CN100514406C - 用于平面显示器的非均匀区域补偿硬件装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种用于平面显示器的非均匀区域补偿硬件装置，该硬件装置利用数字信号处理模式来处理具有非均匀区域的平面显示器，而非利用材料，光学膜或制造手段来处理，因而不会增加平面显示器的制造成本与复杂度。在数字信号处理模式中，使用非均匀区域补偿单元来处理落于非均匀区域像素的图像信号，使得该面板在显示图像信号时不会被影响。

Description

用于平面显示器的非均匀区域补偿硬件装置

技术领域

本发明有关于一种用于平面显示器的非均匀区域补偿硬件装置，且特别是有关于一种利用数字处理方式的非均匀区域补偿硬件装置。

背景技术

公知映像管显示器具有重量过重，体积庞大等缺点，为了改善这些缺点，多种平面显示器因应而生。多种平面显示器例如：液晶显示器(LiquidCrystal Display)、等离子显示器(Plasma display)与有机电致发光显示器(Organic Light Emitting Diode Display)等，而该多个平面显示器各具有其优点。

以液晶平面显示器为例，LCD面板的制造涉及背光模块板、偏光膜、增亮膜、玻璃基板压合等复杂流程与材料，若其中某一道制造出现小瑕疵，可能会使得最后的点亮测试(light-on test)时出现可视非均匀区域。该类瑕疵除了颜色不均匀，出现所谓的mura(缺陷)现象此外，背光模块板所提供的光线不均匀，在点亮测试时，也会出现程度不等的可视非均匀区域。

因此，非均匀区域出现的原因可归纳为显示器背光模块板问题以及液晶面板制造不良等因素。非均匀区域的特征通常为灰度/颜色失常，而其形状亦不固定。首先，在灰度/颜色失常方面，常见的非均匀区域的类别有亮点(whitespot)、暗点(black spot)、亮区(bright region)与暗区(dark region)，前者的亮点与暗点意指某一个像素工作不正常，后者的亮区与暗区则是整个区间的像素工作不正常。接着，在非均匀区域的形状方面可例如为横向条纹或四十五度角条纹，或为切得很直的方块，甚至可为位于角落的方块区域，又或为无规则的分散区域。

该影响视觉感知效果甚巨的非均匀区域通常由面板制造商在制造上的缺失所造成，为了减少该等非均匀区域的发生，通常通过改良制造来实现。一般来说，de-mura(改善缺陷)、mura-free(缺陷消除)领域例如从材料、厚度、蚀刻、物理/化学配方、制造程序等方面来着手改良。此外，由于LCD面板系由两片玻璃基板组合而成，因此在整体部件若发生组合不良的情形时，亦会造成非均匀区域。另一方面，LCD的背光模块板若发生设计、生产及组装不良等问题时，亦会造成非均匀区域。

所以，针对非均匀区域的发生原因，可通过改良制造来降低非均匀区域的发生机率，此外，更可通过在制造过程中设立数个自动检查站来检测/分类非均匀区域的形成原因，寻求改善之道。但前述改善方式皆有其缺点。比如，以制造上着手改善方面来探讨，则需要调整制造参数，使得面板制造流程变更而为复杂化，再者，增设检查站的解决方法亦大幅提高面板制造成本。美国专利公开第20040179028号揭示一种制造补偿方法，但造成提高制造量产成本，美国专利公开第20050007364号揭示一种制造检测方法，但大幅增加制造复杂度。

因此，在de-mura或是mura-free领域方面，必须要有一种能利用信号处理方式来处理面板非均匀区域的技术，既不会造成制造变动，更可适当处理面板的非均匀区域。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用数字处理方式的非均匀区域补偿硬件装置，其并非利用材料，光学膜或制造手段来处理非均匀区域，故而不会增加平面显示器的制造成本。

本发明的目的是提供一种利用数字处理方式的非均匀区域补偿硬件装置，其利用数字式补偿功能，能解决面板的非均匀区域。

本发明的目的是提供一种利用数字处理方式的非均匀区域补偿硬件装置，其可适用于，液晶显示器(Liquid Crystal Display)，等离子显示器(Plasma display)与有机发光二极管显示器(Organic Light EmittingDiode Display)，背投影式显示器等，并可适用于发光二极管背光模块板来执行直接补偿的控制操作。

根据上述及其他目的，本发明提供一种用于平面显示器的非均匀区域补偿硬件装置，以改善一面板的非均匀区域对显示一图像信号的影响，该非均匀区域补偿硬件装置包含一个非均匀区域判断单元及一个非均匀区域补偿单元，该非均匀区域判断单元根据一非均匀区域位置信息，来判断该图像信号落于一正常区域或一非均匀区域；该非均匀区域补偿单元根据所对应的该等非均匀区域判断单元的一判断结果，对图像信号通过数字式处理来进行适当补偿。

由较佳实施例的非均匀区域补偿方法，可通过数学运算单元、逻辑运算单元、直接映射单元及动态操作单元其中的一或相互组合来执行数字式补偿。

根据上述及其他目的，本发明又提供一种用于平面显示器的非均匀区域补偿硬件装置，用于一平面显示器以改善一面板的非均匀区域对显示一图像信号的影响，非均匀区域补偿硬件装置包含非均匀区域补偿单元，其中非均匀区域补偿单元对该图像信号通过数字式处理来进行适当补偿。

根据上述及其他目的，本发明另提供一种用于平面显示器的非均匀区域补偿硬件装置，用于一平面显示器以改善一面板的非均匀区域对显示一二维图像信号的影响，该非均匀区域补偿硬件装置包含数据库及至少一个一维或二维非均匀区域补偿单元。数据库用以存储一非均匀区域平面信息，该非均匀区域平面信息用以判断该图像信号落于一正常区域或一非均匀区域；一维或二维非均匀区域补偿单元根据该非均匀区域平面信息，来对该图像信号通过数字式处理来进行适当补偿。

本发明因采用数字式处理方式对图像信号进行补偿，来处理非均匀区域以提升图像质量，而非利用材料，光学膜或制造手段来处理非均匀区域，故而不会增加平面显示器的制造成本。

为让本发明的上述与其他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，详细说明如下。

附图说明

图1表示为本发明实施例的功能方块图。

图2表示为本发明实施例的非均匀区域处理电路10的功能方块图。

图3为本发明实施例视频信号使用一视频解码器31解压缩的操作图。

图4表示该演算法的映射关系图。

图5A表示本发明实施例非均匀区域的区域分割图。

图5B表示本发明实施例的非均匀区域的分布图。

图6A表示本发明实施例动态操作曲线图。

图6B表示本发明实施例又一动态操作曲线图。

图6C表示本发明又一实施例动态操作曲线图。

图7表示本发明又一实施例动态操作曲线图。

图8表示本发明实施例的平面显示器的非均匀区域分布图。

图9A表示本发明实施例的一维非均匀区域补偿硬件装置的一功能方块图。

图9B表示本发明实施例的一维非均匀区域补偿硬件装置的又一功能方块图。

图9C表示本发明实施例的一维非均匀区域补偿硬件装置的另一功能方块图。

图9D为本发明实施例2维非均匀区域补偿硬件装置的参考功能方块图。

图10A表示本发明实施例的二维非均匀区域补偿硬件装置的一功能方块图。

图10B表示图10A的非均匀区域一致性单元1002的功能方块图。

图11表示本发明实施例的二维非均匀区域补偿硬件装置的另一功能方块图。

图12A表示使用有机发光二极管背光模块板的显示器的公知功能方块图。

图12B表示本发明实施例使用于图12A的有机发光二极管背光模块板的非均匀区域补偿硬件装置的功能方块图。

主要元件符号说明10：非均匀区域处理电路

15、11208：非均匀区域数据库

21、901～909：非均匀区域判断单元

22：非均匀区域类别切换单元

23、911～916、1208：非均匀区域补偿单元

24：延迟/旁通单元

25：路径切换单元

231：数学运算单元

232：逻辑运算单元

233：直接映射单元

234：动态操作单元

31：视频解码器

32：面板

401～403、601～608、701～704：曲线

1001、1102：二维非均匀区域数据库

1002、1101：非均匀区域一致性单元

1003、1103；二维非均匀区域补偿单元

1201：温度传感器

1202：颜色传感器

1203：微处理器

1204：发光二极管电源驱动器

1205：发光二极管背光模块板

1206：液晶显示面板

C1、C2：路线

D1：延迟单元

LV1～LV6：直线

R1、R2：区域

U1：聚集单元

U2：数学/映射/逻辑单元

U3：空间位移/旋转单元

U4：噪声滤波单元

具体实施方式

本发明以数字式补偿来解决面板的非均匀区域，由下列实施例列举利用数学运算，或逻辑运算，或直接映射(direct mapping)或动态操作等数字式补偿，或者上述方式的结合来补偿欲显示于非均匀区域的图像信号。即使往后出现新型态的非均匀区域，仍可通过更新上述数字补偿方式或新增其他种数字式补偿来因应新型态非均匀区域。本发明在de-mura或mura-free领域方面，提供数字式补偿来处理次级面板，该次级面板可为一液晶显示面板或一发光二极管背光模块板，可提升质量及降低成本。

请参考图1，其表示根据本发明实施例的非均匀区域处理功能方块图。非均匀区域数据库15是针对应用本发明实施例的面板而预先建立。亦即，在点亮测试该块面板后，找出该面板的非均匀区域的位置信息/类别信息/变异量信息等相关信息，然后将该面板的非均匀区域的位置信息/类别信息/变异量信息等存入非均匀区域数据库15。如一般所知，面板的最小显示单位为像素(pixel)，在底下描述中，将位置位于非均匀区域的像素称为非均匀区域像素，而将位置位于正常区域的像素称为正常区域像素。所以，数据库15的位置信息包含所有非均匀区域像素的位置。另外，如前述，非均匀区域至少可分类为：亮点、暗点、亮区与暗区等，由于各类别的非均匀区域所需的补偿方式不尽相同，所以当检测到非均匀区域时，除了其位置信息外，也必需得知其类别信息，才能针对各非均匀区域类别进行最佳补偿。甚至，数据库15亦可记录各类型非均匀区域的校正/补偿方式，以利于非均匀区域处理电路10的处理。

非均匀区域处理电路10在接收到图像输入信号后，根据由数据库15撷取出的非均匀区域的位置信息/类别信息/变异量信息等来判断是否需要及如何对图像输入信号进行非均匀区域处理(补偿)。最后，将处理后或不需处理的图像信号输出至后级电路(未绘出)。图像输入信号至少包含像素位置信息(即图像要显示于面板的哪个位置)与灰度/颜色信息(即图像的亮度/颜色)等。

图2显示出根据该实施例的非均匀区域处理电路的功能方块图。如图2所示，非均匀区域处理电路10包含：非均匀区域判断单元21，非均匀区域类别切换单元22，非均匀区域补偿单元23，延迟/旁通单元24，以及路径切换单元25。

非均匀区域判断单元21根据由非均匀区域数据库15所传来的非均匀区域位置信息来判断所接收到的图像输入信号落于正常区域像素或非均匀区域像素，亦即，非均匀区域判断单元21比较图像输入信号的像素位置信息与数据库15内的非均匀区域位置信息。当两信息相符时，则将该图像输入信号判别为落于非均匀区域像素，否则判别为落于正常区域像素。接着，非均匀区域判断单元21会将被判别为落于非均匀区域像素的图像输入信号与从数据库15传来的类别信息M-type一起送至非均匀区域类别切换单元22。

非均匀区域类别切换单元22会根据类别信息M-type将被判别为落于非均匀区域像素的图像输入信号传送/切换至非均匀区域补偿单元23内部的适当运算单元。

非均匀区域补偿单元23可包含数学运算单元231、逻辑运算单元232、直接映射单元233与动态操作单元234。数学运算单元231针对从非均匀区域类别切换单元22送来的图像输入信号(的灰度/颜色信息)进行数学运算，如加法/减法、乘法/除法与偏移(biased-offset)等。逻辑运算单元232则是对图像输入信号(的灰度/颜色信息)进行逻辑运算，如逻辑“与”(AND)、逻辑“或”(OR)、逻辑“异或”(XOR)等。直接映射单元233对图像输入信号(的灰度/颜色信息)进行映射法，如查表(look up table)法等。举例来说，当发现面板出现亮区域时，可利用查表法来调整降低该非均匀区域像素的灰度/颜色信号，达到补偿非均匀区域的功效。动态操作单元234对图像输入信号依位置或灰度给予不同的权重值来进行补偿，本发明可使用数学运算单元231、逻辑运算单元232、直接映射单元233与动态操作单元234其中的一或相互任意组合来执行数字式补偿，并可视其需要于非均匀区域补偿单元23中，使用其他数字式处理单元来针对不同类型或新类型数字式处理单元的非均匀区域进行处理，以使得本发明实施例具有扩充性。

由本发明实施例看来，本发明具备改善次级面板的能力，并具有处理非均匀区域的效能，在de-mura(改善缺陷)或mura-free(缺陷消除)的领域提供一种先进数字化的补偿技术。

若在特定情形中，某一图像输入信号也可同时输入至二个或二个以上的单元231-234，以进行更适当的补偿。非均匀区域补偿单元23将补偿后的图像信号输入至路径切换单元25。路径切换单元25的功能在于确保由非均匀区域处理电路10所输出的图像信号的顺序为正确的。这是因为，当有复数个图像输入信号连续且依序输入至非均匀区域处理电路10时，非均匀区域处理电路10输出经处理后的图像信号时，也必需依照原先的顺序输出，否则将会出现图像画面错乱的问题。

若由非均匀区域判断单元21判断该图像信号落于正常区域像素时，则该图像输入信号(落于正常区域像素)会输入至延迟/旁通单元24。延迟/旁通单元24会包含暂存器，若有需要时可暂存落于正常区域像素的图像信号。需要暂存落于正常区域像素的图像信号的原因如下，假设某一个(或某些)图像信号被判别为落于非均匀区域像素，非均匀区域补偿单元在对该图像信号进行处理时需要花费一些时间，然而在处理的同时，又有后续的图像信号输入至处理电路10。

若后续图像信号被判别为落于正常区域像素，此时则需将该图像信号暂存(延迟)于延迟/旁通单元24内，等到先前的落于非均匀区域像素的图像信号被补偿完毕时，送至路径切换单元25并由单元25输出之后，才能将暂存于延迟/旁通单元24内的落于正常区域像素的图像信号送出。在某些情况下，则可将落于正常区域像素的图像信号接通至路径切换单元25而不需要暂存/延迟。

路径切换单元25受控于由非均匀区域判断单元21输出的控制信号CTL。控制信号CTL至少指示正常或缺陷以控制连续输入的图像信号的顺序。路径切换单元25根据该控制信号CTL来决定当下要将非均匀区域补偿单元23所输出的校正/补偿后图像信号当成图像输出信号送出，或将由延迟/旁通单元24所输出的未补偿图像信号送出。

为了清楚表达非均匀区域处理电路23的操作原理，将于以下列举数个实施例来做说明。请参考图3，图3为本发明实施例视频信号使用一视频解码器31解压缩的操作图。请同时参考图3及图2，视频信号输入至视频解码器31，视频解码器可将视频信号解压缩为包含位置信息的图像输入信号，由非均匀区域判断单元21来判断图像输入信号的部分信号是否落入非均匀区域。以图3的面板32为例，非均匀区域NUR1由H_start1、H_end1、V_start1、V_end1的边界所界定，而非均匀区域NUR2由H_start2、H_end2、V_start2、V_end2的边界所界定，若判断图像输入信号的部分信号落入非均匀区域NUR1或NUR2，则必须执行将该视频信号执行数字式处理。

非均匀区域判断单元21所使用的一演算法列举如下：

IF x∈given[H_start1，H_end1]AND

y∈givin[V_start1，V_end1]，

THEN pixel_(x，y)∈NUR1；

or IF(x，y)∈given BitMAP/Contour/Boundary of NUR1，

THEN pixel_(x，y)∈NUR1；

Similay for NUR2；

该演算法的第一行表示当横座标x落于H_start1与H_end1间区域时，及第二行当y落于V_start1与V_end1间区域时，则于第三行判断该图像输入信号落入非均匀区域NUR1，或以另一判断方式，依非均匀区域NUR1位图(BitMAP)、路线(Contour)、边界(Boundary)来对该图像输入信号执行判断。其中，位图(BitMAP)为非均匀区域包含边界及内部，路线(Contour)为仅含边界的非均匀路线，非均匀区域判断单元21判断非均匀区块的类型后，将针对其特性进行后续补偿操作。在最后一行表示非均匀区域NUR2亦以该演算法执行判断。

非均匀区域判断单元21所使用的另一演算法列举如下：

IF pixel_(x，y)∈NUR1，

THEN NUR_TYPE＝TYPE1；

e.g.，TYPE1 means white-spot，dark-spot...

similar for TYPE

该演算法的第一行表示若于位置(x，y)的像素属于非均匀区域NUR1时，则将非均匀区域的参数NUR_TYPE设为TYPE1以记录类别，例如意指亮点(white-spot)暗点(dark-spot)，由此判断图像输入信号是否落入亮点或暗点的非均匀区域。其他形式(TYPE)亦同。

请再参考图2，以使用数学运算单元231来补偿为例，以数学运算来补偿的一演算法列举如下：

[R G B]＝MATHFun([R G B]，[dR dG dB])

＝[R G B]+[dR dG dB]；or

＝[R G B]-[dR dG dB]；or

＝[R G B]+gain*[dR dG dB]；or

＝[R G B]-gain*[dR dG dB]+offset；...

该演算法的第一行将图像输出信号[R G B]设为(图像输入信号[R G B]，补偿值[dR dG dB])的数学运算式，可依各非均匀区域分别执行于第二行到第五行的补偿方式，第二行到第五行表示将图像输出信号[R G B]加入不同的补偿值[dR dG dB]，例如第二行图像输入信号[R G B]加上不含增益的补偿值[dRdG dB]来执行补偿，第三行图像输入信号[R G B]减去不含增益的补偿值[dR dGdB]来执行补偿，第四行则以增益来调整补偿值[dR dG dB]来加上图像输入信号[R G B]，甚至可于第五行加上不但以增益来调整补偿值[dR dG dB]来加上图像输入信号[R G B]，并再加上偏置值offset。本领域技术人员当知数学运算单元231的补偿方法不限于上述的演算法，可于其他依各非均匀区域所设计的数学运算式来做调整。

以使用逻辑运算单元232来补偿为例，以逻辑运算来补偿的一演算法列举如下：

[R G B]＝LogFun([R G B]，[dR dG dB])

＝[R G B]AND[dR dG dB]；or

＝[R G B]OR[dR dG dB]；or

＝[R G B]XOR[dR dG dB]；...

该演算法的第一行将图像输出信号[R G B]设为(图像输入信号[R G B]，补偿值[dR dG dB])的逻辑运算式，可依各非均匀区域分别执行于第二行到第四行的补偿方式，第二行到第五行表示将图像输出信号[R G B]加入不同的补偿值[dR dG dB]，例如第二行图像输入信号[R G B]使用逻辑符号“与(AND)”来控制补偿值[dR dG dB]来执行补偿，例如第三行图像输入信号[R G B]使用逻辑符号“或(OR)”来控制补偿值[dR dG dB]来执行补偿，例如第四行图像输入信号[R G B]使用逻辑符号“异或(XOR)”来控制补偿值[dR dG dB]来执行补偿，本领域技术人员当知逻辑运算单元232的补偿方法不限于上述的演算法，可于其他依各非均匀区域所设计的逻辑运算式来做调整。

以使用直接映射单元233来补偿为例，以直接映射运算来补偿的演算法列举如下：

[R G B]＝MapFun([R G B]，[dR dG dB])

＝cures decided by LUT

该演算法请同时参考图4，图4表示该演算法的映射关系图。横轴表示映射前的像素亮度，纵轴表示映射后的像素亮度，该演算法的第一行将图像输出信号[R G B]设为(图像输入信号[R G B]，补偿值[dR dG dB])的映射方程式，可分别使用映射曲线401、映射曲线402、映射曲线403来补偿，而映射曲线401、映射曲线402、映射曲线403则由对照表来决定LUT。其中，映射曲线可为dR对映R、dG对映G、dB对映B，亦可不同色域交户对映，如dR对映G、dG对映B、dB对映R等对映方式。本领域技术人员当知直接映射单元233的补偿方法不限于上述的映射曲线，可于其他依非均匀区域所设计的映射曲线来做调整。

由本发明实施例观的，本发明处理次级面板可通过增益、偏置、LUT、逻辑操作来做补偿，而非通过材料，光学膜或制造等方式实现。

以使用动态操作单元234来补偿为例，比较前述数学运算单元231、逻辑运算单元232、直接映射单元233所得不同的处在于，动态操作单元是以渐进式来进行补偿，可使用位置或灰度亮度来调整权重值以进行补偿，图5A表示本发明实施例非均匀区域的区域分割图。直线LV1～LV6以不同斜率来规划出非均匀区域，图5B表示本发明实施例的非均匀区域的分布图，请同时参考图5A及图5B，在画面501中，内部路线C2内含有区域R2，内部路线C2及外部路线C1中含有区域R1。

以位置动态操作来补偿的演算法列举如下：

[R｀G｀B｀]＝SpaceFadingFun([R G B]，[dR dGdB]，SpaceWeighting(·))

e.g.，

[R｀G｀B｀]_A＝[R G B]_A+[dR dG dB]_A*SpaceFadingWeighting(R_A)；

e.g.，

[Y｀U｀V｀]_A＝[Y U V]_A+[dY dU dV]_A*SpaceFadingWeighting(R_A)；

Where R_A：distance of A point to NUR central point similarly，forYUV，YCbCr...

该演算法的第一行将图像输出信号[R｀G｀B｀]设为(图像输入信号[R G B]，补偿值[dR dG dB]*位置衰减权重值(·))的位置动态操作方程式，依据非均匀区域NUR的路线(Contour)、边界(Boundary)来执行于本演算法的动态操作，将图像输出信号[R｀G｀B｀]_A设定为图像输入信号[R G B]_A加上补偿值[dR dG dB]_A乘上位置衰减权重值(SpaceFadingWeight ing(R_A))；同理，将图像输出信号[Y｀U｀V｀]_A设定为图像输入信号[Y U V]_A加上补偿值[dY dU dV]_A乘上位置衰减权重值(SpaceFadingWeighting(R_A))；其中R_A为该补偿点离非均匀区域中心的距离，请同时参考该演算法、图5B及图6A，图6A表示本发明实施例动态操作曲线图。横轴表示位置，纵轴表示权重值，内部路线C1及外部路线C2之间可通过曲线601～604依位置来调整各像素不同的权重值，例如中心点为S1权值为1，由该渐进方式，可通过曲线601～604来更显示自然的视觉补偿效果。本领域技术人员当知动态操作单元234的补偿方法不限于上述的动态操作曲线，可于其他依非均匀区域所设计的位置动态操作曲线来做调整。图6B表示本发明实施例又一动态操作曲线图。横轴表示位置，纵轴表示权重值，内部路线C1及外部路线C2之间可通过曲线605～608依位置来调整各像素不同的权重值。请再参考图6C，图6C表示本发明又一实施例动态操作曲线图。横轴为位置，纵轴为权重值，图6C与图6A的不同点在于图6C分为在内部路线C1及外部路线C2之间，以六区段B1～B6来执行补偿，各区段的宽度，或称空间延迟/偏移(spatialdelay/shift)，可为2的n次方。

本发明实施例的权重值随中心点向周围递减，同时，本领域技术人员当知，本发明不限于权重值由正常区域向非均匀区域递减，可为正常区域向非均匀区域递增，并可由单边、双边来执行补偿。

以灰度动态操作来补偿的另一演算法列举如下：

[R G B]＝GrayFadingFun([R G B]，[dR dG dB]，

GrayWeighting(·))；

e.g.，

[R｀G｀B｀]_A＝[R G B]_A+[dR dG dB]_A*

GrayWeighting([R G B]_A)；

e.g.，

[Y｀U｀V｀]_A＝[Y U V]_A+[dY dU dV]_A*

GrayWeighting([Y U V]_A)；

Where GrayWeighting([R G B])：weighting depends on[R G B]grays；Similarly，for YUV，YCbCr

该演算法的第一行将图像输出信号[R｀G｀B｀]设为(图像输入信号[R GB]，补偿值[dR，dG，dB]*灰度权重值(·))的灰度动态操作方程式，依据图像输入信号[R G B]的灰度值来执行于本演算法的动态操作，将图像输出信号[R｀G｀B｀]_A设定为图像输入信号[R G B]_A加上补偿值[dR dG dB]_A乘上灰度权重值(GrayWeighting(R_A))，图像输出信号[Y｀U｀V｀]_A设定为图像输入信号[Y U V]_A加上补偿值[dY dU dV]_A乘上灰度权重值(GrayWeighting(R_A))，其中RGB信号的灰度权重值(GrayWeighting(R_A))依照RGB的灰度分布来决定，同理YUV信号、YCbCr亦同。请同时参考图7，图7表示本发明又一实施例动态操作曲线图。横轴为RGB灰度值，纵轴为权重值，该演算法使用曲线701～704来执行动态补偿，并在中间点S2的两边进行不同补偿。本领域技术人员当知动态操作单元234的补偿方法不限于上述的动态操作曲线，可于其他依非均匀区域所设计的灰度动态操作曲线来做调整。同时，本领域技术人员当知，本发明不限于权重值依灰度值递增，可为权重值依灰度值递减。

图8表示本发明实施例的平面显示器的非均匀区域分布图。图8的平面显示器具有非均匀区域NUR1～NUR3，其中非均匀区域NUR1的边界为H_start1、H_end1、Vstart_1、Vend_1，非均匀区域NUR2的边界为H_start2、H_end2、V_start2、V_end2，非均匀区域NUR3的边界为H_start3、H_end3、V_start3、V_end3，图8的一图像线分别经过非均匀区域NUR1～NUR3。

图9A表示本发明实施例的一维非均匀区域补偿硬件装置的一功能方块图。该一维非均匀区域补偿硬件装置包含非均匀区域判断单元901～904及非均匀区域补偿单元911，请同时参考图8及图9A，图8的该图像线上的图像输入信号，输入至非均匀区域判断单元901～904，其中非均匀区域判断单元901～904具有图2的非均匀区域判断单元21的结构，非均匀区域判断单元901使用经过图像线的边界H_start1、边界H_end1，来判断非均匀区域NUR1，而非均匀区域判断单元902使用经过图像线的边界H_start2、边界H_end2，来判断非均匀区域NUR2，非均匀区域判断单元903使用经过图像线的边界H_start3、边界H_end3，来判断非均匀区域NUR3，该该一维非均匀区域补偿硬件装置不限只判断3个非均匀区域，可具有例如非均匀区域判断单元904来判断边界H_startm、边界H_endm的区域，确认该图像输入信号进入非均匀区域NUR1～NUR3的部分再由非均匀区域补偿单元911补偿，来产生图像输出信号。

非均匀区域补偿单元911具有图2的非均匀区域补偿单元23的结构，可使用数学运算单元对图像输入信号的灰度/颜色信息来进行数学运算，如加法/减法、乘法/除法与偏移等。或可使用逻辑运算单元对图像输入信号的灰度/颜色信息来进行逻辑运算，如逻辑“与”、逻辑“或”、逻辑“异或”等。或可使用直接映射单元对图像输入信号的灰度/颜色信息来进行直接映射，如查表(look up table)法等。或可使用动态操作单元对图像输入信号依位置或灰度给予不同的权重值来进行补偿，非均匀区域补偿单元911使用数学运算单元、逻辑运算单元、直接映射单元与动态操作单元其中的一或相互任意组合来执行数字式补偿，并可视其需要使用其他数字式处理单元来针对不同类型或新类型数字式处理单元的非均匀区域进行处理，以使得本发明实施例具有扩充性。

图9B表示本发明实施例的一维非均匀区域补偿硬件装置的又一功能方块图。该一维非均匀区域补偿硬件装置包含非均匀区域判断单元905～908及非均匀区域补偿单元912～915，图9B的实施例与图9A的实施例最大不同点在于非均匀区域判断单元对应非均匀区域补偿单元的数目。在图9B中，非均匀区域判断单元905～908分别对应于非均匀区域补偿单元912～915，非均匀区域判断单元905判断图像输入信号于非均匀区域NUR1的部分，由非均匀区域补偿单元912实施第一种补偿例如逻辑运算；非均匀区域判断单元906判断图像输入信号于非均匀区域NUR2的部分，由非均匀区域补偿单元913实施第二种补偿例如数学运算；非均匀区域判断单元907判断图像输入信号于非均匀区域NUR3的部分，由非均匀区域补偿单元914实施第三种补偿例如直接映射；非均匀区域判断单元908判断后，由非均匀区域补偿单元915实施第四种补偿例如动态补偿。非均匀区域补偿单元911～915各自使用数学运算单元、逻辑运算单元、直接映射单元与动态操作单元其中的一或相互任意组合来执行数字式补偿，并可视其需要使用其他数字式处理单元来针对不同类型或新类型数字式处理单元的非均匀区域进行处理，以使得本发明实施例具有扩充性。

图9C表示本发明实施例的一维非均匀区域补偿硬件装置的另一功能方块图。该一维非均匀区域补偿硬件装置包含非均匀区域判断单元909及非均匀区域补偿单元916。非均匀区域判断单元909使用多条线不等式来判断图像输入信号于非均匀区域NUR1～NUR3的部分，线不等式的判断方法可参考图5A，可使用多条直线例如LV1～LV6来围出所需的区域，再由非均匀区域补偿单元916来执行数字式补偿。非均匀区域补偿单元916使用数学运算单元、逻辑运算单元、直接映射单元与动态操作单元其中的一或相互任意组合来执行数字式补偿，并可视其需要使用其他数字式处理单元来针对不同类型或新类型数字式处理单元的非均匀区域进行处理，以使得本发明实施例具有扩充性。图9A～图9C的非均匀区域补偿硬件装置均可设置在一芯片上以节省面积。

图9D为本发明实施例2维非均匀区域补偿硬件装置的参考功能方块图。该2维非均匀区域补偿硬件装置可包含非均匀区域处理电路93、动态随机存取存储器96、输入线缓冲器97、输出线缓冲器98，输入线缓冲器97的数据输入至非均匀区域处理电路93，再输入至输出线缓冲器98。非均匀区域处理电路93包含限制处理器931、运算单元932、数据处理器933、灰度衰减器934，限制处理器931限制处理器931用以限制该图像信号大小。。非均匀区域数据及变异量信息预先存储至动态随机存取存储器96，运算单元932可执行例如逻辑运算及数学运算功能。数据处理器933接收动态随机存取存储器96的数据进行解码及/或解压缩而输入至灰度衰减器934，灰度衰减器934，用以根据图像信号大小来对动态随机存取存储器96所存储的非均匀区域变异量信息进行不同权值的灰度衰减。再将该图像信号输入至运算单元932。与1维非均匀区域补偿装置比较来说，该2维非均匀区域补偿装置具有复杂度较低、成本较高的特点。

图10A表示本发明实施例的二维非均匀区域补偿硬件装置的一功能方块图。该二维非均匀区域补偿硬件装置包含二维非均匀区域数据库1001、非均匀区域一致性单元1002、二维非均匀区域补偿单元1003，二维非均匀区域数据库1001纪录一平面显示器的非均匀区域分布信息，该分布信息可经由非均匀区域一致性单元1002先行处理，再将该分布信息输入至二维非均匀区域补偿单元1003，由二维非均匀区域补偿单元1003对图像输入信号进行数字式补偿后产生二维图像输出信号。其中对照图9D来说，数据库1001可为图9D的动态随机存取存储器96，非均匀区域一致性单元1002可视为图9D的数据处理器933的普遍功能性描述，二维非均匀区域补偿单元1003可为图9D的非均匀区域处理电路93。

图10B表示图10A的非均匀区域一致性单元1002的功能方块图。非均匀区域一致性单元1002包含聚集单元U1、数学/映射/逻辑单元U2、空间位移/旋转单元U3、噪声滤波单元U4，聚集单元U1用以将多个小非均匀区域聚集成一大分布区域，数学/映射/逻辑单元U2用以将该分布信息利用数学运算、直接映射、逻辑运算作前置性处理，例如使用加减乘除、切割、LUT、逻辑“与”、逻辑“或”、逻辑“异或”，空间位移/旋转单元U3用以将该分布信息所记录的非均匀区域在空间中移动例如上下左右移动或旋转，噪声滤波单元U4滤除该分布信息的噪声，例如可使用低通滤波器、高通滤波器、遮蔽化(masking)、模糊化、清晰化、直方化(histogram)。非均匀区域一致性单元1002可使用聚集单元U1、数学/映射/逻辑单元U2、空间位移/旋转单元U3、噪声滤波单元U4其中的一或相互任意组合来执行图像处理，并可视其需要使用其他一致性处理单元来针对非均匀区域进行不同类型或新类型的图像处理，以使得本发明实施例具有扩充性。

图11表示本发明实施例的二维非均匀区域补偿硬件装置的另一功能方块图。该二维非均匀区域补偿硬件装置包含非均匀一致性单元1101、二维非均匀区域数据库1102、二维非均匀区域补偿单元1103。图11与图10A的最大不同点在于非均匀区域一致性单元1101位于二维非均匀区域数据库1102的前，二维非均匀平面信息由非均匀区域一致性单元1101处理后再送至二维非均匀区域数据库1102。非均匀区域一致性单元1101可使用计算机来实施，使用计算机来对二维非均匀平面信息进行图像处理后，再送至二维非均匀区域数据库1102存储，再由二维非均匀区域数据库1102控制二维非均匀区域补偿单元1103，接收二维图像输入信号，二维非均匀区域补偿单元1103对该二维图像输入信号补偿后产生二维图像输出信号。其中以计算机执行的非均匀区域一致性单元1101可执行如聚集单元、数学/映射/逻辑单元、空间位移/旋转单元、噪声滤波单元的功能，并可视其需要使用计算机程式对二维非均匀平面信息进行不同类型或新类型的图像处理，以使得本发明实施例具有扩充性。图10A或图11的非均匀区域硬件补偿硬件装置均可实现设置在一芯片上以节省面积。

图12A表示本发明实施例使用发光二极管背光模块板的显示器的功能方块图。该显示器包含温度传感器1201、颜色传感器1202、微处理器1203、发光二极管电源驱动器1204、发光二极管背光模块板1205、液晶显示面板1206。颜色传感器1202将图像信号输入至微处理器1203，微处理器1203并接收温度传感器1201的信号来驱动发光二极管电源驱动器1204，其中微处理器1203可包含一非均匀区域补偿硬件装置，微处理器1203及非均匀区域硬件装置可使用相同芯片或不同芯片实施的，预先存储发光二极管背光模块板1205的非均匀区域数据，将图像信号执行补偿后输入至发光二极管电源驱动器1204，而由发光二极管电源驱动器1204驱动发光二极管背光模块板1205。本领域技术人员当知，该非均匀区域补偿硬件装置不限设置于微处理器1203内，可设置于图像信号经过的途径，将图像信号预先补偿使得发光二极管背光模块板1205发出经调整过的亮度或颜色，来改善液晶显示面板1206的显示质量。

图12B表示本发明用于图12A发光二极管背光模块板的非均匀区域补偿硬件装置的功能方块图。非均匀区域处理单元1207及非均匀区域数据库1208组合成一非均匀区域补偿硬件装置，例如可为一芯片或不同芯片。图像输入信号输入至非均匀区域处理单元1207，再输入至发光二极管电源驱动器1204来执行补偿发光二极管背光模块板1205的非均匀区域数据的功能。在本发明的上述实施例中，当处理发光二极管背光模块板的非均匀区域时，并非通过材料，光学膜或制造手段来处理非均匀区域，故而不会增加发光二极管背光模块板的制造成本与复杂度。

综上所述，本发明由于采用数字式处理方式来对图像信号进行补偿，来处理非均匀区域以提升图像质量，且并非利用材料，光学膜或制造手段来处理非均匀区域，故而不会增加平面显示器的制造成本。

本发明虽以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行更动与修改，因此本发明的保护范围以所提出的权利要求所限定的范围为准。

Claims (11)

1.一种用于平面显示器的非均匀区域补偿硬件装置，用来改善一面板的非均匀现象，该非均匀区域补偿硬件装置为一芯片，该非均匀区域补偿硬件装置包含：

一非均匀区域判断单元，接收一图像信号，该非均匀区域判断单元根据一非均匀区域位置信息，来判断该图像信号落于该面板的一正常区域或一非均匀区域；以及

一非均匀区域补偿单元，其中该非均匀区域补偿单元根据所对应的该非均匀区域判断单元的一判断结果，对该图像信号通过数字式处理来进行补偿。

2.如权利要求1所述的非均匀区域补偿硬件装置，还包含一数据库，用以存储该非均匀区域位置信息。

3.如权利要求1所述的非均匀区域补偿硬件装置，其中该非均匀区域补偿单元包含一数学运算单元，该非均匀区域补偿单元通过该数学运算单元对该图像信号来进行补偿。

4.如权利要求1所述的非均匀区域补偿硬件装置，其中该非均匀区域补偿单元包含一逻辑运算单元，该非均匀区域补偿单元通过该逻辑运算单元对该图像信号来进行补偿。

5.如权利要求1所述的非均匀区域补偿硬件装置，其中该非均匀区域补偿单元包含一直接映射单元，该非均匀区域补偿单元通过该直接映射单元对该图像信号来进行补偿。

6.如权利要求1所述的非均匀区域补偿硬件装置，其中该非均匀区域补偿单元包含一动态操作单元，该动态操作单元执行动态操作，将该面板各像素的图像输出信号设定为该面板各像素的图像输入信号加上补偿值乘以该面板各像素的位置衰减权重值或灰度权重值来对该图像信号来进行补偿。

7.如权利要求6所述的非均匀区域补偿硬件装置，其中该面板的各像素的位置衰减权重值为一位置函数。

8.如权利要求6所述的非均匀区域补偿硬件装置，其中该面板的各像素的灰度权重值为一灰度函数。

9.如权利要求1所述的非均匀区域补偿硬件装置，其中该非均匀区域补偿硬件装置以数字式处理来补偿该图像信号，并输入补偿后的该图像信号至一发光二极管电源驱动器以控制一发光二极管背光模块板。

10.如权利要求1所述的非均匀区域补偿硬件装置，该面板为一液晶显示面板。

11.如权利要求1所述的非均匀区域补偿硬件装置，该面板为一发光二极管背光模块板。

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