专利名称：具有自动调节功能的图像显示设备及其方法
技术领域：
本发明涉及具有自动调节功能的图像显示设备及其方法。更具体地说，本发明涉及具有自动调节功能的图像显示设备及其方法，其中根据从主计算机接收的图像模式，自动地执行水平和垂直定位、以及粗和精细频率调谐功能。
背景技术：
通常，具有电视(TV)或者监视器功能的图像显示设备对从广播站发送来的广播信号、从诸如数字多功能盘(DVD)的视频服务器发送来的图像信号、和从主计算机发送来的图像信号执行信号处理，并且在屏幕上显示处理过的信号。这里，在从主计算机发送来的图像信号中包括与诸如超级视频图形阵列(SVGA)、扩展图形阵列(XGA)、超级扩展图形阵列(SXGA)等的各种图像模式对应的图像信号，因此在图像显示设备中需要根据输入图像信号的模式进行自动调节的功能。
图1示出了传统图像显示设备的结构框图。
参照图1，传统图像显示设备包括模拟到数字(AD)转换器10、定标器12、显示板14、和锁相环(PLL)电路16。
AD转换器10根据由下述的PLL电路16所提供的同步信号对从主计算机接收来的模拟图像信号进行采样，并且将所采样的信号转换为数字图像数据。这里，PLL电路16参照图像显示设备所支持的模式表，并且将同步信号提供给AD转换器10。AD转换器10根据该同步信号将模拟图像信号转换为与默认模式对应的数字图像数据。
定标器12从AD转换器10接收数字图像数据，并且计算水平和垂直位置。定标器12执行粗和精细频率调谐，并且将数字图像数据显示在屏幕上。这里，如果由于与水平和垂直定位对应的数据、数字图像数据的粗及精细频率调谐、和输入图像模式的不同而在数据中发生错误，则定标器12使用在该定标器自身内所提供的寄存器(未示出)将补偿数据反馈到PLL电路16，从而对与水平和垂直定位、以及粗和精细频率调谐对应的数据进行补偿。以这种方式，图像显示设备体现最佳的显示状态。将这些操作称为自动调节功能。
PLL电路16将把模拟图像信号转换为数字图像数据所需要的同步信号提供给AD转换器10。此外，根据从定标器12反馈来的补偿数据，PLL电路16将用于获得与准确的水平和垂直定位、以及组和精细频率调谐对应的数据的同步信号提供给AD转换器10。
显示板14将在定标器12处所定标的数字图像数据显示在屏幕上。
以这种方式，传统图像显示设备支持监视器和TV功能，从而定标器12计算与默认模式对应的水平和垂直位置，并且使用定标器12之中具备的寄存器(未示出)对从主计算机接收来的图像信号自动地执行粗和精细频率调谐。所述寄存器是在定标器12中所提供的硬件装置，并且用于执行自动调节功能。
但是，随着数字TV(DTV)市场的繁荣，人们正在开发DTV专用的定标器，该定标器具有用于对从广播站发送来的广播信号、或从视频服务器发送来的诸如DVD信号的图像信号进行准确处理的功能。但是，那些定标器往往不具有根据从主计算机接收来的图像模式而执行自动调节功能的寄存器。此外，在以前所开发的定标器是TV专用的定标器，因此不具备执行自动调节功能的寄存器。因此，在以前所开发的图像显示设备不能执行自动调节功能，从而引起图像质量问题。
发明内容
本发明提供一种具有自动调节功能的图像显示设备及其方法，其不需要用于根据从主计算机接收来的各种图像模式来执行自动调节功能的硬件，但是使用算法以将从主计算机接收来的各种模式的图像信号显示在屏幕上。
根据本发明的一个方面，提供一种图像显示设备，该设备包括AD转换器，用于将从主计算机接收来的模拟图像信号转换为数字图像数据；PLL电路，用于将把模拟图像信号转换为数字图像数据所需要的同步信号提供给AD转换器；和定标器，用于根据数字图像数据计算水平有效宽度，将所计算的水平有效宽度同与默认模式对应的默认水平有效宽度进行比较，以及将补偿数据传送到PLL电路以对水平有效宽度的差异进行补偿。
所述PLL电路根据补偿数据来调节同步信号，并且将调节过的信号提供给AD转换器。
所述定标器包括检测器，用于检测水平有效宽度的开始点和结束点；计算器，用于使用所述开始点和结束点来计算水平有效宽度，将该水平有效宽度与默认水平有效宽度进行比较，以及创建用于补偿水平有效宽度的补偿数据；和协调器，用于将补偿数据传送到PLL电路并且控制PLL电路从而补偿同步信号。
所述检测器确定包括作为没有在水平有效宽度中包括的空白区域的水平“后沿”区域的特定像素部分的捕获矩形(CR)区域，将像素值与特定阈值进行比较，所述像素值从CR区域中的第一个像素的像素值开始，并且将具有比所述阈值大的像素值的第一个像素确定为开始点。
此外，所述检测器确定包括作为没有在水平有效宽度中包括的空白区域的水平“前沿”区域的特定像素部分的捕获矩形(CR)区域，将像素值与特定阈值进行比较，所述像素值从CR区域中的最后一个像素的像素值开始，并且将具有比所述阈值大的像素值的第一个像素检测为结束点。
所述计算器使用下面公式来计算水平有效宽度水平有效宽度＝默认水平有效宽度+(开始点-结束点)此外，所述计算器计算用于补偿水平总宽度的补偿数据，其包括水平有效宽度和空白区域，从而具有同与默认模式对应的默认水平总宽度相同的值，所述空白区域不包括在水平有效宽度中并且包括水平后沿区域和水平前沿区域。
根据本发明的另一个方面，提供一种用于图像显示设备的自动调节方法，该方法包括提供将从主计算机接收来的模拟图像信号转换为数字图像数据所需要的同步信号；根据所述同步信号将模拟图像信号转换为数字图像数据；计算来自数字图像数据的水平有效宽度；和在将水平有效宽度同与默认模式对应的默认水平有效宽度进行比较之后，创建用于补偿水平有效宽度中的差异的补偿数据。
此外，用于图像显示设备的自动调节方法还包括根据补偿数据来补偿同步信号；根据所补偿的同步信号将模拟图像信号转换为数字图像数据；和在定标之后在屏幕上显示数字图像数据。
这里，所述计算水平有效宽度使用下述数学公式来计算水平有效宽度的尺寸
水平有效宽度＝默认水平有效宽度+(开始点+结束点)在上面的公式中，当将特定阈值与像素值进行比较时，所述像素值从包括水平后沿区域的特定像素部分的CR区域中的第一个像素值开始，所述开始点是具有比阈值大的像素值的第一个像素，并且，当将特定阈值与像素值进行比较时，所述像素值从包括水平前沿区域的特定像素部分的CR区域中的最后一个像素值开始，所述结束点是具有比阈值大的像素值的第一个像素。
此外，所述创建补偿数据最好计算用于补偿水平总宽度的补偿数据，其包括水平有效宽度和空白区域，从而具有同与默认模式对应的默认水平总宽度相同的值，所述空白区域不包括在水平有效宽度之中并且包括水平后沿区域和水平前沿区域。
通过参照附图来描述本发明的某些示例实施方式，本发明的上面和/或其他方面将变得更加明显。
图1示出了传统图像显示设备的结构的框图；图2示出了根据本发明的示例实施方式的图像显示设备的结构的框图；图3示出了根据本发明的示例实施方式的图像显示设备的定标器的操作；图4A和4B示出了从用于根据本发明的示例实施方式的图像显示设备的交叉影线(crosshatch)样式中检测开始点和结束点的方法；图5A和5B示出了从用于根据本发明的示例实施方式的图像显示设备的“1点开/关”样式中检测开始点和结束点的方法；和图6示出了根据本发明的示例实施方式的图像显示设备的操作的流程图。
具体实施例方式
下面将参照附图来更详细描述本发明的某些示例实施方式。
图2示出了根据本发明的示例实施方式的图像显示设备的结构的框图。
参照图2，图像显示设备包括AD转换器100、定标器120、显示板140、和PLL电路160。
AD转换器100根据由下述PLL电路160所提供的同步信号对从主计算机接收的模拟图像信号进行采样，并且将所采样的信号转换为数字图像数据。这里，PLL电路160参照图像显示设备所支持的模式表，并且将同步信号提供给AD转换器100。AD转换器100根据所述同步信号将从主计算机接收来的模拟图像信号转换为与默认模式对应的数字图像数据。
也就是，在其中输入图像模式是60Hz的XGA(1024*768)的情况中，建议1344的水平总宽度和1024的水平有效宽度作为在存储装置(未示出)中所存储的模式表中的默认值。这里，水平总宽度是组成在一条水平线中所包括的水平后沿区域、水平前沿区域和水平有效宽度的总像素数量。水平有效宽度是在一条水平线中在屏幕上所显示的像素数量(即水平分辨率)。AD转换器100将模拟图像信号进行采样，并且将所采样的信号转换为与在水平总宽度中所包括的像素对应的1344数字图像数据和与在水平有效宽度中所包括的像素对应的1024数字图像数据。
定标器120从AD转换器100接收数字图像数据，并且计算水平和垂直位置。定标器执行粗和精细频率调谐，并且在屏幕上显示数字图像数据。定标器120包括检测器121、计算器123、和协调器125以执行这些操作。
检测器121确定阈值，将该阈值与在特定捕获矩形(CR)区域中包括的像素值和在水平有效宽度中包括的像素值进行比较，并且检测水平有效宽度的开始点和结束点。这里，将通过试验所获得的值(大约8X水平有效宽度/2)确定为正在被使用的阈值。CR区域是实际上不显示在屏幕上的一部分空白区域。也就是，CR区域包括在水平后沿区域和水平前沿区域中，并且在CR区域中包括的水平后沿区域和水平前沿区域部分的尺寸相同。这里，如果水平有效宽度和CR区域的边界是清楚的，则由检测器121所检测的开始点和结束点的值相同。
检测器121使用在每个区域中所包括的像素的像素值之间的差来检测开始点和结束点。这里，从CR区域的第一个像素开始，将像素的像素值与阈值比较，并且检测开始点。然后，从CR区域的最后的像素开始，将像素的像素值与阈值比较，并且检测结束点。这里，检测器121判断具有不同像素值的点作为开始点和结束点。因为在CR区域中所包括的像素的像素值小于阈值，而且在水平有效宽度中所包括的像素的像素值大于阈值。
计算器123通过两个点(即开始点和结束点)之间的差来计算水平有效宽度。也就是，如果检测了准确的开始点和结束点，则两个点具有相同的值。使用这两个点的值，如下面等式1来计算水平有效宽度[等式1]水平有效宽度＝默认水平有效宽度+(开始点-结束点)例如，在其中输入图像模式是XGA(1024*768)@60Hz的情况中，默认水平有效宽度是1024。在其中AD转换器100正常地执行AD转换的情况中，将默认的水平有效宽度计算为1024，即默认的水平有效宽度。但是，在其中AD转换器100没有正常执行AD转换的情况中，在水平有效宽度中发生差异。
在其中在所计算的水平有效宽度和默认的水平有效宽度之间发生差异的情况中，协调器125将补偿数据传送到PLL电路160以补偿该差异。例如，在其中输入图像模式是在60Hz处的XGA(1024*768)的情况中，如果将水平有效宽度计算为1025，协调器125传送补偿数据到PLL电路160从而水平总宽度变为小于默认值1344的值1343。以这种方式，获得水平有效宽度1024。
但是，由于这种补偿，强制改变了水平总宽度。此处，通过试验证明水平总宽度大约在1343≤1344≤1346的范围内。在其中水平总宽度是1343的情况中，应用下面的等式2，并且在其中水平总宽度在1345-1346的范围内的情况中，应用下面的等式3。
1343÷4＝335.75→四舍五入(336)→336*4＝1344[等式3]1345÷4＝336.25→取整运算(336)→336*4＝13441346÷4＝336.5→取整运算(336)→336*4＝1344通过这些独立的运算，协调器125将准确的补偿数据传送到PLL电路160。
如上所述，PLL电路160使用补偿数据来创建补偿的同步信号而且将它们提供给AD转换器100，并且AD转换器100根据补偿的同步数据将模拟图像数据转换为数字图像数据。然后，定标器120将数字图像数据进行定标以对应于默认模式。
显示板140在屏幕上输出在定标器120处定标过的数字图像数据。也就是，在其中从主计算机接收来的图像信号是SVGA的情况中，在屏幕上显示的信号的尺寸是600*800，在XGA的情况中是1024*768而在SXGA的情况中是1280*1024。
图3示出了根据本发明的示例实施方式的图像显示设备的定标器的操作。
参照图3，为了计算水平有效宽度(HAW)，定标器120创建将HAW向上、下、左和右延伸宽度A的捕获矩形(CR)区域250。一开始就执行这种操作以在定标器120的检测器121处检测开始点和结束点。此处，所创建的CR区域包括在水平后沿(HBP)区域和水平前沿(HFP)区域中，其在水平线内。
检测器121在方向(1)中将像素值与阈值270进行比较，并且检测开始点。此处，在HBP区域中所包括的像素值小于阈值270，而在HAW区域中所包括的像素值大于阈值270，从而检测器121检测其中将较大的值检测作为开始点的第一个像素。
此外，以相同的方式，检测器121在方向(2)中将在水平线中所包括的像素值与阈值270进行比较，并且检测结束点。此处，在HFP区域中所包括的像素值小于阈值270，而在HAW区域中所包括的像素值大于阈值270，从而将其中检测到较大值的第一个像素确定为结束点。
水平总宽度(HTW)是在一条水平线中HBP区域、HFP区域、和HAW的像素总数。
以这种方式，将所检测到的开始点和结束点放入等式1从而计算HAW，并且确定是否要进行补偿。
图4A和4B示出了从用于根据本发明的示例实施方式的图像显示设备的交叉影线样式中检测开始点和结束点的方法。
这里，交叉影线样式是清楚地划分在屏幕上显示的HAW和没有在屏幕上显示的空白区域的样式。
参照图4A，在交叉影线样式中清楚地划分HBP区域和HAW，从而能够以与图3中所示相同的方式来检测开始点。也就是，在从HBP区域到HAW的方向中将像素值与阈值270进行比较，具有大于阈值的像素值的第一个像素就是HAW的开始点。
参照图4B，在交叉影线样式中清楚地划分HAW和HFP区域，从而也能够以与图3中所示相同的方式来检测结束点。也就是，在从HFP区域到HAW的方向中将像素值与阈值270进行比较，具有大于阈值270的像素值的第一个像素就是HAW的结束点。
如果PLL电路160将正常同步信号提供给AD转换器100并且AD转换器执行AD转换，在大多数情况中，开始点和结束点将在交叉影线样式中具有相同的值。
图5A和5B示出了从用于根据本发明的示例实施方式的图像显示设备的“1点开/关”样式中检测开始点和结束点的方法。
此处，1点开/关样式是没有将显示在屏幕上的HAW和不显示在屏幕上的空白区域进行清楚划分的样式。
参照图5A，在1点开/关样式中没有清楚地划分HBP区域和HAW，从而如果以如图3所示相同的方式来检测开始点，则可能发生其中偏移了一个像素的像素被检测作为开始点的情况。原因是即使在第一水平线中检测到正常的开始点，也会在第二条水平线中将偏移了一个像素的像素检测为开始点。因此，检测器121在检测开始点时发生了错误。
参照图5B，如果以与图3中所示相同的方式来检测开始点，则可能发生其中将偏移了一个像素的像素检测为结束点的情况。原因是即使在第一水平线中检测到正常的结束点，也会在第二水平线中将偏移了一个像素的像素检测为结束点。因此，检测器121在检测结束点时发生了错误。
如图5A和5B的例子所示，在1点开/关样式中很难检测准确的开始点和结束点。也就是，由于没有正确地检测开始点和结束点，所以在HAW的尺寸中发生差异。因此，定标器120调节HTW的值并且传送调节过的值给PLL电路160，以补偿这种差异。在此处，定标器120执行操作从而不偏离于默认值，并且传送补偿过的数据给PLL电路160。
图6示出了根据本发明的示例实施方式的图像显示设备的操作的流程图。
参照图6，将从主计算机接收来的模拟图像信号转换为数字图像数据。也就是，根据由下述PLL电路160提供的同步信号将从主计算机接收来的模拟图像信号进行采样，并且将采样过的信号转换为与默认模式对应的数字图像数据(S400)。
然后，使用包括HAW的捕获矩形(CR)区域250，检测开始点和结束点。也就是，检测器121确定阈值，将该阈值与在CR区域250中所包括的像素值和在HAW中所包括的像素值进行比较(CR区域是不在屏幕上显示的空白区域部分)，并且检测HAW的开始点和结束点(S405)。
在此处，计算器123通过两个点(即开始点和结束点)之间的差异来计算HAW(S410)。
如果HAW与默认的HAW不同，即开始点和结束点与默认的HAW的开始点和结束点不同，则计算器125调节HTW，并且传送补偿数据到PLL电路(S415)。
这里，在其中HTW被从默认HTW强制偏移的情况中(S420)，如果差在-1和2之间(S425)，则计算器123使用数学公式2和3来补偿HTW中的差异(S440)。然后，协调器125传送补偿数据到PLL电路160。
在其中HTW从默认HTW强制偏移的情况中，如果差在-1到2的范围之外(S425)，计算器123从HTW中减四或者将四加到HTW(S430)。然后，如果差还在-1到2的范围之外(S435)，再加四到HTW。但是，如果差在-1到2的范围内，则重复S440和S450的操作。
以这种方式，补偿差异，并且将数字图像数据输出在屏幕上(S460)。
如上所述，根据本发明，通过执行自动调节功能的算法，将从主计算机发送来的、老式视频卡的图像模式的图像信号，或者不符合视频电子标准协会(VESA)规范的图像模式的图像信号输出到屏幕上，从而实现清楚的图像。
上述实施方式和优点仅仅是示例性的并且不应该被认为对本发明进行了限制。可以将本发明容易地应用于其他类型的设备。而且，本发明的示例实施方式的描述试图是说明性的，并不限制权利要求的范围，并且许多替代、修改、和变化对于本领域的普通技术人员都非常明显。
权利要求
1.一种图像显示设备，包括模拟到数字(AD)转换器，用于将模拟图像信号转换为数字图像数据；锁相环(PLL)电路，用于将把模拟图像信号转换为数字图像数据所使用的同步信号提供给AD转换器；和定标器，用于根据数字图像数据计算水平有效宽度，将所计算的水平有效宽度同与默认模式对应的默认水平有效宽度进行比较，以及将补偿数据传送到PLL电路以对水平有效宽度的差异进行补偿。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述PLL电路根据补偿数据来调节同步信号，并且将调节过的同步信号提供给AD转换器。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述定标器包括检测器，用于检测水平有效宽度的开始点和结束点；计算器，用于使用所述开始点和结束点来计算水平有效宽度，将该水平有效宽度与默认水平有效宽度进行比较，以及根据所述比较创建用于补偿水平有效宽度的补偿数据；和协调器，用于将补偿数据传送到PLL电路并且控制PLL电路从而补偿同步信号。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述检测器确定包括作为没有在水平有效宽度中包括的空白区域的水平“后沿”区域的像素部分的捕获矩形(CR)区域，将像素值与阈值进行比较，所述像素值从CR区域中的第一个像素的像素值开始，并且将具有比所述阈值大的像素值的第一个像素检测为开始点。
5.根据权利要求4所述的设备，其中所述检测器确定包括作为没有在水平有效宽度中包括的空白区域的水平“前沿”区域的特定像素部分的捕获矩形(CR)区域，将像素值与阈值进行比较，所述像素值从CR区域中的最后一个像素的像素值开始，并且将具有比所述阈值大的像素值的第一个像素检测为结束点。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述计算器将水平有效宽度计算为等于默认水平有效宽度加上开始点减去结束点。
7.根据权利要求3所述的设备，其中所述计算器计算用于补偿水平总宽度的补偿数据，所述水平总宽度包括水平有效宽度和空白区域，从而具有同与默认模式对应的默认水平总宽度相同的值，所述空白区域不包括在水平有效宽度中并且包括水平后沿区域和水平前沿区域。
8.一种用于图像显示设备的自动调节方法，该方法包括根据同步信号将模拟图像信号转换为数字图像数据；计算来自数字图像数据的水平有效宽度；和根据水平有效宽度同与默认模式对应的默认水平有效宽度的比较，产生用于补偿水平有效宽度中的差异的补偿数据。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括步骤根据补偿数据来调节同步信号；根据所补偿的同步信号将模拟图像信号转换为数字图像数据；和在定标之后在屏幕上显示数字图像数据。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述计算水平有效宽度包括将水平有效宽度的尺寸计算为等于默认水平有效宽度加上开始点减去结束点，从而，当将阈值与从包括水平后沿区域的像素部分的捕获矩形(CR)区域中的第一像素值开始的像素值进行比较时，所述开始点是具有比阈值大的像素值的第一个像素，并且，当将特定阈值与从包括水平前沿区域的特定像素部分的CR区域中的最后一个像素值开始的像素值进行比较时，所述结束点是具有比阈值大的像素值的第一个像素。
11.根据权利要求8所述的方法，其中所述产生补偿数据包括计算用于补偿水平总宽度的补偿数据，所述水平总宽度包括水平有效宽度和空白区域，从而具有同与默认模式对应的默认水平总宽度相同的值，所述空白区域不包括在水平有效宽度之中并且包括水平后沿区域和水平前沿区域。
全文摘要
一种具有自动调节功能的图像显示设备及其方法。该图像显示设备包括模拟到数字(AD)转换器，用于将从主计算机接收来的模拟图像信号转换为数字图像数据；锁相环(PLL)电路，用于将把模拟图像信号转换为数字图像数据所需要的同步信号提供给AD转换器；和定标器，用于根据数字图像数据计算水平有效宽度，将所计算的水平有效宽度同与默认模式对应的默认水平有效宽度进行比较，以及将补偿数据传送到PLL电路以对水平有效宽度的差异进行补偿。因此，可以根据输入图像模式来自动调节所述图像显示设备，从而在屏幕上显示高质量的图像。
文档编号G06F3/147GK1821950SQ20061000702
公开日2006年8月23日 申请日期2006年2月14日 优先权日2005年2月14日
发明者申吉永, 李光镐, 李钟勋, 金镇宪 申请人:三星电子株式会社