TW202412501A - 影像處理電路及方法 - Google Patents

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Abstract

一種影像處理電路，包含有一接收器、至少一記憶體、一識別電路、一計算電路及一補償電路。該接收器用來接收一當前影像幀及複數個先前影像幀。該至少一記憶體用來儲存該複數個先前影像幀。該識別電路用來從該至少一記憶體中選擇該複數個先前影像幀中的一第一先前影像幀或一第二先前影像幀。該計算電路用來根據該第一先前影像幀及該第二先前影像幀當中至少一者，藉由參考一查找表來計算用於該當前影像幀的一補償值。該補償電路用來利用該補償值來修改該當前影像幀之一當前影像資料。

Description

影像處理電路及方法
本發明係指一種影像處理電路及方法，尤指一種可用於顯示面板的影像處理電路及方法。
當有機發光二極體（Organic Light Emitting Diode，OLED）面板的畫面內容改變時，容易發生拖影現象（image sticking，亦稱為影像殘留（image retention）或鬼影（ghost image）），特別是在灰階值大幅變化的情況下。舉例來說，當影像從較低灰階變為較高灰階且具有大幅度電壓變化時，可能發生連續多個影像幀上的亮度無法完全到達對應於該較高灰階的目標值。在習知技術中，有機發光二極體面板可藉由分配三個相位來進行驅動：初始相位、補償相位及發光相位。有機發光二極體畫素包含有多個可在不同相位之間切換的控制開關器，用以消除有機發光二極體畫素中的有機發光二極體及／或驅動薄膜電晶體（Thin-Film Transistor，TFT）之間的不匹配，進而補償亮度的下降。然而，此內部補償方案需要在每一畫素中設置數量較多的薄膜電晶體，造成較低的面板穿透率和較低的畫素密度，同時使產品良率降低。
因亮度下降無法得到良好的補償，使得有機發光二極體面板上殘留的拖影造成影像品質下降。舉例來說，由於拖影效應，在面板上拖動的正方形方塊可能會顯示為矩形。再者，不同顏色的有機發光二極體畫素可能存在不同程度的拖影而進一步導致色偏。此外，在一種應用範例中，有機發光二極體面板的發光係用於光學式指紋感測，而多個影像幀上的亮度下降可能降低指紋感測的靈敏度，進而使感測時間增加並降低用戶體驗。
因此，本發明之主要目的即在於提出一種可用於顯示面板（如有機發光二極體（Organic Light Emitting Diode，OLED））面板的影像處理電路及方法，以解決上述問題。
本發明之一實施例揭露一種影像處理電路，其包含有一接收器、至少一記憶體、一識別電路、一計算電路及一補償電路。該接收器用來接收一當前影像幀及複數個先前影像幀。該至少一記憶體耦接於該接收器，用來儲存該複數個先前影像幀。該識別電路耦接於該至少一記憶體，用來從該至少一記憶體中選擇該複數個先前影像幀中的一第一先前影像幀或一第二先前影像幀。該計算電路耦接於該識別電路，用來根據該第一先前影像幀及該第二先前影像幀當中至少一者，藉由參考一查找表來計算用於該當前影像幀的一補償值。該補償電路耦接於該計算電路，用來利用該補償值來修改該當前影像幀之一當前影像資料。
本發明之另一實施例揭露一種影像處理方法，其包含有下列步驟：接收一當前影像幀及複數個先前影像幀；將該複數個先前影像幀儲存於至少一記憶體；從該至少一記憶體中選擇該複數個先前影像幀中的一第一先前影像幀或一第二先前影像幀；根據該第一先前影像幀及該第二先前影像幀當中至少一者，藉由參考一查找表來計算用於該當前影像幀的一補償值；以及決定是否利用該補償值來修改該當前影像幀之一當前影像資料。
第1圖繪示具有不同灰階值的一系列影像幀。如第1圖所示，幀F_0的灰階為W0，而灰階在幀F_1變為較高數值W224，並從幀F_1到幀F_n維持在W224，其中，n是大於或等於3的整數，且灰階W0可以是最小灰階值而灰階W224可近似或等於最大灰階值。
在此例中，具有相同灰階W224的幀F_1～F_n上顯示的畫面被要求皆應到達相同的亮度，但直到幀F_n之前，亮度皆無法到達其目標值，因此需要進行補償。如上所述，習知的內部補償方案在畫素中使用大量的薄膜電晶體（Thin-Film Transistor，TFT），其伴隨著例如面板穿透率低、畫素密度低、及產品良率低等副作用。除了內部補償之外，亦可採用外部補償方案，藉由過驅動技術來補償亮度下降，然而，習知的外部補償僅能夠補償灰階改變後的單一影像幀之亮度。
在第1圖的範例中，灰階在幀F_0與F_1之間發生改變，因此習知的外部補償可在幀F_1上執行。然而，由第1圖可知，幀F_2、F_3…等同樣存在某種程度的亮度下降問題。
第2圖為一影像處理電路20之示意圖，影像處理電路20包含有一接收器200、一下取樣電路202、一上取樣電路204、一計算電路206、一補償電路208及一記憶體控制器210。
接收器200可用來接收複數個影像幀，其包含有一當前影像幀（下文簡稱為當前幀）F_N及一先前影像幀（下文簡稱為先前幀）F_(N-1)。
下取樣電路202可用來壓縮所接收的影像幀（或者亦可維持原始的幀資料而不進行壓縮）以儲存至記憶體230。一般來說，影像處理電路20通常未設置夠大的幀緩衝器來記錄完整的一幀資料，因此需在資料進行儲存之前先執行影像壓縮。舉例來說，下取樣電路202可將每一幀的影像資料轉換為包含有影像特徵的壓縮資料，而壓縮後的影像資料即可儲存於記憶體230（如透過記憶體控制器210）。在此例中，下取樣電路202可在先前幀F_(N-1)存入記憶體230之前，對先前幀F_(N-1)進行壓縮。
上取樣電路204可用來解壓縮儲存於記憶體230的影像資料以還原幀資料。在此例中，當上取樣電路204從記憶體230中取得先前幀F_(N-1)時，可對先前幀F_(N-1)進行解壓縮。
計算電路206可耦接於一查找表（Look-Up Table，LUT）220（或者可包含一查找表）。計算電路206可根據例如顯示亮度值（Display Brightness Value，DBV）、溫度、影像負載及幀率等各種因素，計算並決定用於不同資料值的適合補償值。在此例中，計算電路206可根據先前幀F_(N-1)，藉由參考查找表220來計算用於當前幀F_N的補償值。
補償電路208可從接收器200接收當前幀F_N的影像資料，並從記憶體230接收先前幀F_(N-1)的影像資料，以及從計算電路206取得適合的補償值來產生輸出影像資料。在此例中，補償電路208可利用基於先前幀F_(N-1)產生的補償值來修改當前幀F_N的影像資料。
第3圖為影像處理電路20的操作之時序圖。幀數表示影像處理電路20接收一系列影像幀的連續數個幀期間的編號。當接收到當前幀F_N～F_(N+4)的影像資料時，儲存於記憶體230的影像資料分別為幀F_(N-1)～F_(N+3)。補償電路208可比較所輸入的當前幀之影像資料與儲存於記憶體230的先前幀之影像資料，以決定是否利用相對應的補償值來進行補償，進而產生輸出影像資料。
第4圖為用於影像處理電路20之一影像處理流程40之流程圖。如第4圖所示，補償電路208可比較當前輸入幀（如F_N）之影像資料與儲存於記憶體的先前幀（如F_(N-1)）之影像資料（步驟402）。若比較結果指示當前影像資料與先前影像資料實質上相等或者這兩個影像資料之間的差值DIFF小於或等於一臨界值TH1時，補償電路208可判斷不需要補償，並傳送當前輸入的影像資料至顯示面板而不進行修改或補償（步驟404）。若比較結果指示當前影像資料與先前影像資料明顯不同或者這兩個影像資料之間的差值DIFF大於臨界值TH1時，補償電路208可判斷需要補償，並且對當前接收的影像資料進行修改，以產生輸出影像資料（步驟406）。
值得注意的是，影像處理電路20僅基於一個先前幀來執行補償，也就是說，用於幀F_N的補償是基於幀F_(N-1)。然而，如上所述，亮度下降可能出現在灰階改變之後的連續多個影像幀，而僅基於先前幀N-1的補償方案無法滿足多幀亮度下降的補償需求。
因此，本發明提出了一種影像處理電路，能夠補償灰階值變化所造成的多幀亮度下降。第5圖為本發明實施例一影像處理電路50之示意圖。影像處理電路50包含有一接收器500、一下取樣電路502、一上取樣電路504、一識別電路505、一計算電路506、一補償電路508及一記憶體控制器510。影像處理電路50另可包含一查找表520，其可透過計算電路506存取；或者，影像處理電路50中的計算電路506可被設定耦接至儲存有一查找表520的外接記憶體。影像處理電路50另可包含二個記憶體530_1及530_2，其受控於記憶體控制器510，或者，影像處理電路50中的記憶體控制器510可被設定耦接至二個外接記憶體530_1及530_2，其中，記憶體530_1及530_2可用來儲存二個先前幀的影像資料。
下取樣電路502及上取樣電路504之操作類似於第2圖中的下取樣電路202及上取樣電路204，亦即對所儲存的影像資料進行壓縮和解壓縮，以節省儲存空間。在此例中，由於影像處理電路50包含有可用來儲存二個先前幀（如F_(N-1)及F_(N-2)）的二個記憶體530_1及530_2，下取樣電路502可在先前幀F_(N-1)及F_(N-2)存入記憶體530_1及530_2之前，對先前幀F_(N-1)及F_(N-2)進行壓縮，而當任一先前幀F_(N-1)及F_(N-2)從記憶體530_1及／或530_2取得時，上取樣電路504可先對其進行解壓縮。
在上述實施例中，記憶體530_1及530_2可透過壓縮的形式來儲存先前幀F_(N-1)及F_(N-2)的影像資料。需注意的是，第5圖之實施方式僅為本發明眾多實施例之其中一個範例。在另一實施例中，二個記憶體530_1及530_2可由一個較大的記憶體所取代，此較大的記憶體能夠儲存二幀影像資料的資訊，無論其是否被壓縮。另外，下取樣電路502及／或上取樣電路504為選擇性的電路模組。若記憶體空間足以完整儲存二幀影像資料而不需要下轉換或壓縮的情況下，可省略下取樣電路502及其對應的上取樣電路504。
不同於第2圖中的影像處理電路20，第5圖中的影像處理電路50另包含有識別電路505，其可和上取樣電路504整合或獨立設置，抑或透過任何適當的方式設置於影像處理電路50。識別電路505可用來從記憶體530_1或530_2中選擇第一先前幀F_(N-1)或第二先前幀F_(N-2)。舉例來說，識別電路505可判斷所需要的補償是基於第一先前幀F_(N-1)或第二先前幀F_(N-2)，以控制記憶體控制器510從相對應的記憶體530_1或530_2中讀出幀F_(N-1)或F_(N-2)的影像資料。
因此，根據所需要的補償是基於第一先前幀F_(N-1)或第二先前幀F_(N-2)，計算電路506可參考查找表520，根據先前幀F_(N-1)及／或F_(N-2)來計算用於當前幀F_N的補償值。補償電路508即可利用此補償值來修改當前幀F_N的影像資料，抑或決定不執行補償。
第6圖為影像處理電路50的操作之時序圖。在此例中，當前幀的補償是基於二個先前接收的影像幀來進行。舉例來說，對於當前幀F_N的補償而言，影像處理電路50可利用先前幀F_(N-1)及／或F_(N-2)的影像資料來決定補償值並產生輸出影像資料。這些相關聯的幀可以是連續接收的三個影像幀，其中，第一先前幀F_(N-1)位於當前幀F_N之前，第二先前幀F_(N-2)位於第一先前幀F_(N-1)之前。
第7圖為本發明實施例一影像處理流程70之流程圖。影像處理流程70可實現於第5圖中的影像處理電路50。如第7圖所示，補償電路508可從接收器500取得當前幀（如幀F_N）並從記憶體530_1及530_2取得二個先前幀（如幀F_(N-1)及／或F_(N-2)）（步驟702）。
根據當前幀F_N及二個先前幀F_(N-1)及F_(N-2)，補償電路508可先判斷當前幀F_N的影像資料與第一先前幀F_(N-1)的影像資料是否實質上相等，或者當前幀F_N的影像資料與第一先前幀F_(N-1)的影像資料之間的差值DIFF是否小於或等於一臨界值TH1（步驟704）。若否，則補償電路508判斷應執行關於第一先前幀F_(N-1)的影像補償（步驟706），因而利用與第一先前幀F_(N-1)相對應的補償值來修改當前幀F_N的影像資料，以產生並輸出補償影像資料，類似影像處理流程40的實施方式。
若判斷當前幀F_N的影像資料與第一先前幀F_(N-1)的影像資料相同或判斷其差值DIFF小於或等於臨界值TH1時，補償電路508可進一步執行第二項判斷，以判斷第二先前幀F_(N-2)的影像資料是否小於或等於一臨界值TH2（步驟708）。需注意的是，多幀亮度下降通常出現在灰階從極低值急遽上升至極高值的情況。因此，較佳地應判斷第二先前幀F_(N-2)是否小於臨界值TH2，以判斷是否須執行關於第二先前幀F_(N-2)的影像補償。需注意，臨界值TH1及TH2可設定為任意適合的值，其不應用以限制本發明之範疇。
因此，若判斷第二先前幀F_(N-2)的影像資料小於臨界值TH2時，補償電路508可執行關於第二先前幀F_(N-2)的影像補償（步驟710），也就是說，補償電路508可利用與第二先前幀F_(N-2)相對應的補償值來修改當前幀F_N的影像資料。反之，若判斷第二先前幀F_(N-2)的影像資料大於臨界值TH2時，補償電路508可判斷不需要進行補償（步驟712），進而輸出未修改或補償的當前幀F_N的影像資料。
一般來說，影像補償可透過修改欲輸出至顯示驅動裝置的灰階資料或資料電壓來進行，以控制顯示面板顯示所需要的亮度，進而解決多幀亮度下降的問題。在一實施例中，關於第一先前幀F_(N-1)的影像補償可透過下列方式計算： .                                      (1)
更明確來說，輸出影像資料可藉由在輸入影像資料中加上一偏移值或扣除一偏移值來計算，其中，偏移值可根據灰階值（包括先前幀F_(N-1)及／或F_(N-2)的灰階值）、顯示亮度值及／或顏色來決定。
舉例來說，查找表520可記錄多個偏移值，每一偏移值對應至（當前幀F_N的）一輸入灰階值及（先前幀F_(N-1)或F_(N-2)的）一先前灰階值，且每一種顏色（如紅、綠、藍）各自具有一查找表。實際的偏移值可以是由輸入灰階值和先前灰階值作為索引來存取查找表520上一項目的數值，部分情況下可進一步透過內插來計算數值。當依據灰階值及顏色以從查找表520取得偏移值之後，計算電路506或補償電路508可根據顯示亮度值進一步修正或調整偏移值。顯示亮度值可以是用來指示整體面板亮度的參數，其可由系統自動控制，或由使用者手動調整。
因此，在影像處理流程70中，當當前幀F_N的影像資料與第一先前幀F_(N-1)的影像資料之間的差值DIFF大於臨界值TH1時，可執行關於第一先前幀F_(N-1)的影像資料補償，其中，計算電路506可計算補償值，補償電路508可依循方程式(1)來修改輸入影像資料以產生輸出影像資料。
值得注意的是，關於第二先前幀F_(N-2)的影像補償可能需要不同程度的補償並透過不同方式計算，如下所示： .                                          (2)
參數 類似於上述查找表520所儲存的偏移值，在此例中，偏移值是藉由參考當前幀F_N的影像資料及第二先前幀F_(N-2)的影像資料取得。參數α是當前輸入的影像資料之一比例係數，參數β是偏移值 之一比例係數，且參數γ是用來修正偏移值 之一修正係數。
每一參數α、β及γ的數值皆可根據影像幀F_N、F_(N-1)及／或F_(N-2)的灰階值、顯示亮度值、及顏色來決定，進而在各種情況下適當地調整輸入影像資料以產生輸出影像資料。在本發明之實施例中，可選擇性採用參數α、β及γ來計算輸出影像資料。舉例來說，在一實施例中，參數α等於1且參數γ等於0，因而偏移值可透過調整比例參數β來進行修改。在另一實施例中，所有參數α、β及γ皆可設定為適合的數值，用以調整輸入影像資料並產生輸出影像資料。
在實際的一實施例中，亮度下降可能出現在具有相同灰階的連續數個影像幀，且亮度下降的程度在這些影像幀當中逐漸下降。因此，關於第一先前幀的影像補償應提供最大的補償值，關於第二先前幀的影像補償可提供較小的補償值，關於第三先前幀的影像補償之補償值可能更小，並以此類推。這些補償值可彼此相關，因此每一補償值皆可根據另一補償值利用適當的參數來進行計算。舉例來說，在灰階改變之後的第一個輸入影像幀可補償100單位亮度，下一影像幀可補償80單位亮度，而下一幀可補償60單位亮度。
因此，在影像處理流程70中，當判斷當前幀F_N的影像資料與第一先前幀F_(N-1)的影像資料之間的差值DIFF小於或等於臨界值TH1，且第二先前幀F_(N-2)的影像資料小於或等於臨界值TH2的情況下，可執行關於第二先前幀F_(N-2)的影像補償，其中，計算電路506可計算補償值，補償電路508可依循方程式(2)來修改輸入影像資料以產生輸出影像資料。
第8圖為本發明實施例另一影像處理電路80之示意圖。影像處理電路80之結構類似於影像處理電路50，故功能相似的訊號或元件皆以相同符號表示。影像處理電路80與影像處理電路50之間的差異在於，影像處理電路80包含有另一記憶體控制器810，用來處理欲寫入記憶體530_2的幀資料。
在一實施例中，假設幀F_(N-1)的影像資料儲存於記憶體530_1而幀F_(N-2)的影像資料儲存於記憶體530_2。在下一幀期間，幀F_(N-1)的影像資料可被傳送至記憶體530_2，記憶體530_1則接收來自於接收器500之幀F_N的影像資料，且新到達的影像幀為幀F_(N+1)。記憶體控制器810耦接於記憶體530_1及530_2之間，可用來從記憶體530_1取得影像幀F_(N-1)、取出影像幀F_(N-1)的特徵，並將關於該（些）特徵之資訊儲存至記憶體530_2，作為下一幀期間使用的另一先前幀。在此情況下，記憶體530_2儲存的資料量少於記憶體530_1儲存的資料量，可進一步節省所使用的記憶體空間以及整體資料輸出率。
請回頭參考第7圖，關於儲存於記憶體530_2的第二先前幀之判斷係第二先前幀的影像資料是否小於或等於臨界值TH2。在此情況下，儲存於記憶體530_2的影像資料無須包含完整的幀資料或壓縮資料；實際上，記憶體530_2可儲存大幅簡化後的資訊，只要該些資訊足以順利執行所需要的判斷即可。舉例來說，所儲存的資訊或資料可代表一或多個區域的灰階值，而這些區域包含有可用來實現準確判斷之特定特徵。在此例中，可減少記憶體530_2的儲存空間，進而降低影像處理電路80之電路成本。
值得注意的是，上述實施例說明了執行補償以解決連續二個影像幀上亮度下降的問題。本領域具通常知識者應了解，類似的實施方式亦可應用於多於二個影像幀。一種示例性實施方式繪示於第9圖，其為本發明實施例一影像處理電路90之示意圖。
如第9圖所示，影像處理電路90之結構類似於影像處理電路50，故功能相似的訊號或元件皆以相同符號表示。影像處理電路90與影像處理電路50之間的差異在於，影像處理電路90包含有三個記憶體930_1、930_2及930_3，分別用來儲存三個先前幀F_(N-1)、F_(N-2)及F_(N-3)的影像資料（已壓縮或未壓縮）及／或相關資訊。
關於影像處理電路90之時序圖繪示於第10圖，其中，在第四個幀期間內（即幀數4），當接收到當前幀F_N的影像資料時，先前幀F_(N-3)的影像資料被寫入記憶體930_3。本領域具通常知識者可根據上述說明書的內容來推知影像處理電路90之操作，在此不詳述。
第11圖為本發明實施例一影像處理流程110之流程圖。影像處理流程110可實現於第9圖中的影像處理電路90。在此例中，關於第一先前幀的第一項判斷以及關於第二先前幀的第二項判斷類似於影像處理流程70，而影像處理流程110另執行關於第三先前幀（即儲存於記憶體930_3之先前幀F_(N-3)）的第三項判斷。舉例來說，影像處理電路90中的補償電路508可判斷第三先前幀F_(N-3)的影像資料是否小於或等於一臨界值TH3，進而根據判斷結果，決定是否執行關於第三先前幀F_(N-3)的補償，而關於第三先前幀F_(N-3)的補償亦可利用以適當比例值修改的偏移值來進行，類似上述公式的說明。
依此類推，本發明之實施及操作方式可延伸至任意數量的影像幀，以補償更多連續影像幀的亮度下降。如第12圖所示，影像處理電路120包含有X個記憶體1230_1～1230_X，分別用來儲存X個先前幀F_(N-1)～F_(N-X)，因此，補償係基於X個先前幀來執行，其中，X可以是大於1且小於N的任意整數。影像處理電路120所包含的其它電路或模組皆與前述實施例相似，因此以相同的符號表示，且此處不再贅述其操作。
在另一實施例中，影像處理電路120亦可包含一個較大的記憶體以取代X個較小的記憶體1230_1～1230_X，以透過較大的記憶體來儲存X個影像幀的影像資料（或相關資訊）。其相關實施方式類似於前述說明，在此不贅述。
值得注意的是，本發明之目的在於提出一種新式的影像處理電路及方法，可用來補償連續多幀的亮度下降。本領域具通常知識者當可據以進行修飾或變化，而不限於此。舉例來說，在上述實施例中，亮度補償可藉由修改或調整影像資料（如影像的灰階資料）來執行。由於灰階資料必須轉換成資料電壓用以驅動面板進行顯示，因此亦可利用補償資料電壓的方式來控制輸出亮度到達其目標值。換句話說，本發明之補償方案可應用於資料域及電壓域，其中，資料值或電壓值可進行修改以達到所欲的亮度。
在一實施例中，影像處理電路可整合顯示驅動積體電路（Display Driver Integrated Circuit，DDIC）以在硬體電路中處理影像資料或資料電壓。或者，影像處理電路亦可實現為一演算法，以在應用處理器（Application Processor，AP）或中央處理單元（Central Processing Unit，CPU）內執行，但不以此為限。本發明之影像處理電路可應用於任何類型的顯示面板，其包含有有機發光二極體（Organic Light Emitting Diode，OLED）面板、迷你有機發光二極體（mini-OLED）面板、及微型有機發光二極體（micro-OLED）面板，但不限於此。
除此之外，用來進行比較的先前幀之影像資料或欲補償的當前幀之影像資料可以是完整一幀、一區塊、一畫素或一子畫素的影像資料。在一實施例中，一影像幀上的每一畫素可具有相同灰階，因此具有相同的影像資料，在亮度下降補償的過程中，可利用此影像資料來執行判斷及／或補償。在另一實施例中，可採用影像資料之一畫素來判斷是否應執行補償以及應執行哪一類型的補償（即關於哪一個先前幀的補償），且亮度補償可針對此畫素執行。或者，可共同考慮一區域或區塊中的數個影像資料，以在該區域或區塊中執行相同的補償。
根據本發明之實施例，可解決灰階改變之後多個影像幀亮度下降的問題。第13A圖繪示一種示例性實施方式，其中，灰階從幀F_0的W0改變為幀F_1的W224，並且在後續的數個幀期間內（幀F_2～F_n）維持在W224。如第13A圖所示，幀F_1及F_2上的亮度無法到達對應於灰階W224之目標值。第13B圖繪示顯示面板上測量到的亮度波形，其顯示需要花費多個幀期間才能夠使亮度到達目標值，此範例說明無亮度下降補償的顯示面板在電源啟動時的行為。
若採用本發明之補償方案的情形下，多幀亮度下降可獲得良好補償。由於未補償之下的灰階值在改變為W224之後其亮度係逐漸上升，因此補償值可在幀F_1具有最大數值並接著逐漸下降，使得亮度可在這些幀期間內維持一致。舉例來說，如第14A圖所示，亮度從幀F_1開始到達與灰階224相對應的目標值且連續多個幀維持在相同數值，並且這些幀內測量到的亮度皆保持不變，如第14B圖所示。
值得注意的是，上述實施例中從W0到W224的灰階變化僅為其中一個範例。本發明所提出的多幀亮度下降之影像補償可應用於各種灰階急遽變化的情境。舉例來說，影像處理電路可依序接收至少三個影像幀（如包括F_(N-2)、F_(N-1)及F_N）的影像資料，其中，幀F_(N-2)的影像資料具有對應於低亮度之一第一灰階值，幀F_(N-1)及F_N的影像資料具有一第二灰階值，其大於幀F_(N-2)的影像資料且對應於高亮度。從第一灰階值到第二灰階值的變化造成至少幀F_(N-1)及F_N上出現多幀亮度下降。當幀F_(N-1)及F_N的影像資料透過亮度補償修改之後，影像處理電路可針對幀F_(N-1)及F_N輸出相同的亮度。若灰階值在連續數個影像幀內維持不變，則利用本發明所提出的適當補償方式，亦可使亮度在這些影像幀內維持不變。
如此一來，透過本發明之補償方案，多幀亮度下降的問題可獲得解決，其中，在灰階改變之後，顯示畫面的亮度可到達所欲的數值，進而解決拖影問題並改善視效。若將亮度補償後的顯示畫面用於指紋感測的照光，其指紋感測效能亦可獲得改善。
上述關於影像處理電路之操作可歸納為一影像處理流程150，如第15圖所示。影像處理流程150可實現於任一影像處理電路20、50、80、90及120以補償多幀亮度下降。如第15圖所示，影像處理流程150包含有下列步驟：
步驟1502：      接收一當前影像幀及複數個先前影像幀。
步驟1504：      將該複數個先前影像幀儲存於至少一記憶體。
步驟1506：      從該至少一記憶體中選擇該複數個先前影像幀中的一第一先前影像幀或一第二先前影像幀。
步驟1508：      根據第一先前影像幀及第二先前影像幀當中至少一者，藉由參考一查找表來計算用於當前影像幀的一補償值。
步驟1510：      決定是否利用該補償值來修改當前影像幀之一當前影像資料。
關於影像處理流程150之詳細操作及變化方式可參考上述段落的說明，在此不贅述。
綜上所述，本發明提出了一種影像處理電路及方法，可用來補償連續多幀的亮度下降，補償可藉由參考記錄有相關補償值的查找表來執行。不同於習知補償方案中影像補償僅基於單一先前幀來執行，在本發明中，當前幀的影像補償係基於多個先前幀來執行。當一當前輸入的影像幀被接收時，影像處理電路可利用一第一先前幀來進行比較以決定是否執行關於第一先前幀的影像補償。根據上述比較結果，影像處理電路可接著利用一第二先前幀來進行比較以決定是否執行關於第二先前幀的影像補償。依此類推，影像處理電路可接著利用第N個先前幀來進行比較以決定是否執行關於第N個先前幀的影像補償，進而實現多幀亮度下降的補償。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
F_0～F_n:幀 W0,W224:灰階 20,50,80,90,120:影像處理電路 200,500:接收器 202,502:下取樣電路 204,504:上取樣電路 206,506:計算電路 208,508:補償電路 210,510,810:記憶體控制器 220,520:查找表 230,530_1,530_2,930_1,930_2,930_3,1230_1～1230_X:記憶體 F_(N-X)～F_(N+4):影像幀 40,70,110,150:影像處理流程 402～406,702～712,1502～1510:步驟 DIFF:差值 TH1,TH2,TH3:臨界值 505:識別電路
第1圖繪示具有不同灰階值的一系列影像幀。 第2圖為一影像處理電路之示意圖。 第3圖為第2圖中的影像處理電路的操作之時序圖。 第4圖為用於第2圖中的影像處理電路之一影像處理流程之流程圖。 第5圖為本發明實施例一影像處理電路之示意圖。 第6圖為第5圖中的影像處理電路的操作之時序圖。 第7圖為本發明實施例一影像處理流程之流程圖。 第8圖為本發明實施例另一影像處理電路之示意圖。 第9圖為本發明實施例又一影像處理電路之示意圖。 第10圖為第9圖中的影像處理電路的操作之時序圖。 第11圖為本發明實施例一影像處理流程之流程圖。 第12圖為本發明實施例一影像處理電路之示意圖。 第13A圖繪示無亮度下降補償的一系列影像幀之亮度。 第13B圖繪示無亮度下降補償的顯示面板上測量到的亮度之波形。 第14A圖繪示亮度下降補償後的一系列影像幀之亮度。 第14B圖繪示亮度下降補償後的顯示面板上測量到的亮度之波形。 第15圖為本發明實施例一影像處理流程之流程圖。
50:影像處理電路
500:接收器
502:下取樣電路
504:上取樣電路
505:識別電路
506:計算電路
508:補償電路
510:記憶體控制器
520:查找表
530_1,530_2:記憶體
F_N,F_(N-1),F_(N-2):影像幀

Claims (26)

  1. 一種影像處理電路，包含有： 一接收器，用來接收一當前影像幀及複數個先前影像幀； 至少一記憶體，耦接於該接收器，用來儲存該複數個先前影像幀； 一識別電路，耦接於該至少一記憶體，用來從該至少一記憶體中選擇該複數個先前影像幀中的一第一先前影像幀或一第二先前影像幀； 一計算電路，耦接於該識別電路，用來根據該第一先前影像幀及該第二先前影像幀當中至少一者，藉由參考一查找表來計算用於該當前影像幀的一補償值；以及 一補償電路，耦接於該計算電路，用來利用該補償值來修改該當前影像幀之一當前影像資料。
  2. 如請求項1所述之影像處理電路，另包含有： 一下取樣電路，耦接於該接收器及該至少一記憶體，用來在該複數個先前影像幀存入該至少一記憶體之前，壓縮該複數個先前影像幀；以及 一上取樣電路，耦接於該識別電路及該至少一記憶體，用來在該第一先前影像幀及該第二先前影像幀當中至少一者從該至少一記憶體取出時，解壓縮該第一先前影像幀及該第二先前影像幀當中至少該者。
  3. 如請求項1所述之影像處理電路，其中該第一先前影像幀位於該當前影像幀之前，且該第二先前影像幀位於該第一先前影像幀之前。
  4. 如請求項1所述之影像處理電路，其中該補償電路用來判斷該第一先前影像幀之一第一影像資料與該當前影像幀之該當前影像資料的差值是否小於或等於一第一臨界值。
  5. 如請求項4所述之影像處理電路，其中當該補償電路判斷該第一影像資料與該當前影像資料的差值大於該第一臨界值時，該補償電路用來透過對應於該第一先前影像幀的一第一補償值修改該當前影像資料。
  6. 如請求項4所述之影像處理電路，其中該補償電路另用來判斷該第二先前影像幀之一第二影像資料是否小於或等於一第二臨界值。
  7. 如請求項6所述之影像處理電路，其中該補償電路判斷該第二影像資料是否小於或等於該第二臨界值係在該補償電路判斷該第一影像資料與該當前影像資料的差值小於或等於該第一臨界值時執行。
  8. 如請求項6所述之影像處理電路，其中當該補償電路判斷該第二影像資料小於或等於該第二臨界值時，該補償電路用來透過對應於該第二先前影像幀的一第二補償值修改該當前影像資料。
  9. 如請求項8所述之影像處理電路，其中該第二補償值係根據一顯示亮度值、一顏色、該第一先前影像幀之一灰階值、以及該第二先前影像幀之一灰階值當中至少一者來進行計算。
  10. 如請求項8所述之影像處理電路，其中該第二補償值包含有當前影像資料之一比例係數、儲存於該查找表的一偏移值之一比例係數、以及一修正係數當中至少一者。
  11. 如請求項6所述之影像處理電路，其中當該補償電路判斷該第二影像資料大於該第二臨界值時，該補償電路用來輸出未修改的該當前影像資料。
  12. 如請求項1所述之影像處理電路，另包含有： 一記憶體控制器，用來從該至少一記憶體中的一第一記憶體取得該第一先前影像幀，取出該第一先前影像幀之一特徵，並將該特徵儲存於該至少一記憶體中的一第二記憶體。
  13. 如請求項1所述之影像處理電路，其中該影像處理電路用來依序接收該第二先前影像幀之一第二影像資料、該第一先前影像幀之一第一影像資料、以及該當前影像幀之該當前影像資料，該第二影像資料具有一第一灰階值，該當前影像資料及該第一影像資料具有大於該第一灰階值之一第二灰階值，且在該當前影像資料被該補償電路修改之後，該影像處理電路針對該第一先前影像幀及該當前影像幀輸出相同的亮度。
  14. 一種影像處理方法，包含有： 接收一當前影像幀及複數個先前影像幀； 將該複數個先前影像幀儲存於至少一記憶體； 從該至少一記憶體中選擇該複數個先前影像幀中的一第一先前影像幀或一第二先前影像幀； 根據該第一先前影像幀及該第二先前影像幀當中至少一者，藉由參考一查找表來計算用於該當前影像幀的一補償值；以及 決定是否利用該補償值來修改該當前影像幀之一當前影像資料。
  15. 如請求項14所述之影像處理方法，另包含有： 在該複數個先前影像幀存入該至少一記憶體之前，壓縮該複數個先前影像幀；以及 在該第一先前影像幀及該第二先前影像幀當中至少一者從該至少一記憶體取出時，解壓縮該第一先前影像幀及該第二先前影像幀當中至少該者。
  16. 如請求項14所述之影像處理方法，其中該第一先前影像幀位於該當前影像幀之前，且該第二先前影像幀位於該第一先前影像幀之前。
  17. 如請求項14所述之影像處理方法，另包含有： 判斷該第一先前影像幀之一第一影像資料與該當前影像幀之該當前影像資料的差值是否小於或等於一第一臨界值。
  18. 如請求項17所述之影像處理方法，其中決定是否修改該當前影像資料之步驟包含有： 當判斷該第一影像資料與該當前影像資料的差值大於該第一臨界值時，透過對應於該第一先前影像幀的一第一補償值修改該當前影像資料。
  19. 如請求項17所述之影像處理方法，另包含有： 判斷該第二先前影像幀之一第二影像資料是否小於或等於一第二臨界值。
  20. 如請求項19所述之影像處理方法，其中判斷該第二影像資料是否小於或等於該第二臨界值之步驟係在該第一影像資料與該當前影像資料的差值被判斷為小於或等於該第一臨界值時執行。
  21. 如請求項19所述之影像處理方法，其中決定是否修改該當前影像資料之步驟包含有： 當判斷該第二影像資料小於或等於該第二臨界值時，透過對應於該第二先前影像幀的一第二補償值修改該當前影像資料。
  22. 如請求項21所述之影像處理方法，其中該第二補償值係根據一顯示亮度值、一顏色、該第一先前影像幀之一灰階值、以及該第二先前影像幀之一灰階值當中至少一者來進行計算。
  23. 如請求項21所述之影像處理方法，其中該第二補償值包含有該當前影像資料之一比例係數、儲存於該查找表的一偏移值之一比例係數、以及一修正係數當中至少一者。
  24. 如請求項19所述之影像處理方法，其中決定是否修改該當前影像資料之步驟包含有： 當判斷該第二影像資料大於該第二臨界值時，輸出未修改的該當前影像資料。
  25. 如請求項14所述之影像處理方法，另包含有： 從該至少一記憶體中的一第一記憶體取得該第一先前影像幀； 取出該第一先前影像幀之一特徵；以及 將該特徵儲存於該至少一記憶體中的一第二記憶體。
  26. 如請求項14所述之影像處理方法，其中該第二先前影像幀之一第二影像資料、該第一先前影像幀之一第一影像資料、以及該當前影像幀之該當前影像資料依序被接收，該第二影像資料具有一第一灰階值，該當前影像資料及該第一影像資料具有大於該第一灰階值之一第二灰階值，且該影像處理方法另包含有： 在該當前影像資料透過補償修改之後，針對該第一先前影像幀及該當前影像幀輸出相同的亮度。
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