TWI310165B - A generating method of a dynamic index matrix - Google Patents

Description

1310165 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 _於數位元影像顯示賴之色調擴 二何纟其疋一種採用隨機動態圖樣索引以達到色調擴 *冒的效果。 【先前技術】 =晶顯示器具有低耗電、低輻射、重量輕以及薄型化 命刑带t)等主要的優點，因此歧制於便於攜帶的筆 -之中’近來隨著大尺寸面板的持賴發，液晶顯 =也漸漸在桌上型電腦顯示器中佔有-席之地，現今更 ，管電視之趨勢，然而，液晶顯示技術在動 L和像的表現上顯露出其技術瓶頸。 顯7F在色彩表現城其技術細，主要原因在於 隸實際表斜，無法真實呈現色彩層次如一般 與傻顯示財高顯示解析度時，會發生顯示 ^九、實度減低的現象；而如何使液晶顯示器在顯 待二：::般真實的色彩’係為液晶 不足=„乃—般用以解決液晶顯示器在色彩表現 建於:m、應用於數位元影像顯示領域，尤其廣泛内 ； ，其主要是利用了抖動(Dithering)與框(悄） 1310165

數率控制(Frame Rate Control，FRC)，其原理為配合人類視 覺之合成生理，採取空間調色技術以逹到視覺上色調擴增 效果。 凊參照圖一為一典型串連式色調擴增系統之示意圖。 串連式色調擴增祕1係由—多媒體播放器零1啊)構 成，多媒«放器10中包含一圖樣產生器12(Pattem Generator)，圖樣產生器12中包含一處理單元i4，其中， 處理單元14可為一顯示卡或一處理器包含一時序控制器 16 (T· C ON) ’時序控制器丨6中包含—圖樣索引系統】8。一 般而言’。串連式色調擴增系統i其動作為圖樣產生器12 中之處理單元14將其視訊資料作—前置的色調擴增處理 (Fixed-pattem)，並再由時序控制器、16中之圖樣索引系統 18進行後端顯示裝置色調擴增的處理。 言月同時參照圖- B所示，係為一圖樣索引系統之示意 圖’其中’圖樣索引系統18包括一資料分析單元18卜一 圖樣索引表182與-資料處理單元183。既有色調擴增技 術大多使用—岐欄_丨表⑻(或稱pattern ,， 將圖樣索彳丨表182直接輸人或燒人時序控㈣巾，以作為 影像抖動之依據；其巾’ _端的色魏理之視訊資 料為i位元輸人至資料分析單元⑻中，依其視訊資料查 詢固定之圖樣索引表182 ’經由f料處理單元183運算決 定出之抖崎料以j位元輸出，又其中』小於或等於卜、 1310165 而使用固定之圖樣索引會有兩個— 質甚钜 «料之參考值；二，當前端處二料， =色观&祕，常連雜端顯稀置上 =非預期之雜散紋路，在畫面表現漸變時常常合伴有、曰】 2階梯狀條紋，此串連色調擴增I置相衝現象辟晝面 .【發明内容】 法，用本ΓΓΙ目雜料狄械騎料產生之方 用乂改善液θ曰顯不器色彩表現、達到色調擴增的效果。 -動==種隨機動態產生圖樣索引之方法，應用於 能統，用以改善液晶顯示器色彩表現，動 声 纽早謂其每—個錄素(suMxel)資料做 、”又之抖動二貝料(Dithering)。隨機動態產生圖樣索引之 含下列步驟··提供—視崎料至動_樣索引系 態圖樣索引系統中亂數產生單元產生—_亂 亂數的m個紅做為指標；將指標作為一動態 =、引矩陣之位置碼；重複上述擷取指標之步驟m次， ^取之Μ個指標作為動態圖樣索引矩陣之位置碼 樣驗置碼作—運算製作出題的動態圖 另一麵機動態產生圖樣索引之方法包含下列步驟·· 仏視5fl貝料至動悲圖樣索号丨系統；利用該動態圖樣索 t先中該亂數產生單元產生—隨機紐；取隨機亂數的 1位^^指標；將該指標作為—列動態圖樣索引矩陣 圖樣===矩:之位置碼(u)運算出動態 製作出咖的軸量錄—運算 【實施方式】 本發明提供—種隨機動態圖樣索引產生之方法 =ame)間之空檑，會動態且隨機產生新的動態圖樣索弓， 矩陣(表）’有別於習知技術中固定的圖樣索引表。’、 ，參照圖二A ’為本發明—實施例一串連式色調擴增 ^、、不思圖。由—多媒體播放器2〇構成，多媒體播放器 一中包含-圖樣產生器22，圖樣產生器22中包含一處理 =几24 ’處理單元24包含一時序控制器26(t_c〇n)，時 控制器26中包含一動態圖樣索引系統28。 圖工丑為-實施例動態圖樣索引系統之示意圖。動態 圖樣索引祕28包含-資料分析單元观、—亂數產生單 元啦、-動態圖樣索引產生單元如與―資料處理單元 284。其中資料分析單元接收來自時序控制器之丨位元視訊 貪料’將其視訊資料以次像素(Sub_Pixel)視訊資料輸入至 亂數產生單兀282 ’其中，每—個像素係可區分為三個次 像素’即·紅色(R)、綠色(G)、藍色⑼三個次像素或黃色 1310165 素所〜、洋紅色糾)三個:域素’卩鮮每一個像 去.* °當然’每—個像素亦可區分為四個次像 、」、工色⑻、綠色⑼、藍色⑼三個次像素及另-第 該另—第四次畫素可為任意之，如：紅色

LirM. Γ ' M^(B)' " ^(Y)' ^'^(ν)' ^ 月、’、彔色(〇或無色(colorless)，而每一個像素也可 六慨像素“個次«，每-做像素排列及色 二二用者自订遠定。亂數產生單元282中包含複數個線 、回貝移位暫存器(Linear Feedback Shift Register，LFSR)， 以產生隨機亂數並輸入至動態圖樣索引產生單元加，利 用隨機亂數產生—動態圖樣㈣矩陣(Dynamic Index 施如啦輸出至資料處理單元測，最後由資料處理單元 284輸出—』位元抖動資料(Dithering)，其中i大於等於j。 本毛月利用產生亂度極尚之隨機亂數，即所出現並榻 返機亂數數值為均勻的，並演算得到動態圖樣索引矩 陣以作為抖動資料的依據。當抖動資料在每—個或數個框 (frame)資料間’應用於像素中並作為影像更新之參考，其 抖動政應會將輪廓打散。而由於此動態圖樣索引矩陣中之 亂數為隨機且亂度均勻的，若整個影像都加人這種抖動混 色放應其數位影像之邊界將會被柔化。對於依據抖動資 料進而乂織成像素(Pixel)、資料線(line)及框(frame)三個維 度之影像，將可以使用較少位元數表現較多位元數之數位 色彩’形成影像品質較佳之晝面。 以下將列舉數個實施例以說明，由隨機亂數取得之指 ，，藉由不同的運算而得到數種不同圖樣索引矩陣 ，但並 Μ、* 乂限制本發明之縫；如不同之亂數產生方式，但所 奴達到效果為相同時’亦不脫離本發明之精神。 請同時參關三Α與圖三Β，圖三a係為本發明一|L 數產生單元與—動_«引產生單元之示賴，圖三B 為-線性_移位暫存H之示賴。其巾，亂數產生單元 282中包含至少一線性回饋移位暫存器2幻ia(LFSR)與一 線[生计數器2822，在本實施例中以十位元(1〇馳)之LFSR 2821a作為說明，以解釋亂數產生單元282運作。 在本實施例中’ LFSR 2821a是將所接收之視訊資料做 互斥或(XOR)的運算，以產生週期很大之位元序列。其中， Ik機亂數的發生步驟為：接收一視訊資料作為LFSR 2821a 產生亂數的初始值，其中，若視訊資料為〇時，隨機亂數 與抖動資料將仍輸出0;若當視訊資料不為0時，其作為 LFSR 2821a之初始值，又視訊資料為一 1〇位元之數位訊 號’其訊號從最低至最高位元排列依序為B[〇]、B[l]、 B[2]、B[3]、B[4]、B[5]、B[6]、B[7]、B[8]、B[9]共十位 元。其中B[2]和B[9]經由互斥或閘所運算出的結果將成為 隨機亂數中之B[0]’，而初始值B[0]、B[l]、B[2]、B[3]、 B[4]、B[5]、B[6]、B[7]、B[8]依次作爲隨機亂數的位元 數 B[l]，、B[2]，、B[3]，、B[4]，、B[5]，、B[6]，、B[7]，、B[8]，、 B[9]’，如此’便產生一隨機亂數。所產生的隨機亂數經過 線性計數器(Line Counter)，以決定將資料加1或是不加1， 並迴授至LFSR 2821a ’ LFSR 2821a —方面將其新的隨機 10

Claims (1)

1310165 f ^ 月时正替換頁 十、申請專利範圍： 一'^ 1. 一種隨機動態產生圖樣帝弓丨 / 稼巧丨之方去，應用於一動態 圖樣索？U統，肋改善液晶顯示 動態圖樣索引系統接收—視替 ,牧队祝几貝枓，利用該動態圖 1引系統中之一亂數產生單元對其每—個次像素 ㈣b-plxel)資料做處理，而交織形成像素(P㈣、資 料線(Llne)及框(Frame)三個維度之抖動資料 (D齡ing)’該隨機動態產生圖樣索引之 含 列步驟： 提供一視訊資料至該動態圖樣索引系統； 利用該動態圖樣索引系統中該亂數 生一隨機亂數； 早座 取該隨機亂麟m條被為指標； 將該指標作為一動態圖樣索引矩陣之位置碼； 重複上述揭取該指標之步驟M次，將得到之Μ 個指標作為該動態圖#索引矩 (PosCode);及 代伹置碼 利職位置碼作-運算製作出ΜχΝ的動態圖 索引矩陣，其中m、M、N皆為大於零的自然數。 2.如申請專利範圍第⑺之隨機動態產生圖樣索引之 方法其中韻L數產生單元中包含複數個線性回馈 私位暫存☆，縣每—錄素視訊資料作 生 該隨機亂數。 玍 19 3_如申請專利範圍第1項之隨機動態產生圖樣索引之 方法，其中該隨機亂數可區分為N組，每一組包含 m個位元’且利用其中一組位元作為該指標。 4. 如申請專利範圍第1項之隨機動態產生圖樣索引之 方法’其中在取該隨機亂數的m個位元做為指引之 步驟前更包含一步驟：該隨機亂數可區分為N組， 其中每一組包含m個位元，係利用其中一組位元作 一指引，以便從該N組位元中指定一組位元作為該 指標® 5. 如申請專利範圍第1項之隨機動態產生圖樣索引之 方法’其中該位置碼係為一行向量位置碼(Μχ1)。 6. 如申請專利範圍第5項之隨機動態產生圖樣索引方 法，其中該ΜχΝ ®樣索引矩陣，藉由該行向量位 置碼作為第1行，將該第i行取i的補數(反相)後 =為第2行，再將該第2行加上1定數值Κι作為 第3仃，將該第3行再取1的補數作為第4行，如 此依次將第2n_l行取1的槪作騎&行後，再 將第办行加上-預定數值取作為第2州行，I 中，〜。 '、 7.如申請專利範圍第5項之隨機動態產生圖樣索引方 20 1310165 产I,、日修正替換頁 法，其中該ΜχΝ圖樣索引矩陣，藉由該行向量位 置碼加上一預定數值Kl作為第丨行，將該第丨行取 1的補數(反相)後作為第2行，再將該第2行加上一 預定數值K3作為第3行，將該第3行再取丨的補數 作為第4行，如此第丨行為位置碼加上該預定數值 K ’其餘依次將該第w行取丨賴數作為該第 2n行後，再將該第2n行加上一預定數值作為 第2n+l行，其中，n=1〜N/2。 8.如申請專利範圍帛1項之隨機動態產生圖樣索引之 方法，其中該位置碼係為一列向量位置碼(1χΝ^。 - 9.如申請專利範圍第8項之隨機動態產生圖樣索引方 法’其中該ΜχΝ圖樣索引矩陣，藉由該列向量位 置碼作為第1列，將該第1列取1的補數(反相)後 φ 作為第2列’再將該弟2列力°上-預定數值Kj 為第3列，將該第3列再取i的補數作為第4列， 如此依次將第2n-l列取i的補數作為第2n列後， : 再將第211列加上一預定數值Kn作為第2n+1列， ： 其中，n==1〜⑼/2-1)，而111、1^、!^皆為大於零的自 缺數。 10.如申請專利範圍第8項之隨機動態產生圖樣索引 方法，其中該ΜΧΝ圖樣索引矩陣，藉由該列向量 位置碼加上-預定數值Κι作為第i列，將該第ι 21 1310165

列取1的補數(反相)後作為第2列，再將該第2列 加上一預定數值K3作為第3列，將該第3列再取 1的補數作為第4列’如此第1列為位置碼加上該 預疋數值Κι，其餘依次將該第2n-l列取1的補數 作為該第2η舰，再將該第2n列加上一預定數值 Κ2η-ι作為第2n+i列，其中，η=ι〜n/2。 U·如申凊專利範圍第1項之隨機動態產生圖樣索引 之方法，其中該ΜχΝ索引矩陣之行列數可相等， 即]V[=N 〇 12. —種隨機動態產生圖樣索引之方法，應用於一動 態圖樣索引系統，用以改善液晶顯示器色彩表現， 5亥動態圖樣索引系統接收一視訊資料，利用該動熊 圖樣索引系統中之一亂數產生單元對其每一個次 像素(sub-pixel)資料做處理，而交織形成像素 (Pixel)、資料線(Line)及框(Frame)三個維度之抖動 資料(Dithering) ’該隨機動態產生圖樣索引之方法 包含下列步驟： 提供一視訊資料至該動態圖樣索引系統； 利用該動態圖樣索引系統中該亂數產生單元 產生一隨機亂數； 取該隨機亂數的m個位元做為指梗· 將該指標作為一列動態圖樣索引矩陣之位置 22 1310165 9&寺i 3 ▲ I修正替換頁 碼(l，l); 利用該索引矩陣之位置碼(u)運算出該動態 圖樣索引矩陣之向量位置碼(P〇sC〇de);及 利用該向量位置碼作一運算製作出ΜχΝ的動 態圖樣索引矩陣，其中m、M、N皆為大於零的自 然數。 • 13.如申請專利範圍第12項之隨機動態產生圖樣索引 之方法，其中該亂數產生單元中包含複數個線性回 饋移位暫存器’將該每一次像素視訊資料作運算產 生該隨機亂數。 如申請專利範圍第12項之隨機動態產生圖樣索引 之方法，其中該隨機亂數可區分為N組，每一組 φ 包含m個位元，且利用其中一組作為該指標。 15.如申請專利範圍第12項之隨機動態產生圖樣索引 ' 之方法’其中在取該隨機亂數的m個位元做為指 : 引之步驟前更包含一步驟：該隨機亂數可區分為N 組’其中每一組包含m個位元，係利用其中一組 位元作一指引，以便從該N組位元中指定一组位 元作為該指標。 23 1310165

16. 如申請專利範圍第12項之隨機動態產生圖樣索引 之方法，其中該向量位置碼係為行向量位置碼，利 用該指標作為該位置碼(1，1)進而運算出該行向量 位置碼之方法包括： 將該位置碼(1,1)取1的補數作為該位置石馬 (2,1)； 再將該位置碼(2,1)加上一預定之值作為該位 置碼(3,1);及

如此依次將位置碼(2n-l，l)取1的補數作為位 置碼(2n,l)後，再將位置碼(灿加上一預定數值 Κη作為位置碼(2n+i，i) ’其中，n=l〜N/2。

17. 如申請專利範圍第16項之隨機動態產生圖樣索弓丨 之方法，其中該MxN圖樣索引矩陣，藉由該行向 更位置碼作為第1行，將該第丨行取丨的補數(反 相)後作為第2行，再將該第2行加上一預定數值 K作為第3行’將該第3行再取！的補數作為第4 行，如此依次將第2n-l行取ϊ的補數作為第仏行 後’再將第2n行加上一預定數值必作為第 行’其中，n=l〜(N/2-1)。 认如申請專利範圍第Μ項之隨機動態產生圖樣 之方法，其中該ΜχΝ圖樣索引矩陣，藉由該^ 量位置碼加上—預定數值仏作為第1 ；f亍，^第 24

1310165 1行取1的補數(反相)後作為第2行，再將 行加上一預定數值K3作為第3行，將該第3行再 取1的補數作為第4行’如此第丨行為位置碼加上 該預定數值K〗’其餘依次將該第2nd行取i的補 數作為該第2n行後’再將該第211行加上一預定數 ； 值Κ2η-ι作為弟2n+l行，其中，〜n/2。 19.如申請專利範圍第12項之隨機動態產生圖樣索引 • 之方法，其中該向量位置碼係為列向量位置碼，利 用該指標作為該位置碼(1,1)進而運算出該列向量 位置碼之方法包括： 將該位置碼(1，1)取1的補數作為該位置碼 (1,2)； ' 再將該位置碼(1，2)加上一預定之值作為該位 置碼(U);及 φ 如此依次將位置碼(l，2n-l)取1的補數作為位 置碼(l，2n)後，再將位置碼(l,2n)加上一預定數值 Κη作為位置碼(l，2n+l)，其中，η二1〜Ν/2。 ' 20.如申请專利範圍第19項之隨機動態產生圖樣索引 之方法’其中該ΜχΝ圖樣索引矩陣，藉由該列向 直位置碼作為第1列，將該第1列取1的補數(反 相)後作為第2列，再將該第2列加上一預定數值 Κι作為第3列，將該第3列再取1的補數作為第4 25 1310165 98?3月_正雜頁 列’如此依次將第2n-l列取1的補數作為第2η列 後，再將第2η列加上一預定數值Κη作為第2η+1 列’其中，rp=l〜(Ν/2_1；)。 1.如申請專利範圍第Ν項之隨機動態產生圖樣索引 =方法，其中該ΜχΝ圖樣索引矩陣，藉由該列向 置位置碼加上一預定數值&作為第1列，將該第 :取1的補數(反相)後作為第2列，再將該第2 取定數值K3作為第3列，將該第3列再 节預二^作為第4列’如此第1列為位置碼加上 ^弟列後，再將該第如列加上一預定數 值‘作為第糾列，其中’㈣〜搬。數 22.如申請專利範圍第12項 之方法，其中該向量位置圖樣索引 中該每—指標皆不重複。為—正讀列’即其 26