TWI224766B - Method and device for processing video data for display on a display device - Google Patents

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TWI224766B
TWI224766B TW092120166A TW92120166A TWI224766B TW I224766 B TWI224766 B TW I224766B TW 092120166 A TW092120166 A TW 092120166A TW 92120166 A TW92120166 A TW 92120166A TW I224766 B TWI224766 B TW I224766B
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Description

1224766
五、發明說明（1)
屬之技術頌I 本發明係關於具有複數發光元件的顯示裝置上 視頻資料之處理方法，對視頻資料至少一部份施以顫=用 能，以精製視頻資料的視頻圖像之灰度肖像。此顆=功 明又關於包含顫動機構之相對應視頻資料處理裝 i本發 pdp(電漿顯示面板）利用只能「開」或「關 晶胞之矩陣陣列》與灰度是利用光射的類比控 ^狄電 CRT或LCD不同的是，PDP利用每圖框光脈波數 之調變來控制灰度。此時間調變可利用眼相：：波） 時間反應的期間整合。由於視頻波幅是利用在指1頻 生的光脈波數描緣’則波幅愈大表示光脈波愈多，「 J J時間愈長。因此，此種調變亦稱為脈寬調變龍 此PWM要為，影響品質問題之1 # : *良的灰度肖 像品質’尤其疋在圖像之較暗區。蓋因事實上示宾产 在較…’眼睛比在較亮區内更敏感敏線雖 然可顯示約255個別視頻位階，但在較暗區内的量化誤差 相當醒目。
如前所述，PDP使用PffM(脈寬調變），以產生不同的灰 色調。與亮度大約，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
1224766 發明說明（2) 階係描圖於同樣輸出位階。易言之，對較暗區而言，量化 ΐ =之輸出數較輸入數為小，尤其是對16以下之數（對視 此；^ i以8位兀作業時），全部描至0。此對視頻實際上不 月匕接夂的4位元解析亦然。 顯示圖像品質之一項已知解決方案是，藉使用 提高所顯示視頻位階數。顫動是避免因斜截而 ϊίϋ解析位元之已知技術。㉟而，如果在斜截步驟之 則 可传所需解析，此技術才有用。、盖卷t Α斑田法π 县r«丄t 通常大部份應用情況 是如此，因為在視頻信號預校正所 ^ ^ ^ 資料，直古A - top ^ ^用伽瑪操作之後的視頻 貫种具有16位70解析。顫動原則上可#门你士如奴逾张 失去-樣多。然:而，顫動雜訊隨顫收f位疋，所 變成更為醒目。 動位疋數頻頻降低，故 顫動概念可以下例說明。1的番儿^ 少。顫叙姑辦你β ^ ^ ^的量化步驟應利用顫動減 J 頸動技術使用人眼的暫時整合性处 1位元顫動減到0.5。因此，在人眼。罝化步驟可使用 千赵佶1二 ^ „ 眠時間反應的一半時間顯 不數值1 ,而一半時間顯示數值〇。結 〇· 5。量化步驟可視需要減到〇, 25。 ^睛看^值 為獲得數值0.25，四分之一時間顯等顫動需要2位70。 ΒΦΡ1兔貉雅η 各说 ▲ 1顯不數值1，而四分之三 ―間馮數值0。為獲得數值q -如 1，而-伽no八 一個四分之一時間為數值 1而一個四刀之一時間顯示數值〇。 _ ^ 〇· 75 u同樣方式，使用3位元顫動 杳β 口翁命I々1 乂办-l 』句·重化步0 · 1 2 5 〇 意即顫動之1位疋相當於可得輸出位 元乘4,顫動之3位元乘8輸出位階翁階數乘2顫動之2位
1224766 五、發明說明（3) 文獻上擬議的顫動方法（像誤差擴散），主 ;靜止影像之品質(傳真用途和報紙照Ϊ肖像）。：：成； 對PDP直接施加同樣顏動演算，且主要顯示運i影所像以’目丨如 所得結果並非最佳。 思動“象，則 迄今最適於PDP的顫動是如歐洲專利申請案Ep — n 136 974號所述晶胞基礎之顫動，以及歐洲專利申請案οι 25〇J…號九述動多雜元訊罩顏參動見二可Λ進的= 加咼頻低，^的顏動增加為每一面板晶胞界定之時間顫動 晶胞基礎〆面板圖素，如第1圖所示。面板圖素係 圖案，並非為綠、藍晶胞所組成。其優點是使顫動雜 由三種晶胞：，，對人員觀察者較不醒目。 訊更精細’ 2 是逐一晶胞界定，不能使用像誤差擴散 由於顏動在不同色的接續晶胞内擴散時致使圖像著色 等技術’以2，因為有時在斜截誤差擴散與屬於視頻信號 。此非大缺”間，會觀察到不良的低頻運動干擾。在靜圖 的運動圖案之 有效。使用誤差擴散，亦可擬議改用靜 像時，誤差擴散取 癌二次元^顏動是基於眼睛在空間（二次元X和y)及 此靜態的綮合。在以下說明中，矩陣顫動可以三 暫時（二次几1 (x，y，t)表示。三變數x，y，t可代表一種顫 變數的函數· 要重建的位元數， 展此等三階段之 動階段。如今，祝 期間 ° /次元矩陣概念。圖像上顯示的數值，在 第2圖表开：>
1224766 五、發明說明（4) 垂直和水平方向對各電漿晶胞均稍有變化。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：
φ (χ〇, y〇, t〇) = A ψ (χ〇+1, y〇, t〇) = B φ (x〇+l, y〇+l, t〇)=A Ψ (x〇, y〇+l, t〇) = B 在一圖框後，顫動值在時間tQ+ 1 :
Ψ (x〇, Y〇, t〇+l ) = B φ (x〇+l, 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（x〇, y〇)的情況。此晶胞值可逐一 圖框變化如下：P (x〇, y。，tG)=A，¢) (x〇, y0, t0+l ) = B， P(XG，yG，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
第8頁
1224766 五、發明說明（5) ip f x A + B 取(Wo) = -y~ 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，相當於不良的固定虚假靜態 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f = 〇；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tD 凝視（xG，yG)，然後在時間tG+l運動至圖素（x〇+l，yQ)，依此 類推。在此情況下，眼睛所見晶胞可界定如下：
Ey& = _ (A + -^4 + · · · + = A 相當於 / Γ 在此情況下，顫動的第三次元面向不能正確作用，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 1224766 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 1224766 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。
第11頁 1224766 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，yQ)，提供代表其運動之向量 严（X。，y〇) = (Vx(x。，yG)，Vy(x。，y〇))。在此情況下，此向量可 按下式用來改變顫動相位： φ (x〇~Vx(x〇, y〇), y〇-Vy(x〇, y〇), t〇) 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： ζ (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(xQ，yG)而言 ，提供在時間t〇代表其運動之向量尹（xQ，yQ，t〇) = (Vx(xQ，yQ， t〇)，Vy(xQ，yG，tQ))。在此情況下，此向量是按下式用來改 變顫動的相位： ψ (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, t0) = ( Vx(x〇, y〇, t0) + fx(x0, y〇, t〇- 1))瓜od( r )和 fy(x〇, y〇, t0) = ( Vy(x0, y〇, t0) + fy(x0, y0, t〇-1 ) )mod( r ) 〇 在此式中，r代表顫動的期間，mod( r )代表函數滿 r 。例如，若r=4，在4圖框上有週期顫動圖案，意指
第12頁 1224766 五、發明說明（9) P (X。，y。，t0)= φ (χ〇, y。，t〇 + 4)，而滿 4函數指：（0)mod(4) = 0 ,(l)ffl〇d(4)=l,(2)mod(4)=2,(3)mod(4)=3,(4)mod(4)=4, (5)mod(4) = l，（6)m〇d(4) = 2,（7)mod(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 定如下：如今唯一 不同的是，所用向量取自一圖框以上。最好是實施3一位元 顫動’故顫動可用達8圖框。若顫動所用圖框數增加，顫 動的頻率可能太低，則會出現閃爍。主要3_位元顫動會遭 遇4圖框循環和2D空間成份。 _ f 3圖表不演算之可能實施。信號匕，Gg，BG所表示RGB輸 入圖像’送到伽瑪函數方塊1〇。可包含查索表（LUT)，亦 可由數學函數形成。伽瑪函數方塊10的輸出Ui， 動方塊12，考慮圖素位置和圖框配類，做為 之時”份1框配類是基於一顫動播環内之鼻； 如從0到3於4圖框循環之3_位元顫動内，圖框數循環改變 Λα t4 ί行輸入圖像R0，Gg，亦送至運動估計器1 4，可 1U;供運動興量(n)。此運動…另二動 方塊12使用於電算顫動圖案。 甶顥勳 〇 r H動山方塊12内經顫動之視頻信號Rl，Gl，βι，做為彳古號 I，G2, Β2輸出，送到副場寫碼單位16，在控制 ς。 進行副場寫碼。電漿栌制置你〗β认早位1 8控制下 η ^ ^ ^ 电果控制卓位1 8提供電碼給副場窝旗精 16，和顫動圖案DITH給顫動方塊12。 嘩寫碼卓位 關於副場寫碼’其表現上可參見前述歐洲專利申請案
1224766 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 SFR，SFG，SFB表示。對電漿顯示面板定址而言，一多 副場電碼字全部收集，以產生單一很長的電碼字 PDP逐線定址。此係在串聯/並聯轉換單位2〇内赶 者本身利用電漿控制單位1 8加以控制。 此外’控制單位18發生全部掃描和持續脈波 PDP控制。接收水平和垂直同步化信號，供定時名 第4圖表示第3圖具體例之修 憶體係在顫動方嬙办_你田.'你此w /凡r 万塊位階使用。其他記憶體要求不 顫動(低頻率）的通”動主要大約4 ’ 即足以儲存滿4值你此W Λ卜常固 2.34 Mbit。 例如WXGA面板即需要853x 3x 雖然本具體例需用 業已是假輪廓補」需：二:運動估計器’惟此等 所強制需要。因為問搂，兄性改進和磷遲滯減少 運動補正顫量可再用，額外成： 胞基礎之顯示器$用於解析位元數有限的 在所有情隻物 傳統矩陣顫動 明之優點為，對= 持。 』見圖案，以及關於運動尚量 參改符號 泉之此等 ，可用於 I行，後 ’以供 ’圖框記 太強烈， 以限制 素2位元 48〇χ 2= 動估計器 其他技巧 限。 有彩色晶 像可抑制 之強烈堅 1224766 圖式簡單說明 第1圖表示圖素基礎之顫動和晶胞基礎之顫動的原理； 第2圖表示三次元矩陣顫動之概念； 第3圖表示按照本發明演算所用硬體實施之方塊圖； 第4圖表示另一具體例之方塊圖。
HHI 第15頁

Claims (1)

1224766 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（υο,Βο)之處理方法，係 對該視頻資料（R〇, GQ，BQ)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，B0)電算至少一運動向量，和 對該視頻資料（R^G^BJ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 -位元顏動函數者。 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（RQ，GQ，BG)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
第16頁 1224766 六、申請專利範圍 -^〜 部份施以顫動函數，以精製該视頻資 像之灰度肖像， （I，Go, 其特徵為 運動估計器（14) ’連接至該顫動 頻資料（RG，Ge，BQ)電算至少一運動向量機構（12)，由 動函數之相位、波幅、空間解析和/ χ，Μ，其中磙视 該至少一運動向量（vx，vy)改變者。3時間解_，^類 9·如申請專利範圍第8項之裝置，t 接 (12)所用該顫動函數，包含二空間次元、中該顴動機 10.如申請專利範圍第8或9項之袭和一处― 傅 構（12)之該顏動函數係基於複數光軍者 Π ·如申請專利範圍第8或9項之裝。 構（12)之該顫動函數係基於單一發光元 置之晶胞者。 # 12.如申請專利範圍第8項之裝置，其 (12)可處理1-，2-，3_和/或4_位元顫動f二者^顫動機構 ^t 了請專利範圍第8項之裝置，其中該至少一運動 向量（vx，vy)，係可利用該運動估計機構（14)，為各圖素個 別界定者。 丨）的視 按照 |時間次元者 其中診知香0 顫動機 ，、中該顧動機 稱為該顯示裝 14·如申清專利範圍第8項之襄置，其中該至少一運動 向量（Vx，Vy)包含二空間次元者。 1^.如申請專利範圍第8項之裝置，又包含伽瑪函數機 構（10)連接至該顫動機構（12)，故該顫動機構（12)之輸入 信號係利用伽瑪函數預校正者。
第17頁 !#
< # 1224766 六、申請專利範圍 16.如申請專利範園第8項之裝置，又包含控制機構 (18)，連接至該顫動機構（12)，以便依賴該視頻資料（R〇, G0, BG)之圖框，暫時控制該顫動機構（12)者。
第18頁
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