TWI295049B - System and method for improving sub-pixel rendering of image data in non-striped display systems - Google Patents

System and method for improving sub-pixel rendering of image data in non-striped display systems Download PDF

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TWI295049B
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Bai Shuh Hsu
Moon Hwan Im
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Description

1295049 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種液晶顯示器，更特別有關於用於改良 非條紋化顯示系統中之影像數據之次像素著色之系統及方法。 【先前技術】
在這些申請人共有的美國專利申請案中：（1)於2001年7 月25曰申請之美國專利申請第〇9/91 6,232號申請案，其標題 爲「用於具有簡化位址之全彩影像元件之色彩像素配置」
(ARRANGEMENT OF COLOR PIXELS FOR FULL COLOR IMAGING
DEVICES WITH SIMPLIFIED ADDRESSING) ; (2)於 2002 年 10 月 22日申請之美國專利申請第1 0/278, 353號申請案，其標題爲 「用於具有遞增調變轉換函數響應之次像素著色之彩色平面 顯示器次像素配置與佈局之改進」（IMPROVEMENTS TO COLOR FLAT PANEL DISPLAY SUB-PIXEL ARRANGEMENTS AND LAYOUTS FOR SUB-PIXEL RENDERING WITH INCREASED MODULATION TRANSFER FUNCTION RESPONSE) ; (3)於2002年10月22日申請之美國專 利申請第1 0/278, 352號申請案，其標題爲「用於具有分裂藍 次像素之次像素著色之彩色平面顯示器次像素配置與佈局之
改進」（IMPROVEMENTS TO COLOR FLAT DISPLAY SUB-PIXEL
ARRANGEMENTS AND LAYOUTS FOR SUB-PIXEL RENDERING WITH
SPLIT BLUE SUB-PIXELS) ; (4)於 2002 年 9 月 13 日申請之美 國專利申請第1 0/243, 094號申請案，其標題爲「用於次像素 著色之改良型四色配置與發射器」（IMPROVED FOUR COLOR 1295049
ARRANGEMENTS AND EMITTERS FOR SUB-PIXEL RENDERING) ； (5) 於2002年10月22日申請之美國專利申請第1 0/278, 328號申 請案，其標題爲「減少藍色亮度而有良好能見度之彩色平面顯 示器次像素配置與佈局之改進」（IMPROVEMENTS TO COLOR FLAT PANEL DISPLAY SUB-PIXEL ARRANGEMENTS AND LAYOUTS WITH
REDUCED BLUE LUMINANCE WELL VISIBILITY); (6)於 2002 年 10月22曰申請之美國專利申請第1 0/278, 393號申請案，其標 題爲「具有水平次像素配置與佈局之彩色顯示器」（COLOR DISPLAY HAVING HORIZONTAL SUB-PIXEL ARRANGEMENTS AND
LAYOUTS);及（7)於20 03年1月16日申請之美國專利申請第 0 1/347, 00 1號申請案，其標題爲「改良型條紋顯示器次像素配 置及其次像素著色用之系統及方法」（IMPROVED SUB-PIXEL
ARRANGEMENTS FOR STRIPED DISPLAYS AND METHODS AND SYSTEMS FOR SUB-PIXEL RENDERING SAME)，其揭示了一 些新穎、用來 改善一些影像顯示設備成本/性能曲線的次像素配置，皆於此 併入本文參考。
對於某些沿一水平方向上具有偶數個子像素的子像素重複 群，下面可影響適當的點反轉策略的系統與技術被揭示，且皆 於此併入本文參考：（1)美國專利申請第1 0/456, 839號申請 案，其標題爲「新穎液晶顯示器之影像劣化修正」（IMAGE
DEGRADATION CORRECTION IN NOVEL LIQUID CRYSTAL DISPLAYS) ; (2)美國專利申請第1 0/455, 925號申請案，其標 題爲「具有促成點反轉交叉連接之顯示面板」（DISPLAY PANEL HAVING CROSSOVER CONNECTIONS EFFECTING DOT INVERSION)； (3)美國專利申請第1 0/455, 931號申請案，其標題爲「於新穎 1295049 顯示面板配置上執行具標準驅動及背板之點反轉系統及方法」
(SYSTEM AND METHOD OF PERFORMING DOT INVERSION WITH STANDARD DRIVERS AND BACKPLANE ON NOVEL DISPLAY PANEL LAYOUTS) ; (4)美國專利申請第1 0/455, 927號申請案，其標題 爲「於具有減少量子化誤差固定形式雜訊面板之視覺效果補償 系統及方法」（SYSTEM AND METHOD FOR COMPENSATING FOR VISUAL EFFECTS UPON PANELS HAVING FIXED PATTERN NOISE
WITH REDUCED QUANTIZATION ERROR ) ; (5)美國專利申請第 1 0/45 6, 806號申請案，其標題爲「具額外驅動器之新穎面板配
置之點反轉」（DOT INVERSION ON NOVEL DISPLAY PANEL LAYOUTS
WITH EXTRA DRIVERS); (6)美國專利申請第 10/456,838 號申 請案，其標題爲「液晶顯示器背板設計及非標準次像素配置之 位址」（LIQUID CRYSTAL DISPLAY BACKPLANE LAYOUTS AND
ADDRESSING FOR NON-STANDARD SUBPIXEL ARRANGEMENTS) ； (7) 美國專利申請第1 0/696, 236號申請案，其標題爲「於具有分 裂藍色次像素之新穎液晶顯示器中之影像劣化修正」（IMAGE DEGRADATION CORRECTION IN NOVEL LIQUID CRYSTAL
DISPLAYS. WITH SPLIT BLUE SUBPIXELS);及（8)美國專利 申請第1 0/80 7, 6 04號申請案，其標題爲「用於包含不同大小 次像素之液晶顯示器之改良電晶體背板」（IMPROVED
TRANSISTOR BACKPLANES FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAYS COMPRISING DIFFERENT SIZED SUBPIXELS) o 當與上述專利申請案所揭示之·技術相配合，下面一些申請 人共有之美國專利申請案進一步揭示的一些次像素著色系統 及方法，這些改進特別顯著：（1)於2002年1月16日申請之 .1295049
美國專利申請第10/051,612號申請案，其標題爲「紅綠藍像 素格式數據轉換成波形瓦式矩陣次像素數據格式」 (CONVERSION OF RGB PIXEL FORMAT DATA TO PENTILE MATRIX SUB-PIXEL DATA FORMAT) ; (2)於 2002 年 5 月 17 日申請之美 國專利申請第1 0/1 50, 355號申請案，其標題爲「具有影像灰 度調整之次像素著色用之系統及方法」（METHODS AND SYSTEMS FOR SUB-PIXEL RENDERING WITH GAMMA ADJUSTMENT); (3)於
2002年8月8曰申請之美國專利申請第1 0/215, 843號申請 案，其標題爲「具有自適應濾光之次像素著色用之系統及方法」 (METHODS AND SYSTEMS FOR SUBPIXEL RENDERING WITH ADAPTIVE FILTERING) ; (4)於2003年3月4日申請之美國專 利申請第1 0/379,767號申請案，其標題爲「影像數據時態次 像素著色用之系統及方法」（SYSTEMS AND METHODS FOR TEMPORAL SUB-PIXEL RENDERING OF IMAGE DATA); (5)於 2003 年3月4曰申請之美國專利申請第1 0/379, 765號申請案，其 標題爲「用於運動自適應濾光之系統及方法」（SYSTEMS AND 魯 METHODS FOR MOTION ADAPTIVE FILTERING) ; (6)於 2003 年 3 月4日·申請之美國專利申請第1 0/379, 766號申請案，其標題 爲「用於改良型顯示視角之次像素著色系統及方法」 (SUB-PIXEL RENDERING SYSTEM AND METHOD FOR IMPROVED DISPLAY VIEWING ANGLES);及（7)於 2003 年 4 月 7 日申請之 美國專利申請第1 0/409, 41 3號申請案，其標題爲「具有嵌入 式預先次像素著色影像之影像數據集」（IMAGE DATA SET WITH EMBEDDED PRE-SUBPIXEL RENDERED IMAGE)。以上所述之申請 案，皆於此併入本文參考。 8 .1295049
色域轉換及映射之改良已揭示於申請人共有且共審查的美 國專利申請案中：（1)於2003年10月21曰申請之美國專利申 請第10/691，200號申請案，其標題爲「色調角計算系統及方 法」（HUE ANGLE CALCULATION SYSTEM AND METHODS) ; (2)於 2003年10月21日申請之美國專利申請第10/691，377號申請 案，其標題爲「將原始色彩空間轉換至紅綠藍白標的色彩空間 之方法及裝置」（METHOD AND APPARATUS FOR CONVERTING FROM
SOURCE COLOR SPACE TO RGBW TARGET COLOR SPACE); (3)於 2003年10月21日申請之美國專利申請第10/691，396號申請 案，其標題爲「將原始色彩空間轉換至標的色彩空間之方法及 裝置 j ( METHOD AND APPARATUS FOR CONVERTING FROM A SOURCE COLOR SPACE TO A TARGET COLOR SPACE);及（4)於 2003 年 10 月21日申請之美國專利申請第1 0/690, 71 6號申請案，其標題 爲「色域轉換系統及方法」（GAMUT CONVERSION SYSTEM AND METHODS)。以上所述之申請案，皆於此併入本文參考。 額外的優點已說明於（1)於2003年10月28日申請之美國 專利申請第1 0/696, 235號申請案，其標題爲「用於顯示來自 多重輸入原始格式之影像數據之具有改良多重模式之顯示系
統」（DISPLAY SYSTEM HAVING IMPROVED MULTIPLE MODES FOR
DISPLAYING IMAGE DATA FROM MULTIPLE INPUT SOURCE FORMATS);及（2)於20 03年10月28日申請之美國專利申請第 1 0/696, 026號申請案，其標題爲「實現影像重建以及次像素着 色以對多重模式顯示器産生縮放之系統及方法」（SYSTEM AND METHOD FOR PERFORMING IMAGE RECONSTRUCTION AND SUBPIXEL RENDERING TO EFFECT SCALING FOR MULTI-MODE DISPLAY) 〇 1295049 此外，下述共有且共審查的專利申請案，皆於此併入本文 參考：（1)標題爲「為影像顯示器選擇一白點之系統及方法」 (SYSTEMS AND METHODS FOR SELECTING A WHITE POINT FOR IMAGE DISPLAYS)的美國專利中請案；（2)標題爲「用於高亮 度顯示器之新穎次像素佈局及配置」（NOVEL SUBPIXEL LAYOUTS AND ARRANGEMENTS FOR HIGH BRIGHTNESS DISPLAYS)的美國
專利申請案；（3)標題爲「將改良之色域從一影像數據集映射 至另一影像數據集之系統及方法」（SYSTEMS AND METHODS FOR IMPROVED GAMUT MAPPING FROM ONE IMAGE DATA SET TO ANOTHER) 的美國專利申請案；及（4)標題爲「用於高亮度次像素佈局之 改良次像素著色濾光器」（IMPROVED SUBPIXEL RENDERING FILTERS FOR HIGH BRIGHTNESS SUBPIXEL LAYOUTS)的美國專 利申請案。以上專利申請案皆併入本文參考。於本說明書中所 提及之所有專利申請案皆併入本文參考。
本發明係有關於一種液晶顯示器，更特別有關於用於改良 非條紋化顯示系統中之影像數據之次像素著色之系統及方法。 本發明揭示了若干用於把輸入影像數據映射到一些顯示面 板的實施例，在這些實施例中，被輪入的次像素數據格式可以 和適用於該顯示面板的次像素數據格式不同。還揭示了 一些系 統和方法’把輸入影像數據映射到一些面板上，該面板帶有與 所輸入的次像素數據不同的次序，不同數目的次像素數據集， 或與所輸入影像數據有不同數目的色彩原色。 10 ：1295049
【實施.方式】 • 於此將可詳細地參考一些具體實施方案與實施例，其範例 將於附圖中描述之。於本文的範圍内，將盡可能在所有附圖中 採用相同的參考標號，以標示相同或類似的元件。 第1與2圖顯不在輸入像素數據上實施次像素着色（spR ) 的兩個實施例的非常高級的方塊圖。第丨圖顯示出一個實施 ®例，其内次像素着色方塊1 00包含同步邏輯處理。輸入到次像 素着色方塊100内的可能輸入，可以是一個有效信號（vaiid signal)、一個數據信號和一個時脈信號（cl〇ck以糾^)。與這 些信號相對應的一些信號也由次像素着色方塊i 〇〇輸出，這於 次像素着色方塊1〇〇經過次像素着色和/或灰度（gamma)、或其 他處理，在影像數據中已産生某些所需要的改變之後。第2圖 顯示一個實施例，其内次像素着色方塊1〇2包含同步邏輯處 理。輸入到次像素着色方塊102内的可能輸入，可以是時脈信 •號（clock signal; CS )、數據信號和一個寫入信號（術心 signal )。這些信號在方塊102的輸出中也可被鏡像映射 (mirrored )，這在適當的處理之後。第！與2圖可予以具體實 現’有各種各樣的應用和介面。例如，第1圖可以適合於視頻 界面（可能具有水平同步（Hsyn)與垂直同步（Vsyn)信號）以及 一種微處理單元（microprocessing unit; MPU)的介面（它通 常是同步的）。 第3圖描述一種具有一個常規RGB條紋化的、帶有一種三 個次像素重複圖案304的顯示器302的習用顯示系統300，該 1295049 -. * ^ -重複圖案304含有一個紅色次像素、一個綠色次像素和一個藍 色次像素。誠如所見，該顯示器3〇2被一個面板驅動器（panel _· driver) 306所驅動，該驅動器3〇6接受複數個信號（例如， 、 時脈信號、有效信號、紅色數據信號、綠色數據信號以及藍色 數據信號）並輸出數據，以及分別經由一些行驅動器（⑶ driver)和列驅動器（row driver#控制這些信號。誠如所示，影 像數據每次一列被寫入螢幕，這以Rl、Gl、Bl、R2、G2、 #Β2…Rn、Gn、Bn的方式，其中n是沿水平方向的像素的數 目° 第4圖顯示出根據本發明原理所製造出的一種系統4〇〇。 面板402包含複數個新型的次像素重複群4〇4中的一個，該等 次像素重複群404係揭示於併入本文參考的專利申請案中的一 些。在這個實施例中，該重複群404是一種8個次像素的重複 群，其包含4個綠色次像素、2個紅色次像素以及2個藍色次 像素，其中該等綠色次像素相較於該等紅色次像素以及藍色次 像素，可能具有一減縮的尺寸，而且該等紅色次像素和藍色次 像素被配置在一棋盤狀（checkerboard )的圖案内。在這個$ 施例中，有可能在面板驅動器4〇8之前，放置一個次像素着色 (SPR)方塊406，該次像素着色方塊4〇6可被執行以接受複 數個信號（例如，時脈信號、有效信號、紅色數據信號、綠色 數據k號以及藍色數據信號）並輸出另外複數個信號（例=， 時脈信號、有效信號、紅色次像素着色數據信號、綠色次像素 着色數據信號以及藍色次像素着色數據信號）。如圖所示，這 些輸出信號可被輸入到面板驅動器4〇8，並經由一些行和列驅 動器寫入顯示器。 12 1295049 吾人應瞭解，本發明的一些原理還可應用到與第4圖中的 一種佈局不相同的一些佈局上。事實上，驅動一些次像素. 送數據到於此所揭示的顯fΛ ^ ^ 〇 ” 叉 *只不的一些糸統和技術，最好還是在 任何具有若干顯示的面板上工作，在該面板中一個給定的行 (或更-般地說’沿-根相同的數據/源極線路（峨⑽一）， 如果是沿-個列的方向被執行）具有一個以上的色彩分派 (c〇1〇r assignment)。例如，第4圖顯示出一種面板，在該面 j中，次像素佈局具有—定數目的行’施加到其上的爲紅色和 監色影像數據。本發明將可在任何顯示器上工作，該顯示器在 一個給定的行中具有其他-些色彩分派，例如紅色和綠色，或 具有任何其他一些在次像素佈局中所包含的色彩分派的色彩 (例如，青綠色、白色、洋紅色或類似的色彩）。 第5圖顯示出一種可能的用於示範性64〇χ48〇χ3顯示器系 統的輸入信號圖，宛如可被用來驅動第3圖的一#習用顯干= 系統那樣。應注意的是，紅色、綠色與藍色數據以平行的方^ 跨越-整個線路，每次把一個像素輸入到該系統。當然，盆他 一些輪人信號的模式，在不脫離本發明的範圍内也是可能的。 >對於第3圖的習用系統，輸出影像數據也是64〇χ48〇χ3。 2如何’對於此處和在所結合引用的一些專利申請書的某此 方所揭示的-些新穎系統，該影像數據可採用一些不同的格 二构1如’弟4圖中的系統’輸出紅色數據可以是輸入紅色數 里的-半’輸出藍色數據可以是輪人藍色數據總量的— =輪出綠色數據可以等於輸入綠色數據的總量。第6圖的 出田=傻自次像素着色方塊的紅色、綠色和藍色數據的輸入/輸 -象數據的-個實施例，該次像素着色方塊用於來自如第4 13 1295049 -·—-—_ ig修(更证替換頁 圖所Μ統的紅色、綠色ΤΓΓ^Τ^ 隹，更_—般地說，從該輸入影像數據集到次像素已着色的影像 •:如-些的影像像素數目、或一些次像素集的數目可以減少， '減少對於第4圖所不的佈局’次像素着色後的像素的數目約 IΜ 了、W3 。現在需要以一種有利的格式來把次像素着色影像 =送給一些面板驅動器，以方便其在一個面板上的最終着 。吾人應瞭解，這些技術也可爲任何其他佈局工作，爲了 、目的，該佈局具有一個減縮的、來自習用RGB (紅綠藍） 的影像集。 、一個可能的實施例，是把帶有虛擬數據（dummy data)的 一像素着色影像數據填充到一個新的影像數據格式内，這將容 許輪入和輸出迴圈的定時（input and output cycle timing )保 持不變。此外，它可以不需要線路記憶體（Hne mem〇ry)，以 便儲存輸出影像數據。第7圖顯示出一種可能的、帶有該格式 的系統700的實施例。如圖所示，輸入時脈可像下游所使用的 輪出時脈那樣，可被傳送通過。次像素着色方塊7〇2將可接受 個有效信號和一些數據信號，而且可在該數據上實施某些影 像處理之後’發送出一個輸出有效信號（Output Valid signal ) 和一個輸出影像數據（Output image data )。該輸出有效信號可 用此一方式編碼，以警告面板驅動器或控制器（controller )， 某些數據是虛擬的或者有效影像數據被着色。第8圖展示出一 個可能的定時圖（timing diagram)的實施例，來産生以上影像數 據的實施例。吾人應瞭解，其他含有一些有效的和虛擬的影像 數據數值之影像數據格式也是可能的。 14 1295049 另一個可能的實施例，是只把有效影像數據傳傳送給一面 反驅動器，而對於一些虛擬影像數值則不需 個可台匕沾 a 士 而文弟9圖描述一 • 此的、會產生該結果的系統900的實施例。 塊9 〇 2可妓心 Λη丄 -豕京看色方 -號。輪號和一些數據信號以及—輪入時脈信 ^ 輸入犄脈^號也可被施加到其他一些單开μ 伯稍中卢妨/ 一 上’例如一個相 位鎖疋壤路（Phase LGcked LGGp; PLL ) _、線
和定時緩魅制㈣8 ( timing b秦咖⑻）。幻〜♦體9〇6J 像數據可從次像素着色方塊9{)2被輸出収時㈣ ζ 和/或線路記憶體_(不是直接地就是經過 ^缓衝^ 制器908的連接）。當需要提供 =守緩衝控 哭押4 , 节双〜像數據給面板驅動 :鎖疋壞路PM則進行提供一個輸出時脈信號(有可 月匕不舄要虛擬影像數據）。 =的^例。在-個實施例中’輸出時脈可以是輸入時脈信 吾人應瞭解’其他—些時脈比例也可被採用來具體 貝鉍其他一些實施例，這有 、骽 ^Ψ^^有了此疋一些不同的、帶有它自己的 輸出數據對輸人數據比例之次像素佈局重複群。 弟11圖描述一種系絲的 德粉妙*、、， 、 ' 個實施例，該系統只把有效影 像數據傳送給面板驅動哭， ’、 情況，系統uoo_“ ^影像數據則不需傳送。於此 脈來替代使用-個相位鎖時脈’㈣—個外部的時 數據傳送給面板驅動器的系 弟12圖疋一種把有效影像 入時脈信號是只做爲輪出時月凡輸 定時圖的一個例子，它可適用二说而被傳送。第13圖是-種 統，但第U,“2圖在某=於第9、11、或12圖中的-些系 +同的輪出時脈信號的基礎上，可 15 1295049 具有某一不同的定時圖 第14圖描述一種系統ι4〇〇，其可以非同步地把影像數據 • k供、’口剩餘的影像管線（image pipeHne)。次像素着色方塊wo] 、從一個微處理單元（MPU)接受一些信號，不是直接地就是經 過一個緩衝器、高速緩衝記憶體（cache )、或貯存器（storage ) 1404 °該數據被傳送給次像素着色單元，該數據於所需的處理 之後’可再傳送給面板驅動器，不是直接地就是傳送給一個圖 框緩衝Is ( frame buffer ) 1406。該非同步的設計可通過一些組 否邏輯而且也可能通過某些輸入數據閂（input data latch ) (採用WRn做為時脈信號）來實現。第15圖描述把一個可能 的信號從微處理單元輸入給次像素着色方塊。 對於一種具有次像素佈局404 (如第4圖中所示）的面板， 輸入可以做爲一個16位元信號被接受，其中5個位元用於紅 色、^個位兀用於綠色以及5個位元用於藍色。表示一個 晶片選擇信號（chip select signal)、WRn則表示一個寫入信號 (write signal)，而RSTn為由微處理單元重新設置的 (reset signal from Mpu)。第ls圖顯示出此等微處理單元 號的示範性集合。在次像素着色處理之後，一種可能的_ 號集合可能是一個5/6/5位元格式的SDATA，以SWRn做爲一 個寫入信號，並且以SCSn做爲一個來自次像素着色方塊的曰 片選擇信號。f 16圖描述此等次像素着色信號的一個示範性 集合。吾人應瞭解’其纟一些實施例將可能包括：6位元红色 6位元綠色、6位元藍色數據，以及8位元紅色、8位元綠: 8位元藍色數據。 16 1295049 匕# D 9修(更)正替齡j - 對於數據格式和定時信號，用下列數據來描述兩種可能的 情況： ^ 表1 次像素着色輸出格式 來自微處理單元數據保留器（MPU data holder)的16位元 R(5)G(6)B(5)，以下列格式傳遞給顯示器佈局： 帶有佈局格式的次像素着色輸出數據： (SRO, GO, SBO，G1) (SR1，G2, SB1，G3) (SR2, G4，SB2, G5) (SR3, G6, SB3, G7) (SR4, G8, SB4, G9) (SR5, G10, SB5, Gil) 無論如何，也可能需要在發送到圖框缓衝器的數據保留器 (frame buffer data holder )之前，與5位元/6位元/5位元格 式對齊。 次像素着色輸出數據，以（5位元/6位元/5位元）的格式 發送給圖框緩衝器數據保留器： SDO: (SRO, GO, SB0) SD1: (Gl，SRI, G2) SD2·· (SB1，G3, SR2) 17 l295〇49 SD3: (G4, SB2, G5) SD4: (SR3, G6, SB3) SD5: (G7, SR4, G8) SD6: (SB45 G9? SR5) SD7: (G10, SB5, Gil) 考慮到這些非同步系統，有以下；m ± , / 丁几啕以下兩種可能的情況： 情況1 :輸出圖案序列 第17圖顯示出一個可能的輸出圖案序列。做為一例子，第 安圖的佈局404被假設處於128χ128像素密度狀態。該輸出圖 :序列可以每6列重複一次。該輸出圖案序列在行數目為6 * χ =2 (例如· 128、320、…）的情況下工作，其中列的數目 舄 6n，6n+l， 6η+2， 6η+3, 6η+4， 6η+5 (η=〇ι2 ) 輸出圖案可以如下： SEL[1:0]:00 輪出 R(5)G⑹β(5) SEL[1:0]:01 輸出 g(5)R(6)G(5) SEL[1:0]:10 輪出 b(5)G(6)R(5) SEL[1:0]:11 輪出 g(5)b(6)G(5) 一些新的圖案可以被插入爲： R(5)G(6)R(5):插在列6n+l至下一列之間的邊界處。 18 1295049 施方案 個可能 第18圖描述SEL[l:〇]的一個可能的此 丨口』此的狀態機具體實 (state machine implementation)。篦 iq 闰 b 泣 )示丄y圖疋情況1的一 的定時圖。 情況2:每次輸出三個進行著色的次像素 在情況1中，對於非同步設計， 、 爿b雞以實現一個複雜的 狀態機(―ine)。此外，如果行的數目未能適用於公式6 *X + 2’則輸出圖案序列也可以不同。替代地，可能不對輸出 圖案序列做處理’而把新圖案插在兩行之間的邊界上。另一選 擇為’有可能具有―種現成的適當佈局（例如：RGBG)格式， 然後每次輸出三個進杆善&I 1 t 工 琨仃看色的-人像素。局了保持每個RGBG數 據都帶有6位元袼式，可鲈兩i 一/一 Λ 了月b而要一個24位元的閂。此外，寫 入信號S WRn可以和愔、、▽彳的又闩 钕，Λ ^ •’ 不it况1的不同。弟20圖描述一個用於情 況2的可能定時圖。 二輸出圖案·（其中ldata—latch的意思為先前的Ldata ) SEL[l.〇].〇〇 輸出{LDATA[23:19]，LDATA[17:12]， LDATA[11：7]} SEL[l.〇].〇i 輸出{ldata 一 latch[5:l]，LDATA[23:18]， LDATA[17:13]} SEL[1 ·〇]· l〇 輪出{ldata_latch[ll:7]，ldata—latch[5:〇]， 19
1295049 LDATA[23:19]} SEL[l:〇]:ll 輸出{ldata一latch[17:13]，Idata一latch[ll:6]， ldata_latch[5:l]} 對於可視情況包含（因其自身或其某些分量的子集）多重 通道輸出給一些面板驅動器或控制器，第21圖描述其一個大 致的架構2100。來自系統的輸入數據抵達2102處，而且通常 (但並不永遠是這樣）是位於3色彩空間内（例如·· rgB空間 或其他適當的色彩空間）。次像素着色引擎（SPR engine) 2104 可視情況地具有一色域映射單元（Gamut Mapping Unit; GMU ) 2106 ’把輸入色彩空間映射至另一適合顯示面板自身的色彩空 間（例如，RGB至RGBW或至其他多重原色（mum_primary) 空間）。在視情況的色域映射之後，影像數據可被進行次像素 着色而成爲無論哪一種適當數目的色彩平面（例如，紅色的色 彩平面2108、藍色的色彩平面2110、綠色的色彩平面2112、 白色（或某些其他彩色，如果需要4色彩平面、5色彩平面、n 色彩平面的話）），以滿足顯示面板的需要。次像素着色數據然 後可以發送給一個色彩通道格式化程式（c〇1〇r channel formatter) 2116，該格式化程式可能包含一個定時緩衝控制器 (timing buffer control) 2118 (如果需要的話）和一個通道轉 換器（channel converter) 2120。通道轉換器212〇然後可根據 需要而使用複數個通道（例如，如第21圖中所描述的4通道； 但η個通道也是可能的，n大於或等於3)。這些通道以其唯一 的袼式把數據輸出給一些面板驅動器或圖框缓衝器2122，其最 20 1295049 來年广肛日修(更)正替換貝 、*""***—^** __1111 11 1 I _III· ‘.‘一ifc^—^ΤΊΓΤΓ>Β^||^ 終把數據發送到顯示面板上。 定時緩衝方塊，根據輸入和輸出通道的比例生成輸出介面 、 定時（Output interface timing )。對於同步介面，一些像素時脈 (CLK)信號、有效數據（VE)信號以及任選時脈（〇cLK) 信號被採用。對於非同步介面，寫入信號和晶片選擇（CS )信 號被輸出給色彩-通道格式化程式。藉由該輸出介面定時，通 道轉換器邏輯（channel converter logic )從一些次像素着色輸 出格式轉換到面板驅動器介面格式，該面板驅動器的陣列格式 (array format 〇f panei driver )或一些圖框緩衝器介面格式， 如第22圖中所示。 第22圖為列有一些數據或介面格式的各種各樣可能實施 例的表’這些數據或介面格式可被具體實現，以用於含有顯示 於表左邊的一些示範性佈局的面板。吾人應瞭解，在仔細考慮 本發明的範圍之後，會發現可能有其他獨特的次像素佈局，而 且通道數目以及數據格式的其他選擇亦是有可能的。 儘官本發明引用一個示範性實施例來加以描述，但熟習本 發明的技藝者應瞭解，在不脫離本發明範疇的情況下，可對本 發明做出各種修改，或者對此間的某些元件以均等物加以替 代。此外，在不脫離本發明基本範疇的情況下，根據本發明的 教不，可對本發明做出許多修改，以適應某一特殊的情況或材 料。因此，本發明並非僅限於以考慮做為實現本發明最佳模式 =加以揭示的特殊實施例，而是包括所有落在所附的申請專利 範圍内的所有實施例。 21 1295049 【圖式簡單說明】 . 帛1圖：為帶有同步次像素着色處理的視頻界面的方塊圖。 . 第2圖.為帶有非同步次像素着色處理的微處理單元界面 的方塊圖° 第3圖：為用於習用RGB條紋顯示系統的視頻處理的方塊
圖。 A φ 第4圖：為根據本發明原理所製造出的一視頻處理單元的 一實施例的南級方塊圖。 第5圖：為用於習用RGB條紋顯示系統的輸入數據流的一 個範例。 第6圖·為用於根據本發明原理所製造出的一種系統的輪 入影像數據和輪出影像數據映射的一個實施例。 第7圖：為用於根據本發明原理所製造出的一種同步次像 素着色處理系統的一個實施例。 ^ 第8圖：為用於第7圖的次像素着色處理系統的一種輪入/ 輪出影像數據流的一個實施例。 第9圖·為用於根據本發明原理所製造出的一種次像素着 色處理系統的一個實施例。 第1 〇圖：為用於第9圖的次像素着色處理系統的一種輪入 /輸出影像數據流的一個實施例。 第11圖·為用於根據本發明原理所製造出的一種次像素着 色處理系統的另一實施例。 22 1295049 ι ϊ 第1 2圖：為用於根據本發明原理所製造出的一種次像素着 色處理系統的再另一實施例。 第1 3圖*為用於根據本發明原理所製造出的次像素着色處 理系統的一種輸入/輸出影像數據流的再另一實施例。 第14圖·為用於根據本發明原理所製造出的一種次像素着 色處理系統的方塊圖，該次像素着色處理系統可用於一種微處 理單元介面。
第15圖·為種祕處理單元介面輸入波形（waveform)的一 個例子。 第16圖：為一種微處理單元介面輸出波形的一個例子。 第1 7圖：為一種輸出圖案序列的一個例子。 第18圖：為根據本發明原理所製造出的一種可能的狀態機 具體實施（state maehine impleraentatiQn)的—個例子。 第1 9圖：為一個可能沾病;^ > 月匕的灵靶例的一種定時圖（time diagrara) 的一個例子。 第20圖：為一種定時圖的另一個例子。 或其 第21圖·為一種架構的例子，該架 些變化來支援一些數栌故ι 稽田/、目 一数據格式和一些佈局的變化。 第22圖：為一歧介 —"面袼式的另一個例子， 一些數據格式和一此佑Α Μ # 該；|面格式可爲 二佈局的某一變化而被實施。 23 1295049 【主要元件符號說明】 %和Γ>]：>日修(更)正替觸， 〜^一 300 顯示系統 304 次像素重複圖案 400 系統 404 次像素重複群 408 面板驅動器 702 次像素着色方塊 902 次像素着色方塊 906 線路記憶體 1400 系統 1404 貯存器 2100 架構 2104 次像素着色引擎 2108 紅色色彩平面 2112 綠色色彩平面 2116 色彩通道格式化程式 2120 通道轉換器 2124 顯示面板 100 次像素着色方塊 302 顯示器 306 面板驅動器 402 面板 406 次像素着色方塊 700 系統 900 系統 904 相位鎖定環路 908 定時緩衝控制器 1402 次像素着色方塊 1406 圖框緩衝器 2102 位置 2106 色域映射單元 2110 藍色色彩平面 2114 白色色彩平面 2118 疋時缓衝控制器 2122 圖框緩衝器 24

Claims (1)

1295049 、申請專利範圍： > 一種將輸人影像數據次像素着色到'顯示面板上 該面板大體上包含-重複群，該重複群具有複數個原色色 T的次像素，其巾該輸人料數據對於每—料圖框 ”該顯不面板w數目的次像素數據集，該方法包含步驟： 對以-第-時脈速率所輸入的影像數據進行次像/ · 色；及 、有 以一第二時脈速率把次像素着色數據輸出給該顯示面 板’其中虛擬數據被插入到該輸出數據中。 2 依申請專利範圍第μ之方法，其中該次像素重複群另勺 含至少一行，一個以上的原色包含該行。 匕 3、 依申請專利範圍第w之方法，其中該第—時脈 第二時脈速率相同。 一该 4、 ，申請專利範圍第Μ之方法，其中該第—時脈速率與該 第一時脈速率不同。 δΛ 5、 依申請專利範圍第！項之方法，其中對於每一影像圖框， 该輸入影像數據所包含的次像素數據集的數目，大於在誃 顯示面板上進行着色用的次像素數據集的數目。 以 6'依申請專利範圍第i項之方法，其中該方法另包含步驟： 把一個指示有效輸出數據的信號，輸出給顯示控制器。 一種將輪入影像數據次像素着色到一顯示面板上之方法， 該面板大體上包含-重複群，該重複群具有複數個原色色 彩的次像素，其中該輸入影像數據對於每一影像圖框具有 25 7
月絛《更)正替換s 1295049 與該顯示面板不同數目的次像素數據集，該方法包含步驟: 色對^第-時脈速頓輪人㈣像數據進行次像㈣ 以-第二時脈速率把次像素着色數據輸出給該顯 板，其中該輸出影像數據被加以緩衝。 、 依申請專利範圍第7項之方法，其中該次像辛重複… 含至少-行，一個以上的原色包含該行，、硬群另包 9 依申請專利範圍第6項之方法，其中被發送給顯示 的該輸出影像數據’不包含虛擬影像數據。、工β ，：申：專利範圍第6項之方法，其中該第一時脈 該弟二時脈速率相同。 I干 1卜依中請專利範圍第6項之方法，其中該第—時脈速率與 該弟二時脈速率不同。 12、、-種將輸人影像數據次像素着色到—顯示面板上之方 法，=面板大體上包含-重複群，該重複群具有複數個原 色色彩的次像素，其中該輸入影像數據對於每一影像圖框 具有與該顯示面板不同數目的次像素數據集，該方法包含 步驟： 對非同步所輸入的影像數據進行次像素着色；及 以一第二時脈速率於某一格式情況下把次像素着色數據 輸出給該顯示面板，其中虛擬數據被插入到該輸出數據中。 13、依申睛專利範圍第12項之方法，其中該次像素重複群另 包含至少一行，一個以上的原色包含該行。 26
1295049 14'、—種將處於一第一有色次像素數據格式的輸入影像數據 以一第二有色次像素數據格式着色到某一顯示面板上之系 统，該系統包含： 一輸入裝置，用來接受以該第一有色次像素數據格式所 輪入的影像數據； 一久像素着色引擎，用來把該輸入影像數據映射爲該第 二有色次像素數據格式； 一通這袼式化程式，用來對該第二有 進行排序；及 —裝置，用來把藉由該通道格式化程式而被格式化的該 數據’輸出到該顯示器。 15、依申請專利範圍第14項之系統，其中該系統另包含一色 :映射系統，用來把處於該第一有色次像素數據格式的影 2數據，映射爲該第二有色次像素數據格式，其中該第一 —色次像素數據格式包含在一第—原色集内的數據，而該 1弟―有色次像素數據格式包含在-第二原色集㈣數據。 耜妙申月專利圍第14項之系統，其中該通道格式化程式 根據所用到一歧_; 一頌不控制器上的通道數目，將該輸出數據 袼式化。 17 、把虚 27 100 100 1295049 ψρ 有效信號 有效信號 Ψ 觀信號 ------------- -----------------. -------- -- 同步次像 素著色 DATA -w W 時脈信號 時脈信號 Ψ -w 第1圖 200 時脈信號 時脈信號 Ψ 數據信號 非同步次像 數據信號 -► Ψ 寫入信號 -- --....... ^ 素著色 寫入信號 ........ W _奪令 第2圖 1295049 二 交 -/6 tIT二 换一 瞥：正一 \!/ ί H. 一 ί 3,. I "X ☆1 οοε 9GCO csloco
181 — 醒 1295049 O , 外年f月之曰修(更)正替換頁; 〇 o Bn/2 Rn/2 Gn-1 Gn-1 Rn/2 Bn/2 8 o Bn/2 Rn/2 Gn-1 Grv1 Rn/2 Bn/2
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第6匱 700
輸入時脈輸出時脈 -^--► y Γ -r 有效信號 次像 素著色 輸出有效信號 ..... W 輸入RGB > 輸 iRGB Ψ --------一 1 111 702
第7圖 1295049 R640 G640 B640 R639 I G639 B639 GO CO CO cn CO CD CO m CO CO CD DQ
2 〇 S CO Q： 〇 CO m 2 CNJ CD CM m E δ m
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900 904
第9圖 902 1295049 1295049 :輸入時脈 外部時脈
第11圖 輸入時脈 有效藤 輸入RGB
輸出時脈 ·> 輸出撤讎 ’輸出RGg 第12圖 1295049
----- '.一一1 r日妗(更)正替換黃| 1400 1404 1402 微處理單元數據支架 R(5) G⑹ B⑼ WRn CSn RSTn 次像 素著色 SDATA(15:11) SDATA(10:2) ^ 圖框 SDATA(4:0) ^ 緩衝器 SWRn : WiM SCSn ' 翅 / 至圖框緩衝赛 第14圖 1406 1295049 義 目
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μ1^}1ϊλ^ 續頸^€3 I 00 Is I ¢3 €3 m M m I(N搬 1
射更)正替换頁 1295049 七、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：第（21)圖。 (二） 本代表圖之元件符號簡單說明： 2100 架構 2102 位置 2104 次像素着色引擎 2106 色域映射單元 2108 紅色色彩平面 2110 藍色色彩平面 2112 綠色色彩平面 2114 白色色彩平面 2116 色彩通道袼式化程式 2118 疋時緩衝控制器 2120 通道轉換器 2122 圖框緩衝器 2124 顯不面板 八、本案若魏學式時，請揭*最髓科簡_化學式：
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