TWI415461B - 顯示裝置上所顯示視頻資料之處理方法和裝置 - Google Patents

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TWI415461B
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Description

顯示裝置上所顯示視頻資料之處理方法和裝置
本發明係關於顯示裝置上所顯示視頻資料之處理方法，此顯示裝置具有複數發光元件，相當於圖像之圖元，包含設有GCC碼(重心寫碼)，供視頻輸入資料寫碼之用。此外，本發明係關於處理視頻資料用之個別裝置。
首先，假輪廓效應可以電漿顯示面板(PDD)來說明。一般而言，PDP利用放電晶格之矩陣陣列，只能「開」或「關」。所以，不像利用類比控制發光表現灰級的CRT或LCD，PDP是利用各晶格的脈波之脈寬調變(PWM)來控制灰級。此項時間調變可用眼睛在相當於眼睛對時間反應的期間加以整合。晶格在指定時幅內切換愈頻繁，其光度(亮度)愈高。例如，設置8位元光度位準(每種顏色256位準，故有16.7百萬色)，各位準可以下列8位元之組合表示：1－2－4－8－16－32－64－128
為實現如此寫碼，圖幅期間可分成8照亮副期(稱為副場)，各相當於一位元和一亮度位準。位元"2"之光脈波數，為位元"1"之倍數，依此類推。以此等8副期，可透過組合，建立256灰級。觀察者的眼睛可在圖幅期間整合此等副期，以捕捉正確灰級的印象。第1圖代表此項分解。
發光圖型引進新類別的影像品質降等，相當於灰級和顏色的擾動。此等可界定為「動態假輪廓效應」，當觀察點在電漿面板上運動時，相當於灰級和顏色的擾動，形成圖像上有色邊緣的幻影。此項圖像不良，引起在均質面積上出現強輪廓的印象。當影像有滑順梯度(像皮膚)且當發光期超過若干微秒時，會增進降等。
當觀察點(眼睛焦點面積)在PDP顯示幕上運動時，眼睛會遵循此項運動。因此，不再在整個圖幅整合同樣晶格(靜態整合)，而是將來自位於運動拋物線上的不同晶格之資訊加以整合，並將此等光脈波混合在一起來，導致誤訊號資訊。
基本上，以全然不同碼，從一位準過渡到另一位準時，即發生假輪廓效應。故第一點是從容許達成p灰級(典型上p＝256)之電碼(有n副場)，在有2n 可能的副場配置當中(在編碼作業時)，或p灰級當中(在視頻位準作業時)，選擇m灰級(m<p)，故密接的位準有密切的副場配置。
第二點是保持位準最多，以維持良好的視頻品質。為此，所選用位準最少應等於副場數的二倍。
就其他例而言，使用11副場模態，界定如下：1 2 3 5 8 12 18 27 41 58 80
為此等議題，在EP 1 256 924號內引進重心寫碼(GCC)。
如前所述，人眼會整合脈寬調變所發射光。故若有人顧慮到以基本碼加以編碼之全部視頻位準，則此等視頻位準的時間位置(光的重心)不會隨視頻位準連續成長，如第2圖所示。
此舉引進假輪廓。重心界定為副場「開」的重心，以其持續權值予以加權： 其中sfWi 為第一副場的副場權值。在第一副場為所選擇碼「開」時，δi 等於1，否則為0。sfCGi 為第一副場之重心，即其首先七個副場之時間位置，如第3圖所示。
於此選用的11副場碼而言，256視頻位準之時間重心，可以第4圖所示代表。
曲線並不單純，陳現許多跳越。此等跳移相當於假輪廓。按照GCC，此等跳移受到只選擇若干位準的抑制，重心為此隨視頻位準連續成長，惟達第一預定限度的低視頻位準範圍，和/或從第二預定限度起的高視頻位準範圍除外。此可藉描繪單純曲線，無前述圖上跳移，並選擇最接近點為之，見第5圖。因此，採用GCC時，不用全部可能之視頻位準。
在低視頻位準區內，應避免只選擇帶有成長重心的位準，因為可能的位準數少，故若只選擇成長重心位準，在黑暗位準即無足夠位準有優良視頻品質，因為人眼在黑暗位準很敏感。此外，暗區內的假輪廓可忽略。
在高位準區內，重心減，選擇位準亦降，但這不重要，因為人眼在高位準時不敏感。在此等區域內，眼睛不能夠分辨不同位準，而關於視頻位準，假輪廓位準可忽略(若顧及Weber－Fechner定律，眼睛只對相對波幅敏感)。由此等理由，只有在最大視頻位準的10%至80%間之視頻位準，曲線必須單純。
在此情況下，為此例，從256可能位準中選擇40位準(m＝40)。此等40位準得以保持優良的視頻品質(灰度肖像)。
在視頻位準作業時，可作此選擇，因為只能有少數位準(典型上為256)。但在編碼時作此選擇，有2n (n為副場數)的不同副場配置，故有更多位準可以選擇，見第6圖，其中各點相當於副場配置(有不同副場配置賦予同樣視頻位準)。
再者，此法可應用於不同寫碼，例如像100赫不變，亦賦予良好結果。
一方面，GCC構想可使假輪廓效應明顯減少。另方面，在圖像內引進雜訊，呈所需抖色形式，因為可得位準比所需為少。消失的位準，則利用可得GCC位準之空間性和時間性混合描繪。
為GCC構想所選擇位準數，為優於靜態區(較少抖色雜訊)但劣於運動區(較多假輪廓)之多位準數，和優於運動區(較少假輪廓效應)但劣於靜態區(較多抖色雜訊)之少位準數間妥協。其間可界定較大量GCC寫碼，位於二極端之間。
EP 1 376 521號引進之技術，是基於運動檢測，得以切換GCC的「開」或「關」，視圖像中是否有許多運動而定。
有鑑於此，本發明之目的，在於提供一種方法和裝置，得以使用減少假輪廓效應擾動之GCC。
按照本發明，此目的是利用顯示裝置上所顯示視頻資料之處理方法解決，顯示裝置具有複數發光元件，相當於圖像之圖元，此方法包含步驟為：提供GCC碼，供視頻輸入資料寫碼用；評估或提供圖像或部份圖像之運動波幅；提供該GCC碼之至少一子集碼；視該運動波幅，以該GCC碼或至少一子集碼，對視頻資料寫碼。
此外，本發明提供顯示裝置上所顯示視頻資料之處理裝置，顯示裝置具有複數發光元件，相當於圖像之圖元，包含寫碼機構，利用GCC碼對視頻輸入資料寫碼，所寫碼之視頻資料係可用於控制該顯示裝置，其中該寫碼機構係能夠評估或接收圖像或部份圖像之運動波幅，該寫碼機構能夠以該GCC碼或該至少一子集碼將視頻資料寫碼，視該運動波幅而定。
本發明構想之優點是，提供各種GCC碼，使例如視運動波幅(而非方向)幾乎直線改變寫碼。
在簡單具體例中，運動波幅係根據二圖像或二相對應部份圖像進行評估。另外，可設複合運動檢測器，對該寫碼機構提供有關圖像或部份圖像之運動波幅。
最好提供若干子集碼，具有彼此不同的寫碼位準數，而運動波幅指示運動愈多，用於寫碼的子集碼之寫碼位準數愈少。意即運動強度以漸進方式決定電碼。
GCC碼和至少一子集碼，可在記憶器內列表儲存。否則，若不用大型記憶器，可為各圖元發生子集碼。
按照進一步較佳具體例，測量圖像或部份圖像內的皮膚色調，另外(運動之外)視所測量的皮膚色調值，改變視頻資料寫碼用之電碼。若檢測皮膚色調，宜減少電碼位準數。電碼的變化，可將運動波幅值乘以視所測量皮膚色調值而定之倍數，和/或加偏差值，予以實施，運動波幅值係用於發生或選擇電碼。若處理器容量不夠大，視皮膚色調值而定之電碼，可從查索表(LUT)檢復。
本發明具體例如附圖所示，詳述如下。
本發明較佳具體例係關於GCC用之直線運動寫碼。
此構想背後之主要意念，是要有一集合碼，全部基於同樣架構。此為真正重點，蓋因若圖像分區域，視各區域運動而定，則二區域間之邊界必須不明顯。若各區域使用全然不同的碼字，邊界就會顯示假輪廓邊界。
所以，第一GCC碼是使用許多位準界定，並對靜態區提供優良且幾無雜訊之灰度。再基於此碼，位準逐步抑制至更適於快速運動之寫碼。然後，視各圖元所得運動資訊，使用適合之子集碼。
運動資訊可為簡單圖幅差異(二圖幅間差異愈強，被選用的位準數愈少)，或來自真正運動檢測或運動估計之更進步資訊。
以下假設在PDP視頻鏈開始時，運動資訊是以運動波幅賦予。此可由位在同樣晶片的運動檢測器/估計器，或由內有如此段塊的前端晶片提供。
第7圖表示視運動速度，可從靜態圖元之大量分立位準到快動圖元之少量分立位準，選用各種GCC模態。
在此實施例中，對靜態圖像使用具有255分立位準之GCC碼，如第7圖左上圖所示，慢動圖元的寫碼使用具有94分立位準之GCC碼，如該右上圖所示，中度運動圖元的寫碼使用具有54分立位準之GCC碼，如該右下圖所示，而快動圖元的寫碼使用具有38分立位準之GCC碼，如該左下圖所示。隨分立位準數減少，抖色雜訊位準增加。此僅為一例，可實施更多之副碼。
然而，此構想背後的主要意念之一是，在抖色雜訊位準和運動品質間，得到最佳妥協。此外，很重要的旨意是，全部GCC模態是以層系方式製成，否則構想不能很好作業。意即模態k自動成為模態k－1子集。
模態數有彈性，視目標應用而定。此等模態可全部儲存於各種表中之晶片內，或為各圖元而發生。在第一情況下，表間之選擇可視運動波幅資訊而定。在第二情況下，可用運動波幅資訊直接計算正確的GCC編碼值。
對第7圖所示同樣實施例的全局構想，列於下表：
此表每欄表示各模態選用的位準。空白格意味位準未選擇。中間模態(例如介於模態0和模態I之間)，符號"…"意指是否選用電碼，視最適過程而定。
從上表可見，模態1始終含有比模態k(若k<1)為少之分立位準。再者，來自模態1的所有分立位準，始終在模態k內可得。
次段擬議界定諸模態之可能性。尤其是顯示層系模態之可能性。
為了以直線方式界定全部所需模態，使其可對運動直線變化，乃根據與理想GCC曲線的距離，發展出新的構想。為圖示這種構想，第8圖展示三種曲線：－灰色菱塊曲線，以為靜態區界定的全部分立位準(例如在本例中為255)構成；－白色方塊曲線，以快動區之全部分立位準(例如在本例中為38)構成；－黑色理想曲線，選擇重心，使運動幻影減到最少。
為界定運動依賴性寫碼，對靜態區碼之各可行分立位準，界定參數DTI(與理想的距離)。此DTI說明碼字重心至理想GCC曲線(黑線)之距離。第9圖表示第8圖曲線同樣位置之DTI。DTI必須為各位準(碼字)進行評估。
則各DTI會與各碼字相關。為了視運動而得各種寫碼，各DTI與某一運動波幅加以比較。運動波幅愈高，具有所選擇碼字之DTI必須愈低。以此構想即可界定大量寫碼模態，因運動波幅而異。
茲就第10圖說明硬體實施構想。如前所述，具有層系結構的諸碼，可飛動式計算，或將諸碼儲存於不同的晶片上列表。
在第一種情況下，只有DTI是利用軟體計算，為各碼字儲存於晶片上LUT。B061如申請專利範圍第1項之方法，其後，為各進內圖元，發生或提供運動波幅資訊。此資訊可與各碼之DTI資訊比較，以決定是否必須使用電碼。
在第二種情況下，列表數P儲存於晶片。DTI資訊可用來界定此等列表，但並非絕對強制性。另外，可採用列表之某些實驗性微調，進一步改善行為。在此情況下，運動波幅會決定必須使用哪一列表，來對現時圖元寫碼。
按照第10圖，輸入R、G、B圖像前進至伽瑪方塊1，進行二次方程式函數，其形式為： 其中γ大約2.2左右上下，MAX代表最高可能之輸入值。輸出應至少12位元，以便正確描繪低位準。此伽瑪方塊1之輸出前進至運動波幅估計方塊2，此為可有可無(例如計算簡單圖幅差異)。然而，理論上，亦可在伽瑪方塊1之前，進行運動波幅估計。
在任何情況下，對各進內圖元而言，運動波幅資訊有強制性。若PDP IC內側無運動波幅估計，必須可將外部運動資訊(例如在前端部份供向上轉換目的用之運動估計輸出)。
運動波幅資訊送至寫碼選擇方塊3，選擇要用的適當GCC寫碼，或發生現時圖元可用的適當寫碼。基於此選擇或發生模態，更新再標度LUT 4和寫碼LUT 5。再標度單位4進行GCC，而寫碼單位5進行通常之副場寫碼。介於其間，抖色方塊6可加超過4位元抖色，以正確描繪視頻訊號。須知再標度方塊4的輸出為p×8位元，其中p代表所用GCC碼字總量(在本例中從255至38)。使用額外8位元供抖色目的，以便在抖色之後，只有p位準供編碼方塊5。編碼方塊5輸送3×16位元副場資料，至電漿顯示面板7。全部位元和抖色相關數只是舉例而已(可有超過16副場，亦可能超過4位元抖色)。
運動寫碼之進一步改進，可藉攸關織紋資訊達成。此等織紋資訊係例如關於膚色織紋。膚色織紋對運動詮釋非常敏感。所以，可用更多層系決定概念，來改進最後圖像品質，如第11圖所示。
因此，膚色區和正常區經不同處理(參見歐洲專利申請案04 291 674.2)。以膚色情況而言，甚至靜態區可以比正常區更適化的運動寫碼來處置。如第11圖所示，在伽瑪校正前後的輸入資料，為膚色織紋進行分析。若檢測到膚色，一般而言，即使用較低位準的電碼(即使靜態圖像為94位準，而快動圖元為38位準)。否則，若未檢測到膚色，則使用較高位準數的電碼(靜態圖元為255位準，快動圖元為54位準)。
在任何情況下，運動資訊對膚色區比對正常區的衝擊較大。
可能之實施方式是使用二不同集合之複數碼，但此舉如使用LUT，會增加晶片上記憶器太多，或者在膚色情況下，使運動波幅之轉型。
此等轉型公式如下： 其中|V|代表原有運動波幅。a和b值為膚色區使用之校正係數。當二者織紋在靜態區要有同樣寫碼，則選用b等於0。
1．．．伽瑪方塊
2．．．運動波幅估計方塊
3．．．寫碼選擇方塊
4．．．再標度單位
5．．．寫碼單位
6．．．抖色方塊
7．．．電漿顯示面板
第1圖為二進碼之圖幅期限組成圖；第2圖表示三個視頻位準之重心；第3圖表示副場之重心；第4圖表示因視頻位準而定之時間性重心；第5圖表示為GCC選用之視頻位準；第6圖表示為視頻位準的不同副場配置之重心；第7圖表示具有視運動強度而定的不同位準數之若干GCC碼時序圖；第8圖表示層系GCC碼之時序圖；第9圖為第8圖之部份圖；第10圖為實施本發明構想之方塊圖；第11圖為視運動和膚色而選擇適當碼之邏輯方塊圖。

Claims (8)

  1. 一種顯示裝置上所顯示視頻資料之處理方法，此顯示裝置具有複數發光元件，相當於圖像之圖元，此方法包括步驟為：提供GCC碼，供寫碼視頻輸入資料；評估或提供圖像或部份圖像之運動波幅；決定圖像或部份圖像之織紋值，該織紋值係膚色值；提供該GCC碼之至少一子集碼，視所決定織紋值改變GCC碼或一子集碼，是以該運動波幅值乘以視膚色值而定之因數，而該運動波幅值係用來產生或選擇GCC碼或一子集碼；寫碼視頻資料，對小運動波幅是以該GCC碼，或視該運動波幅，以該至少一子集碼，寫碼視頻資料，以及對較大運動波幅，選擇具有較低寫碼位準數之子集碼者。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該運動波幅是根據二圖像或二相對應圖像部份之差異，加以評估者。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中提供若干子集碼，具有彼此不同之寫碼位準數，而當運動波幅指示運動愈多，用於寫碼的子集碼之寫碼位準數即愈低者。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該GCC碼和該至少一子集碼，係列表儲存於記憶器內者。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中為各圖元產生該至少一子集碼者。
  6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中為各GCC碼，決定碼字重心和預定GCC曲線間之距離，且其中根據該距離，選擇GCC碼或一子集碼供寫碼該視頻資料者。
  7. 一種在顯示裝置上顯示用視頻資料之處理裝置，此顯示裝置具有複數發光元件，相當於圖像之圖元，此裝置包含： 寫碼機構，利用GCC碼寫碼視頻輸入資料，所寫碼視頻資料可用於控制該顯示裝置，其中該寫碼機構提供來評估或接收圖像或部份圖像之運動波幅；該寫碼機構提供該GCC碼之至少一子集碼；而該寫碼機構對小運動波幅是以該GCC碼，或視該運動波幅，以該至少一子集碼，寫碼視頻資料；其中對較大運動波幅，選擇具有較低寫碼位準數；織紋測量機構，供測量圖像或部份圖像內之織紋值，最好是膚色值，使該寫碼機構供改變所用GCC碼或一子集碼，另外視所決定織紋值，寫碼視頻資料者。
  8. 如申請專利範圍第7項之裝置，包含運動檢測機構，對該寫碼機構提供關於該圖像或部份圖像之運動波幅者。
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