CN100432758C - 动态伽玛调整电路与方法以及液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

一种动态伽玛(Gamma)调整电路与方法以及液晶显示装置。其中液晶显示装置包括时序控制器、动态伽玛调整电路、液晶显示面板以及显示驱动电路。时序控制器接收第一图像数据以及输出第二图像数据。动态伽玛调整电路接收第一图像数据，并且分析第一图像数据以调整并输出多个伽玛电压。显示驱动电路耦接至液晶显示面板、时序控制器以及动态伽玛调整电路，用以接收第二图像数据以及伽玛电压以驱动液晶显示面板。

Description

动态伽玛调整电路与方法以及液晶显示装置

技术领域

本发明是关于一种伽玛(Gamma)电压的产生装置与方法，且特别是关于一种依照图像数据而动态调整伽玛(Gamma)电压之装置与方法的发明。

背景技术

现今生活上有许多有关图像应用之产品。在这些各种有关图像之产品内部电路中，常常可以看见伽玛(Gamma)产生装置的踪影。举例来说，液晶显示器中欲驱动液晶来显示图像，必须施加某驱动电压使液晶偏转某角度，而此驱动电压则由图像信号(一般为数字信号)转换提供。然而前述之图像信号、驱动电压大小与液晶偏转角度甚至于像素透光率的关系并非呈线性关系，所以就需要伽玛产生装置来调整图像信号的驱动电压(即调整伽玛曲线)。

图1是公知的液晶显示器之电路框图。请参照图1，包括时序控制器(timing controller)110、伽玛产生装置120、显示驱动电路130以及液晶显示面板140。时序控制器110接收图像数据101然后输出图像数据111以及时序控制信号112。伽玛产生装置120则负责提供多个代表不同灰阶的伽玛电压121。显示驱动电路130包含数据线驱动器131与扫描线驱动器132。扫描线驱动器132依照时序控制信号112而产生驱动信号以逐一驱动液晶显示面板140之各扫描线。数据线驱动器131依照时序控制信号112闩锁图像数据111，然后依照图像数据选择并输出对应之伽玛电压，以分别驱动液晶显示面板140之各数据线。

一般传统的伽玛电压是由串接的电阻分压而成。亦即，各种伽玛电平在生产过程即已设定完成而无法改变。然而，由于伽玛电压(伽玛曲线)已固定，因此所显示之画面偏向黑色时无法区分出不同深浅之黑色；相同之下在偏白画面下亦无法区分出不同深浅之白色。此缺点会大幅降低显示质量。

发明内容

本发明的目的就是提供一种液晶显示装置，能依照目前显示之图像数据动态调整伽玛(Gamma)电压，以提高图像显示质量。

本发明的再一目的是提供一种动态伽玛调整电路，能分析目前显示之图像数据，并且依照分析结果调整并输出多个伽玛电压。

本发明的又一目的是提供一种动态伽玛调整方法，以分析图像数据之灰阶分布，并且依分析结果决定并提供多个伽玛电平。

本发明提出一种液晶显示装置，包括时序控制器(timingcontroller)、动态伽玛调整电路、液晶显示面板以及显示驱动电路。时序控制器接收第一图像数据以及输出时序控制信号与第二图像数据(其中第二图像数据例如是第一图像数据的前一帧数据)。动态伽玛调整电路接收第一图像数据以及输出多个伽玛电压，更依据分析第一图像数据之结果调整各伽玛电压。显示驱动电路耦接至液晶显示面板、时序控制器以及动态伽玛调整电路，用以接收该时序控制信号与第二图像数据以及伽玛电压，依照该时序控制信号闩锁该第二图像数据，并依照该第二图像数据选择并输出对应之伽玛电压，以驱动液晶显示面板。其中该动态伽玛调整电路包括灰阶分析器、灰阶调整器以及伽玛电压产生器，其中灰阶分析器用以接收并分析该第一图像数据以判断该第一图像数据之灰阶分布状况，并且输出分析结果。灰阶调整器，耦接至该灰阶分析器，用以依据该分析结果输出控制信号。伽玛电压产生器，耦接至该灰阶调整器，用以依据该控制信号调整并输出上述多个伽玛电压。其中该控制信号用以决定该伽玛电压产生器所输出的各个伽玛电压的增益值。

本发明另提出一种动态伽玛调整电路，包括灰阶分析器、灰阶调整器以及伽玛电压产生器。灰阶分析器接收并分析图像数据以判断图像数据之灰阶分布状况，并且输出分析结果。灰阶调整器耦接至灰阶分析器，用以依据分析结果输出控制信号。伽玛电压产生器耦接至灰阶调整器，用以依据控制信号调整并输出多个伽玛电压。

本发明提出一种动态伽玛调整方法，包括下列步骤。首先提供图像数据。然后分析图像数据之灰阶分布状况，并且获得分析结果。最后依据分析结果决定并提供多个伽玛电平。

本发明因分析目前显示之图像数据，例如统计目前帧(frame)中各种灰阶之分布状况，并且依照分析结果调整并输出多个伽玛电压，因此得以依据所显示之图像数据而动态调整伽玛电压(伽玛曲线)。换句话说，当所显示之画面偏向黑色时，则动态调整伽玛电压(伽玛曲线)以凸显出不同深浅之黑色；相同之下，当画面偏白时则动态调整伽玛电压(伽玛曲线)以凸显出不同深浅之白色。因此可以提高显示质量。

为让本发明之上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1是公知的液晶显示器之电路框图。

图2是依照本发明较佳实施例所绘制的一种液晶显示器之电路框图。

图3是依照本发明较佳实施例所绘制的一种动态伽玛调整电路框图。

图4A至图4C分别表示偏白画面、正常画面与偏黑画面中图像数据之灰阶分布状况。

图4D是依照本发明实施例所绘制的一种图像数据之灰阶分布状况。

图5是依照本发明实施例所绘制的一种伽玛曲线图。

主要元件标记说明

101、111、201、211：图像数据

110、210：时序控制器(timing controller)

112、212：时序控制信号

120：伽玛产生装置

121、221：伽玛电压

130、230：显示驱动电路

131、231：数据线驱动器

132、232：扫描线驱动器

140、240：液晶显示面板

220：动态伽玛调整电路

310：灰阶分析器(gray level analyzer)

320：灰阶调整器(gray corrector)

330：伽玛电压产生器(Gamma voltage generator)

311：分析结果

321：控制信号

Q：标准值

R₀~R_k-1：灰阶区间

实施方式

为方便说明本发明，以下将以液晶显示器为例。图2是依照本发明较佳实施例所绘制的一种液晶显示器之电路框图。请参照图2，包括时序控制器(timing controller)210、动态伽玛调整电路220、显示驱动电路230以及液晶显示面板240。时序控制器210接收第一图像数据201然后输出第二图像数据211以及时序控制信号212。在此，第二图像数据211例如是第一图像数据201之前一个帧的数据。动态伽玛调整电路220用以接收第一图像数据201，并且分析第一图像数据201以动态调整并输出多个代表不同灰阶的伽玛电压221。

显示驱动电路130例如包含数据线驱动器231与扫描线驱动器232。扫描线驱动器232依照时序控制信号212而产生驱动信号以逐一驱动液晶显示面板240之各扫描线。数据线驱动器231依照时序控制信号212闩锁第二图像数据211，然后依照第二图像数据211选择并输出伽玛电压221中对应的其中之一伽玛电压，以分别驱动液晶显示面板240之各数据线。

上述动态伽玛调整电路220可以依照下述实施例施作之。图3是依照本发明较佳实施例所绘制的一种动态伽玛调整电路框图。请参照图3，动态伽玛调整电路220包括灰阶分析器(gray levelanalyzer)310、灰阶调整器(gray corrector)320以及伽玛电压产生器(Gamma voltage generator)330。

灰阶分析器310用来对输入数据(图像数据201)作画面之分析判断。依据输入画面的数据(图像数据)，由灰阶分析器310以数据统计方式来判断整体画面数据量的分布状况。图4A至图4C分别表示偏白画面、正常画面与偏黑画面中图像数据之灰阶分布状况，其中横轴表示灰阶，纵轴表示各灰阶于目前画面中分布之数量。图4B代表正常画面之灰阶分布，可由图中看出目前画面中灰阶分布较为平均。与图4B相比而言，可明显看出图4A之画面偏向白色。反之，可明显看出图4C之画面偏黑。因此，灰阶分析器310即可以分析出目前帧(frame)之灰阶分布状况，并且输出分析结果311。

为能更加清楚说明本实施例中灰阶分析器310，另绘制一灰阶分布状况图。请参照图4D，其中横轴表示灰阶，纵轴表示各灰阶于目前画面中分布之数量。在此假设灰阶分析器310在接收一完整帧期间共可接收T个像素(pixel)数据。另假设每一笔图像数据共有8位，因此可以定义256种灰阶。于本实施例中更定义一标准值Q，使得Q＝总数据数/总灰阶数＝T/256。

于灰阶范围中切分k个区间(R₀~R_k-1)。然后灰阶分析器310依照所接收图像数据之灰阶落于何区间范围而加以统计次数。依此，当完成一完整帧之分析后，即可获得区间R₀~R_k-1之累积量。

当灰阶分析器310完成上一个帧灰阶分布之分析后，将区间R₀~R_k-1之累积量传送给灰阶调整器320。灰阶调整器320即依照统计后之灰阶分布状况输出控制信号321。控制信号321例如决定伽玛电压产生器330所输出之各个伽玛电压的增益值。例如，若某一区间之累积量大于标准值Q，则发出增益参数(控制信号321)控制伽玛电压产生器330，以调整(譬如增加)代表该灰阶区间的伽玛电压增益值；反之，当某一区间之累积量小于标准值Q，则发出增益参数(控制信号321)控制伽玛电压产生器330，以调整(譬如减少)代表该灰阶区间的伽玛电压增益值。此增益参数主要是将偏黑或是偏白之画面伽玛辉度拉开，使之能明显区分其辉度分布层次，提高画面质量。

伽玛电压产生器330则依据控制信号321调整并输出伽玛电压221。本实施例中，伽玛电压产生器330譬如使用INTERSIL公司之EL5825(参考电压产生器)实施之。关于EL5825之相关规格请参照该公司之数据册(data sheet)，故不在此赘述。透过控制信号321控制伽玛电压产生器330，可以分别调整各灰阶所对应之伽玛电压。

例如图5所示，图5是依照本发明实施例所绘制之一种伽玛曲线图。图中横轴表示图像数据所表示之各种灰阶，纵轴表示液晶显示面板240中像素之透光率。另外，纵轴亦可表示伽玛电压。在图5中以较夸张(变化较大)之曲线以便说明动态伽玛调整之曲线变化。曲线B表示于显示正常灰阶分布之画面时所使用之伽玛曲线。经由上述之操作，当目前帧之图像数据偏黑时，则控制伽玛电压产生器330以动态调整所输出之伽玛电平，使得伽玛曲线例如自曲线B修正为曲线A。反之，若目前帧之图像数据偏白时，则控制伽玛电压产生器330动态调整所输出之伽玛电平，使得伽玛曲线例如自曲线B修正为曲线C。修正后之伽玛电压即可应用于下一帧之显示，因此达到动态调整伽玛电压(伽玛曲线)以凸显出偏黑或偏白画面的明暗对比，进而提高显示质量。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何发明所属技术领域的普通专业人员，在不脱离本发明之思想和范围内，当可作些许之更动与改进，因此本发明之保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (7)

1.一种液晶显示装置，其特征是包括：

时序控制器，用以接收第一图像数据，以及输出时序控制信号与第二图像数据；

动态伽玛调整电路，用以接收该第一图像数据以及输出多个伽玛电压，更依据分析该第一图像数据之结果调整上述多个伽玛电压；

液晶显示面板，用以显示图像；以及

显示驱动电路，耦接至该液晶显示面板、该时序控制器以及该动态伽玛调整电路，用以接收该时序控制信号与该第二图像数据以及上述多个伽玛电压，依照该时序控制信号闩锁该第二图像数据，并依照该第二图像数据选择并输出对应之伽玛电压，以驱动该液晶显示面板，

其中该动态伽玛调整电路包括：

灰阶分析器，用以接收并分析该第一图像数据以判断该第一图像数据之灰阶分布状况，并且输出分析结果；

灰阶调整器，耦接至该灰阶分析器，用以依据该分析结果输出控制信号；以及

伽玛电压产生器，耦接至该灰阶调整器，用以依据该控制信号调整并输出上述多个伽玛电压，

其中该控制信号用以决定该伽玛电压产生器所输出的各个伽玛电压的增益值。

2.根据权利要求1所述之液晶显示装置，其特征是该灰阶分析器以数据统计方法判断该第一图像数据中目前帧之灰阶分布状况。

3.一种动态伽玛调整电路，其特征是包括：

灰阶分析器，用以接收并分析图像数据以数据统计方法判断该图像数据中目前帧的灰阶分布状况，并且输出分析结果；

灰阶调整器，耦接至该灰阶分析器，用以依据该分析结果输出控制信号；以及

伽玛电压产生器，耦接至该灰阶调整器，用以依据该控制信号调整并输出多个伽玛电压，

其中，该控制信号用以决定该伽玛电压产生器所输出的各个伽玛电压的增益值。

4.一种动态伽玛调整方法，其特征是包括下列步骤：

提供图像数据；

以数据统计方法分析该图像数据中目前帧的灰阶分布状况，并且获得分析结果；以及

依据该分析结果决定并提供多个伽玛电平。

5.根据权利要求4所述之动态伽玛调整方法，其特征是分析该图像数据之灰阶分布状况之步骤包括：

于该图像数据可以表示之灰阶范围中切分多个灰阶区间；以及

统计该图像数据所表示之灰阶是属于上述多个灰阶区间之何者，以获得上述多个灰阶区间各自之累积量，其中上述多个累积量为该分析结果。

6.根据权利要求5所述之动态伽玛调整方法，其特征是依据该分析结果决定并提供多个伽玛电平之步骤包括：

定义标准值；

比较该标准值与上述多个累积量；以及

依据比较结果决定并提供上述多个伽玛电平。

7.根据权利要求6所述之动态伽玛调整方法，其特征是该标准值为该图像数据之目前帧中总数据数除以该图像数据可以表示之总灰阶数。

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