CN101140745A - 检测全局图像的方法、显示设备及其驱动方法 - Google Patents

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CN101140745A CNA2007101492107A CN200710149210A CN101140745A CN 101140745 A CN101140745 A CN 101140745A CN A2007101492107 A CNA2007101492107 A CN A2007101492107A CN 200710149210 A CN200710149210 A CN 200710149210A CN 101140745 A CN101140745 A CN 101140745A
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金太星
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Abstract

一种检测全局图像并去除图像模糊的方法和设备包括：在帧周期接收第n帧；通过使用第n帧和第n帧的先前帧来推测第n帧的运动；基于推测的运动来确定第n帧的运动画面的类型；根据所述运动画面的类型产生第n补偿帧；按顺序显示第n帧和第n补偿帧。

Description

检测全局图像的方法、显示设备及其驱动方法
技术领域
本发明涉及一种检测全局图像的方法、采用该方法的显示设备以及驱动该显示设备的方法，更具体地讲，涉及一种用于提高运动画面显示的质量的方法和设备。
背景技术
当高速运动画面显示在采用采样和保持方法的LCD设备上时，画面可能由于显示了几帧的前一图像的后滞(作为余象)而模糊。
当各种运动显示在一屏中时，由于眼睛不能够跟随持续短时间的运动，所以运动模糊可能不会被感觉到。然而，当相同的运动在某一区域中持续长时间时，运动模糊在屏幕上被容易地感觉到。例如，在全局图像或滚动图像中，由于整个画面(或大部分画面)恒定地运动，所以可能出现运动模糊。滚动图像实时地向着画面末端垂直或水平地运动。具体地讲，滚动图像的输入图像没有运动模糊，而滚动图像的显示的图像极大地增加了运动模糊。
发明内容
根据本发明的一方面，一种能够提高运动画面的显示的显示设备采用一种驱动方法，其中，通过使用第n帧和先前帧来检测第n帧的运动画面的类型；基于推测的运动确定第n帧的运动画面的类型；根据所述运动画面的类型产生第n补偿帧；以及按顺序显示第n帧和第n补偿帧，其中，n是自然数。
在本发明的另一示例性实施例中，所述检测全局图像的方法包括：根据第n帧和每个连续的先前帧中的k个块的改变的位置计算多个运动矢量；通过分析所述多个运动矢量来推测第n帧的运动矢量；当第n帧的运动矢量具有恒定的方向和大小时，确定第n帧为全局图像，其中，“n”和“k”是自然数。
在本发明的另一示例性实施例中，一种显示设备，包括：运动推测部分、补偿控制部分、补偿部分和显示面板。运动推测部分通过使用在帧周期接收的第n帧和存储的第n帧之前的先前帧来推测第n帧的运动，其中，n是自然数。补偿控制部分基于推测的运动来确定第n帧的运动画面的类型。补偿部分根据所述运动画面的类型产生第n补偿帧。显示面板在帧周期内显示第n帧和第n补偿帧。
根据检测全局图像的方法，通过根据输入的运动画面的信号选择性地补偿图像数据，去除了图像模糊并减少了制造成本。
附图说明
通过参照下面结合附图所进行的详细描述，本发明的上述和其它优点将会变得更加清楚，其中：
图1是示出根据本发明实施例的显示设备的框图；
图2是示出图1中的帧补偿部分的框图；
图3是示出根据本发明第一实施例的运动推测部分的操作过程的平面图；
图4是示出根据本发明第二实施例的运动推测部分的操作处理的平面图；
图5是示出根据本发明第三实施例的运动推测部分的操作处理的平面图；
图6是示出图1中的显示设备的驱动方法的流程图；
图7A、图7B和图7C是解释图6中的驱动方法的图像。
具体实施方式
在附图中，为了清楚，层和区域的大小以及相对大小可被夸大。
应该理解，当提到某一元件或层在另一元件或层“之上”、与另一元件或层“连接”或“连在一起”时，该元件或层可以直接在所述另一元件或层之上，与所述另一元件或层直接连接或连在一起，或者可存在介于这两者之间的元件或层。相反，当提到某一元件“直接在另一元件或层之上”、与另一元件或层“直接连接”或“直接连在一起”时，不存在介于这两者之间的元件或层。
以下，将参照附图来详细解释本发明。
图1是示出根据本发明实施例的显示设备的框图。
参照图1，所述显示设备包括控制部分110、电压产生部分120、帧补偿部分130、第一存储部分140、显示面板150、源极驱动部分160和栅极驱动部分170。
控制部分110基于从外部图形控制器(未示出)接收的原始控制信号101产生驱动控制信号，并基于该驱动控制信号控制显示设备的操作。例如，当原始控制信号101的帧频率为大约60Hz时，驱动控制信号的帧频率超过大约120Hz。
电压产生部分120产生用于驱动显示设备的驱动电压。例如，驱动电压包括用于驱动显示面板150的共电压Vcom、用于驱动源极驱动部分160的标准灰阶电压Vref和用于驱动栅极驱动部分170的栅极电压Von和Voff。
帧补偿部分130基于从外部图形控制器接收的帧的运动来输出补偿帧。例如，当接收的帧是全局图像时，帧补偿部分130输出用于补偿整个帧的第一补偿帧，当接收的帧是滚动图像时，帧补偿部分130输出用于部分补偿所述帧的第二补偿帧。此外，当接收的帧是一般图像时，帧补偿部分130输出用于重复接收的帧的第三补偿帧。
全局图像的运动矢量具有基本上恒定的方向和大小。滚动图像的运动矢量不具有基本上恒定的方向和大小，而垂直(或水平)方向的运动矢量在帧的上和下(或者左和右)部具有恒定的大小。
第一存储部分140基于控制部分110的控制记录以及读出接收的帧和对于每一帧的补偿帧。例如，控制部分110可基于驱动控制信号从第一存储部分140中读出接收的帧和补偿帧。例如，驱动控制信号可以具有大约120Hz的频率。
显示面板150包括由彼此交叉的源极线DL和栅极线GL定义的多个像素部分P。每一像素部分P包括：开关装置TFT，电连接至每一源极线和每一栅极线；液晶电容器CLC，电连接至开关装置TFT；和存储电容器线CST。
源极驱动部分160基于驱动控制信号将从第一存储部分140读取的接收的帧和补偿帧输出到源极线DL。例如，驱动控制信号可以具有大约120Hz的频率。源极驱动部分160在一个帧周期的第一时间段内将接收的帧的数据信号输出到源极线DL，在第二时间段内输出补偿帧的数据信号。所述帧周期可以是大约16.7ms。所述第一和第二时间段中的每个可以是大约16.7ms的帧周期的一半。
栅极驱动电路170基于控制部分110的控制在第一时间段内将栅极信号输出到栅极线GL，在第二时间段内将与栅极信号基本上相同的信号输出到栅极线GL。栅极信号在水平周期1H内两次被施加给相应的栅极线。
图2是示出图1中的帧补偿部分的框图。
参照图1和图2，帧补偿部分130包括补偿控制部分131、第二存储部分132、运动推测部分133和补偿部分137。
补偿控制部分131基于原始控制信号101控制帧补偿部分130的操作。
基于补偿控制部分131的控制而接收的接收的帧被记录在第二存储部分132中，并且前一帧被读取。
运动推测部分133通过使用第n帧Fn和从第二存储部分132中读取的第(n-1)帧Fn-1来计算第n帧Fn的运动矢量Mv_n，其中，n是自然数。
运动推测部分133仅计算运动矢量Mv_n。运动矢量Mv_n用于确定第n帧Fn的运动画面的类型。对于精确的运动矢量而言，可能不需要复杂的操作处理。
运动推测部分133通过各种简单的操作处理(诸如减小搜索范围和减小分辨率)来计算第n帧Fn的运动矢量Mv_n。稍后将参照图3、图4和图5来解释运动推测部分133的简单操作处理。
补偿控制部分131基于第n帧Fn的运动矢量Mv_n确定第n帧Fn的运动画面的类型，并控制补偿部分137的操作。
补偿部分137包括第一补偿部分134、第二补偿部分135和第三补偿部分136，并且基于补偿控制部分131的控制选择性地驱动第一补偿部分134、第二补偿部分135和第三补偿部分136，并产生第n补偿帧Fn′。
当第n帧Fn的运动矢量Mv_n具有基本上恒定的方向和大小时，补偿控制部分131确定第n帧Fn为全局图像，并控制第一补偿部分134产生第一补偿帧Fn′1。
第一补偿部分134产生并输出用于补偿整个第n帧Fn的第一补偿帧Fn′1。例如，当第n帧Fn的运动矢量Mv_n的大小较大时，第一补偿部分134产生接近于黑色的第一补偿帧Fn′1。当运动矢量Mv_n的大小较小时，第一补偿部分134产生接近于白色的第一补偿帧Fn′1。根据第n帧Fn的运动矢量Mv_n的大小产生第一补偿帧Fn′1。
当第n帧Fn的运动矢量Mv_n具有不同的方向和大小并且在上和下(或者左和右)部的运动矢量Mv_n在水平(或垂直)方向上具有恒定的大小时，补偿控制部分131确定显示图像为滚动图像，并控制第二补偿部分135产生第二补偿帧Fn′2。
第二补偿部分135产生并输出用于部分补偿第n帧Fn的第二补偿帧Fn′2。例如，当字幕显示在屏幕的下部时，通过部分补偿第n帧Fn的下部产生第二补偿帧Fn′2。除了下部以外，第二补偿帧Fn′2基本上与第n帧Fn相同。
当显示的图像被确定为既不是全局图像也不是滚动图像时，补偿控制部分131控制第三补偿部分136形成第三补偿帧Fn′3。第三补偿部分136输出第n帧Fn作为第三补偿帧Fn′3。
图3是示出根据本发明第一实施例的运动推测部分的操作过程的平面图。
参照图3，搜索范围的大小被减小以减小运动矢量的计算操作量。
根据块匹配算法(BMA)通过使用两个连续的帧来计算第n帧Fn的运动矢量Mv_n，所述两个连续的帧可以是第(n-1)帧Fn-1和第n帧Fn。第(n-1)帧Fn-1被划分为j个块B1、B2、...、Bj，针对每一块来搜索在第n帧Fn中定义的搜索范围，通过找到最匹配的块来获得运动矢量，其中，j是自然数。
例如，对于第(n-1)帧的第i块，通过搜索第n帧Fn的第i搜索范围SRi可以找到第i匹配块mBi。对于第i块Bi，通过第i匹配块mBi的水平运动分量和垂直运动分量来计算运动矢量Mvi。因此，每一搜索范围DRI被减小，每一块Bi比较的区域SRi被减小，从而计算操作的总量减少。
图4是示出根据本发明第二实施例的运动推测部分的操作过程的平面图。
参照图4，通过减小帧的分辨率来减小运动矢量Mvi的计算操作量。
运动推测部分133减小帧的分辨率，并推测运动。例如，通过子采样方法将帧的分辨率X1×Y1减小为X2×Y2。X1和Y1分别大于X2和Y2，X1、Y1、X2和Y2是自然数。子采样方法可包括将分辨率X1×Y1划分为3×3个子块，从每一子块SB中采样一个像素SP，从而将总分辨率减小到1/3比例。
使用分辨率减小的第(n-1)帧Fn-1和第n帧Fn来计算第n帧Fn的运动矢量Mv_n。计算运动矢量Mv_n的方法基本上与图3的方法相同。减小的帧被划分为j个块，通过搜索每个块来计算运动矢量。因此，分辨率被减小，从而计算操作的总量减少。
图5是示出根据本发明第三实施例的运动推测部分的操作过程的平面图。
参照图5，通过改变帧的k个块的位置来减少计算操作量，其中，“k”小于“j”，且k和j是自然数。
例如，根据第一和第二实施例的上述操作过程在一个帧周期期间(大约16.7ms)计算总共j个块的运动矢量。然而，稍后描述的操作过程在一个帧周期期间(大约16.7ms)计算总共k个块的运动矢量，从而相对减小了计算操作量。
运动推测部分133通过使用第n帧Fn的连续的先前帧Fn-5、Fn-4、Fn-3、Fn-2和Fn-1来推测第n帧Fn的运动矢量。
运动推测部分133在第(n-5)帧Fn-5的特定位置处设置k个第一块B11、B12、...、B1k。例如，k可以是8。八个第一块B11、B12、...、B18可以从屏幕的上部开始通过屏幕的中部向屏幕的下部排列。使用第一块B11、B12、...、B18通过第(n-4)帧Fn-4和块匹配算法来搜索第一匹配块，从而计算第一运动矢量。
运动推测部分133在第(n-4)帧Fn-4中设置相对于第一块B11、B12、...、B18具有不同位置的第二块B21、B22、...、B28。第一块B11、B12、...、B18和第二块B21、B22、...、B28的位置可以规则地或不规则地改变。
通过比较第二块B21、B22、...、B28和第(n-3)帧Fn-3来计算第二运动矢量。通过比较第(n-1)帧Fn的第(n-1)块B31、B32、...、B38和第n帧Fn来计算第五运动矢量。
运动推测部分133通过使用连续的帧Fn-5、Fn-4、Fn-3、Fn-2、Fn-1和Fn来计算多个运动矢量，并分析所述多个运动矢量以确定第n帧Fn的运动矢量Mv_n。
如果k是较大的数，那么运动矢量反映更早的数据。如果k是较小的数，那么运动矢量反映更近的数据。k可以在大约5和大约20之间。
使用本发明实施例的连续的帧(Fn-5、Fn-4、...Fn)计算多个运动矢量。然而，帧(Fn-h、Fn-(h-1)、...Fn)的数量可以在大约5和大约10之间，h是自然数。
图6是示出图1中的显示设备的驱动方法的流程图，图7A、图7B和图7C是解释图6中的驱动方法的图像。
参照图1、图2和图6，显示设备从外部图形控制器接收第n帧Fn和原始控制信号(步骤S311)。控制部分110将第n帧Fn存储到第一存储部分140，并基于原始控制信号产生驱动控制信号(例如，大约120Hz)以控制显示设备的操作。
在补偿控制部分131的控制下，第n帧被输入到帧补偿部分130，并被存储到第二存储部分132。
运动推测部分133通过使用第n帧Fn和从第二存储部分132读取的先前帧来计算第n帧Fn的运动矢量Mv_n。运动推测部分133可以如图3和图4所示通过使用第(n-1)帧Fn-1来计算第n帧Fn的运动矢量Mv_n，或者可以如图5所示通过使用连续的先前帧Fn-5、Fn-4、Fn-3、Fn-2和Fn-1来计算第n帧Fn的运动矢量Mv_n。
补偿控制部分131首先根据第n帧Fn的运动矢量Mv_n来确定第n帧Fn是否是全局图像(步骤S315)。当第n帧Fn被确定为全局图像时，补偿部分131控制第一补偿部分134产生第n补偿帧Fn′(步骤S317)。
当第n帧Fn的运动矢量Mv_n的大小较大时，第一补偿部分134产生接近于黑色的第一补偿帧Fn′1。当第n帧Fn的运动矢量Mv_n的大小较小时，第一补偿部分134产生接近于第n帧Fn的原始亮度的第一补偿帧Fn′1。
在第一确定过程中，当第n帧Fn不是全局图像时，补偿控制部分131接下来确定第n帧Fn是否是滚动图像。当第n帧Fn被确定为滚动图像时，补偿控制部分131控制第二补偿部分135产生第n补偿帧Fn′(步骤S321)。
如图7B所示，第二补偿部分135产生并输出用于部分补偿第n帧Fn的第二补偿帧Fn′2。例如，当字幕显示在屏幕的下部时，产生包括部分补偿的第n帧的下部的第二补偿帧Fn′2。除了下部以外，第二补偿帧Fn′2基本上与第n帧相同。
在第二确定过程(步骤S319)中，当第n帧Fn不是滚动图像时，补偿控制部分131确定第n帧Fn是一般图像。补偿控制部分131控制第三补偿部分136产生第n补偿帧Fn′(步骤S323)。
如图7C所示，第三补偿部分136输出第n帧Fn作为第三补偿帧Fn′3。
在上述过程(步骤S317、S321和S323)中，当产生第n补偿帧Fn′时，控制部分110将第n补偿帧Fn′存储到第一存储部分140。当第n补偿帧Fn′被存储到第一存储部分140时，控制部分110读出以前存储的第n帧Fn，将第n帧Fn输出到源极驱动部分160，并将第n补偿帧Fn′输出到源极驱动部分160。
源极驱动部分160基于驱动控制信号(例如，大约120Hz)在一个帧周期(大约16.7ms)的第一时间段将第n帧Fn输出到源极线DL，在一个帧周期的第二时间段将第n补偿帧Fn′输出到源极线DL。
在控制部分110的控制下，栅极驱动部分170在所述第一时间段将栅极信号输出到栅极线GL，在所述第二时间段将基本上与栅极信号相同的信号输出到栅极线GL。
因此，在一个帧周期(大约16.7ms)期间，第n帧Fn的图像和第n补偿图像按顺序显示在显示面板150上。
根据本发明，推测接收的运动画面的帧的运动，确定运动画面的类型为全局图像、滚动图像、一般图像等中的一种，并根据运动画面的类型适当地补偿图像。因此，去除了图像模糊，而且可以提高运动画面的显示质量。
在滚动图像中，从接收的帧检测运动，从而去除了字幕的图像模糊。
此外，应用仅获得运动画面的类型的简单运动推测处理来显示图像，从而简化了硬件的设计并减小了制造成本。
本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明的显示面板的材料、设备、构造和方法进行许多修改、替换和变型。据此，本发明的范围不应该限于示出和描述的特定实施例，这是因为这些特定实施例本质上只是示例性的，相反，本发明的范围应该与权利要求及其等同物完全相当。

Claims (25)

1.一种驱动显示设备的方法，包括：
在帧周期接收第n帧；
通过使用第n帧和第n帧的先前帧来推测第n帧的运动；
基于推测的运动来确定第n帧的运动画面的类型；
根据所述运动画面的类型产生第n补偿帧；
按顺序显示第n帧和第n补偿帧，其中，n是自然数。
2.如权利要求1所述的方法，其中，显示第n帧和第n补偿帧的步骤包括：
在帧周期的第一时间段内显示第n帧；
在帧周期的第二时间段内显示第n补偿帧。
3.如权利要求1所述的方法，其中，推测运动的步骤包括：根据块匹配算法通过使用第(n-1)帧和第n帧来计算第n帧的运动矢量。
4.如权利要求1所述的方法，其中，推测运动的步骤包括：计算第n帧和在第n帧之前的多个先前帧的不同区域的运动矢量，以推测第n帧的运动矢量。
5.如权利要求1所述的方法，其中，确定运动画面的类型的步骤包括：确定第n帧为全局图像、滚动图像和一般图像之一。
6.如权利要求5所述的方法，其中，当第n帧的运动矢量具有恒定的方向和大小时，第n帧被确定为全局图像。
7.如权利要求6所述的方法，其中，产生第n补偿帧的步骤包括：全部补偿第n帧以产生第n补偿帧。
8.如权利要求7所述的方法，其中，根据第n帧的运动矢量的大小来调整第n补偿帧的灰阶。
9.如权利要求5所述的方法，其中，当第n帧的运动矢量在该帧的上部和下部或者左部和右部具有恒定的方向和大小时，第n帧被确定为滚动图像。
10.如权利要求9所述的方法，其中，产生第n补偿帧的步骤包括：部分补偿第n帧以产生第n补偿帧。
11.如权利要求5所述的方法，其中，当第n帧既不是全局图像也不是滚动图像时，第n帧被确定为一般图像。
12.如权利要求11所述的方法，其中，产生第n补偿帧的步骤包括：产生基本上与第n帧相同的第n补偿帧。
13.一种检测全局图像的方法，包括：
根据第n帧和在第n帧之前的多个先前帧的k个块的改变位置计算多个运动矢量；
通过分析所述运动矢量来推测第n帧的运动矢量；
当第n帧的运动矢量具有恒定的方向和大小时，确定第n帧为全局图像，其中，n和k是自然数。
14.如权利要求13所述的方法，其中，k个块的位置在每一帧被规则地改变。
15.如权利要求13所述的方法，其中，k在5和20之间。
16.如权利要求13所述的方法，其中，计算运动矢量的步骤包括：通过使用5至10个先前帧来计算运动矢量。
17.一种显示设备，包括：
运动推测部分，通过使用在帧周期接收的第n帧和存储的第n帧之前的先前帧来推测第n帧的运动，其中，n是自然数；
补偿控制部分，基于推测的运动来确定第n帧的运动画面的类型；
补偿部分，根据所述运动画面的类型产生第n补偿帧；
显示面板，在帧周期显示第n帧和第n补偿帧。
18.如权利要求17所述的显示设备，其中，运动推测部分根据块匹配算法通过使用第(n-1)帧和第n帧来计算第n帧的运动矢量。
19.如权利要求17所述的显示设备，其中，运动推测部分通过计算第n帧和在第n帧之前的多个先前帧在不同区域的运动矢量来推测第n帧的运动矢量。
20.如权利要求17所述的显示设备，其中，当第n帧的运动矢量具有恒定的方向和大小时，补偿控制部分确定第n帧为全局图像，当第n帧的运动矢量在该帧的上部和下部或者左部和右部具有恒定的方向和大小时，补偿控制部分确定第n帧为滚动图像，当第n帧既不是全局图像也不是滚动图像时，补偿控制部分确定第n帧为一般图像。
21.如权利要求20所述的显示设备，其中，补偿部分包括：
第一补偿部分，产生第一补偿帧，通过全部补偿第n帧形成第一补偿帧；
第二补偿部分，产生第二补偿帧，通过部分补偿第n帧形成第二补偿帧；
第三补偿部分，产生第三补偿帧，第三补偿帧被形成为基本上与第n帧相同。
22.如权利要求21所述的显示设备，其中，当第n帧是全局图像时，补偿控制部分控制第一补偿部分输出第一补偿帧作为第n补偿帧，当第n帧是滚动图像时，补偿控制部分控制第二补偿部分输出第二补偿帧作为第n补偿帧，当第n帧是一般图像时，补偿控制部分控制第三补偿部分输出第三补偿帧作为第n补偿帧。
23.如权利要求22所述的显示设备，其中，第一补偿部分根据第n帧的运动矢量的大小来调整第一补偿帧的灰阶。
24.如权利要求17所述的显示设备，其中，显示面板包括由相互交叉的源极线和栅极线限定的多个像素部分，
每个像素部分包括：开关装置，电连接至每一源极线和每一栅极线；液晶电容器，电连接至开关装置。
25.如权利要求24所述的显示设备，还包括：
源极驱动部分，在帧周期的第一时间段内将第n帧输出到源极线，在帧周期的第二时间段内将第n补偿帧输出到源极线；
栅极驱动部分，在所述第一时间段内将栅极信号输出到栅极线，在所述第二时间段内将与栅极信号基本上相同的信号输出到栅极线。
CNA2007101492107A 2006-09-07 2007-09-07 检测全局图像的方法、显示设备及其驱动方法 Pending CN101140745A (zh)

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