TWI854355B

TWI854355B - 任意倍率圖像縮放器、顯示驅動晶片、顯示裝置以及資訊處理裝置

Info

Publication number: TWI854355B
Application number: TW111142848A
Authority: TW
Inventors: 張華罡; 郭穎瑜
Original assignee: 大陸商集創北方（珠海）科技有限公司
Priority date: 2022-11-09
Filing date: 2022-11-09
Publication date: 2024-09-01
Also published as: TW202420221A

Abstract

本發明主要揭示一種任意倍率圖像縮放器，其包括一權重計算單元與一圖像縮放單元，其中該權重計算單元依據一輸入圖像的尺寸和該顯示裝置的一當前解析度計算出N個縮放權重。並且，該圖像縮放單元接收對應所述輸入圖像的一輸入顯示數據，並利用該N個縮放權重對所述輸入顯示數據執行一顯示數據縮放處理，從而產生對應一輸出圖像的一輸出顯示數據，且該輸出圖像的尺寸符合所述當前解析度。在應用本發明之任意倍率圖像縮放器的情況下，顯示驅動晶片可以將具有任意尺寸的一輸入圖像縮放處理為一輸出圖像，使該輸出圖像的尺寸符合顯示裝置的當前解析度。

Description

任意倍率圖像縮放器、顯示驅動晶片、顯示裝置以及資訊處理裝置

本發明為顯示驅動的相關技術領域，尤指應用於顯示驅動晶片之中的一種任意倍率圖像縮放器。

圖1為習知的一種顯示裝置的方塊圖。熟悉顯示裝置之設計與製造的電子工程師必然知道，習知的顯示裝置1a的架構係包括：一顯示面板11a以及至少一顯示驅動晶片(Display driver IC, DDI)12a，其中該顯示驅動晶片12a自一上位機2a(如：智慧型手機的應用處理器)接收一輸入顯示數據，並將該輸入顯示數據預處理為一輸出顯示數據，最終依據該輸出顯示數據對該顯示面板11a進行顯示驅動。

應知道，不同廠牌、規格的智慧型手機/穿戴式電子裝置自然具有不同的顯示面板11a的尺寸。因此，在使用不同智慧型手機顯示同一幀圖像之時，該顯示驅動晶片12a在接收該圖像的輸入顯示數據之後，必須先對輸入顯示數據執行一圖像縮放處理(scaling)，使不同的智慧型手機皆能夠全螢幕顯示該圖像。故而，如圖1所示，現有技術在該顯示驅動晶片12a之中設置一圖像縮放單元(scaler)121a，用以執行所述圖像縮放處理。

圖2為圖1所示之圖像縮放單元的工作示意圖。在一實際案例中，若A廠牌的智慧型手機的顯示裝置1a具有解析度1080×2340，在此情況下，在接收大小為720×1560的一幀圖像之後，該顯示驅動晶片12a必須先利用其內部圖像縮放單元121a以1.5的放大倍率(magnification ratio)將該圖像的大小調整為1080×2340，如此才能使智慧型手機全螢幕顯示該圖像。在另一實際案例中，若b廠牌的智慧型手機的顯示裝置1a具有解析度1170×2532，在此情況下，在接收大小為720×1560的一幀圖像之後，該顯示驅動晶片12a必須先利用其內部圖像縮放單元121a以1.6的放大倍率將該圖像的大小調整為1170×2532，如此才能使智慧型手機全螢幕顯示該圖像。

簡單地說，習知技術整合在該顯示驅動晶片12a之中的圖像縮放單元121a通常利用固定的放大倍率來執行所述圖像縮放處理。然而，現實的情況是，為了適用不同廠牌、規格的智慧型手機/穿戴式電子裝置，工程師必須個案式調校該顯示驅動晶片12a的圖像縮放單元(scaler)121a的放大倍率(magnification ratio)之參數。綜上所述，應考慮研發一種可以任意變換放大倍率的圖像縮放器(scaler)，並將其整合在現有的顯示驅動晶片之中，使該顯示驅動晶片適於應用於任何廠牌、規格的顯示裝置。

由上述說明可知，本領域亟需新式的一種任意倍率圖像縮放器

本發明之主要目的在於提供一種任意倍率圖像縮放器，係包含於一顯示驅動晶片之中從而應用在一顯示裝置之中。在應用本發明之任意倍率圖像縮放器的情況下，該顯示驅動晶片可以將具有任意尺寸的一輸入圖像縮放處理為一輸出圖像，使該輸出圖像的尺寸符合該顯示裝置的當前解析度。

為達成上述目的，本發明提出所述任意倍率圖像縮放器的一實施例，其係整合在一顯示裝置之中，且包括：一權重計算單元，用以依據一輸入圖像的尺寸和該顯示裝置的一當前解析度計算出N個縮放權重，N為正整數；以及一圖像縮放單元，耦接該權重計算單元且接收對應所述輸入圖像的一輸入顯示數據，並利用該N個縮放權重對所述輸入顯示數據執行一顯示數據縮放處理，從而產生對應一輸出圖像的一輸出顯示數據，其中該輸出圖像的尺寸符合所述當前解析度。

在一實施例中，本發明所述之任意倍率圖像縮放器更包括：一圖像處理單元，耦接該圖像縮放單元與該權重計算單元，且利用所述當前解析度和該N個縮放權重對該輸出圖像執行一邊緣檢測及修補處理。

在一實施例中，該輸入顯示數據包括M個輸入畫素數據，該輸出顯示數據包括N個輸出畫素數據，M為正整數，且該權重計算單元利用以下數學運算式(1)、(2)和(3)計算獲得該N個縮放權重： S_flag(1)＝0········································ (1) S_flag(j)＝S_flag(j-1)＋S_ratio, j ∈N············· (2) S_flag(j)≧1 ⇒ S_flag(j)＝S_flag(j)－1··········· (3) 其中，S_ratio為該輸入圖像和所述當前解析度的一尺寸比值。

在一實施例中，該圖像縮放單元利用以下數學運算式(4)實現所述顯示數據縮放處理： DataO(j)＝DataI(i)×(1－S_flag(k))＋DataI(i+1)×S_flag(k)…(4) 其中，DataO(j)為第j個所述輸出畫素數據，i∈M，DataI(i)為第i個所述輸入畫素數據，且DataI(i+1)為第i+1個所述輸入畫素數據；其中，S_flag(k)為對應所述DataI(i)的所述縮放權重，k∈N。

並且，本發明還提出一種顯示裝置的一實施例，其包含至少一顯示驅動晶片以及一顯示面板，其特徵在於，該顯示驅動晶片具有一任意倍率圖像縮放器，且該任意倍率圖像縮放器包括：一權重計算單元，用以依據一輸入圖像的尺寸和該顯示裝置的一當前解析度計算出N個縮放權重，N為正整數；以及一圖像縮放單元，耦接該權重計算單元且接收對應所述輸入圖像的一輸入顯示數據，並利用該N個縮放權重對所述輸入顯示數據執行一顯示數據縮放處理，從而產生對應一輸出圖像的一輸出顯示數據，其中該輸出圖像的尺寸符合所述當前解析度。

在一實施例中，該任意倍率圖像縮放器更包括：一圖像處理單元，耦接該圖像縮放單元與該權重計算單元，且利用所述當前解析度和該N個縮放權重對該輸出圖像執行一邊緣檢測及修補處理。

進一步地，本發明還提出一種資訊處理裝置，其特徵在於，包含如前所述本發明之顯示裝置。在一實施例中，該資訊處理裝置為選自於由平面顯示裝置、智慧型電視、智慧型手機、智慧型手錶、平板電腦、一體式電腦、筆記型電腦、車載娛樂裝置、和視訊式門口機所組成群組之中的一種電子裝置。

為使貴審查委員能進一步瞭解本發明之結構、特徵、目的、與其優點，茲附以圖式及較佳具體實施例之詳細說明如後。

圖3為包含本發明之一種任意倍率圖像縮放器的一顯示裝置的方塊圖。如圖3所示，該顯示裝置1主要應用於一電子裝置(如：智慧型手機)之中，且主要包括一顯示面板11和至少一顯示驅動晶片12，其中該顯示驅動晶片12自一上位機2(如：應用處理器)接收具有任意尺寸的一輸入圖像，並利用本發明之一種任意倍率圖像縮放器121將該輸入圖像縮放處理為一輸出圖像，使該輸出圖像的尺寸符合該顯示裝置1的一當前解析度。圖4為圖3所示之任意倍率圖像縮放器的工作示意圖。舉例而言，在接收大小為720×1560(即，b×a)的一幀圖像之後，該顯示驅動晶片12利用本發明之任意倍率圖像縮放器121將該圖像的大小調整為1080×2340(即，當前解析度d×c)，如此才能使該顯示裝置1全螢幕顯示該圖像。

圖5為本發明之一種任意倍率圖像縮放器的方塊圖。如圖3與圖5所示，本發明之任意倍率圖像縮放器121包括：一權重計算單元1211、一圖像縮放單元1212以及一圖像處理單元1213，其中，該權重計算單元1211用以依據一輸入圖像的尺寸和該顯示裝置的一當前解析度計算出N個縮放權重，N為正整數。在一實施例中，對應該輸入圖像的一輸入顯示數據包括M個輸入畫素數據，對應該輸出圖像的一輸出顯示數據包括N個輸出畫素數據，且N、M皆為正整數。依據本發明之設計，該權重計算單元1211利用以下數學運算式(1)、(2)和(3)計算獲得該N個縮放權重： S_flag(1)＝0········································ (1) S_flag(j)＝S_flag(j-1)＋S_ratio, j ∈N············· (2) S_flag(j)≧1 ⇒ S_flag(j)＝S_flag(j)－1··········· (3)

圖6為M個輸入畫素數據、N個輸出畫素數據和N個縮放權重的示意圖。依據本發明之設計，S_ratio為該輸入圖像和所述當前解析度的一尺寸比值。具體地，若該輸入圖像的尺寸小於該顯示裝置1的當前解析度，則S_ratio＝input size/output size。相反地，若該輸入圖像的尺寸大於該顯示裝置1的當前解析度，則S_ratio＝output size/input size。如上式(1)和(2)可知，第一個縮放權重S_flag(1)為0，且下一個縮放權重S_flag(j)為前一個縮放權重S_flag(j-1)加上S_ratio。依據本發明之設計，若運算過程中發現任一個縮放權重S_flag(j)的值大於或等於1，則將其減去1，這樣可以讓S_flag的值保持在0和1之間。進一步地，由圖6可知，若對應輸出圖像的輸出顯示數據必須包含N個輸出畫素數據，則該權重計算單元1212在完成相關運算之後會產出N個縮放權重S_flag(1)～S_flag(N)。

如圖4、圖5與圖6所示，該圖像縮放單元1212耦接該權重計算單元1211且接收對應所述輸入顯示數據，並利用該N個縮放權重對所述輸入顯示數據所包含的M個輸入畫素數據執行一顯示數據縮放處理，從而產生對應該輸出圖像的一輸出顯示數據，其中該輸出圖像的尺寸符合所述當前解析度(即d×c)。具體地，該圖像縮放單元1212利用以下數學運算式(4)實現所述顯示數據縮放處理： DataO(j)＝DataI(i)×(1－S_flag(k))＋DataI(i+1)×S_flag(k)…(4)

由圖6可知，DataO(j)為第j個所述輸出畫素數據，i∈M，DataI(i)為第i個所述輸入畫素數據，且DataI(i+1)為第i+1個所述輸入畫素數據。另一方面，S_flag(k)為對應所述DataI(i)的所述縮放權重，k∈N。舉例而言，該圖像縮放單元1212執行前述數學運算式(4)，從而利用DataI(1)、DataI(2)以及S_flag(2)計算出DataO(1)。再舉例而言，該圖像縮放單元1212執行前述數學運算式(4)，從而利用DataI(2)、DataI(3)以及S_flag(3)計算出DataO(2)。

進一步地，如圖4、圖5與圖6所示，該圖像處理單元1213耦接該圖像縮放單元1212與該權重計算單元1211，且利用所述當前解析度和該N個縮放權重對該輸出圖像執行一邊緣檢測及修補處理。應可理解，在一些實例中，S_ratio＝input size/output size(或＝output size/input size)或包含無盡小數，例如720/1080＝0.6666666666…，因此在運算過程中勢必會對無盡小數進行進位/捨去操作。可想而知，所述進位/捨去操作有可能使該權重計算單元1211在計算N個所述縮放權重之時出現累積誤差，及/或使該圖像縮放單元1212在計算所述輸出顯示數據(包含N個輸出畫素數據) 之時出現累積誤差。值得說明的是，累積誤差的出現可能會使輸出圖像的尺寸大於所述當前解析度1個pixel(如：d+1)，或小於所述當前解析度1個pixel(如：d-1)。

如圖6所示，理想時，第1個縮放權重S_flag(1)對應第1個輸出畫素數據的邊緣，第2個縮放權重S_flag(2)對應第1個和第2個輸出畫素數據的邊緣，……，第N個縮放權重S_flag(N)對應第N個輸出畫素數據的邊緣。因此，在確定該顯示裝置1的當前解析度(如：d×c)之後，自然可以知道理想情況下(即，無誤差)的N個輸出畫素數據的邊緣。故而，該圖像處理單元1213只要確認第1個縮放權重S_flag(1)對應到輸出畫素數據的邊緣以及第N個縮放權重S_flag(N)對應到輸出畫素數據的邊緣，便可以完成所述邊緣檢測及修補處理。應可理解，若發現該圖像縮放單元1212所輸出的輸出圖像的尺寸大於或小於所述當前解析度1個pixel，則可以利用圖像邊緣修補演算法進行修整。

如此，上述已完整且清楚地說明本發明之任意倍率圖像縮放器；並且，經由上述可得知本發明具有下列優點：

(1)本發明提供一種任意倍率圖像縮放器，係包含於一顯示驅動晶片之中從而應用在一顯示裝置之中。在應用本發明之任意倍率圖像縮放器的情況下，該顯示驅動晶片可以將具有任意尺寸的一輸入圖像縮放處理為一輸出圖像，使該輸出圖像的尺寸符合該顯示裝置的當前解析度。本發明之任意倍率圖像縮放器可以依據所述當前解析度對縮小/放大該輸入圖像，且不會花費太多硬體運算資源。並且，出現因累積誤差所導致的圖像邊緣錯誤時，也可以利用簡單的方式進行修補。

(2)並且，本發明同時提供一種顯示裝置，其包含至少一顯示驅動晶片以及一顯示面板，其特徵在於，該顯示驅動晶片具有前述本發明之任意倍率圖像縮放器，從而可以將具有任意尺寸的一輸入圖像縮放處理為一輸出圖像，使該輸出圖像的尺寸符合該顯示裝置的當前解析度。

(3)進一步地，本發明還提供一種資訊處理裝置，其特徵在於，包含如前所述本發明之顯示裝置。在可行的實施例中，該資訊處理裝置為選自於由平面顯示裝置、智慧型電視、智慧型手機、智慧型手錶、平板電腦、一體式電腦、筆記型電腦、車載娛樂裝置、和視訊式門口機所組成群組之中的一種電子裝置。

必須加以強調的是，前述本案所揭示者乃為較佳實施例，舉凡局部之變更或修飾而源於本案之技術思想而為熟習該項技藝之人所易於推知者，俱不脫本案之專利權範疇。

綜上所陳，本案無論目的、手段與功效，皆顯示其迥異於習知技術，且其首先發明合於實用，確實符合發明之專利要件，懇請貴審查委員明察，並早日賜予專利俾嘉惠社會，是為至禱。

1a:顯示裝置 11a:顯示面板 12a:顯示驅動晶片 121a:圖像縮放單元 2a:上位機 1:顯示裝置 11:顯示面板 12:顯示驅動晶片 121:任意倍率圖像縮放器 1211:權重計算單元 1212:圖像縮放單元 1213:圖像處理單元 2:上位機

圖1為習知的一種顯示裝置的方塊圖；圖2為圖1所示之圖像縮放單元的工作示意圖；圖3為包含本發明之一種任意倍率圖像縮放器的一顯示裝置的方塊圖；圖4為圖3所示之任意倍率圖像縮放器的工作示意圖；圖5為發明之一種任意倍率圖像縮放器的方塊圖；以及圖6為M個輸入畫素數據、N個輸出畫素數據和N個縮放權重的示意圖。

121:任意倍率圖像縮放器

1211:權重計算單元

1212:圖像縮放單元

1213:圖像處理單元

Claims

一種任意倍率圖像縮放器，係整合在一顯示裝置之中，且包括：一權重計算單元，用以依據一輸入圖像的尺寸和該顯示裝置的一當前解析度計算出N個縮放權重，N為正整數；一圖像縮放單元，耦接該權重計算單元且接收對應所述輸入圖像的一輸入顯示數據，並利用該N個縮放權重對所述輸入顯示數據執行一顯示數據縮放處理，從而產生對應一輸出圖像的一輸出顯示數據，其中該輸出圖像的尺寸符合所述當前解析度；以及一圖像處理單元，耦接該圖像縮放單元與該權重計算單元，且利用所述當前解析度和該N個縮放權重對該輸出圖像執行一邊緣檢測及修補處理。
如請求項1所述之任意倍率圖像縮放器，其中，該輸入顯示數據包括M個輸入畫素數據，該輸出顯示數據包括N個輸出畫素數據，M為正整數，且該權重計算單元利用以下數學運算式(1)、(2)和(3)計算獲得該N個縮放權重：S_flag(1)=0......................................(1)

其中，S_ratio為該輸入圖像和所述當前解析度的一尺寸比值。
如請求項2所述之任意倍率圖像縮放器，其中，該圖像縮放單元利用以下數學運算式(4)實現所述顯示數據縮放處理： DataO(j)=DataI(i)×(1-S_flag(k))+DataI(i+1)×S_flag(k)...(4)其中，DataO(j)為第j個所述輸出畫素數據，i
M，DataI(i)為第i個所述輸入畫素數據，且DataI(i+1)為第i+1個所述輸入畫素數據；其中，S_flag(k)為對應所述DataI(i)的所述縮放權重，k
N。
一種顯示裝置，包含至少一顯示驅動晶片以及一顯示面板，其特徵在於，該顯示驅動晶片具有一任意倍率圖像縮放器，且該任意倍率圖像縮放器包括：一權重計算單元，用以依據一輸入圖像的尺寸和該顯示裝置的一當前解析度計算出N個縮放權重，N為正整數；一圖像縮放單元，耦接該權重計算單元且接收對應所述輸入圖像的一輸入顯示數據，並利用該N個縮放權重對所述輸入顯示數據執行一顯示數據縮放處理，從而產生對應一輸出圖像的一輸出顯示數據，其中該輸出圖像的尺寸符合所述當前解析度；以及一圖像處理單元，耦接該圖像縮放單元與該權重計算單元，且利用所述當前解析度和該N個縮放權重對該輸出圖像執行一邊緣檢測及修補處理。
如請求項4所述之顯示裝置，其中，該輸入顯示數據包括M個輸入畫素數據，該輸出顯示數據包括N個輸出畫素數據，M為正整數，且該權重計算單元利用以下數學運算式(1)、(2)和(3)計算獲得該N個縮放權重：S_flag(1)=0......................................(1)

其中，S_ratio為該輸入圖像和所述當前解析度的一尺寸比值。
如請求項5所述之顯示裝置，其中，該圖像縮放單元利用以下數學運算式(4)實現所述顯示數據縮放處理：DataO(j)=DataI(i)×(1-S_flag(k))+DataI(i+1)×S_flag(k)...(4)其中，DataO(j)為第j個所述輸出畫素數據，i
M，DataI(i)為第i個所述輸入畫素數據，且DataI(i+1)為第i+1個所述輸入畫素數據；其中，S_flag(k)為對應所述DataI(i)的所述縮放權重，k
N。
一種資訊處理裝置，其特徵在於，包含請求項4至請求項6之中任一項所述之顯示裝置。
如請求項7所述之資訊處理裝置，其中，該資訊處理裝置為選自於由平面顯示裝置、智慧型電視、智慧型手機、智慧型手錶、平板電腦、一體式電腦、筆記型電腦、車載娛樂裝置、和視訊式門口機所組成群組之中的一種電子裝置。