CN101271672A - 应用于液晶显示装置的动态影像检测器及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种应用于液晶显示装置的动态影像检测器及其检测方法。其中所述动态影像检测器包含：一缓冲器，是用以储存一第一时刻的画面影像数据；一减法器，电连接所述缓冲器，接收所述第一时刻的画面影像数据以及一第二时刻的画面影像数据，计算所述第一时刻的画面影像数据以及所述第二时刻的画面影像数据的每个像素的差值；以及一灰阶度划分单元，电连接所述减法器，利用所述第一时刻的画面影像数据以及所述第二时刻的画面影像数据的每个像素的差值的结果产生一过驱动值，根据所述过驱动值决定相邻两画面影像数据是否有变动。

Description

应用于液晶显示装置的动态影像检测器及其检测方法

技术领域

本发明提供一种应用于液晶显示装置的动态影像检测器及其检测方法，尤指利用一动态影像检测器来分辨所输入的影像输入信号是动态影像或是静态影像而适当地将所述输入的影像输入信号显示在所述液晶显示装置上的应用于液晶显示装置的动态影像检测器及其检测方法。

背景技术

在液晶显示装置中，因为显示前一个画面(frame)的影像数据会持续保持到新的影像数据被写入，因而当显示动态影像时，会发生影像残留现象或是边缘模糊。为解决此问题，现有技术中利用一种以脉冲驱动背光的方法来克服上述的问题。然而，由于此方法是使用脉冲技术，所以在显示屏幕上会产生闪烁的现象。在显示动态影像时，这样的闪烁并不会引人注意，但是在显示静态影像时，则会相当显眼。传统技术是利用提高画面转换速度(frame rate)来解决静态影像下闪烁问题的方法，例如原来为60Hz的画面转换速度(frame rate)，将其增加为90或120Hz的画面转换速度(frame rate)，然而此方法的缺点是会使像素充电时间(pixel charging time)减少、数据信号衰减、驱动电路设计复杂化、增加系统端负担等。

移动补偿(Motion Compensation)是否能够有效或是成功，取决在移动估计(Motion Estimation)是否能够快速找出正确的移动向量(Motion Vector)出来，在现有技术中有各种移动估计(MotionEstimation)的快速演算法，譬如：全区域搜寻演算法(Full SearchAlgorithm)、低取样的全区域搜寻演算法(Full Search with Down-sampling Algorithm)、三阶段低取样的搜寻演算法(Three-step Searchwith Down-sampling Algorithm)…等等。然而现有技术中，计算影像数据的移动向量(motion vector)的比对，无论是在计算上或是在硬件实现上非常的复杂。

发明内容

本发明是为了克服现有技术存在的上述缺点，而提供的一种应用于液晶显示装置的动态影像检测器及其检测方法

本发明的主要目的是提供一种应用于液晶显示装置的动态影像检测器及其检测方法，利用一动态影像检测器来分辨所输入的影像输入信号是动态影像或是静态影像而适当地将所述输入的影像输入信号显示在所述液晶显示装置上，来提升液晶显示面板的显示效果。

有鉴于此，为了达到以上目的，

本发明提供一种动态影像检测装置，包含：

一储存装置，用以储存一第一时刻的画面影像数据；

一差值计算器，电连接所述储存装置，接收所述第一时刻的画面影像数据以及一第二时刻的画面影像数据，计算所述第一时刻的画面影像数据以及所述第二时刻的画面影像数据的每个像素的差值；以及

一灰阶度划分单元，电连接所述差值计算器，利用所述第一时刻的画面影像数据以及所述第二时刻的画面影像数据的每个像素的差值的结果产生一调整驱动值，根据所述调整驱动值决定相邻两画面影像数据是否有变动。

本发明提供一种动态影像检测方法，包含：

储存一第一时刻的画面影像数据；

接收所述第一时刻的画面影像数据以及一第二时刻的画面影像数据；

计算所述第一时刻的画面影像数据以及所述第二时刻的画面影像数据的每个像素的差值；以及

利用所述第一时刻的画面影像数据以及所述第二时刻的画面影像数据的每个像素的差值的结果产生一调整驱动值，根据所述调整驱动值决定相邻两画面影像数据是否有变动。

本发明还提供一种应用于液晶显示装置的动态影像检测器，包含：

一缓冲器，是用以储存一第一时刻的画面影像数据；

一减法器，电连接所述缓冲器，接收所述第一时刻的画面影像数据以及一第二时刻的画面影像数据，计算所述第一时刻的画面影像数据以及所述第二时刻的画面影像数据的每个像素的差值；以及

一灰阶度划分单元，电连接所述减法器，利用所述第一时刻的画面影像数据以及所述第二时刻的画面影像数据的每个像素的差值的结果产生一过驱动值，根据所述过驱动值决定相邻两画面影像数据是否有变动。

本发明还提供一种应用于液晶显示装置的动态影像检测方法，包含：

储存第一时刻的画面影像数据于一画面寄存器；

将所述第二时刻的画面影像数据逐步存入一第一行寄存器中；

将所述第一时刻的画面影像数据逐步存入所述第二行寄存器中；

计算储存于所述第二行寄存器中的所述第一时刻的画面影像数据以及储存于所述第一行寄存器中的所述第二时刻的画面影像数据的每个像素的差值；

一滤波器，电连接所述第一行寄存器，利用储存在所述第一行寄存器中的所述第二时刻的画面影像数据，产生一增益值；

将所述第一时刻的画面影像数据以及所述第二时刻的画面影像数据的每个像素的差值乘上所述增益值；以及

利用所述像素的差值乘上所述增益值产生一修正过驱动值，根据所述修正过驱动值决定相邻两画面影像数据是否有变动。

附图说明

本发明的具体特征、性能及其优点通过以下的实施例及其附图进一步描述。

图1是本发明第一较佳实施例的应用一动态影像检测器于一液晶显示装置的方块示意图。

图2是本发明第一较佳实施例的过驱动值(overdrive value，ODMV)计算流程示意图。

图3是本发明第二较佳实施例的应用一动态影像检测器于一液晶显示装置的方块示意图。

图4是本发明第二较佳实施例的过驱动值(modified overdrivevalue，MODMV)计算流程示意图。

图中主要元件符号说明如下：

100液晶显示装置          110动态影像检测器

111缓冲器(buffer)        112减法器

113灰阶度划分单元(threshold unit)

120查询表(Look-up table，LUT)

130数据驱动电路          140液晶面板

150扫瞄驱动电路          160驱动电路

170背光模组

210动态影像检测器

211第一行缓冲器(line buffer)

212画面缓冲器            213第二行缓冲器

214减法器                215滤波器

216乘法器

217灰阶度划分单元(threshold unit)

220查询表(Look-up table，LUT)

230数据驱动电路          240液晶面板

250扫瞄驱动电路          260驱动电路

270背光模组

具体实施方式

请参阅图1，图1是本发明第一较佳实施例的应用一动态影像检测器于一液晶显示装置的方块示意图。如图1所示，所述液晶显示装置100包含一动态影像检测器110、一查询表(Look-up table，LUT)120、一数据驱动电路130、一液晶面板140、一扫瞄驱动电路150、一驱动电路160以及一背光模组170。

所述动态影像检测器110包含一缓冲器(buffer)111、一减法器112以及一灰阶度划分单元(threshold unit)113。所述动态影像检测器110是接收一画面(frame)影像数据S1，根据相邻两画面(frame)影像数据的各个像素数据差值的总和的平均值，决定相邻两画面影像数据是否有变动，亦即画面影像数据是静态影像数据或是动态影像数据。如果相邻两画面(frame)影像数据的各个像素数据差值的总和的平均值小于或等于一临界值G_th，则代表画面影像数据是静态影像数据。如果相邻两画面(frame)影像数据的各个像素数据差值的总和的平均大于一临界值G_th，则代表画面影像数据是变动的，可能是动态影像数据或是杂讯。其中相邻两画面(frame)影像数据的差值的运算是以像素(pixel)为单位来进行，也就是相邻两画面(frame)影像数据的每个像素的差值。

此处的影像数据不一定要为一整个画面。以SXGA解析度的液晶显示器为例来解释说明。所述SXGA解析度的液晶显示器能提供解析度1280*1024的高解析度影像，其一张影像包含的像素为1280*1024*3，此处的方法可以是计算1280*1024*3个像素在前一张画面影像数据与这一张画面影像数据的差值的和的平均值，或者是只取某一个区域(block)为单位，例如8*8像素为一个区块(block)，来进行区块(block)内各个像素数据差值的和的平均值判断。

以一第一时刻的画面影像数据以及一第二时刻的画面影像数据为例进行说明如下：首先所述第一时刻的画面影像数据会储存在所述缓冲器(buffer)111，当所述动态影像检测器110接收到所述第二时刻的画面影像数据时，则利用所述减法器112计算所述第一时刻的画面影像数据以及所述第二时刻的画面影像数据的每个像素的差值。将所述第一时刻的画面影像数据以及所述第二时刻的画面影像数据的每个像素的差值的结果送入所述灰阶度划分单元(threshold unit)113则可决定一过驱动值(overdrive motion value，ODMV)。利用所述过驱动值可决定相邻两画面(frame)影像数据的灰阶值变动情形。

因此，当相邻两画面(frame)影像数据的差值的总和的平均值小于或等于一临界值G_th，画面影像数据是静态影像数据，此时致动所述驱动电路160使所述背光模组170持续开启，提供稳定光源，并不使用扫瞄式背光(scan backlight)技术提供光源。当相邻两画面(frame)影像数据的差值的总和的平均值大于一临界值G_th，则代表画面影像数据是变动的，此时致动所述驱动电路160使所述背光模组170使用扫瞄式背光(scan backlight)技术提供光源。因此利用此技术可以避免因为静态影像时利用扫瞄式背光(scan backlight)技术提供光源产生闪烁(flicker)现象。

而临界值G_th的取得方式举例说明如下：

以实际人眼实验、其他人眼模拟软件或是在现有技术中里面提到的移动向量(Motion Vector)演算法来得出一般影像的平均速度V_avg。

参照VESA标准(standard)所定义的一般影像的平均移动速度而得到平均速度V_avg。

以上述的两种方法得到平均速度V_avg后，可以利用下列方程式(1)得出临界值G_th，假设以WXGA 1366*768解析度为例，则是：

G_th＝(768*V_avg*b)/(1366*768)(1)

方程式(1)中的b代表一个移动影像其具有的边界数，b＝2时代表一个移动影像其具有左右两条边界，b也可为1或甚至2以上的数字。

请参阅图2，这是本发明第一较佳实施例的过驱动值(overdrivevalue，ODMV)计算流程示意图。如图2所示，将前一时刻的画面影像数据储存在一缓冲器中，将前一时刻的画面影像数据与现在时刻的画面影像数据进行过驱动值(overdrive value，ODMV)的计算，根据所述过驱动值可决定相邻两画面(frame)影像数据的灰阶值变动情形。如果所述过驱动值(ODMV)越大，代表相邻两画面(frame)影像数据的灰阶值变动越大，亦即动态影像数据的移动变化是比较大的。因此根据该过驱动值(overdrive value，MODMV)的大小来进行不同程度的扫瞄式背光(scan backlight)提供光源。

其中动态影像检测器110是利用一过驱动移动检测技术(overdrive-type motion detection technique)，该过驱动移动检测技术其运算式如下：

$\mathrm{ODMV}=\frac{C}{\mathrm{resx}*\mathrm{resy}}\underset{x=1}{\overset{\mathrm{resx}}{\mathrm{\Σ}}}\underset{y=1}{\overset{\mathrm{resy}}{\mathrm{\Σ}}}|f(x,y,n)-f(x,y,n-1)|---\left(2\right)$

其中，C代表一正规化数值(normalized value)；resx代表一水平解析度值；resy代表垂直解析度值；f(x，y，n)代表现在时刻的画面影像数据；以及f(x，y，n-1)代表前一时刻的画面影像数据。

所以方程式(2)代表了相邻两画面影像数据的每个像素的灰阶值差值的总和的平均值。因此利用所述过驱动值(ODMV)的大小可知相邻两画面影像数据的灰阶值变动情形。如果所述过驱动值(ODMV)越大，代表相邻两画面影像数据的灰阶值变动越大，亦即动态影像数据的移动变化是比较快的，反之亦然。

利用前述实施例的技术，可以分辨静态影像与动态影像，但为加强分辨动态影像的移动程度，故针对所述过驱动值(ODMV)乘上一增益值而产生一修正过驱动值(modified overdrive value，MODMV)。利用该修正过驱动值来决定所述动态影像的移动程度。详细说明请参阅图3，图3是本发明第二较佳实施例的应用一动态影像检测器于一液晶显示装置的方块示意图。如图3所示，所述液晶显示装置200包含一动态影像检测器210、一查询表(Look-up table，LUT)220、一数据驱动电路230、一液晶面板240、一扫瞄驱动电路250、一驱动电路260以及一背光模组270。

所述动态影像检测器210包含一第一行缓冲器(line buffer)211、一画面缓冲器212、一第二行缓冲器213、一减法器214、一滤波器215、一乘法器216以及一灰阶度划分单元(threshold unit)217。所述动态影像检测器210是接收一画面(frame)影像数据S2，根据相邻两画面(frame)影像数据的各个像素数据差值乘上一增益值GAIN的总和的平均值，决定相邻两画面影像数据是否有变动，亦即画面影像数据是静态影像数据或是动态影像数据。如果相邻两画面(frame)影像数据的各个像素数据差值乘上一增益值GAIN的总和的平均值小于或等于一临界值G_th，则代表画面影像数据是静态影像数据。如果相邻两画面(frame)影像数据的各个像素资差值乘上一增益值GAIN的总和的平均值大于所述临界值G_th，则代表画面影像数据是变动的，可能是动态影像数据或是杂讯。

如第一较佳实施例中的叙述，此处的影像数据不一定要为一整个画面。以SXGA解析度的液晶显示器为例来解释说明。所述SXGA解析度的液晶显示器能提供解析度1280*1024的高解析度影像，其一张影像包含的像素为1280*1024*3，此处的方法可以是计算1280*1024*3个像素在前一张画面影像数据与这一张画面影像数据的差值乘上一增益值GAIN的总和的平均值，或者是只取某一个区域(block)为单位，例如8*8像素为一个区块(block)，来进行区块(block)内各个像素数据差值乘上一增益值GAIN的总和的平均值判断。

其中相邻两画面(frame)影像数据的差值的运算是以像素(pixel)为单位来进行，也就是相邻两画面(frame)影像数据的每个像素的差值。然后再将每个像素的差值乘上一增益值而产生一修正过驱动值(modified overdrive value，MODMV)。其中所述增益值的产生是以n*n像素的区块(block)为单位来计算而得，例如8*8像素的区块。增益值的产生可以利用区块(block)中灰阶值的最大值减去灰阶值的最小值，而得到所述增益值GAIN。或是所述滤波器215利用一n*n像素的区块(block)设计一滤波值，将所述滤波器215中的n*n像素的区块(block)乘以对应的画面(frame)影像数据的n*n像素的区块(block)而得到一增益值GAIN，借由矩阵相乘，滤除低频信号而留下高频信号，因此所述滤波器是一高通滤波器。

以一第一时刻的画面影像数据以及一第二时刻的画面影像数据为例，首先所述第一时刻的画面影像数据会储存在所述画面缓冲器212，当所述动态影像检测器210接收到所述第二时刻的画面影像数据时，所述第一行缓冲器(line buffer)211会逐步将所述第二时刻的画面影像数据存入所述第一行缓冲器211中，且所述第二行缓冲器213亦从所述画面缓冲器212逐步将所述第一时刻的画面影像数据储存在所述第二行缓冲器213，利用所述减法器214计算第一时刻的画面影像数据以及第二时刻的画面影像数据的每个像素的差值。如前述利用所述滤波器215可以获得所述增益值GAIN，利用所述乘法器216将所述增益值乘上每个像素的差值。利用所述增益值GAIN乘上每个像素的差值的总和的平均值，再计算出所述修正过驱动值(modified overdrivevalue，MODMV)。利用该过驱动值可决定相邻两画面(frame)影像数据的灰阶值变动情形。其中第一行缓冲器(line buffer)211或是第二行缓冲器213一般使用可为8条行缓冲器(8-line buffer)，然而不限制在8条行缓冲器(8-line buffer)。

因此，当相邻两画面(frame)影像数据的差值为零，画面影像数据是静态影像数据，此时致动所述驱动电路260使所述背光模组270持续开启，提供稳定光源，并不使用扫瞄式背光(scan backlight)技术提供光源。当相邻两画面(frame)影像数据的差值不为零，则代表画面影像数据是变动的，此时致动所述驱动电路260使所述背光模组270使用扫瞄式背光(scan backlight)技术提供光源。并根据所述修正过驱动值(modified overdrive value，MODMV)的大小来进行不同程度的扫瞄式背光(scan backlight)提供光源。

因此利用此技术可以避免因为静态影像时利用扫瞄式背光(scanbacklight)技术提供光源产生闪烁(flicker)现象。

请参阅图4，图4是本发明第二较佳实施例的过驱动值(modifiedoverdrive value，MODMV)计算流程示意图。如图4所示，将前一时刻的画面影像数据储存在一画面缓冲器中，利用该画面缓冲器212将前一时刻的画面影像数据储存在画面缓冲器212。所述第一行缓冲器(line buffer)211会逐步将现在时刻的画面影像数据存入第一行缓冲器211中，且第二行缓冲器213亦从所述画面缓冲器212逐步将前一时刻的画面影像数据会储存在所述第二行缓冲器213。将前一时刻的画面影像数据与现在时刻的画面影像数据进行一修正过驱动值(modified overdrive value，MODMV)的计算，根据所述修正过驱动值(modified overdrive value，MODMV)可决定相邻两画面(frame)影像数据的灰阶值变动情形。如果所述修正过驱动值(modifiedoverdrive value，MODMV)越大，代表相邻两画面(frame)影像数据的灰阶值变动越大，亦即动态影像数据的移动变化是比较大的。

其中所述动态影像检测器210是利用一修正过驱动移动检测技术(modified overdrive-type motion detection technique)，所述过驱动移动检测技术其运算式如下：

$\mathrm{MODMV}=\frac{C}{\mathrm{resx}*\mathrm{resy}}\underset{x=1}{\overset{\mathrm{resx}}{\mathrm{\Σ}}}\underset{y=1}{\overset{\mathrm{resy}}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{GAIN}*\left|(f(x,y,n)-f(x,y,n-1))\right|---\left(3\right)$

其中，C代表一正规化数值(normalized value)；resx代表一水平解析度值；resy代表垂直解析度值；f(x，y，n)代表现在时刻的画面影像数据；f(x，y，n-1)代表前一时刻的画面影像数据以及GAIN代表增益值。

所以方程式(3)代表了相邻两画面影像数据的每个像素的灰阶值差值的总和的加权平均值。因此利用所述修正过驱动值(modifiedoverdrive value，MODMV)的大小可知相邻两画面影像数据的灰阶值变动情形。如果所述修正过驱动值(modified overdrive value，MODMV)越大，代表相邻两画面影像数据的灰阶值变动越大，亦即动态影像数据的移动变化是比较大的，反之亦然。

虽然本发明已以数个较佳实施例揭露如上，但其并非用以限定本发明，任何本技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，都可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求书范围所界定的为准。

Claims (12)

1. 一种动态影像检测装置，其特征在于，包含：

一储存装置，用以储存一第一时刻的画面影像数据；

一差值计算器，电连接所述储存装置，接收所述第一时刻的画面影像数据以及一第二时刻的画面影像数据，计算所述第一时刻的画面影像数据以及所述第二时刻的画面影像数据的每个像素的差值；以及

一灰阶度划分单元，电连接所述差值计算器，利用所述第一时刻的画面影像数据以及所述第二时刻的画面影像数据的每个像素的差值的结果产生一调整驱动值，根据所述调整驱动值决定相邻两画面影像数据是否有变动。

2. 如权利要求1所述的动态影像检测装置，其特征在于，当相邻两画面影像数据的各个像素数据差值的总和的平均值小于或等于一临界值，则代表画面影像数据是静态影像数据，当相邻两画面影像数据的各个像素数据差值的总和的平均值大于所述临界值，则代表画面影像数据是变动的。

3. 如权利要求1所述的动态影像检测装置，其特征在于，当相邻两画面影像数据的各个像素数据差值的总和的平均值小于或等于一临界值，所述画面影像数据是静态影像数据，此时致动所述液晶显示装置的驱动电路使所述液晶显示装置的背光模组持续开启，提供稳定光源。

4. 如权利要求2所述的动态影像检测装置，其特征在于，当相邻两画面影像数据的各个像素数据差值的总和的平均值小于或等于所述临界值，所述画面影像数据是静态影像数据，此时致动所述液晶显示装置的驱动电路使所述液晶显示装置的背光模组持续开启，提供稳定光源。

5. 如权利要求1所述的动态影像检测装置，其特征在于，当相邻两画面影像数据的各个像素数据差值的总和的平均值大于所述临界值，则代表画面影像数据是变动的，此时致动所述液晶显示装置的驱动电路使所述液晶显示装置的背光模组使用扫瞄式背光技术提供光源。

6. 如权利要求4所述的动态影像检测装置，其特征在于，当相邻两画面影像数据的各个像素数据差值的总和的平均值大于所述临界值，则代表画面影像数据是变动的，此时致动所述液晶显示装置的驱动电路使所述液晶显示装置的背光模组使用扫瞄式背光技术提供光源。

7. 一种动态影像检测方法，其特征在于，包含：

储存一第一时刻的画面影像数据；

接收所述第一时刻的画面影像数据以及一第二时刻的画面影像数据；

计算所述第一时刻的画面影像数据以及所述第二时刻的画面影像数据的每个像素的差值；以及

利用所述第一时刻的画面影像数据以及所述第二时刻的画面影像数据的每个像素的差值的结果产生一调整驱动值，根据所述调整驱动值决定相邻两画面影像数据是否有变动。

8. 一种应用于液晶显示装置的动态影像检测器，其特征在于，包含：

一画面缓冲器，用以储存第一时刻的画面影像数据；

一第一行缓冲器，将所述第二时刻的画面影像数据逐步存入该第一行缓冲器中；

一第二行缓冲器，电连接所述画面缓冲器，将所述第一时刻的画面影像数据逐步存入所述第二行缓冲器中；

一差值计算器，电连接所述第一行缓冲器以及所述第二行缓冲器，计算所述第一时刻的画面影像数据以及所述第二时刻的画面影像数据的每个像素的差值；

一滤波器，电连接所述第一行缓冲器，利用储存在所述第一行缓冲器中的所述第二时刻的画面影像数据，产生一增益值；

一乘法器，电连接所述差值计算器以及所述滤波器，将所述第一时刻的画面影像数据以及所述第二时刻的画面影像数据的每个像素的差值乘上所述增益值；以及

一灰阶度划分单元，电连接所述乘法器，利用所述像素的差值乘上所述增益值产生一修正过驱动值，根据所述修正过驱动值决定相邻两画面影像数据是否有变动。

9. 如权利要求8所述的动态影像检测器，其特征在于，所述增益值的产生是以一n*n像素的区块为单位来计算而得。

10. 如权利要求8所述的动态影像检测器，其特征在于，所述增益值的产生是利用所述区块中灰阶值的最大值减去灰阶值的最小值，而得到所述增益值。

11. 如权利要求8所述的动态影像检测器，其特征在于，所述增益值的产生是利用所述n*n像素的区块设计一滤波值，将所述n*n像素的区块乘以对应的所述第二时刻的画面影像数据的n*n像素的区块而得到所述增益值。

12. 一种应用于液晶显示装置的动态影像检测方法，其特征在于，包含：

储存第一时刻的画面影像数据于一画面缓冲器；

将所述第二时刻的画面影像数据逐步存入一第一行缓冲器中；

将所述第一时刻的画面影像数据逐步存入所述第二行缓冲器中；

计算储存于所述第二行缓冲器中的所述第一时刻的画面影像数据以及储存于所述第一行缓冲器中的所述第二时刻的画面影像数据的每个像素的差值；

一滤波器，电连接所述第一行缓冲器，利用储存在所述第一行缓冲器中的所述第二时刻的画面影像数据，产生一增益值；

将所述第一时刻的画面影像数据以及所述第二时刻的画面影像数据的每个像素的差值乘上所述增益值；以及

利用所述像素的差值乘上所述增益值产生一修正过驱动值，根据所述修正过驱动值决定相邻两画面影像数据是否有变动。

Images