TW564386B

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Publication number: TW564386B
Application number: TW090107080A
Authority: TW
Inventors: De Ven Antony Van
Original assignee: De Ven Antony Van
Priority date: 2000-03-24
Filing date: 2001-06-21
Publication date: 2003-12-01
Also published as: AU5055601A; EA200201010A1; CN1419781A; JP2003528516A; CN100433794C; US6507347B1; EP1269456A2; KR20020093856A; JP4672951B2; CA2403568A1; EA004242B1; AU2001250556B2; WO2001071701A2; WO2001071701A3

Description

五、發明說明（1 ) 發明領域 /本^明係關於針對數位圖像資訊的選定資料壓縮技術且特別關於把數位資訊供應到數位顯示器榮幕。這包括多種形口式之數位顯示器螢幕，包括大螢幕LED顯示器、 LCD顯不裔、LCD投影機、電漿電視和類似形式之裝置。登明背景原始視訊和電視技術利用類比信號來記錄、傳輸和驅動顯示器。陰極射線管（C RT)仍主宰以電視或類似者之形式的顯，器裝置之全球市場。因此，在數位顯示器主宰於以視訊、膠捲或其他類比記錄機構中獲取的原始資料被有利直接數位記錄到數轉輸和再生的數位«完全取狀界限前將有一些時間。 / CRT之操作係使得螢幕上的一特定像素之亮度或強度係由被陰極射線管加速到螢幕之該點上的電子數量來決定然而，供應到陰極射線管的電力或電壓在被加速電子之數目上導致一非線性響應。此缺乏線性係已知且參照為迦瑪效應。不同傳輸或再生標準設定不同迦瑪函數來說明此缺乏線性。迦瑪函數不僅在諸如NTSC或pAL的工業標準間改變，也隨監視器和相似顯示器技術之專有品牌而改變。目前記錄技術涉及類比攝影機，其自己以非線性來工作’且雖然它們需要對再生有信號的顯示器之特定迦瑪函數來補儐，在此補儐程序期間有一點鮮明度之明顯損失。 564386 A7 B7 五、發明說明（2 ) 若以數位形式來記錄資訊，各種強度由分立的二進位數目來5己錄。例如’若使用8位元技術來記錄資訊，則不同準位之強度根據在8位元二進為數目中可用的個可能二進位數目來分級。這顯㈣、強度之線性表示。因此，為了允許此種數位資訊利用傳統非線性技術來顯示，需要把 -迦瑪函數加到此資訊以從各位元之資訊在強度和個別步階間提供一非線性相互關係。不官記錄資料之方法，當提出來再生時，資料易於變成具有迦瑪函數的類比或數位形式。只有在記錄程序已直接在數位設備上實施且沒有迦瑪函數在直接意圖用在數位顯示器上時已被加上’此種函數才可能不存在。由廣播傳輸在減少雜訊上也從缺乏線性而有利。此結果係多數數位顯示器需要與此等非線性資料項的訂工作起當一類比信號被接收來對一數位顯示器代表圖像資訊時，前幾步驟之一係把類比信號轉換成數位資訊來供處理用。不官從類比或初始數位之轉換地，信號然後需要線性化來去除迦瑪函數，並以大致線性操作的數位顯示器將正確表示意圖影像之方式來提供資料。若經處理信號直接供應到數位顯不器，明顯視覺扭曲可能以低強度色彩來發生。對於低強度色彩，二進位資訊上的一單一步驟在已去除迦瑪函數後可導致強度上清楚的視覺改變。這導致參照為馬赫紋帶的效應，其中趨近黑色的低強度彩色區顯示清楚的彩帶，其中數位資訊上的一單—二進位步驟需要從原本紙張尺度適用中關家標準（CNS)A4規格⑵G x 297公髮 564386 A7 B7 五、發明說明（3 ) 始非線性信號以彩色來表示大百分比之改變。在高強度彩色的相反情形也成立，使得在已去除迦瑪函數的任何高信號強度彩色上可容易表示在數位顯示器上。在反迦瑪數位表示和非線性信號間的大百分比誤差在低強度彩色處發生，在較高強度彩色處有最小誤差。為了克服此效應，過去已採取不同方法。一法係在數位顯示器之表示上使用一些誤差擴散。效果上，在一帶紋邊界正常為明顯的區域中，在較低強度帶紋中的有些像素被供有較高強度帶紋之值且反之亦然，來在強度上提供清楚的級次而非任何分立步級。雖然此效果對有些數位顯示器有效，但其他數位顯示器利用明顯較大和更清楚的像素。對於個別像素大致為較大單元且本身視覺上清楚的大型室内或室外LED顯示器螢幕，這特別成立。同時，顯示器中的像素之總數在有些顯示器上可能較少，使得個別像素對整個影像更重要。在此等顯不器上使用誤差擴散導致鮮明度之損失，而非單純克服帶紋。大多數LED顯示器和事實上其他數位顯示器採取的替換方法係增加數位資訊之正確度，接著藉由使用增加數目之位元來去除迦瑪函數。典型上，若8位元數位信號被使用為非線性信號之直一、貝丨品要施加一反迦瑪函數來把非線性資料線性化。此函數之施用損失一些正確度而較小二進位數目損失鮮明度。例如，若8位元信號提供代表256可能階度之小數 ----------------裝--- (請先閱讀背面之注意事項4®寫本頁) _ --線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

564386 A7 五、發明說明（4 濟部智慧財產局員工消費社印製值的數量16之表示，則反迦瑪函數之施用可指出真實數值應為大概0.65。如此數目無法被一接續8位元二進位數目來表示。因此輸出可單純為”1”。由於反迦瑪計算之本性，數目25可正常等於ι·45但在重新計算之線性化8位元資料中仍需要表示為”1”。這只在那些較低強度值上發生。一般上，資料將被潤切或修飾而損失有效數字。一旦反迦瑪函數已被使用為1 〇位元數目來在這些低強度色彩上允許車父大程度之正確度，則可藉由輸出8位元資料來利用較大正確度。當然，有些系統利用來自外圍的較高位元，雖然如此裝置在遍及整個系統需要較大處理能力時自然是較昂責。使用8位元技術對於如標準視訊的較經濟形式之數位圖像資訊已變為標準。旦知用反迦瑪函數在色彩上損失鮮明度意即包含一些256分立準位的原始8位元資訊在輸出時被縮減。對於針對N T S C信號大致係標準的一反迦瑪函數2.2，只有大約丨8 4 個刀立輸出色彩可能使用8位元輸出。然而，若8位元輸入接收反迦瑪函數且提供為一 1〇位元輸出，則大約233個色彩為可能。以較高位元輸出，用提供被考慮為充分來大致對應於一原始類比信號的大致相同的256個分立色彩之一 16位元輸出，甚至更多色彩可用。—旦已施用反迦瑪函數後在資料位元上提供增加上的困難係所有下游設備必須同樣能夠傳輸或處理1 〇位元資料。仍然，特別來注意大螢幕LED顯示器之情形，此等訂線顯本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 564386 A7 B7 五、發明說明（示器通常提供為-系列可互相連接之顯示器面板以方便整個螢幕之運輸、組裝和標準控制。在榮幕之各分立可互相連接段落上對控制板預留1〇位元資料路徑將相當昂貴。因此，習知技術解決方法係提供反迦瑪函數，且只在資料已到達設置在f幕之各相互連接段落上的各個控制板時才增至10位元資料。在各控制板必須包括適合裝置來實施其功能時這雖朗加控制板之成本但減少對於至各段落之昂貴貧料路徑的需I。-般上這透過設置在具有_8位元輸入矛10位元輸出的基板上之一Eprom而受助。供應連接之成本及規劃個別基板上的此等Eprom明顯增加顯示器螢幕之整體成本。發明之目的 β本I月之目的係提供用於數位圖像資訊之選定資料壓縮，來克服習知技術的一些問題或至少把有用選擇提供給公眾。發明之概要據此，在第一層面中，本發明可廣泛稱為包括傳輸或儲存供一數位顯示器系統上的顯示器用之影像資料的方法’邊方法包含： -施加一反迦瑪函數來把一送入資料數值線性化且把該線性化數值提供為一較高級次數目； _接收該線性化較高級次數目，且若低於能被傳輸或儲存在一較低級次資料系統上的至少一第一臨界值，則把該線性化較級:欠數目傳輸或儲存在該資㈣統上供-數位本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格⑽χ 297公复）意事者訂線 )64386

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製顯示器系統使用；及 -把該較高級次數目壓縮高於該至少第一臨適於該較低級次資料系_存或傳輸用，且接著解壓縮並供該數位顯示器系統使用。較佳地該至少第—臨界值被設定於小於或等於可傳輸或儲存在n-1個通道之一資料系統上的一數值，其中1^等於該較低級次資料系統之最大級次。較佳地咼於該第一臨界值的較高級次數值被壓縮於可傳輸或儲存在n-1個通道之一資料系統上的數值，其中η 等於該較低級次資料系統之最大級次。較佳地該第一臨界值被設定於對應於由在係2Χ之一值的一個二進位序列中之一單一主動位元所表示的一值之一值，其中X係一整數。較佳地X等於η-1。較佳地該未經壓縮和該經壓縮數值被傳輸或儲存在 1個通道上且其餘通道被用來指出數值之壓縮狀態。替換地，m個通道或位元被使用為被利用的指示位元和多個壓縮狀態。據此，在第二層面中，本發明可廣泛稱為包括傳輸或儲存供一數位顯示器系統用之影像資料的裝置，該裝置包含： -轉換裝置’其施加一反迦瑪函數且把一資料值線性化成一經線性化較高級次數目； -選擇裝置，其選擇低於至少一第一臨界值的經線性本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

— — — — — — — — — III — — · 11 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) -1^. -線- 9 564386 A7 —--- B7 _ 五、發明說明（7 ) 化較高級次數目； -墨縮裝置’其把高於該至少第一臨界值的經線性化較高級次數目壓縮；及 •輸出裝置，可連接於一較低級次通訊或儲存系統來傳輪或儲存該選定和該經壓縮數值。較佳地該轉換、選擇和壓縮係由一可程式記憶體裝置來實施。較佳地該可程式記憶體包含一個Epr〇m。替換地，该轉換、選擇和壓縮至少在部份上可由一邏輯電路來實施。幸乂佳地遠選擇根據至少一第一臨界值來選擇小於或等於可傳輸或儲存在n-丨個通道的最大值，其中11等於該較低級次通訊或儲存系統之級次。較佳地該等至少一餘下通道被用來指出數值之壓縮狀態。據此，在第三層面中，本發明可廣泛稱為包括用來把所傳輸或儲存線性化資料從一較低級次資料系統解壓縮成一較高級次資料系統來供一數位顯示器系統使用的裝置，其中該等線性化資料包含低於至少一第一臨界值的經解壓縮值和高於該至少第一臨界值的經壓縮值和指出數值之壓縮狀態的一指示位元或位元等，該裝置包含： -切換裝置，其被該指示位元或位元等驅動來在至少兩分立的邏輯操作間選擇送入的線性化資料值； -若該切換裝置指出已收到一未經壓縮值，則把該送本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） --------*-------裝--- (請先閱讀背面之注咅？事項寫本頁) -線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 10 564386 五、發明說明（8 ) 入值直接輸出；及若該扎示位元或位元等指出一經壓縮值，則把該較低級次送入值之位元解碼成該較高級次資料系統之較高級次數值。據此，在第四層面中，本發明可廣泛稱為包括用來把所傳輸或儲存線性化資料從一較低級次資料系統解壓縮成一較高級次資料系統來供一數位顯示器系統使用的方法，其中該等線性化資料包含低於至少一第一臨界值的未經壓縮值和高於該至少第一臨界值的經壓縮值和指出數值之壓縮狀態的一指示位元或位元等，該方法包含： -利用該指示部份來在至少兩替換輸入間切換輸出； -若該指示部份指出一經解壓縮值，則把該送入值直接輸出；及 -若4指示位元或位元等指出一經壓縮值，則把送入資料位元解碼成較高級次輸出資料。 B式之簡單描诫現在將參考下列圖式來描述本發明之較佳實施例，其中：經濟部智慧財產局員工消費合作社印製第1圖係針對8和1 〇位元輸出的線性化值相對非線性化輸入值的繪圖；第2圖顯示依據本發明針對一傳統8位元線性化輸出和一經壓縮線性化輸出的潛在誤差相對非線性化輸入資料值之繪圖；第3圖顯示依據本發明之一實施例的裝置之部份視本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 11 564386 A7 "' B7 五、發明說明（10 ) 強度或7C度上可用較多的分立步級而增加資訊之正確度，較高級次之處理和傳輸顯然增加硬體成本。在把類比信號數位化中，通常使類比信號轉換成指出 256個刀立步級之強度的8位元信號。這步級被考慮可提供對純類比信號可一般被工業上接受的充分視覺相：關係。替換地，數位資料通常已包括係非線性資料的迦瑪函數。然而，當資料意圖供數位顯示器或系統用時，需要藉由靶加一反迦瑪函數來線性化的一額外步驟。明多考第1圖，顯示一旦已施加反迦瑪函數的線性輸出相對非線性輸入資料之繪圖。第1圖顯示在接收也為8位元的初始非線性資料時與表達為8位元資料的線性輸出相關之第一繪圖2。從缺乏線性和在去除迦瑪函數時低強度數目之絕對值上的減小，可看到在那些低強度數目上可能損失明顯的正確度。在繪畫之下部表達的非線性資料顯示256個分立8位元輸入值中的61個值。在施加反迦瑪函數時，可看到從〇到5 的值將都等於〇而輸出處於8位元形式。在供應8位元形式〜出中不可此表達整數以外的任何值來表示解答。其餘者被潤切或修潤。同樣地，在輸入資料上的16和25間之所有值將被1之輸出表示。 §繪圖進行時，可看到達成增加的正確度。繪圖之曲線係使得最向送入的非線性資料數目在單一增量步級中對本紙張尺度適用規格⑽X 297公爱） -----------r---裝--- (請先閱讀背面之注意事項ym寫本頁) -丨線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 13 564386 A7 五、發明說明（11 ) 濟部智慧費應於線性化輸出中的超過一覃一掛旦平丨日置步級。在較低級次數 =存在有效數字之損失和較高級次數目上冗餘之有效數遍及此說明書，語詞，’級次，，被用來指出需要來表示數值的貧料位元等等之數目。在二進位系統中，數㈣23需要10資料位元然而255可由8位元來表示。數值之級次針對子描述分別採用10和8。也顯不在第1圖中的是當使用1G位讀出3時的對應線性輸出繪圖。如此10位元輸出在8位元輸出中可用的單一增量步級之中間有四個增量步級，來保留一些有效數字且這二車乂低強|值上提供較大正確度。{乃然：，將體認到當達到較高強度值時，若不以任何明顯效果來使用1〇位元數目之較低級次位元則在如此丨〇位元數目上發生更大冗餘。請參考第2圖，繪圖4被提供於百分比誤差相對各整非線l'生輸入值。可看到對應於至一 8位元輸出的轉換之繪圖· 在低強度值上提供大程度之誤差，其迅速減小較高強度數目上的最小誤差。與此對映的是進一步繪圖5，其與可從本發明之較佳形式獲得的百分比誤差相關。本發明尋求藉由針對較低強度值來利用一 10位元輸出而補償一 8位元輸出中固有的一些大誤差。然而，本發明尋求維持此轉換之下游的8位元通訊、儲存及/或處理路徑。當不在低強度數目中利用1 〇位元數目中之較高級次位

4 線本紙張尺度適用中_家標準規格⑽X 公髮

I 564386 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 --—--- B7___ 五、發明說明（l2 ) 2時，在把1G位元解答在8位元資料通道上傳輸或儲存上 /又有困難。‘然而，較高級次數目不再以完整1{)位元形式來傳輸’且因此較佳實施例尋求壓縮那些較高級次數目，以允許在如8位元資料系統的一較低級次資料系統上做傳輸或儲存。如此壓縮之結果係損失較高級次數目上的一些有效數子。然而，當輸入資料和10位元輸出有更大數目之有效數字來工作時，在那些較大數目上的有效度之損失只會在實際輸出上產生小百分比誤差。如第2圖中或繪圖5顯示的，較低等級數目大致對應於那些完整10位元輸出。然而，一旦輸出達到一般由箭頭6 指出的區域，在與標準8位元輸出比較時發生誤差上的增加。在誤差隱藏較低強度值上獲得明顯較大正確度間有一折算，即在較高級次數目中有誤差上的一些最小增加。裝置之一般描述標示在第3圖中。此裝置關於發明之一較佳形式，其中原始輸入被轉換成一 8位元數位信號且後續處理也期望利用8位元技術。然而，將容易銘感到發明之方法可應用於其他位元組合。如第3圖中顯示的，-初始非線性視訊信號已提供為一8位元數位信號10。這可被提供於供一邏輯電路用的如 Eprom U之可程式記憶體裝置，來施加反迦瑪函數。在較佳形式中，此Eprom Π也施用後續描述的壓縮方法。來自Eprom 11的輸出仍為一8位元資料信號12，其可沿者一標準8位元通訊路徑14而傳輸到供數位顯示器用的本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

— — — — — — — -1111 (請先閲讀背面之注咅孝項寫本頁) I · •線· 15 564386

發明說明（13 卫制板19在此圖式中，數位顯示器一般由被控制板丨9驅動的單一LED 18來指出。當然，實際上多個此等LED由單控制板來驅動，且其實相同考慮應用於LED螢幕以外諸如LCD、LCD投影機、電漿電視〇LED、數位鏡面裝置專等的數位顯示器。同％也適用於資料被儲存在一 8位元系統中供後續使用的情形。控制板19接收包括如後續描述的經壓縮資料之8位元信號12。這可提供至可具有8位元輸入和1〇位元輸出的一解馬％ 1 5。1 〇位元輸出包含經解壓縮線性資料值來驅動數 ”、、員卞器且可k供至驅動電路16。典型上，驅動電路μ 將包括把送入信號轉換成透過通訊路徑丨7送出以驅動LED 18的一脈寬調變信號之裝置。在習知技術解答中，除了來自解碼器丨5的裝置可保持相同。然而，若資料路徑要保持為8位元資料路徑，在低強度值上如第1圖中顯示的有效度之損失在輸出顯示中產生馬赫帶紋。替換方法係提供來自Eprom 11的一 1〇位元輸出。然而，它要求在資料路徑14上的增加到1〇位元能力，或Epr〇m 11需要進一步設置於下游，如在控制板19上。一旦多個控制板被考慮來驅動大的顯示器，這使在各個控制板上的此等Eprom 11之需要加倍。為了克服此困難，本發明使用Eprom 11來操作數位資料，且提供一些資料壓縮。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐） . r-------裝·-- (請先閱讀背面之注意事項本頁) · · 線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 16

564386 五、發明說明（Μ ) 存在上，送入的8位元資料信號1〇可處理來去除迦瑪函數且暫時提供為-10位元值。將銘感到在較低強度值處，在一 10位元數目中的較高級次位元絕對為Q。因此，在直接透過一 8位元輸出和8位元資料路徑14來提供與較低強度數目對應的10位元值上沒有困難。幸乂 π強度值則不需要較兩級次位元來傳輸。本發明設定8品界值使得兩於該臨界值的較高資料值被壓縮而損失 10位元數目之最低級次位元，且也越過8位元資料路徑來傳輸。藉由只損失最低級次位元，正確度之損失被最化。所有這些可被解碼器15來解碼，以把信號重新轉換成適當的10位元資料，其已保留低強度值上的正確度且相較於轉和成較高強度值之8位元資料它引入較小的百分比誤差。 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 裝 _ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製除了把較鬲級次數目壓縮成適於在8位元資料通道14 上傳輸的一數目外，資料通道14也載有此較佳形式之一辨識器，使得該辨識器指出資料串流係省略較高級次〇位元之一經解壓縮數目、或是需要接著來解碼的一經壓縮數目。據此，在此較佳例子中，自Epr〇m丨丨輸出的8位元資料通到中之一個被使用為指示器，使得只有其餘七個資料位元被使用來貫際傳輸不管是經壓縮或經解壓縮的資料值本身。本發明之方法哥求在數目之最低有效位元的損失下來提供低於一特定臨界值的經解壓縮資料和高於該臨界值的經壓縮資料。此較佳形式處理一 1〇位元線性化輸出來提供本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 17 564386

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匕越過傳統8位元資料路徑，且包括一指示器位元來把路徑中的可用資料位元縮減到七。若意圖把較低級次數目之正確度最大化，則它們儘可能多地應被提供為一未經壓縮狀態。有七個位元可用來傳輸實際資料，將容易銘感到最方便的臨界值可為128，如127係能被七個二進位數字表示的最大數目。雖然此值特別適合此實施例，其他組合之輸入和期望輸出位元可提供不同的臨界值。一般上，意圖2 臨界值設定於小於或等於2n-l，其中11係下游資料路徑14或下游資料儲存系統之級次。最佳配置係在若單一臨界值要被使用則臨界值等於211-1時。也請注意到該方法可使用在替換階段中，特別是更高級次位元組合。例如，可能把第一臨界值設·定於低於該值則不壓縮的一第二臨界值，使得兩臨界值中間的值受到第寿王度之縮，且南於第一 s品界值的值受到較高壓縮。使用此種系統，12位元資料可提供在例如一 8位元系統上。為了調適至少一個額外指示器位元來允許多個壓縮狀態被顯示，資料可能需要壓縮成六個資料通到或位元。其餘兩位元可指出四個不同狀態之壓縮的最大者。資料被壓縮成2n_m位元，其中m等於指示位元之數目。在此8/12 位元例子中，臨界值可方便地提供為64、256、1〇24和4〇96。在落於64以下的一初始12位元數目中的所有值可保持不壓縮。那些64和256間者可被4除，以也在〇和64間。25 6和1024 間的值可除以16且那些在1024和4096間者可被64除。所有值現在0和64間，且可在6資料位元或通道上來儲本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -ϋ 1.. n II n If ϋ ϋ n I · ϋ n (請先閱讀背面之注意事項Λΐ寫本頁) · i線· 18 564386 A7 B7 五、發明說明（I6 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製存或傳輸。其餘兩位元可指出未經壓縮或1st、2nd或3 rd程度之壓縮。如此實施例進一步強化最低資料值之正確度。仍然，一些額外誤差被引入且大多清楚恰恰超越各新的臨界值。然而，在低強度正確度上的明顯增加可超過補償。在此8位元至12位元例子中，可看到臨界值已針對第一臨界值被選於64。一旦兩通道被利用為指示器來把可用通道減至六’此又對應於可在一 8通道資料路徑上傳輸的最大值。雖然對於此例這係一最大數目，若期望則可把臨界值減小。然而，期望把以未經壓縮形式提供的數值之數目最大化來把潛在誤差最小化，且因此臨界值將通常採用於如此最大可用值。 256和1024之後續臨界值仍為任意臨界值。它依據期望來決定這些臨界值的壓縮程度。以兩位元使用為指示器’可以指出最大四個不同的未經壓縮或經壓縮狀態。若較佳用一簡單邏輯電路而非Eprom或更複雜系統來實施，則所選之特定臨界值提供相當容易的邏輯來解壓縮。同樣地，資料藉用來區分以提供壓縮的值被保持於與位元邊界對應的相當容易之值。在編碼期間，當編碼步驟在與更複雜的線性化函數同時實施故絕對需要Eprom時在此較佳例子中並沒有甚麼不同。若壓縮接著線性化步驟來實施，則它也可由一相當簡單之邏輯電路來實施，且仍然與位元邊界對應的值之使用使邏輯更簡單。當然，當意圖在任一情形中用簡單邏輯電路來解壓縮時，位元邊界值之使用有助本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項0 寫本頁) 裝 i線· 19 564386

五、發明說明（π ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製於程序。此程序之較佳形式圖形地顯示在第6圖中。可看到一經壓縮12位元值被傳輸在8位元上，其中位元。至。被提供為六個資料值而Ιό和I7被使用為指示器位元。特定位元之指定來載有資料或指示器值係完成任意的。把壓縮之階段和各種邊界保持為此實施例稍早標示者，一作動Ιό位元指出第一階段之壓縮、一作動“位元和解除動作I6位元指出第二階段之壓縮，且都為高值的指示器則表示最向壓縮狀態。當四個階段可用時，所選數值被任意選擇於針對各個經壓縮狀態適於移變資料兩個、四個和六個位元的位元邊界和壓縮狀態。可從第6圖看到當I6等於一時，在12位元輸出中的兩最低位元被設定於零，且資料被映成至次六個位元而以四個上部位元等於零。這在效果上是乘以四來把所施加第一壓縮狀態反轉。次一解壓縮狀態需要把資料移變至12位元輸出中的更兩位元，且針對最高值的最後解壓縮階段把六個貧料位元置於最高六個輸出中，而以最低六個輸出都等於零。此特殊例子把階度均勻地分佈在各經壓縮狀態間。當有舄要把施於較低數目之壓縮最小化且把施於較高數目之壓縮最大化時，這不一定成立。臨界值和壓縮值之移變可提供替換實施例。所討論的12位元數值之如此例子將如先刖貫施例地為64的第一臨界值，在128的一第二臨界值使本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項yU寫本頁) 裝 - i線· 20 564386 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（l8 ) 得64和128間的數值除以2，在256處的進一步臨界值使得 128和256間的12位元數值除以4，且所有超過256的數值除以64來把所有其餘數值壓縮成六個資料位元。在臨界值之搖擺和壓縮之程度上的如此改變把低於 256的數值之正確度最大化，而代價是在最高壓縮比率被先施用時之更大的誤差。與前一實施例相較的，與稍超過 256的一線性化12位元數值對應的初始非線性資料因誤差上的增加而最受影響。然而，當反迦瑪函數之本性在最低值上產生最大誤差時，這可為一較佳替換例。利用如描述的單一臨界值128，本發明之較佳形式可把8位元送入資料1 〇轉換成一線性化1 〇位元數目。若該數目小於臨界值128，則此數目可直接輸出在八個輸出通道中的七個上。對於大於或等於128的數值，1〇數字之數目需要減少到能夠只被七個二進位數字表示的一值。最容易的實施方法係10數字二進位數目之除法，使得絕對值被減小到小於或等於127的數值。雖然理論上該除法可由在解碼時被接著反轉的任何適合數目，最容易的實施係除以八。將銘感到數量8被三個二進位數字表示，且由此數目的除法將立即把1〇數字二進位數目減至七個二進位數字。由一較低數目之除法可能不提供充分壓縮，而由一較高數目之除法比需要損失更多正確度。s然，數量8被使用在一 10數字之數目已縮減至供傳輸用的七個二進位數字中。針對不同系統之其他位元組

(請先閱讀背面之注音？· 事項寫本頁) 裝 -I線· 21 564386 A7

(請先閱讀背面之注意事項本頁)

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 /、用來把最馬、級次位元設為作自以指出一經壓、缩值。數值之壓縮和擴張係由分別被數值8的除法和乘法來實施。 128之加法可由一邏輯” 〇R，，來實施以在適當時把它加至現有輸出數目。如刖述的，較佳形式利用Epr〇m丨丨來施加反迦瑪函數以及貫施編碼序列。反迦瑪函數係把資料線性化的一複數函數，且可谷易地被此種EPr〇m來實施。在利用一 Eprom 中，方便地來在相同裝置十包括編碼序列，雖然編碼序列可由相當簡單的邏輯電路來實施。對照上，解碼係在個別控制板19上來實施，且較佳來把解碼器15所需的硬體之複雜度最小化。 k佳解碼器15之方法顯示在第4圖中。請參考此圖式，初始映成序列20說明在位元7(即最高級次位元）被設定於〇之障升y中的8位元#號12之映成至一適合的1〇位元數目 21。在此情形中，係其餘七個資料位元的位元〇到6被直接映成至10位元數目2 1之對應的最低七個位元。丨〇位元數目 21之上三個位元被設定於〇。一替換輸出22被顯示若來自送入資料12的位元7被顯示為1。在該情形中，解碼序列需要把送入數目乘以8，其效果上把七個經接收資料位元移變成1 〇位元輸出22之上七個位元。可看到較低級次位元BG、Bi和B2被設定於0，且其他者被連續映成使得送入資料之B〇被映成至10位元輸出的B3 〇係指示器位元之去除的128之初始減法可藉單純地不本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 23 -------^-------裝— (請先閱讀背面之注意事項u寫本頁) . --線· 564386

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把送入資料之位元7映成至一特定輸出值而實施。而是，此位元只用為邏輯電路中的一切換位元。甚至在迄今描述的較佳實施例内仍有可能變化。在貫施由8的除法來把1 〇位元數目壓縮成七個可用資料位元中，請注意到低於128的資料被直接傳輸而不需要對應的經壓縮值。因此，只有經壓縮值被提供予自128到 1023的10位元數目。在除以8後，8位元資料之範圍從16到 127。數值128被加上來把上部位元設高，使得與這些經壓縮值相關的8位元資料12之範圍從數值144到257。這只是除了 128個未經壓縮值外可被傳輸的128個可能數值之112 個分立值。其餘16個未使用數值如果期望可供資料傳輸中的其他函數利用。再者，這些無法表示一特定資料值之額外的16 個數值可在資料頻譜中的不同部份來運用。在远今描述的實施例中，自Eprom 11輸出的8位元資料值包含未經壓縮值〇到127和經壓縮值144到255。因此數值128到143可供額外功能來運用。若較佳，經壓縮值144到255可透過數值16的一簡單減法來移變，使得它們被傳輸為數值128到239且讓最上部數值供其他功能來運用。這可針對替換功能來提供那些上部數目之較容易選擇。再者’請注意到邏輯上可能在此例中係由除以數目8 來實施的壓縮前來做移變。如果期望，意圖來壓縮的1〇位元數目可具有在除以8和接著加上128前從它們減數 • — — — — — — — — — — — -11 (請先閱讀背面之注意事項me寫本頁) . -線」本紙張尺度適家標準（CNS)A4規格（21G x 297公爱） 24 564386 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（23 ) 若送入資料中的上部位元為0，則從各個切換器27選擇’’A”輸入。考慮輸入29，此係來自資料路徑的最低級次位元且提供的通訊路徑2 8不作動，這指出七個資料位元廯直接提供到輸出10位元數目之最低七個資料位元。因此輸出30直接與輸入29對應。這也適用於其餘切換器27或所有的最低七個位元。作為經接收數目，若通訊路徑28不作動，則它已知為具有小於128的一數值之1〇位元數目，針對1〇位元數目之上三個位元的輸出31、32和33也被選為被設定於接地為一零值的較低輸入”A，，。若在此較佳實施例中係送入資料串流中的最高級次位元的指示器位元為作動，則不同情況發生。在該情形中，通訊路徑28被設定於高數值，且由各個切換機構27來選擇”B”輸入。意圖在效果上以8乘該數目來把此資料值解壓縮。這涉及單純移變該等輸入並與比輸入高的輸出三位元匹配。最低三個輸入應都設為零。請參考輸出30，可看到輸入” B”被設定於接地或零，且這針對前三個資料位元來重複。請參考輪出34，，，B”輸入35現在設定於來自送入資料串机的最低級次資料位元。各接續位元被同樣地映成來把送入資料值步進三個更高級次以提供10位元輸出。在此最簡單形式中，在此實施例中只有解碼需要它。了看到此特定實施例針對1 〇位元數目之上三個位元包 I — — — — — — — — — — · 11 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) ·- --線· 本紙張尺度適用中國國]規格(210: 297公釐） 26 564386 A7 五、發明說明（24 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製括一更複雜結構。此更複雜結構是由於在壓縮和傳輸前來自線性化10位元數目的數目128之減掉。這關於先前討論的貫她例，其中經壓縮資料被移變來從未經壓縮資料連續運作。為了然後把該初始減法解碼，需要加上128來獲得最後經解碼10位元數目。為了達成此目的，一個，，1”需被加至10位元數目之第八位疋來產生正確輸出31。這可由電路36來實施，且當加上一也可能在二進位數目中引起帶過，後續電路37和38。為了提供相同的電路36、37和38，電路36包括三個輸入，雖然對於加總只需要兩個。係與一帶過輸入相關的輸入CI的這些輸入中之一個在第一電路36上被設定於零。從適當輸入資料位元39接收額外輸入且一額外輸入4〇可設定於”1”。當輸入”CI”被設定於零時，加總被實施於輸入39 和40且被兩輸出位元41和42表示。輸出41代表把輸出3丨加總後的正確值。輸出42在適當時保持一帶過值，且把它輸入到接續電路37上的輸入”CI，，。冨1只舄要^：供予輸出31時，在後續兩電路37和38 上的對應’’A”輸入被設定於零。因此，電路在效果上單純地把帶過值加至輸入資料值，且如需要地針對該位元加任何所需帶過值來輸出該數值。當這不是針對1〇位元數目的輸出之可能解答時來自電路38的最後帶過值單純地終止。因此可看到本發明提供一種方法和裝置，藉由它們，不管針對較低強度而獲得的10位元數目之正確度地，供數位顯示器用的線性化資料可維持於如8位元傳輸或儲存的 --- (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) . 線」本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐 27 564386 A7 五、發明說明（25 k低級次之傳輪或儲存。其代價是可立值之稍微劣化。 a的較鬲強度上分本發明也提供一相當簡單的邏雖然本發明不意圖限制那些特定實施例，將銘感到本發明之較佳實施例已被描述。遍及描述參照的特殊整數被視為包括等效者，其中遍及描述參照的適切和特定值可為特定實施例之純粹說明。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） .28 564386 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（26 ) 2 - 5…繪圖 6…箭頭 10…8位元數位信號11 ··· Eprom 12···8位元資料信號 14…資料通道 15…解碼器 16…驅動電路 17、28···通訊路徑18 …LED 19…控制板 20…初始映成序列 21…10位元數目 22…不同輸出 24-26···解碼器 27…切換器 29、3 5…輸入30-34、41、42···輸出 36-38…電路 39…輸入資料位元 40…額外輸入 *---^----.— (請先閱讀背面之注意事項Ulc寫本頁) --線」本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 29

Claims

564386 A8 B8 C8 D8 員費印六、申請專利範圍 L 一種傳輸或儲存影像資料的方法，該影像資料係供數位顯示器系統上的顯示器使用，該方法包含： -施加一反迦瑪函數，來把一送入資料數值線性化，且把該線性化數值提供為一較高級次數目；、·接收該線性化較高級次數目，且若該數目低於能被傳輸或儲存在一較低級次資料系統上的至少一第一 =界值，則把該線性化較高級次數目傳輪或儲存在該資料系統上供一數位顯示器系統使用；及 -把該較高級次數目壓縮超過該至少第一臨界值，來也適於該較低級次資料系統儲存或傳輸用，且接著解壓縮並供該數位顯示器系統使用。 2·依據申請專利範圍第1項之方法，其中該至少第一於界值被設定於小於或等於可傳輸或儲存在n]個通道之_；資料系統上的一數值，i中笨之最大級次。〜中11專於该車父低級次資料系統 3·依射請專利範圍第1項之方法，其中高於該第-臨界值的該較高級次數值漏縮成可傳輸或錯存在^個通道之-資料系統上的數值，其令n等於該較低級次資料糸統之最大級次。 4依據申請專利範圍第1項之方法，其令該第-臨界值被設定於對應於由在鮮之—值的—個二進位序列甲之一皁一作動位元所表示的一數。值之一值，其係一整 5·依射請專利範園第4項之方法，其等於n卜頁線本紙張尺度賴t賴家鮮（CWSM4規袼（2】〇 X 297^ 30 564386 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 6. 依據中請專利範圍第！項之方法，其中該未經壓縮和該經壓縮數值被傳輸或儲存在η」個通道上，且其餘通道被用來指出數值之壓縮狀態。 7. 依據申請專利範圍第旧之方法，其中該至少第—臨界值被設定於小於或等於可傳輸或儲存在㈣個通道之 mm數值’其中n等於該較低級次資料系統之最大級次，且m等於指出壓縮階段之數目的通道或位元之最小數目。 8·依射請專利範圍第7項之方法，其中該至少第一臨界值等於可傳輸或儲存在n_m個通道或位元之一資料系、洗上的數值之數目，且後續臨界值等於乘以2χ之該第一臨界值，其中X係一整數。 9. -種傳輸或儲存影像資料的裝置，該影像資料係供_ 數位顯示器系統使用，該裝置包含·· 轉換裝置’其施加-反迦瑪函數且把—資料值線性化成一經線性化較高級次數目； •遥擇裝置’其選擇低於至少_第_臨界值的線性化較高級次數目； -壓縮裝置’其把高於該至少第—臨界值的線性化較高級次數目壓縮；及·輪出裝置，可連接於一較低級次通訊或儲存系統來傳輪或儲存該選定和該經壓縮數值。 10. 依據申請專利範圍第9項的裝置，其中該轉換、選擇和壓縮係由-可程式記憶體裴置來實施。 Μ氏張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21G X 297公愛^ (請先閲讀背面之注意事項寫本蒽) 訂： 31 364386

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製申睛專利範圍 u·依據申請專利範圍第10項的褒體包含-個Epr〇m。甲-了％式以 12·依據申請專利範圍第9、的裴置，其中替換地，該轉換、選擇和壓縮至少在部份上了由一邏輯電路來實施。 13·依據申請專利範圍第9一— 的裝置，其中該選擇根據至4 2 一臨界值來選擇小於或等於可傳輸或儲存在㈣ α上的最大值’其中4於該較低級次系統之級次。 4·依據申請專利範圍第13項的裝置，其中至少一剩餘场道被用來指出數值之壓縮狀態。 15·依據申請專利範圍第9項的|置，其$該選擇根據至少第臨界值來選擇小於或等於可傳輸或儲存在n-江個通道上0勺最大值’其h等於該較低級次系統之級人且111等於需要來表示經壓縮或未經壓縮狀態之數目的最小通道或位元。 16. 依據申請專利範圍第15項的裝置，其中該至少第一臨界值被稱為允許數值之最大數目在n_m個通道或位元上來傳輸或儲存，且其中後續臨界值等於乘以2,的該第一臨界值，而X為一整數。 17. —種解壓縮的裝置，用來把所傳輸或儲存線性化資料從一較低級次資料系統解壓縮成一較高級次資料系統來供一數位顯示器系統使用，其中該等線性化資料包含低於至少一第一臨界值的經解壓縮值、和高於該至少第一臨界值的經壓縮值、及指出數值之壓縮狀態的一指示位元或位元等，該裝置包含：

• *1 n n ----------- 裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 564386 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 -切換裝置，其被該指示位元或位元等驅動來在至少兩分立的邏輯操作間選擇送入的線性化資料值； -若該切換裝置指出已接收一未經壓縮值，則把該送入值直接輸出；及 -若該指示位元或位元等指出一經壓縮值，則把泫較低級次送入值之位元解碼成該較高級次資料系統之較高級次位元。 18·依據申請專利範圍第17項的裝置，其中該未經壓縮值之直接輸出包含把該送入數值之較低級次位元邏輯地連接至該較高級次值之對應的較低級次位元，且把該較南級次值之其餘位元設定於零。 19. -種解壓縮的方》，用來把所傳輸或儲存線性化資料從車乂低、、及—人資料系統解壓縮成一較高級次資料系統來供一數位顯不器系統使用，其中該等線性化資料包各低於至J/ 一第一臨界值的未經壓縮值、和高於該至少第一臨界值的經壓縮值、及指出數值之壓縮狀態的一指示位元或位元等，該方法包含·· -利用邊指示部份來在至少兩不同輸入間切換輸出； •右邊指不部份指出一未經壓縮值，則把該送入值直接輸出；及 Λ ·曰示位元或位元4指出一經壓縮值，則把送入貝料位7C解碼成較高級次輸出資料位元。 ------------I裝--- (請先閱讀背面之注意事項5%寫本頁) 訂 ·

五、發明説明（9) 圖，第4圖顯示把經壓縮值解碼的裝置之部份邏輯的視圖；第5a、5b、5c圖顯示用於三個分立經編碼資料串流來實施第4圖之解碼之邏輯電路；第6圖顯示進一步實施例把經壓縮值解碼的裝置之部份邏輯的視圖。較佳實施例之詳細描诫本發明尋求提供用來選擇地壓縮供數位顯示器系統用來傳輸或儲存的資料之方法和裝置。雖然大部份描述係參照於對一數位顯示器之通訊或傳輸來供即時使用，將銘感到本發明可應用於使用在顯示器或系統上前來儲存的資料。這可包括在與圖像編輯軟體或除了直接顯示外的其他使用前之儲存。處理非線性視汛化號的困難可在去除傳統陰極射線管技術中固有的迦瑪函數時發生。傳統非線性視訊顯示器提供響應於輸入電壓的非線性亮度。此參照為係從直接線性表示偏離的公式之迦瑪函數。一般上，數位顯示器提供對輸入電壓之線性響應，且因此需要在保留它來數位顯示前把所接收非線性資料線性化° 圖像資料之數位表示經常為8位元形式。此為提供和處理資料的相當經濟之形式。雖然資料位元上的增加因在本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------4^衣— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Ϊ訂經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

五、發明説明（22) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 128。當在除法前初始128被減掉時，將銘感到這產生與接著減掉16相同的移變。此分立數值之移變在解碼時可被反轉且只被提供，若意圖對未使用的8位元資料值來做額外功能且在可針對增加的功能來使用的特定資料值上有優先度。請也注意到在前一實施例中解說的資料值之移變可單純被提供來連續資料通過8位元資料路徑，而非供額外數值之利用。它可單純期望來傳輸資料跨越該路徑從數值〇到 239 〇請參考第5a、5b、5c圖，一邏輯電路被顯示來把解碼器實施為一般前述者。在此特定實施例中，三個相同解碼器24、25和26被顯示。當處理供數位顯示器用的資料時，資料一般分離成與個別色彩相關的個別資料串流，使得這些色彩之強度混合決定像素的最後組合色彩。因此，一分立的解碼邏輯地路 24、25和26分別設給紅色、綠色和藍色資料路徑。其他色彩差分可被使用。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製將參考意圖供紅色電路24的地路來進一步解說邏輯電路。如此電路中顯示的，多個切換器27被設置來選擇不同的輸入。輸入係呈8位元數目之形式，其中上部位元被使用來指出其餘七個數目是否處在未經壓縮或經壓縮狀態。來自送入資料的上部位元致動鏈接至各個切換器27的通訊路徑28。 25 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210><297公釐）