CN101221733B - 可压缩的过度驱动电路及相关方法 - Google Patents

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Abstract

一种可压缩的过度驱动电路及相关方法。可压缩的过度驱动电路包括：压缩单元，用来压缩当前画面以产生压缩数据，供缓冲处理，其中该压缩数据包含多个非编码像素的像素值以及与这些非编码像素相关的多个索引值；以及解压缩单元，用来根据这些索引值以及这些非编码像素的像素值来解压缩，以产生前一画面的数据；其中该过度驱动电路利用该当前画面以及该前一画面的数据进行过度驱动处理。

Description

可压缩的过度驱动电路及相关方法
技术领域
本发明涉及液晶显示器的画面处理，特别涉及一种可压缩的过度驱动电路(overdrive circuit)及相关方法。
背景技术
液晶显示器由于具有较小的体积以及较轻的重量等优势，渐渐地取代传统的阴极射线管显示器。随着驱动信号的频率日益提升，液晶分子无法随驱动信号的改变而快速旋转到应当旋转的角度的问题就逐渐浮现。此问题在连续画面之间的像素值差异大的情况下尤其严重，往往在显示下一画面的亮度时，前一画面亮度仍没有真正呈现，所以出现画面模糊的现象，可称为残影。
图1显示现有技术的过度驱动电路10的示意图。对每一像素而言，RN、GN、与BN分别代表当前画面FN分别在R/G/B(即红、绿、蓝)色域的像素值，而RN-1、GN-1、与BN-1则分别代表前一画面FN-1分别在R/G/B色域的像素值。根据上述这些像素值，过度驱动电路10利用查询表(look-up table，LUT)来输出对应的色彩信号ROUT、GOUT、与BOUT，作为R/G/B色彩信道的色彩调整信号，以便控制各像素所对应的液晶分子的旋转速度的补偿量，以减少残影现象并提升画面质量。
然而，现有技术仍有其缺点。例如：当相继显示的两画面的亮度差异很大时，或是画面偏暗时，容易造成噪声相应地被放大，此外为了控制各像素的补偿量，必须储存前一张画面的所有像素值，随着液晶显示器的分辨率增加，用来进行上述的过度驱动处理的相关信号量必然增加，缓冲器的储存容量及对应的成本也因此大幅增加。因此，现有技术仍有改进的必要。
发明内容
因此本发明的目的之一在于提供可压缩的过度驱动电路及相关方法，以解决上述问题。
本发明的另一目的在于提供可压缩的过度驱动电路及相关方法，以便在过度驱动电路的缓冲器的储存容量受限的情况下，仍可支持更高分辨率的显示模式中的过度驱动处理，以确保在各个分辨率的显示模式中都能消除/减少残影并提升画面显示的质量。
本发明提供一种可压缩的过度驱动电路。该过度驱动电路包括：压缩单元，用来压缩当前画面以产生压缩数据，供缓冲处理，其中该压缩数据包含多个非编码像素的像素值以及与这些非编码像素有关的多个索引值；以及解压缩单元，用来根据这些索引值以及这些非编码像素的像素值来解压缩，以产生前一画面的多个像素值；其中该过度驱动电路利用该当前画面以及该前一画面的像素值进行过度驱动处理。
本发明还提供一种可压缩的过度驱动方法。该过度驱动方法包括：压缩当前画面以产生压缩数据，供缓冲处理，其中该压缩数据包含多个非编码像素的像素值以及与这些非编码像素相关的多个索引值；根据这些索引值以及这些非编码像素的像素值来解压缩，以产生前一画面的多个像素值；以及利用该当前画面以及该前一画面的像素值进行过度驱动处理。
附图说明
图1是现有技术的过度驱动电路的示意图。
图2是根据本发明实施例的可压缩的过度驱动电路方块图。
图3是图2所示的过度驱动电路所处理的像素的示意图。
图4是图2所示的压缩单元所处理的编码像素及其邻近像素的示意图。
图5是图4所示的编码像素所对应的压缩数据的格式。
图6是用于图2的压缩数据产生器的电路方块图。
图7是根据本发明实施例的可压缩的过度驱动方法的流程图。
图中标号说明如下：
10、100：过度驱动单元
112：压缩单元
112S：压缩数据产生器
114：缓冲器
116：解压缩单元
122、124：亮度计算器
130：RGB数据转换器
132：查询表
210-1、210-2、210-3、210-4：误差量计算器
220：比较电路
230：决定电路
α：混合值
E(U)、E(D)、E(L)、E(R)、E(Min)、E(Min_2nd)：误差量
E_Threshold：阈值
Rn、Gn、Bn、RN、GN、BN、LYN、RN-1、GN-1、BN-1、LYN-1、ROUT、GOUT、BOUT、En、Ev：信号
PX：编码像素
PUP、PDOWN、PLEFT、PRIGHT、P1、P2：编码像素的邻近像素
具体实施方式
本发明所提供的过度驱动电路及相关方法，可应用于液晶显示器等相关产品，以便对液晶显示面板的色彩信号进行过度驱动处理，以消除残影并提升画面显示的质量。
根据本发明不同的实施例所实现的过度驱动电路中可利用易失性内存作为缓冲器，例如：动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)、静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)作为缓冲器，其中压缩/解压缩功能可大幅地减少缓冲器的储存容量及成本。
图2显示根据本发明实施例的可压缩的过度驱动电路100的示意图，包括：压缩单元112、缓冲器114、解压缩单元116、两个亮度计算器(luminancecalculator)122与124、RGB数据转换器130以及查询表132。对应于R/G/B色域的待处理信号Rn、Gn、与Bn代表分别对应于一系列画面{F0，F1，...，FN}的信号{R0，R1，...，RN}、{G0，G1，...，GN}与{B0，B1，...，BN}。
在此实施例中，压缩单元112顺序地压缩每一画面F0、F1、...FN的多个像素值，所以前一画面FN-1的多个像素值的高有效位已被压缩而产生压缩数据供缓冲器114进行缓冲处理，再由解压缩单元124读出，其中本实施例的高有效位是定义为位[7:Q]且Q不大于7。如图3所示，过度驱动电路100所处理的像素包括编码像素(encoded pixel)与非编码像素(non-encoded pixel)，分别以空心圆和实心圆来表示。该压缩数据包含多个非编码像素的像素值、与这些非编码像素有关的索引值以及混和值(blending value)，缓冲器114暂存这些非编码像素的索引值、混和值及相关信息作为这些编码像素的像素值的编码数据。因此，本发明可节省缓冲器114的储存容量及频宽，本领域的技术人员可以改变这些非编码像素和这些编码像素的排列样式，例如：非编码像素和编码像素的比例、数量和/或排列方式。
如图2所示，解压缩单元124根据混和值来解压缩被缓冲处理的压缩数据，以透过分别对应于R/G/B色彩通道的高有效位的信号RN-1[7:Q]、GN-1[7:Q]和BN-1[7:Q]输出前一画面FN-1的像素值。在此，每一编码像素的编码数据包含混和值与两个索引值，解压缩单元114根据该混和值来混和两个索引值所代表的非编码像素的像素值，以产生该编码像素的像素值，所以前一画面FN-1中各编码像素的像素值都可取得。亮度计算器122与124分别根据画面FN与FN-1的像素值来计算连续两个画面FN与FN-1当中相对应像素的亮度LYN与LYN-1，作为数据转换器130进行过度驱动处理的根据。于是，RGB数据转换器130根据查询表132、亮度LYN-1和LYN、当前画面FN的像素值和前一画面FN-1的像素值的高有效位[7:Q]，来进行过度驱动处理。
图4是图2所示的压缩单元112所处理的编码像素PX及其邻近像素PUP、PDOWN、PLEFT、与PRIGHT的示意图，其中邻近像素PUP、PDOWN、PLEFT、与PRIGHT可分别以索引值0、3、1、与2来表示，而压缩单元112所产生的压缩数据包含多个这样的索引值。如此，这些索引值中之一的特定索引值可用来指出邻近像素PUP、PDOWN、PLEFT、和PRIGHT中的某一像素相对于编码像素PX的相对位置。本领域的技术人员可以改变编码像素PX的邻近像素的排列样式，例如：这些邻近像素的数量、排列方式、和/或围绕编码像素PX的排列圈数。
图5是图4所示的编码像素PX的压缩数据格式的实施例，压缩单元112只需输出如图5所示的六个位即可压缩编码像素PX的像素值，左侧两位代表像素P1，而中间两位代表像素P2，其可分别采用索引值0、1、2、或3的二进制值来表示像素位置，而最右侧两位代表对应于编码像素PX的混和参数，其中像素P1是编码像素PX的最相似邻近像素(neighboring pixel)，而像素P2则可是编码像素PX的次相似邻近像素或该最相似邻近像素。于是，解压缩单元114可根据对应于编码像素PX的混和参数，来混和像素P1与像素P2的像素值，以估计产生编码像素PX的像素值。
接下来用图6所示的压缩数据产生器112S来说明本实施例的压缩单元112如何选定像素P1和P2，其中压缩数据产生器112S是设置在压缩单元112中。压缩数据产生器112S包含有多个误差量计算器210-1、210-2、210-3、和210-4、比较电路220以及决定电路230。压缩单元112中的压缩数据产生器112S首先利用误差量计算器210-1、210-2、210-3、和210-4来计算分别与其对应的邻近像素PUP、PDOWN、PLEFT、和PRIGHT的误差量E(U)、E(D)、E(L)、和E(R)如下：
E(U)＝|X(R)-Up(R)|+|X(G)-Up(G)|+|X(B)-Up(B)|；
E(D)＝|X(R)-Down(R)|+|X(G)-Down(G)|+|X(B)-Down(B)|；
E(L)＝|X(R)-Left(R)|+|X(G)-Left(G)|+|X(B)-Left(B)|；以及
E(R)＝|X(R)-Right(R)|+|X(G)-Right(G)|+|X(B)-Right(B)|。
其中X(i)(i＝R、G、B)分别代表编码像素PX的像素值的红、绿、蓝色成分；而Up(i)、Down(i)、Left(i)、Right(i)(i＝R、G、B)可分别用来表示邻近像素PUP、PDOWN、PLEFT、PRIGHT的像素值的红、绿、蓝成分。
压缩单元112中的压缩数据产生器112S利用比较电路220判定误差量E(U)、E(D)、E(L)、和E(R)中的最小误差量E(Min)和次小误差量E(Min_2nd)；在本实施例中，比较电路220将分别对应于最小误差量E(Min)和次小误差量E(Min_2nd)的索引值输出到决定电路230，以分别指出对应于最小误差量E(Min)和次小误差量E(Min_2nd)的邻近像素，而索引值是从用来代表邻近像素PUP、PDOWN、PLEFT、和PRIGHT的索引值0、3、1、和2中选择。
根据误差量E(U)、E(D)、E(L)、E(R)，压缩数据产生器112S就可以由决定电路230来决定像素P1和P2，例如可输出分别代表像素P1和P2的索引值。优选地，决定电路230决定像素P1为对应于最小误差量E(Min)的邻近像素，即该最相似邻近像素。当(E(Min_2nd)-E(Min))不超过阈值E_Threshold，决定电路230决定像素P2为对应于次小误差量E(Min_2nd)的邻近像素，即该次相似邻近像素；而当(E(Min_2nd)-E(Min))超过阈值E_Threshold，也就是：
E(Min_2nd)-E(Min)＞E_Thresho1d
决定电路230决定像素P2也是对应于最小误差量E(Min)的邻近像素，即该最相似邻近像素，因为当E(Min_2nd)与E(Min)差距很大时，代表次相似像素的相似度甚低，优选地将其丢弃。
更进一步地，决定电路230根据差值(E(Min_2nd)-E(Min))来决定对应于编码像素PX的混和参数，其中当差值(E(Min_2nd)-E(Min))越小，混和参数越大，例如：混和参数是混和值α，而决定电路230可直接输出混和值α、或输出用来代表混和值α的索引值。
解压缩单元114的运行细节进一步说明如下，像素值P1(R)、P1(G)、和P1(B)，分别代表像素P1的像素值的红、绿、蓝色成分；像素值P2(R)、P2(G)和P2(B)，分别代表像素P2的像素值的红、绿、蓝色成分，在本实施例中，图5所示的六个位当中的右侧两位对应于混和值α的分子，并且混和值α具有共同的分母8，其中在上述的右侧两位所代表的十进制值分别为0、1、2、和3的情况下，混和值α分别为7/8、6/8、5/8、与4/8。
因此，解压缩单元114可根据下列方程式来重建编码像素PX的像素值的红色、绿色、蓝色成分：
X′(R)＝P1(R)*α+P2(R)*(1-α)；
X′(G)＝P1(G)*α+P2(G)*(1-α)；以及
X′(B)＝P1(B)*α+P2(B)*(1-α)。
于是，解压缩后的编码像素PX的像素值X′(i)(i＝R、G、B)可供亮度计算器124和RGB数据转换器130的运行。
图7是根据本发明实施例的可压缩的过度驱动方法900的流程图。在步骤910，压缩当前画面以产生压缩数据，供缓冲处理，其中该压缩数据包含多个非编码像素的像素值以及与这些非编码像素相关的多个索引值；在步骤920，根据索引值以及非编码像素的像素值来解压缩，以产生前一画面的多个像素值；在步骤930，利用当前画面以及前一画面的像素值进行过度驱动处理。
与现有技术相比，应用本发明的可压缩的过度驱动电路及相关方法所实现的液晶显示器等产品，仅需利用储存容量很小的缓冲器。本发明的另一优点是只需将压缩/解压缩的压缩比略微调整，就可以在缓冲器的储存容量不变甚至缩小的情况下，将分辨率规格进一步升级。
以上所述仅是本发明的优选实施例，凡在本发明请求保护的范围内所做的等效变化和修改，都应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种可压缩的过度驱动电路，包括：
压缩单元，用来压缩当前画面以产生压缩数据，供缓冲处理，其中该压缩数据包含多个非编码像素的像素值以及与这些非编码像素相关的多个索引值；以及
解压缩单元，用来根据这些索引值以及这些非编码像素的像素值来解压缩，以产生前一画面的数据；
其中该过度驱动电路利用该当前画面以及该前一画面的数据进行过度驱动处理，
其中该压缩数据包含多个混和值，这些混和值和这些索引值是多个编码像素的编码数据，并且该解压缩单元根据这些混和值来解压缩；
其中每一编码像素的编码数据包含混和值与两个索引值；以及该解压缩单元根据该混和值来混和该两个索引值所代表的非编码像素的像素值，以产生该编码像素的像素值，
其中该两个索引值相同，并且都代表该编码像素的最相似邻近像素。
2.一种可压缩的过度驱动电路，包括：
压缩单元，用来压缩当前画面以产生压缩数据，供缓冲处理，其中该压缩数据包含多个非编码像素的像素值以及与这些非编码像素相关的多个索引值；以及
解压缩单元，用来根据这些索引值以及这些非编码像素的像素值来解压缩，以产生前一画面的数据；
其中该过度驱动电路利用该当前画面以及该前一画面的数据进行过度驱动处理，
其中该压缩数据包含多个混和值，这些混和值和这些索引值是多个编码像素的编码数据，并且该解压缩单元根据这些混和值来解压缩；
其中每一编码像素的编码数据包含混和值与两个索引值；以及该解压缩单元根据该混和值来混和该两个索引值所代表的非编码像素的像素值，以产生该编码像素的像素值，
其中该两个索引值不同，并且分别代表该编码像素的最相似邻近像素和次相似邻近像素。
3.如权利要求1或2所述的过度驱动电路，其还包括：
数据转换器，用来根据该当前画面的像素值以及该前一画面的像素值的高有效位进行过度驱动处理。
4.如权利要求3所述的过度驱动电路，其还包括：
两个亮度计算器，都耦合到该数据转换器且分别耦合到该压缩单元和该解压缩单元，用来分别根据该当前画面的像素值和该前一画面的像素值的高有效位来计算该两个画面中相对应像素的亮度，以便进行过度驱动处理。
5.如权利要求1或2所述的过度驱动电路，其还包括：
缓冲器，耦合到该压缩单元与该解压缩单元之间，用来对该压缩数据进行缓冲处理。
6.一种可压缩的过度驱动方法，包括：
压缩当前画面以产生压缩数据，供缓冲处理，其中该压缩数据包含多个非编码像素的像素值以及与这些非编码像素相关的多个索引值；
根据这些索引值以及这些非编码像素的像素值来解压缩，以产生前一画面的数据；以及
利用该当前画面以及该前一画面的像素值进行过度驱动处理，
其中该压缩数据包含多个混和值，这些混和值与这些索引值是多个编码像素的像素值的编码数据，以及该解压缩步骤还包括根据这些混和值来解压缩的步骤；
其中每一编码像素的编码数据包含混和值和两个索引值；以及该解压缩步骤还包括根据该混和值来混和该两个索引值所代表的非编码像素的像素值、以产生该编码像素的像素值的步骤，
其中该两个索引值相同，并且都代表该编码像素的最相似邻近像素。
7.一种可压缩的过度驱动方法，包括：
压缩当前画面以产生压缩数据，供缓冲处理，其中该压缩数据包含多个非编码像素的像素值以及与这些非编码像素相关的多个索引值；
根据这些索引值以及这些非编码像素的像素值来解压缩，以产生前一画面的数据；以及
利用该当前画面以及该前一画面的像素值进行过度驱动处理，
其中该压缩数据包含多个混和值，这些混和值与这些索引值是多个编码像素的像素值的编码数据，以及该解压缩步骤还包括根据这些混和值来解压缩的步骤；
其中每一编码像素的编码数据包含混和值和两个索引值；以及该解压缩步骤还包括根据该混和值来混和该两个索引值所代表的非编码像素的像素值、以产生该编码像素的像素值的步骤，
其中该两个索引值不同，并且分别代表该编码像素的最相似邻近像素和次相似邻近像素。
8.如权利要求6或7所述的过度驱动方法，其中利用该当前画面以及该前一画面的像素值进行过度驱动处理的步骤还包括：
根据该当前画面的像素值以及该前一画面的像素值的高有效位进行过度驱动处理。
9.如权利要求6或7所述的过度驱动方法，还包括：
分别根据该当前画面的像素值与该前一画面的像素值的高有效位来计算该两个画面中相对应像素的亮度，以便进行过度驱动处理。
10.如权利要求6或7所述的过度驱动方法，还包括
对该压缩数据进行缓冲处理的步骤。
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