TWI482503B - 自動校正影像之方法 - Google Patents

Description

自動校正影像之方法

本揭露是有關於一種自動校正影像之方法，特別是有關於一種藉由自動同步類比至數位轉換器之輸入訊號，以達到自動校正影像功校之方法。

由於訊號的數位化有助於訊號的處理、分析與儲存，因此數位與類比訊號的轉換技術越來越受到重視。類比至數位轉換器(Analog to Digital；ADC)是一種用來將類比訊號轉換為數位訊號的裝置。由於自然界中的訊號大多以類比方式存在，因此需要類比至數位轉換器來將類比訊號轉換成數位訊號。

現今的電子產品，例如液晶電視、個人電腦、行動電話等，大多使用了類比至數位轉換器來進行色彩訊號的轉換。例如，以三原色(RGB)型態來輸入的色彩訊號通常會被分為紅色訊號、藍色訊號和綠色訊號來分別處理。紅色訊號、藍色訊號和綠色訊號會被送入相應的類比至數位轉換器中，以分別轉換出紅色、藍色和綠色的數位灰階訊號。

在類比至數位的轉換過程中，通常需要利用時脈訊號來對輸入資料(例如RGB等三輸入訊號)進行取樣。然而，若輸入資料受到影響(例如，傳輸路徑不同造成輸入訊號RGB不同步)，時脈訊號可能無法正確地取樣輸入資料，而導致影像的顏色便會出現異常。

因此，需要一種自動校正螢幕影像之方法，其可對輸入資料進行同步校正，以避免影像顏色出現異常。

本發明之一方面是在提供一種自動校正影像之方法。此自動校正影像方法，可自動地校正輸入至類比至數位轉換器的類比色彩訊號的相位，並挑選出適當的工作時脈給類比至數位轉換器，以使類比至數位轉換器正確地取樣類比色彩訊號。

根據本發明之一實施例，在此自動校正影像之方法中，首先根據測試圖案來提供第一類比色彩訊號、第二類比色彩訊號以及第三類比色彩訊號至類比至數位轉換器，以使類比至數位轉換器輸出第一數位色彩訊號、第二數位色彩訊號以及第三數位色彩訊號。然後，提供複數個相位不同之候選時脈。每一候選時脈係用以供類比至數位轉換器來取樣第一類比色彩訊號、第二類比色彩訊號以及第三類比色彩訊號。接著，以一預設順序來排列候選時脈。然後，從候選時脈中選定一基準時脈，其中當類比至數位轉換器利用基準時脈來進行取樣時，類比至數位轉換器所輸出之數位色彩訊號的值皆相同。接著，進行搜尋步驟，以利用基準時脈作為搜尋起點來從候選時脈中決定出第一測試時脈、第二測試時脈以及第三測試時脈，其中第一測試時脈為候選時脈中最先使第一數位色彩訊號轉態(Assert)之時脈，繼第一測試時脈決定後，第二測試時脈為候選時脈中最先使第二數位色彩訊號轉態之時脈，繼第二測試時脈決定後，第三測試時脈為該些候選時脈中最先使第三數位色彩訊號轉態之時脈。然後，計算第一測試時脈和第二測試時脈之一第一相位差，並根據第一相位差來計算出第一延遲時間。接著，計算第二測試時脈和該第三測試時脈之第二相位差，並根據第二相位差來計算出第二延遲時間。然後，進行訊號延遲步驟，以根據第一延遲時間、第二延遲時間來使第一數位色彩訊號、第二數位色彩訊號以及第三數位色彩訊號同步。接著，進行工作時脈計算步驟，以根據第一測試時脈或該第三測試時脈來計算出工作時脈，並以工作時脈來取樣已被延遲之該第一類比色彩訊號、第二類比色彩訊號以及第三類比色彩訊號。

請參照第1圖，其係繪示根據本發明實施例之影像校正裝置110的架構示意圖。影像校正裝置110係用以根據類比至數位轉換器所輸出之數位色彩訊號ROUT、GOUT和BOUT來校正所輸入之類比色彩訊號RIN、GIN和BIN的相位，並根據校正後的類比色彩訊號RIN、GIN和BIN來選擇出適當的取樣時脈SCLK，以使類比至數位轉換器120可輸出正確的數位色彩訊號ROUT、GOUT和BOUT。在本實施例中，類比色彩訊號RIN、GIN和BIN分別為紅色類比訊號、綠色類比訊號以及藍色類比訊號，而數位色彩訊號ROUT、GOUT和BOUT則分別為紅色數位灰階訊號、綠色數位灰階訊號以及藍色數位灰階訊號。

影像校正裝置110包含延遲控制器111、延遲器112a~112c以及時脈選擇器113。延遲控制器111係用以接收數位色彩訊號ROUT、GOUT和BOUT，並根據數位色彩訊號ROUT、GOUT和BOUT來控制延遲器112a~112c，以使延遲器112a~112c分別延遲類比色彩訊號RIN、GIN和BIN。另外，延遲控制器111亦根據數位色彩訊號ROUT、GOUT和BOUT來控制時脈選擇器113輸出工作時脈SCLK來取樣經過延遲後的類比色彩訊號RIN、GIN和BIN。在以下的說明中，將詳細介紹本實施例所採用的影像校正方法。

請參照第2圖，其係繪示根據本發明實施例之自動影像校正方法200的流程示意圖。在影像校正方法200中，首先進行圖案輸入步驟210，以根據測試圖案來提供類比色彩訊號RIN、GIN和BIN至類比至數位轉換器120。在本實施例中，測試圖案為點圖案(Dot Pattern)，而類比至數位轉換器120輸出數位色彩訊號ROUT、GOUT和BOUT係對應至此點圖案。接著，進行候選時脈提供步驟220，以提供多個同頻率但相位不同之候選時脈，其中後選時脈的頻率等於類比色彩訊號的資料傳輸率。在本實施例中，共有64個相位不同的時脈CLK1~CLK64被提供來做為候選時脈，其中CLK64的相位最大，CLK1的相位最小且時脈CLK1~CLK64的頻率與點圖案(Dot Pattern)的資料傳輸率相同。

然後，進行排列步驟230，以根據預設順序來排列這些候選時脈。在本實施例中，候選時脈的排列係以相位的大小來進行，因此CLK1為第一個候選時脈，而CLK64為最後一個候選時脈。值得注意的是，雖然本實施例之候選時脈係由小排到大，但在本發明之其他實施例中亦可由大排到小。

接著，進行基準時脈選定步驟240，以從候選時脈CLK1~CLK64中選出一基準時脈。在進行基準時脈選定步驟240中，係將候選時脈輸入至類比至數位轉換器120，並撿測數位色彩訊號ROUT、GOUT和BOUT的值是皆相同(皆為0或皆為1)。例如，若將候選時脈CLK1輸入至類比至數位轉換器120後，數位色彩訊號ROUT、GOUT和BOUT的值皆相同時，則以候選時脈CLK1為基準時脈。值得注意的是，對於64個候選時脈而言，可能會有多個候選時脈可被挑選為基準時脈，但在本實施例中，只需要找出一個即可。

然後，進行搜尋步驟250，以利用基準時脈作為搜尋起點來從候選時脈中決定出第一測試時脈、第二測試時脈以及第三測試時脈，其中第一測試時脈為候選時脈中最先使某一個數位色彩訊號(例如ROUT)轉態(Assert)之時脈；第二測試時脈為繼第一測試時脈決定後，候選時脈中最先使另一數位色彩訊號(例如GOUT)轉態之時脈；第三測試時脈為繼第二測試時脈決定後，候選時脈中最先使最後一個色彩訊號(例如BOUT)轉態之時脈。此處所謂的轉態係指訊號的邏輯由0轉變至1或是由1轉變至0的現象，以8bit的ADC為例則由00000000轉變至11111111或是由11111111轉變至00000000的現象。搜尋步驟250係進行多個子搜尋步驟來分別搜尋(或決定)第一測試時脈、第二測試時脈和第三測試時脈，以下將以一範例來具體說明搜尋步驟250。

在搜尋步驟250中，若CLK1被挑選為基準時脈，則以CLK1為起點依序將CLK1~CLK64輸入至類比至數位轉換器120，直到檢測出數位色彩訊號發生轉態現象。例如，若CLK11被輸入至類比至數位轉換器120後，數位色彩訊號ROUT發生轉態，則以CLK11為第一測試時脈。接著，再從CLK12開始，繼續將候選時脈輸入至類比至數位轉換器120，直到檢測出其他的另一數位色彩訊號發生轉態現象。例如，若CLK24被輸入至類比至數位轉換器120後，數位色彩訊號GOUT發生轉態，則以CLK24為第二測試時脈。然後，再從CLK25開始，繼續依序將候選時脈輸入至類比至數位轉換器120，直到檢測出最後的數位色彩訊號發生轉態現象。例如，若CLK31被輸入至類比至數位轉換器120後，數位色彩訊號BOUT發生轉態，則以CLK31為第三測試時脈。當第一測試時脈、第二測試時脈和第三測試時脈都被找到以後，便跳至下一個步驟。

值得注意的是，在本發明之其他實施例中，當使用其他候選時脈來作為基準時脈時，例如CLK3，若搜尋步驟250搜尋至CLK64之後，還未決定出所有的測試時脈，則需返回至CLK1以搜尋尚未被搜尋的候選時脈CLK1和CLK2。

搜尋步驟250完成後，接著進行延遲時間計算步驟260，以根據第一測試時脈和第二測試時脈間的相位差來計算出延遲時間Td1以及根據第二測試時脈和第三測試時脈間的相位差來計算出延遲時間Td2。然後，進行訊號延遲步驟270，以利用根據延遲時間Td1、Td2來利用延遲器112a~112c使數位色彩訊號ROUT、GOUT和BOUT同步。

請參照第3圖，其係繪示根據本發明實施例之測試時脈與數位色彩訊號的關係示意圖。在本實施例中，CLK1被挑選為基準時脈，CLK11為第一測試時脈，CLK24為第二測試時脈，CLK31為第三測試時脈，而延遲時間Td1和Td2則分別根據CLK11和CLK24間的相位差以及CLK24和CLK31間的相位差計算而得。得到延遲時間Td1和Td2後，分別將類比色彩訊號RIN、GIN延遲Td1+Td2以及Td2的時間，如此即可使數位色彩訊號ROUT、GOUT和BOUT同步。

在數位色彩訊號ROUT、GOUT和BOUT同步後，進行工作時脈計算步驟280，以根據第一測試時脈或第三測試時脈計算出類比至數位轉換器120實際進行取樣工作所需的工作時脈。請參照第4圖，其係繪示工作時脈計算步驟280的流程示意圖。在本實施例之工作時脈計算步驟280中，首先進行排序步驟282，以排序候選時脈CLK1~CLK64。在排序步驟282中，係以第三測試時脈為起點，第三測試時脈之上一個時脈為終點，依序排列候選時脈。接著，進行搜尋步驟284，以找出使數位色彩訊號ROUT、GOUT和BOUT轉態之一第四測試時脈。例如，依排序步驟282之排序來輸入候選時脈至類比至數位轉換器120，直到數位色彩訊號ROUT、GOUT和BOUT轉態為止，而類比至數位轉換器於此時所採用之候選時脈即被決定為第四測試時脈(例如CLK63)。然後，進行工作時脈挑選步驟286，以從位於第四測試時脈和第三測試時脈間的候選時脈中，挑選一者作為工作時脈，例如取位於第四測試時脈和第三測試時脈正中間的候選時脈。

請回到第3圖。由第3圖可看出，第三測試時脈CLK31和第四測試時脈CLK63係分別對應至已延遲之類比色彩訊號RIN、GIN和BIN的上升邊緣和下降邊緣，因此從第三測試時脈CLK31和第四測試時脈63中間挑選一者來作為工作時脈，對於提高取樣的正確性和對訊的容忍度有相當的幫助。然而，若不需要較大的容忍度來進行取樣，工作時脈計算步驟260亦可直接決定第三測試時脈來做為工作時脈。

由上述說明可知，本發明實施例之自動影像校正裝置100與自動影像校正方法120係藉由延遲類比色彩訊號RIN、GIN和BIN以及適當選擇取樣的工作訊號來校正類比至數位轉換器120所輸出的數位色彩訊號ROUT、BOUT和GOUT，避免類比至數位轉換器120進行錯誤的取樣而輸出錯誤的數位色彩訊號。

另外，對於搜尋步驟250而言，由於數位色彩訊號ROUT、BOUT以及GOUT可能全部或部分同時轉態，因此在本發明之其他實施例中，搜尋步驟250中可加入判斷步驟來幫助判斷數位色彩訊號ROUT、BOUT以及GOUT是否同時轉態。例如，當CLK5被輸入至類比至數位轉換器120後，數位色彩訊號ROUT發生轉態時，可同時判斷數位色彩訊號GOUT和BOUT是否轉態。若數位色彩訊號GOUT和BOUT全部轉態了，則表示CLK5可同時取樣到數位色彩訊號ROUT、GOUT和BOUT，故將CLK5決定為第三測試訊號。若數位色彩訊號GOUT和BOUT中僅有一者與數位色彩訊號ROUT同時轉態，則表示CLK5可同時取樣到數位色彩訊號ROUT以及另一個數位色彩訊號，故將CLK5決定為第二測試訊號，然後再接著搜尋第三測試訊號。

請同時參照第5圖和第6圖，第5圖係繪示根據本發明另一實施例之自動影像校正方法500的流程示意圖，第6圖係繪示根據本實施例之測試時脈與數位色彩訊號的關係示意圖。自動影像校正方法500係類似於自動影像校正方法200，但不同之處在於自動影像校正方法500之搜尋步驟550、延遲步驟570以及工作時脈計算步驟580與自動影像校正方法200的搜尋步驟250、延遲步驟270以及工作時脈計算步驟280不同。

在本實施例中，搜尋步驟550的搜尋方向係與搜尋步驟250的方向相反。舉例而言，若基準時脈被決定為CLK1時，搜尋的起點則為CLK1，而終點則為CLK2。意即，搜尋方向係由CLK1至CLK64，再由CLK64至CLK63，如此類推直到CLK2。以下再以一範例來具體介紹自動影像校正方法500。

在本例之搜尋步驟550中，CLK1為基準時脈，因此往前搜尋CLK64、CLK63等候選時脈，直到搜尋出第一測試時脈、第二測試時脈和第三測試時脈。在本例中，搜尋步驟550係找出第一測試時脈為CLK56，第二測試時脈為CLK50，第三測試時脈為CLK38。接著，延遲時間Td1和Td2可分別根據CLK56和CLK50間的相位差以及CLK50和CLK38間的相位差計算而得。得到延遲時間Td1和Td2後，延遲步驟570分別將類比色彩訊號RIN、GIN延遲Td1+Td2以及Td1的時間，如此即可使數位色彩訊號RIN、GIN和BIN同步。當數位色彩訊號RIN、GIN和BIN同步後，便進行工作時脈計算步驟580。

請參照第7圖，其係繪示工作時脈計算步驟580的流程示意圖。在本實施例之工作時脈計算步驟580中，首先進行排序步驟582，以排序候選時脈CLK1~CLK64。在排序步驟582中，係以第一測試時脈為起點，第一測試時脈之上一個時脈為終點，依序排列候選時脈。值得注意的是，由於搜尋步驟550係由CLK1往回搜尋CLK64、CLK63等，因此第一測試時脈CLK56的上一時脈為CLK55而非CLK57。接著，進行搜尋步驟564，以找出使數位色彩訊號ROUT、GOUT和BOUT轉態之一第四測試時脈。例如，依排序步驟562之排序來輸入候選時脈至類比至數位轉換器120，直到數位色彩訊號ROUT、GOUT和BOUT轉態為止，而類比至數位轉換器於此時所採用之候選時脈即被決定為第四測試時脈(例如CLK30)。然後，進行工作時脈挑選步驟566，以位於從第四測試時脈CLK30和第一測試時脈CLK50間的候選時脈中，挑選一者作為工作時脈，例如取位於第四測試時脈和第一測試時脈正中間的候選時脈。

雖然本發明已以數個實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，在本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

110．．．影像校正裝置

111．．．延遲控制器

112a~112c．．．延遲器

113．．．時脈選擇器

120．．．類比至數位轉換器

200．．．自動影像校正方法

210．．．圖案輸入步驟

220．．．候選時脈提供步驟

230．．．排列步驟

240．．．基準時脈選定步驟

250．．．搜尋步驟

260．．．延遲時間計算步驟

270．．．訊號延遲步驟

280．．．工作時脈計算步驟

282．．．排序步驟

284．．．搜尋步驟

286．．．工作時脈挑選步驟

550．．．搜尋步驟

570．．．訊號延遲步驟

580．．．工作時脈計算步驟

582．．．排序步驟

584．．．搜尋步驟

586．．．工作時脈挑選步驟

RIN．．．類比色彩訊號

GIN．．．類比色彩訊號

BIN．．．類比色彩訊號

ROUT．．．數位色彩訊號

GOUT．．．數位色彩訊號

BOUT．．．數位色彩訊號

CLK1~CLK64．．．候選時脈

Td1．．．延遲時間

Td2．．．延遲時間

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，上文特舉數個較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

第1圖係繪示根據本發明一實施例之影像校正裝置的架構示意圖。

第2圖係繪示根據本發明一實施例之自動影像校正方法的流程示意圖。

第3圖係繪示根據本發明一實施例之測試時脈與數位色彩訊號的關係示意圖。

第4圖係繪示根據本發明一實施例之工作時脈計算步驟的流程示意圖。

第5圖係繪示根據本發明另一實施例之自動影像校正方法的流程示意圖。

第6圖係繪示根據本發明另一實施例之測試時脈與數位色彩訊號的關係示意圖。

第7圖係繪示根據本發明另一實施例之工作時脈計算步驟的流程示意圖。

200．．．自動影像校正方法

210．．．圖案輸入步驟

220．．．候選時脈提供步驟

230．．．排列步驟

240．．．基準時脈選定步驟

250．．．搜尋步驟

260．．．延遲時間計算步驟

270．．．訊號延遲步驟

280．．．工作時脈計算步驟

Claims (10)

1. 一種自動校正影像之方法，用以校正一類比至數位轉換器所輸出之一第一數位色彩訊號、一第二數位色彩訊號以及一第三數位色彩訊號，該自動校正影像之方法包含：根據一測試圖案來提供一第一類比色彩訊號、一第二類比色彩訊號以及一第三類比色彩訊號至該類比至數位轉換器，以使該類比至數位轉換器輸出該第一數位色彩訊號、該第二數位色彩訊號以及該第三數位色彩訊號；提供複數個相位不同之候選時脈，其中每一該些候選時脈係用以供該類比至數位轉換器來取樣該第一類比色彩訊號、該第二類比色彩訊號以及該第三類比色彩訊號；以一預設順序來排列該些候選時脈；從該些候選時脈中選定一基準時脈，其中當該類比至數位轉換器利用該基準時脈來進行取樣時，該類比至數位轉換器所輸出之該些數位色彩訊號的值皆相同；進行一搜尋步驟，以利用該基準時脈作為搜尋起點來從該些候選時脈中決定出一第一測試時脈、一第二測試時脈以及一第三測試時脈，其中該第一測試時脈為該些候選時脈中最先使該第一數位色彩訊號轉態(Assert)之時脈，繼該第一測試時脈決定後，該第二測試時脈為該些候選時脈中最先使該第二數位色彩訊號轉態之時脈，繼該第二測試時脈決定後，該第三測試時脈為該些候選時脈中最先使該第三數位色彩訊號轉態之時脈；計算該第一測試時脈和該第二測試時脈之一第一相位差，並根據該第一相位差來計算出一第一延遲時間；計算該第二測試時脈和該第三測試時脈之一第二相位差，並根據該第二相位差來計算出一第二延遲時間；進行一訊號延遲步驟，以根據該第一延遲時間、該第二延遲時間來使該第一數位色彩訊號、該第二數位色彩訊號以及該第三數位色彩訊號同步；以及進行一工作時脈計算步驟，以根據該第一測試時脈或該第三測試時脈來計算出一工作時脈，並以該工作時脈來取樣已被延遲之該第一類比色彩訊號、該第二類比色彩訊號以及該第三類比色彩訊號。
2. 如申請專利範圍第1項所述之自動校正影像方法，其中該訊號延遲步驟包含：以根據該第二延遲時間來延遲該第二類比色彩訊號，以及根據該第一延遲時間及該第二延遲時間來延遲該第一類比色彩訊號，以使該第一數位色彩訊號、該第二數位色彩訊號以及該第三數位色彩訊號同步。
3. 如申請專利範圍第2項所述之自動校正影像方法，其中該搜尋步驟包含：以該基準時脈為起點，該基準時脈之上一個候選時脈為終點，依序排列該些候選時脈；進行一第一子搜尋步驟，以決定該第一測試時脈，其中該第一子搜尋步驟係以該基準時脈為起點來依序提供該些候選時脈之一者至該類比至數位轉換器，直到該第一數位色彩訊號轉態為止，而該類比至數位轉換器於此時所採用之時脈為該第一測試時脈；判斷該第二數位色彩訊號和該第三數位色彩訊號是否皆已轉態，並提供一第一判斷結果；以及當該第一判斷結果為是時，則判定該第一測試時脈等於該第二測試時脈以及該第三測試時脈。
4. 如申請專利範圍第3項所述之自動校正影像方法，其中當該第一判斷結果為否時，該搜尋步驟更包含：以該第一測試時脈為起點，該第一測試時脈之上一個候選時脈為終點，依序排列該些候選時脈；進行一第二子搜尋步驟，以決定該第二測試時脈，其中該第二子搜尋步驟係以該第一測試時脈為起點來依序提供該些候選時脈之一者至該類比至數位轉換器，直到該第二數位色彩訊號轉態為止，而該類比至數位轉換器於此時所採用之時脈為該第二測試時脈；判斷該第三數位色彩訊號是否已轉態，並提供一第二判斷結果；以及當該第二判斷結果為是時，則判定該第二測試時脈等於該第三測試時脈。
5. 如申請專利範圍第1項所述之自動校正影像方法，其中該工作時脈計算步驟包含：以該第三測試時脈為起點，該第三測試時脈之上一個時脈為終點，依序排列該些候選時脈；依序提供該些候選時脈之一者至該類比至數位轉換器，直到該第一數位色彩訊號、該第二數位色彩訊號和該第三數位色彩訊號轉態為止，而該類比至數位轉換器於此時所採用之候選時脈為一第四測試時脈；以及選擇位於該第三測試時脈和該第四測試時脈間之一候選時脈來作為該工作時脈。
6. 如申請專利範圍第5項所述之自動校正影像方法，其中該工作時脈為該第三測試時脈和該第四測試時脈之中位數。
7. 如申請專利範圍第1項所述之自動校正影像方法，其中該測試圖案為點圖案(Dot Pattern)。
8. 如申請專利範圍第1項所述之自動校正影像方法，其中該第一類比色彩訊號、該第二類比色彩訊號以及該第三類比色彩訊號代表紅色、藍色和綠色。
9. 如申請專利範圍第1項所述之自動校正影像方法，其中該訊號延遲步驟包含：以根據該第一延遲時間來延遲該第二類比色彩訊號，以及根據該第一延遲時間及該第二延遲時間來延遲該第三類比色彩訊號，以使該第一數位色彩訊號、該第二數位色彩訊號以及該第三數位色彩訊號同步。
10. 如申請專利範圍第9項所述之自動校正影像方法，其中該工作時脈計算步驟包含：以該第一測試時脈為起點，該第一測試時脈之上一個時脈為終點，依序排列該些候選時脈；依序提供該些候選時脈之一者至該類比至數位轉換器，直到該第一數位色彩訊號、該第二數位色彩訊號和該第三數位色彩訊號轉態為止，而該類比至數位轉換器於此時所採用之候選時脈為一第四測試時脈；以及選擇位於該第三測試時脈和該第四測試時脈間之一候選時脈來作為該工作時脈。