專利名稱：帶有減小規(guī)模的伽瑪校正存儲器的視頻處理器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上說涉及視頻處理器，更為確切地說，涉及用于顯示設(shè)備的視頻處理器，其中顯示設(shè)備的灰度級分布于非線性曲線上。本發(fā)明尤其適用于諸如移動終端等小型顯示屏設(shè)備。
背景技術(shù)：
日本專利申請1997-50262公開了使用抖動技術(shù)的視頻處理器。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的視頻處理器，通過使用根據(jù)視頻顯示的伽瑪(灰度級)特性的伽瑪校正存儲器(稱為查找表)來對輸入視頻信號的灰度級進(jìn)行伽瑪校正。經(jīng)過伽瑪校正后的視頻信號被輸入到抖動電路，該抖動電路壓縮表示視頻信號的比特數(shù)目，以便與用于視頻顯示的比特數(shù)目相符。如果輸入視頻信號由10個比特來表示，則所實施的伽瑪校正表必需具有1,024個地址位置或存儲單元，每一個單元存儲10比特的輸入灰度級編碼和相應(yīng)的10比特的輸出灰度級編碼。如果需要生成彩色，則需要一套三顏色分量的視頻子處理器。因此，伽瑪校正需要大量的存儲單元和功率消耗。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目標(biāo)是提出一種視頻處理器，它進(jìn)行伽瑪校正需要更少的存儲器和更少的功率，同時保持了輸入視頻信號的灰度級。
根據(jù)本發(fā)明，提出的視頻處理器包括比特率轉(zhuǎn)換器，用于通過保留M比特的輸入視頻信號的灰度級別，將M比特的輸入視頻信號轉(zhuǎn)換為N比特的輸入視頻信號(其中，N小于M)，和伽瑪校正存儲器，其中多個N比特輸入灰度級別被映射到多個輸出灰度級別。輸出灰度級分布于非線性曲線上，與顯示設(shè)備的灰度級所分布的非線性曲線互補。當(dāng)比特率轉(zhuǎn)換器的N比特輸出視頻信號對應(yīng)于N比特輸入灰度級之一時，存儲器給出輸出灰度級之一。
優(yōu)選地，比特率轉(zhuǎn)換器截取M比特視頻信號低有效比特，通過二進(jìn)制1的不同個數(shù)來表示低有效比特，并且根據(jù)截取的低有效比特將二進(jìn)制1分布于不同數(shù)目的接序幀。另外，比特率轉(zhuǎn)換器截取M比特視頻信號的低有效比特，剩下N比特，并且根據(jù)所截取的低有效比特來使N比特發(fā)生抖動。


下面將參考附圖來進(jìn)一步詳細(xì)講述本發(fā)明，其中圖1為根據(jù)本發(fā)明的彩色視頻處理器的框圖；圖2為圖1的比特率轉(zhuǎn)換器的一個實施例的框圖；圖3為比特率轉(zhuǎn)換器的另一個實施例的框圖；以及圖4為本發(fā)明的彩色視頻處理器的修正形式的框圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在來參考圖1，其中示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的彩色視頻處理器。彩色視頻處理器包括一套紅色分量子視頻處理器1R，綠色分量視頻子處理器1G，以及藍(lán)色分量視頻子處理器1B。由于所有的子處理器具有相同的構(gòu)造，因此僅解釋了紅色分量子處理器的細(xì)節(jié)。在該實施例中，用于表示輸入視頻信號的比特數(shù)大于用于表示彩色液晶顯示器2的視頻輸入的比特數(shù)。
每一個子處理器包括比特率轉(zhuǎn)換器11，用于將10比特輸入子像素數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為8比特輸出子像素數(shù)據(jù)。比特率轉(zhuǎn)換的一個實施例的實現(xiàn)，使用的是幀率控制的基本原理。正如后面將詳細(xì)講述的，其實現(xiàn)是通過從10比特輸入數(shù)據(jù)中截取低兩比特，分別以三個二進(jìn)制1、兩個二進(jìn)制1、一個二進(jìn)制1和一個二進(jìn)制0來表示10比特輸入數(shù)據(jù)的低兩比特“11”、“10”、“01”和“00”，并且將這些值擴(kuò)展于四個連續(xù)的幀上。將每一個擴(kuò)展二進(jìn)制值與目標(biāo)幀的截取的8比特數(shù)據(jù)的最低有效比特相加。該8比特視頻輸出信號基本上與10比特輸入視頻信號的原始灰度級保持相同的灰度深淺級別。
比特率轉(zhuǎn)換器11的輸出被提供給用于伽瑪(γ)校正的伽瑪校正表12。在伽瑪校正表中，多個8比特輸入編碼被映射到多個相應(yīng)輸出編碼。正常情況下，液晶顯示器中的灰度級分布于非線性曲線上。在灰度級轉(zhuǎn)換表12中，線性輸入編碼被轉(zhuǎn)換為輸出編碼，表示分布于與液晶顯示器2的非線性曲線互補的非線性曲線上的灰度級別。經(jīng)過由所有子處理器的伽瑪校正表12進(jìn)行的非線性補償，8比特子像素紅色分量、綠色分量和藍(lán)色分量視頻輸出信號在彩色液晶顯示器2中結(jié)合起來，以形成8比特彩色像素數(shù)據(jù)，并且顯示出來。
由于校正表12的輸入為8個比特，伽馬校正表12可以實現(xiàn)為256個地址位置(存儲單元)，而不是當(dāng)伽馬校正表12的輸入為10個比特時所要求的1024個地址位置。在每個顏色分量子處理器中，存儲規(guī)模減少到現(xiàn)有技術(shù)的1/4。當(dāng)把彩色視頻處理器當(dāng)作一個整體來看時，這表示了一個顯著的減少。
如圖2所示，每個顏色分量子處理器的比特率轉(zhuǎn)換器11包括10比特輸入寄存器20，用于并行接收顏色分量視頻信號的每個子像素數(shù)據(jù)的10個比特。將輸入子像素數(shù)據(jù)的8個比特與“00000001”在8比特加法器28中相加。將加法器28的8比特輸出提供給多路器21中，將輸入寄存器20的10比特輸入數(shù)據(jù)也提供給多路器21。多路器21選擇加法器28的8比特和以及來自寄存器20的原始低兩比特，以響應(yīng)來自控制器31的第一控制信號。在沒有第一控制信號時，多路器21選擇來自寄存器20的原始10比特數(shù)據(jù)。由多路器21所選擇的該10比特數(shù)據(jù)被存儲于幀存儲器22中。在幀周期的末尾，幀存儲器22產(chǎn)生了10比特數(shù)據(jù)。
通過類似方式，將幀存儲器22的10比特數(shù)據(jù)的8個比特與“00000001”在8比特的加法器29中相加，然后將輸出提供給多路器23，并且?guī)鎯ζ?2的10比特數(shù)據(jù)也提供給該多路器。多路器23選擇加法器29的8比特和以及來自存儲器22的原始低兩比特，以響應(yīng)來自控制器31的第二控制信號。在沒有第二控制信號時，多路器23選擇來自幀存儲器22的10比特數(shù)據(jù)。由多路器23所選擇的該10比特數(shù)據(jù)被存儲于幀存儲器24中。
最后，將幀存儲器24的10比特數(shù)據(jù)的8個比特與“00000001”在8比特的加法器30中相加，然后將輸出提供給多路器25，并且?guī)鎯ζ?4的10比特數(shù)據(jù)也提供給該多路器。多路器25選擇加法器30的8比特和以及來自存儲器24的原始低兩比特，以響應(yīng)來自控制器31的第三控制信號。在沒有第三控制信號時，多路器25選擇來自幀存儲器24的10比特數(shù)據(jù)。由多路器25所選擇的該10比特數(shù)據(jù)被存儲于幀存儲器26中。
10比特輸出寄存器27與來自幀存儲器26的10比特子像素數(shù)據(jù)一起加載，并且將它的高8比特傳遞到伽瑪校正表12，將它的低兩比特傳遞到控制器31。當(dāng)寄存器27的低兩比特為“11”時，控制器31同時產(chǎn)生第一、第二和第三控制信號。當(dāng)?shù)蛢杀忍貫椤?0”時，控制器31同時產(chǎn)生第二和第三控制信號。當(dāng)?shù)蛢杀忍貫椤?1”時，控制器31僅產(chǎn)生第三控制信號。
因此，當(dāng)?shù)谝粠?0比特子像素數(shù)據(jù)存儲于幀存儲器26中時，第二和第三幀將依次分別存儲于幀存儲器24和22中，并且第四幀的10比特子像素數(shù)據(jù)將存儲于輸入寄存器20中。
假定第一幀存儲于幀存儲器26中。如果在輸出寄存器27中的10比特數(shù)據(jù)的低兩比特為“01”，則將二進(jìn)制1僅與一個接序幀(即，第二幀)進(jìn)行相加。如果輸出寄存器的低兩比特為“10”，則將二進(jìn)制1與兩個連續(xù)的幀(即，第二和第三幀)進(jìn)行相加。如果輸出寄存器的低兩比特為“11”，則將二進(jìn)制1與三個連續(xù)的幀(即，第二、第三和第四幀)進(jìn)行相加。如果第一幀的低兩比特為“00”，則在比特率轉(zhuǎn)換器中沒有進(jìn)行加法運算。
因此，原始的10比特數(shù)據(jù)的低兩比特通過使用二進(jìn)制1的相應(yīng)個數(shù)來表示，并且每一個表示的二進(jìn)制1被分布到接序幀之一。
通過將在四個連續(xù)幀周期中以剛才講述的方式來將表示低兩比特的二進(jìn)制1進(jìn)行分布，則當(dāng)?shù)捅忍胤謩e為“00”、“01”、“10”和“11”時，產(chǎn)生灰度級0.0、0.25、0.5和0.75。觀察者的眼睛將獲得像素的平均流明(暗度)，以便單個像素將以灰度來顯示。
也可以通過抖動來實施沒有減少灰度級別的比特率轉(zhuǎn)換。如圖3所示，抖動類型的比特率轉(zhuǎn)換器11包括輸入寄存器40，用于接收10比特子像素數(shù)據(jù)。8比特加法器41提供了將寄存器40的高8有效比特與“00000001”進(jìn)行相加，然后將和提供給多路器42，并且寄存器40的高8比特也提供給該多路器。輸入寄存器的低兩比特被應(yīng)用到比較器44，用于與抖動掩碼閾值進(jìn)行比較。多路器使用比較器44的輸出作為控制信號，用以選擇其輸入信號。如果該低兩比特大于該閾值，則多路器42選擇加法器41的輸出。否則，多路器選擇寄存器40的8比特輸出。由多路器42所選擇的8比特子像素數(shù)據(jù)被傳遞到輸出寄存器43，以用于伽瑪校正表12。
通過加法器41對二進(jìn)制1進(jìn)行加法運算會產(chǎn)生點模式，它基本上是隨機(jī)出現(xiàn)的，以響應(yīng)10比特視頻輸入信號的低兩比特。因此，通過觀察者的眼睛就可以檢測到灰度級效應(yīng)。
圖4為本發(fā)明修正版的框圖，它與圖1的實施例的不同之處在于，輸入彩色視頻信號的表示使用的是與彩色液晶顯示器2的視頻輸入一樣的比特數(shù)。特別地，比特率轉(zhuǎn)換器1A接收8比特顏色分量子像素數(shù)據(jù)，并且以上面講述的方式將其轉(zhuǎn)換到6比特輸出數(shù)據(jù)。6比特數(shù)據(jù)被提供給伽瑪校正表12A，在該表中多個6比特編碼映射到多個內(nèi)插的8比特編碼。與先前的實施例相類似，該伽瑪校正表12A能夠以減少數(shù)目個存儲地址來實施。
權(quán)利要求
1.一種視頻處理器，包括比特率轉(zhuǎn)換器，用于通過保留M比特輸入視頻信號的灰度級別，來將M比特輸入視頻信號轉(zhuǎn)換為N比特輸出視頻信號，其中N小于M；以及伽馬校正存儲器，其中多個N比特輸入灰度級別被映射到分布于與顯示設(shè)備的灰度級別所分布的非線性曲線互補的非線性曲線上的多個輸出灰度級別，當(dāng)所述比特率轉(zhuǎn)換器的所述N比特輸出視頻信號對應(yīng)于N比特輸入灰度級別之一時，所述存儲器傳遞輸出灰度級別之一。
2.如權(quán)利要求1所述的視頻處理器，其中所述輸出灰度級別用N個比特來表示。
3.如權(quán)利要求1所述的視頻處理器，其中所述輸出灰度級的值為輸入灰度級別的內(nèi)插灰度級別。
4.如權(quán)利要求1所述的視頻處理器，其中所述輸出灰度級的值用M個比特來表示。
5.如權(quán)利要求1所述的視頻處理器，其中所述比特率轉(zhuǎn)換器包括用于截取M比特視頻信號的低有效比特、通過二進(jìn)制1的不同個數(shù)來表示所截取的低有效比特、并且根據(jù)截取的低有效比特將二進(jìn)制1分布到不同數(shù)目個接序幀的裝置。
6.如權(quán)利要求1所述的視頻處理器，其中所述比特率轉(zhuǎn)換器包括第一加法器，用于將二進(jìn)制1與M比特輸入視頻信號的高N比特的最低有效比特位置相加；第一多路器，用于選擇所述第一加法器的輸出或者所述高N比特，以響應(yīng)第一控制信號；第一幀存儲器，用于存儲所述第一多路器的輸出；第二加法器，用于將二進(jìn)制1與第一幀存儲器的輸出相加；第二多路器，用于選擇所述第二加法器的輸出或者所述第一幀存儲器的輸出，以響應(yīng)第二控制信號；第二幀存儲器，用于存儲所述第二多路器的輸出；第三加法器，用于將二進(jìn)制1與第二幀存儲器的輸出相加；第三多路器，用于選擇所述第三加法器的輸出或者所述第二幀存儲器的輸出，以響應(yīng)第三控制信號；第三幀存儲器，用于存儲所述第三多路器的輸出；以及控制裝置，用于根據(jù)截取的低有效比特，來只產(chǎn)生所述第一控制信號，同時產(chǎn)生所述第一和第二控制信號，或者同時產(chǎn)生所述第一、第二和第三控制信號。
7.如權(quán)利要求1所述的視頻處理器，其中所述比特率轉(zhuǎn)換器包括用于截取M比特視頻信號的低有效比特以便在輸入視頻信號中只留下N個比特、并且根據(jù)被截取的低有效比特來抖動N個比特的裝置。
8.如權(quán)利要求1所述的視頻處理器，其中所述比特率轉(zhuǎn)換器包括加法器，用于將二進(jìn)制1與M比特輸入視頻信號的高N比特相加；多路器，用于選擇所述加法器的輸出或者所述M比特輸入視頻信號的所述高N比特，以響應(yīng)控制信號；以及比較器，用于通過將所述M比特輸入視頻信號的低有效比特與閾值進(jìn)行比較，來產(chǎn)生所述控制信號。
全文摘要
一種視頻處理器，包括比特率轉(zhuǎn)換器，用于通過保留M比特輸入視頻信號的灰度級別，來將M比特輸入視頻信號轉(zhuǎn)換為N比特輸出視頻信號，其中N小于M。多個N比特輸入灰度級別在伽馬校正存儲器中被映射到多個輸出灰度級別。多個輸出灰度級別分布于與顯示設(shè)備的灰度級別所分布的非線性曲線互補的非線性曲線上的。當(dāng)比特率轉(zhuǎn)換器的N比特輸出視頻信號對應(yīng)于N比特輸入灰度級別之一時，所述存儲器傳遞輸出灰度級別之一。在一個實施例中，比特率轉(zhuǎn)換器截取M比特視頻信號低有效比特，通過二進(jìn)制1的不同個數(shù)來表示低有效比特，并且根據(jù)截取的低有效比特的值將二進(jìn)制1分布于不同數(shù)目的接序幀。
文檔編號H04N1/407GK1535031SQ20041003197
公開日2004年10月6日 申請日期2004年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月31日
發(fā)明者伊藤正厚, 渡邊崇志, 志 申請人:Nec液晶技術(shù)株式會社