專利名稱：圖像處理裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于顯示系統(tǒng)，尤有關(guān)于一種圖像處理裝置及其方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)顯示系統(tǒng)的模擬前端電路分為二大類，第一類是不需解碼器
(decoder)的液晶顯示控制器(liquid crystal display control ler)所用的 模擬前端電路，用以接收從計(jì)算機(jī)的顯示卡(VGA card)輸出的紅色(R)、綠色 (G)、藍(lán)色(B)三個(gè)圖像模擬信號(hào)。第二類是需解碼器的視頻(video)解碼器所 用的模擬前端電路，用以接收從諧調(diào)器(timer)、或數(shù)字視頻影碟播放機(jī)(DVD player)等視頻數(shù)據(jù)源系統(tǒng)所傳來的信號(hào)。而上述從視頻數(shù)據(jù)源系統(tǒng)所傳來的 信號(hào)又分為下列三種視頻格式第一種是AV端子信號(hào)，只包含一條CVBS信 號(hào)線；第二種是S端子信號(hào)，包含Y(brightness) 、 C (color)兩條信號(hào)線； 第三種是色差端子信號(hào)，包含Y、 Pr、 Pb三條信號(hào)線。
傳統(tǒng)上才莫擬前端電路都會(huì)使用交流耦合(AC coupling)與嵌位(clamping) 的機(jī)制，以顯示卡所饋入的R、 G、 B圖像模擬信號(hào)為例，該些信號(hào)的直流電 平(DC level)因?yàn)闊o法通過輸入單元中的交流耦合電容，所以，模擬前端電 路必須利用嵌位器來重建圖像模擬信號(hào)的直流電平。 一般而言，交流耦合與 嵌位的機(jī)制是為了重建圖像模擬信號(hào)的直流電平，其缺點(diǎn)是直流電平的重建 通常需要一段時(shí)間才能穩(wěn)定(settle down),無法立即反應(yīng)圖像模擬信號(hào)直流 電平的變化。
依據(jù)模擬前端電路所接收的圖像模擬信號(hào)的類型來看，嵌位器的結(jié)構(gòu)可 分為下列兩種
第一種是電壓型嵌位器， 一般適用于處理R、 G、 B圖像模擬信號(hào)，或者 是Y、 Pr、 Pb色差端子信號(hào)。電壓型嵌位器是由一個(gè)開關(guān)SW連接重建電壓 V,^所組成，而開關(guān)SW的導(dǎo)通與關(guān)閉是由嵌位信號(hào)所控制。當(dāng)開關(guān)SW導(dǎo)通時(shí)， 重建電壓會(huì)對(duì)交流耦合電容充電至的電位。
第二種是為電流型嵌位器， 一般適用于處理Y、 Pr、 Pb色差端子信號(hào)、AV端子信號(hào)與S端子信號(hào)。電流型嵌位器是由二個(gè)串接的開關(guān)SW1、 SW2分 別連接至電流源I-up與電流源I—dn所組成，而開關(guān)SW1的導(dǎo)通與關(guān)閉由嵌 位信號(hào)clamp_up所控制，開關(guān)SW2的導(dǎo)通與關(guān)閉由嵌位信號(hào)clamp-dn所控 制。電路設(shè)計(jì)者通過調(diào)整嵌位信號(hào)clamp-up、 clamp-dn的脈波寬度與導(dǎo)通時(shí) 間點(diǎn)會(huì)在二個(gè)串接開關(guān)的連接點(diǎn)建立一個(gè)直流電壓，該連接點(diǎn)的電壓再對(duì)交 流耦合電容充電至一個(gè)預(yù)設(shè)電位。
實(shí)際上，不論設(shè)置任何型態(tài)嵌位器，只要是結(jié)合了交流耦合機(jī)制的圖像 處理裝置，就會(huì)存在無法立即反應(yīng)圖像模擬信號(hào)的直流電平變化的問題。甚 至，當(dāng)圖像模擬信號(hào)包含為同步在綠(synchronization on green， S0G)信號(hào) 時(shí)，電路中會(huì)多一個(gè)分支，該分支包含交流耦合電容與同步在綠電路，而同 步在綠電路接收?qǐng)D像模擬信號(hào)S0G后，利用內(nèi)建的自動(dòng)嵌位器(auto-clamper) 重建SOG圖像模擬信號(hào)的直流電平之后，擷取并輸出其中的同步信號(hào)，該擷 取出的同步信號(hào)是水平同步信號(hào)HS與垂直同步VS信號(hào)的混合信號(hào)HS+VS。 所以，實(shí)際上S0G分支亦使用了交流耦合與嵌位的機(jī)制，因此同樣有無法立 即反應(yīng)圖像模擬信號(hào)SOG的直流電平變化的問題。
傳統(tǒng)上模擬前端電路中除了使用上述交流耦合與嵌位的機(jī)制，通常也會(huì) 搭配輸入緩沖器來使用，以作為已重建直流電平的圖像模擬信號(hào)的一個(gè)數(shù)據(jù) 緩沖，及防止圖像模擬信號(hào)已重建的直流電平被拉走。而該輸入緩沖器是由 模擬電路所完成，且輸入緩沖器的特色是輸入阻抗(impedance)無限大，輸出 有很強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)力，然而，在模擬前端電路中設(shè)置輸入緩沖器而產(chǎn)生的問題是 具有高輸入阻抗的輸入緩沖器的電路不易設(shè)計(jì)。
為了解決嵌位機(jī)制運(yùn)作中，直流電平的重建需要一段時(shí)間才能穩(wěn)定，無 法立即反應(yīng)圖像模擬信號(hào)的直流電平的變化，也為了解決高輸入阻抗輸入緩 沖器的不易設(shè)計(jì)的問題，故提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于上述問題，本發(fā)明的目的為提供一種圖像處理裝置，以解決信號(hào) 直流電平的重建需要一段時(shí)間才能穩(wěn)定，以及高輸入阻抗輸入緩沖器不易設(shè) 計(jì)的問題。
為達(dá)成上述目的，本發(fā)明的圖像處理裝置是用以接收至少一圖像模擬信 號(hào)，并產(chǎn)生至少一數(shù)字信號(hào)，該圖像處理裝置包含輸入單元以及直流輸入模擬前端電路。輸入單元用以接收該圖像模擬信號(hào)，其中，該輸入單元不包含
電容器。直流輸入模擬前端電路是電氣連接(Coupled To)該輸入單元，其中
該直流輸入模擬前端電路包含至少一轉(zhuǎn)換電路，每一轉(zhuǎn)換電路至少包含一模 擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，且每一轉(zhuǎn)換電路均不包含嵌位器。
為達(dá)成上述目的，本發(fā)明還提供了一種圖像處理方法，包含有接收至少 一圖像模擬信號(hào)；調(diào)整前述圖像模擬信號(hào)的直流電平；根據(jù)該圖像模擬信號(hào) 以及比較電壓，來產(chǎn)生該數(shù)字信號(hào)；以及對(duì)該數(shù)字信號(hào)執(zhí)行嵌位運(yùn)算，以產(chǎn) 生補(bǔ)償數(shù)字信號(hào)。
在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，每一轉(zhuǎn)換電路包含電壓轉(zhuǎn)換器(level shifter)與模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，電壓轉(zhuǎn)換器是用以調(diào)整前述圖像模擬信號(hào)的 直流電平。在本發(fā)明的第二與第三實(shí)施例中，每一轉(zhuǎn)換電路包含模擬至數(shù)字 轉(zhuǎn)換器與補(bǔ)償電路。第二實(shí)施例中的補(bǔ)償電路是根據(jù)前述時(shí)鐘信號(hào)與嵌位信 號(hào)，對(duì)數(shù)字信號(hào)執(zhí)行嵌位運(yùn)算以產(chǎn)生補(bǔ)償信號(hào)。在第三實(shí)施例中，當(dāng)直流輸 入模擬前端電路接收到SOG或SOY圖像模擬信號(hào)時(shí)，模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器先將 其轉(zhuǎn)換為S0G或SOY數(shù)字信號(hào)后，補(bǔ)償電路先根據(jù)所接收的S0G或SOY數(shù)字 信號(hào)進(jìn)行同步信號(hào)擷取工作，以產(chǎn)生混合同步信號(hào)，之后，根據(jù)前述時(shí)鐘信 號(hào)與嵌位信號(hào)，再對(duì)SOG或SOY數(shù)字信號(hào)執(zhí)行嵌位運(yùn)算后，以產(chǎn)生補(bǔ)償數(shù)字信號(hào)。
本發(fā)明特征在于輸入單元中沒有設(shè)置任何電容器，同時(shí)，在直流輸入模 擬前端電路中也沒有設(shè)置任何嵌位器。所以，就沒有交流耦合與嵌位機(jī)制在 運(yùn)作時(shí)需要一段時(shí)間才能穩(wěn)定，而無法立即反應(yīng)圖像模擬信號(hào)的直流電平的 變化的問題。本發(fā)明通過選擇適當(dāng)?shù)谋容^電壓，并加入電壓轉(zhuǎn)換器或補(bǔ)償電 路，依然能達(dá)到產(chǎn)生正確的數(shù)字信號(hào)的目的。因此，本發(fā)明由于沒有設(shè)置任 何電容器與嵌位器，使得輸入緩沖器的設(shè)計(jì)更有彈性，甚至可以被刪除，不 但節(jié)省印刷電路板上的元件數(shù)目，更降低模擬電路的耗電與面積，同時(shí)也獲 得較佳的畫質(zhì)。


圖1為本發(fā)明圖像處理裝置的架構(gòu)示意圖。 圖2A為本發(fā)明的第一實(shí)施例的架構(gòu)示意圖。 圖2B為電壓轉(zhuǎn)換器的電路示意圖。圖3為本發(fā)明的第二實(shí)施例的架構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明的第三實(shí)施例的架構(gòu)示意圖。
圖5為圖像模擬信號(hào)R、 S0G、 B、混合同步信號(hào)HS+VS與嵌位信號(hào)clarap 的時(shí)序圖。
圖號(hào)說明100、200、 300、 400 圖像處理裝置
111、121、 131 嵌位器
112、122、 132 輸入緩沖器
113、123、 133、 413、 423、 433 模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器
140能隙電壓參考電路
150時(shí)鐘產(chǎn)生器
170顯示卡
180輸入單元
190、290、 390、 490 直流輸入模擬前端電路
450同步處理暨時(shí)鐘產(chǎn)生器
11、12、 13、 21、 22、 23、 31、 32、 33 轉(zhuǎn)換電路
41、42、 43 轉(zhuǎn)換電路
211、221、 231 電壓轉(zhuǎn)換器
314、324、 334、 434 補(bǔ)償電路
具體實(shí)施例方式
圖1為本發(fā)明圖像處理裝置的基本架構(gòu)圖。本發(fā)明的圖像處理裝置100 包含輸入單元180與直流輸入模擬前端電路190。該圖像處理裝置100用來 處理從顯示卡170饋入的至少一圖像模擬信號(hào)R、 G、或B，并產(chǎn)生至少一數(shù) 字信號(hào)D1、 D2、或D3。其中，輸入單元180是設(shè)置在印刷電路板之上，而直 流輸入模擬前端電路190是設(shè)置于前述液晶顯示控制器之中。
為達(dá)到直流輸入的目的，本發(fā)明的輸入單元180中不設(shè)置任何電容器， 同時(shí)直流輸入模擬前端電路190中亦不設(shè)置任何嵌位器，輸入單元180在接 收到由顯示卡UO饋入的圖像模擬信號(hào)R、 G、或B之后，隨即傳送(bypass) 到直流輸入模擬前端電路190。
對(duì)于傳入輸入單元180的圖像模擬信號(hào)而言，其視頻信號(hào)格式，除了上述從顯示卡170饋入的圖像模擬信號(hào)R、 G、或B之外，亦包含由視頻數(shù)據(jù)源 系統(tǒng)(其中的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器)所傳來的信號(hào)(圖未示)，如CVBS信號(hào)、YC信 號(hào)、YPrPb信號(hào)等，此時(shí)，圖像處理裝置100是屬于電;f見系統(tǒng)或其它視頻顯 示系統(tǒng)的一部分，而直流輸入模擬前端電路190是設(shè)置在視頻解碼器(圖未示) 之中，輸入單元180則設(shè)置在印刷電路板之上。但是本發(fā)明的應(yīng)用并不以此 為限，現(xiàn)存或?qū)戆l(fā)展出來的其它視頻信號(hào)格式亦可適用于本發(fā)明的概念。 以下為方便解釋，將以輸入單元180接收顯示卡170饋入的圖像模擬信號(hào)R、 G、 B為例作說明。
由顯示卡170所輸出的圖像模擬信號(hào)(R、 G、 B),是利用定電流源(Ivl、 Iv2、 Iv3)等效，圖像模擬信號(hào)(R、 G、 BPb)經(jīng)由輸入單元180被傳送至直流 輸入模擬前端電路190以進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換工作。如圖1所示，輸入單元180 于每一信號(hào)傳輸路徑上分別設(shè)置一終端(termination)電阻(R12、 R22、 R32)(約75Q)以避免信號(hào)反射。
直流輸入模擬前端電路190包含三個(gè)模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器113、 123、 133、 能隙電壓參考電路140、時(shí)鐘產(chǎn)生器150。三個(gè)模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器113、 U3、 133分別接收由輸入單元180饋入的圖像模擬信號(hào)R、 G、 B之后進(jìn)行模擬至 數(shù)字轉(zhuǎn)換，以產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)D1、 D2、 D3。每一模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器包 含正、負(fù)二個(gè)輸入端，正端接收?qǐng)D像模擬信號(hào)(例如R),負(fù)端接收比較電壓(例 如V一)，每一模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器是根據(jù)周期性的時(shí)鐘信號(hào)CLK，將二個(gè)輸入 端的電壓差(以模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器113為例，輸入端的電壓差=01-V—),其余
模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸入端的電壓差則依此類推)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)(例如Dl)。另 外，時(shí)鐘產(chǎn)生器]5 0提供周期性的時(shí)鐘信號(hào)CLK給模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(113 、 12 3 、 133)作為取樣之用，能隙電壓參考電路140則產(chǎn)生參考電壓Vref,以提供模擬 至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(113、 123、 133)用來調(diào)整全幅(fu11 scale)電壓或偏壓(bias) 電流。
電路開發(fā)者可利用能隙電壓參考電路140產(chǎn)生的參考電壓Vref,或者是其 它硬件電路、甚至以軟件或固件的方式來動(dòng)態(tài)調(diào)整比較電壓V一、 V，2、 VMp3 的大小，在模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器113、 123、 133轉(zhuǎn)換黑色電平信號(hào)時(shí)，可以調(diào) 整模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器113、 123、 133的二個(gè)輸入端的電壓差使得模擬至數(shù)字 轉(zhuǎn)換器所解讀出的數(shù)字值亦等于O(以下稱之為調(diào)黑校正程序)。經(jīng)過上述調(diào) 黑校正程序之后，模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器113、 123、 133的輸出端所解出來的數(shù)字信號(hào)值皆會(huì)落在Q~ 255的范圍(假設(shè)模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器為8位)之內(nèi)，不會(huì) 有偏移的現(xiàn)象發(fā)生。其中，偏移的現(xiàn)象是指原本應(yīng)為0 - 255的解讀范圍，發(fā) 生偏移后該解讀范圍卻變成了 6~ 255。
在已知技術(shù)中，因?yàn)槭褂媒涣黢詈吓c嵌位的機(jī)制，所以必需搭配高輸入 阻抗以及高輸出驅(qū)動(dòng)力的輸入緩沖器，以防止圖像模擬信號(hào)已重建的直流電 平被拉走。但是，由于本發(fā)明圖像處理裝置刪除了交流耦合與嵌位的機(jī)制， 而沒有設(shè)置任何電容器與嵌位器，因此也沒有設(shè)置輸入緩沖器的必要性，可 以節(jié)省已知圖像處理裝置中輸入緩沖器所浪費(fèi)的空間與成本，并減少電路的 耗電與面積。本發(fā)明舍棄了舊有的交流耦合與嵌位的機(jī)制，而直接將圖像模 擬信號(hào)R、 G、 B饋入直流輸入模擬前端電路190,再把電路190設(shè)定成每經(jīng) 過一段預(yù)設(shè)時(shí)間，就執(zhí)行一次調(diào)黑校正程序，來動(dòng)態(tài)調(diào)整比較電壓V一、 V p2、 V—的大小，以確保數(shù)字信號(hào)D1、 D2、 D3的正確性。
圖2A為本發(fā)明的第一實(shí)施例的架構(gòu)示意圖。圖2B為電壓轉(zhuǎn)換器的電路 示意圖。在此第一實(shí)施例中，圖像處理裝置200包含輸入單元180與直流輸 入模擬前端電路290。直流輸入模擬前端電路290包含三個(gè)相同的轉(zhuǎn)換電路
21、 22、 23、能隙電壓參考電路140、時(shí)鐘產(chǎn)生器150。每一轉(zhuǎn)換電路(21、
22、 23)包含電壓轉(zhuǎn)換器(211、 221、 231)、輸入緩沖器(112、 122、 132)、模 擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(113、 123、 133)。圖2A中的圖像處理裝置200與圖1圖像 處理裝置100的差異在于每一轉(zhuǎn)換電路多了一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器與一個(gè)輸入緩沖 器。在此請(qǐng)注意，此輸入緩沖器的設(shè)置僅為一實(shí)施例，本發(fā)明的范圍不限于 此，亦可不設(shè)置此輸入緩沖器。因?yàn)閺娘@示卡170經(jīng)由纜線饋入的圖像模擬 信號(hào)R、 G、 B信號(hào)大小必定有某種程度的衰減(degrade)，本發(fā)明利用電壓轉(zhuǎn) 換器211、 221、 231來調(diào)整圖像模擬信號(hào)R、 G、 B的直流電平，在分別將圖 像模擬信號(hào)R、 G、 B的直流電壓往上拉抬后，產(chǎn)生拉抬信號(hào)F1、 F2、 F3。接 著，拉抬信號(hào)F1、 F2、 F3與比較電壓V一、 V一、 V卸再分別傳送至輸入緩沖 器112、 122、 132作緩沖處理。其次，輸入緩沖器112同時(shí)將拉抬信號(hào)F1與 比較電壓V一傳送至模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器113、輸入緩沖器122同時(shí)將拉抬信號(hào) F2與比較電壓V，2傳送至模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器123、輸入緩沖器132同時(shí)將拉 抬信號(hào)F3與比較電壓U專送至模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器133。最后，模擬至數(shù)字 轉(zhuǎn)換器113將二個(gè)輸入端的電壓差(F1- V。mpl)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)Dl,模擬至數(shù) 字轉(zhuǎn)換器123將二個(gè)輸入端的電壓差(F2- V。mp2)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)D2、模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器133將二個(gè)輸入端的電壓差(F3- V。一)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)D3。其中， 若輸入信號(hào)為負(fù)電壓，必須將其抬升至正電壓，則可利用一定電流源Im連接 P信道晶體管M來作為電壓轉(zhuǎn)換器(如圖2B所示)。
相較于直流輸入模擬前端電路190，本發(fā)明的第一實(shí)施例增加了電壓轉(zhuǎn) 換器的設(shè)置，使模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(113、 123、 133)在調(diào)整的二個(gè)輸入端的電 壓差時(shí)，不僅可調(diào)整比較電壓，也可調(diào)整圖像模擬信號(hào)的直流電平，大大增 加了調(diào)整的彈性。本發(fā)明的第一實(shí)施例通過適當(dāng)?shù)剡x擇電壓轉(zhuǎn)換器211、 221、 231所拉抬的直流電平與調(diào)整比較電壓V pl、 V。mp2、 V，3的大小，在模擬至數(shù)字 轉(zhuǎn)換器113、 123、 133轉(zhuǎn)換(或校正)黑色電平信號(hào)時(shí)，可以調(diào)整模擬至數(shù)字 轉(zhuǎn)換器113、 123、 133的二個(gè)輸入端的電壓差使得模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器所解出 的數(shù)字值等于0，因此，經(jīng)過上述調(diào)黑校正程序之后，模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器113、 123、 133接收后續(xù)圖像模擬信號(hào)并進(jìn)行模擬至數(shù)字工作之后，在增益范圍 (Gain Range)正確的情況下,所產(chǎn)生的數(shù)字值(D1、 D2、 D3)就會(huì)落在0 255 的范圍內(nèi)(假設(shè)模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器為8位)。
圖3為本發(fā)明的第二實(shí)施例的架構(gòu)示意圖。根據(jù)本發(fā)明，第二實(shí)施例的 圖像處理裝置300包含輸入單元180與直流輸入模擬前端電路390。直流輸 入模擬前端電路390包含三個(gè)相同的轉(zhuǎn)換電路31、 32、 33、能隙電壓參考電 路140(圖中未顯示)、時(shí)鐘產(chǎn)生器150。每一轉(zhuǎn)換電路包含模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器 (113、 123、 133)以及補(bǔ)償電路(314、 324、 334)。其中，輸入模擬至數(shù)字轉(zhuǎn) 換器113的比較電壓V。mpl是利用可變電流源IPl連接電阻R13的電路所產(chǎn)生， 輸入模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器123的比較電壓V，2是利用可變電流源Ip2連接電阻 R23的電路所產(chǎn)生，輸入模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器133的比較電壓V一是利用可變電 流源Ip3連接電阻R33的電路所產(chǎn)生。
假設(shè)電路出現(xiàn)最壞的情況，也就是模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器113、 123、 133在 上述調(diào)黑校正程序后，無法通過調(diào)整比較電壓V pl、 VMP2、 Vemp3,使得模擬至 數(shù)字轉(zhuǎn)換器所解出的數(shù)字值為0,第二實(shí)施例另外提供數(shù)字的補(bǔ)償電路314、 324、 334,是根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)CLK與嵌位信號(hào)cla即，分別對(duì)數(shù)字信號(hào)D1、 D2、 D3執(zhí)行嵌位運(yùn)算，以確保產(chǎn)生正確的補(bǔ)償數(shù)字信號(hào)Dl， 、 D2'、 D3，。例如 假設(shè)模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器113、 123、 133的輸出端所解出來的數(shù)字信號(hào)值D1、 D2、 D3為10 ~ 255的范圍(假設(shè)模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器為8位)，而造成這樣的結(jié) 果的原因是V一、 V一、 V—未設(shè)定正確，或是模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器本身有非理想特性。此時(shí)，最保險(xiǎn)的作法就是利用補(bǔ)償電路(314、 324、 334)， 一方面根 據(jù)時(shí)鐘信號(hào)CLK來捕捉數(shù)字信號(hào)D1、 D2、 D3輸出的時(shí)序(timing),另一方面 也利用嵌位信號(hào)clamp的脈沖來校正黑色電平，使得數(shù)字信號(hào)D1、 D2、 D3在 分別通過補(bǔ)償電路314、 324、 334之后，保證能產(chǎn)生正確的補(bǔ)償數(shù)字信號(hào)Dl'、 D2，、 D3，，以上的作法可稱之為數(shù)字域(digital domain)的直流重建。根據(jù) 本發(fā)明，第一與第二實(shí)施例皆適用于接收不包含S0G或S0Y的圖像模擬信號(hào)， 也就是原色圖像信號(hào)(R、 G、 B)。以下的第三實(shí)施例則適用于接收包含SOG或 SOY的圖像模擬信號(hào)，例如圖像模擬信號(hào)R、 S0G、 B,或者圖像模擬信號(hào)SOY、 Pr、 Pb,或CVBS信號(hào)、或(Y、 C)信號(hào)。
圖4為本發(fā)明的第三實(shí)施例的架構(gòu)示意圖。圖5為圖像模擬信號(hào)R、 S0G、 B、混合同步信號(hào)HS+VS與嵌位信號(hào)clamp的時(shí)序圖。
由于本發(fā)明的特色在于輸入單元中沒有設(shè)置任何電容器，同時(shí)，在直流 輸入模擬前端電路中沒有設(shè)置任何嵌位器，而將圖像模擬信號(hào)直接輸入直流 輸入模擬前端電路中，所以，本發(fā)明的第三實(shí)施例在接收?qǐng)D像模擬信號(hào)S0G (或
SOY)來擷取混合同步信號(hào)HS+VS時(shí)，也同時(shí)摒棄了傳統(tǒng)S0G(或S0Y)分支(包 含交流耦合電容與同步在綠電路)的交流耦合與嵌位的方式，而將原先S0G (或 SOY)分支的工作也納入補(bǔ)償電路434之中，令補(bǔ)償電路434 —并實(shí)施擷取混 合同步信號(hào)HS+VS的工作。以下則以圖像處理裝置400接收?qǐng)D像模擬信號(hào)R、 B、 SOG為例說明第三實(shí)施例的運(yùn)作方式。
參考圖4,第三實(shí)施例的圖像處理裝置400包含輸入單元180與直流輸 入模擬前端電路490。直流輸入模擬前端電路490包含三個(gè)轉(zhuǎn)換電路41、 42、 43與同步處理暨時(shí)鐘產(chǎn)生器450。每一轉(zhuǎn)換電路(41、 42、 43)包含一模擬至 數(shù)字轉(zhuǎn)換器(413、 423、 433)以及一補(bǔ)償電路(314、 324、 434)。本實(shí)施例中 的模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(413、 423、 433)與其它模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(113、 123、 133)之間的差異是，模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(413、 423、 433)的輸入的電壓范圍變 大。已知技術(shù)中，經(jīng)過交流耦合與嵌位器的圖像模擬信號(hào)R、 B的電壓范圍約 在0 750raV(如圖5所示),而圖像模擬信號(hào)SOG的電壓范圍增加到-300mV ~ 750mV,因此模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(413、 423、 433)的解碼位數(shù)(或解析位)必須 增加，例如從原先的8位增加至IO位，否則圖像的質(zhì)量或分辨率勢(shì)必變差。 至于輸入單元180、轉(zhuǎn)換電路41、 42的運(yùn)作與圖3相同，不再重復(fù)說明。
轉(zhuǎn)換電路43的模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器433接收?qǐng)D像模擬信號(hào)SOG之后，進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)D3。電路運(yùn)作方式是，補(bǔ)償電路434接收數(shù)字 信號(hào)D3后，必須先把混合同步信號(hào)HS+VS擷取出來并傳送到同步處理暨時(shí)鐘 產(chǎn)生器450，而同步處理暨時(shí)鐘產(chǎn)生器450在接收混合同步信號(hào)HS+VS之后， 首先產(chǎn)生同步信號(hào)HS、同步信號(hào)VS以及嵌位信號(hào)clamp，再根據(jù)二個(gè)同步信 號(hào)HS、 VS來產(chǎn)生周期性的時(shí)鐘信號(hào)CLK以提供給補(bǔ)償電路(314、 324、 434)。 接著，補(bǔ)償電路434再根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)CLK與嵌位信號(hào)ciamp，對(duì)數(shù)字信號(hào)D3 執(zhí)行嵌位運(yùn)算，以產(chǎn)生補(bǔ)償數(shù)字信號(hào)D3'。
根據(jù)本發(fā)明，補(bǔ)償電路434分為二個(gè)部分，包含同步信號(hào)擷取單元與嵌 位單元(圖中未顯示)，同步信號(hào)擷取單元主要工作在擷取數(shù)字信號(hào)D3之中的 同步信號(hào)信號(hào)以產(chǎn)生混合同步信號(hào)HS+VS，嵌位單元?jiǎng)t根據(jù)同步處理暨時(shí)鐘 產(chǎn)生器450所產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)CLK與嵌位信號(hào)clarap,再對(duì)數(shù)字信號(hào)D3執(zhí)行 嵌位運(yùn)算。假設(shè)模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器413、 423、 433均為10位，輸出信號(hào)D3 的數(shù)字值0 25Q代表圖像模擬信號(hào)SOG中「凹槽」的電壓范圍-300mV~0, 輸出信號(hào)D3的數(shù)字值250 ~ 1023代表圖像模擬信號(hào)SOG中「圖像數(shù)據(jù)」的電 壓范圍Q 750mV。電路初始化時(shí)，補(bǔ)償電路434的擷取同步信號(hào)擷取單元先 被設(shè)定一個(gè)比較值(例如125)(替代原先SOG電路中比較器的功能)，以便把 混合同步信號(hào)HS+VS擷取出來，在一段預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)，假如同步信號(hào)擷取單元 所接收到的信號(hào)值皆低于125,表示「凹槽」已經(jīng)到達(dá)，同步信號(hào)擷取單元 隨即將原本低電位的混合同步信號(hào)HS+VS的電壓設(shè)為1,直到r凹槽」結(jié)束， 再將混合同步信號(hào)HS+VS的電壓設(shè)回0，同時(shí)，混合同步信號(hào)HS+VS亦被傳 送到同步處理暨時(shí)鐘產(chǎn)生器450以產(chǎn)生嵌位信號(hào)clamp與周期性的時(shí)鐘信號(hào) CLK。
假設(shè)數(shù)字信號(hào)D1、 D2、 D3的數(shù)字值250 - 1023代表圖像模擬信號(hào)R、 B、 SOG中「圖像數(shù)據(jù)」的電壓范圍0~ 750mV,補(bǔ)償電路314、 324以及補(bǔ)償電路 434的嵌位單元再根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)CLK來捕捉數(shù)字信號(hào)D1、 D2、 D3輸出的時(shí)序， 并利用嵌位信號(hào)clamp的脈沖來校正黑色電平，使得數(shù)字信號(hào)D1、 D2、 D3在 通過補(bǔ)償電路314、 324、 434之后，產(chǎn)生正確的補(bǔ)償數(shù)字信號(hào)Dl， 、 D2， 、 D3， (例如其數(shù)字值一致調(diào)回到0 ~ 255)。
以上雖以實(shí)施例說明本發(fā)明，但并不因此限定本發(fā)明的范圍，只要不脫 離本發(fā)明的要旨，本領(lǐng)域技術(shù)人員可進(jìn)行各種變形或變更。
權(quán)利要求
1. 一種圖像處理裝置，用以接收至少一圖像模擬信號(hào)，并產(chǎn)生至少一數(shù)字信號(hào)，該圖像處理裝置包含輸入單元，用以接收該圖像模擬信號(hào)，其中該輸入單元不包含電容器；以及直流輸入模擬前端電路，是電氣連接該輸入單元，其中該直流輸入模擬前端電路包含至少一轉(zhuǎn)換電路，每一轉(zhuǎn)換電路至少包含一模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，且每一轉(zhuǎn)換電路均不包含嵌位器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其中該模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器自該 輸入單元接收該圖像模擬信號(hào)以及比較電壓，且每一模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器根據(jù) 該圖像模擬信號(hào)、該比較電壓、以及時(shí)鐘信號(hào)，來產(chǎn)生該數(shù)字信號(hào)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像處理裝置，其中該每一模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器 包含二輸入端，且該模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器將該二輸入端的電壓差轉(zhuǎn)換成該數(shù)字 信號(hào)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其中每一轉(zhuǎn)換電路還包含電壓 轉(zhuǎn)換器，用以調(diào)整前述圖像模擬信號(hào)的直流電平。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像處理裝置，其中前述電壓轉(zhuǎn)換器包含 定電流源；以及晶體管，柵極接收前述圖像模擬信號(hào)，源極連接至該電流源與前述模擬 至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，漏極接地。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其中該直流輸入模擬前端電路 還包含能隙電壓參考電路，產(chǎn)生參考電壓，以提供給該模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器；以及時(shí)鐘產(chǎn)生器，用以產(chǎn)生該時(shí)鐘信號(hào)。
7. 根椐權(quán)利要求6所述的圖像處理裝置，其中該參考電壓是用來調(diào)整該 比專交電壓。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其中前述每一轉(zhuǎn)換電路還包含 補(bǔ)償電路，是設(shè)置于該模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的后級(jí)，并根據(jù)該時(shí)鐘信號(hào)與嵌位 信號(hào)，對(duì)前述數(shù)字信號(hào)執(zhí)行嵌位運(yùn)算，以產(chǎn)生補(bǔ)償數(shù)字信號(hào)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像處理裝置，其中該直流輸入模擬前端電路 還包含能隙電壓參考電路，用以產(chǎn)生參考電壓，以提供給該模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器；以及同步處理暨時(shí)鐘產(chǎn)生器，接收混合同步信號(hào)，以產(chǎn)生該時(shí)鐘信號(hào)與該嵌 位信號(hào)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其中每一轉(zhuǎn)換電路還包含 可變電流源；以及電阻，連接至該可變電流源，該電阻與該可變電流源的連接點(diǎn)產(chǎn)生該參 考電壓。
11. 一種圖像處理方法，包含有 接收至少一圖像模擬信號(hào)；調(diào)整前述圖像模擬信號(hào)的直流電平；根據(jù)該圖像模擬信號(hào)以及比較電壓，來產(chǎn)生該數(shù)字信號(hào)；以及 對(duì)該數(shù)字信號(hào)執(zhí)行嵌位運(yùn)算，以產(chǎn)生補(bǔ)償數(shù)字信號(hào)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的圖像處理方法，還包含 產(chǎn)生參考電壓；以及 利用該參考電壓來調(diào)整該比較電壓。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的圖像處理方法，還包含 接收該數(shù)字信號(hào)并進(jìn)行同步信號(hào)擷取處理以產(chǎn)生混合同步信號(hào)；以及 根據(jù)該時(shí)鐘信號(hào)與該嵌位信號(hào)，對(duì)該數(shù)字信號(hào)執(zhí)行該嵌位運(yùn)算，以產(chǎn)生該補(bǔ)償數(shù)字信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圖像處理裝置，包含輸入單元以及直流輸入模擬前端電路。本發(fā)明舍棄了在輸入單元中設(shè)置電容器，以及，舍棄了在直流輸入模擬前端電路中設(shè)置嵌位器。通過選擇適當(dāng)?shù)谋容^電壓，并加入電壓轉(zhuǎn)換器或補(bǔ)償電路，本發(fā)明依然能達(dá)到產(chǎn)生正確的數(shù)字信號(hào)的目的。
文檔編號(hào)G09G3/36GK101521825SQ20081008230
公開日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2008年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月29日
發(fā)明者蔡瑞原 申請(qǐng)人:瑞昱半導(dǎo)體股份有限公司