专利名称：自动调整显像品质的方法
技术领域：
本发明涉及一种调整显像品质的方法，特别涉及一种可自动且快速调整显示器显像品质的方法。
随着科技的进步与技术的创新，显像技术的发展更是日新月异，一日千里。以显示器为例，传统的阴极射线管(CRT)显示器由于体积庞大且辐射严重，近年来已逐渐淡出高阶显示器的市场，取而代之的，是低辐射、低耗电且轻薄短小的液晶显示器(LCD)。由于液晶显示器具有上述优点，故早已成为高阶市场的主流机种，成为高阶显示器的代名词。目前笔记型计算机，单枪投影机都是使用液晶显示器，甚至越来越多桌上型计算机的使用者也都选择液晶显示器来取代传统的阴极射线管屏幕。
显示器的屏幕是由一个个亮点所组成，这些亮点称为像素。像素是屏幕最基本的单位，藉由输入显示器的像素数据中对应该像素的红、蓝、绿三原色信号的比例，来决定该像素显示的颜色与亮度。整个屏幕画面是由每个不同颜色与亮度的像素所组成，而整个屏幕亮点的个数越多，表示每个亮点所占的面积越小，呈现的画面就越细致。一般我们以屏幕水平方向每一列(row)的像素个数乘上屏幕垂直方向每一行(column)的像素个数来代表一个显示器屏幕的分辨率(resolution)，也就是一个显示器所能显示的画面的细致程度。例如一个分辨率为1024×768的显示器，代表该显示器的屏幕水平方向每一列有1024个像素，垂直方向每一行有768个像素，而整个屏幕总共有1024×768个像素。
输入显示器的画面数据可分为像素数据与显示格式两部分。像素数据是屏幕上每一个像素显示的红、蓝、绿三原色信号的比例，以决定每一个像素所显示的颜色与亮度。除了像素数据以外，画面数据还包括一组显示格式(timing)，该组显示格式中有三个参数，分别为水平同步信号Hs、垂直同步信号Vs以及像素时钟(pixel clock)CK。这三个参数的单位都是频率，像素时钟CK即每秒可显示颜色的像素数，决定某个像素显示颜色到下一个像素显示颜色间隔时间的长短。当输入的像素数据所对应的像素为该列最后一行的像素时，由水平同步信号Hs控制绕回下一列第一行的像素依据像素数据来显示颜色。故水平同步信号Hs可决定每秒显示颜色的像素列数。当输入的像素数据所对应的像素为屏幕最后一列最后一行的像素时，由垂直同步信号Vs控制绕回屏幕的第一列第一个像素依据像素数据来显示颜色。故垂直同步信号Vs可决定每秒显示的画面数。
当画面数据输入显示器时，显示器便由左上方第一列第一行的像素开始，依据所输入的画面数据中对应该像素的像素数据显示颜色，之后依序是第一列第二行的像素，第一列第三行的像素，......。直到第一列最后一行的像素依据所对应的像素数据显示颜色之后，再绕回第二列第一行的像素显示颜色，接着是第二列第二行的像素，......，以此类推直到最后一列最后一行的像素显示颜色。如此将每个像素所显示的颜色拼凑起来即形成所要显示的画面。而当有另一个画面数据输入显示器时，则重新由左上方第一列第一行的像素开始，依照相同的顺序决定每个像素所要显示的颜色，由此拼凑出另一个画面。
由于人的眼睛有视觉暂留的现象，所以如果显示器画面的更新速度大到某个程度，则快速更新的画面由人眼所见就不是一个个快速闪动的画面，而是连续的动态画面组合，也就是影片。不同的画面在显示器屏幕上更换的速度称为更新频率(refresh rate)，也就是垂直同步信号的频率。目前一般计算机主机的画面更新频率是60Hz以上，即显示器屏幕一秒至少可显示60个画面数据。
现有技术中，为低分辨率的画面数据显示于屏幕。由于液晶显示器所显示的画面通常皆为全屏幕的满框画面，但输入显示器的画面数据的分辨率格式并不一定都与显示器屏幕的分辨率相同。故显示器可接收不同分辨率格式的画面数据，并由显示器本身的微控制单元(MCU)进行运算处理后在屏幕显示全屏幕的满框画面。举例来说，若画面数据100的分辨率格式为800×600，而显示器屏幕的分辨率是1024×768，由于画面数据100的像素数目少于显示器屏幕可显示的像素点数，此时若将画面数据100直接呈现，必然无法将画面填满于整个屏幕。因此，若要将画面数据100作全屏幕显示，便必须通过演算法将画面数据100的像素数扩充至1024×768才行；能达此目的的演算法有许多种，而内插法即为较常用的作法之一。作内插法时，会先将画面数据100中第一列第一行的像素Pn显示在显示器屏幕的第一列第一行的位置Pm处，而后依序将画面数据100的像素及藉内插法运算而得的像素显示出来，即可形成1024×768点的画面数据102，将屏幕填满。
当使用者使用液晶显示器时，可能会出现画面闪动、画质不清晰或是画面偏移没有显示在屏幕的中央位置......等问题，使得显示器输出画面品质不佳。此时可进行适当的调整以提高画面的品质。一般显示器输出画面的品质可由以下四个参数来调整，分别是水平位置(H-pos)调整、垂直位置(V-pos)调整、相位调整以及像素时钟调整.....等调校方式，以达到使画面品质稳定的目的，由于一般显示卡在出厂时，其像素时钟及垂直位置通常十分正确，故作像素时钟调整及垂直位置调整对画面品质改善的效果有限，而水平位置与相位则与画面品质有密切的关系，需要精确地调整。下文中，将针对传统的自动调整方法加以说明。
当使用者觉得显示器的画面品质不佳时，使用者可利用显示器屏幕旁边的自动调整钮，进行画质的自动调整。此时显示器中的自动调整装置便会撷取输入画面数据的信号分别作水平位置调整、垂直位置调整、相位调整以及像素时钟调整这四个动作来调整画面的品质。有些显示器的自动调整装置是由软件控制，当画面数据馈入显示器时，该自动调整装置可自动根据输入画面数据的信号作自动调整，以改善显示器画面的品质。
使用传统方法调整画面的品质会发生的问题是，对大多数使用者而言，由于不熟悉液晶显示器的操作，所以看到显示器画面品质不佳时，并不清楚只要按下自动调整钮就可调整画面的品质。使用者会误以为买到瑕疵品而求助于生产或出售该显示器的公司的服务人员，甚至向公司要求退货。虽然藉由服务人员的解说即可解决此问题，但会造成购买显示器的使用者与生产或出售显示器的公司人员的困扰与时间的浪费。
另外，显示器以传统方法执行自动调整的动作时，都必须完整地执行水平位置调整、垂直位置调整、相位调整以及像素时钟调整四个动作，使得自动调整的时间变得很长，执行一次自动调整大约需要花七秒钟左右。在实际作自动调整的动作时，通常并不需要调整全部的参数，只要调整部分参数即可使显示画面达到所要求的品质。目前一般显示卡输入显示器的画面数据的显示格式中，通常最不需要调整的参数是像素时钟，但是依传统方法执行自动调整时，调整像素时钟却会用掉最久的时间，大约需要三秒钟左右。而作自动调整时最需要调整的参数是相位，作相位调整所需的时间很短。如果作自动调整的动作时，输入画面数据的显示格式已经改变，此时因为时间的限制，使得自动调整的动作未完成而没有进行相位的调整，则造成相位不正确，画面闪烁。没有达到调整画面品质的效果。
再者，传统上进行自动调整时，必然会针对画面数据进行水平位置调整；所谓水平位置调整，即上文中将画面数据中第一列第一行的像素拉到屏幕左上角显示的步骤，如果画面数据的分辨率是可以全屏幕显示的分辨率，则水平位置调整可以达到全屏幕显示的目的，是没有疑问的；反之，若画面数据104的分辨率非为全屏幕显示的特殊分辨率，例如950×700，则水平位置调整后便会使显示画面偏移，无法显示于屏幕中央。如此，不但跟使用者习惯看到的满框画面不符，画面的偏移也会造成使用者使用时的不便。
此外，有些显示器的自动调整装置是由软件控制，可根据输入画面数据的显示格式组的数据作自动调整。当自动调整之后，该画面品质的参数便会存储起来。但是，传统的自动调整装置只能存储一组画面品质的参数。由于每张显示卡显示格式参数并不一定相同，所以一旦使用者使用不同的信号源，例如更换新的计算机主机或是新的显示卡时，如果新的信号源的显示格式参数与原来存储的显示格式参数不同时，显示器所呈现的画面品质一样会变差。
由上文叙述可知，传统的画面自动方法至少有以下缺点一、容易造成使用者与服务人员的困扰与时间的浪费。
二、自动调整所需时间太长，且把时间浪费在不太需要调整的像素时钟上而没执行最需要做的相位调整，造成画面闪烁。没有达到自动调整画面品质的效果。
三、若使用者所用的显示格式并非存储器内的制式格式，则画面会偏移至左上角，造成使用者的不便。
四、当使用者更换新的信号源时，若显示格式与原来的显示格式不同时，画面品质会变差。
有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种自动调整显像品质的方法。可达到以下的目的一.不需使用者手动调整，可自动调整画面品质。
二.可节省自动调整所需的时间。
三.若显示格式是预存在存储器内的制式格式，则将画面显示于屏幕的中央。
四.可多次执行自动调整，以决定较佳的画面品质。
根据上述发明目的，本发明提出一种自动调整显像品质的方法，以针对具有自动调整装置的显示器作影像调整，该自动调整显像品质的方法包括如下步骤首先，提供一画面数据，其中该画面数据具有一显示格式，该显示格式具有一显示分辨率；依据输入的画面数据作自动相位调整，以得一相位数据。接着将该显示格式与预存的多个制式格式比较，格式相符时则存储该相位数据，格式不符时则离开，其中，每个制式格式各具有一制式分辨率；以及将该画面数据的水平分辨率与预存的制式分辨率比较，若水平分辨率与制式分辨率不符时则离开，若相符则执行自动水平位置调整以得一水平位置数据，并将该水平位置数据存储后离开。
为使本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并结合附图，作详细说明如下。
图1A绘示低分辨率的画面数据显示于屏幕时的示意图。
图1B绘示乃图1A中低分辨率的画面数据填满屏幕时的示意图。
图1C绘示画面数据偏移屏幕中央时的示意图。
图2绘示一种显示器的自动调整装置方块图。
图3A绘示一种锁定模拟信号的方法的示意图。
图3B绘示另一种锁定模拟信号的方法的示意图。
图3C绘示由两种锁定信号所得相位数据的示意图。
传统影响画面品质的水平位置、垂直位置、相位以及像素时钟四个参数中。通常像素时钟及垂直位置都很精确，即使不调整也不至于对画面品质有太大的影响。对画面品质影响较大的是水平位置以及相位，调整水平位置可使画面显示在显示器屏幕的中央，调整相位则可以使画面更清晰而不会闪动。故本发明所提的自动调整画面品质的方法只针对相位以及画面的水平位置作调整。如此，可大量的节省执行自动调整时所需花费的时间，在画面数据输入时可以很快的执行自动调整的动作。避免因输入的画面数据格式的快速改变而使得自动调整的动作失去效果。
参照图2，其所绘示乃一显示器的自动调整装置方块图。自动调整装置200包括前级放大器202、锁相回路(PLL)204、模拟数字转换器(ADC)206、比例处理器(scaler)208以及微控制单元(MCU)210，各元件间的耦接关系如图中所绘示，在此不再赘述，下文中将以自动调整装置200的结构为例，说明本发明的自动调整显像品质的方法。
众所周知，显示画面是由红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色所构成，而画面数据中的像素数据P1，即为RGB三原色的比例的模拟信号。一般而言，输入信号的电压额定值为0.7伏特峰对峰值(Vpp)，如果输入信号不是峰对峰值0.7伏特的话，则可藉由前级放大器202的作用，将像素数据调整为0.7伏特峰对峰值后，馈入模拟数字转换器206中，以进行模拟/数字转换。
另一方面，锁相回路204接收到水平同步信号Hs后，会先锁住水平同步信号Hs的频率，再以水平同步信号Hs为基准，产生和输入像素时钟CK相同的锁定信号LH。之后，将此锁定信号LH馈入模拟数字转换器206中，以针对像素数据P1进行模拟/数字转换。在进行模拟/数字转换时，模拟数字转换器206可依据锁定信号LH撷取经前级放大器202调整后的像素数据P1，藉以将模拟信号转成数字信号，并送入比例处理器208中，以进行画面数据的调整工作。
以XGA规格的显示格式为例，画面数据的显示分辨率应为1024×768，水平同步信号Hs为48.36KHz，垂直同步信号Vs为60Hz，像素时钟CK则为65MHz。锁相回路204接收到48.36KHz的水平同步信号Hs后，即可据以产生65MHz的锁定信号LH，由于锁定信号LH的频率与像素时钟CK相同，因此模拟数字转换器206在利用锁定信号LH撷取像素数据P1时，即可准确读出每一个像素的数据。
在进行画面数据的调整工作时，微控制单元210可接收画面数据的显示格式，并依据比例处理器208对画面数据的运算结果来调整锁相回路204，以令锁定信号LH的相位偏移，如此，即可改变每一像素被取样的位置，进而调整取样结果的稳定度。故可知藉由此等回授系统的运作，可使显示器达到最佳显示效果，此步骤即为自动相位调整，而其操作原理，则留待下文详细说明。
参照图3A，其所绘示乃一种锁定模拟信号的方法的示意图。如上文所述，模拟数字转换器206接收前级放大器202所输入的像素数据P1时，因像素数据P1为模拟信号，故执行模拟/数字转换时，便必须藉由锁定信号LH依序将各像素的值撷取出来，此步骤亦称之为取样。在实务应用中，是采用与像素数据P1同步的信号作为锁定信号LH，用以对像素数据P1取样。以此图为例，吾人可利用负缘触发(negative-edged trigger)的方式撷取像素数据P1的数值，如此，即可得到离散的数据信号，再将此离散的数据信号量值转换成以数字的方式表示，即可将模拟信号转换为数字信号。需要注意的是，锁相回路204除了可决定模拟信号的取样频率，也决定了取样动作在固定周期的连续像素数据信号上的位置。若每次取样动作的位置如图3A所示，由于该取样位置的像素数据的信号稳定，由取样结果所组成的画面会较清晰，画面也较为稳定，不易闪烁。
另一方面，若锁定信号的取样位置欠佳，便会严重影响取样结果的稳定度，使画面品质降低。接着参照图3B，其绘示另一种锁定模拟信号的方法示意图。如图所示，锁定信号LH′的负缘恰落在像素数据P1的状态转换处附近，如此，锁定信号LH′所锁定到的像素数据P1便不够稳定，使画面闪烁。若将锁定信号LH与锁定信号LH′相比，即可知此二者的相位不同，亦即两锁定信号之间相差了相位φ，如图3C所示。故微控制单元210在调整锁相回路204时，即针对锁定信号的相位φ加以调整，以使得锁定信号所撷取到的像素数据为稳定状态下的值，如此方能得到最佳化的显示效果；相位调整完毕后，可将最后的相位数据记录下来，下次开机时即可继续沿用上次调整好的相位数据，使画面维持在最佳化的状态。
需要注意的是，当每次有新的显示格式输入时，自动调整装置就会重新作一次自动调整画面品质的动作。另外，使用者如果将显示器接上不同的信号源，例如不同的主机或是不同的显示卡，此时输入显示器的显示格式便会有所改变，需要作自动调整以得到较佳的显示结果。本发明的特色，即在于具有多次调整的功能，可以随着输入画面数据格式的改变而作自动调整画面品质的动作，并将结果存储到电性可抹除可程式唯读存储器中。
一般使用者习惯显示器的屏幕显示全屏幕的满框画面。如果不能调整至满框画面的话，也希望能将画面显示在屏幕的中央位置，以方便使用者使用。故为了维持画面的品质，除了作自动相位调整之外，也必须作自动水平位置调整。显示器制造商会将常用的几组显示格式预存在微控制单元210的存储器中。符合本发明所需功能的存储器种类繁多，例如电擦除可编程只读存储器(EEPROM)以及闪速只读存储器(Flash ROM)......等等。如果输入画面数据的水平分辨率格式与预存在存储器的显示格式相符的话，则调整该画面数据的水平位置，使画面显示在屏幕中央位置。而如果输入画面数据的分辨率格式与预存在存储器的制式分辨率格式不相符的话，则不作水平位置调整。下文中，将针对水平位置的调整方法加以说明。在判断是否需要进行水平位置调整时，微控制单元210会读取比例处理器208运算所得的画面数据的显示格式，并将之与微控制单元210中的电擦除可编程只读存储器中预存的制式格式相比对，是否与其中某一制式格式相符，以决定是否进行自动水平位置调整。若不相符，则跳出自动调整装置200，不执行自动水平位置调整。反之，若显示格式与存储器中预存的某一制式格式相符，则此时微控制单元210可根据比例处理器208所读取的值计算出输入画面数据的水平位置，微控制单元210再执行水平位置调整，将整个画面像素数据中第一行的像素数据显示在显示器屏幕的第一行像素上，以得到最佳的显示。例如如果输入的画面资料的分辨率格式是800×600，而显示器屏幕的分辨率是1024×768。此时微控制单元210可根据比例处理器208所读取的值计算出输入画面数据的显示分辨率，并将其与存储器中预存的制式水平分辨率相比对，得知800×600中的水平分辨率格式是存储器中预存的制式格式之一。微控制单元210可依据计算结果得到一水平位置数据，并依据该水平位置数据调整比例处理器208，使整个画面像素数据中第一行的像素数据会显示在显示器屏幕的第一行像素上，是为自动水平位置调整。
本发明上述实施例所揭露的一种自动调整显示器画面品质的方法，可达到以下的效果一.可自动调整画面品质，不需要使用者手动调整，以减少使用者与生产或出售该显示器的公司人员的困扰与时间的浪费。
二.可节省自动调整的时间，避免因为画面数据格式的快速改变使得自动调整动作失去应有的效果。
三.可多次调整画面品质，避免当使用者更换不同的信号源时即产生画面品质不佳的问题。
四.若显示格式是预存在存储器内的制式水平分辨率格式，则将画面显示于屏幕的中央。
综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以权利要求范围所界定的为准。
权利要求
1.一种自动调整显像品质的方法，用以调整一显示器的显像结果，该自动调整显像品质的方法包括以下步骤提供一画面数据，其中，该画面数据具有一显示格式，该显示格式具有一显示分辨率；依据该画面数据作自动相位调整，以得一相位数据；以该显示格式与预存的多个制式格式比较，格式相符时则存储该相位数据，格式不符时则离开，其中，每个所述制式格式各具有一制式分辨率；以及以该显示分辨率与预存的制式分辨率比较，该显示分辨率与该制式分辨率不符时则离开，该显示分辨率与该制式分辨率相符时，方执行自动水平位置调整以得一水平位置数据，并将该水平位置数据存储后离开。
2.如权利要求1所述的自动调整显像品质的方法，其中该显示器是液晶显示器(LCD)。
3.如权利要求1所述的自动调整显像品质的方法，其中该显示器是投影机。
4.如权利要求1所述的自动调整显像品质的方法，该方法可重复实施，对显像品质进行多次调整。
5.如权利要求1所述的自动调整显像品质的方法，其中该显示分辨率是1024×768。
6.如权利要求1所述的自动调整显像品质的方法，其中该些制式格式是存储于该显示器的一存储器中。
7.如权利要求6所述的自动调整显像品质的方法，其中该存储器是一闪速只读存储器。
8.如权利要求6所述的自动调整显像品质的方法，其中该存储器是一电擦除可编程只读存储器(EEPROM)。
全文摘要
一种自动调整显像品质的方法,用以调整一显示器的显像结果。该方法包括如下步骤:依据输入的画面数据作自动相位调整,以得一相位数据。将该显示格式与预存的制式格式比较,格式相符时则存储该相位数据,格式不符时则离开。以该画面数据的水平分辨率与预存的制式水平分辨率比较,若与制式分辨率不符时则离开,若相符则执行自动水平位置调整以得一水平位置数据,并将该水平位置数据存储后离开。
文档编号G06F3/14GK1368673SQ0110334
公开日2002年9月11日 申请日期2001年2月1日 优先权日2001年2月1日
发明者黄良吉 申请人:明碁电通股份有限公司