TWI459357B - 解析度定標器 - Google Patents

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TWI459357B
TWI459357B TW094129852A TW94129852A TWI459357B TW I459357 B TWI459357 B TW I459357B TW 094129852 A TW094129852 A TW 094129852A TW 94129852 A TW94129852 A TW 94129852A TW I459357 B TWI459357 B TW I459357B
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Description

解析度定標器
本發明係關於一種用於數位顯示裝置中之解析度定標器；且，更特定言之，係關於一種用於使一具有一預定解析度之影像訊號按比例縮放至一具有一較該預定解析度更低之解析度的新影像訊號的解析度定標器。
在諸如陰極射線管(CRT)與液晶顯示器(LCD)之數位顯示裝置的每一框架處所顯示的許多框架資料對應於一預定解析度。舉例而言，若一數位顯示裝置之解析度為640×480，則一框架資料係由307,200個像素資料組成。
大體上，向一顯示裝置所輸出之框架資料具備該顯示裝置之預定解析度。然而，在某些狀況下，該顯示裝置之解析度係低於或高於該框架資料之解析度的。
儘管框架資料之解析度高於顯示裝置之解析度，但是若框架資料之解析度是顯示裝置之解析度的倍數，則框架資料與顯示裝置之間的解析度差異係很容易被解決的。舉例而言，在向一具有320×240解析度之顯示裝置輸出一具有640×480解析度之框架資料時，可藉由輸出該框架資料之每偶數像素資料或輸出該框架資料之每奇數像素資料而使該框架資料顯示於該顯示裝置上。
另一方面，當框架資料之解析度並非是顯示裝置之解析度的倍數時，更特定言之，框架資料之解析度與顯示裝置之解析度的差異細微時，在具有低解析度之顯示裝置上顯示具有高解析度之框架資料係困難的。
為使在具有低解析度之顯示裝置上顯示具有高解析度之框架資料成為可能，藉由使用一解析度定標器來形成一新的具有該顯示裝置之低解析度的框架資料。此處，該解析度定標器藉由使原始框架資料之像素資料與一預定權重相乘且使每兩個相鄰像素資料相加來產生低解析度。
圖1係描述一習知解析度定標器之方塊圖。
如圖所示，該習知解析度定標器具有一計數器控制器10及一像素定標器20。該計數器控制器10向該像素定標器20輸出一第一權重AM。該像素定標器20實際上執行一解析度定標運算。
圖2係描述圖1中所示之像素定標器之方塊圖。
如圖所示，該像素定標器20包括：一第一輸入暫存器22、一第二輸入暫存器24、一第一乘法器26、一第二乘法器28及一加法器29。
該第一輸入暫存器22接收一原始像素資料DN以藉此儲存一當前像素資料；該第二輸入暫存器24則儲存經由該第一輸入暫存器22傳輸來的先前像素資料。該第一乘法器26使該當前像素資料與一第一權重AM相乘。該第二乘法器28使該先前像素資料與一第二權重(1－AM)相乘。該加法器29使來自該第一乘法器26與該第二乘法器28之輸出相加，以藉此輸出一經轉換之像素資料RN。
如上文所述，該第二權重(1－AM)係藉由用'1'減去該第一權重AM而產生。該像素定標器20接收該第一權重AM與該第二權重(1－AM)以藉此產生該經轉換之像素資料RN。
與此同時，該習知解析度定標器使用兩個乘法器16與18以產生一像素資料。然而，該乘法器佔用一大塊空間且，更進而言之，其非常昂貴。此外，該乘法運算較其它運算消耗更多時間。
因此，本發明之一個目標在於提供一種具有高運算速度且縮減了硬體尺寸並降低了建構成本之解析度定標器。
根據本發明之一態樣，存在一解析度定標器，其包括：一第一輸入暫存器，其用於儲存一當前像素資料；一第二輸入暫存器，其用於儲存一先前像素資料；及一移位相加區塊，其用於藉由使一藉由對該當前像素資料進行移位而獲得之第一移位值與一藉由對該先前像素資料進行移位而獲得之第二移位值相加來輸出一經定標之像素資料。於此，該移位相加區塊包括：一第一移位加法器，其用於藉由使複數個藉由對該當前像素資料進行移位而產生之第一移位參數相加來輸出該第一移位值；一第二移位加法器，其用於藉由使複數個藉由對該先前像素資料進行移位而產生之第二移位參數相加來輸出該第二移位值；及一加法器，其用於藉由使該第一移位值與該第二移位值相加來輸出該經定標之像素資料。
根據本發明之一態樣，存在一解析度定標器，其包括：一輸入暫存器，其用於儲存N個連續輸入之像素資料；一M個移位相加區塊，其用於藉由使一藉由對儲存於該輸入暫存器中之一第一輸入像素資料進行移位而產生的第一移位值與一藉由對儲存於該輸入暫存器中之一第二輸入像素資料進行移位而產生的第二移位值相加來輸出一經定標之像素資料，其中，該第一像素資料與該第二像素資料相鄰且N與M係自然數。
在下文中，將參看附圖詳細描述一根據本發明之解析度定標器。
為了減少因使用乘法器而導致之問題，本發明提出一種不使用乘法器之解析度定標器。根據本發明之解析度定標器具有一計數器控制器100及一像素定標器200。
圖3係描述根據本發明之一實施例之用於解析度定標器之計數器控制器100的方塊圖。
如圖所示，該計數器控制器100包括一輸入計數器120、一累積器140以及一比較器160。
該輸入計數器120接收一參考時脈CLK以藉此輸出一輸入計數IN_COUNT及一輸入至該累積器140之重置訊號RESET。該輸入計數IN_COUNT在每次輸入參考時脈CLK時增加，且指示待輸出之像素資料的線位置(line position)。該參考時脈CLK被解析度定標器用作時序參考且被輸入計數器120用作計數時脈。換而言之，該參考時脈CLK被累積器140及比較器160用作一驅動參考訊號。
該累積器140在每次輸入該參考時脈CLK時累加一係數COF。該係數COF係基於輸入框架資料之解析度與顯示裝置之解析度而判定。在該累積器140中所計算出之一累積值在被劃分成一整數部分INT_COUNT與一小數部分DEC_COUNT後被輸出。於此，自該累積器140中輸出之小數部分DEC_COUNT作為第一權重AM輸入至該像素定標器200中。
該比較器160將該輸入計數IN_COUNT與該整數部分INT_COUNT相比較。若該輸入計數IN_COUNT與該整數部分INT_COUNT不同，則該比較器160輸出一經啟用之等待訊號WAIT。該等待訊號WAIT被輸入至該累積器140中，以藉此在該等待訊號WAIT啟用時停止(hold)該累積器140之累積運算。此可藉由使用邏輯閘容易地實現。該等待訊號WAIT亦被輸入至參與執行在顯示裝置上顯示像素資料之過程的諸單元中，以藉此使該等單元停止顯示像素資料達對應於輸入計數IN_COUNT的一段時間。
圖4係示範圖3中所示之計數器控制器100之運算的圖，其中原始框架資料具有720水平解析度，經定標之框架資料具有560水平解析度。
因為該解析度定標器回應於該參考時脈CLK而接收原始框架資料，所以該解析度定標器需耗時720個參考時脈週期來輸出自原始像素資料轉換而來之經定標之像素資料。換而言之，該解析度定標器於參考時脈CLK之720個週期中輸出560個經定標之像素資料。因此，該解析度定標器需耗時720/560(意即，約1.2857)個參考時脈週期來輸出每一經定標之像素資料。
然而，使數位電路運算回應於上述實數週期幾乎係不可能的。因此，若於9個參考時脈週期而非720/560個週期中輸出7個像素資料，則輸出一像素資料之平均參考時脈週期可變成大約1.2857個參考時脈週期。該計數器控制器100回應於一適當之係數COF而控制輸出一像素資料之平均參考時脈週期。當解析度定標器在9個參考時脈週期中輸出7個經定標之像素資料時，輸入至累積器140中之係數COF係一對應於十進制數"1.2857"之十六進制數"1.49H"。
參看圖4，於將該參考時脈CLK輸入至該計數器控制器100中之前，一儲存於該累積器140中之累積值的初始值係十六進制數"00H"。在輸入一第一參考時脈CLK後，輸入計數IN_COUNT變成"1"。因為"1.2857"，意即，十六進制數"1.49H"，係作為係數COF輸入至累積器140中，所以累積值變成"1.2857"。因此，整數部分INT_COUNT變成"1"且小數部分DEC_COUNT變成"2857"，意即，十六進制數值"49H"。如此，回應於該參考時脈CLK，"1.2857"之係數COF被加到儲存於該累積器140中的累積數字中且，因此，整數部分INT_COUNT與小數部分DEC_COUNT增加。
與此同時，當一第四參考時脈被輸入至該輸入計數器120中時，該輸入計數IN_COUNT變成"4"且累積值變成"1.2857×4＝5.1429"。因此，整數部分INT_COUNT變成"5"，且小數部分DEC_COUNT變成"1429"，意即，一十六進制數值"24H"。在此狀況下，輸入計數IN_COUNT與整數部分INT_COUNT不同。因此，比較器160啟用該等待訊號WAIT。
當輸入一第五參考時脈CLK時，輸入計數IN_COUNT變成"5"。因為累積器140不執行加法運算，所以該整數計數INT_COUNT保持"5"，且該十進制計數DEC_COUNT保持"24H"。因為輸入計數IN_COUNT與整數部分INT_COUNT具有同樣數值"5"，所以該比較器160停用該等待訊號WAIT。
在輸入一第六與一第七參考時脈CLK的狀況下，因為該等待訊號WAIT被停用，所以該累積器140執行該累積運算。因此，在輸入該第七參考時脈CLK後，儲存於該累積器140中之累積值為"7.7413"。
隨後，輸入一第八參考時脈CLK，輸入計數IN_COUNT變成"8"且累積值變成"7.7413＋1.2857＝9"。因此，整數部分INT_COUNT為"9"且小數部分DEC_COUNT變為"0"。此處，輸入計數IN_COUNT與整數部分INT_COUNT係不同的。因此，該累積器140啟用等待訊號WAIT。
當輸入一第九參考時脈CLK時，累積器140響應於經啟用之等待訊號WAIT而不執行加法運算。因此，整數部分INT_COUNT保持"9"且小數部分DEC_COUNT亦保持"0"。
自第十參考時脈CLK開始，重複上述過程。意即，供九個像素資料DN1至DN9使用之七個權重值，意即，自"49H"至"00H"係連續重複的。
如上文所述，該計數器控制器100輸出7個小數部分DEC_COUNT，換而言之，7個權重AM至像素定標器200。
圖5係描繪在本發明之解析度定標器中使用之像素定標器200的方塊圖。
如圖所示，該像素定標器200具有：一第一輸入暫存器210、一第二輸入暫存器220、一第一移位加法器230、一第二移位加法器240及一加法器250。
該第一輸入暫存器210接收一組成原始框架資料之輸入像素資料DN以藉此儲存一當前像素資料。該第二輸入暫存器220儲存一經由該第一輸入暫存器210輸入之先前像素資料。該第一移位加法器230產生不止一個移位值以藉此藉由對該當前像素值進行等同於移位計數之移位且計算該等移位值之總和來產生一第一近似權重SM。該第二移位加法器240產生不止一個移位值以藉此藉由對該等先前像素值進行等同於移位計數(shift count)之移位且計算該等移位值之總和來輸出一第二近似權重SM'。該加法器250分別將一第一輸出與一自該第一移位加法器230與該第二移位加法器240輸出之第二輸出相加，藉此產生該經定標之像素資料RN。
原始框架資料係以複數個輸入像素資料DN所組成之流式格式(stream format)輸入至解析度定標器中。該等輸入像素資料DN之每一係回應於參考時脈CLK而輸入至該第一輸入暫存器210中。該參考時脈CLK被該第一輸入暫存器210及該第二輸入暫存器220用作一鎖存及輸出參考訊號。詳細而言，第一輸入像素資料係回應於一第一參考時脈CLK而輸入至該第一輸入暫存器210中。然後，回應於一第二參考時脈CLK，將儲存於第一輸入暫存器210中之第一輸入像素資料移動至該第二輸入暫存器220中作為先前像素資料，且將一第二輸入像素資料輸入至該第一輸入暫存器210中作為當前像素資料。
然後，將儲存於該第一輸入暫存器210中之當前像素資料輸入至該第一移位加法器230中，將儲存於該第二輸入暫存器220中之先前像素資料輸入至該第二移位加法器240中。該第一移位加法器230與該第二移位加法器240分別對所輸入之像素資料進行等同於移位計數之移位。
表1A至表2B展示了移位計數，其中原始框架資料具有720水平解析度，經定標之框架資料則具有560水平解析度。
本文中，'M'表示經定標之像素資料之次序。舉例而言，當'M'係'1'時，其指示一第一經定標像素資料RN1之狀況。將於下文中詳細解釋表1A至表2B。
圖6係示範圖5中所示之像素定標器200之運算的圖，其中原始框架資料具有720水平解析度，經定標之框架資料則具有560水平解析度。
可認為處於560水平解析度中之七個經定標之像素資料RN1至RN7係自處於720水平解析度中之九個輸入像素資料DN1至DN9轉換而來的。在本發明中，顯示於顯示裝置之第一像素上之第一經定標之像素資料RN1係藉由將第二輸入像素資料DN2之0.2875倍與第一輸入像素資料DN1之(1-0.2857)倍相加而得到的。意即，RN1=(0.7143)DN1+(0.2857)DN2。於此，第一權重AM 0.2857與第二權重(1-AM)0.7143自計數器控制器100輸出。以此方式，由該像素定標器200產生七個經定標之像素資料RN1至RN7。
與此同時，本發明使用第一近似權重SM與第二近似權重SM'。表1A至表2B記錄了該等近似權重SM與SM'，各用於第一移位加法器230及第二移位加法器240。表1A與表1B展示該第一移位加法器230與該第二移位加法器240分別執行移位運算之兩個步驟時的狀況。此外，表2A與表2B展示該第一移位加法器230與該第二移位加法器240執行移位運算之五個步驟時的狀況。
下文中，藉由舉表2A與表2B為例，解釋第一移位加法器230及240之運算。
為了產生第一經定標之像素資料RN1，該第一移位加法器230產生對應於第一權重AM即0.2857之第一近似權重SM。數值"0.2857"可表達為"0.25+0.03125+0.00445"。數值"0.25"係藉由執行右移位(right-shift)運算兩次而得到的，且數值"0.03125"係藉由執行右移位運算5次而得到的。第一移位加法器230藉由將兩個數值"0.25"與"0.03125"相加來產生第一近似權重SM，0.28125。意即，該第一移位加法器230執行兩次右移位運算與一次加法運算，以藉此產生第一近似權重SM。因此，需要一個加法器來產生第一近似權重SM，0.28125。
於此，在第一權重AM，0.2857與第一近似權重SM，0.28125之間存在約0.00445(意即，0.6%)之誤差。然而，該誤差不會導致顯示裝置之嚴重降級。
該第二移位加法器240以等同於該第一移位加法器230的方式產生對應於第二權重(1－AM)即約0.7143之第二近似權重SM'以產生該第一經定標之像素資料RN1。數值"0.7143"亦被認為係"0.5＋0.125＋0.0625＋0.0268"。數值"0.5"係藉由僅執行右移位運算一次而得到的。此外，數值"0.125"與"0.0625"係藉由分別執行右移位運算而得到的。該第二移位加法器240藉由執行三次右移位運算與兩次加法運算而產生第二近似權重SM'，0.6875。因此，為了為第一經定標之像素資料RN1產生第二近似權重SM'，0.6875，需要兩個加法器。
以此方式，當移位加法器230及240據表2A與表2B執行右移位運算時，總共需要24個加法器來產生七個經定標之像素資料RN1至RN7。同時，當該移位加法器230與該移位加法器240如表1A與表1B執行右移位運算時，需要10個加法器來產生七個經定標之像素資料RN1至RN7。然而，當應用第一權重AM及第二權重(1－AM)來產生七個經定標之像素資料RN1至RN7時，需要44個加法器。
如上文所述，本發明藉由適當地處理權重AM而顯著地減少了加法器之數量。因此，本發明亦減少了為解析度定標器所需之空間且成本較低。
在本發明之上述實施例中，僅包括一個像素定標器200。因此，七個經定標之像素資料RN1至RN7係相繼輸出。
然而，在本發明之另一實施例中，包括了七個像素定標器200。該等像素定標器200之每一專用於該等經定標之像素資料RN1至RN7中的每一像素資料。換而言之，該等像素定標器200接收恆定的第一權重AM及第二權重(1－AM)。舉例而言，產生第一經定標之像素資料RN1的像素定標器200總是接收"2857"作為第一權重AM，以及"7143"作為第二權重(1－AM)。
因此，在包括複數個像素定標器200之實施例中，無需提交計數器控制器100及用於指示權重AM之上述表格。因此，運算速度變得更快了。
本發明之解析度定標器藉由不使用乘法器執行像素定標而獲得高運算速度。此外，與具有乘法器之習知解析度定標器相比，本發明之解析度定標器之尺寸被顯著地縮小了，且，因此，建構本發明之解析度定標器之成本亦顯著地降低了。
本專利申請案包括與2004年8月31日於韓國專利局申請之韓國專利申請案第2004－69225號有關之標的，該申請案之全部內容以引用方式併入本文中。
儘管關於特定實施例描述了本發明，但熟習此項技術者顯然可在不脫離如下文中之申請專利範圍中所定義之本發明之精神與範疇的狀況下對本發明作出多種變更與修改。
10．．．計數器控制器
20．．．像素定標器
22．．．第一輸入暫存器
24．．．第二輸入暫存器
26．．．第一乘法器
28．．．第二乘法器
29．．．加法器
100．．．計數器控制器
120．．．輸入計數器
140．．．累積器
160．．．比較器
200．．．像素定標器
210．．．第一輸入暫存器
220．．．第二輸入暫存器
230．．．第一移位加法器
240．．．第二移位加法器
250．．．加法器
圖1係描述一習知解析度定標器之方塊圖；圖2係描述圖1中所展示之像素定標器之方塊圖；圖3係描述根據本發明之一實施例之用於一解析度定標器中之計數器控制器的方塊圖；圖4係示範圖3中所示之計數器控制器之運算的圖，其中原始框架資料具有720水平解析度，一經定標之框架資料則具有560水平解析度；圖5係描繪一在本發明之解析度定標器中使用之像素定標器的方塊圖；圖6係示範圖5中所展示之像素定標器之運算的圖，其中原始框架資料具有720水平解析度，一經定標之框架資料則具有560水平解析度。
200．．．像素定標器
210．．．第一輸入暫存器
220．．．第二輸入暫存器
230．．．第一移位加法器
240．．．第二移位加法器
250．．．加法器

Claims (11)

  1. 一種解析度定標器，其包含：一計數器控制器，其用於輸出經一參考時脈及一係數調整過之一權重；及一像素定標器，其用於接收該參考時脈、該權重、及一輸入像素資料，以藉此藉由根據一權重表將該輸入像素資料移位一預定計數及使經移位之值相加來輸出一經定標之像素資料，其中該計數器控制器包括：一輸入計數器，其用於接收該參考時脈，以藉此輸出一輸入計數；一累積器，其用於將該係數與一累積值相加，以藉此分別輸出該累積值之一整數部分與該累積值之一小數部分；及一比較器，其用於將該輸入計數與該整數部分相比較以藉此當該輸入計數與該整數部分不同時啟用一等待訊號。
  2. 如請求項1之解析度定標器，其中該像素定標器包括：一第一輸入暫存器，其用於儲存一當前像素資料；一第二輸入暫存器，其用於儲存一先前像素資料；及一移位相加區塊，其用於藉由使藉由對該當前像素資料進行移位而獲得之一第一移位值與藉由對該先前像素資料進行移位而獲得之一第二移位值相加來輸出該經定標之像素資料， 其中該當前像素資料與該先前像素資料係彼此相鄰之該輸入像素資料。
  3. 如請求項2之解析度定標器，其中該移位相加區塊包括：一第一移位加法器，其用於接收該當前像素資料及作為該權重之該小數部分，以藉此藉由使複數個藉由使該權重移位至該當前像素資料而產生之第一移位參數相加來輸出該第一移位值；一第二移位加法器，其用於接收該先前像素資料及一第二權重，以藉此藉由使複數個藉由使該第二權重移位至該先前像素資料而產生之第二移位參數相加來輸出該第二移位值；及一加法器，其用於藉由使該第一移位值與該第二移位值相加來輸出該經定標之像素資料，其中，該第二權重係藉由用1減去該權重而得到的。
  4. 如請求項3之解析度定標器，其中該權重表包含應用於該當前像素資料之一第一移位計數及應用於該先前像素計數之一第二移位計數。
  5. 一種解析度定標器，其包含：一計數器控制器，其用於輸出經一參考時脈及一係數調整過之一權重；及一像素定標器，其用於接收該參考時脈、該權重、及一輸入像素資料，以藉此藉由根據一權重表對該輸入像素資料進行移位及相加來輸出一經定標之像素資料； 其中該像素定標器包括：一第一輸入暫存器，其用於儲存一當前像素資料；一第二輸入暫存器，其用於儲存一先前像素資料；及一移位相加區塊，其用於藉由使對該當前像素資料進行移位而獲得之一第一移位值與對該先前像素資料進行移位而獲得之一第二移位值相加來輸出該經定標之像素資料，其中該當前像素資料與該先前像素資料係彼此相鄰之該輸入像素資料。
  6. 如請求項5之解析度定標器，其中該計數器控制器包括：一輸入計數器，其用於接收該參考時脈，以藉此輸出一輸入計數；一累積器，其用於使該係數與一累積值相加，以藉此分別輸出該累積值之一整數部分與該累積值之一小數部分；及一比較器，其用於使該輸入計數與該整數部分相比較，以藉此當該輸入計數與該整數部分不同時啟用一等待訊號。
  7. 如請求項6之解析度定標器，其中該移位相加區塊包括：一第一移位加法器，其用於接收該當前像素資料及作為該權重之該小數部分，以藉此藉由使該權重移位至該當前像素資料而產生之複數個第一移位參數相加來輸出 該第一移位值；一第二移位加法器，其用於接收該先前像素資料及一第二權重，以藉此藉由使該第二權重移位至該先前像素資料而產生之複數個第二移位參數相加來輸出該第二移位值；及一加法器，其用於藉由使該第一移位值與該第二移位值相加來輸出該經定標之像素資料，其中，該第二權重係藉由用1減去該權重而得到的。
  8. 如請求項7之解析度定標器，其中該權重表包含應用於該當前像素資料之一第一移位計數及應用於該先前像素計數之一第二移位計數。
  9. 一種解析度定標器，其包含：用於回應於一參考時脈及一係數而輸出一權重之一構件；及一輸入暫存器，其用於儲存N個連續的輸入像素資料；一M個移位相加區塊，其用於藉由使儲存於該輸入暫存器中之一第一輸入像素資料移位一預定計數而產生之一第一移位值與儲存於該輸入暫存器中之一第二輸入像素資料移位一預定計數而產生之一第二移位值相加來輸出一經定標之像素資料，其中該第一輸入像素資料與該第二輸入像素資料係相鄰的，且N與M係自然數，其中該解析度定標器具有"該輸入像素資料之解析度： 該經定標之像素資料之解析度=N：M"之一關係式。
  10. 如請求項9之解析度定標器，其中用於輸出該權重之該構件包括：一輸入計數器，其用於接收該參考時脈，以藉此輸出一輸入計數；一累積器，其用於使該係數與一累積值相加，以藉此分別輸出該累積值之一整數部分與該累積值之一小數部分；及一比較器，其用於使該輸入計數與該整數部分相比較，以藉此當該輸入計數與該整數部分不同時啟用一等待訊號。
  11. 如請求項10之解析度定標器，其中該移位相加區塊包括：一第一移位加法器，其用於接收該小數部分作為該權重，以藉此藉由使複數個藉由使該權重移位至該第一輸入像素資料而產生之第一移位參數相加來輸出該第一移位值；一第二移位加法器，其用於接收一第二權重，以藉此藉由使複數個藉由使該第二權重移位至該第二輸入像素資料而產生之第二移位參數相加來輸出該第二移位值；及一加法器，其用於藉由使該第一移位值與該第二移位值相加來輸出該經定標之像素資料。
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