影像顯示系統(tǒng)與影像處理方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種影像顯示系統(tǒng)以及影像處理方法，該影像顯示系統(tǒng)包括數據驅動電路、柵極驅動電路與控制芯片。數據驅動電路用以輸出多個數據驅動信號，以提供一顯示影像信號至像素矩陣的多個像素。柵極驅動電路用以輸出多個柵極驅動信號以驅動像素矩陣的多個像素?？刂菩酒靡越邮瞻鄠€子幀的一輸入影像信號，重組多個子幀，使輸入影像信號的多個子幀被合并為一幀，以產生顯示影像信號，并送出顯示影像信號。
【專利說明】影像顯示系統(tǒng)與影像處理方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明是關于一種影像處理方法與影像顯示系統(tǒng)，特別關于一種可支持具有QFHD規(guī)格的影像/視頻數據的播放與顯示的影像處理方法與影像顯示系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]為了提供新世代超高畫質解析度，目前市場上可支持的影像解析度已由最普遍的完整高解析度(Full HD，簡稱為FHD)規(guī)格，發(fā)展至四倍的完整高解析度(Quad Full HD,簡稱為QFHD)規(guī)格，其中FHD規(guī)格的影像解析度為1920*1080，QFHD規(guī)格的影像解析度為3840*2160 (簡稱為 4K2K)。
[0003]雖影像解析度大幅提升，但目前許多硬件裝置的影像處理能力并未能跟上影像解析度的發(fā)展。舉例而言，對于許多家庭普遍配置的CD/DVD播放機而言，目前最多僅能支持FHD規(guī)格的影像/視頻數據播放，而無法處理QFHD規(guī)格的影像/視頻數據。然而，后端的顯示器裝置，例如電視、液晶顯示器等，目前已開發(fā)出可顯示QFHD規(guī)格的影像/視頻數據的產品O
[0004]為了能在目前的硬件規(guī)格限制下播放QFHD規(guī)格的影像/視頻數據，極需要一種影像處理方法與影像顯示系統(tǒng)，在不需升級⑶/DVD播放機的硬件裝置前提下，即可支持具有QFHD規(guī)格的影像/視頻數據的播放與顯示。

【發(fā)明內容】

[0005]根據本發(fā)明的一實施例，一種影像顯示系統(tǒng)，包括數據驅動電路、柵極驅動電路與控制芯片。數據驅動電路用以輸出多個數據驅動信號，以提供一顯示影像信號至一像素矩陣的多個像素。柵極驅動電路用以輸出多個柵極驅動信號以驅動像素矩陣的多個像素。控制芯片用以接收包含多個子幀的一輸入影像信號，重組該多個子幀，使得該輸入影像信號的多個子幀被合并為一幀，以產生顯示影像信號，并送出顯示影像信號。
[0006]根據本發(fā)明的另一實施例，一種影像處理方法，包括:由一信號處理裝置接收一原始影像信號；由信號處理裝置處理原始影像信號，使得原始影像信號的一幀被分割成多個子幀，并產生包含所述子幀的一輸出影像信號；由一影像顯示系統(tǒng)接收輸出影像信號，并且處理輸出影像信號，使得輸出影像信號的多個子幀被合并為一幀，并產生一顯示影像信號；以及由影像顯示系統(tǒng)顯示該顯示影像信號。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，以下結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作詳細說明，其中:
[0008]圖1顯示根據本發(fā)明的一實施例所述的影像顯示系統(tǒng)的多種實施方式。
[0009]圖2顯示根據本發(fā)明的一實施例所述的影像處理系統(tǒng)方塊圖。
[0010]圖3顯示根據本發(fā)明的一實施例所述的影像處理方法流程圖。[0011]圖4a顯示根據本發(fā)明的第一實施例所述的原始影像信號的處理示意圖。
[0012]圖4b顯示根據本發(fā)明的第二實施例所述的原始影像信號的處理示意圖。
[0013]圖4c顯示根據本發(fā)明的第三實施例所述的原始影像信號的處理示意圖。
[0014]圖4d顯示根據本發(fā)明的第四實施例所述的原始影像信號的處理示意圖。
[0015]圖5顯示根據本發(fā)明的一實施例所述的控制芯片方塊圖。
[0016]圖6顯示根據本發(fā)明的一實施例所述的影像處理裝置的方塊圖。
[0017]主要元件符號說明:
[0018]100?電子裝置；
[0019]101?顯示器面板；
[0020]102?輸入單元；
[0021 ]110?柵極驅動電路；
[0022]120?數據驅動電路；
[0023]130?像素矩陣；
[0024]140?控制芯片；
[0025]200?影像處理系統(tǒng)；
[0026]210?儲存媒體；
[0027]220?信號處理裝置；
[0028]230?影像顯示系統(tǒng)；
[0029]510?影像處理裝置；
[0030]520?時序控制器；
[0031]610?幀緩沖器；
[0032]620?合并裝置；
[0033]630?縮放器；
[0034]S0rig Im> SprocJ111 > SDispjm ?f自可。
【具體實施方式】
[0035]為使本發(fā)明的制造、操作方法、目標和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉幾個較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下:
[0036]實施例:
[0037]圖1顯示根據本發(fā)明的一實施例所述的影像顯示系統(tǒng)的多種實施方式。如圖所示，影像顯示系統(tǒng)可包括一顯示器面板101，其中顯示器面板101包括一柵極驅動電路110、一數據驅動電路120、一像素矩陣130以及一控制芯片140。柵極驅動電路110用以輸出多個柵極驅動信號以驅動像素矩陣130的多個像素。數據驅動電路120用以輸出多個數據驅動信號，以提供對應于一顯示影像信號(以下將作更詳細的介紹)的數據至像素矩陣130的多個像素。控制芯片140用以自一主機或信號處理裝置接收影像信號、處理該影像信號以產生顯示影像信號，并且根據顯示影像信號產生柵極驅動信號與數據驅動信號、以及產生多個時序信號，用以控制顯示器面板101的操作。
[0038]此外，根據本發(fā)明的影像顯示系統(tǒng)可能包括于一電子裝置100。電子裝置100可包括上述顯示器面板101與一輸入單元102。輸入單元102用于將影像信號傳送至顯示器面板101，以控制顯示器面板101顯示影像。根據本發(fā)明的實施例，電子裝置100有多種實施方式，包括:一電視機、一移動電話、一數字相機、一個人數字助理、一移動電腦、一桌上型電腦、一汽車用顯示器、一可攜式光碟播放器、或任何包括影像顯示功能的裝置。
[0039]圖2顯示根據本發(fā)明的一實施例所述的影像處理系統(tǒng)方塊圖。影像處理系統(tǒng)200包括一儲存媒體210、一信號處理裝置220以及影像顯示系統(tǒng)230。信號處理裝置220自儲存媒體210讀取或接收一原始影像信號Sfcig Im，其中根據本發(fā)明的較佳實施例，原始影像信號Stwg lm為四倍的完整高解析度(Quad Full HD，簡稱為QFHD)的規(guī)格的影像數據。信號處理裝置220處理原始影像信號SMg—Im，以產生一輸出影像信號Spnxjm，其中根據本發(fā)明的較佳實施例，輸出影像信號Sprae lmS完整高解析度(Full HD，簡稱為FHD)的規(guī)格的影像數據。影像顯示系統(tǒng)230自信號處理裝置220接收輸出影像信號Sproe lm(其中由影像顯示系統(tǒng)230角度來看，亦可視為一輸入影像信號)，并且進一步處理輸出影像信號SPM。Im_，以產生一顯示影像信號SDisp Im，并且顯示此顯示影像信號SDisp Im，其中根據本發(fā)明的較佳實施例，顯示影像信號Sllisp lm為四倍的完整高解析度(QFHD)的規(guī)格的影像數據。
[0040]根據本發(fā)明的一實施例，儲存媒體210可以是任一形式的儲存媒體，例如一硬盤裝置、一光碟裝置、任一種電子裝置內建的儲存媒體、或其他。信號處理裝置220可以是一特定的信號處理硬件裝置，例如一特定的信號處理集成電路，或者是內建于一電子裝置內的一軟件模塊或硬件裝置，其中電子裝置可以是一電腦、一光碟播放器(例如，CD/DVD/BRDVD播放器等)、一主機、或其他。
[0041]圖3顯示根據本發(fā)明的一實施例所述的影像處理方法流程圖。首先，由信號處理裝置接收一原始影像信號(步驟S302)，其中根據本發(fā)明的一實施例，原始影像信號包括多個幀。接著，由信號處理裝置處理原始影像信號，使得原始影像信號的一幀被分割成多個子幀，并產生包含所述子幀的一輸出影像信號(步驟S304)。接著，由影像顯示系統(tǒng)接收輸出影像信號，并且處理輸出影像信號，使得輸出影像信號的多于一個子幀被合并為一幀，并產生包含多個幀的一顯示影像信號(步驟S306)。最后，由影像顯示系統(tǒng)顯示此顯示影像信號(步驟S308)。以下段落將針對本發(fā)明所提出的影像處理方法作更詳細的介紹。
[0042]根據本發(fā)明的一實施例，于步驟S304中，信號處理裝置220可先將原始影像信號的幀數據壓縮過后，再將一幀分割成多個子幀，或者不經過壓縮直接將原始影像信號的一幀分割成多個子幀。圖4a顯示根據本發(fā)明的第一實施例所述的原始影像信號的處理示意圖。于本發(fā)明的第一實施例中，信號處理裝置220先將原始影像信號的一幀沿著垂直方向進行壓縮后，再將壓縮過的幀沿著水平方向分割成左右兩部分，以產生兩個子幀。舉例而言，由于原始影像信號Stwgjm的各幀為QFHD的影像數據，其具有3840*2160 (如圖所示的4K2K)的解析度，經垂直方向壓縮后，各幀的數據量被減半，形成解析度約為3840*1080的影像數據。接著，信號處理裝置220再將壓縮過的幀分割成左右兩部分，以產生兩個解析度約為1920*1080 (如圖所示的2K1K)的子幀。換言之，輸出影像信號SPM。Im被轉換為FHD規(guī)格的影像數據。
[0043]圖4b顯示根據本發(fā)明的第二實施例所述的原始影像信號的處理示意圖。于本發(fā)明的第二實施例中，信號處理裝置220先將原始影像信號的一幀沿著水平方向進行壓縮后，再將壓縮過的幀沿著垂直方向分割成上下兩部分，以產生兩個子幀。舉例而言，由于原始影像信號Sfcig-1m的各幀為QFHD的影像數據，其具有3840*2160 (如圖所示的4K2K)的解析度，經水平方向壓縮后，各幀的數據量被減半，形成解析度約為1920*2160的影像數據。接著，信號處理裝置220再將壓縮過的幀分割成上下兩部分，以產生兩個解析度約為1920*1080 (如圖所示的2K1K)的子巾貞。換言之，輸出影像信號SPro。Im被轉換為FHD規(guī)格的
影像數據。
[0044]根據本發(fā)明的實施例，信號處理裝置220可根據多種不同的演算法壓縮影像數據，調整影像解析度，包括一線性(Linear)演算法、一雙線性內插(BilinearInterpolation)演算法、一雙立方內插(Bicubic Interpolation)演算法、一 B 曲線(B-Spline)演算法，或其它可調整影像解析度的演算法。
[0045]此外，如上述，信號處理裝置220亦可不經過壓縮直接將原始影像信號的一幀分割成多個子幀。圖4c顯示根據本發(fā)明的第三實施例所述的原始影像信號的處理示意圖。于本發(fā)明的第三實施例中，信號處理裝置220沿著垂直及水平方向將一幀分割成四個子幀，以產生四個解析度約為1920*1080 (如圖所示的2K1K)的子幀。換言之，輸出影像信號SpmcIm被轉換為FHD規(guī)格的影像數據。圖4d顯示根據本發(fā)明的第四實施例所述的原始影像信號的處理示意圖。于本發(fā)明的第四實施例中，信號處理裝置220沿著水平方向將一幀分割成四個子幀，以產生四個解析度約為1080*1920 (如圖所示的1K2K)的子幀。換言之，輸出影像信號Spnxjm被轉換為FHD規(guī)格的影像數據。
[0046]根據本發(fā)明的實施例，各影像信號的幀頻率也可因應上述的影像處理程序而有對應的變化。舉例而言，于圖4a與圖4b中，原始影像信號3。&—1111可為具有60Hz的幀頻率的QFHD影像數據，并且經由處理后，輸出影像信號Sproe lm可為具有120Hz的幀頻率的FHD影像數據。由于于本發(fā)明的第一與第二實施例中，原始影像信號的一幀被分割成兩個子幀，因此輸出影像信號的120Hz的幀頻率所達到的幀數據傳輸速度實際上相當于原始影像信號的60Hz的幀頻率所達到的幀數據傳輸速度。
[0047]舉另一例而言，于圖4c與圖4d中，原始影像信號SMg—101可為具有30Hz的幀頻率的QFHD的影像數據，并且經由處理后，輸出影像信號SPM。101可為具有120Hz的幀頻率的FHD的影像數據。由于于本發(fā)明的第三與第四實施例中，原始影像信號的一幀被分割成四個子幀，因此輸出影像信號的120Hz的幀頻率所達到的幀數據傳輸速度實際上相當于原始影像信號的30Hz的幀頻率所達到的幀數據傳輸速度。
[0048]換言之，由于原始影像信號的一幀被分割成數個子幀，因此輸出影像信號的幀頻率必須被提高，用以維持相當的幀數據傳輸速度。值得注意的是，本發(fā)明所提出的影像處理方法并不限于應用在視頻信號上。根據本發(fā)明的其他實施例，原始影像信號Sfcig Im也可是靜態(tài)的圖檔數據。
[0049]經由信號處理裝置220處理過后，輸出影像信號SPM。Im可被影像顯示系統(tǒng)230接收，并進一步處理，以產生上述顯示影像信號SDisp Im。圖5顯示根據本發(fā)明的一實施例所述的控制芯片方塊圖。根據本發(fā)明的一實施例，影像顯示系統(tǒng)230內的控制芯片140可包括用以處理接收到的輸出影像信號SPM。Im的一影像處理裝置510，以及用以根據顯示影像信號產生柵極驅動信號、數據驅動信號、以及時序信號的一時序控制器520。根據本發(fā)明的一實施例，影像處理裝置510與時序控制器520可以是軟件模塊或硬件裝置、或兩者的組合，而本發(fā)明并不限于任一種實施方式。此外，根據本發(fā)明的其他實施例，控制芯片可更包括其他硬件裝置或軟件模塊，例如轉換對照表(Look-Up Table,LUT)裝置等。因此，本發(fā)明并不限于圖5所示的內容。
[0050]圖6顯示根據本發(fā)明的一實施例所述的影像處理裝置的方塊圖。根據本發(fā)明的一實施例，影像處理裝置510可至少包括一幀緩沖器610、一合并裝置620以及一縮放器630。幀緩沖器610用以暫存輸出影像信號SPM。Im。合并裝置620用以將輸出影像信號Sproe lm內的多于一個子幀合并為一幀?？s放器630用以(當信號處理裝置220有執(zhí)行過壓縮的程序時)進一步解壓縮被合并完的幀，用以還原出原始影像信號內的幀數據。
[0051]根據本發(fā)明的一實施例，于步驟S306中，合并裝置620可根據信號處理裝置220將原始影像信號的一幀分割為多個子幀的分割方式作相對的處理，用以將輸出影像信號Sprocjffl內的多于一個子幀合并為一幀。舉例而言，當信號處理裝置220如圖4a或圖4b所示沿著垂直或水平方向將一幀分割為兩個子幀時，合并裝置620可沿著垂直或水平方向將兩個子幀合并成為一個幀。舉另一例，當信號處理裝置220如圖4c所示沿著垂直及水平方向將一幀分割為四個子幀時，合并裝置620可沿著垂直及水平方向將四個子幀合并成為一個幀。舉又另一例，當信號處理裝置220如圖4d所示沿著水平方向將一幀分割為四個子幀時，合并裝置620可沿著水平方向將四個子幀合并成為一個幀。
[0052]根據本發(fā)明的一實施例，縮放器630可根據信號處理裝置220壓縮原始影像信號的幀數據的方式作相對的處理，用以解壓縮被合并完的幀，以還原出原始影像信號內的幀數據。例如，當信號處理裝置220沿著垂直方向壓縮原始影像信號的幀數據時，縮放器630可沿著垂直方向解壓縮幀數據。當信號處理裝置220沿著水平方向壓縮原始影像信號的幀數據時，縮放器630可沿著水平方向解壓縮幀數據。此外，因應信號處理裝置220所采用的演算法，縮放器630亦可根據例如一線性(Linear)演算法、一雙線性內插(BilinearInterpolation)演算法、一雙立方內插(Bicubic Interpolation)演算法、一 B 曲線(B-Spline)演算法，或其它多種可調整影像解析度的不同的演算法，用以解壓縮影像數據。
[0053]根據本發(fā)明的實施例，由于輸出影像信號的多個子幀被影像處理裝置510合并成為一幀，因此由影像處理裝置510所輸出的顯示影像信號的幀頻率必須作對應的調整，用以維持與原始影像信號以及輸出影像信號相當的幀數據傳輸速度。舉例而言，當輸出影像信號Sprocjm為具有120Hz的幀頻率的FHD影像數據時，經由影像處理裝置510處理過后，顯示影像信號SDisp Im可被還原為具有60Hz的幀頻率的QFHD影像數據，其與原始影像信號
Orig_Im
相同。
[0054]值得注意的是，為了避免分割幀的操作在后續(xù)由影像顯示系統(tǒng)230的還原處理過程中產生失真，信號處理裝置220可為分割過的子幀保留一些額外的邊界像素數據，例如，分割過的子幀的解析度實際上可以大于1920*1080，像是1940*1084。因此，當原始影像信號的一幀被分割成多個子幀時，多個子幀的影像數據可部分重疊。信號處理裝置220可將此解析度為1940*1084的影像數據傳送給影像顯示系統(tǒng)230，使得影像顯示系統(tǒng)230可透過適當的演算法，在重組影像數據時，讓子幀交接處更加平滑與完整。
[0055]借由上述的影像處理方法，原本具有30或60Hz的幀頻率的QFHD原始影像信號可先被信號處理裝置220轉換為具有120Hz的幀頻率的FHD的輸出影像信號，其中120Hz的FHD的影像信號為目前家庭普遍配置的⑶/DVD播放機或電腦裝置均可支持的最高規(guī)格。接著，由CD/DVD播放機或電腦裝置輸出的輸出影像信號會再經由影像顯示系統(tǒng)230還原為具有30或60Hz的幀頻率的QFHD影像信號。如此一來，不需升級⑶/DVD播放機或電腦裝置的硬件裝置，僅需于影像顯示系統(tǒng)230內增加一些軟件模塊或邏輯電路，即可使用既有的硬件裝置播放并顯示具有超高畫質解析度的QFHD影像信號，大幅降低升級硬件裝置所需的成本。
[0056]本發(fā)明的上述實施例能夠以多種方式執(zhí)行，例如使用硬件、軟件或其結合來執(zhí)行。熟悉這一技術的人員應了解執(zhí)行上述功能的任何組件或組件的集合可被視為一個或多個控制上述功能的處理器。此一個或多個處理器可以多種方式執(zhí)行，例如借由指定硬件，或使用微碼或軟件來編程的通用硬件來執(zhí)行上述功能。
[0057]雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領域技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作些許的修改和完善，因此本發(fā)明的保護范圍當以權利要求書所界定的為準。
【權利要求】
1.一種影像顯示系統(tǒng)，包括: 一數據驅動電路，用以輸出多個數據驅動信號，以提供一顯示影像信號至一像素矩陣的多個像素； 一柵極驅動電路，用以輸出多個柵極驅動信號以驅動該像素矩陣的所述像素；以及 一控制芯片，用以接收包含多個子幀的一輸入影像信號，重組所述子幀，使該輸入影像信號的多個子幀被合并為一幀，以產生該顯示影像信號，并送出該顯示影像信號。
2.如權利要求1所述的影像顯示系統(tǒng)，其特征在于，該輸入影像信號的幀頻率高于該顯示影像信號的幀頻率。
3.如權利要求1所述的影像顯示系統(tǒng)，其特征在于，該輸入影像信號的所述子幀為完整高解析度的影像數據。
4.如權利要求1所述的影像顯示系統(tǒng)，其特征在于，該顯示影像信號的所述幀為四倍的完整高解析度的影像數據。
5.如權利要求1所述的影像顯示系統(tǒng)，其特征在于，該控制芯片沿著垂直或水平方向將兩個子幀合并成為一個幀。
6.如權利要求1所述的影像顯示系統(tǒng)，其特征在于，該控制芯片沿著垂直及水平方向將四個子幀合并成為一個幀。
7.如權利要求1所述的影像顯示系統(tǒng)，其特征在于，該控制芯片沿著水平方向將四個子中貞合并成為一個中貞。
8.如權利要求1所述的影像顯示系統(tǒng)，其特征在于，該控制芯片更沿著垂直或水平方向解壓縮所述幀。
9.一種影像處理方法，包括: 由一信號處理裝置接收一原始影像信號； 由該信號處理裝置處理該原始影像信號，使得該原始影像信號的一幀被分割成多個子幀，并產生包含所述子幀的一輸出影像信號； 由一影像顯示系統(tǒng)接收該輸出影像信號，并且處理該輸出影像信號，使得該輸出影像信號的多個子幀被合并為一幀，并產生一顯示影像信號；以及 由該影像顯示系統(tǒng)顯示該顯示影像信號。
10.如權利要求9所述的影像處理方法，其特征在于，該原始影像信號的一幀被分割成多個子幀時，所述子幀的影像數據部分重疊。
11.如權利要求9所述的影像處理方法，其特征在于，該原始影像信號具有一第一幀頻率，該輸出影像信號具有一第二幀頻率，并且該第二幀頻率高于該第一幀頻率。
12.如權利要求11所述的影像處理方法，其特征在于，該顯示影像信號具有一第三幀頻率，該第三幀頻率低于該第二幀頻率，并且等于該第一幀頻率。
13.如權利要求9所述的影像處理方法，其特征在于，該原始影像信號的所述幀為四倍的完整高解析度的影像數據。
14.如權利要求9所述的影像處理方法，其特征在于，該輸出影像信號的所述子幀為完整高解析度的影像數據。
15.如權利要求9所述的影像處理方法，其特征在于，該顯示影像信號的所述幀為四倍的完整高解析度的影像數據。
16.如權利要求9所述的影像處理方法，還包括: 由該信號處理裝置沿著垂直或水平方向壓縮所述幀。
17.如權利要求9所述的影像處理方法，還包括: 由該影像顯示系統(tǒng)沿著垂直或水平方向解壓縮所述幀。
18.如權利要求9所述的影像處理方法，其特征在于，由該信號處理裝置處理該原始影像信號使得該原始影像信號的一幀被分割成多個子幀的該步驟還包括: 沿著垂直或水平方向將一幀分割成兩個子幀。
19.如權利要求9所述的影像處理方法，其特征在于，由該信號處理裝置處理該原始影像信號使得該原始影像信號的一幀被分割成多個子幀的該步驟還包括: 沿著垂直及水平方向將一幀分割成四個子幀。
20.如權利要求9所述的影像處理方法，其特征在于，由該信號處理裝置處理該原始影像信號使得該原始影像信號的一幀被分割成多個子幀的該步驟還包括: 沿著水平方向將一幀分割成`四個子幀。
【文檔編號】G11B20/10GK103456333SQ201210175329
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年5月31日 優(yōu)先權日:2012年5月31日
【發(fā)明者】蔡永裕, 鄭建洲 申請人:群康科技(深圳)有限公司, 奇美電子股份有限公司