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CN115620653A - 基于显示内容优化画面的方法与相关的显示器控制芯片 - Google Patents

基于显示内容优化画面的方法与相关的显示器控制芯片 Download PDF

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CN115620653A
CN115620653A CN202110789579.4A CN202110789579A CN115620653A CN 115620653 A CN115620653 A CN 115620653A CN 202110789579 A CN202110789579 A CN 202110789579A CN 115620653 A CN115620653 A CN 115620653A
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CN202110789579.4A
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林育蔚
魏瑞德
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Realtek Semiconductor Corp
Original Assignee
Realtek Semiconductor Corp
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Publication date
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本公开涉及基于显示内容优化画面的方法与相关的显示器控制芯片。一种基于显示内容优化画面的方法。前述方法适用于显示器控制芯片，且包含以下流程：接收视频信号，其中视频信号用于传送帧画面；对帧画面的区域中相异的多个子区域，计算每个子区域在多个特征值上的像素数量分布；依据像素数量分布，判断子区域是否包含多个第一目标图案中的对应第一目标图案；若多个子区域分别包含多个第一目标图案，对帧画面进行第一预设图像处理以产生处理后的帧画面；若多个子区域没有分别包含多个第一目标图案，不对帧画面进行第一预设图像处理；以及依据处理后的帧画面或帧画面，产生显示信号。

Description

基于显示内容优化画面的方法与相关的显示器控制芯片
技术领域
本公开文件有关一种优化画面的方法以及相关的显示器控制芯片，尤指一种基于显示内容优化画面的方法以及相关的显示器控制芯片。
背景技术
市面上的显示器允许用户透过按钮，手动针对不同的情境选择不同的显示模式。例如，用户可在游玩计算机游戏时将显示器调整为高彩度模式。又例如，在观赏影片时，使用者可将显示器调整为高对比度度模式。然而，透过按钮操作显示器是既繁琐又费时的动作。若显示器能透过显示内容辨识目前的使用情境，并针对使用情境自动调整显示模式，将能大幅提升使用者体验。
发明内容
本公开文件提供一种基于显示内容优化画面的方法。前述方法适用于显示器控制芯片，且包含以下流程：接收视频信号，其中视频信号用于传送帧画面；对帧画面的区域中相异的多个子区域，计算每个子区域在多个特征值上的像素数量分布；依据像素数量分布，判断子区域是否包含多个第一目标图案中的对应第一目标图案；若多个子区域分别包含多个第一目标图案，对帧画面进行第一预设图像处理以产生处理后的帧画面；若多个子区域没有分别包含多个第一目标图案，不对帧画面进行第一预设图像处理；以及依据处理后的帧画面或帧画面，产生显示信号。
本公开文件提供一种显示器控制芯片，其包含计算电路。计算电路被设置为执行以下操作：接收视频信号，其中视频信号用于传送帧画面；对帧画面的区域中相异的多个子区域，计算每个子区域在多个特征值上的像素数量分布；依据像素数量分布，判断子区域是否包含多个第一目标图案中的对应第一目标图案；若多个子区域分别包含多个第一目标图案，对该帧画面进行预设图像处理以产生处理后的帧画面；若多个子区域没有分别包含多个第一目标图案，不对帧画面进行预设图像处理；以及依据处理后的帧画面或帧画面，产生显示信号。
上述的方法和显示器控制芯片的优点之一，在于有助于缩小整体电路面积。
上述的方法和显示器控制芯片的另一优点，在于有助于改善画面延迟。
附图说明
图1为依据本公开文件的一个实施例的显示器的简化后的功能方块图。
图2为视频信号所传送的一帧画面的示意图。
图3用于说明计算电路分析图1的区域中的像素数据的操作。
图4为多个目标图案的示意图。
图5绘示了子区域的误差值计算结果。
具体实施方式
以下将配合相关附图来说明本公开文件的实施例。在附图中，相同的标号表示相同或类似的组件或方法流程。
图1为依据本公开文件的一个实施例的显示器100的简化后的功能方块图。显示器100包含显示器控制芯片110和显示面板120。显示器控制芯片110可以耦接于显示面板120，且用于接收视频信号VS。在一些实施例中，视频信号VS是译码后的D-SUB信号、数字视频接口(DVI)信号或高分辨率多媒体接口(HDMI)信号。显示器控制芯片110包含计算电路112和内存电路114。计算电路112用于执行内存电路114中的计算机程序，以优化视频信号VS所传送的画面信息，并将优化后的画面信息以兼容于显示面板120的显示信号DS传送至显示面板120。在一个实施例中，显示信号DS为低电压差动(LVDS)信号。
在一些实施例中，显示器控制芯片110是缩放控制芯片(Scaler IC)。在另一些实施例中，内存电路114是只读存储器，例如电可擦可编程只读存储器(EEPROM)。
显示面板120包含时序控制芯片122、源极驱动器124、栅极驱动器126、多个数据线SL、多个栅极线GL以及多个像素电路PX。时序控制芯片122用于将显示信号DS中的画面信息在某些特定时间传送至源极驱动器124。时序控制芯片122还用于提供操作频率至源极驱动器124和栅极驱动器126，以使源极驱动器124和栅极驱动器126在某些特定时间分别使能数据线SL和扫描线GL。如此一来，像素电路PX便会被数据线SL和扫描线GL驱动而形成显示画面。
以下将配合图2至4进一步说明计算电路112执行内存电路114中的计算机程序时的操作。图2为视频信号VS所传送的一帧画面200的示意图。画面200是由视频信号VS依序传送的多个像素数据22所构成。例如，计算电路112会依序由视频信号VS接收像素数据221,1~221,n，再依序接收像素数据222,1~222,n，依此类推，直到接收到像素数据22m,n而完成接收画面200。在本公开文件中，像素数据22指称的是任意一个不特定的像素资料221,1~22m,n。像素数据22用于指定对应的一个像素电路PX的灰阶值。因此，若画面200的分辨率为1920x1080，则m为1080而n为1920。
计算电路112会在依序接收像素数据221,1~22m,n时，判断像素资料22是否属于画面200的区域210。像素数据22和区域210的大小仅为举例，本公开文件不以此为限。区域210对应于多个像素数据22，例如区域210可以具有480x360的分辨率。在一些实施例中，区域210位于画面200中的固定位置。计算电路112可以通过计数已接收到的像素数据22，判断目前接收到的像素资料22位于画面200的位置，进而判断目前接收到的像素数据22是否属于区域210。计算电路112会分析区域210中的像素资料22的特征值，来判断区域210中是否包含多个目标图案。若是，计算电路112会对画面200进行预定的图像处理，相关内容将于后续段落说明。
在一些计算电路112具有较强计算能力的实施例中，计算电路112可以分析画面200中的多个区域，以判断多个区域的某一个是否包含前述多个目标图案，而不限于仅分析一个区域210。
以下将配合图3来进一步说明计算电路112如何分析区域210中的像素数据22，以决定是否对画面200进行图像处理。图3用于说明计算电路分析区域210中的像素数据22的操作。区域210包含多个子区域310~390，其中子区域310~390的每一个对应于多个像素数据22，例如子区域310~390每一个的分辨率可以是180x160。图3中子区域310~390的数量和形状仅为示例，本公开文件不以此为限。在一些实施例中，计算电路112可以为提升分析的精确度而将区域210划分为多于9个子区域，或为了节省计算量而将区域210划分为少于9个子区域。在另一些实施例中，子区域310~390可以设置为多个同心圆或多个同心多边形。
计算电路112会针对子区域310~390分别进行分析，以计算子区域310~390每一个的像素资料22在多个特征值上的数量分布情形(以下称为像素数量分布)。经由计数已接收的像素数据22，计算电路112可以得知目前接收到的像素数据22是属于子区域310~390中的哪一个。
在本实施例中，计算电路112会计算子区域310~390每一个对应的像素数量分布，以下将以子区域350、360和380来进一步说明。如图3所示，计算电路112可以从视频信号VS依序接收子区域350的多个像素数据22。计算电路112接收到子区域350的每个像素数据22时，计算电路112会判断像素数据22与多个特征值中的哪个相对应。在一些实施例中，特征值为相异的多个灰阶范围，例如0~31灰阶、32~63灰阶、64~95灰阶、96~127灰阶、128~159灰阶、160~191灰阶、192~223灰阶以及224~255灰阶等八种范围。
因此，针对子区域350的每个像素数据22，计算电路112会判断与该像素数据22对应的灰阶范围，并累加对应该灰阶范围的像素数量，以形成像素数量分布352。例如，若计算电路112判断子区域350的某个像素数据22对应于128~159灰阶，则计算电路112会将像素数量分布352中对应于128~159灰阶的像素数量加一。由图3可知，计算电路112会计算出子区域350的图案对应于大致数量相等的中灰阶像素数据22与高灰阶像素数据22，如像素数量分布352所示；子区域360的图案对应于数量较多的中灰阶像素数据22与数量较少的高灰阶像素数据22，如像素数量分布362所示；子区域380的图案对应于较少的中灰阶像素数据22、较多的高灰阶像素数据22，以及少部分的低灰阶像素数据22，如像素数量分布392所示，依此类推。
总而言之，计算电路112在分析子区域310~390时，没有将子区域310~390的完整影像储存于内存电路114，而是仅储存子区域310~390每一个的像素资料22在多个特征值上的数量分布情形。计算电路112将使用子区域310~390的像素数量分布来判断子区域310~390是否包含多个目标图像，以决定是否对影像200进行图像处理。
在一些实施例中，特征值可以为相异的多种颜色，例如红色、蓝色和绿色三种颜色。
图4为多个目标图案410~490的示意图。目标图案410~490的每一个包含多个像素，且目标图案410~490的数量与子区域310~390的数量相同。值得注意的是，内存电路114不会储存完整的目标图案410~490。内存电路114储存的是若以像素数据22传送目标图案410~490时，像素数据22在多个特征值上的理想数量分布情形(以下称为理想数量分布)。目标图案410~490各自对应一个理想数量分布，以下将配合目标图案450、460和480进一步说明。
如图4所示，目标图案450由大致相等数量的中灰阶像素和高灰阶像素所形成。因此，若以像素数据22传送目标图案450，这些像素数据22理想上会约有一半数量分布于中灰阶范围，且亦约有一半数量分布于高灰阶范围，因而内存电路114会对应地储存有图4中的理想数量分布452。相似地，若以像素数据22传送目标图案460，这些像素数据22分布于中灰阶范围的数量会较多，而分布于高灰阶范围的数量会较少，因而内存电路114会对应地储存有理想数量分布462。若以像素数据22传送目标图案490，这些像素数据22分布于中灰阶范围的数量会较少，而分布于高灰阶范围的数量会较多，因而内存电路114会对应地储存有理想数量分布492。总而言之，针对目标图案410~490的每一个，内存电路114记录有像素数据22在各个特征值上的理想数量分布情形。
以下将配合图3至图5进一步说明计算电路112判断是否对画面200进行图像处理的操作。计算电路112会将子区域310~390的多个像素数量分布，分别与目标图案410~490的多个理想数量分布进行比较，以计算子区域310~390每一个的误差值。
以子区域350为例，计算电路112可以计算在0~31灰阶的范围中，像素数量分布352的像素数量与理想数量分布452的理想数量的差异，并计算在32~63灰阶的范围中像素数量分布352与理想数量分布452的差异，直到计算出像素数量分布352与理想数量分布452在所有灰阶范围中的多个差异。计算电路112可以进一步将得到的多个差异取平均，以获得子区域350的误差值。子区域310~390的误差值可以经由相似的方法计算，在此不再赘述。
图5绘示了子区域310~390的误差值计算结果。计算电路112会将子区域310~390每一个的误差值与阈值进行比较，其中阈值可以预先储存于内存电路114。由图3和图5可知位于区域210边缘的子区域较易受到干扰，而可能具有较大的误差值(例如子区域370~380)。另一方面，位于区域210中心的子区域可能具有较小的误差值(例如子区域350)。因此，计算电路112可以为不同的子区域选择不同的阈值。
在一些实施例中，接近区域210中心的子区域对应于较小的阈值，而远离区域210中心的子区域对应于较大的阈值。亦即，子区域的阈值会正相关于子区域与区域210的中心的距离，例如子区域350的阈值为5%，而子区域310~340和360~390的阈值为20%。前述的距离可以是子区域的中心至区域210的中心的直线距离，但本公开文件不以此为限。
若某一子区域的误差值小于阈值，则计算电路112会判断某一子区域包含对应的目标图案。当子区域310~390的误差值分别小于对应的阈值(如图5所示)，使得计算电路112判断子区域310~390分别包含了目标图案410~490，计算电路112便会对影像200进行预定的图像处理。反之，若子区域310~390的误差值没有分别小于对应的阈值，计算电路112判断子区域310~390没有分别包含目标图案410~490，则计算电路112不会对影像200进行预定的图像处理。
在一些实施例中，预定的图像处理可以是对影像200进行的亮度设定、对比度设定或色彩度设定等等。
计算电路112可以依据从区域210中辨识到的图案，决定预定的图像处理的内容。例如，当计算电路112判断区域210包含了目标图案410~490，计算电路112可以对影像200进行亮度设定。又例如，当计算电路112判断区域210包含了不同于目标图案410~490的其他目标图案，计算电路112可以对影像200进行对比度设定。
在结束上述多个实施例的操作之后，计算电路112会将经过或未经过图像处理的影像200，经由显示信号DS传送至显示面板120。在一些实施例中，在将经过或未经过图像处理的影像200传送至显示面板120之前，计算电路112会将影像200的分辨率调整为对应于显示面板120的分辨率。
综上所述，显示器控制芯片110能适应性地优化视频信号VS所传送的影像，提升用户地观赏体验。另外，显示器控制芯片110不需要逐帧储存接收到的画面，也不需预先储存的完整目标图案。显示器控制芯片110只需使用到预先储存的少量参数，即可进行图像辨识与图像比对的操作。因此，显示器控制芯片110有助于改善画面延迟，并有助于节省内存的使用数量而缩小整体电路面积。
在说明书及申请专利范围中使用了某些词汇来指称特定的组件。然而，所属技术领域中的普通技术人员应可理解，同样的组件可能会用不同的名词来称呼。说明书及申请专利范围并不以名称的差异作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的基准。在说明书及申请专利范围所提及的「包含」为开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。另外，「耦接」在此包含任何直接及间接的连接手段。因此，若文中描述第一组件耦接于第二组件，则代表第一组件可通过电性连接或无线传输、光学传输等信号连接方式而直接地连接于第二组件，或者通过其他组件或连接手段而间接地电性或信号连接至该第二组件。
在此所使用的「及/或」的描述方式，包含所列举的其中之一或多个项目的任意组合。另外，除非说明书中特别指明，否则任何单数格的用语都同时包含复数格的涵义。
以上仅为本公开文件的较佳实施例，凡依本公开文件请求项所做的均等变化与修改，皆应属本公开文件的涵盖范围。
符号说明
100:显示器
110:显示器控制芯片
112:计算电路
114:内存电路
120:显示面板
122:时序控制芯片
124:源极驱动器
126:栅极驱动器
PX:像素电路
VS:视频信号
DS:显示信号
SL:资料线
GL:栅极线
200:画面
210:区域
221,1~22m,n:像素资料
310~390:子区域
352,362,382:像素数量分布
410~490:目标图案
452,462,482:理想数量分布。

Claims (10)

1.一种基于显示内容优化画面的方法，适用于显示器控制芯片，包含：
接收视频信号，其中该视频信号用于传送一帧画面；
对该帧画面的区域中相异的多个子区域，计算每个子区域在多个特征值上的像素数量分布；
依据该像素数量分布，判断该子区域是否包含多个第一目标图案中的对应第一目标图案；
若该多个子区域分别包含该多个第一目标图案，对该帧画面进行第一预设图像处理以产生处理后的帧画面；
若该多个子区域没有分别包含该多个第一目标图案，不对该帧画面进行该第一预设图像处理；以及
依据该处理后的帧画面或该帧画面，产生显示信号。
2.如权利要求1所述的方法，其中，依据该像素数量分布判断该子区域是否包含该多个第一目标图案中的该对应第一目标图案包含：
将该像素数量分布与对应该子区域的理想数量分布进行比较，以产生误差值；以及
若该误差值小于对应该子区域的阈值，判断该子区域包含该对应第一目标图案。
3.如权利要求2所述的方法，其中，对应该子区域的该阈值正相关于该子区域与该区域的中心的距离。
4.如权利要求1所述的方法，其中，该显示器控制芯片用于将该显示信号输出至显示面板，且依据该处理后的帧画面或该帧画面产生该显示数据包含：将该处理后的帧画面或该帧画面的分辨率调整为对应于该显示面板的分辨率。
5.如权利要求1所述的方法，其中，计算每个子区域在该多个特征值上的该像素数量分布包含：
从该视频信号依序接收该子区域的多个像素数据；
在接收到每个像素数据时，判断该多个特征值中对应于该像素数据的对应特征值；以及
累加该对应特征值的像素数量，以形成该像素数量分布。
6.如权利要求1所述的方法，还包含：
依据该像素数量分布，判断该子区域是否包含多个第二目标图案中的对应第二目标图案，其中该多个第一目标图案相异于该多个第二目标图案；
若该多个子区域分别包含该多个第二目标图案，对该帧画面进行第二预设图像处理以产生该处理后的帧画面，其中该第一预设图像处理相异于该第二预设图像处理；以及
若该多个子区域没有分别包含该多个第二目标图案，不对该帧画面进行该第二预设图像处理。
7.如权利要求1所述的方法，其中，该区域位于该帧画面的预定位置。
8.一种显示器控制芯片，包含计算电路，其中该计算电路被设置为执行以下操作：
接收视频信号，其中该视频信号用于传送一帧画面；
对该帧画面的区域中相异的多个子区域，计算每个子区域在多个特征值上的像素数量分布；
依据该像素数量分布，判断该子区域是否包含多个第一目标图案中的对应第一目标图案；
若该多个子区域分别包含该多个第一目标图案，对该帧画面进行预设图像处理以产生处理后的帧画面；
若该多个子区域没有分别包含该多个第一目标图案，不对该帧画面进行该预设图像处理；以及
依据该处理后的帧画面或该帧画面，产生显示信号。
9.如权利要求8所述的显示器控制芯片，其中，当该计算电路依据该像素数量分布判断该子区域是否包含该多个第一目标图案中的该对应第一目标图案时，该计算电路将该像素数量分布与对应该子区域的理想数量分布进行比较，以产生误差值；
其中若该误差值小于对应该子区域的阈值，该计算电路判断该子区域包含该对应第一目标图案。
10.如权利要求9所述的显示器控制芯片，其中，对应该子区域的该阈值正相关于该子区域与该区域的中心的距离。
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