TW202303580A - 基於顯示內容優化畫面的方法與相關的顯示器控制晶片 - Google Patents

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Abstract

一種基於顯示內容優化畫面的方法。前述方法適用於顯示器控制晶片，且包含以下流程：接收視訊訊號，其中視訊訊號用於傳送幀畫面；對幀畫面的區域中相異的多個子區域，計算每個子區域在多個特徵值上的畫素數量分布；依據畫素數量分布判斷子區域是否包含多個第一目標圖案中的對應第一目標圖案；若多個子區域分別包含多個第一目標圖案，對幀畫面進行第一預設影像處理以產生處理後的幀畫面；若多個子區域沒有分別包含多個第一目標圖案，不對幀畫面進行第一預設影像處理；以及依據處理後的幀畫面或幀畫面產生顯示訊號。

Description

基於顯示內容優化畫面的方法與相關的顯示器控制晶片
本揭示文件有關一種優化畫面的方法以及相關的顯示器控制晶片，尤指一種基於顯示內容優化畫面的方法以及相關的顯示器控制晶片。
市面上的顯示器允許使用者透過按鈕，手動針對不同的情境選擇不同的顯示模式。例如，使用者可於遊玩電腦遊戲時將顯示器調整為高彩度模式。又例如，在觀賞影片時，使用者可將顯示器高對比度模式。然而，透過按鈕操作顯示器是既繁瑣又費時的動作。若顯示器能透過顯示內容辨識目前的使用情境，並針對使用情境自動調整顯示模式，將能大幅提升使用者體驗。
本揭示文件提供一種基於顯示內容優化畫面的方法。前述方法適用於顯示器控制晶片，且包含以下流程：接收視訊訊號，其中視訊訊號用於傳送幀畫面；對幀畫面的區域中相異的多個子區域，計算每個子區域在多個特徵值上的畫素數量分布；依據畫素數量分布判斷子區域是否包含多個第一目標圖案中的對應第一目標圖案；若多個子區域分別包含多個第一目標圖案，對幀畫面進行第一預設影像處理以產生處理後的幀畫面；若多個子區域沒有分別包含多個第一目標圖案，不對幀畫面進行第一預設影像處理；以及依據處理後的幀畫面或幀畫面產生顯示訊號。
本揭示文件提供一種顯示器控制晶片，其包含計算電路。計算電路被設置為執行以下運作：接收視訊訊號，其中視訊訊號用於傳送幀畫面；對幀畫面的區域中相異的多個子區域，計算每個子區域在多個特徵值上的畫素數量分布；依據畫素數量分布判斷子區域是否包含多個第一目標圖案中的對應第一目標圖案；若多個子區域分別包含多個第一目標圖案，對該幀畫面進行預設影像處理以產生處理後的幀畫面；若多個子區域沒有分別包含多個第一目標圖案，不對幀畫面進行預設影像處理；以及依據處理後的幀畫面或幀畫面產生顯示訊號。
上述的方法和顯示器控制晶片的優點之一，在於有助於縮小整體電路面積。
上述的方法和顯示器控制晶片的另一優點，在於有助於改善畫面延遲。
以下將配合相關圖式來說明本揭示文件的實施例。在圖式中，相同的標號表示相同或類似的元件或方法流程。
第1圖為依據本揭示文件一實施例的顯示器100簡化後的功能方塊圖。顯示器100包含顯示器控制晶片110和顯示面板120。顯示器控制晶片110可以耦接於顯示面板120，且用於接收視訊訊號VS。在一些實施例中，視訊訊號VS是解碼後的D-SUB訊號、數位視訊介面(DVI)訊號或高解析度多媒體介面(HDMI)訊號。顯示器控制晶片110包含計算電路112和記憶體電路114。計算電路112用於執行記憶體電路114中的電腦程式，以優化視訊訊號VS所傳送的畫面資訊，並將優化後的畫面資訊以相容於顯示面板120的顯示訊號DS傳送至顯示面板120。在一實施例中，顯示訊號DS為低電壓差動(LVDS)訊號。
在一些實施例中，顯示器控制晶片110是縮放控制晶片(Scaler IC)。在另一些實施例中，記憶體電路114是唯讀記憶體，例如電子抹除式可複寫唯讀記憶體(EEPROM)。
顯示面板120包含時序控制晶片122、源極驅動器124、閘極驅動器126、多個資料線SL、多個閘極線GL以及多個畫素電路PX。時序控制晶片122用於將顯示訊號DS中的畫面資訊在某些特定時間傳送至源極驅動器124。時序控制晶片122還用於提供運作時脈至源極驅動器124和閘極驅動器126，以使源極驅動器124和閘極驅動器126在某些特定時間分別致能資料線SL和掃描線GL。如此一來，畫素電路PX便會被資料線SL和掃描線GL驅動而形成顯示畫面。
以下將配合第2至4圖進一步說明計算電路112執行記憶體電路114中的電腦程式時的運作。第2圖為視訊訊號VS所傳送的一幀畫面200的示意圖。畫面200是由視訊訊號VS依序傳送的多個畫素資料22所構成。例如，計算電路112會依序由視訊訊號VS接收畫素資料22 1,1~22 1,n，再依序接收畫素資料22 2,1~22 2,n，依此類推，直到接收到畫素資料22 m,n而完成接收畫面200。在本揭示文件中，畫素資料22指稱的是任意一個不特定的畫素資料22 1,1~22 m,n。畫素資料22用於指定對應的一個畫素電路PX的灰階值。因此，若畫面200的解析度為1920x1080，則m為1080而n為1920。
計算電路112會在依序接收畫素資料22 1,1~22 m,n時，判斷畫素資料22是否屬於畫面200的一區域210。畫素資料22和區域210的大小僅為舉例，本揭示文件不以此為限。區域210對應於多個畫素資料22，例如區域210可以具有480x360的解析度。在一些實施例中，區域210位於畫面200中的固定位置。計算電路112可以透過計數已接收到的畫素資料22，判斷目前接收到的畫素資料22位於畫面200的位置，進而判斷目前接收到的畫素資料22是否屬於區域210。計算電路112會分析區域210中的畫素資料22的特徵值，來判斷區域210中是否包含多個目標圖案。若是，計算電路112會對畫面200進行預定的影像處理，相關內容將於後續段落說明。
在一些計算電路112具有較強計算能力的實施例中，計算電路112可以分析畫面200中的多個區域，以判斷多個區域的某一者是否包含前述多個目標圖案，而不限於僅分析一個區域210。
以下將配合第3圖來進一步說明計算電路112如何分析區域210中的畫素資料22，以決定是否對畫面200進行影像處理。第3圖用於說明計算電路分析區域210中的畫素資料22的運作。區域210包含多個子區域310~390，其中子區域310~390的每一者對應於多個畫素資料22，例如子區域310~390每一者的解析度可以是180x160。第3圖中子區域310~390的數量和形狀僅為示例，本揭示文件不以此為限。在一些實施例中，計算電路112可以為提升分析的精確度而將區域210劃分為多於9個子區域，或為了節省計算量而將區域210劃分為少於9個子區域。在另一些實施例中，子區域310~390可以設置為多個同心圓或多個同心多邊形。
計算電路112會針對子區域310~390分別進行分析，以計算子區域310~390每一者的畫素資料22在多個特徵值上的數量分布情形(以下稱為畫素數量分布)。藉由計數已接收的畫素資料22，計算電路112可以得知目前接收到的畫素資料22是屬於子區域310~390中的何者。
在本實施例中，計算電路112會計算子區域310~390每一者對應的一畫素數量分布，以下將以子區域350、360和380來進一步說明。如第3圖所示，計算電路112可以自視訊訊號VS依序接收子區域350的多個畫素資料22。計算電路112接收到子區域350的每個畫素資料22時，計算電路112會判斷畫素資料22與多個特徵值中的何者相對應。在一些實施例中，特徵值為相異的多個灰階範圍，例如0~31灰階、32~63灰階、64~95灰階、96~127灰階、128~159灰階、160~191灰階、192~223灰階以及224~255灰階等八種範圍。
因此，針對子區域350的每個畫素資料22，計算電路112會判斷與該畫素資料22對應的灰階範圍，並累加對應該灰階範圍的畫素數量，以形成畫素數量分布352。例如，若計算電路112判斷子區域350的某個畫素資料22對應於128~159灰階，則計算電路112會將畫素數量分布352中對應於128~159灰階的畫素數量加一。由第3圖可知，計算電路112會計算出子區域350的圖案對應於大致數量相等的中灰階畫素資料22與高灰階畫素資料22，如畫素數量分布352所示；子區域360的圖案對應於數量較多的中灰階畫素資料22與數量較少的高灰階畫素資料22，如畫素數量分布362所示；子區域380的圖案對應於較少的中灰階畫素資料22、較多的高灰階畫素資料22，以及少部分的低灰階畫素資料22，如畫素數量分布392所示，依此類推。
總而言之，計算電路112於分析子區域310~390時，沒有將子區域310~390的完整影像儲存於記憶體電路114，而是僅儲存子區域310~390每一者的畫素資料22於多個特徵值上的數量分布情形。計算電路112將使用子區域310~390的畫素數量分布來判斷子區域310~390是否包含多個目標圖像，以決定是否對影像200進行影像處理。
在一些實施例中，特徵值可以為相異的多種顏色，例如紅色、藍色和綠色三種顏色。
第4圖為多個目標圖案410~490的示意圖。目標圖案410~490的每一者包含多個畫素，且目標圖案410~490的數量與子區域310~390的數量相同。值得注意的是，記憶體電路114不會儲存完整的目標圖案410~490。記憶體電路114儲存的是若以畫素資料22傳送目標圖案410~490時，畫素資料22於多個特徵值上的理想數量分布情形(以下稱為理想數量分布)。目標圖案410~490各自對應一理想數量分布，以下將配合目標圖案450、460和480進一步說明。
如第4圖所示，目標圖案450由大致相等數量的中灰階畫素和高灰階畫素所形成。因此，若以畫素資料22傳送目標圖案450，這些畫素資料22理想上會約有一半數量分布於中灰階範圍，且亦約有一半數量分布於高灰階範圍，因而記憶體電路114會對應地儲存有第4圖中的理想數量分布452。相似地，若以畫素資料22傳送目標圖案460，這些畫素資料22分布於中灰階範圍的數量會較多，而分布於高灰階範圍的數量會較少，因而記憶體電路114會對應地儲存有理想數量分布462。若以畫素資料22傳送目標圖案490，這些畫素資料22分布於中灰階範圍的數量會較少，而分布於高灰階範圍的數量會較多，因而記憶體電路114會對應地儲存有理想數量分布492。總而言之，針對目標圖案410~490的每一者，記憶體電路114記錄有畫素資料22於各個特徵值上的理想數量分布情形。
以下將配合第3至5圖進一步說明計算電路112判斷是否對畫面200進行影像處理的運作。計算電路112會將子區域310~390的多個畫素數量分布，分別與目標圖案410~490的多個理想數量分布進行比較，以計算子區域310~390每一者的一誤差值。
以子區域350為例，計算電路112可以計算在0~31灰階的範圍中，畫素數量分布352的畫素數量與理想數量分布452的理想數量的差異，並計算在32~63灰階的範圍中畫素數量分布352與理想數量分布452的差異，直到計算出畫素數量分布352與理想數量分布452在所有灰階範圍中的多個差異。計算電路112可以進一步將得到的多個差異取平均，以獲得子區域350的誤差值。子區域310~390的誤差值可以經由相似的方法計算，在此不再贅述。
第5圖繪示了子區域310~390的誤差值計算結果。計算電路112會將子區域310~390每一者的誤差值與閾值進行比較，其中閾值可以預先儲存於記憶體電路114。由第3和5圖可知位於區域210邊緣的子區域較易受到干擾，而可能具有較大的誤差值(例如子區域370~380)。另一方面，位於區域210中心的子區域可能具有較小的誤差值(例如子區域350)。因此，計算電路112可以為不同的子區域選擇不同的閾值。
在一些實施例中，接近區域210之中心的子區域對應於較小的閾值，而遠離區域210之中心的子區域對應於較大的閾值。亦即，子區域的閾值會正相關於子區域與區域210的中心的距離，例如子區域350的閾值為5%，而子區域310~340和360~390的閾值為20%。前述的距離可以是子區域的中心至區域210的中心的直線距離，但本揭示文件不以此為限。
若某一子區域的誤差值小於閾值，則計算電路112會判斷某一子區域包含對應的目標圖案。當子區域310~390的誤差值分別小於對應的閾值(如第5圖所示)，使得計算電路112判斷子區域310~390分別包含了目標圖案410~490，計算電路112便會對影像200進行預定的影像處理。反之，若子區域310~390的誤差值沒有分別小於對應的閾值，計算電路112判斷子區域310~390沒有分別包含目標圖案410~490，則計算電路112不會對影像200進行預定的影像處理。
在一些實施例中，預定的影像處理可以是對影像200進行的亮度設定、對比度設定或色彩度設定等等。
計算電路112可以依據自區域210中辨識到的圖案，決定預定的影像處理的內容。例如，當計算電路112判斷區域210包含了目標圖案410~490，計算電路112可以對影像200進行亮度設定。又例如，當計算電路計算電路112判斷區域210包含了不同於目標圖案410~490的其他目標圖案，計算電路112可以對影像200進行對比度設定。
在結束上述多個實施例的運作之後，計算電路112會將經過或未經過影像處理的影像200，透過顯示訊號DS傳送至顯示面板120。在一些實施例中，在將經過或未經過影像處理的影像200傳送至顯示面板120之前，計算電路112會將影像200的解析度調整為對應於顯示面板120的解析度。
綜上所述，顯示器控制晶片110能適應性地優化視訊訊號VS所傳送的影像，提升使用者地觀賞體驗。另外，顯示器控制晶片110不需要逐幀儲存接收到的畫面，也不需預先儲存的完整目標圖案。顯示器控制晶片110只需使用到預先儲存的少量參數，即可進行圖像辨識與圖像比對的運作。因此，顯示器控制晶片110有助於改善畫面延遲，並有助於節省記憶體的使用數量而縮小整體電路面積。
在說明書及申請專利範圍中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。然而，所屬技術領域中具有通常知識者應可理解，同樣的元件可能會用不同的名詞來稱呼。說明書及申請專利範圍並不以名稱的差異做為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來做為區分的基準。在說明書及申請專利範圍所提及的「包含」為開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。另外，「耦接」在此包含任何直接及間接的連接手段。因此，若文中描述第一元件耦接於第二元件，則代表第一元件可通過電性連接或無線傳輸、光學傳輸等信號連接方式而直接地連接於第二元件，或者通過其他元件或連接手段間接地電性或信號連接至該第二元件。
在此所使用的「及/或」的描述方式，包含所列舉的其中之一或多個項目的任意組合。另外，除非說明書中特別指明，否則任何單數格的用語都同時包含複數格的涵義。
以上僅為本揭示文件的較佳實施例，凡依本揭示文件請求項所做的均等變化與修飾，皆應屬本揭示文件的涵蓋範圍。
100:顯示器 110:顯示器控制晶片 112:計算電路 114:記憶體電路 120:顯示面板 122:時序控制晶片 124:源極驅動器 126:閘極驅動器 PX:畫素電路 VS:視訊訊號 DS:顯示訊號 SL:資料線 GL:閘極線 200:畫面 210:區域 22 1,1~22 m,n:畫素資料 310~390:子區域 352,362,382:畫素數量分布 410~490:目標圖案 452,462,482:理想數量分布
第1圖為依據本揭示文件一實施例的顯示器簡化後的功能方塊圖。 第2圖為視訊訊號所傳送的一幀畫面的示意圖。 第3圖用於說明計算電路分析第1圖的區域中的畫素資料的運作。 第4圖為多個目標圖案的示意圖。 第5圖繪示了子區域的誤差值計算結果。
100:顯示器
112:計算電路
114:記憶體電路
110:顯示器控制晶片
120:顯示面板
122:時序控制晶片
124:源極驅動器
126:閘極驅動器
PX:畫素電路
VS:視訊訊號
DS:顯示訊號
SL:資料線
GL:閘極線

Claims (10)

  1. 一種基於顯示內容優化畫面的方法，適用於一顯示器控制晶片，包含： 接收一視訊訊號，其中該視訊訊號用於傳送一幀畫面； 對該幀畫面的一區域中相異的多個子區域，計算每個子區域在多個特徵值上的一畫素數量分布； 依據該畫素數量分布判斷該子區域是否包含多個第一目標圖案中的一對應第一目標圖案； 若該多個子區域分別包含該多個第一目標圖案，對該幀畫面進行一第一預設影像處理以產生一處理後的幀畫面； 若該多個子區域沒有分別包含該多個第一目標圖案，不對該幀畫面進行該第一預設影像處理；以及 依據該處理後的幀畫面或該幀畫面產生一顯示訊號。
  2. 如請求項1所述之方法，其中，依據該畫素數量分布判斷該子區域是否包含該多個第一目標圖案中的該對應第一目標圖案包含： 將該畫素數量分布與對應該子區域的一理想數量分布進行比較，以產生一誤差值；以及 若該誤差值小於對應該子區域的一閾值，判斷該子區域包含該對應的第一目標圖案。
  3. 如請求項2所述之方法，其中，對應該子區域的該閾值正相關於該子區域與該區域的中心的一距離。
  4. 如請求項1所述之方法，其中，該顯示器控制晶片用於將該顯示訊號輸出至一顯示面板，且依據該處理後的幀畫面或該幀畫面產生該顯示資料包含：將該處理後的幀畫面或該幀畫面的一解析度調整為對應於該顯示面板的一解析度。
  5. 如請求項1所述之方法，其中，計算每個子區域在該多個特徵值上的該畫素數量分布包含： 自該視訊訊號依序接收該子區域的多個畫素資料； 在接收到每個畫素資料時，判斷該多個特徵值中對應於該畫素資料的一對應特徵值；以及 累加該對應特徵值的一畫素數量，以形成該畫素數量分布。
  6. 如請求項1所述之方法，還包含： 依據該畫素數量分布判斷該子區域是否包含多個第二目標圖案中的一對應第二目標圖案，其中該多個第一目標圖案相異於該多個第二目標圖案； 若該多個子區域分別包含該多個第二目標圖案，對該幀畫面進行一第二預設影像處理以產生該處理後的幀畫面，其中該第一預設影像處理相異於該第二預設影像處理；以及 若該多個子區域沒有分別包含該多個第二目標圖案，不對該幀畫面進行該第二預設影像處理。
  7. 如請求項1所述之方法，其中，該區域位於該幀畫面的一預定位置。
  8. 一種顯示器控制晶片，包含一計算電路，其中該計算電路被設置為執行以下運作： 接收一視訊訊號，其中該視訊訊號用於傳送一幀畫面； 對該幀畫面的一區域中相異的多個子區域，計算每個子區域在多個特徵值上的一畫素數量分布； 依據該畫素數量分布判斷該子區域是否包含多個第一目標圖案中的一對應第一目標圖案； 若該多個子區域分別包含該多個第一目標圖案，對該幀畫面進行一預設影像處理以產生一處理後的幀畫面； 若該多個子區域沒有分別包含該多個第一目標圖案，不對該幀畫面進行該預設影像處理；以及 依據該處理後的幀畫面或該幀畫面產生一顯示訊號。
  9. 如請求項8所述之顯示器控制晶片，其中，當該計算電路依據該畫素數量分布判斷該子區域是否包含該多個第一目標圖案中的該對應第一目標圖案時，該計算電路將該畫素數量分布與對應該子區域的一理想數量分布進行比較，以產生一誤差值； 其中若該誤差值小於對應該子區域的一閾值，該計算電路判斷該子區域包含該對應的第一目標圖案。
  10. 如請求項9所述之顯示器控制晶片，其中，對應該子區域的該閾值正相關於該子區域與該區域的中心的一距離。
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