專利名稱：用于顯示裝置的圖像處理方法及其相關(guān)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種于用于顯示裝置的圖像處理方法及其相關(guān)裝置，特別涉 及一種不需對幀數(shù)據(jù)進(jìn)行倍頻處理，即可達(dá)到插黑技術(shù)效果的圖像處理方法
及其相關(guān)裝置。
技術(shù)背景.
液晶顯示器具有外型輕薄、耗電量少以及無輻射污染等特性，已被廣泛
地應(yīng)用在計算機(jī)系統(tǒng)、行動電話、個人數(shù)字助理(PDA)等信息產(chǎn)品上。液晶 顯示器的工作原理是利用液晶分子在不同排列狀態(tài)下，對光線具有不同的偏 振或折射效果，因此可經(jīng)由不同排列狀態(tài)的液晶分子來控制光線的穿透量， 進(jìn)一步產(chǎn)生不同強(qiáng)度的輸出光線，及不同灰階強(qiáng)度的紅、綠、藍(lán)光。
請參考圖1，圖l為一現(xiàn)有薄膜晶體管(Thin Film Transistor, TFT) 液晶顯示器10的示意圖。液晶顯示器10包含一液晶顯示面板(LCD Panel) 100、 一控制電路102、 一數(shù)據(jù)線信號輸出電路104、 一掃描線信號輸出電路 106及一電壓產(chǎn)生器108。液晶顯示面板100由兩基板(Substrate)構(gòu)成， 而在兩基板間填充有液晶材料(LiquidCrystal )。 一基板上設(shè)置有多條數(shù)據(jù) 線(Data Line) 110、多條垂直于數(shù)據(jù)線110的掃描線(Scan Une，或稱柵 極線，Gate Line) 1U以及多個薄膜晶體管114，而在另一基板上設(shè)置有一 共享電極(Common Electrode)用來經(jīng)由電壓產(chǎn)生器108提供一共享電壓
(Vcom)。為便于說明，圖1中僅顯示四個薄膜晶體管114，實(shí)際上，液晶顯 示面板100中每一數(shù)據(jù)線110與掃描線112的交接處(Intersection)均連 接有一薄膜晶體管114,亦即薄膜晶體管114以矩陣的方式分布在液晶顯示 面板100上，每一數(shù)據(jù)線110對應(yīng)于薄膜晶體管液晶顯示器10的一行
(Column),而掃描線112對應(yīng)于薄膜晶體管液晶顯示器10的一列(Row), 且每一薄膜晶體管114對應(yīng)于一像素(Pixel )。此外，液晶顯示面板100的 兩基板所構(gòu)成的電路特性可視為一等效電容116。
現(xiàn)有薄膜晶體管液晶顯示器10的驅(qū)動原理詳述如下，當(dāng)控制電路102接收到水平同步信號(Horizontal Synchronization) 118及垂直同步信號 (Vertical Synchronization) 120時，控制電路102會產(chǎn)生相對應(yīng)的控制 信號分別輸入至數(shù)據(jù)線信號輸出電路104及掃描線信號輸出電路106,然后 數(shù)據(jù)線信號輸出電路104及掃描線信號輸出電路106會依據(jù)該控制信號而對 不同的數(shù)據(jù)線110及掃描線112產(chǎn)生輸入信號，因而控制薄膜晶體管114的 導(dǎo)通及等效電容116兩端的電位差，并進(jìn)一步地改變液晶分子的排列以及相 對應(yīng)的光線穿透量，以將顯示數(shù)據(jù)122顯示在面板上。舉例來說，掃描線信 號輸出電路106對掃描線112輸入一脈沖使薄膜晶體管114導(dǎo)通，因此數(shù)據(jù) 線信號輸出電路104所輸入數(shù)據(jù)線110的信號可經(jīng)由薄膜晶體管114而輸入 等效電容116,因此達(dá)到控制相對應(yīng)像素的灰階(Gray Level )狀態(tài)。另夕卜， 通過控制數(shù)據(jù)線信號輸出電路104輸入至數(shù)據(jù)線110的信號大小，可產(chǎn)生不 同的灰階大小。
由于液晶的物理特性類似于電容，使得液晶會有反應(yīng)速度太慢的問題； 另一方面，相較于映像管顯示器脈沖式的驅(qū)動方式，液晶顯示器電壓連續(xù)保 持(Hold Type)的驅(qū)動方式會導(dǎo)致移動物體(Moving Subject)的圖像邊緣 產(chǎn)生運(yùn)動模糊(MotionBlur)的現(xiàn)象。為了降低運(yùn)動模糊程度，現(xiàn)有技術(shù)提 供了一種插黑技術(shù)，其是將幀(Frame)數(shù)據(jù)縮短(亦即將幀數(shù)據(jù)倍頻)，并 在幀與幀間插入純黑或低灰階值的子幀，以縮短圖像數(shù)據(jù)脈沖，又稱之為類 脈沖式液晶顯示技術(shù)。簡單來說，插黑技術(shù)是指在相鄰幀間，固定插入灰階 值為O或相對較低灰階值的子幀。
請參考圖2及圖3，圖2為現(xiàn)有在一像素實(shí)現(xiàn)插黑技術(shù)的示意圖，圖3 為該像素所產(chǎn)生的光線強(qiáng)度示意圖。其中，斜線部分表示該像素在每一幀時 間(Frame Time)所接收的驅(qū)動數(shù)據(jù)P0、 Pl、 P2…，驅(qū)動數(shù)據(jù)P0、 Pl、 P2… 分別對應(yīng)于幀F(xiàn)O、 Fl、 F2...。因此，由圖2可知，在下一驅(qū)動數(shù)據(jù)輸入之前， 驅(qū)動數(shù)據(jù)的(灰階)值會回到0 (或相對較低的值)。在此情形下，像素所表 現(xiàn)出的光線強(qiáng)度變化即類似于脈沖式輸出。
現(xiàn)有插黑技術(shù)雖可以降低運(yùn)動模糊程度，但需將幀率(Frame Rate)倍 頻，除了耗費(fèi)系統(tǒng)資源外，易造成電磁干擾等電磁輻射等問題。此外，現(xiàn)有 插黑技術(shù)使得像素僅在一半的幀時間中正確顯示灰階數(shù)據(jù)，而另 一半的幀時
間卻是灰階值為0的黑畫面。換句話說，插黑技術(shù)會使得整體畫面平均亮度

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的即在于提供一種用于一顯示裝置的圖像處理方 法及其相關(guān)裝置。
本發(fā)明揭露一種用于一顯示裝置的圖像處理方法，用以提升圖像品質(zhì)， 包含有接收一視頻信號；根據(jù)該視頻信號，依序產(chǎn)生多個圖像數(shù)據(jù)，該多個 圖像數(shù)據(jù)的每一 圖像數(shù)據(jù)包含一幀數(shù)據(jù)及一低灰階畫面數(shù)據(jù)，分別對應(yīng)于該 視頻信號的時序中 一幀輸出時間及一垂直遮沒時間；以及在該顯示裝置的一 顯示面板，依序顯示該多個圖像數(shù)據(jù)。
本發(fā)明揭露一種可提升圖像品質(zhì)的顯示裝置，包含有一接收端，用來接
收一視頻信號； 一顯示面板； 一視頻處理單元，耦接于該接收端，用來根據(jù) 該視頻信號，依序產(chǎn)生多個圖像數(shù)據(jù)，該多個圖像數(shù)據(jù)的每一圖像數(shù)據(jù)包含 一幀數(shù)據(jù)及一低灰階畫面數(shù)據(jù)，分別對應(yīng)于該視頻信號的時序中 一 幀輸出時 間及一垂直遮沒時間；以及一輸出單元，耦接于該視頻處理單元，用來依序 將該多個圖像數(shù)據(jù)顯示在該顯示面板上。


圖1為現(xiàn)有薄膜晶體管液晶顯示器的示意圖。
圖2為現(xiàn)有插黑技術(shù)的示意圖。
圖3為對應(yīng)于圖2的光線強(qiáng)度示意圖。
圖4為本發(fā)明一實(shí)施例用于一顯示裝置的圖像處理流程的示意圖。 圖5為對應(yīng)于本發(fā)明一實(shí)施例的圖像數(shù)據(jù)輸出的示意圖。 圖6為本發(fā)明一實(shí)施例顯示裝置的示意圖。 附圖符號說明
10薄膜晶體管液晶顯示
100液晶顯示面板
102控制電路
104數(shù)據(jù)線信號輸出電路
106掃描線信號輸出電路
108電壓產(chǎn)生器
110數(shù)據(jù)線112掃描線
114薄膜晶體管
116等效電容
118水平同步信號
120垂直同步信號
122顯示數(shù)據(jù)
40流程
400、402、404、楊、408步驟
FD1、FD2、FD3幀數(shù)據(jù)
BD1、BD2、BD3低灰階畫面數(shù)據(jù)
Tvoi 、T術(shù)、丁v03幀顯示時間
Tbo、Tb。2、丁b03垂直遮沒時間
了gf1 、TgF2 、TgF3 、Tgb、TgB2 、 丁gb3時隙
具體實(shí)施例方式
請參考圖4,圖4為本發(fā)明實(shí)施例用于一顯示裝置的圖像處理流程40的 示意圖。圖像處理流程40可提升圖像品質(zhì)，其包含以下步驟 步驟4QG:開始。 步驟402:接收一視頻信號。
步驟404:根據(jù)該視頻信號，依序產(chǎn)生多個圖像數(shù)據(jù)，該多個圖像數(shù)據(jù) 的每一圖像數(shù)據(jù)包含一幀數(shù)據(jù)及一低灰階畫面數(shù)據(jù)，分別對應(yīng)于該視頻信號 的時序中一幀輸出時間及一垂直遮沒時間(Vertical Blanking Duration )。
步驟406:在該顯示裝置的一顯示面板，依序顯示該多個圖像數(shù)據(jù)。
步驟408:結(jié)束。
根據(jù)圖像處理流程40，本發(fā)明是在幀輸出時間及垂直遮沒時間，依序顯 示幀數(shù)據(jù)及低灰階畫面數(shù)據(jù)。其中，低灰階畫面數(shù)據(jù)的灰階值是Q或相對較 低值。由于本發(fā)明僅在垂直遮沒時間顯示低灰階畫面數(shù)據(jù)，因此，幀數(shù)據(jù)不 需經(jīng)過倍頻處理，除了可減少所需資源外，畫面平均亮度得以維持，以加強(qiáng) 圖像品質(zhì)。
為清楚說明本發(fā)明，以下先簡述垂直遮沒時間的意義。最早的動態(tài)圖像 顯示裝置為陰極射線顯示器，其是藉由人眼圖像暫留的特性，將圖像信號分段，通過陰極射線管，逐列掃描于每條水平線上，使得整個畫面顯示在顯示 面板上。陰極射線管逐列掃描是從一水平線的一端掃描到另一端后，移動至 下一條水平線開始下一次掃描。移動的過程需要一段足夠的時間讓陰極射線 管定位到下一條水平線的起始位置，以開始掃描下一條水平線。因此，在陰
極射線顯示器的圖像定時(Video Timing)機(jī)制中，圖像信號被分為水平與 垂直部分。水平部分除了包含每條水平線的圖像數(shù)據(jù)之外，在每段的圖像數(shù) 據(jù)之間，各插入一遮沒信號(Blanking Signal )。每個遮沒信號中，依序可 分為一前廊信號(Front Porch )、 一水平同步信號(Hsync )及一后廊信號(Back Porch)。前廊及后廊信號不包含任何數(shù)據(jù)，其是用來讓陰極射線管有足夠時 間移動到掃描的起始點(diǎn)，而水平同步信號則用來通知陰極射線管何時開始掃 描。此外，在一整個畫面掃描完畢后，陰極射線管需回到顯示面板的左上方 以重新掃描下一個新的畫面。因此，垂直部分也提供了一前廊信號、 一垂直 同步信號(Vsync)及一后廊信號，其功用與水平部分相同，用來讓陰極射線 管有足夠時間移動到掃描的起始點(diǎn)，并適時啟動掃描動作，相關(guān)的定時規(guī)范 可參考圖像電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(Video Electronics Standards Association, VESA)的廣義定時/>式(Generalized Timing Formula; GTF )。
當(dāng)顯示器從傳統(tǒng)陰極射線管發(fā)展至液晶顯示器后，為了兼容性等因素， 液晶顯示器的圖像定時技術(shù)仍沿用傳統(tǒng)陰極射線顯示器的規(guī)格，而水平及垂 直遮沒時間則演變?yōu)橛脕砜刂扑郊按怪狈较蛳袼氐膯?，且在水平及垂?遮沒時間中，視頻信號不具有任何內(nèi)容。
本發(fā)明利用垂直遮沒時間的特性，在垂直遮沒時間插入低灰階畫面數(shù)據(jù) (即黑畫面)。如此一來，不需對幀數(shù)據(jù)進(jìn)行倍頻處理，即可達(dá)到插黑技術(shù)的 效果。同時，由于幀數(shù)據(jù)未經(jīng)倍頻處理，使得整體畫面平均亮度得以提升。 相較之下，在現(xiàn)有插黑技術(shù)中，幀數(shù)據(jù)需先進(jìn)行倍頻處理，除了耗費(fèi)系統(tǒng)資 源外，整體畫面平均亮度因而減半，影響圖像效果。
另一方面，為了避免插入黑畫面造成亮度不均的問題，本發(fā)明在顯示圖 像數(shù)據(jù)時(即步驟406 )可依序以兩種不同的掃描方式(由上至下及由下至 上)，顯示圖像數(shù)據(jù)。在此情形下，圖像數(shù)據(jù)的輸出情形即如圖5所示。在圖 5中，上半部表示一序列圖像數(shù)據(jù)，下半部表示顯示面板所顯示的畫面，F(xiàn)D1、 FD2、 FD3…表示幀數(shù)據(jù)，BD1、 BD2、 BD3…表示低灰階畫面數(shù)據(jù),TV01、 TV02、 T柳…表示幀顯示時間，T則、TB。2、 T,…表示垂直遮沒時間，TCF1、 TGF2、 T^…表示圖像數(shù)據(jù)間的間隙(Gap)時間，以及Tgb,、 TGB2、 1^..表示幀數(shù)據(jù)與低灰 階畫面數(shù)據(jù)間的時隙。此外，垂直方向的箭號表示掃描的順序是由上至下或 由下至上，例如，幀數(shù)據(jù)FD1與低灰階畫面數(shù)據(jù)BD1是由上至下掃描輸出， 而幀數(shù)據(jù)FD2與低灰階畫面數(shù)據(jù)BD2是由下至上掃描輸出。在此情形下，由 于相鄰圖像數(shù)據(jù)是以不同的順序掃描，可避免產(chǎn)生亮度不均的情形。
圖像處理流程40是在垂直遮沒時間插入低灰階畫面數(shù)據(jù)，因而不需對幀 數(shù)據(jù)進(jìn)行倍頻處理，使得整體畫面平均亮度得以提升，且相鄰幀數(shù)據(jù)是以不 同順序掃描，可避免亮度不均的情形發(fā)生。關(guān)于實(shí)際實(shí)現(xiàn)圖像處理流程40方 面，本領(lǐng)具通常知識者當(dāng)可根據(jù)上述說明，以特定軟硬件實(shí)現(xiàn)。
舉例來說，請參考圖6,圖6為本發(fā)明一實(shí)施例顯示裝置60的示意圖。 顯示裝置60可提升圖像品質(zhì)，其包含有一接收端600、 一顯示面板602、 一 視頻處理單元604及一輸出單元606。視頻處理單元604可通過接收端600 接收視頻信號，據(jù)以產(chǎn)生多個圖像數(shù)據(jù)；每一圖像數(shù)據(jù)包含一幀數(shù)據(jù)及一低 灰階畫面數(shù)據(jù)，分別對應(yīng)于一幀輸出時間及一垂直遮沒時間。而輸出單元606 則可依序?qū)D像數(shù)據(jù)顯示在顯示面板602上，且其較佳地是以不同掃描方式 輸出相鄰圖像數(shù)據(jù)。因此，顯示裝置60是在垂直遮沒時間插入低灰階畫面數(shù) 據(jù)(黑畫面)，則視頻處理單元604不需對幀數(shù)據(jù)進(jìn)行倍頻處理，即可達(dá)到插 黑技術(shù)的效果。同時，由于幀數(shù)據(jù)未經(jīng)倍頻處理，使得整體畫面平均亮度得 以提升。此外，由于相鄰圖像數(shù)據(jù)是以不同的順序掃描，可避免產(chǎn)生亮度不 均的情形，相關(guān)圖像數(shù)據(jù)輸出情形如圖5所示，在此不贅述。
綜上所述，本發(fā)明是利用垂直遮沒時間的特性，在垂直遮沒時間插入低 灰階畫面數(shù)據(jù)，因而不需對幀數(shù)據(jù)進(jìn)行倍頻處理，使得圖像品質(zhì)及畫面平均 亮度得以提升。同時，由于相鄰圖像數(shù)據(jù)是以不同順序掃描，可避免產(chǎn)生亮 度不均的情形，進(jìn)一步加強(qiáng)圖像品質(zhì)。因此，本發(fā)明不需將幀率倍頻，即可 插入低灰階畫面數(shù)據(jù)，除可提升畫面品質(zhì)外，更可節(jié)省系統(tǒng)資源及防止電磁 干擾等電磁輻射。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均 等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于一顯示裝置的圖像處理方法，用以提升圖像品質(zhì)，包含有接收一視頻信號；根據(jù)該視頻信號，依序產(chǎn)生多個圖像數(shù)據(jù)，該多個圖像數(shù)據(jù)的每一圖像數(shù)據(jù)包含一幀數(shù)據(jù)及一低灰階畫面數(shù)據(jù)，分別對應(yīng)于該視頻信號的時序中一幀輸出時間及一垂直遮沒時間；以及在該顯示裝置的一顯示面板，依序顯示該多個圖像數(shù)據(jù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其中，該視頻信號的時序的定時 方式符合圖像電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會的廣義定時公式。
3. 如權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其中，每一低灰階畫面數(shù)據(jù)的灰 階值約略為0。
4. 如權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其中，每一低灰階畫面數(shù)據(jù)的灰 階值小于所有畫面數(shù)據(jù)的灰階值的平均結(jié)果。
5. 如權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其中，依序顯示該多個圖像數(shù)據(jù) 交替以一第一掃描順序及一第二掃描順序在該顯示裝置的該顯示面板上顯示 該多個圖像數(shù)據(jù)。
6. 如權(quán)利要求5所述的圖像處理方法，其中，該第一掃描順序是由該顯 示面板的上方至該顯示面板的下方，該第二掃描順序是由該顯示面板的下方 至該顯示面一反的上方。
7. 如權(quán)利要求l所述的圖像處理方法，其中，該顯示裝置是一液晶顯示 裝置。
8. 如權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其中，該多個圖像數(shù)據(jù)的每一圖 像數(shù)據(jù)的幀數(shù)據(jù)未經(jīng)過倍頻處理。
9. 如權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其中，該多個圖像數(shù)據(jù)的相鄰圖 像數(shù)據(jù)間包含一時隙。
10. 如權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其中，每一圖像數(shù)據(jù)的幀數(shù)據(jù)與 低灰階畫面數(shù)據(jù)間包含一時隙。
11. 一種可提升圖像品質(zhì)的顯示裝置，包含有 一接收端，用來接收一視頻信號； 一顯示面板；一視頻處理單元，耦接于該接收端，用來根據(jù)該視頻信號，依序產(chǎn)生多 個圖像數(shù)據(jù)，該多個圖像數(shù)據(jù)的每一 圖像數(shù)據(jù)包含一幀數(shù)據(jù)及一低灰階畫面數(shù)據(jù)，分別對應(yīng)于該視頻信號的時序中一幀輸出時間及一垂直遮沒時間；以及一輸出單元，耦接于該視頻處理單元，用來依序?qū)⒃摱鄠€圖像數(shù)據(jù)顯示在該顯示面板上。
12. 如權(quán)利要求ll所述的顯示裝置，其中，該視頻信號的時序的定時方 式符合圖像電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會的廣義定時公式。
13. 如權(quán)利要求ll所述的顯示裝置，其中，每一低灰階畫面數(shù)據(jù)的灰階 值約略為0。
14. 如權(quán)利要求11所述的顯示裝置，其中，每一低灰階畫面數(shù)據(jù)的灰階 值小于所有畫面數(shù)據(jù)的灰階值的平均結(jié)果。
15. 如權(quán)利要求ll所述的顯示裝置，其中，該輸出單元交替以一第一掃 描順序及一第二掃描順序?qū)⒃摱鄠€圖像數(shù)據(jù)顯示在該顯示面板上。
16. 如權(quán)利要求15所述的顯示裝置，其中，該第一掃描順序是由該顯示 面板的上方至該顯示面板的下方，該第二掃描順序是由該顯示面板的下方至 該顯示面纟反的上方。
17. 如權(quán)利要求ll所述的顯示裝置，其中，該顯示裝置是一液晶顯示裝置。
18. 如權(quán)利要求ll所述的顯示裝置，其中，該視頻處理單元未對該多個 圖像數(shù)據(jù)的每一 圖像數(shù)據(jù)的幀數(shù)據(jù)進(jìn)行倍頻處理。
19. 如權(quán)利要求11所述的圖像處理方法，其中，該多個圖像數(shù)據(jù)的相鄰 圖像數(shù)據(jù)間包含一時隙。
20. 如權(quán)利要求11所述的圖像處理方法，其中，每一圖像數(shù)據(jù)的幀數(shù)據(jù) 與低灰階畫面數(shù)據(jù)間包含一時隙。
全文摘要
用于一顯示裝置的圖像處理方法，用以提升圖像品質(zhì)，包含有接收一視頻信號；根據(jù)該視頻信號，依序產(chǎn)生多個圖像數(shù)據(jù)，該多個圖像數(shù)據(jù)的每一圖像數(shù)據(jù)包含一幀數(shù)據(jù)及一低灰階畫面數(shù)據(jù)，分別對應(yīng)于該視頻信號的時序中一幀輸出時間及一垂直遮沒時間；以及在該顯示裝置的一顯示面板依序顯示該多個圖像數(shù)據(jù)。
文檔編號H04N5/44GK101295474SQ20071010091
公開日2008年10月29日 申請日期2007年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月28日
發(fā)明者吳忠文, 林文軒, 陳民融 申請人:聯(lián)詠科技股份有限公司