CN100511352C - 控制显示状态的设备及方法 - Google Patents

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Abstract

在根据输入信号的相位和频率的改变而自动改变取样时钟信号的频率和相位的显示状态控制设备和为此的显示状态的控制方法中，通过根据输入信号的变化自动地改变用于取样输入信号的取样时钟信号的频率和相位来保持最佳显示状态。按照这种方式，为了产生最佳显示控制信号不需要用户对话。

Description

控制显示状态的设备及方法
技术领域
本发明涉及一种平板显示器(FPD)装置，更具体地，涉及一种自动控制平板显示器(FPD)系统的取样时钟信号的频率和相位的设备。
背景技术
具有TFT-LCD(薄膜晶体管-液晶显示器)或平板显示器(FPD)的监视器，例如投影电视，利用取样时钟信号从外部信源接收图形信号或视频信号输入。为了正确地接收输入信号，取样时钟信号的频率和相位需要与输入信号的频率和相位相等。如果输入图形/视频信号与取样时钟信号的频率和相位不一样，则再现图像的图像质量可能受到不利的影响。
图1是控制FPD的显示状态的现有设备的方块图。
参考图1，模数转换器锁相回路(ADC-PLL)101，数字信号处理器103，以及控制器105用来控制FPD的显示状态。
ADC-PLL 101包括一模数转换器(ADC)(未示出)和一锁相回路(PLL)(未示出)。PLL产生取样时钟信号，该取样时钟信号的频率和相位响应于从控制器105接收的第一控制信号C1而改变。ADC利用取样时钟信号将输入模拟信号转换成数字数据信号D1并输出该数字数据信号D1到数字信号处理器103。
数字信号处理器103根据从控制器105接收的第二控制信号C2对数字数据信号D1执行例如定标、γ校正和抖动等的图像处理。
控制器105接收由使用者通过键盘操作产生的显示控制信号并输出第一控制信号C1和第二控制信号C2。
如果取样时钟信号在输入到ADC的模拟图形/视频信号的相位和频率改变时并没有改变，如上所述，则相应的再现图像的图像质量可能受到不利的影响。在现有技术中，通过适当地改变由PLL输出的取样时钟信号的频率和相位并且利用该改变的取样时钟信号适当地取样输入信号，这种图像质量的恶化能够得到减轻。但是，在图1所示的结构中，当观看屏幕时，使用者必须直接产生显示控制信号来控制显示状态，这是不方便的。
发明内容
本发明提供一种通过根据输入信号的频率和相位的改变而自动地改变取样时钟信号的频率和相位来控制显示状态的设备。
本发明同样提供一种通过根据输入信号的频率和相位的改变而自动地改变取样时钟信号的频率和相位来控制显示状态的方法。
根据本发明的一方面，提供了控制显示状态的设备，包括：响应于第一控制信号和第二控制信号，利用内部取样时钟信号将接收的模拟信号转换为数字数据信号并输出该数字数据信号的ADC-PLL；响应于第三控制信号，对数字数据信号执行定标、γ校正和抖动的数字信号处理器；利用数字数据信号检测取样时钟信号的频率和相位、检测包括在数字数据信号中的水平和垂直有效数据的位置和数量、以及检测数字数据信号的水平和垂直有效数据的最小和最大灰度级的自动控制单元；以及利用自动控制单元检测到的信息输出第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号的控制器。
在一实施例中，ADC-PLL包括ADC(模数转换器)和PLL(锁相回路电路)，并且其中的PLL产生取样时钟信号，该取样时钟信号的频率和相位响应于第一控制信号而改变，并且其中的ADC在响应于第二控制信号将接收的模拟信号转换成数字数据信号时调整数字数据信号的增益。
在另一实施例中，自动控制单元包括：利用数字数据信号检测取样时钟信号的频率和相位的第一检测器；检测包括在数字数据信号中的水平和垂直有效数据的位置和数量的第二检测器；以及检测包括在数字数据信号中的水平和垂直有效数据的最小和最大灰度级的第三检测器。
在另一实施例中，第一控制信号利用第一检测器和第二检测器的输出数据产生并被用来改变取样时钟信号的频率和相位，第二控制信号利用第三检测器的输出数据产生并被用来调整数字数据信号的增益，以及第三控制信号利用第二检测器的输出数据产生并被数字信号处理器用来控制定标、γ校正和抖动。
在另一实施例中，第一检测器包括：检测排列在列方向的像素中具有最大高频的像素的位置的第一检测部件；累积在具有最大高频的像素的位置的场或帧数据的噪声累积部件；存储由第一检测部件检测的数据和要被噪声累积部件累积的数据的存储器；产生检测累积噪声位置的核心(kernel)信号的核心发生器部件；和利用累积的场或帧数据和核心信号来检测取样时钟信号的频率和相位的第二检测部件。
在另一实施例中，第二检测器包括：检测包括在数字数据信号中的水平有效数据的起始位置和结束位置的第三检测部件；检测包括在数字数据信号中的垂直有效数据的起始位置和结束位置的第四检测部件；通过从水平有效数据的结束位置减去水平有效数据的起始位置来检测水平有效数据数量的第五检测部件；和通过从垂直有效数据的结束位置减去垂直有效数据的起始位置来检测垂直有效数据数量的第六检测部件。
在另一实施例中，模拟信号是图形数据信号或视频数据信号。
根据本发明的另一方面，提供一种控制显示状态的方法，包括：响应于第二控制信号产生取样时钟信号，和利用该取样时钟信号将接收的模拟信号转换成数字数据信号并同时响应于第一控制信号控制数字数据信号的增益；响应于第三控制信号对数字数据信号执行包括定标、γ校正和抖动中至少一个的数字信号处理；利用数字数据信号产生控制取样时钟信号的频率和相位及控制数字信号处理的检测信号；以及利用该检测信号产生第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号。
在一实施例中，检测信号的产生包括：利用数字数据信号检测取样时钟信号的频率和相位；检测包括在数字数据信号中的水平和垂直有效数据的位置和数量；以及检测包括在数字数据信号中的水平和垂直有效数据的最大和最小灰度级。
在另一实施例中，取样时钟信号的频率和相位的检测包括：检测排列在列方向的像素中的具有最大高频的像素的位置；累积在具有最大高频的像素位置处的场或帧数据；将在像素位置的检测中检测的数据和在场或帧数据的累积中累积的数据存储到存储器；产生检测累积噪声的位置的核心信号；以及利用累积的场或帧数据和核心信号检测取样时钟信号的频率和相位。
在另一实施例中，水平和垂直有效数据的位置和数量的检测包括：检测包括在数字数据信号中的水平有效数据的起始位置和结束位置；检测包括在数字数据信号中的垂直有效数据的起始位置和结束位置；从水平有效数据的结束位置减去水平有效数据的起始位置，从而检测水平有效数据的数量；以及从垂直有效数据的结束位置减去垂直有效数据的起始位置，从而检测垂直有效数据的数量。
附图说明
通过参考附图对其实施例做详细的描述，本发明的上述和其它特征和优点将变得更加明显，其中：
图1是控制平板显示器(FPD)的显示状态的现有设备的方块图；
图2是根据本发明实施例的控制FPD的显示状态的设备的方块图；
图3是根据本发明的图2的设备的第一检测器的方块图；
图4是根据本发明的图2的设备的第二检测器的方块图；
图5示出根据本发明的从图2的ADC-PLL输出的数字数据信号的以矩阵形式的初始场(或初始帧)；
图6说明根据本发明的显示在平板上的噪声带和相应的噪声图案；以及
图7是示出根据本发明的核心内积和图6中所示的累积噪声图案的信号图。
具体实施方式
下面，将参考附图对本发明的实施例做详细的描述。在整个附图中，同样的参考标记指的是同样的组成部分。
图2是根据本发明实施例的控制平板显示器(FPD)的显示状态的设备的方块图。
显示状态控制设备包括模数转换器锁相回路(ADC-PLL)201，数字信号处理器203，控制器205，和自动控制单元207。
ADC-PLL 201包括ADC(未示出)和PLL(未示出)。PLL产生取样时钟信号，该取样时钟信号的频率和相位响应于第一控制信号C1而改变。ADC利用取样时钟信号将输入模拟信号转换成数字数据信号D1并输出该数字数据信号D1到数字信号处理器203，并且同时响应于第二控制信号C2以调整数字数据信号D1的增益。
数字信号处理器203根据第三控制信号C3对数字数据信号D1执行例如定标、γ校正，和抖动等的图像处理。
控制器205利用从自动控制单元207接收的检测信号D2产生第一控制信号C1，第二控制信号C2，和第三控制信号C3。从自动控制单元207输出的检测信号D2在下面将做详细的描述，并包括关于取样时钟信号的频率和相位的信息，关于包括在数字数据信号D1中的水平和垂直有效(available)数据的位置和数量的信息，以及关于水平和垂直有效数据的最小和最大灰度级的信息。水平和垂直有效数据指的是当数字数据信号D1以矩阵形式表现时，在数字数据信号D1中的分别位于行方向和列方向的有效数据。这将在下面参考图5做更详细的描述。
第一控制信号C1是基于关于取样时钟信号的频率和相位的信息以及关于包括在数字数据信号D1中的水平和垂直有效数据的位置和数量的信息而产生的。该第一控制信号C1用于改变由ADC-PLL 201中的PLL产生的取样时钟信号的频率和相位。
第二控制信号C2是基于关于在数字数据信号D1中的水平和垂直有效数据的最小和最大灰度级的信息而产生的，并且该第二控制信号C2用于控制在ADC-PLL 201的ADC中的数字数据信号D1的增益。
第三控制信号C3是基于关于在数字数据信号D1中的水平和垂直有效数据的位置和数量的信息而产生的，并且该第三控制信号C3被数字信号处理器203用来执行控制定标，γ校正，和抖动等。
自动控制单元207包括第一检测器207-1，第二检测器207-3，和第三检测器207-5。
第一检测器207-1利用数字数据信号D1检测取样时钟信号的频率和相位。第二检测器207-3检测在数字数据信号D1中的水平和垂直有效数据的位置和数量。第三检测器207-5检测数字数据信号D1的有效数据的最小和最大灰度级。
图3是第一检测器207-1的方块图。
参考图3，第一检测器207-1包括第一检测部件301，噪声累积部件302，存储器303，核心发生器部件304，以及第二检测部件305。
第一检测部件301利用数字数据信号D1检测具有最大高频的列像素的位置。噪声累积部件302累积具有最大高频的像素的场数据或帧数据。存储器303存储由第一检测部件301和噪声累积部件302检测的数据。核心发生器部件304产生检测累积噪声的位置的核心。第二检测部件305检测取样时钟信号的频率和相位。场数据或帧数据指的是用来产生在FPD上显示的图像的数据组。
图4是第二检测器207-3的方块图。
参考图4，第二检测器207-3包括第三检测部件401，第四检测部件402，第五检测部件403，和第六检测部件404。
第三检测部件401检测水平有效数据的起始位置和结束位置。第四检测部件402检测垂直有效数据的起始位置和结束位置。第五检测部件403从水平有效数据的结束位置减去水平有效数据的起始位置，从而确定水平有效数据的数量。第六检测部件404从垂直有效数据的结束位置减去垂直有效数据的起始位置，确定检测垂直有效数据的数量。
第三检测单元207-5检测水平和垂直有效数据的最小和最大灰度级。
图5示出从ADC-PLL 201输出的数字数据信号D1的以矩阵形式的初始场(或初始帧)。
参考图5，在矩阵中表示的数字是由ADC转换的数字数据的十进制数值。这里，列在矩阵左面的单列的数字代表像素数，而列在矩阵上面的行的数字代表行数。
当利用取样时钟信号将模拟信号转换成数字信号时，如果取样时钟信号的频率和相位不等于模拟信号的频率和相位，从ADC输出的数字数据信号D1包括噪声部分。该噪声部分表现为在图像上的带(band)并且与取样时钟信号和模拟信号之间的频率差异相对应。
例如，如果在取样时钟信号的频率与模拟信号的频率完全相等时取样数据数为1680，如果由于取样时钟信号与模拟信号之间的频率不匹配导致生成的数据数为1677，则将在平板上呈现三个噪声带。
图6A到6D说明显示在平板上的噪声带和相应的噪声图案。
图6A说明当取样时钟信号的频率不等于输入模拟信号的频率时，产生的噪声带。
本发明的一个方面是这种如图6A中说明的现象的预先传感并根据该传感信息的取样时钟信号的相位的自动改变。根据本发明的实施例，如果如图6A所示三个噪声带呈现在图像上，则根据这三个噪声带计算相位并且将取样时钟信号的相位变成该计算的相位。
图6B示出的是当出现如图6A所示的噪声带时，作为噪声累积部件302的输出数据产生的累积噪声的信号图。
在假定两帧之间不存在差异的情况下，通过计算当前帧和下一帧之间的差获得累积噪声。为了描述方便，假设第一帧(图像)没有噪声而第二帧出现如图6A中所示的噪声带。图6B对应的是在同一位置处的第一和第二帧的像素值之差。由于第二帧像素数据中的归零区域(clear region)不同于第一帧像素数据，所以差值可以转变为0(零)。参考图6B，在噪声带出现的区域发生较大的差值。
图6C示出的是当在与产生图6A的相同情况下，通过180°移相取样时钟信号的相位时，作为噪声累积部件302的输出数据产生的累积噪声的信号图。
参考图6C，由于当通过180°移相取样时钟信号的相位时取样位置改变，所以噪声部分在没有噪声带出现的区域累积。
图6D示出利用图6B和6C的噪声图案产生的累积噪声图案。
参考图6D，产生不变的波形。
核心发生器部件304产生核心信号K并且该信号K被用来检测具有如图6D所示的累积噪声图案的取样时钟信号的频率和相位。
第二检测部件305计算多个由核心发生器部件304产生的核心信号K的内积以及由噪声累积部件302产生的噪声图案(图6D)。在计算完内积之后，根据带有噪声图案的具有最大内积的核心信号选择最佳相位值并且输出该确定的最佳相位值。
图7是示出核心信号的内积和累积噪声图案的信号图。
图7中所示的累积噪声图案的内积的峰值和核心信号被用来获得ADC取样时钟信号的频率和相位。
如上所述，在根据本发明的显示状态控制设备和方法中，通过根据输入信号的变化自动地改变用于取样输入信号的取样时钟信号的频率和相位可以保持最佳显示状态。按照这种方式，为了产生最佳显示控制信号不需要用户对话。
虽然已经参考其优选实施例对本发明做了特别地展示和描述，但是，对于本领域技术人员来说在不脱离如随后权利要求所限定的本发明的精神和范围下，可以在形式和细节上做出各种变化。

Claims (11)

1.一种控制显示状态的设备，包括：
响应于第一控制信号和第二控制信号，利用内部取样时钟信号将接收的模拟信号转换为数字数据信号并输出该数字数据信号的ADC-PLL；
响应于第三控制信号，对数字数据信号执行定标、γ校正和抖动的数字信号处理器；
利用数字数据信号检测取样时钟信号的频率和相位、检测包括在数字数据信号中的水平和垂直有效数据的位置和数量、以及检测数字数据信号的水平和垂直有效数据的最小和最大灰度级的自动控制单元；以及
利用自动控制单元检测到的信息输出第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号的控制器。
2.根据权利要求1的设备，其中ADC-PLL包括ADC(模数转换器)和PLL(锁相回路单元)，并且其中，PLL产生取样时钟信号，该取样时钟信号的频率和相位响应于第一控制信号而改变，并且其中，ADC在响应于第二控制信号在将接收的模拟信号转换成数字数据信号时调整数字数据信号的增益。
3.根据权利要求1的设备，其中，自动控制单元包括：
利用数字数据信号检测取样时钟信号的频率和相位的第一检测器；
检测包括在数字数据信号中的水平和垂直有效数据的位置和数量的第二检测器；以及
以及检测包括在数字数据信号中的水平和垂直有效数据的最小和最大灰度级的第三检测器。
4.根据权利要求3的设备，其中，
第一控制信号利用第一检测器和第二检测器的输出数据而产生并且被用来改变取样时钟信号的频率和相位，
第二控制信号利用第三检测器的输出数据而产生并且被用来调整数字数据信号的增益，以及
第三控制信号利用第二检测器的输出数据而产生并且被数字信号处理器用来控制定标、γ校正和抖动。
5.根据权利要求3的设备，其中，第一检测器包括：
检测排列在列方向的像素中具有最大高频的像素的位置的第一检测部件；
累积在具有最大高频的像素的位置的场或帧数据的噪声累积部件；
存储由第一检测部件检测到的数据和被噪声累积部件累积的数据的存储器；
产生检测累积噪声位置的核心信号的核心发生器部件；以及
利用累积的场或帧数据和核心信号来检测取样时钟信号的频率和相位的第二检测部件。
6.根据权利要求3的设备，其中，第二检测器包括：
检测包括在数字数据信号中的水平有效数据的起始位置和结束位置的第三检测部件；
检测包括在数字数据信号中的垂直有效数据的起始位置和结束位置的第四检测部件；
通过从水平有效数据的结束位置减去水平有效数据的起始位置来检测水平有效数据数量的第五检测部件；以及
通过从垂直有效数据的结束位置减去垂直有效数据的起始位置来检测垂直有效数据数量的第六检测部件。
7.根据权利要求1的设备，其中，模拟信号是图形数据信号或视频数据信号。
8.一种控制显示状态的方法，包括：
响应于第一控制信号产生取样时钟信号，和利用该取样时钟信号将接收的模拟信号转换成数字数据信号，并同时响应于第二控制信号控制数字数据信号的增益；
响应于第三控制信号对数字数据信号执行包括定标、γ校正和抖动中至少一个的数字信号处理；
利用数字数据信号产生检测信号；以及
利用该检测信号产生第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号。
9.根据权利要求8的方法，其中，检测信号的产生包括：
利用数字数据信号检测取样时钟信号的频率和相位；
检测包括在数字数据信号中的水平和垂直有效数据的位置和数量；以及
检测包括在数字数据信号中的水平和垂直有效数据的最大和最小灰度级。
10.根据权利要求9的方法，其中，取样时钟信号的频率和相位的检测包括：
检测排列在列方向的像素中的具有最大高频的像素的位置；
累积在具有最大高频的像素位置处的场或帧数据；
将在像素位置的检测中检测的数据和在场或帧数据的累积中累积的数据存储到存储器；
产生检测累积噪声的位置的核心信号；以及
利用累积的场或帧数据和核心信号检测取样时钟信号的频率和相位。
11.根据权利要求9的方法，其中，水平和垂直有效数据的位置和数量的检测包括：
检测包括在数字数据信号中的水平有效数据的起始位置和结束位置；
检测包括在数字数据信号中的垂直有效数据的起始位置和结束位置；
从水平有效数据的结束位置减去水平有效数据的起始位置，从而检测水平有效数据的数量；以及
从垂直有效数据的结束位置减去垂直有效数据的起始位置，从而检测垂直有效数据的数量。
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