TWI235605B - Contrast correcting circuit - Google Patents

Description

1235605 玖、發明說明 (發明說明應敘明：發明臓之技術領域、先前技術、內容、實施方式及圖式簡單說明) 【發明所屬之技術領域】 本發明係與對比校正電路有關，特別是指一種適用於 具有小動態範圍之顯示裝置（如電漿顯示板plasma display panel (PDP))的對比較正電路。 5 【先前技術】 用以增強在一包含有大量資訊之圖像中各個區域明暗 對比的對比較正電路，常被用於諸如電漿顯示板（PDP)之 類具有小動態範圍的顯示裝置中。該等對比校正電路之使 10用，可確保擁有較高品質的圖像。 習用的對比校正電路中，係使用包含有各式各樣對比 變換特性之若干不同型式的查尋表（l〇〇k-up tables)來換算 對比，以便增強一圖像的明暗對比。該等查詢表是被儲存 在諸如唯讀記憶體(read only memory (ROM))之類的記情 15體中。對螢幕之圖像資料積分的結果，或取得一梯級頻布 圖（histogram)的結果，則被用來作為選取該等查尋表之依 據。 採取習用對比校正電路而以若干查尋表來換算圖像資 料的對比時，在大部份螢幕上都會獲得優良的影像。 20 然而，在某些場合中，對比卻不宜校正。尤其，電影 中黑色螢幕的圖像資料不應接受對比變換。在一具有大量 黑色層次(black level)圖素數的圖像中，如存在有一個具有 較明亮影像的小區域時，就面積比（與資料量對應）而+ 因為圖像的大部份是以採用黑色層次圖素而實現的影像構 0續次頁（發明說明頁不敷使用時，請註記並使用續頁） - 5- 1235605 _ 發明說明繪頁 成，所以具有在黑色螢幕中有效之對比變換特性的查尋 表，於習用的對比校正電路中就易於被選取。 但是，在一具有大量黑色層次圖素數的圖像中，存在 有一個具有較明亮影像的小區域時，重要的資訊是被包含 5 在這圖像的小區域内。此時如選取黑色螢幕的查尋表對這 螢幕的對比進行校正，即易於發生諸如白色失真之類的變 質情形。 【發明内容】 10 本發明之目的在於提供一種能防止在黑色螢幕中發生 白色失真現象的對比校正電路。 如在大部份為白色，例如雪景的螢幕中存有一個或數 個區域的暗黑影像，就會導致與前述相反的後果。也就是 說，發生黑色失真現象，因而可能無法清楚顯示出重要資 15 訊。 本發明的另一目的是提供一種在螢幕大部份屬於均勻 灰階，一影像只佔用一小部份的螢幕時，能對晝面中的該 影像的對比，適當校正的對比校正電路。 就本發明的一技術内容而言，係提供一種對比校正電 20 路，其包括：一積分器，用以求出所接收之視訊訊號(video signals)的亮度層次(brightness levels)的積分，並計算整個 螢幕之視訊訊號的亮度層次的總和；一第一記憶體，用以 儲存若干依照螢幕亮度而顯現出對比變換特性之不同型式 的表格資料；一選擇器，以供在螢幕所有圖素(pixels)的亮 -6· 1235605 發明說明_胃 度層次達到上限時，將所有圖素之亮度層次的總和設定作 為一參考值，並用這參考值與該積分器的一積分輸出做比 較來產生一比較結果，以及指示該第一記憶體選擇性地輸 出適合於螢幕亮度的表格資料，該表格資料則是根據該比 5 較結果而從該等不同型式的表格資料中所選取者；一第二 記憶體，藉由該第一記憶體輸出的表格資料，而儲存一用 以校正該接收視訊訊號之對比的換算表；以及一黑色層次 偵知器，用以偵知該接收視訊訊號每一圖素的亮度層次， 並在該視訊訊號之亮度層次的數值小於或等於一預定值 10 時，確定該等視訊訊號之亮度層次是個黑色層次，並輸出 資料用以指明屬於該黑色層次之圖素的數目。在黑色層次 偵知器所偵知的黑色層次圖素數如大於或等於一預定值 時，該選擇器設定用以與該積分器之積分輸出比較的參考 值，是一個在螢幕所有圖素之亮度層次被偵知達到最大值 15 時，以所有該等圖素之亮度層次的總和減掉所彳貞知黑色層 次之圖素數後而求出的數值。 當一接特別視覺注目之顯示區域與整個顯示螢幕的面 積比予以預先定義，且背景是黑色螢幕時，該預定值被設 定成是個與一黑色螢幕面積對應的圖素數。 20 當視訊訊號的灰階(gray scales)在0到5的範圍内時， 視訊訊號的亮度層次宜被判定為是黑色層次。 顯示出對比變換特性的表格資料，係藉由將一介於一 對應完全暗黑圖像之特性以及一對應完全明亮圖像之特性 之間的空間，平均地劃分而獲得者。其中該暗黑圖像即為 1235605 ^— 發明說明續頁 視訊訊號之亮度層次之平均值小之處，而該明亮圖像即為 視訊訊號之亮度層次之平均值大之處，且該表格資料係被 儲存於該第一記憶體内。 可以展現出16種變換特性的表格資料被儲存於該第 5 一記憶體内為最佳。 就本發明的另一技術内容而言，係提供一種對比校正 電路，其包括：一積分器，用以求出所接收之視訊訊號亮 度層次的積分，並計算整個螢幕之視訊訊號亮度層次的總 和；一第一記憶體，用以儲存若干依照螢幕亮度而顯現出. 10 對比變換特性之不同型式的表格資料；一選擇器，以供在 螢幕所有圖素的亮度層次達到最大值時，將所有圖素之亮 度層次的總和設定作為一參考值，並用這參考值與該積分 器的一積分輸出做比較來產生一比較結果，以及指示該第 一記憶體選擇性地輸出適合於螢幕亮度的表格資料，該表 15 格資料則是根據該比較結果而從該等不同型式的表格資料 中所選取者；一第二記憶體，藉由該第一記憶體輸出的表 格資料，而儲存一用以校正該接收視訊訊號之對比的換算 表；以及一校正器，用以當該接收之視訊訊號的黑色層次 連續存在於每一圖素，且該等連續圖素數大於或等於一預 20 定值時，用以校正該參考值。當存在有自該校正器來的校 正輸入時，選擇器便將依照該校正輸入所校正的參考值設 定成為一參考值，和指定將從該等不同型式之表格資料中 被選取出來的表格資料。 該校正器包括：一黑色層次偵知器，用以偵知該接收 -8- 1235605 __—— 發明說明續頁 視訊訊號每一圖素的亮度層次，並在該視訊訊號之亮度層 次的數值低於或等於一預定值時，確定該等視訊訊號之亮 度層次是個黑色層次；一第一計數器，用以計數該黑色層 次偵知器在一水平掃瞄期間所偵知的黑色層次的圖素數 5 目，該水平掃描期間係為外部所建立的某一特定圖素數 目，且僅當對應於該建立的圖素數目（水平掃描期間）之該 圖素連續時，方計算該黑色層次的圖素數目，以及把有關 一螢幕橫向各線條的已計數黑色層次圖素數予以輸出；以 及一第二計數器，用以當在從第一計數器連續輸入與外部· 10 設定之螢幕橫向線條數有關的黑色層次圖素數的計數值 時，用以接收該第一計數器的計數輸出，並將該等計數值 的總和輸入到該選擇器而作為一計數值。該選擇訊號產生 器設定成與該積分器之輸出做比較的參考值，是將一個當 螢幕所有圖素之亮度層次達到最大值時，利用一指明所有 15 圖素亮度層次總和之計算公式中所得出的表示螢幕所有圖 素數之數值，改由一個將第二計數器所輸出之黑色層次的 圖素數計數值，從表示該螢幕所有圖素數之數值減掉後所 求得的一數值取代，而獲得的數值者。 該第一計數器所設定的圖素數和該第二計數器所設定 20 的線條數係在考慮過有關視訊訊號的一雜訊組成（noise component)後予以確定。 該第一計數器設定的圖素數以四為最佳，該第二計數 器設定的線條數亦以四為最佳。 就本發明的再一技術内容而言，係提供一種對比校正 -9- 1235605 __— 發明說明續頁 電路，其包括：一積分器，用以求出所接收之視訊訊號亮 度層次的積分，和計算整個螢幕之視訊訊號亮度層次的總 和；一第一記憶體，其係用以儲存若干依照螢幕亮度而顯 現出對比變換特性之不同型式的表格資料；一選擇器，以 5 供在螢幕所有圖素的亮度層次達到上限時，將所有圖素之 亮度層次的總和設定作為一參考值，並用這參考值與該積 分器的一積分輸出做比較來產生一比較結果，以及指示該 第一記憶體選擇性地輸出適合於螢幕亮度的表格資料，該 表格資料則是根據該比較結果或者考量該接收視訊訊號之· 10 灰階以及該比較結果而從該等不同型式的表格資料中所選 取者；一第二記憶體，藉由該第一記憶體輸出的表格資料， 而儲存一用以校正該接收視訊訊號之對比的換算表；一梯 級頻布圖4貞知器（histogram detector)，用以將接收之視訊 訊號的灰階分割成多數之區域，且用以偵測屬於該被分割 15 區域之圖素之灰階的頻率（次數）(frequency);以及一控制 器，用以接收該梯級頻布圖偵知器的一偵測輸出，且當一 灰階之頻率高於或等於一預先設定之臨界值存在時，用以 決定該灰階為均勾者，並將確定為均勻之灰階的相關資料 及該灰階的頻率予以輸出。在接收到由該控制器確定為一 20 均勻灰階之灰階的相關資料和該灰階的頻率時，該選擇器 設定成與該積分器之輸出做比較的參考值，是一個在螢幕 所有圖素之亮度層次達到最大值時，以所有圖素亮度層次 總和，減掉確定為均句灰階的灰階和該灰階的頻率之乘積 後求出的數值，接著選擇器指示第一記憶體選擇性地輸出 -10- 1235605

適合於螢幕亮度的表格資料’該表格資料則是相對於—榮 幕，除了被確定為均句灰階之灰階所占用的圖像區外，告 圖像區之所有圖素的亮度層次達到最大值時，將該參^ 除以亮度層次總和而求出-數值，並以該數值為基礎而從 5 邊荨表格資料中選取者。 在一螢幕用以接收視覺注目之一顯示區域與整個顯示 螢幕的面積比被預先定義，且背景具有均勻灰階時，該臨 界值即被設定為對應於該均勻灰階螢幕之面積的圖素數。 當一對應於一灰階之頻率被設定，且在決定該灰階是 10否為均勻時，判定該灰階不應為均勻者時，該控制器即不 輸出關於該灰階之頻率的資料。 當該視訊訊號的灰階在0到5的範圍内時，該等視訊 訊號的亮度層次宜確定為黑色層次；當該視訊訊號的灰階 在125到130的範圍内時，該等視訊訊號的亮度層次宜被 15 確定為一灰色層次(gray level);而當該視訊訊號的灰階在 250到255的範圍内時，該等視訊訊號的亮度層次則被確 定為一白色層次(white level)。 【實施方式】 2〇 茲舉實施例並配合圖式，將本發明及其各項優點詳述 於後，各圖式中相同的參照號碼係指相同或類似的組件， 其中： 第一圖是一方塊圖，顯示出依本發明第一實施例構成 之對比校正電路的結構； -11- 1235605 !_ 發明說明續頁 第二圖所示者係儲存於第一圖所示之對比校正電路中 的一唯讀記憶體(ROM)内的表格資料所展現出的對比變換 特性； 第三圖所示者係在大部份為黑色層次的灰階背景中存 5 有一個接近白色之明亮灰階的較小影像的螢幕； 第四圖是一方塊圖，顯示出依本發明第二實施例構成 之對比校正電路的結構； 第五圖所示者係一黑色層次偵知器對螢幕中各個圖素 的偵知結果； 10 第六圖是一方塊圖，顯示出依本發明第三實施例構成 之對比校正電路的結構； 第七圖所示者係背景大部份為白色層次之灰階，並在 背景中存有一個接近黑色之暗黑灰階的較小影像的螢幕； 第八圖所示者係背景為灰色，並在背景中存有一個接 15 近白色之明亮灰階的較小影像，和另一個接近黑色之暗黑 灰階的較小影像的螢幕； 第九圖係一梯級頻布圖，顯示出第三圖所示之螢幕的 視訊訊號灰階與頻率之間的關係； 第十圖係一梯級頻布圖，顯示出第七圖所示之螢幕的 20 視訊訊號灰階與頻率之間的關係；和 第十一圖係一梯級頻布圖，顯示出第八圖所示之螢幕 的視訊訊號灰階與頻率之間的關係。 在下列的詳細說明中，僅例舉本案發明人認為最能實 現本發明的模式來顯示及說明本發明的較佳實施例。如同 -12- 1235605 _ __續質 所知’本發明可在不違其精神的情況下從事種種修改。因 此，各圖式及說明僅具例舉性質，不得用以限制本發明。 第一圖所示者係依本發明第一實施例構成之對比校正 電路的結構。參閱第一圖，對比校正電路包括一積分器10， 5 一黑色層次偵知器12，一選擇訊號產生器14，一唯讀記 憶體（以下簡稱ROM) 16，及一隨機存取記憶體（以下簡稱 RAM) 18 〇 該積分器10係用以求出輸入視訊訊號(video signals) 之亮度層次(brightness levels)的積分，和計算一整個螢幕. 10 之視訊訊號亮度層次的總和。 該黑色層次偵知器12係用以偵知每一個圖素(pixel)之 輸入視訊訊號的亮度層次，當該視訊訊號的亮度層次低於 或等於一預定值時即判定該亮度層次是一個黑色層次 (black level)，並輸出資料用以指明屬於該黑色層次之圖素 15 的數目。也就是說，從輸入端子100，101和102所輸入 的R、G和B視訊訊號全都低於或等於一預定值時，該黑 色層次偵知器12便確定該亮度層次是個黑色層次。於是， 該黑色層次偵知器12就計算和輸出對應（該黑色層次）的圖 素數。 20 當一螢幕所有圖素的亮度層次達到一最大值時，使用 該所有圖素之該亮度層次的總和作為一參考值，該選擇訊 號產生器14即用這參考值與該積分器1〇的積分輸出做比 較。根據比較結果，該選擇訊號產生器14指示該唯讀記 憶體16選擇性地輸出適合於該螢幕亮度的表格資料，該 -13- 1235605 10 15

表格負料則是從儲存於該唯讀記憶體 式的表格資料所選取者。 目若次偵知器12所偵知之黑色層次的圖素數 目右大於或4於一預定值時，該選擇訊號產生器 ％ 定用以與該積分器10之輸出做比較的該表考=14所設 該螢幕所有圖素之亮度層次達到一最大值時，古=為當 、一丽·*^ » PL· p JL·^ 有圖素 之焭度層1的總和，減掉該被偵知為黑色層次之 後而求出的一數值者。 素數目 <若干不同蜜 根據-螢幕亮度而選取，用以顯示出各式各樣變換特 性之若干不同型式的表格資料，是撕存於該唯讀記憶體 16内。該唯讀記憶體16所輸出具有該對比轉換特性:表

格資料，係根據來自該選擇訊號產生器14之選擇訊號輸 出而選取者。一根據該唯讀記憶體所輸出之該表格資料， 而用以對自該等輸入端子100至102所輸入之該視訊信號 之對比加以校正的換算表，係被儲存於該隨機存取記憶體

18中。被儲存於該隨機存取記憶體μ中的換算表校正過 對比的該視訊訊號，係被輸出到輸出端子200到202。 該選擇訊號產生器14對應於本發明説明書前述的一 選擇器，該唯讀記憶體16對應於本發明的第一記憶體’ 20 而該隨機存取記憶體18則對應於本發明的第二記憶體。 現將配合第二圖，將儲存在該唯讀記憶體16内用以顯示 出種種對比變換特性之若干不同型式的表格資料說明於 後。第二圖所示者係一圖像(picture)的對比變換特性。參 閱第二圖，曲線Q1所示的對比變換特性，係選自具有輸 -14-

Ϊ235605 入視訊訊號之亮度層次平均值小之一圖像，亦即對應於一 全暗的圖像者。曲線Q16所示的對比變換特性’則係選自 具有輸入視訊訊號之亮度層次平均值大之一圖像’亦即對 應於一全亮的圖像者。圖中用虚線標示之區域中的該圖像 5 資料的對比是被特別強調。 依據此實施例，將曲線Q1和Q16之間空間平均劃分 所獲得之展現16種對比變換特性之曲線Q1至曲線Q16 的表格資料（數值資料），係被儲存於該唯讀記憶體中。特 定的表格資料是依據輸入視訊訊號之亮度層次平均值而選· 10取者。 現將依本發明第一實施例構成之對比校正電路的作業 情形說明於後。 參閱第一圖，從該輸入端子100到102接收到R、G 和B視訊訊號(數位訊號）時，該積分器10便求出該等輪 15 入視訊訊號之亮度層次的積分，並計算整個螢幕之視訊訊 號梵度層次的總和（sum)(平均值(mean value)) S0。當一鸯 幕尺寸為852點乘以480線條（852 dots χ 480 lines)時，而 R、G和B的圖素係以8位元顯示時，那麼在螢幕所有圖 素的亮度層次達到最大值（上限）時，所有該等圖素之亮度 2〇層次的總和Sm即為Sm = 852 (點）χ 480 (線條）x 255 (8 位元上限值）x 3 (RGB) = 312854400。 以該積分器10所算出的整個螢幕之視訊訊號亮度層 次的總和（平均值）S0，被該選擇訊號產生器所產生的一個 用以選擇該表格資料的選擇訊號所取代。&就是說，該選 -15- 1235605 __— 發明說明續頁 擇訊號具有一個該將積分器10之輸出SO除以總和Sm (積 分器的輸出（總和）+ 312854400)所求出的數值，亦即介於 0至1。該等數值係被平均分配成與顯現出各對比變換特 性Q1到Q16之表格資料所形成的對比換算表數相符。顯 5 現出各對比變換特性的各群組表格資料稱為一對比換算 表。 有16種對比換算表時，依據該選擇訊號產生器14之 計算結果而選取對比換算表的該選擇訊號，係以下述之方 式輸出到該唯讀記憶體16。 10 當S0/Sm = 0到0.0625時，用以選取對比換算表Q1、 當S0/Sm = 0.0625到0.125時，用以選取對比換算表Q2、 當S0/Sm = 0.875到0.9375時，用以選取對比換算表Q15， 以及當S0/Sm = 0.9375到1時，用以選取對比換算表Q16 的選擇訊號便被輸出到該唯讀記憶體。 15 結果，從該選擇訊號產生器14輸入之該選擇訊號所

選取的那個具有對比變換特性的表格資料便由該唯讀記憶 體16輸出到該隨機存取記憶體18。使用該換算表，該隨 機存取記憶體18便以接收自該唯讀記憶體16的表格資料 為基礎，據以校正從輸入端子100到102所接收之R、G 20 和B視訊訊號的對比，並經由該輸出端子200到202輸出 對比校正過的R、G與B視訊訊號。 因此，當整個螢幕暗黑時，便可獲得一強週暗黑部位 對比的影像，另在整個螢幕明亮時，則可獲得一強調明亮 部位對比的影像。 -16- 1235605 發明說明續頁 在大部份情況下，利用此方法即可實現所需的對比校 正。然而，如前所述，以這方式執行對比校正時可能會有 負面後果。茲舉一實施例並配合第三圖詳予說明於後。 第三圖所示者係一螢幕，其中背景A大部份是黑色層 5 次的灰階，而在背景A中存有一個顏色接近白色之明亮灰 階的較小影像B。就第三圖所示的螢幕而言，當黑色層次 偵知器未包括在第一圖之結構内時，因為積分器10的輸 出（亦即整個螢幕之視訊訊號亮度層次的總和或平均值）值 低，所以與黑色螢幕對應的對比換算表將被選取。結果， 10 明亮部位的對比即略受阻延，而暗黑部位的對比則被強 調。 不管該明亮部位存有重要視訊訊號的事實，卻仍減低 該部份的對比，因而將發生諸如白色失真的現象。 為避免發生這種現象，在本發明的這第一實施例中， 15 是以該積分器10求出視訊訊號總和的積分。當該黑色層 次偵知器12從輸入端子100，101和102接收之R、G和 B視訊訊號的亮度層次數值如低於或等於一預定值時，該 等亮度層次即被判定屬於黑色層次，並計算其圖素數目和 將其輸出。 20 當在視訊訊號中含有一雜訊組成時，縱然該亮度層次 是黑色層次，由該黑色層次偵知器12偵知之所有視訊訊 號的亮度層次並非為零，所以當該亮度層次的數值低於或 等於一預定值時，該黑色層次偵知器12即確定該亮度層 次是黑色層次。在本實施例中，當視訊訊號的灰色層次在 -17- 1235605 __一 發明說明，續頁 0-5的範圍時，亮度層次即被判定黑色層次，而視訊訊號 的灰色層次如在6-255的範圍時，即被確定為黑色層次以 外的層次。 由黑色層次偵知器12算出是黑色層次的圖素數目如 5 大於或等於一預定值時，那麼在榮幕所有圖素的亮度層次 達到上限而以選擇訊號產生器14產生之選擇訊號的計算 公式來計算所有圖素之亮度層次的總和Sm時，要將黑色 層次偵知器12算出是黑色層次的圖素數減掉。也就是說， 使用下列公式所求出的Sm’（代替Sm)來計算選擇訊號. 10 S0/Sm’ ：

Sm’ = {852 (點）X 480 (線條)-（算出是黑色層次的數 值）X 3} X 255 (8 位元上限值）X 3 (RGB)} 另外，整個螢幕中接收特別視覺注目之一顯示區域的 面積比係在該預定值中予以預先定義。當背景是黑色時， 15 可按照與黑色螢幕之面積對應的圖素數來設定預定值。例 如，若在黑色背景中顯示出一個接近白色之明亮灰階的較 小影像(例如顯示區域是整個螢幕的1/4)時，那麼在一 852 X 480之顯示螢幕的3/4為黑色時，由該選擇訊號產生器14 設定作為一預定值的數值即為852 X 480 X 3/4 = 306720。 20 如第三圖所示，當背景A大部份是黑色層次的灰階， 且在背景A中存有一個接近白色之明亮灰階的影像B (如 同第一實施例）時，依本發明這第二實施例構成的對比校 正電路因為有對比校正，所以可防止發生白色失真現象。 第四圖所示者係依本發明第二實施例構成之對比校正 -18- 1235605 _ 電路的結構。參閱第四圖，這對比校正電路包括一積分器 110，一黑色層次偵知器112，一水平計數器114，一確定 電路116,一垂直計數器118,一選擇訊號產生器12〇、r〇m 122 和 RAM 124 〇 5 10 15 20 該積分器110係用以求出所接收視訊訊號之亮度層次 的積分，和計算整個螢幕之視訊訊號亮度層次的總和。

該黑色層次偵知器112係用以偵知每一個圖素之該接 收視訊訊號的亮度層次，當該視訊訊號的亮度層次低於或 等於一預定值時即判定該亮度層次是一個黑色層次 。也就. 是說，從輸入端子300，301和302所輸入的R、G和B 視訊訊號全都低於或等於一預定值時，黑 2 便確定該亮度層次是個黑色層次，其後黑色層〜貞知器ιΐ2 便輸出一個對應的判定訊號。

該水平計數n m計算㈣黑色層次偵知器112在_ 水平掃描期間削貞知的黑色層切圖素數目，該水平射 期間係為外部所建立的某一特定圖素數目，且僅”應力 =圖=(水平掃描期間)之該圖素連“，二 广、、色層=圖素數目。其後會將有關 ==:、色層次圖素數的計算值予以輸出。1 罐平掃 == 該確定電路116只在該水平計數器ιΐ4 條的黑色層次圖素數大於或等於’ 計數器，的計數輸出到該垂直計數器 -19- 1235605 …^ 發明說明續頁 值係被設定為，例如，800。實際上，若將該確定電路116 的功能一體建入該水平計數器114,便可省略該確定電路 116。該垂直計數器118接該收水平計數器114的計數輸 出，當從該水平計數器114經由該確定電路116連續輸入 5 黑色層次之圖素數的計數值（並非零）時（該計數值對應於外 部建立的一螢幕一橫向線條的數目），該垂直計數器118 便將該等計數值的總和輸出到該選擇訊號產生器120。該 外部建立的線條數是，例如，4。另外，也把非視訊訊號 的雜訊組成列入考慮，據以確定該水平計數器114，該確. 10 定電路116，及該垂直計數器114中所設定的各個數值。 該水平計數器114及該確定電路116分別與本發明前 述的的第一計數器與第二計數器對應。 當一螢幕所有圖素的亮度層次達到上限（最大值）時， 將所有圖素之亮度層次的總和設定成一參考值，該選擇訊 15 號產生器120即以這參考值與該積分器110的積分輸出做 比較。根據比較結果，該選擇訊號產生器120指示該ROM 122選擇性地輸出適合於螢幕亮度的表格資料，該表格資 料則是從儲存於該ROM 122中之若干不同型式的表格資 料中所選取者。 20 該選擇訊號產生器120設定成與該積分器110之輸出 做比較的參考值，是將一個當螢幕所有圖素之亮度層次達 到上限時，利用一指明所有圖素亮度層次總和之計算公式 中所得出的表示螢幕所有圖素數之數值，改由一個將該垂 直計數器118所輸出之黑色層次的圖素數計數值，從表示 -20- 1235605

=螢幕所有圖素數之數值減掉後所求得的―數值取代而 獲得的該參考數值。 “依“、、螢幕冗度而選擇’據以顯示對比變換特性的所述 若干不同型式的表格資料，係被儲存於該r〇M m中。 5該唯讀記憶體122所輸出具有該對比轉換特性之表格資 料，係根據來自該選擇訊號產生器12〇之選擇訊號輸出而 選取者。 根據该唯讀記憶體122所輸出之該表格資料，而用 以對自該等輸入端子300至302所輸入之該視訊信號之對· 10比加以校正的換算表，係被儲存於該隨機存取記憶體124 中〇 被儲存於該隨機存取記憶體124中的換算表校正過對 比的該視訊訊號，係被輸出到輸出端子4〇〇到402。 視訊訊號該選擇訊號產生器120與本發明的前述之一 15 選擇器對應，該ROM 122與本發明的第一記憶體對應， 而該RAM 124則與本發明的第二記憶體對應。 儲存於該ROM 122中，用以顯現對比變換特性的各 該不同型式的表格資料，業已在本發明前述的第一實施例 中配合第二圖予以說明過。 2〇 現將依本發明第二實施例構成之對比校正電路的作業 情形說明於後。 就第三圖所示的螢幕而言，因為該積分器110的輸出 值（亦即整個螢幕之視訊訊號亮度層次的總和（平均值）) 低，當該黑色層次偵知器112,該水平計數器144,該確 -21- 1235605

定電路116與該垂直計數器118若未列入第四圖所示的結 構中時，與該黑色螢幕對應的對比換算表將被選取。結果’ 該明亮部位的對比即被犧牲，而暗黑部位的對比則被強 調。 5 不管重要視訊訊號在明亮部位的事實，若仍將這部位 的對比減低，就會導致諸如白色失真之類的現象。 為避免發生這現象，如同第一實施例，本實施例亦是 用該積分器110來求出視訊訊號總和的積分’而在該黑色 層次偵知器112從輸入端子300，301和302接收之R、G. 10 和B視訊訊號的亮度層次數值低於或等於一預定值時，即 判定該等亮度層次是黑色層次。 參閱第五圖，係顯示一螢幕(852點X 480線條）的一 偵知結果記錄，其中被該黑色層次偵知器112判定為黑色 層次圖素的結果係被設定為〇,而被判定為所有其它層次 15 (亦即確定為「存有訊號」者）的圖素則被設定為1。在這 實施例中，有關該水平計數器114，該確定電路116，及 該垂直計數器118的作業情形將予說明於後。 該水平計數器114計算由該黑色層次偵知器112在一 水平掃描期間（1H)所偵知的黑色層次的圖素數目，該水平 20掃描期間係為外部所建立的某一特定圖素數目，且僅當對 應於該設定的圖素數目（水平掃描期間）之該黑色層次圖素 連續時，方計算該黑色層次的圖素數目。其後該水平計數 器114會將有關一螢幕橫向（丽direction)各線條之黑色層 次圖素數的計算值予以輸出。 -22- 1235605 舉例來說，如第五圖所示，當該黑色層次偵知器112 在一橫向Η方向之第一行線條L1偵知與該頭四個圖素， 次四個圖素和再次四個圖素有關的0000，〇〇〇〇和0100訊 號時，該水平計數器114對每四個圖素的計數為4,4和0， 5 並將每四個圖素之計數值的總和（808)輸出作為線條L1的 計數值。 該水平計數器114對L2，L3和L4等線條的計數輸出 分別為812，814及816。 該確定電路116只在該水平計數器114輸出之每一線. 10 條的黑色層次的圖素數大於或等於一預定值時，始將該水 平計數器114輸出的計數輸出到該垂直計數器118。如前 所述，形成可資確定後者之基礎的該預定值係被設定為 800。因此，在這範例中，對於L1到L4等線條，便分別 把808，812，814和816從該確定電路輸出到該垂直計數 15 器118。各線條之黑色層次的圖素數如低於800時，那麼 就各該線條而言，該確定電路116便輸出0。 該垂直計數器118接收該水平計數器114的計數輸 出，當從該水平計數器114經由該確定電路116連續輸入 黑色層次之圖素數的計數值（並非零）時（該計數值對應於外 20 部建立之一螢幕一橫向線條數(在本實施例中為4))，該垂 直計數器118便將該等計數值的總和輸出到該選擇訊號產 生器120。 在這範例中，對於L1到L4等線條，因為從該確定電 路116所輸入的分別是808，812，814和816，所以就頭 -23- 1235605

四條線條而言，該垂直計數器118便輸出3250，即這些輸 入的總和。 當四條線條其中的至少一條，該確定電路116的輸出 如為0時，該垂直計數器118與這四條線條有關的輸出即 5 變成0。 該選擇訊號產生器120設定成與該積分器110之輸出 做比較的參考值，是將一個當螢幕所有圖素之亮度層次達 到上限（最大值）時，利用一指明所有圖素亮度層次總和之 計算公式所得出的表示螢幕所有圖素數之數值，改由一個 10 將該垂直計數器118所輸出之黑色層次的圖素數計數值， 從表示該螢幕所有圖素數之數值減掉後所求得的一數值取 代，而獲得的數值者。 使用下列公式所求出的Sm’（代替Sm)來計算一選擇 訊號（SO/Sm，）： 15 Sm’ = {852 (點）\ 480 (線條）-(算出是黑色層次的數 值（該垂直計數器118的計數輸出）)} X 255 (8位元上限值）x 3 (RGB)} 關於本發明這第二實施例的對比校正電路，因為具有 適當對比變換特性的表格資料係針對一個具有大量黑色層 20 次圖素資料的螢幕而選取者，所以在背景大部份被黑色層 次之圖素占用的情況下，可防止螢幕產生白色失真現象。 跟第一實施例及第二實施例一樣，在背景A大部份是 黑色層次的灰階，且在這背景A中存有顏色接近白色之明 亮灰階的影像B時，即如第三圖所示者，依本發明第三實 •24- 1235605

施例構成的對比校正電路不但可防止發生對比校正造成的 負面後果（即白色失真現象），而且這第三實施例亦可在別 方面防止發生對比校正造成的負面後果。也就是說，當背 景A2大部份是白色層次的灰階，且在這背景A2中存有 5 顏色接近黑色之暗黑灰階的影像B2時，即如第七圖所示 者，依這第三實施例構成的對比校正電路可防止發生黑色 失真現象。 如第八圖所示，當背景A3是灰色，且在這背景A3 中存有顏色接近白色之明亮灰階的影像B31和顏色接近黑. 10 色之暗黑灰階的影像B32時，依本發明這第三實施例構成 之對比校正電路即發揮作用而防止發生對比校正造成的負 面後果，即產生白色和黑色失真現象。 第六圖所示者係依本發明第三實施例構成之對比校正 電路的結構。依這第三實施例構成的對比校正電路係感應 15 視在一頻訊號中均勻與大量灰階的頻率。當該數量超過一 預定值時，它即確定另一灰階中存有資訊，於是處理用以 顯示對比轉換特性之表格資料的選擇訊號。因此，暗黑螢 幕之白色失真或明亮螢幕之黑色失真的情形獲得改良。 參閱第六圖，所示對比校正電路包括一積分器210， 20 一梯級頻布圖偵知器212, 一選擇訊號產生器214, 一 ROM 216，一 RAM 218，和一控制器 220。 該積分器210用以求出從輸入端子500，501和502 接收之視訊訊號亮度層次的積分，和計算整個螢幕之視訊 訊號亮度層次的總和。 -25- 翻画 該梯級頻布圖谓知器212係把接收自該輸入端子 500，501和502之r、G和β視訊訊號的灰階分割成多 數之區域’ iU貞知屬於料域每—圖素之灰階的頻率 (次數）(—Υ) ’和^該等頻率。當所有圖素的亮度 層次達到最大值（上限）時，將所有圖素之亮度層次的總和 又定成一參考值’ s亥選擇訊號產生器214即以這參考值與 邊積分器210的積分輪出做比較。根據比較結果或控制器 220的輸出，该選擇訊號產生器214即指示該R〇M 216選 ，性地輸出適合於該螢幕亮度的表格資料，該表格資料則. 是在考慮到接收自輸入端子5〇〇，5〇1和5〇2之視訊訊號 灰階連同比較絲後，縣干不同型式的表格f料所選取 者。 依照螢幕亮度而選擇，據以顯示對比變換特性的所述 若干不同型式的表格資料，係被儲存於該R〇M 216中。 该唯讀記憶體216所輸出具有該對比轉換特性之表格資 料，係根據來自該選擇訊號產生器214之選擇訊號輸出而 選取者。 一根據該唯讀記憶體210所輸出之該表格資料，而用 以對自該等輸入端子500至502所輸入之該視訊信號之對 比加以板正的換算表，係被儲存於該隨機存取記憶體218 中。利用儲存於RAM 218中之換算表而校正對比的視訊 訊號則經由輸出端子600到602輸出。 該控制器220接收該梯級頻布圖偵知器212的偵知輸 出’並在當一灰階具有一頻率大於或等於一先前設定之臨 -26- 1235605

界值存在時時，判定該灰階是為一個均勻灰階，並輸出指 明所確定之灰階是個均勻資料以及該灰階之頻率的資料。 一接收特別視覺注目之顯示區域與整個螢幕的面積比 係在一臨界值中予以預先定義。當一營幕的背景如具有一 5 均句灰階時，即按照對應該均勻灰階之螢幕的面積的圖素 數，來設定該臨界值。 在接收到由該控制器220確定屬於均勻灰階之灰階的 相關資料及該灰階的頻率時，該選擇訊號產生器214即設 定一用以與該積分器210之輸出做比較的參考值，該參考. 10 值是個在螢幕所有圖素之亮度層次達到上限時，以所有圖 素亮度層次總和，減掉確定為均勻灰階的灰階和該灰階的 頻率之乘積後求出的一數值。於是，該選擇訊號產生器220 指示該ROM 216選擇性地輸出適合於螢幕亮度的表格資 料，該表格資料則是相對於一螢幕，當圖像區（被確定為 15 均句灰階之灰階所占用的圖像區除外）之所有圖素的亮度 層次達到上限時，將該參考值除以其亮度層次之總和而求 出一數值，並以該數值為基礎而從所述若干表格資料中選 取者。 儲存於該ROM 216中，用以顯現對比變換特性的所 20 述若干不同型式的表格資料，業已在本發明前述的第一實 施例中配合第二圖予以說明過。 現將依本發明第三實施例構成之對比校正電路的作業 情形說明於後。 就第三圖所示的螢幕而言，因為該積分器210的輸出 -27- 1235605 參明蹺 值（亦即整個螢幕之視訊訊號亮度層次的總和（平均值）） 低，所以在該梯級頻布圖偵知器212與該控制器220未列 入第六圖所示的結構中時，與該黑色螢幕對應的對比換算 表將被選取。結果，該明亮部位的對比即被犧牲，而暗黑 5 部位的對比則被強調。 不管重要視訊訊號在明亮部位的事實，若仍將這部位 的對比減低，就會發生諸如白色失真之類的現象。 如第七圖所示，不同於第三圖，若是螢幕背景A2大 部份是白色層次的灰階，且在這背景A2中存有顏色接近 10 黑色之暗黑灰階的影像B2時，與該明亮螢幕對應的對比 換算表將被選取。結果，螢幕中暗黑部位的對比被犧牲。 於是，強調出明亮部位的對比。因此，就第七圖所示的螢 幕而言，會發生諸如黑色失真之類的現象。 如第八圖所示，若是螢幕背景A3是灰色，且在這背 15 景A3中存有顏色接近白色之明亮灰階的影像B31和顏色 接近黑色之暗黑灰階的影像B32時，選擇與背景A3中白 色對應的對比換算表，即犧牲螢幕中白色及黑色部位的對 比。於是，強調出灰色部位之背景A3的對比。因此，就 第八圖所示的螢幕而言，會生白色和黑色失真現象。 20 當從輸入端子500, 501和502接收到用以顯示第三、 七和八圖所示螢幕的視訊訊號時，該梯級頻布圖偵知器212 便輸出如第九到十一圖之梯級頻布圖所示之灰階及頻率的 資料。第九、十和十一圖之梯級頻布圖分別與第三、七和 八圖所示的螢幕對應。 -28- 1235605

依本發明這第三實施例，舉例來說，當視訊訊號灰階 在0-5的範圍内時，控制器220便感測該視訊訊號的灰階 是黑色層次；當視訊訊號灰階在125-130的範圍内時，該 視訊訊號的灰階是灰色層次；而當視訊訊號灰階在250-255 5 的範圍内時，該視訊訊號的灰階則是白色層次。 就第九、十和十一圖所示的螢幕而言，因為以該積分 器210計算之整個螢幕視訊訊號的亮度層次總和，是由占 用該螢幕大部份面積的灰階來確定，所以會發生前述現 象0 10 為避免發生這現象，本發明是用該積分器210來求出 視訊訊號總和的積分，該梯級頻布圖偵知器212則把接收 自輸入端子500，501和502之R，G和B視訊訊號的灰 階分割成多數之區域，並偵知屬於各分割區之灰階的頻 率’和輸出該等頻率。 15 如存有其頻率超出該外部建立之臨界值的灰階時，該 控制器220便根據該梯級頻布圖偵知器212的輸出，將各 灰階的頻率輸出到該選擇訊號產生器214。該控制器220 輸出的資料係顯示一個用以修訂選擇訊號產生器算出之選 擇訊號作業的灰階D和該灰階的頻率Η。該臨界值則是個 20 在一頻率（一面積）超出梯級頻布圖中一預定值時，據以確 定一灰階是否為均勻的標準。 可忽視的灰階範圍，亦即對比不需調整的灰階範圍若 從外部在控制器220中指定時，該控制器220便不會輸出 有關該指定灰階的頻率。 -29- 1235605 發明議明續頁 螢幕若為在整個螢幕中接收特定視覺注目之顯示區域 的面積比係預先定義，且背景均勻者（例如，就黑色螢幕 而言），便可按照與黑色螢幕之面積對應的圖素數來設定 該臨界值。舉例來說，當背景是黑色，且在這黑色背景上 5 顯示出一個接近白色之亮灰階的較小影像（顯示區域是整 個螢幕的1/4)時，那麼在852 X 480之顯示螢幕的3/4為 黑色時，該控制器220中設定為臨界值的數值即為852 X 480 X 3/4 = 306720。 如存有頻率超出臨界值的灰階時，該選擇訊號產生器· 10 214是根據該控制器220所輸出的灰階D及頻率Η而依下 列公式計算一選擇訊號。 S0’ = (積分器210的輸出（總和）-DxH)(l)

Sm’ = {852 (點）X 480 (線條）—Η} X 255 (8 位元上 限值）x 3 (RGB) (2) 15 選擇訊號=S0’/Sm’（3) D X Η是在螢幕的對比經校正時，為免影響到接收特 定視覺注目之影像，一均勻灰階之影像占用的圖像區所有 圖素數(點數）的亮度層次總和。SO’是螢幕中接收特定視覺 注目之圖像區亮度層次的總和。 20 Sm’是接收特定視覺注目之圖像區所有圖素數的亮度 層次總和，亦即在螢幕中接收特定視覺注目之圖像區中各 個圖素的亮度層次達到上限（最大值）時，於該接收特別視 覺注目圖像區中所能獲得的亮度層次的總和（最大值）。 如前所述，該選擇訊號是由該選擇訊號產生器214算 -30- 1235605 _說明續頁 出，而將算出的選擇訊號輸出到該ROM 216後，在視訊 訊號的對比被校正時，即選取所具有之對比變換特性適合 於該接收特別視覺注目之影像的表格資料。因此，避免掉 均勻及在螢幕中占用廣大面積之灰階圖像區的影響，連帶 5 也防止發生前述配合第九、十和十一圖所說明的負面後 果。 依據本發明，因螢幕中具有大量黑色層次圖素數的圖 像上存有占用小面積的較亮影像而執行對比校正時，可防 止發生白色失真現象。 10 對於具有大量黑色層次圖素數的螢幕而言，視訊訊號 的雜訊組成被排除，並針對接收特別視覺注目影像，選取 具有適當對比變換特性的表格資料。此舉可在背景大部份 被黑色層次圖素占用的螢幕中防止發生諸如白色失真之類 的負面後果。 15 當視訊訊號的對比被校正時，螢幕中如存有均句且占 用廣大面積的灰階圖像，則針對接收特別視覺注目影像， 而選取具有適當對比變換特性的表格資料，以避免圖像的 影響。因此，在對比被校正時，可防止暗黑螢幕發生諸如 白色失真及明亮螢幕發生諸如黑色失真的負面後果。 20 另外，縱使故意處理視訊訊號的對比，亦可防止發生 負面後果。 因為具有適當對比變換特性的表格資料係對應於背景 具有均勻灰階之螢幕中的接收特別視覺注目的影像而選取 者，所以在對比被校正時，可防止具有均勻灰階之背景的 -31- 1235605 義明說明續頁 影響。 此外，在對比被校正時亦能減低資料量，連帶減輕處理的 負4 〇 以上所舉實施例僅用以說明本發明而已，非用以限制 5 本發明之範圍。舉凡不違本發明精神所從事的種種修改或 變化，倶屬本發明申請專利範圍。 -32- 1235605

【圖式簡單說明】 第一圖是一方塊圖，顯示出依本發明第一實施例構成 之對比校正電路的結構； 第二圖所示者係儲存於第一圖所示之對比校正電路中 5 的一唯讀記憶體(ROM)内的表格資料所展現出的對比變換 特性； 第三圖所示者係在大部份為黑色層次的灰階背景中存 有一個接近白色之明亮灰階的較小影像的螢幕； 第四圖是一方塊圖，顯示出依本發明第二實施例構成 10 之對比校正電路的結構； 第五圖所示者係一黑色層次偵知器對螢幕中各個圖素 的偵知結果； 第六圖是一方塊圖，顯示出依本發明第三實施例構成 之對比校正電路的結構； 15 第七圖所示者係背景大部份為白色層次之灰階，並在 背景中存有一個接近黑色之暗黑灰階的較小影像的螢幕； 第八圖所示者係背景為灰色，並在背景中存有一個接 近白色之明亮灰階的較小影像，和另一個接近黑色之暗黑 灰階的較小影像的螢幕； 20 第九圖係一梯級頻布圖，顯示出第三圖所示之螢幕的 視訊訊號灰階與頻率之間的關係； 第十圖係一梯級頻布圖，顯示出第七圖所示之螢幕的 視訊訊號灰階與頻率之間的關係；和 第十一圖係一梯級頻布圖，顯示出第八圖所示之螢幕 -33- 1235605 _ 的視訊訊號灰階與頻率之間的關係。

-34- 1235605 【圖式符號說明】 第一實施例 10積分器 14選擇訊號產生器 18隨機存取記憶體 200〜202輪出端子 A背景 12黑色層次偵知器 16唯讀記憶體 100〜102輸入端子 Q1〜Q16曲線 B影像 112黑色層次偵知器 116確定電路 120選擇訊號產生器 124 RAM 400〜402輸出端子 B2影像 212梯級頻布圖偵知器 216 ROM 220控制器 600〜602輸出端子 B31影像 第二實施例 10 110積分器 114水平計數器 118垂直計數器 122 ROM 300〜302輸入端子 15 A2背景

第三實施例 210積分器 214選擇訊號產生器 20 218 RAM 500〜502輸入端子 A3背景 B32影像 -35-

Claims (1)

1235605 玖、申請專利範圍 1 · 一種對比校正電路，其包含有： 一積分器，係用以求出所接收之視訊訊號的亮度層次 的積分，並計算整個螢幕之視訊訊號的亮度層次的總和； 一第一記憶體，係用以儲存若干依照螢幕亮度而顯現 5 出對比變換特性之不同型式的表格資料； 一選擇器，當該螢幕所有圖素的亮度層次達到最大值 時，將所有圖素之亮度層次的總和設定作為一參考值，並 用這參考值與該積分器的一積分輸出做比較來產生一比較 結果，以及指示該第一記憶體選擇性地輸出適合於該螢幕 10 亮度的表格資料，該表格資料則是根據該比較結果而從該 等不同型式的表格資料中所選取者； 一第二記憶體，藉由該第一記憶體輸出的表格資料， 而儲存一用以校正該接收視訊訊號之對比的換算表；以及 一黑色層次偵知器，用以偵知該接收視訊訊號每一圖 15 素的亮度層次，並在該視訊訊號之亮度層次的數值不大於 一預定值時，確定該等視訊訊號之亮度層次是個黑色層 次，並輸出資料用以指明屬於該黑色層次之圖素的數目； 其中，當該黑色層次偵知器輸出之資料所指明的黑色 層次圖素數如不小於某一特定值時，該選擇器設定用以與 20 該積分器之積分輸出比較的參考值，是一個在螢幕所有圖 素之亮度層次達到最大值時，以該螢幕所有該等圖素之亮 度層次的總和，減掉該黑色層次之圖素數後，而求出的數 值者。 0續次頁（申請專利範圍頁不敷使用時，請註iSir使用續頁）