TWI408947B - 影像調整裝置及影像調整方法 - Google Patents

Description

影像調整裝置及影像調整方法

本發明係有關於一種影像調整裝置及方法，特別是有關於用以增加影像訊號之垂直遮沒期間之影像調整裝置及方法。

三維立體顯示的技術中，目前較成熟的為時間序列的立體顯示，意即在時間序列上交替地顯示左眼與右眼的影像，並使觀眾的眼睛交替地看到左眼影像與右眼影像，具體而言，就是讓觀眾的左眼僅看到左眼影像，而讓觀眾的右眼僅看到右眼影像，例如，利用具有左眼及右眼快門的立體眼鏡，搭配一交替顯示左眼與右眼的影像的顯示器，即可讓觀眾觀賞到三維立體影像。

第1圖為利用一液晶顯示器及一立體眼鏡呈現一立體影像的時序控制示意圖。如第1圖所示，液晶顯示器係交替地顯示左眼與右眼影像，由於液晶顯示器是一種維持型(hold type)顯示器，液晶顯示器上每一像素係持續地顯示目前的像素資料，因此，液晶顯示器在更新顯示畫面為左眼影像的期間，其所顯示的畫面實際上包含部分右眼影像(尚未更新的部分)，同理，液晶顯示器在更新顯示畫面為右眼影像的期間，其所顯示的畫面實際上包含部分左眼影像。為避免產生干擾(crosstalk)，立體眼鏡僅能對應地開啟於垂直遮沒期間(vertical blanking interval，VBI)，意即在更新完左眼影像的垂直遮沒期間開啟立體眼鏡的左眼快門，而在開始更新為右眼影像時，即關閉立體眼鏡的左眼暨右眼快門；同理，在更新完右眼影像的垂直遮沒期間開啟立體眼鏡的右眼快門，而在開始更新為左眼影像時，即關閉立體眼鏡兩眼的快門。

由前述可知，當使用者使用立體眼鏡觀看立體影像時，僅能於垂直遮沒期間看到影像，然，一般影像訊號中垂直遮沒期間所佔有的時間並不長，在這情況下，使用者實際能看到影像的時間很短，除了會讓使用者感覺到影像的亮度很低外，還會造成立體影像的左/右畫面無法在大腦形成視覺暫留，因此使用者視覺上是看到左右分離的畫面，不會產生立體的效果。為解決此問題，在顯示三維立體影像時，必須增加影像訊號的垂直遮沒期間，藉以增加立體眼鏡可開啟的時間。習知技術增加垂直遮沒期間的方法，係先將影像訊號之像素資料寫入暫存記憶體中，經過一個以上之圖框時間後，再以一較快的讀取時脈將影像訊號之像素資料自記憶體中讀出，以產生調整後影像訊號，在此方法中，由於使用了較快的讀取時脈來讀取像素資料，因此可縮短垂直資料致能訊號中每一資料致能期間的長度，而調整後影像訊號的圖框週期保持不變，進而達到增加垂直遮沒期間的目的。請參考第2圖，第2圖係習知技術將影像訊號的垂直遮沒期間增加前後的影像訊號之垂直資料致能訊號之時序示意圖，第2圖中之垂直資料致能訊號VDE₁ 係包含於調整前影像訊號中，其具有複數個垂直資料致能期間，而每一垂直資料致能期間係用以指示調整前影像訊號中一對應影像圖框之像素資料的位置。垂直資料致能訊號VDE₂ 則包含於調整後影像訊號中，其亦具有複數個垂直資料致能期間，而每一垂直資料致能期間係用以指示調整後影像訊號中一對應影像圖框之像素資料的位置。如第2圖所示，調整後影像訊號之垂直資料致能訊號VDE₂ 第n-1個圖框的垂直資料致能期間VDE_{2_n-1} 的上升緣係對齊到調整前影像訊號之垂直資料致能訊號VDE₁ 第n個圖框的垂直資料致能期間VDE_{1_n} 的上升緣，代表調整後影像訊號係落後調整前影像訊號一個圖框週期。由此可知，習知增加垂直遮沒期間的方法係會造成調整後影像訊號相較於調整前影像訊號延遲一個以上之圖框週期，在有些顯示應用上，調整後影像訊號的延遲會造成使用者有訊息落後的情況，例如在顯示電視/電腦遊戲畫面時，調整後影像訊號的延遲可能會造成使用者因訊息落後而影響遊戲的成績。

本發明之目的在於提供一種用以增加一輸入影像訊號之垂直遮沒期間的影像調整裝置以及影像調整方法，使調整後之影像訊號保持同步於調整前之影像訊號，以避免產生影像延遲的問題。

為達到上述目的，本發明提出一種影像調整方法，其包括：提供一第一資料致能訊號，其包含一第一資料致能期間，該第一資料致能訊號係包含於一第一影像訊號中；以及產生一第二資料致能訊號，其包含一第二資料致能期間，該第二資料致能期間與該第一資料致能期間係對應到該第一影像訊號相同之一影像圖框，且該第二資料致能期間實質上重疊於該第一資料致能期間。

在本發明之影像調整方法之一實施例中，該第二資料致能期間係小於該第一資料致能期間，且該第二資料致能期間之起始點係落後於該第一資料致能期間之起始點。

為達到上述目的，本發明另提出一種影像調整裝置，用以增加一第一影像訊號之垂直遮沒期間，該第一影像訊號包含一第一資料致能訊號及一影像圖框之像素資料，而該第一資料致能訊號包含一第一資料致能期間，該影像調整裝置包括：一記憶體，用以儲存該第一影像訊號之該像素資料；以及一資料致能訊號產生器，用以產生一第二資料致能訊號，以控制該記憶體輸出該像素資料之時間點；其中，該第二資料致能訊號包含一第二資料致能期間，該第二資料致能期間與該第一資料致能期間皆對應到該第一影像訊號之該影像圖框，且該第二資料致能期間實質上重疊於該第一資料致能期間中。

在本發明之影像調整裝置之一實施例中，該資料致能訊號產生器係依據一預設時間、一圖框週期及一讀取時脈產生該第二資料致能訊號。

在一實施例中，本發明之影像調整裝置更包括一偵測器，用以偵測該第一資料致能訊號之一第一參考點，以產生一第一偵測訊號，以及偵測該第二資料致能訊號之一第二參考點，以產生一第二偵測訊號；一調整值產生器，用以依據該第一偵測訊號及該第二偵測訊號產生一調整值；以及一時脈產生器，用以產生該讀取時脈，並依據該調整值調整該讀取時脈。

本發明提出一種影像調整裝置，用以增加一影像訊號之垂直遮沒期間，並使調整後影像訊號保持實質上同步於調整前影像訊號，以避免產生影像延遲的問題。請參考第3圖，其係本發明之影像調整裝置之一實施例之功能方塊圖，影像調整裝置300包括一記憶體310、一資料致能訊號產生器320、一偵測器330一調整值產生器340、與一時脈產生器350。影像調整裝置300用以調整一輸入影像訊號Vin之垂直遮沒期間，以輸出一輸出影像訊號Vout，其中輸入影像訊號Vin包括一垂直資料致能訊號VDEin及影像資料，垂直資料致能訊號VDEin中包括複數資料致能期間，每一資料致能期間係分別用以指示影像資料中對應一圖框之像素資料的位置。記憶體310係用以暫存輸入影像訊號Vin之像素資料，實施上，輸入影像訊號Vin各圖框所對應之像素資料係依據垂直資料致能訊號VDEin及一寫入時脈WCLK依序被寫入記憶體310中，詳言之，輸入影像訊號Vin中每一圖框所對應之像素資料係位於垂直資料致能訊號VDEin之一資料致能期間中，在各個資料致能期間中，其對應的像素資料係依據寫入時脈WCLK的控制被寫入記憶體310中。

資料致能訊號產生器320係用以產生輸出影像訊號Vout之垂直資料致能訊號VDEout，以及控制記憶體310輸出儲存在其中之像素資料的時間點。請參考第4圖，其係顯示利用本發明之影像調整裝置增加垂直遮沒期間前後影像訊號之垂直資料致能訊號的時序示意圖，第4圖中之時間值T代表垂直遮沒期間增加的時間，而垂直資料致能訊號VDEin中一資料致能期間加上一垂直遮沒期間VBIin的時間長度即代表輸入影像訊號Vin之圖框週期，同理，垂直資料致能訊號VDEout中一資料致能期間加上一垂直遮沒期間VBIout的時間長度即代表輸出影像訊號Vout之圖框週期，在此實施例中，輸入影像訊號Vin之圖框週期相等於輸出影像訊號Vout之圖框週期。如第4圖所示，資料致能訊號產生器320所產生之垂直資料致能訊號VDEout包含一對應第n個圖框之垂直資料致能期間VDEout_n，而該對應第n個圖框之垂直資料致能期間VDEout_n係大部分位於垂直資料致能訊號VDEin中對應該第n個圖框之垂直資料致能期間VDEin_n中，且垂直資料致能期間VDEout_n係小於垂直資料致能期間VDEin_n。

資料致能訊號產生器320係產生一讀取訊號R至記憶體310，用以控制記憶體310輸出各圖框之像素資料的時間點，以使記憶體310在垂直資料致能訊號VDEout之各個垂直資料致能期間中分別輸出對應之圖框之像素資料，舉例來說，記憶體310係在垂直資料致能期間VDEout_n中輸出第n個圖框之像素資料，而在垂直資料致能期間VDEout_n+1中輸出第n+1個圖框之像素資料。在一實施例中，資料致能訊號產生器320所產生之垂直資料致能訊號VDEout即可做為讀取訊號R。而記憶體310所輸出各圖框之像素資料加上垂直資料致能訊號VDEout即形成輸出影像訊號Vout。

在一實施例中，資料致能訊號產生器320可包含一計數器，當影像調整裝置300開始接收輸入影像訊號Vin進行調整時，資料致能訊號產生器320之計數器即開始依據讀取時脈RCLK進行計數，經過時間值T之時間後，資料致能訊號產生器320即在垂直資料致能訊號VDEout中產生一資料致能期間(即一高位準期間)，產生該資料致能期間後，資料致能訊號產生器320之計數器仍持續計數直到達到一圖框週期P時，計數器累計的計數才被重置，並重新開始進行另一個圖框週期P的計數，藉此，資料致能訊號產生器320所產生的垂直資料致能訊號VDEout中包含週期性的資料致能期間，而每兩相鄰之資料致能期間之間則為一垂直遮沒期間VBIout。在每個資料致能期間，資料致能訊號產生器320並藉由讀取訊號R控制記憶體310輸出一圖框之像素資料，由於讀取訊號R係用以控制記憶體310輸出一圖框之像素資料的時間點，故當本發明之影像調整裝置應用於處理一三維立體影像時，更可利用該讀取訊號R控制一立體眼鏡的快門開關。

如第4圖所示，本發明之影像調整裝置300在輸入影像訊號Vin第n個圖框的像素資料完全被寫入記憶體310之前，就開始以一較快的讀取時脈輸出第n個圖框的像素資料，並使完成自記憶體310輸出該第n個圖框之像素資料的時間點接近或相等於將該第n個圖框之像素資料完全寫入記憶體310的時間點，因此可達成增加垂直遮沒期間的目的，又不會造成影像延遲的問題。下面將說明本發明之影像調整裝置如何調整讀取時脈的頻率，以使輸出影像訊號Vout具有與輸入影像訊號Vin相同之圖框週期。

為確保輸出影像訊號Vout的圖框週期相同於輸入影像訊號Vin的圖框週期，影像調整裝置300係藉由偵測器330偵測輸入影像訊號Vin之一第一參考點及輸出影像訊號Vout之一第二參考點，然後再利用偵測結果調整讀取時脈的頻率。偵測器330偵測輸入影像訊號Vin之一第一參考點出現的時間點，以產生一第一偵測信號Ir，舉例來說，偵測器330係由一邊緣偵測器構成，第一參考點可為輸入影像訊號Vin之垂直資料致能訊號VDEin的下降緣，每當偵測器330偵測到垂直資料致能訊號VDEin出現下降緣時，即產生一第一偵測信號Ir。偵測器330亦用以偵測輸出影像訊號Vout之第二參考點出現的時間點，第二參考點例如為輸出影像訊號Vout之垂直資料致能訊號VDEout的下降緣，每當偵測器330偵測到垂直資料致能訊號VDEout出現下降緣時，即產生一第二偵測信號Or。

調整值產生器340接收第一偵測信號Ir及第二偵測信號Or後，再據以分析以產生一適當調整值A，用以調整讀取時脈RCLK的頻率。請參考第5圖，其係本發明之影像調整裝置之調整值產生器340之一實施例之功能方塊示意圖，在第5圖之實施例中，調整值產生器340包括一計數器510及一決定單元520。當計數器510接收到該第一偵測信號Ir時，即啟動一計數操作，使計數器510依據一參考時脈SCLK進行計數，例如依據影像調整裝置300之一系統時脈進行計數，而當計數器510接收到該第二偵測信號Or時，即輸出一計數值C到決定單元520，然後重置計數器510。決定單元520再依據計數值C判斷讀取時脈RCLK的頻率是過快或是過慢，以產生一對應的調整值A。由於讀取時脈RCLK適當的頻率範圍可事先藉由垂直遮沒期間所欲增加的時間(時間值T)、寫入時脈的頻率、及輸入影像訊號之圖框週期計算出來，故時脈產生器350所產生的讀取時脈RCLK不至於與目標值相距太遠，因此，可藉由一參考值R來判斷讀取時脈RCLK的頻率係過快或過慢，該參考值R例如可為圖框週期的一半。

請參考第6圖，第6圖係顯示當讀取時脈過快時，輸入/輸出影像訊號之垂直資料致能訊號之時序示意圖，當讀取時脈RCLK的頻率過快時，會使自記憶體310完成讀出一圖框之像素資料的時間點早於將該圖框之像素資料完全寫入至記憶體310的時間點，進而使計數器510所產生的計數值C超過該參考值R，在第6圖的情況下，將發生欲自記憶體310讀出的像素資料卻尚未被寫入記憶體310的情形。因此，當計數值C超過該參考值時，決定單元520即判斷目前讀取時脈RCLK的頻率係過快，並產生一適當的調整值A，以對應地調慢讀取時脈RCLK的頻率。反之，當計數值C小於該參考值時，決定單元520即判斷目前讀取時脈RCLK的頻率係過慢，並產生一適當的調整值A，以對應地調快讀取時脈RCLK的頻率。上述之實施例僅用以說明本發明，並非用以限制本發明之範圍，在另一實施例中，當計數器510接收到該第二偵測信號Or時，即啟動一計數操作，而當計數器510接收到該第一偵測信號Ir時，即停止該計數操作，並輸出一計數值C到決定單元520，而決定單元520再對應地利用計數值C及一適當的參考值R，產生調整值A。

第7圖為本發明另一實施例中輸入及輸出影像訊號之垂直資料致能訊號的時序示意圖，在第7圖之實施例中，垂直資料致能訊號VDEin與垂直資料致能訊號VDEout之間係具有一小段預設之延遲時間Y，以避免當讀取時脈過快時，發生所欲讀取的資料尚未寫入記憶體310的情況，在此情形下，調整值產生器340在產生調整值A時亦會考量延遲時間Y的因素，舉例來說，前述的決定單元520於判斷讀取時脈RCLK的頻率係過快或過慢及產生調整值A時，係先將計數值C減去延遲時間Y，再與參考值R進行比較，並依據比較的結果產生適當的調整值A。

時脈產生器350係用以產生讀取時脈RCLK，並可依據調整值A調整讀取時脈RCLK的頻率，實施上，時脈產生器350例如由一鎖相迴路(Phase Locked Loop)所構成。時脈產生器350剛開始產生讀取時脈RCLK時，讀取時脈RCLK的頻率範圍可藉由垂直遮沒期間所欲增加的長度(時間值T)、寫入時脈的頻率、及輸入影像訊號Vin的圖框週期先估算出來，詳言之，因為輸入影像訊號Vin與輸出影像訊號Vout具有相同的圖框週期，且輸入影像訊號Vin每一圖框的像素資料數目亦與輸出影像訊號Vout相同，因此輸入影像訊號Vin與輸出影像訊號Vout的圖框週期可表示成數學式1：

VBIin+M/I=VBIin+T+M/O　(1)

其中，VBIin為輸入影像訊號之垂直遮沒期間，M為輸入/輸出影像訊號每一圖框的像素資料數目，I為寫入時脈WCLK的頻率，T為垂直遮沒期間所增加的長度，O為讀取時脈RCLK的頻率，而輸入影像訊號Vin之垂直遮沒期間VBIin加上垂直遮沒期間所增加的長度T即為輸出影像訊號Vout之垂直遮沒期間VBIout。若將垂直遮沒期間所增加的長度T以讀取時脈RCLK的頻率O來表示的話，數學式1可改寫成數學式2：

M/I=(N+M)/O　(2)

其中，N=T×O，N係代表時間值T以讀取時脈RCLK來計數所需要的個數，藉由數學式1或數學式2，即可預先估算出讀取時脈RCLK的頻率，並利用時脈產生器350產生讀取時脈RCLK，然後，時脈產生器350再利用調整值A對讀取時脈RCLK進行微調，以確保輸出影像訊號Vout與輸入影像訊號Vin具有相同的圖框週期，並且使輸出影像訊號Vout保持同步於輸入影像訊號Vin。

綜上所述，本發明提出一種用以增加垂直遮沒期間的影像調整裝置及影像調整方法，能有效地增加影像訊號之垂直遮沒期間，並使輸出影像訊號保持同步於輸入影像訊號，以避免產生影像延遲的問題。

本案圖式中所包含之各元件列示如下：

300．．．影像調整裝置

310．．．記憶體

320．．．資料致能訊號產生器

330．．．偵測器

340．．．調整值產生器

350．．．時脈產生器

510．．．計數器

520．．．決定單元

本案得藉由下列圖式及說明，俾得更深入之了解：

第1圖為利用一液晶顯示器及一立體眼鏡呈現一立體影像的時序控制示意圖。

第2圖係習知技術將影像訊號的垂直遮沒期間增加前後的時序示意圖。

第3圖係本發明之影像調整裝置之一實施例之功能方塊圖。

第4圖係顯示利用本發明之影像調整裝置增加垂直遮沒期間前後的時序示意圖。

第5圖係本發明之影像調整裝置之調整值產生器之一實施例之功能方塊示意圖。

第6圖係顯示當讀取時脈過快時，輸入/輸出影像訊號之垂直資料致能訊號之時序示意圖。

第7圖為本發明另一實施例中輸入及輸出影像訊號之垂直資料致能訊號的時序示意圖。

300．．．影像調整裝置

310．．．記憶體

320．．．資料致能訊號產生器

330．．．偵測器

340．．．調整值產生器

350．．．時脈產生器

Claims (20)

1. 一種影像調整方法，其包括：提供一第一資料致能訊號，其包含一第一資料致能期間，該第一資料致能訊號係包含於一第一影像訊號中，其中，該第一資料致能訊號於一第一時間點由一第一準位改為一第二準位，於一第二時間點由該第二準位改為該第一準位；該第一時間點與該第二時間點之間為該第一資料致能期間；且於該第一時間點利用一寫入時脈開始將該第一影像訊號之像素資料寫入於一記憶體，於該第二時間點該第一影像訊號之像素資料完全寫入該記憶體；以及產生一第二資料致能訊號，其包含一第二資料致能期間，其中，該第二資料致能訊號於一第三時間點由該第一準位改為該第二準位，於一第四時間點由該第二準位改為該第一準位，該第三時間點落後該第一時間點；該第三時間點與該第四時間點之間為該第二資料致能期間；且於該第三時間點利用一讀取時脈開始讀取該記憶體中該第一影像訊號之像素資料，於該第四時間點該第一影像訊號之像素資料讀取完成；以及調整該讀取時脈，使得該第四時間點等於該第二時間點或者該第四時間點落後該第二時間點。。
2. 如申請專利範圍第1項所述之影像調整方法，其中該第二資料致能期間係小於該第一資料致能期間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之影像調整方法，其中該第二資料致能期間之起始點係落後於該第一資料致能期間之起始點。
4. 如申請專利範圍第1項所述之影像調整方法，更包括：結合該第一影像訊號之像素資料與該第二資料致能訊號，以形成一第二影像訊號。
5. 如申請專利範圍第4項所述之影像調整方法，其中該第一影像訊號之像素資料係於該第一資料致能期間被寫入至該記憶體。
6. 如申請專利範圍第5項所述之影像調整方法，其中該記憶體係於該第二資料致能期間中輸出該第一影像訊號之像素資料。
7. 如申請專利範圍第1項所述之影像調整方法，更包括：依據該第二資料致能訊號產生一控制信號至一三維立體眼鏡。
8. 如申請專利範圍第1項所述之影像調整方法，更包括：將該第二資料致能訊號傳送至一三維立體眼鏡。
9. 一種影像調整裝置，用以增加一第一影像訊號之垂直遮沒期間，該第一影像訊號包含一第一資料致能訊號及一影像圖框之像素資料，而該第一資料致能訊號包含一第一資料致能期間，該影像調整裝置包括：一記憶體，於一第一時間點利用一寫入時脈開始將該影像圖框之像素資料寫入於一記憶體，於一第二時間點該影像圖框之像素資料完全寫入該記憶體，且於一第三時間點利用一讀取時脈開始讀取該記憶體中該影像圖框之像素資料，於一第四時間點該影像圖框之像素資料讀取完成；以及一資料致能訊號產生器，用以產生一第二資料致能訊 號，以及控制該記憶體輸出該影像圖框之像素資料之該第三時間點與該第四時間點；其中，該第一時間點與該第二時間點之間為該第一資料致能期間；該第三時間點與該第四時間點之間為該第一資料致能期間；該第三時間點落後該第一時間點；該第四時間點等於該第二時間點或者該第四時間點落後該第二時間點。
10. 如申請專利範圍第9項所述之影像調整裝置，其中該資料致能訊號產生器係依據一預設時間、一圖框週期及一讀取時脈產生該第二資料致能訊號。
11. 如申請專利範圍第9項所述之影像調整裝置，其中該記憶體於該第一資料致能期間中接收並儲存該影像圖框之像素資料。
12. 如申請專利範圍第9項所述之影像調整裝置，其中該記憶體於該第二資料致能期間中輸出該影像圖框之像素資料。
13. 如申請專利範圍第9項所述之影像調整裝置，其中該第二資料致能訊號與該記憶體所輸出之該影像圖框之像素資料形成一第二影像訊號。
14. 如申請專利範圍第9項所述之影像調整裝置，其中該資料致能訊號產生器產生一讀取訊號以控制該記憶體輸出該影像圖框之像素資料之該第三時間點與該第四時間點。
15. 如申請專利範圍第14項所述之影像調整裝置，其中該讀取訊號即該第二資料致能訊號。
16. 如申請專利範圍第9項所述之影像調整裝置，更包括： 一偵測器，用以偵測該第一資料致能訊號之一第一參考點，以產生一第一偵測訊號，以及偵測該第二資料致能訊號之一第二參考點，以產生一第二偵測訊號；一調整值產生器，用以依據該第一偵測訊號及該第二偵測訊號產生一調整值；以及一時脈產生器，用以產生該讀取時脈，並依據該調整值調整該讀取時脈。
17. 如申請專利範圍第16項所述之影像調整裝置，其中該第一參考點為該第一資料致能訊號之一第一轉態邊緣。
18. 如申請專利範圍第16項所述之影像調整裝置，其中該第二參考點為該第二資料致能訊號之一第二轉態邊緣。
19. 如申請專利範圍第9項所述之影像調整裝置，其中該資料致能訊號產生器更產生一控制信號至一三維立體眼鏡。
20. 如申請專利範圍第19項所述之影像調整裝置，其中該控制信號為該第二資料致能訊號。