TWI413944B - 影像補償方法及影像補償模組 - Google Patents

Description

影像補償方法及影像補償模組

本發明關於一種影像補償方法，特別關於一種影像補償方法及影像補償模組。

平面顯示裝置(Flat Panel Display,FPD)以其耗電量低、發熱量少、重量輕、以及非輻射性等等優點，已經被使用於各式各樣的電子產品中，並且逐漸地取代傳統的陰極射線管顯示裝置(Cathode Ray Tube Display Apparatus,CRT Display Apparatus)。

平面顯示裝置是以陣列的畫素來顯示一影像，例如以1024×768的顯示解析度來說，顯示的畫素有786432(1024×768)個畫素，若以各畫素有紅、藍、綠三個子畫素，則顯示的畫素約有二佰多萬個。每一畫素皆由一畫素資料驅動而具有一灰階值，若是以8位元的灰階值而言，各畫素有256個灰階，即各畫素有256種不同顯示的色彩，藉由各畫素顯示色彩即形成一影像。

為了增強色彩解析度，習知技術有對原有的畫素資料進行補償，例如將原本6位元的畫素資料補償為8位元，如此被補償的畫素之灰階值由原本的64灰階變成256灰階。然而，習知的畫素補償方法主要是對原有的畫素資料的灰階值進行平均來補償，如此一來，原本具有差異性的灰階值的畫素資料亦會被認定為需要平均來補償，進而失 去影像原本的銳利度(Sharpness)。

因此，如何提供一種影像補償方法及影像補償模組，能夠對原有的畫素資料進行補償，並保有影像的銳利度，進而提升影像顯示品質，實為當前重要課題之一。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種能夠對原有的畫素資料進行補償，並保有影像的銳利度之影像補償方法及影像補償模組。

為達上述目的，依本發明之一種影像補償方法包含下列步驟：接收一畫素資料，畫素資料包含複數個畫素的灰階值，各灰階值由一第一位元數所構成；判斷畫素資料中是否有相鄰的一第一畫素資料及一第二畫素資料，且第二畫素資料的灰階值與第一畫素資料的灰階值相差小於一特定值，並且第二畫素資料包含至少兩個畫素的灰階值；以及將第二畫素資料之至少一畫素的灰階值補償為第二位元數，第二位元數多於第一位元數。

為達上述目的，依本發明之一種影像補償模組包含一判斷單元以及一補償單元。判斷單元接收一畫素資料，畫素資料包含複數個畫素的灰階值，各灰階值由一第一位元數所構成，並判斷畫素資料中是否有相鄰的一第一畫素資料及一第二畫素資料，且第二畫素資料的灰階值與第一畫素資料的灰階值相差小於一特定值，並且第二畫素資料包含至少兩個畫素的灰階值。補償單元與判斷單元電性連 接，並將第二畫素資料之至少一畫素的灰階值補償為第二位元數，第二位元數多於第一位元數。

承上所述，依本發明之一種影像補償方法及影像補償模組先判斷相鄰的兩畫素資料的灰階值相差是否小於一特定值，且其中一畫素資料是否包含至少兩個畫素的灰階值，若為是，才對原本的畫素資料進行補償。如此一來，可大幅縮小需要補償之畫素資料的範圍，避免補償到具有實際差異性的畫素資料，進而保持影像銳利度並提升影像顯示品質。

以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之一種影像補償方法及影像補償模組，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。

如圖1所示，本發明較佳實施例之一種影像補償模組1包含一判斷單元11及一補償單元12，兩者電性連接。如圖2所示，本發明較佳實施例之一種影像補償方法包含步驟S01至步驟S03。以下請參照圖1及圖2說明本實施例之影像補償模組1及影像補償方法。

首先，步驟S01為接收一畫素資料D₁ ，畫素資料D₁ 包含複數個畫素的灰階值，各灰階值由一第一位元數所構成。在本實施例中，判斷單元11接收如圖3A所示的畫素資料D₁ ，畫素資料D₁ 包含一第一畫素資料D₁₁ 及一第二畫素資料D₁₂ ，畫素資料D₁₁ 及D₁₂ 各具有四個畫素的灰階 值，各灰階值由一第一位元數所構成，於此以8位元為例，即各灰階值具有256灰階。當然，本發明並不限制第一位元數的大小。

再者，步驟S02為判斷畫素資料D₁ 中是否有相鄰的一第一畫素資料D₁₁ 及一第二畫素資料D₁₂ ，且第二畫素資料D₁₂ 的灰階值與第一畫素資料D₁₁ 的灰階值相差小於一特定值，並且第二畫素資料D₁₂ 包含至少兩個畫素的灰階值。在本實施例中，第一畫素資料D₁₁ 具有四個畫素的的灰階值，且其灰階值皆相同，例如為X＋1。第二畫素資料D₁₂ 具有四個畫素P_11~14 的灰階值，且其灰階值皆相同，例如為X，此外，本實施例的特定值是以3為例。承上所述，本實施例的畫素資料D₁ 是以符合上述條件為例，即第二畫素資料D₁₂ 的灰階值與第一畫素資料D₁₁ 的灰階值相差小於特定值(<3)，並且第二畫素資料D₁₂ 包含至少兩個相同的畫素的灰階值。

在本實施例中，判斷單元11進行步驟S02的判斷，且在判斷後輸出一補償訊號D_C1 (如圖3B所示)至補償單元12。

步驟S03為將第二畫素資料D₁₂ 之至少一畫素的灰階值補償為第二位元數，且第二位元數多於第一位元數。在本實施例中，補償單元12依據補償訊號D_C1 對畫素資料D₁ 進行補償，並輸出一補償後的畫素資料D₁ '(如圖3C所示)。本實施例中，第二位元數是以10位元為例，補償單元12將畫素資料D₁ 與補償訊號D_C1 相加並得到畫素資料 D₁ '，在畫素資料D₁ '中，第二畫素資料D₁₂ 所對應的四個畫素P_11~14 具有10位元的灰階值，即各灰階值具有1024灰階，各畫素P_11~14 的灰階值分別為X＋3/4、X＋2/4、X＋1/4及X。補償後的灰階值位於兩畫素資料D₁₁ 及D₁₂ 的灰階值之間，並呈漸減。

由於本實施例的第一位元數及第二位元數相差二位元，故補償後的灰階值具有以四為分母的分數；當然，隨著位元數的不同，補償後的灰階值也就不同。另外，除了如上述以漸減方式補償之外，亦可有其他的補償方式，例如畫素P₁₁ 、P₁₂ 、P₁₃ 補償後的灰階值可為X＋3/4、X＋3/4及X＋1/4、X＋1/4、X＋3/4及X＋1/4、X＋2/4、X＋2/4及X＋1/4或其他等等。另外，本實施例的十位元僅為舉例，本發明並不限制第二位元數的大小，只要第二位元數比第一位元數多即可。

以上是說明本發明的補償方法是在什麼條件下才進行(即相鄰的第一畫素資料及第二畫素資料，兩者的灰階值小於一特定值，並且第二畫素資料包含至少兩個畫素的灰階值)，以及補償後的畫素資料為何。

以下舉例說明判斷單元11如何判斷第一畫素資料D₁₁ 及第二畫素資料D₁₂ ，兩者的灰階值是否小於一特定值，以及第二畫素資料D₁₂ 是否包含至少兩個畫素的灰階值。如圖4及圖5所示，影像補償模組1的判斷單元11更具有一相位偏移元件111及一比對元件112，兩者電性連接。相位偏移元件111接收畫素資料D₁ ，並對其相位偏移以得 到一偏移畫素資料D_1S 。比對元件112比對偏移畫素資料D_1S 及畫素資料D₁ 以判斷是否有符合補償條件的第一畫素資料D₁₁ 及第二畫素資料D₁₂ 。另外，影像補償模組1更包含一緩衝單元(Buffer)13，其與補償單元12電性連接，並將畫素資料D₁ 傳送至補償單元12。

在本實施例中，比對元件112將偏移畫素資料D_1S 減去畫素資料D₁ ，並依據對應的畫素依序得到【0001000】等數據(如圖5)，藉由上述數據便可得知第一畫素資料D₁₁ 及第二畫素資料D₁₂ 的灰階值差1(小於3)，且由1後面的0可得知第二畫素資料D₁₂ 所對應之畫素的數量為4(大於等於2)。如此便可得知畫素資料D₁ 是否符合補償的條件，若是符合，比對元件112輸出償訊號D_C1 ，補償單元12依據補償訊號D_C1 對由緩衝單元13所傳送的畫素資料D₁ 進行補償，並得到畫素資料D₁ '。

另外，本實施例的判斷單元11所接收的畫素資料可具有多種變化態樣，以下再舉兩個變化態樣，但並非用以限制本發明。

圖6A顯示另一種畫素資料D₂ ，其包含相鄰的第一畫素資料D₂₁ 及第二畫素資料D₂₂ ，其中，第一畫素資料D₂₁ 具有四個畫素P_21~24 的灰階值，灰階值例如為X。第二畫素資料D₂₂ 具有四個畫素的灰階值，灰階值例如為X＋1。本實施例的畫素資料D₂ 亦符合補償的條件，故判斷單元11在進行如步驟S02的判斷之後，輸出一補償訊號D_C2 (如圖6B所示)至補償單元12。補償單元12依據補償訊號 D_C2 對畫素資料D₂ 進行補償，並輸出一補償後的畫素資料D₂ '(如圖6C所示)。

本實施例的補償單元12是對第二畫素資料D₂₂ 的後三個畫素P₂₂ 、P₂₃ 、P₂₄ 進行補償，補償後的灰階值分別為X＋1/4、X＋2/4及X＋3/4，即補償後的灰階值位於兩畫素資料D₂₁ 及D₂₂ 的灰階值之間，並呈漸增。當然，上述補償方式僅為舉例說明，並非用以限制本發明。

另外，畫素資料D₂ 亦可藉由相位偏移元件111及比對元件112來判斷是否有符合補償條件。如圖7所示，相位偏移元件111對畫素資料D₂ 相位偏移並得到一偏移畫素資料D_2S ，比對元件112將偏移畫素資料D_2S 減去畫素資料D₂ ，並依據對應的畫素得到【000－1000】等數據，藉由上述數據便可得知第一畫素資料D₁₁ 及第二畫素資料D₁₂ 的灰階值差1(小於3)，且由－1前面的0可得知第二畫素資料D₂₂ 所對應之畫素的數量為4(大於等於2)。

圖8A顯示另一種畫素資料D₃ ，其包含相鄰的第一畫素資料D₃₁ 、第二畫素資料D₃₂ 及一第三畫素資料D₃₃ ，其中，第一畫素資料D₃₁ 具有四個畫素的灰階值，灰階值例如為X＋1，第二畫素資料D₃₂ 具有七個畫素P_31~37 的灰階值，灰階值例如為X，第三畫素資料D₃₃ 具有四個畫素的灰階值，灰階值例如為X＋1。本實施例的畫素資料D₃ 亦符合補償的條件，故判斷單元11在進行如步驟S02的判斷之後，輸出一補償訊號D_C3 (如圖8B所示)至補償單元12。補償單元12依據補償訊號D_C3 對畫素資料D₃ 進行補 償，並輸出一補償後的畫素資料D₃ '(如圖8C所示)。

本實施例的補償單元12是對第二畫素資料D₃₂ 的七個畫素P_31~37 進行補償，補償後的灰階值自畫素P₃₁ 至畫素P₃₇ 分別為X＋3/4、X＋2/4及X＋1/4、X、X＋1/4、X＋2/4及X＋3/4，即補償後的灰階值位於兩畫素資料D₃₁ 及D₃₃ 的灰階值之間，並呈漸減及漸增。此外，第二畫素資料D₃₂ 的灰階值是依據位於第二畫素資料D₃₂ 的數量進行補償，於此，所有的第二畫素資料D₃₂ 所對應的畫素皆得到補償。

另外，畫素資料D₃ 亦可藉由相位偏移元件111及比對元件112來判斷是否有符合補償條件。如圖9所示，相位偏移元件111對畫素資料D₃ 相位偏移並得到一偏移畫素資料D_3S ，比對元件112將偏移畫素資料D_3S 減去畫素資料D₃ ，並依據對應的畫素得到【0001000000－1000】等數據，藉由上述數據便可得知第一畫素資料D₃₁ 及第二畫素資料D₃₂ 的灰階值差1(小於3)且第二畫素資料D₃₂ 及第三畫素資料D₃₃ 的灰階值差1(小於3)，此外，由1與－1之間的0可得知第二畫素資料D₃₂ 所對應之畫素的數量為7(大於等於2)。

本發明的影像補償方法可應用於畫素或子畫素，即上述畫素資料所對應的畫素可為子畫素或由子畫素所構成的畫素。另外，如圖10所示，一平面顯示面板2具有複數個陣列設置的畫素，而本發明的畫素資料所對應的畫素可為水平排列或垂直排列。此外，本發明的影像補償模組可設計為軟體、韌體或硬體，並可設置於平面顯示裝置的 驅動電路中，例如以液晶顯示裝置為例，影像補償模組可設置於時序控制電路(TCON)中。

綜上所述，依本發明之一種影像補償方法及影像補償模組先判斷相鄰的兩畫素資料的灰階值相差是否小於一特定值，且其中一畫素資料是否包含至少兩個畫素的灰階值，若為是，才對原本的畫素資料進行補償。如此一來，可大幅縮小需要補償之畫素資料的範圍，避免補償到具有實際差異性的畫素資料，進而保持影像銳利度並提升影像顯示品質。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1‧‧‧影像補償模組

11‧‧‧判斷單元

111‧‧‧相位偏移元件

112‧‧‧比對元件

12‧‧‧補償單元

2‧‧‧平面顯示面板

D₁ ~D₃ 、D₁ '~D₃ '‧‧‧畫素資料

D₁₁ 、D₂₁ 、D₃₁ ‧‧‧第一畫素資料

D₁₂ 、D₂₂ 、D₃₂ ‧‧‧第二畫素資料

D₃₃ ‧‧‧第三畫素資料

D_1S 、D_2S 、D_3S ‧‧‧偏移畫素資料

D_C1 、D_C2 、D_C3 ‧‧‧補償訊號

P_11~14 、P_21~24 、P_31~37 ‧‧‧畫素

S01~S03‧‧‧影像補償方法的步驟

圖1為依據本發明較佳實施例之一種影像補償模組的方塊圖；圖2為依據本發明較佳實施例之一種影像補償方法的流程圖；圖3A至圖3C分別為本發明較佳實施例之一種畫素資料、補償訊號及補償後的畫素資料的示意圖；圖4為依據本發明較佳實施例之影像補償模組的另一方塊圖；圖5為依據本發明較佳實施例之一種畫素資料及偏移畫素資料的示意圖； 圖6A至圖6C分別為本發明較佳實施例之另一種畫素資料、補償訊號及補償後的畫素資料的示意圖；圖7為依據本發明較佳實施例之另一種畫素資料及偏移畫素資料的示意圖；圖8A至圖8C分別為本發明較佳實施例之再一種畫素資料、補償訊號及補償後的畫素資料的示意圖；圖9為依據本發明較佳實施例之再一種畫素資料及偏移畫素資料的示意圖；以及圖10為本發明較佳實施例之畫素資料所對應的畫素的示意圖。

S01~S03‧‧‧影像補償方法的步驟

Claims (19)

1. 一種影像補償方法，包含下列步驟：接收一畫素資料，該畫素資料包含複數個畫素的灰階值，各灰階值由一第一位元數所構成；判斷該畫素資料中是否有相鄰的一第一畫素資料及一第二畫素資料，且該第二畫素資料的灰階值與該第一畫素資料的灰階值相差小於一特定值，並且該第二畫素資料包含至少兩個畫素的灰階值；以及將該第二畫素資料之至少一畫素的灰階值補償為一第二位元數，該第二位元數多於該第一位元數。
2. 如申請專利範圍第1項所述之影像補償方法，其中該第一畫素資料及該第二畫素資料所對應的畫素為水平排列或垂直排列。
3. 如申請專利範圍第1項所述之影像補償方法，其中該特定值為3。
4. 如申請專利範圍第1項所述之影像補償方法，其中該第二畫素資料的灰階值在補償後呈漸增及/或漸減。
5. 如申請專利範圍第1項所述之影像補償方法，其中該判斷之步驟更包含：相位偏移該畫素資料並得到一偏移畫素資料；以及比對該偏移畫素資料及該畫素資料以判斷是否有該第一畫素資料及該第二畫素資料。
6. 如申請專利範圍第1項所述之影像補償方法，更包含一步驟： 判斷是否有一第三畫素資料與該第二畫素資料相連，且該第三畫素資料的灰階值不同於該第二畫素資料的灰階值。
7. 如申請專利範圍第6項所述之影像補償方法，更包含一步驟：判斷位於該第一畫素資料及該第三畫素資料之間的該第二畫素資料所對應之畫素的數量。
8. 如申請專利範圍第7項所述之影像補償方法，其中判斷數量之步驟更包含：相位偏移該畫素資料並得到一偏移畫素資料；以及比對該偏移畫素資料及該畫素資料以判斷該數量。
9. 如申請專利範圍第7項所述之影像補償方法，其中該第二畫素資料的灰階值是依據該數量進行補償。
10. 一種影像補償模組，包含：一判斷單元，接收一畫素資料，該畫素資料包含複數個畫素的灰階值，各灰階值由一第一位元數所構成，並判斷該畫素資料中是否有相鄰的一第一畫素資料及一第二畫素資料，且該第二畫素資料的灰階值與該第一畫素資料的灰階值相差小於一特定值，並且該第二畫素資料包含至少兩個畫素的灰階值；以及一補償單元，與該判斷單元電性連接，並將該第二畫素資料之至少一畫素的灰階值補償為第二位元數，該第二位元數多於該第一位元數。
11. 如申請專利範圍第10項所述之影像補償模組，其中該第一畫素資料及該第二畫素資料所對應的畫素為水平排列或垂直排列。
12. 如申請專利範圍第10項所述之影像補償模組，其中該特定值為3。
13. 如申請專利範圍第10項所述之影像補償模組，其中該第二畫素資料的灰階值在補償後呈漸增及/或漸減。
14. 如申請專利範圍第10項所述之影像補償模組，其中該判斷單元具有一相位偏移元件及一比對元件，該相位偏移元件對該畫素資料相位偏移並得到一偏移畫素資料，該比對元件比對該偏移畫素資料及該畫素資料以判斷是否有該第一畫素資料及該第二畫素資料。
15. 如申請專利範圍第10項所述之影像補償模組，其中該判斷單元判斷是否有一第三畫素資料與該第二畫素資料相連，且該第三畫素資料的灰階值不同於該第二畫素資料的灰階值。
16. 如申請專利範圍第15項所述之影像補償模組，其中該判斷單元判斷位於該第一畫素資料及該第三畫素資料之間的該第二畫素資料所對應之畫素的數量。
17. 如申請專利範圍第16項所述之影像補償模組，其中該判斷單元具有一相位偏移元件及一比對元件，該相位偏移元件對該畫素資料相位偏移並得到一偏移畫素資料，該比對元件比對該偏移畫素資料及該畫素資料以判斷該數量。
18. 如申請專利範圍第16項所述之影像補償模組，其中該補償單元依據該數量對該第二畫素資料進行補償。
19. 如申請專利範圍第10項所述之影像補償模組，更包含：一緩衝單元，與該補償單元電性連接，並將該畫素資料傳送至該補償單元。