專利名稱：動態(tài)圖像壓縮標準經(jīng)由液晶顯示裝置顯示的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示動態(tài)圖像壓縮標準的圖像的方法，特別是涉及一種可使動態(tài)圖像壓縮標準的圖像更穩(wěn)定經(jīng)由液晶顯示裝置顯示的方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示裝置具有外型輕薄、耗電量少以及無輻射污染等特性，已被廣泛地應用在筆記本電腦(notebook)、個人數(shù)字助理(PDA)等攜帶式信息產(chǎn)品上，甚至已有逐漸取代傳統(tǒng)桌上型電腦的陰極射線管(cathode ray tube，CRT)監(jiān)視器的趨勢。然而，液晶顯示裝置通過改變液晶分子的排列狀態(tài)而產(chǎn)生不同的顏色輸出，進一步達到圖像顯示的功能，所以液晶分子本身的特性會造成液晶顯示裝置的輸出圖像不如映像管監(jiān)視器清晰與穩(wěn)定。
請參閱圖1，圖1為現(xiàn)有液晶顯示裝置顯示圖像的示意圖，橫軸代表時間，而縱軸代表位置。假如一物體于時間為0時，其位置為0，當該物體沿一直線由位置0移動至位置X6，則其位置與時間的關(guān)系理應如圖1的線段L1所示，然而，假如該物體的移動狀態(tài)經(jīng)由一液晶顯示裝置顯示，則由于液晶顯示裝置本身屬于一種保持式(hold-type)的顯示裝置，因此該物體顯示于畫面上是非連續(xù)移動的，如圖1所示的線段L2，物體于時間0至時間t1中保持于位置0，而于時間t1時會由位置0移動位置X1，造成顯示畫面模糊不清(blurring)且不流暢而降低畫質(zhì)。
此外，目前圖像壓縮解碼技術(shù)已被廣泛運用于電視、通信、電腦等圖像媒體的相關(guān)領(lǐng)域，因此利用動態(tài)圖像壓縮標準(motion picture expertsgroup，MPEG)的圖像系統(tǒng)，如高分辨率電視(high-definition television，HDTV)及數(shù)字圖像傳播系統(tǒng)(digital video broadcasting，DVB)，已經(jīng)對圖像顯示與傳輸造成重大的變革，因為應用動態(tài)圖像壓縮標準的技術(shù)除了提供高品質(zhì)的影音效果外，更能有效解決傳輸頻寬的問題。
要將圖像壓縮，首先必須先通過取樣(sampling)及量化(quantization)將圖像信號數(shù)字化(digitization)，取樣即是將連續(xù)的模擬圖像信號中擷取多個離散的信號來代表該圖像信號，即取樣可決定圖像信號的分辨率，而量化即是將圖像中的灰度明暗度給以數(shù)值化。動態(tài)圖像壓縮標準的圖像壓縮主要使用兩個技術(shù)來達成，一是利用動態(tài)補償(block based motioncompensation)來縮減時域(time domain)上多余的信息，另一是利用動態(tài)壓縮(transform domain based compression)來減低頻域(frequency domain)中所包括的數(shù)據(jù)量。動態(tài)補償簡單地說就是去除重復的數(shù)據(jù)，假如兩畫面均包括有相同的圖像元件，當?shù)谝环嬅嬉呀?jīng)完整傳送包括有該圖像元件的數(shù)據(jù)，則第二幅畫面只要包括兩幅畫面中不同之處的數(shù)據(jù)即可，動態(tài)壓縮則是經(jīng)由離散余弦轉(zhuǎn)換(discrete cosine transform，DCT)等方式將圖像數(shù)據(jù)由時域轉(zhuǎn)換至頻域，然后將人眼無法察覺的高頻部分去除，因此利用圖像信號在空間、時間上的相關(guān)特性來使圖像數(shù)據(jù)減量以便于有限的頻寬(bandwidth)中進行數(shù)字傳輸。
請參閱圖2，圖2為現(xiàn)有動態(tài)圖像壓縮標準的畫面示意圖。動態(tài)圖像壓縮標準對不同的畫面(frame)規(guī)格有不同的定義，其中基礎(chǔ)畫面(intra-frame，I-frame)并不參考先前的畫面數(shù)據(jù)，其是將全畫面(full screen)的圖像數(shù)據(jù)編碼，因此基礎(chǔ)畫面需使用較大的容量來儲存畫面中包括的圖像數(shù)據(jù)，第一預測畫面(predict-frame，P-frame)是利用先前的基礎(chǔ)畫面或先前的第一預測畫面進行動態(tài)預測(motion estimation)，然后可得到一組位移向量(motion vector)，因此第一預測畫面包括有與先前的基礎(chǔ)畫面或先前的第一預測畫面不同的部分圖像數(shù)據(jù)與運算后得到的位移向量，而第二預測畫面(bidirectional-frame，B-frame)是利用最接近的二個基礎(chǔ)畫面或第一預測畫面計算而得，且該第二預測畫面僅包括位移向量的數(shù)據(jù)。因此，顯示圖像畫面時是利用基礎(chǔ)畫面、第一預測畫面及第二預測畫面來產(chǎn)生圖像輸出，舉例來說，首先將基礎(chǔ)畫面II解碼，然后是第一預測畫面P4，之后才利用基礎(chǔ)畫面I1及第一預測畫面P4解譯出第二預測畫面B2及第二預測畫面B3，因為第二預測畫面B2、B3必須使用基礎(chǔ)畫面I1及第一預測畫面P4才能完成解碼，因此最后的畫面播放順序會如下所示I1，B2，B3，P4，B5，B6，P7，B8，B9，I10
若是使用液晶顯示裝置之類的保持式顯示裝置來輸出采用動態(tài)圖像壓縮標準的圖像數(shù)據(jù)，例如MPEG-2、MPEG-4等規(guī)格的影片，則液晶顯示裝置會由于該圖像數(shù)據(jù)的畫面更新率過低而影響畫面顯示速度(framerate)，造成畫面中的移動物體于使用者視覺上產(chǎn)生干擾而模糊不清的情形。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種增加畫面更新率使動態(tài)圖像壓縮標準的圖像更穩(wěn)定并經(jīng)由液晶顯示裝置顯示的方法，以解決上述問題。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，即提供種在一顯示面板上顯示圖像的方法，該圖像由多個畫面所形成，該多個畫面包括有至少一基礎(chǔ)畫面，用來提供全畫面的顯示數(shù)據(jù)；至少一第一預測畫面，用來提供位移向量及部分畫面的顯示數(shù)據(jù)，該部分畫面的顯示數(shù)據(jù)與該第一預測畫面之前一基礎(chǔ)畫面的全畫面的顯示數(shù)據(jù)或前一第一預測畫面的部分畫面的顯示數(shù)據(jù)相異，該第一預測畫面的位移向量是參照于前一基礎(chǔ)畫面或前一第一預測畫面；以及至少一第二預測畫面，其僅用來提供位移向量，該第二預測畫面的位移向量參照于前一基礎(chǔ)畫面或前一第一預測畫面以及下一基礎(chǔ)畫面或下一第一預測畫面；該方法包括使用二連續(xù)畫面間的位移向量于該二連續(xù)畫面間內(nèi)插至少一畫面，以增加畫面的顯示速度。
本發(fā)明還提供一種動態(tài)圖像壓縮標準系統(tǒng)，用來在一顯示面板上顯示圖像，該圖像是由多個畫面所形成，該多個畫面包括有至少一基礎(chǔ)畫面，用來提供全畫面的顯示數(shù)據(jù)；至少一第一預測畫面，用來提供位移向量及部分畫面的顯示數(shù)據(jù)，該部分畫面的顯示數(shù)據(jù)是與該第一預測畫面之前一基礎(chǔ)畫面的全畫面的顯示數(shù)據(jù)或前一第一預測畫面的部分畫面的顯示數(shù)據(jù)相異，該第一預測畫面的位移向量參照于前一基礎(chǔ)畫面或前一第一預測畫面；以及至少一第二預測畫面，其僅用來提供位移向量，該第二預測畫面的位移向量參照于前一基礎(chǔ)畫面或前一第一預測畫面以及下一基礎(chǔ)畫面或下一第一預測畫面；該動態(tài)圖像壓縮標準系統(tǒng)包括有一動態(tài)圖像壓縮標準解碼器，用來解譯圖像信號以產(chǎn)生該多個畫面；以及一轉(zhuǎn)換器，用來使用二連續(xù)畫面間的位移向量于該二連續(xù)畫面間內(nèi)插至少一畫面，以增加畫面的顯示速度。


圖1為現(xiàn)有液晶顯示裝置顯示圖像的示意圖；圖2為現(xiàn)有動態(tài)圖像壓縮標準的畫面示意圖；圖3為現(xiàn)有動態(tài)圖像壓縮標準解碼還原圖像的示意圖；圖4為本發(fā)明解碼還原圖像的示意圖；圖5為本發(fā)明應用于液晶顯示裝置的顯示圖像的示意圖；圖6為本發(fā)明液晶顯示裝置與現(xiàn)有顯示裝置的圖像顯示的比較圖。
具體實施例方式
請參閱圖3及圖4，圖3為現(xiàn)有動態(tài)圖像壓縮標準解碼還原圖像的示意圖，而圖4為本發(fā)明解碼還原圖像的示意圖。一基礎(chǔ)畫面(其可為一第一預測畫面)10中包括有一像素數(shù)據(jù)11，且像素數(shù)據(jù)11位于屏幕顯示位置(x1，y1)，而一第二預測畫面(其可為一第一預測畫面)20包括有一位移向量13(x2-x1，y2-y1)記錄像素數(shù)據(jù)11的移動狀態(tài)，因此當動態(tài)圖像壓縮標準解碼器(MPEG decoder)解譯(decode)基礎(chǔ)畫面10與第二預測畫面20后，可于屏幕30上顯示像素數(shù)據(jù)11由屏幕顯示位置(x1，y1)移動至屏幕顯示位置(x2，y2)的圖像。
本實施例中將第二預測畫面20中的位移向量13于解碼的過程中分割為位移向量15(x3-x1，y3-y1)與位移向量17(x2-x3，y2-y3)，如圖4所示，且將位移向量15儲存于第二預測畫面12而位移向量17儲存于第二預測畫面14中。所以當動態(tài)圖像標準解碼器解譯基礎(chǔ)畫面10與第二預測畫面12時，可在屏幕30上顯示像素數(shù)據(jù)11由屏幕顯示位置(x1，y1)移動至屏幕顯示位置(x3，y3)的圖像。同樣地，當動態(tài)圖像標準解碼器緊接著解譯第二預測畫面14時，可在屏幕30上顯示像素數(shù)據(jù)11由屏幕顯示位置(x3，y3)移動至屏幕顯示位置(x2，y2)的圖像。因此，在動態(tài)圖像標準解碼器對壓縮的圖像數(shù)據(jù)進行解碼還原的過程中，本實施例針對現(xiàn)有的位移向量13進行即時向量運算而產(chǎn)生二個位移向量15、17，因此在像素數(shù)據(jù)11自顯示位置(x1，y1)移動至顯示位置(x2，y2)的過程中，像素數(shù)據(jù)11會先由顯示位置(x1，y1)移動至顯示位置(x3，y3)，再由顯示位置(x3，y3)移動至顯示位置(x2，y2)，如此當畫面成像于屏幕30上時，可使像素數(shù)據(jù)11的圖像顯示更順暢。
由于動態(tài)圖像標準本身已經(jīng)定義包括位移向量的第一預測畫面與第二預測畫面，因此本發(fā)明利用一轉(zhuǎn)換器(up converter)對所有的第一預測畫面與第二預測畫面，執(zhí)行向量運算而能于二連續(xù)畫面之間內(nèi)插至少一僅包括位移向量的第二預測畫面，所以可增加圖像畫面的顯示數(shù)量而同時增加圖像顯示速度(frame rate)。同樣地，若是將第一預測畫面與第二預測畫面中的位移向量分割為更多的位移向量，則可以產(chǎn)生更多內(nèi)插的第二預測畫面，使畫面更新率提高并產(chǎn)生更順暢的圖像輸出。
請參閱圖5，圖5為本發(fā)明應用于液晶顯示裝置的顯示圖像的示意圖。本實施例中，假如利用每一第一預測畫面與每一第二預測畫面的位移向量在二連續(xù)畫面之間內(nèi)插二個畫面，因此當一物體自位置0直線移動至位置X6時，液晶顯示裝置會輸出比現(xiàn)有技術(shù)(如圖1所示)更多的畫面，來使物體移動的過程更順暢。
請參閱圖6，圖6為本發(fā)明液晶顯示裝置與現(xiàn)有顯示裝置的圖像顯示的比較圖，橫軸代表當畫面中一圖像對使用者產(chǎn)生相對移動時所造成的角速度，而縱軸代表該圖像移動時對使用者視覺上的影響程度，縱軸刻度1代表圖像移動不順暢而模糊不清，而縱軸刻度越大則表示該圖像移動對使用者視覺上而言越順暢，所以縱軸刻度5表示使用者的視覺幾乎察覺不到該圖像移動間所造成的互相干擾與模糊不清的情形。圖6中，特性曲線32表示液晶顯示裝置的輸出畫面中圖像移動對使用者視覺所造成的影響，而特性曲線34表示本發(fā)明對液晶顯示裝置增加兩倍畫面速度(double framerate)后，液晶顯示裝置的輸出畫面中圖像移動對使用者視覺所造成的影響，當畫面中一圖像產(chǎn)生大幅度移動時，同時會對使用者會產(chǎn)生較大的相對角速度，假如該圖像相對于使用者所造成的角速度為30(角度/秒)，對使用者而言，由特性曲線32可知現(xiàn)有液晶顯示裝置的輸出畫面中，該圖像于移動中會對使用者視覺上產(chǎn)生嚴重的干擾而使該圖像模糊不清，然而當液晶顯示裝置的顯示畫面速度增加兩倍時，則可大幅度改善由于圖像移動對使用者視覺所產(chǎn)生的干擾情形，因而使畫面輸出更穩(wěn)定清晰。舉例來說，當使用者使用一液晶顯示裝置來觀賞一片影音光盤(digital versatile disc，DVD)中由動態(tài)圖像壓縮標準所制作的影片(MPEG-2 video)時，本實施例于圖像數(shù)據(jù)解碼的過程中利用兩個基礎(chǔ)畫面中所有的第一預測畫面與第二預測畫面，經(jīng)由轉(zhuǎn)換器直接對每個第一預測畫面與每個第二預測畫面中所記錄的位移向量作運算而產(chǎn)生多個內(nèi)插畫面使整體影片的畫面顯示速度加倍，而加倍的畫面更新率(refresh)使液晶顯示裝置能輸出更穩(wěn)定及更逼真的畫質(zhì)。
本實施例中，利用第一預測畫面與第二預測畫面的位移向量于二連續(xù)畫面之間內(nèi)插多個畫面的方法也可應用于等離子體顯示器(plasma displaypanel，PDP)之類的保持式顯示裝置，也可大幅度增加動態(tài)圖像壓縮標準的圖像的輸出畫質(zhì)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明使動態(tài)圖像壓縮標準的圖像更穩(wěn)定，并經(jīng)由液晶顯示裝置顯示的方法利用動態(tài)圖像壓縮標準現(xiàn)有第一預測畫面與第二預測畫面中的位移向量，經(jīng)由內(nèi)插(interpolating)的方式來增加顯示畫面速率，因此本發(fā)明不但保留了原先的壓縮的畫面數(shù)據(jù)，而且于解碼時同時增加畫面更新率使圖像經(jīng)由液晶顯示器之類的保持式顯示裝置輸出時更清晰，此外本發(fā)明僅利用一轉(zhuǎn)換器便直接對現(xiàn)存的位移向量作運算，能更簡易及更快速地產(chǎn)生內(nèi)插畫面，使利用保持式顯示裝置作為動態(tài)圖像壓縮標準的圖像輸出裝置更具有實用性。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種在一顯示面板上顯示圖像的方法，該圖像由多個畫面所形成，該多個畫面包括有至少一基礎(chǔ)畫面，用來提供全畫面的顯示數(shù)據(jù)；至少一第一預測畫面，用來提供位移向量及部分畫面的顯示數(shù)據(jù)，該部分畫面的顯示數(shù)據(jù)與該第一預測畫面之前一基礎(chǔ)畫面的全畫面的顯示數(shù)據(jù)或前一第一預測畫面的部分畫面的顯示數(shù)據(jù)相異，該第一預測畫面的位移向量是參照于前一基礎(chǔ)畫面或前一第一預測畫面；以及至少一第二預測畫面，其僅用來提供位移向量，該第二預測畫面的位移向量參照于前一基礎(chǔ)畫面或前一第一預測畫面以及下一基礎(chǔ)畫面或下一第一預測畫面；該方法包括使用二連續(xù)畫面間的位移向量于該二連續(xù)畫面間內(nèi)插至少一畫面，以增加畫面的顯示速度。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該內(nèi)插畫面是由分割儲存于第一預測畫面或第二預測畫面中的位移向量來產(chǎn)生。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該基礎(chǔ)畫面、第一預測畫面及第二預測畫面是使用動態(tài)圖像壓縮標準解碼器解譯圖像信號而產(chǎn)生，且該內(nèi)插畫面是由一轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該顯示面板是為一保持式顯示面板。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該顯示面板為一等離子體顯示面板或一液晶顯示面板。
6.一種動態(tài)圖像壓縮標準系統(tǒng)，用來在一顯示面板上顯示圖像，該圖像是由多個畫面所形成，該多個畫面包括有至少一基礎(chǔ)畫面，用來提供全畫面的顯示數(shù)據(jù)；至少一第一預測畫面，用來提供位移向量及部分畫面的顯示數(shù)據(jù)，該部分畫面的顯示數(shù)據(jù)是與該第一預測畫面之前一基礎(chǔ)畫面的全畫面的顯示數(shù)據(jù)或前一第一預測畫面的部分畫面的顯示數(shù)據(jù)相異，該第一預測畫面的位移向量參照于前一基礎(chǔ)畫面或前一第一預測畫面；以及至少一第二預測畫面，其僅用來提供位移向量，該第二預測畫面的位移向量參照于前一基礎(chǔ)畫面或前一第一預測畫面以及下一基礎(chǔ)畫面或下一第一預測畫面；該動態(tài)圖像壓縮標準系統(tǒng)包括有一動態(tài)圖像壓縮標準解碼器，用來解譯圖像信號以產(chǎn)生該多個畫面；以及一轉(zhuǎn)換器，用來使用二連續(xù)畫面間的位移向量于該二連續(xù)畫面間內(nèi)插至少一畫面以增加畫面的顯示速度。
7.如權(quán)利要求6所述的動態(tài)圖像壓縮標準系統(tǒng)，其中該內(nèi)插畫面由分割儲存于第一預測畫面或第二預測畫面中的位移向量產(chǎn)生。
8.如權(quán)利要求6所述的動態(tài)圖像壓縮標準系統(tǒng)，其中該顯示面板為一保持式顯示面板。
9.如權(quán)利要求6所述的動態(tài)圖像壓縮標準系統(tǒng)，其中該顯示面板為一等離子體顯示面板或一液晶顯示面板。
全文摘要
本發(fā)明提供一種動態(tài)圖像壓縮標準經(jīng)由液晶顯示裝置顯示的方法,該圖像是由多個畫面所形成,而該多個畫面包括有至少一基礎(chǔ)畫面用來提供全畫面的顯示數(shù)據(jù),至少一第一預測畫面用來提供位移向量及部分畫面的顯示數(shù)據(jù),以及至少一第二預期畫面,其僅用來提供位移向量。該方法包括使用二連續(xù)畫面間的位移向量于該二連續(xù)畫面間內(nèi)插至少一畫面,以增加畫面的顯示速度。
文檔編號G09G3/36GK1423250SQ0114259
公開日2003年6月11日 申請日期2001年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月4日
發(fā)明者陳立宜 申請人:奇美電子股份有限公司