專利名稱：顯示器之顯示特性調(diào)整電路及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種顯示器的電路，且特別是關(guān)于一種顯示器顯示特性調(diào)整電路及方法的發(fā)明。
先前技術(shù)圖像增強(qiáng)(image enhancement)是數(shù)字圖像處理的重要技術(shù)之一，其主要目的是通過(guò)增強(qiáng)技術(shù)來(lái)改善圖像質(zhì)量，使其內(nèi)容適合人眼來(lái)進(jìn)行觀察與理解。對(duì)于目前顯示器所顯示畫面而言，由于限于場(chǎng)地、光線或人為操作不當(dāng)?shù)纫蛩?，常使得所呈現(xiàn)的畫面無(wú)法讓人眼順利的直接去觀察與理解圖像信息，例如圖像偏亮或偏暗等問(wèn)題。
而為解決上述的問(wèn)題，對(duì)于顯示畫面中有偏亮或偏暗時(shí)，顯示器會(huì)進(jìn)行對(duì)比度擴(kuò)展的處理。但以目前實(shí)用的對(duì)比度擴(kuò)展技術(shù)，若要有較好的效果，都須要額外的人為調(diào)整參數(shù)才能做到，因此必須仰賴人的經(jīng)驗(yàn)來(lái)調(diào)整相關(guān)參數(shù)，否則容易導(dǎo)致圖像的過(guò)度強(qiáng)化或不足。但，經(jīng)過(guò)人為調(diào)整后的參數(shù)為固定值，無(wú)法隨著不同圖像進(jìn)行動(dòng)態(tài)的伸張，當(dāng)播放影片時(shí)暗畫面或亮畫面，會(huì)希望采用不同的對(duì)比調(diào)整來(lái)進(jìn)行處理，而對(duì)于單純調(diào)整固定對(duì)比的技術(shù)就無(wú)法達(dá)到此一目的，例如針對(duì)不同亮度分布的畫面需要進(jìn)行不同的灰階轉(zhuǎn)換，但一般對(duì)比調(diào)整功能只能通過(guò)手動(dòng)的方式調(diào)整固定的對(duì)比，無(wú)法自動(dòng)判讀動(dòng)態(tài)圖像最佳的對(duì)比度擴(kuò)展。
因此，根據(jù)上述所言已有解決方式，在美國(guó)專利第5003394號(hào)、5162902號(hào)及539630號(hào)中，分別通過(guò)平均亮度信息并配合模擬電路的電壓改變來(lái)達(dá)到對(duì)比度擴(kuò)展的效果。其中，第1、2篇采用兩段式斜率的白色伸展(white-stretch)，而第3篇?jiǎng)t對(duì)亮畫面的黑色伸展(black-stretch)與暗畫面的白色伸展(white-stretch)進(jìn)行Gamma調(diào)整。但這些技術(shù)屬動(dòng)態(tài)對(duì)比度擴(kuò)展技術(shù)中較早期的作法，其通過(guò)平均亮度信息并配合模擬電路的電壓改變來(lái)達(dá)到對(duì)比度擴(kuò)展的效果，在需要加入較復(fù)雜的圖像明暗變化判別方式或表現(xiàn)出多變的灰階轉(zhuǎn)換曲線時(shí)，都需要相當(dāng)復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)才能達(dá)成。
而為不使電路設(shè)計(jì)過(guò)于復(fù)雜，在美國(guó)專利第6463173號(hào)中則通過(guò)計(jì)算機(jī)將畫面進(jìn)行圖像統(tǒng)計(jì)直方圖均衡化處理(Histogramequalization)，來(lái)調(diào)整圖像圖片的對(duì)比度擴(kuò)展。其先將輸入圖像的R、G、B轉(zhuǎn)換為亮度與色彩信號(hào)，再將亮度信號(hào)做直方圖均衡化的統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果會(huì)使圖像統(tǒng)計(jì)直方圖中像素(Pixels)數(shù)多且集中的灰階向像素(Pixels)數(shù)少的灰階伸張，因此可隨畫面的信息不同來(lái)做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。但由于此種處理的演算方法過(guò)于復(fù)雜，因此只適用于單張圖像的處理，卻無(wú)法良好的應(yīng)用于動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)處理的播放系統(tǒng)中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種顯示器之顯示特性調(diào)整電路，其分別求出多個(gè)圖像數(shù)據(jù)的平均數(shù)據(jù)，提供正確圖像的量化數(shù)據(jù)。且，對(duì)于不同畫面只要調(diào)整查表就可輕易進(jìn)行所需要的伸張模式，使畫面呈現(xiàn)最佳的對(duì)比狀態(tài)。
本發(fā)明之另一目的在于提供一種顯示器之顯示特性調(diào)整方法，其利用線性邏輯算法來(lái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)對(duì)比度擴(kuò)展，以此降低調(diào)整顯示特性時(shí)所需的計(jì)算復(fù)雜性，改善現(xiàn)有畫面的顯示特性并使其能輕易運(yùn)用于動(dòng)態(tài)畫面顯示上。
本發(fā)明提供一種顯示器之顯示特性調(diào)整電路，其包括處理單元、查找單元、特性曲線處理單元及轉(zhuǎn)換單元。處理單元接收多個(gè)圖像數(shù)據(jù)并求取與這些圖像數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的特性平均值。查找單元耦接處理單元，接收前述之特性平均值，并依據(jù)圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表來(lái)判別與此特性平均值相應(yīng)適用之轉(zhuǎn)換曲線原型。特性曲線處理單元耦接查找單元以接受轉(zhuǎn)換曲線原型，并將轉(zhuǎn)換曲線原型依照預(yù)設(shè)規(guī)則轉(zhuǎn)換為適用于前述之特性平均值之顯示特性曲線。轉(zhuǎn)換單元接收顯示特性曲線，并根據(jù)此顯示特性曲線轉(zhuǎn)換圖像數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，前述的處理單元包括有一個(gè)圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換單元與平均計(jì)算單元。其中，圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換單元接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)，并將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為將要處理的相對(duì)應(yīng)的多個(gè)圖像特性數(shù)據(jù)。平均計(jì)算單元?jiǎng)t接收這些圖像特性數(shù)據(jù)，并平均圖像特性數(shù)據(jù)以取得前述之特性平均值。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，前述的顯示器之顯示特性調(diào)整電路更包括一個(gè)判別單元。此判別單元電性耦接于處理單元與查找單元之間，并通過(guò)特性平均值判斷這些圖像數(shù)據(jù)是否形成特殊圖像。
本發(fā)明另外提出一種顯示器之顯示特性調(diào)整方法，其執(zhí)行下列步驟a.求出與多個(gè)圖像數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的特性平均值；b.依據(jù)圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表以判別與此特性平均值相應(yīng)適用之轉(zhuǎn)換曲線原型；c.依據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則將此轉(zhuǎn)換曲線原型轉(zhuǎn)換為適用于前述特性平均值之顯示特性曲線；以及d.利用所求得的顯示特性曲線轉(zhuǎn)換圖像數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，前述的步驟b.首先必須取得劃分為多個(gè)區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表，之后在特性平均值位于其中的某一(些)特定區(qū)域中的時(shí)候，以相應(yīng)之一條曲線為轉(zhuǎn)換曲線原型；而當(dāng)特性平均值位于這(些)特定區(qū)域外的區(qū)域中的時(shí)候，則以至少兩條曲線為轉(zhuǎn)換曲線原型。此外，步驟c.則在轉(zhuǎn)換曲線原型僅包含一條曲線時(shí)，即以此轉(zhuǎn)換曲線原型為顯示特性曲線；而若轉(zhuǎn)換曲線原型包含兩條以上的曲線，則以這些曲線的結(jié)合為顯示特性曲線。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，步驟b.首先必須取得具有轉(zhuǎn)折點(diǎn)對(duì)應(yīng)曲線之圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表，之后再根據(jù)特性平均值從圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表取得相應(yīng)之轉(zhuǎn)折點(diǎn)數(shù)值，最后再以所取得的轉(zhuǎn)折點(diǎn)數(shù)值為轉(zhuǎn)換曲線原型。此外，此時(shí)的步驟c.則先取得預(yù)定函數(shù)，之后并以前述之轉(zhuǎn)折點(diǎn)數(shù)值為中心，結(jié)合預(yù)定函數(shù)以計(jì)算可能之特性值所對(duì)應(yīng)的各數(shù)值，最后再結(jié)合所計(jì)算出的數(shù)值以做為顯示特性曲線。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，前述的預(yù)定函數(shù)可以是sin多項(xiàng)式。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，在前述的步驟a.與步驟b.之間，更需取得至少兩個(gè)特性平均值，并根據(jù)所取得之特性平均值，判定圖像數(shù)據(jù)是否代表特殊圖像。而判定圖像數(shù)據(jù)是否代表特殊圖像時(shí)，則計(jì)算特性平均值之間的水平距離與垂直距離，并在水平距離大于第一默認(rèn)值，且垂直距離小于第二默認(rèn)值時(shí)，判定圖像數(shù)據(jù)代表特殊圖像。
綜上所述，運(yùn)用本發(fā)明可針對(duì)不同畫面進(jìn)行自動(dòng)化的動(dòng)態(tài)處理，而處理的過(guò)程中，僅需分別求出多個(gè)圖像數(shù)據(jù)的平均數(shù)據(jù)即可提供正確圖像的量化數(shù)據(jù)。且，對(duì)于不同畫面只要調(diào)整查表就可輕易進(jìn)行所需要的伸張模式，不但縮減計(jì)算的復(fù)雜性，而且可以縮短開發(fā)技術(shù)的時(shí)間。
為讓本發(fā)明之上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。
具體實(shí)施例方式
一個(gè)圖像畫面的質(zhì)量的優(yōu)劣牽連著許多的因素，如亮度、對(duì)比等圖像顯示特性或像素的分辨率都會(huì)對(duì)圖像畫面的質(zhì)量產(chǎn)生影響。此外，在某些時(shí)候也必須對(duì)于輸入圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行不同的圖像處理，如此才能輸出清晰而明亮的圖像。
為使顯示器能輸出具有良好圖像顯示特性之圖像，本發(fā)明提供一種顯示器之顯示特性調(diào)整電路。請(qǐng)參閱圖1，其表示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例之顯示特性調(diào)整電路。此顯示特性調(diào)整電路10包括處理單元100、查找單元110、特性曲線處理單元120以及轉(zhuǎn)換單元130。其中，處理單元100用以接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)。在處理單元100接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)之后，將會(huì)將這些圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的顯示特性，并求出這些顯示特性的特性平均值。
雖然在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，處理單元110可應(yīng)用圖像統(tǒng)計(jì)直方圖(Histogram)的特性來(lái)進(jìn)行處理，但發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通專業(yè)人員當(dāng)可據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行不同的處理程序。而所謂的特性平均值的一般作法類似于求取圖像數(shù)據(jù)的重心所在。舉例而言，特性平均值可由Σi=minmax(i×Pixeli)/Σi=minmaxPixeli]]>求得，其中，max、min分別為輸入圖像之特性值的最大值、最小值，Σi=minmas(i×Pixeli)]]>為特性值與具有此特性值之圖像數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)的乘積和，Σi=minmaxpixeli]]>則為所有圖像數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)。
請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D1，查找單元110耦接處理單元100并接收由處理單元100所傳送的特性平均值，并依據(jù)一個(gè)圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表(圖中未表示出，其可為存貯于非易失性內(nèi)存中的電子數(shù)據(jù))來(lái)判別與此特性平均值相應(yīng)且適用的轉(zhuǎn)換曲線原型。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，查找單元110中所使用的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表可以是一個(gè)被區(qū)分為多塊區(qū)域的區(qū)域列表以及相對(duì)應(yīng)的曲線數(shù)據(jù)(如圖2所示)。其中，舉例而言，各區(qū)域與其相應(yīng)曲線間的相關(guān)信息可如下所述1.當(dāng) 0≤Grayave≤64 選擇 曲線_I2.當(dāng) 64＜Grayave≤96 選擇 曲線_I、曲線_II3.當(dāng) 96＜Grayave≤128選擇 曲線_II、曲線_III
4.當(dāng) 128＜Grayave≤160選擇 曲線_III、曲線_IV5.當(dāng) 160＜Grayave≤192選擇 曲線_IV、曲線_V6.當(dāng) 192＜Grayave≤255選擇 曲線_V其中，Grayave是灰階數(shù)據(jù)的平均值，也就是前述的特性平均值的一種。必須注意的是，為了說(shuō)明上的方便，以后的實(shí)施例將以灰階為例進(jìn)行敘述，但發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通專業(yè)人員當(dāng)?shù)脤⑵渌柽M(jìn)行調(diào)整的圖像特性代入本發(fā)明所提供之電路或方法中進(jìn)行調(diào)整。換句話說(shuō)，本發(fā)明之適用范圍并不因?qū)嵤├f(shuō)明而被局限于灰階的調(diào)整上。
在查找單元110中所進(jìn)行的處理方法的其中一個(gè)實(shí)施例顯示于圖3中。請(qǐng)參照?qǐng)D3，在取得如前所述的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表(步驟S300)之后，首先必須判斷從處理單元100所接收到的特性平均值是否落在某些特定的區(qū)域中(步驟S302)。在本實(shí)施例里，這些特定的區(qū)域稱為邊緣區(qū)域，也就是前述圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表中由0≤Grayave≤64以及192＜Grayave≤255所分別界定出的兩個(gè)區(qū)域。在這兩個(gè)區(qū)域中，由于圖像特性的關(guān)系，所以僅使用單一的曲線(分別為曲線_I與曲線_V)為轉(zhuǎn)換參考；相對(duì)的，在其它區(qū)域中就會(huì)采用兩條或兩條以上的曲線做為轉(zhuǎn)換參考。因此，一旦在步驟S302中判斷得知特性平均值Grayave是落在特定區(qū)域中，就必須采用相對(duì)應(yīng)的一條曲線做為轉(zhuǎn)換曲線原型(步驟S304)；相反的，一旦在步驟S302中判斷得知特性平均值Grayave不是落在特定區(qū)域中，就必須采用相對(duì)應(yīng)的多條曲線做為轉(zhuǎn)換曲線原型(步驟S306)。
請(qǐng)?jiān)賲⒖紙D1。由查找單元110所輸出的轉(zhuǎn)換曲線原型會(huì)被傳送給特性曲線處理單元120。特性曲線處理單元120會(huì)將所接收到的轉(zhuǎn)換曲線原型依照某一個(gè)預(yù)設(shè)規(guī)則轉(zhuǎn)換為一條顯示特性曲線，這一條顯示特性曲線將適用于之前所取得的特性平均值Grayave。舉例來(lái)說(shuō)，在查找單元110進(jìn)行圖3所示的步驟而輸出轉(zhuǎn)換曲線原型之后，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，特性曲線處理單元120的操作可采用如圖4所述的方式來(lái)進(jìn)行。請(qǐng)參照?qǐng)D4，在接收到轉(zhuǎn)換曲線原型(步驟S400)之后，特性曲線處理單元120會(huì)根據(jù)轉(zhuǎn)換曲線原型中所包含的曲線數(shù)量來(lái)決定后續(xù)的流程(步驟S402)。假如轉(zhuǎn)換曲線原型中只包含一條曲線，也就是，假若特性平均值Grayave是落在前述的邊緣區(qū)域中的時(shí)候，特性曲線處理單元120就會(huì)直接以轉(zhuǎn)換曲線原型中所包含的曲線為顯示特性曲線(步驟S404)相對(duì)的，假如轉(zhuǎn)換曲線原型中包含了多條曲線，則特性曲線處理單元120就會(huì)合并這些曲線以成就一條顯示特性曲線(步驟S406)。
在本實(shí)施例中采用內(nèi)插法以合并多條曲線而形成顯示特性曲線。舉例來(lái)說(shuō)，假設(shè)特性平均值Grayave＝80，而欲求得的顯示特性曲線(亦即灰階曲線)為曲線_80(Curve_80)，而于前述的判斷方式可發(fā)現(xiàn)特性平均值80落在介于特性平均值96與特性平均值64之間，所以轉(zhuǎn)換曲線原型中就包含了曲線_I(Curve_I)與曲線_II(Curve_II)。其中，曲線_I(0~255)與曲線_II(0~255)分別有256筆數(shù)值，而曲線_80中的灰階S的求法為Curve_80(S)=Curve_I(S)+(Curve_II(S)-CurveI(S))*(80-64)96-64]]>
將S以1～256代入上式，則可求出一條由曲線_I與曲線_II所合并成的曲線_80，亦即前述的顯示特性曲線。此顯示特性曲線接下來(lái)會(huì)被輸出至轉(zhuǎn)換單元130，而轉(zhuǎn)換單元130就可以依據(jù)此顯示特性曲線來(lái)轉(zhuǎn)換原本輸入的圖像數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，提出了查找單元110與特性曲線處理單元120間的另一種配合方式。請(qǐng)參照?qǐng)D5，其表示的是根據(jù)本發(fā)明另一較佳實(shí)施例之查找單元的操作方式。在本實(shí)施例中，首先查找單元110必須取得一個(gè)圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表(步驟S500)。和前一個(gè)實(shí)施例不同的是，此時(shí)的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表并不需要被劃分成多個(gè)區(qū)域，相對(duì)的，此時(shí)的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表可以提供一個(gè)如圖6所示之特性平均值(平均灰階Grayave)對(duì)轉(zhuǎn)折點(diǎn)位置的曲線。根據(jù)此一曲線，就可以得到一個(gè)與查找單元110所接收到的特性平均值相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)數(shù)值(步驟S502)，而這一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)數(shù)值將會(huì)被當(dāng)成前述的轉(zhuǎn)換曲線原型而輸出(步驟S504)。
接下來(lái)請(qǐng)參照?qǐng)D7，其表示了根據(jù)圖5之實(shí)施例而在特性曲線處理單元中所進(jìn)行之處理的一個(gè)實(shí)施例的操作流程圖。在本實(shí)施例中，特性曲線處理單元120除了接收由查找單元110所輸出的轉(zhuǎn)換曲線原型之外，還必須取得一個(gè)后續(xù)用來(lái)計(jì)算顯示特性曲線的預(yù)定函數(shù)(步驟S700)。此預(yù)定函數(shù)可視想要調(diào)整的圖像特性、想要調(diào)整出的結(jié)果或計(jì)算復(fù)雜性來(lái)選擇。在本實(shí)施例中，此預(yù)定函數(shù)采用正弦波(sin)的三階泰勒展開式。在取得轉(zhuǎn)折點(diǎn)數(shù)值以及預(yù)定函數(shù)之后，特性曲線處理單元120就必須將所有可能的特性值都加以運(yùn)算(亦即，在尚未滿足步驟S702之前持續(xù)對(duì)尚未處理的特性值進(jìn)行運(yùn)算)以求得最后的顯示特性曲線。
若以圖6所示之曲線為例，假若查找單元110所接收到的特性平均值是灰階96，則經(jīng)由查表將可得知其轉(zhuǎn)折點(diǎn)數(shù)值就是64。而特性曲線處理單元120在接收到轉(zhuǎn)折點(diǎn)數(shù)值之后，就開始重復(fù)計(jì)算每一個(gè)可能的特性值(例如此處可為灰階值0～255)所對(duì)應(yīng)的數(shù)值。而在計(jì)算的時(shí)候，首先必須判斷此次計(jì)算的特性值與先前所取得的轉(zhuǎn)折點(diǎn)數(shù)值之間的大小(步驟S706)。假若所要計(jì)算的特性值大于轉(zhuǎn)折點(diǎn)數(shù)值，則進(jìn)行步驟S706；反之，若所要計(jì)算的特性值小于轉(zhuǎn)折點(diǎn)數(shù)值，則進(jìn)行步驟S708。
舉例來(lái)說(shuō)，由于sin曲線在電路上作運(yùn)算是很難實(shí)現(xiàn)的，所以采用sin的3階泰勒展開式sin(x)=x-16x3]]>來(lái)替代，當(dāng) 為最大值 時(shí)，x=2=1.414,]]>因此設(shè)定x的范圍為0～1.414。而以圖6為例，當(dāng)特性平均值Grayave＝96時(shí)經(jīng)查表得轉(zhuǎn)折點(diǎn)為64，則曲線_96(Curve_96，代表特性平均值為96時(shí)的顯示特性曲線)中0～255灰階的顯示特性曲線的求法如下所示當(dāng)灰階S＞64，則令x=S-64255-64×1.414,]]>此時(shí)Curve_96(S)=64+(x-16x3)×255-6422/3]]>當(dāng)灰階S＜64，則令x=64-S64×1.414,]]>此時(shí)Curve_96(S)=64-(x-16x3)×6422/3]]>
如熟習(xí)該項(xiàng)技術(shù)者所知，此多項(xiàng)式并不局限于sin的泰勒展開式，而可用任一多項(xiàng)式來(lái)取代。舉例而言，若以多項(xiàng)式 曲線來(lái)說(shuō)，則x的范圍為0～1， 的范圍為0～2/3因此當(dāng)灰階S＞64，則令x=S-64255-64,]]>此時(shí)Curve_96(S)=64+(x+12x2)×(255-64)3/2]]>當(dāng)灰階S＜64，則令x=64-S64,]]>此時(shí)Curve_96(S)=64-(x+12x2)×643/2]]>通過(guò)上述的方式，在計(jì)算完所有可能的特性值之后，就可以分別得到每個(gè)特性值所對(duì)應(yīng)的數(shù)值。而借著結(jié)合這些計(jì)算所得的數(shù)值，就可以得到一個(gè)如圖8所示的顯示特性曲線(步驟S710)，其中，X軸為輸入的特性值大小，而Y軸則為輸出的特性值大小。
除了上述的裝置與方法之外，為了能更精確的判斷是否需要調(diào)整畫面的顯示特性，還可以在前述實(shí)施例的基礎(chǔ)上多加一個(gè)判別單元，如圖9所示。請(qǐng)參照?qǐng)D9，其表示了根據(jù)本發(fā)明另一較佳實(shí)施例之顯示特性調(diào)整電路的電路框圖。在本實(shí)施例中，判別單元940接收從處理單元900所傳來(lái)的多個(gè)特性平均值，并通過(guò)這些特性平均值之間的差異來(lái)判斷所要顯示的圖像數(shù)據(jù)是否形成一個(gè)特殊圖像。而若這些圖像數(shù)據(jù)的確形成一個(gè)特殊圖像，則判別單元940將令后續(xù)的查找單元910與特性曲線處理單元920在運(yùn)作后所輸出的顯示特性曲線為不改變的型態(tài)，亦即，將使轉(zhuǎn)換單元930將原本輸入的圖像數(shù)據(jù)不做任何變動(dòng)的輸出。而若這些圖像數(shù)據(jù)并不形成特殊圖像，則查找單元910仍將根據(jù)所接收到的特性平均值來(lái)進(jìn)行運(yùn)作。
請(qǐng)參照?qǐng)D10，其表示者為一種特殊圖像的示意圖。在此種特殊圖像中，圖像數(shù)據(jù)的灰階值很明顯的集中在兩個(gè)部分，此時(shí)若將圖像數(shù)據(jù)做上述的調(diào)整，則很容易失去原本所要呈現(xiàn)的強(qiáng)烈對(duì)比畫面。因此，在此種狀況下，選擇不調(diào)整畫面是一種可行的方式。為了判別出類似這樣的特殊畫面，處理單元900將分段計(jì)算圖像數(shù)據(jù)的特性。在本實(shí)施例中，圖像數(shù)據(jù)被簡(jiǎn)單的分成兩段，其中一段是灰階值介于0～127的部分，另一段則是灰階值介于128～255的部分，而且處理單元900除了計(jì)算所有圖像數(shù)據(jù)的灰階平均值以外，也進(jìn)一步計(jì)算了這兩段圖像數(shù)據(jù)的灰階平均值G1與G2。
灰階平均值(特性平均值)G1與G2會(huì)被輸出至判別單元940，判別單元940將根據(jù)G1與G2之間的垂直、水平距離而判斷所要顯示的是否為特殊圖像。其判斷依據(jù)為當(dāng)|(G2x-G1x)＞A|且|(G2y-G1y)|＜B時(shí)，則判定所要顯示的圖像數(shù)據(jù)為特殊圖像，其中A、B均為可調(diào)整的參數(shù)。至于全部圖像數(shù)據(jù)的灰階平均值則有幾種處理方式其中一種是直接輸出至查找單元910，并根據(jù)判別單元940的判斷結(jié)果再?zèng)Q定查找單元910是否采用此灰階平均值；另一種作法則是將全部圖像數(shù)據(jù)的灰階平均值也一并送給判別單元940，最后再由判別單元940決定是否要將其轉(zhuǎn)傳給查找單元910。
此外，由于某些圖像數(shù)據(jù)的特性值并不能直接從圖像中取得，因此處理單元900還可以包括一個(gè)圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換單元902與一個(gè)平均計(jì)算單元904。其中，圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換單元902接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)，并將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為將要處理的相對(duì)應(yīng)的圖像特性數(shù)據(jù)。平均計(jì)算單元904則接收這些圖像特性數(shù)據(jù)，并平均圖像特性數(shù)據(jù)以取得前述之特性平均值。舉例來(lái)說(shuō)，一般輸入的圖像數(shù)據(jù)可能包含R、G、B三原色的數(shù)據(jù)，而所想要處理的特性值卻可能是圖像數(shù)據(jù)的灰階值，因此此時(shí)就必須將R、G、B三原色的亮度值轉(zhuǎn)換為灰階值。一般可采用下列公式[G]=M11M12M13R_inG_inB_in---(1)]]>其中G為轉(zhuǎn)換后的灰階數(shù)據(jù)，M11M12M13為任一矩陣，例如
。
再者，由于整張畫面所包含的圖像數(shù)據(jù)有時(shí)太過(guò)龐大，因此為了節(jié)省計(jì)算的時(shí)間，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中考慮以選取某些特定點(diǎn)的方式來(lái)進(jìn)行平均值的計(jì)算。舉例來(lái)說(shuō)，可以從整張畫面數(shù)據(jù)中取坐標(biāo)點(diǎn)為7的倍數(shù)的像素來(lái)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如此一來(lái)將可大大減少處理的數(shù)據(jù)量并且增快速度。因?yàn)橐粋€(gè)像素包含3個(gè)原色，而一個(gè)852*480分辨率的彩色圖像經(jīng)過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換后變成852*480分辨率的單色圖像，若再采取樣的方式處理，則共計(jì)僅需處理127*68個(gè)數(shù)據(jù)數(shù)即可。
而轉(zhuǎn)換單元930處理的原則如下，原始圖像數(shù)據(jù)其中一點(diǎn)的色彩數(shù)據(jù)(R_in、G_in、B_in)經(jīng)矩陣運(yùn)算(如
)可得一代表數(shù)據(jù)G，代入特性曲線處理單元920可求得特性曲線，即能查出Input數(shù)據(jù)經(jīng)特性曲線轉(zhuǎn)換后Output的數(shù)據(jù)變化，將兩者相除求得數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換前、后的差異倍數(shù)，再與原始圖像數(shù)據(jù)R_in、G_in、B_in相乘便可求出R_out、G_out、B_out輸出的數(shù)值。例如原始圖像數(shù)據(jù)其中一點(diǎn)的色彩數(shù)據(jù)(R_in、G_in、B_in)＝(100、100、100)經(jīng)
信號(hào)轉(zhuǎn)換后得G＝100，假設(shè)代入求得的特性曲線可得Input＝100轉(zhuǎn)換后變成Output＝120，則轉(zhuǎn)換前、后的差異倍數(shù)為120/100＝1.2，則轉(zhuǎn)換單元930運(yùn)算后可得(R_out、G_out、B_out)＝(R_in、G_in、B_in)*1.2＝(120、120、120)。
綜上所述，運(yùn)用本發(fā)明可針對(duì)不同畫面進(jìn)行自動(dòng)化的動(dòng)態(tài)處理，而處理的過(guò)程中，利用圖像統(tǒng)計(jì)直方圖中分別求出多個(gè)圖像數(shù)據(jù)的平均數(shù)據(jù)，提供正確圖像的量化數(shù)據(jù)。且，對(duì)于不同畫面只要調(diào)整查表(LUT)就可輕易進(jìn)行所需要的伸張模式，縮短開發(fā)技術(shù)的時(shí)間。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通專業(yè)人員，在不脫離本發(fā)明之思想和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許之更動(dòng)與改進(jìn)，因此本發(fā)明之保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。


圖1所示為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例之顯示特性調(diào)整電路之電路框圖。
圖2所示為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例之圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表的內(nèi)容示意圖。
圖3所示為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例于使用圖2之圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表時(shí)在查找單元中所進(jìn)行的操作流程4所示為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例于使用圖2之圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表時(shí)在特性曲線處理單元中所進(jìn)行的操作流程圖。
圖5所示為根據(jù)本發(fā)明之另一實(shí)施例于查找單元中所進(jìn)行的操作流程圖。
圖6所示為圖5之查找單元所使用之圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表之一實(shí)施例的示意圖。
圖7所示為根據(jù)本發(fā)明之另一實(shí)施例在使用圖5所示之實(shí)施例時(shí)于特性曲線處理單元中所進(jìn)行之操作流程圖。
圖8所示為根據(jù)本發(fā)明之另一實(shí)施例所得的顯示特性曲線。
圖9所示為根據(jù)本發(fā)明之又一較佳實(shí)施例之顯示特性調(diào)整電路的電路框圖。
圖10所示為一種特殊圖像的示意圖。
主要元件符號(hào)說(shuō)明10，90顯示特性調(diào)整電路100，900處理單元110，910查找單元120，920特性曲線處理單元130，930轉(zhuǎn)換單元902圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換單元904平均計(jì)算單元
940判別單元S300取得圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表S302特性平均值落于邊緣區(qū)域中？S304以相對(duì)應(yīng)的一條曲線為轉(zhuǎn)換曲線原型S306以相對(duì)應(yīng)的兩條曲線為轉(zhuǎn)換曲線原型S400接收轉(zhuǎn)換曲線原型S402轉(zhuǎn)換曲線原型只包一條曲線？S404直接送出轉(zhuǎn)換曲線原型作為顯示特性曲線S406合并多條區(qū)現(xiàn)作為顯示特性曲線S500取得圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表S502取得與特性平均值相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)數(shù)值S504輸出轉(zhuǎn)折點(diǎn)數(shù)值S700接收轉(zhuǎn)折點(diǎn)數(shù)值并取得預(yù)定函數(shù)S702所有可能特性值均計(jì)算完畢？S704所需計(jì)算的特性值大于轉(zhuǎn)折點(diǎn)數(shù)值？S706使轉(zhuǎn)折點(diǎn)數(shù)值加上將所要計(jì)算之特性值代入預(yù)定函數(shù)后所得的值S708使轉(zhuǎn)折點(diǎn)數(shù)值減去將所要計(jì)算之特性值代入預(yù)定函數(shù)后所得的值
S710結(jié)合所有計(jì)算得到的值，以形成顯示特性曲線
權(quán)利要求
1.一種顯示器之顯示特性調(diào)整電路，其特征是包括處理單元，接收多個(gè)圖像數(shù)據(jù)并求取與這些圖像數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的特性平均值；查找單元，耦接該處理單元，該查找單元接收該特性平均值，并依據(jù)圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表來(lái)判別與該特性平均值相應(yīng)適用之轉(zhuǎn)換曲線原型；特性曲線處理單元，耦接該查找單元以接受該轉(zhuǎn)換曲線原型，并將該轉(zhuǎn)換曲線原型依照預(yù)設(shè)規(guī)則轉(zhuǎn)換為適用于該特性平均值之顯示特性曲線；以及轉(zhuǎn)換單元，接收該顯示特性曲線，并根據(jù)該顯示特性曲線轉(zhuǎn)換這些圖像數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之顯示器之顯示特性調(diào)整電路，其特征是該處理單元包括圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，該圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換單元接收這些圖像數(shù)據(jù)，并將這些圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為所要處理的相對(duì)應(yīng)的多個(gè)圖像特性數(shù)據(jù)；以及平均計(jì)算單元，耦接該圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，接收這些圖像特性數(shù)據(jù)并平均這些圖像特性數(shù)據(jù)以取得該特性平均值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述之顯示器之顯示特性調(diào)整電路，其特征是更包括判別單元，該判別單元電性耦接于該處理單元與該查找單元之間，通過(guò)該特性平均值判斷這些圖像數(shù)據(jù)是否形成特殊圖像。
4.一種顯示器之顯示特性調(diào)整方法，其特征是包括下列步驟a.求出與多個(gè)圖像數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的特性平均值；b.依據(jù)圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表判別與該特性平均值相應(yīng)適用之轉(zhuǎn)換曲線原型；c.依據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則，將該轉(zhuǎn)換曲線原型轉(zhuǎn)換為適用于該特性平均值之顯示特性曲線；以及d.利用該顯示特性曲線轉(zhuǎn)換這些圖像數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述之顯示器之顯示特性調(diào)整方法，其特征是步驟b.包括b1.提供劃分為多個(gè)區(qū)域的該圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表；b2.當(dāng)該特性平均值位于這些區(qū)域間的一個(gè)特定區(qū)域中，則以相應(yīng)之一條曲線為該轉(zhuǎn)換曲線原型；以及b3.當(dāng)該特性平均值位于這些區(qū)域間除該特定區(qū)域外的區(qū)域中，則以至少兩曲線為該轉(zhuǎn)換曲線原型。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述之顯示器之顯示特性調(diào)整方法，其特征是步驟c.包括c1.若該轉(zhuǎn)換曲線原型僅包含一條曲線，則以該轉(zhuǎn)換曲線原型為該顯示特性曲線；以及c2.若該轉(zhuǎn)換曲線原型包含兩條以上的曲線，則以這些曲線的結(jié)合為該顯示特性曲線。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述之顯示器之顯示特性調(diào)整方法，其特征是步驟c2根據(jù)該特性平均值，使用內(nèi)差法以使該轉(zhuǎn)換曲線原型中所包含的曲線形成該顯示特性曲線。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述之顯示器之顯示特性調(diào)整方法，其特征是步驟b.包括b1.提供具有轉(zhuǎn)折點(diǎn)對(duì)應(yīng)曲線之該圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表；b2.根據(jù)該特性平均值從該圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表取得相應(yīng)之轉(zhuǎn)折點(diǎn)數(shù)值；以及b3.以該轉(zhuǎn)折點(diǎn)數(shù)值為該轉(zhuǎn)換曲線原型。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述之顯示器之顯示特性調(diào)整方法，其特征是步驟c.包括c1.取得預(yù)定函數(shù)；c2.以該轉(zhuǎn)折點(diǎn)數(shù)值為分界，結(jié)合該預(yù)定函數(shù)以計(jì)算可能之特性值所對(duì)應(yīng)的數(shù)值，其中當(dāng)可能之特性值大于該轉(zhuǎn)折點(diǎn)數(shù)值時(shí)，將該轉(zhuǎn)折點(diǎn)數(shù)值加上將此可能之特性平均值代入該預(yù)定函數(shù)后所得的值，并將相加的結(jié)果輸出；以及當(dāng)可能之特性值小于該轉(zhuǎn)折點(diǎn)數(shù)值時(shí)，將該轉(zhuǎn)折點(diǎn)數(shù)值減去將此可能之特性平均值代入該預(yù)定函數(shù)后所得的值，并將相減的結(jié)果輸出；以及c3.結(jié)合步驟c2所計(jì)算出的數(shù)值為該顯示特性曲線。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述之顯示器之顯示特性調(diào)整方法，其特征是該預(yù)定函數(shù)包括sin多項(xiàng)式。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述之顯示器之顯示特性調(diào)整方法，其特征是該特性平均值為平均灰階。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述之顯示器之顯示特性調(diào)整方法，其特征是在步驟a.與步驟b.之間，更包括下列步驟e.取得至少兩個(gè)特性平均值；以及f.根據(jù)所取得之多個(gè)特性平均值，判定這些圖像數(shù)據(jù)是否代表特殊圖像。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述之顯示器之顯示特性調(diào)整方法，其特征是步驟f.包括計(jì)算這些特性平均值之間的水平距離；計(jì)算這些特性平均值之間的垂直距離；以及當(dāng)該水平距離大于第一默認(rèn)值，且該垂直距離小于第二默認(rèn)值時(shí)，判定這些圖像數(shù)據(jù)代表特殊圖像。
全文摘要
公開了一種顯示器之顯示特性調(diào)整電路及方法。此顯示特性調(diào)整電路具有處理單元、查找單元、特性曲線處理單元與轉(zhuǎn)換單元。其中，處理單元接收多個(gè)圖像數(shù)據(jù)并求取與這些圖像數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的特性平均值。查找單元依據(jù)圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表來(lái)判別與此特性平均值相應(yīng)適用之轉(zhuǎn)換曲線原型。特性曲線處理單元將此轉(zhuǎn)換曲線原型依照預(yù)設(shè)規(guī)則轉(zhuǎn)換為適用于前述特性平均值之顯示特性曲線。轉(zhuǎn)換單元?jiǎng)t接收顯示特性曲線，并根據(jù)此顯示特性曲線轉(zhuǎn)換圖像數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)H04N5/202GK1758710SQ200410080610
公開日2006年4月12日 申請(qǐng)日期2004年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月8日
發(fā)明者林享曇, 林俊旭 申請(qǐng)人:中華映管股份有限公司