會正確作業，只 動或多或少可見，視運動而 間的眼睛整合所隱蔽。尤其 看的圖型。當要顯示的圖像
200428330 五、發明說明（6) 業已包含顫動 PC用途即是此 成強烈固定圖 發明内^_ 有鑑於此 能之方法和裝 按照本發 置'上顯不用視 視頻資料之至 的視頻圖像之 當對該視頻資 該調變功能， 此外，按 之處理裝置， 頻資料之至少 视頻圖像之灰 _變顫動功能 本發明調 易感受到顫動 性圖型。 調變功能 非周期性出現 賞者不會感受 顫動功能 時，基於同樣理由也會出現同種問題 種情況。然則，二種顫動即彼此干擾 型〇 有些 也造 本發明之目的，在於提供具有改進顫動功 置 明 頻資 少一 灰度 料之 改變 照本 具有 一部 度肖 之相 變功 〇理 此目 料之 部份 肖像 該至 該顫 發明 複數 份施 像， 位或 能使 由是 的係由 處理方 施加顫 ;提供 少一部 動功能 ，提供 發光元 加顫動 其中該 波幅’ 得靜止 人眼不 具有複 法解決 動功能 非周期 份施以 之相位 顯示裝 件，包 功能， 顫動機 其調變 或活動 會整合 數發光元 ，包括步 ，以淨化 性的調變 該顫動功 或波幅。 置上顯示 含顫動機 以淨化該 構包含調 功能係非 圖像在呈 可目視的 件的顯 驟為， 該視頻 功能； 能時， 用視頻 構，對 視頻資 變機構 周期性 現時， 顫動之 宜f含隨機功能。此隨機功能造成顫動 。思即在指定時間偶然出現顫動圖型， 到難看的圖型。 可在調變功能賦予的時間維度外，包含 示裝 對該 資料 以及 按照 資料 該視 料的 ，以 〇 較不 周期 圖型 則觀 二空
第10頁 200428330 五、發明說明（7) 起陣顫動 /或4 -位 —般而言 螞功能預 校正產生 藉控制顫 額外的同 礎和/或 一圖素界 階最適化 易注意。 動功能對 於圖像運 況下，即 時，顫動 組合。 元顫動功能為宜， ’ 3 —位元顫動已夠 校正’應在顫動過 的量化誤差，藉助 動於圖像圖框旋律 步化。 多光罩顫動，包含 疋之顫動信號。此 。此舉使得顫動雜 各晶胞的相位或其 動，以抑制為特殊 使眼睛追隨運動， 圖型受到抑制。再 間維度。如此結構造成進步的 顫動功能以1 -、2 -、3 -和 所用位元數視處理能力而定。 ’故大部份量化雜訊看不見。 如上所述，利用二次方伽 程之前進行。因此，伽瑪功能 顫動而減少。 顫動功能之時間成分，可 内加以引進。因此，必須提供 本發明顫動可基於晶胞基 增加為每一電漿細胞而非為每 外，此種顫動又可為各視頻位 訊更精細，而且為觀賞者更不 使用運動估算器以改變顫 他參變數，即可使顫動圖型適 運動出現的顫動結構。在此情 顏動品質仍保留一定，而運動 者，本發明可與任何矩陣顫動 實施方式 茲詳述圖' 示本發明具體例如下。 下述具體例旨在消除運動當中，以晶胞基礎顏_ 的顫動圖型，具有較誤差擴散為佳之優點。此可^用額現 圖型的隨機序列達成，取代先前技術所預定者。^於此動 則，總體圖像品質可與靜止和活動圖像媲美。 、原 200428330 五、發明說明（8) 具有隨機圖型序列之矩陣顫動 固定矩陣顫動的問題是由於其結構，完全界定。為免 此種問題，顫動必須較少預見，而其結構更為複雜。為獲 得此結果，施加於圖像之顫動圖型可隨機交替，以達成矩 陣顫動隨機圖型系列。此可用隨機功能t — p (t )代替t為之 。新的顫動功能以9(x，y，p(t))界定。因此，對各三維度 向量（x，y，t)指定顫動值p (x，y，p(t))。
此可利用下例說明：p (X，y，t) = (X + y +1)滿2。此外， 按照第3圖，假設A = 0和B = 1，以產生0. 5位階。若無運動， 眼睛對指定圖素會見到0和1時間序列。若例如有1圖素/ 圖框之運動，眼睛會視圖素連續看到0或1，已如前述。 按照較佳具體例，使用隨機函數P為t = tQ…t23…取得下 列數值·· pCtohpCtJ …p(t23) = l，l，0，l，0,0，l，0，l，l，0,0, 0，1，0,0，1，1，1，0,0,0，1，1···。由於只有二不同顫動圖型 ，隨機發生器發生數值0和1。 若無運動，眼睛會看到序列：1，1，0，1，0，0，1，0，1，1， 0,0,0，1，0,0，1，1，1，0,0,0，1，1(或反逆，視圖素而定：0, 0, 1，0, 1，1，0, 1，0, 0, 1，1，1，0, 1，1，0, 0, 0, 1，1，1，0, 0)。採 取隨機函數第1值、反逆隨機函數第2值、隨機函數第3值 等等，可得所得序'列。
對任何運動，序列均可見類似性。始終具有和原有顫 動序列同樣的特性。 對於1圖素/圖框運動的顫動時間頻率，不若靜止圖 像之高，故出現較低頻率。意即顫動更易感受。但顫動仍
第12頁 200428330 五、發明說明（9) 能正確作業，而對靜止和活勒围你 。與標* 0曰曰胞基礎顫動比較時，靜止=2質，無差別 大部份活動圖像則較佳。 #止圖像雜訊.父多’但對 如有需要，可採用運動檢波器或估 ，以決 要用隨機顫動以代替標準顏動 ^ w ，而標準型用於靜止圖ί顏動&機顫動該用於運動圖像 最好實施3位元顫勤，# i 用HI挺私祕‘翻私此 故顏動使用達8圖框。若顫動所 用圖框數增加，顫動頻率可能太低，故 3位元顫動受到8圖框周期和2D处 膂f見j墚主要 第3圖表示演算之可能為實使施用方 =顫動圖型。 的RGB輸入圖像，前進到伽珥 L號R。，G。，Β。所表不 能形成。伽瑪功能方塊10的輸出Ri， 並顧及圖素位置以及隨機發生器 13賦予之卩近機值p，以供按照上述方值。隨 袞器13可視需要從運動檢波器接" 輸人信號 檢皮‘liW曰Λ Λ 同樣順序交替顫動圖塑。運動 Ξ d ΐ ΐ 號R。，G。，β。内傳輪的全部圖•成預定的 Γΐϊυίίϊ隨機發生器13用輸入信號之基礎，以 便Μ勒更通合不同種圖像。 R G在Λ動/Υ2内受到顏動的視頻信號以信號 〜2-輸43出宜别進到副場寫碼單位1 6，在控制單位1 8控制 下進仃副％寫碼。電漿控制單位16提供電碼給副碭寫碼單 Ιβ^ 200428330 五、發明說明（ίο) 位1 6 〇 至於副場寫碼，表現上可以參照上述歐洲專利申請案 EP-A-1 136 974號。 從副場寫碼單位1 6輸出各色的副場信號，以參考符號 SFR，SFG，SFB表示。對於電漿顯示面板定址，一行之副場電 碼字全部收集，以產生單一很長的電碼字，可用於逐行 PDP定址。此係在串聯/並聯轉換單位20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18產生PDP控制用之全部掃描和持續 脈波。接收水平和直立同步化信號供參考定時。 在此具體例内建議使用運動估計器，然而，此等運動 估計器或檢波器可用於其他技術，像假輪廓補正、明銳度 改進以及磷遲滯減少。在此情況下，由於可以再用同樣運 動向量，額外成本有限。 運動補正過的顫動，可應用到解析位元數受限的各種 顏色晶胞基礎顯示器（例如彩色LCD)。 本發明在活動圖像和靜止圖像的應用方面，有抑制傳 統矩陣顫動的目視圖型之優點。
200428330 圖式簡單說明 第1圖表示圖素基礎顫動和晶胞基礎顫動之原理； 第2圖說明三次元矩陣顫動之概念； 第3圖表示應用三次元矩陣顫動時眼睛對活動圖像整 合之原理； 第4圖表示本發明演算用硬體實施之方塊圖。
第15頁

Claims (1)

  1. 200428330 六、申請專利範圍 ^ ^ ^ 1 · 一種顯示裝置上顯示用視頻資料之處理方法，該顯 示裝置具有複數發光元件，此方法包括· 對該視頻資料之至少一部份施加顫動功旎，以淨化 該視頻資料的視頻圖像之灰度肖像， 其特徵為 提供非周期性的調變功能，以及 在對該視頻資料之矣少一部份施加該顫動功能時， 按照該調變功能，改變該顫動功能之相位和波幅者。 2 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中調變功能包含 隨機功能者。 3 ·如申請 除調變功能賦 4 ·如申請 1 一、2 -、3 〜和 5 · 一種顯 示裝置具有複 顫動機 動功能，以淨 其特徵 該顧動 能，來調變顫 專利範圍第1或2項之方法，兵T琢顴動功能 予之時間維度外，含有二空間維度者。b 專利範圍第1項之方法’其中該顫動功能係 /或4 -位元之顫動功能者。 示裝置上顯示用視頻資料之處理裝置，該顯 數發光元件，此處理裝置包含： 構（12 )，對該視頻資料之至少一部份施加顧 化該視頻資料的視頻圖像之灰度肖像， 為 6 ·如申請 由連接至該顧 7 ·如申請 機、構（12)含有調變機構，以非周期性 動功能之相位或波幅者。 Sd I：功 專利範圍第5項之裝置， 動機構(13)之隨機-中:亥調變功能係 專利範圍第5或6項生器（1 3 )所提供者。 、之裝置’其中顫動功能除
    200428330 六、申請專利範圍 調變功能所得時間維度外，含有二空間維度者。 8 .如申請專利範圍第5項之裝置，其中顫動功能係卜 、2-、3-和/或4 -位元之顫動功能者。 第17頁
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