CN101894529A - 基于单伽马的彩色伽马产生系统、方法及其显示系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于单伽玛的彩色伽玛产生系统及方法，及基于单伽马的显示系统。在实施例中，伽玛控制器产生多个伽玛曲线，其分别对应至色彩空间的多个颜色。伽玛电压产生器根据被选颜色的被选伽玛曲线，用以产生多个伽玛参考电压。影像处理器接收伽玛曲线并补偿未选颜色的影像数据。
Description
技术领域
本发明有关伽玛(gamma)参考电压的产生，特别是关于一种基于单伽玛(single-gamma)的彩色伽玛参考电压产生系统及方法。
背景技术
显示系统一般都具有非线性关系的伽玛(gamma)反应特性，使得显示亮度不会完美地与输入电压成比例。基于此种伽玛特性，通常都会依据伽玛曲线来对影像信号进行前置补偿，用以反向补偿显示系统的非线性特性。
平面显示器(例如液晶显示器)通常会包含伽玛参考电压产生器，用以校正人类视觉的非线性特性。图1A显示现有的伽玛参考电压产生器(简称伽玛产生器)，其使用串联电阻器10所组成的电压分压器。为了增强现代平面显示器的对比度，会根据数据分布情形以动态调整伽玛产生器所产生的参考电压。图1B示例适应性(或动态)模拟伽玛参考电压产生器(gammareference voltage generator，GRVG)12，其公开于Seung-Woo Lee的“ContrastEnhancement in Liquid Crystal Displays by Adaptive Modification of AnalogGamma Reference Voltages”，IEICE Trans.Electron.，Vol.E90-C，No.11，pp.2083-2087，2007年11月。
图1B所示的适应性(或动态)伽玛参考电压的产生仅能适用于灰度级显示。对于彩色显示，则需要使用独立伽玛(或称三伽玛)架构，其公开于R.I.McCartney、M.J.Bell的“A Third Generation Timing Controller And ColumnDriver Architecture Using Point-to-Point Differential Signaling”，Society forInformation Display，vol.13，no.2，pp.91-97，2005年2月。
图2A显示三伽玛时序控制器(TCON)的框图，而图2B则例示三独立伽玛电压曲线。参考图2A，三伽玛TCON包含动态模拟伽玛控制器20，其提供灰度级码分别给三个独立伽玛产生器22R、22G、22B。根据此架构，三个伽玛产生器不但占用相当的芯片面积，且此架构无法适用于现今的TCON架构。
由于现有的三伽玛架构无论就其架构或者制造都显得复杂，因此需要提出一种新颖的彩色动态模拟伽玛系统，其不但具有简单的架构，且可兼容于现今的时序控制器(TCON)。
发明内容
基于上面所述，本发明的目的之一在于提出一种彩色动态模拟伽玛系统的单伽码架构，其不但具有简单的架构，且可适用于现今的时序控制器(TCON)。
根据本发明的实施例，基于单伽玛的彩色伽玛产生系统包含伽玛控制器、伽玛电压产生器及影像处理器。伽玛控制器产生多个伽玛曲线，其分别对应至色彩空间的多个颜色(例如R、G与B)。在实施例中，伽玛控制器根据影像数据的数据分布以产生该伽玛曲线。伽玛电压产生器根据被选(selected)颜色(例如G)的被选伽玛曲线，用以产生多个伽玛参考电压。影像处理器(例如数字影像处理器)接收伽玛曲线并补偿未选(non-selected)颜色(例如R和B)的影像数据。源极驱动器接收伽玛电压产生器所产生的多个伽玛参考电压，以及接收来自影像处理器的补偿影像数据。显示面板则受源极驱动器的驱动。
附图说明
图1A显示现有的伽玛参考电压产生器。
图1B显示现有的适应性模拟伽玛参考电压产生器。
图2A显示现有的三伽玛时序控制器(TCON)的框图。图2B示例相关于图2A的三个独立伽玛电压曲线。
图3A是显示本发明实施例的基于单伽码(single-gamma)的彩色动态伽玛产生系统的框图。
图3B示例图3A的相关伽玛曲线R、G、B。
图3C是显示本发明实施例的基于单伽码的彩色动态伽玛产生方法的流程图。
图4A示例影像数据分布的分布图(histogram)。
图4B显示动态伽玛控制(DGC)之前及之后的伽玛曲线。
【主要组件符号说明】
10 电阻器
12 适应性(或动态)模拟伽玛参考电压产生器
20 动态模拟伽玛控制器
22R、22G、22B 独立伽玛产生器
300 基于单伽码的彩色动态伽玛产生系统
30 动态伽玛控制器
32 数字影像处理器
34 伽玛电压产生器
36 源极驱动器
38 显示面板
301-304 基于单伽码的彩色动态伽玛产生方法
具体实施方式
图3A是显示本发明实施例的基于单伽码(single-gamma)的彩色动态伽玛产生系统300的框图。图3B示例图3A的相关伽玛曲线R、G、B。图3C是显示本发明实施例的基于单伽码的彩色动态伽玛产生方法的流程图。
在本实施例中，基于单伽码的彩色动态伽玛产生系统300包含动态模拟伽玛控制器(简称动态伽玛控制器)30、数字影像处理器32及伽玛参考电压产生器(简称伽玛电压产生器)34。动态伽玛控制器30接收影像数据并据以产生伽玛曲线，如图3B所示的R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)(步骤301)。对于某一颜色，灰度级码会对应至输出电压。虽然本实施例使用R/G/B色彩空间(color space)，然而本发明也可适用于其它的色彩空间。在本实施例中，动态伽玛控制器30根据影像数据的数据分布情形以动态(或适应性)产生伽玛曲线。如前述Seung-Woo Lee所公开的，假设影像具有如图4A所示的数据分布情形。由于影像在灰度级范围R2(32-63)及范围R3(64-127)具有较多数据，因此伽玛曲线在范围R2-R3内将得到较多的调整，如图4B所示。在本实施例中，动态伽玛控制器30分别根据影像数据R、G、B的数据分布情形以动态调整伽玛曲线R、G、B。值得注意的是，图3B仅显示出调整后的伽玛曲线。
对于动态伽玛控制器30所产生的三条伽玛曲线R、G、B，其中仅有一条曲线会被选出作为单一伽玛曲线，用以提供给伽玛电压产生器34(步骤302)。在实施例中，伽玛电压产生器34可包含数字至模拟转换器(DAC)，用以将数字伽玛曲线数据转换为模拟形式。经转换后的模拟伽玛参考电压(简称伽玛参考电压)则被提供给源极驱动器36，其再驱动显示面板38，例如液晶显示器。源极驱动器36可由多种已知的架构来实施，因此其细节在此不予赘述。
另一方面，动态伽玛控制器30所产生的三条伽玛曲线R、G、B则被馈至数字影像处理器32。由于仅有一条伽玛曲线(例如曲线G)被选为单一伽玛曲线，因此其它颜色(例如红色(R)及蓝色(B))的影像数据在被送至源极驱动器36之前，必须先进行补偿(步骤303)。这种补偿可经由映射(mapping)被选颜色(G)和未选颜色(R或B)伽玛曲线之间的数据来实现，如图3B所示。例如，如果输入影像数据R的值为Rin，则数字影像处理器32会将该值映像至值为Rout的补偿数据R’。在这个例子中，未选伽玛曲线R的Rin值所对应的输出电压将会等于(或大约等于)被选伽玛曲线G的Rout值所对应的输出电压。类似的道理，如果输入影像数据B的值为Bin，则数字影像处理器32会将该值映像至值为Bout的补偿数据B’。在这个例子中，未选伽玛曲线B的Bin值所对应的输出电压将会等于(或大约等于)被选伽玛曲线G的Bout值所对应的输出电压。在其它实施例中，也可使用与图3B所示的不同的映射方式。接下来，在步骤304，补偿影像数据R’、B’连同原影像数据G被馈至源极驱动器36，其再驱动显示面板38。由于未选伽玛曲线的影像数据(例如R’及B’)已经过前置补偿，因此，这些数据即可兼容于被选伽玛曲线(例如曲线G)，而不会产生失真。
根据本发明实施例，彩色动态伽玛产生系统300使用单一伽玛架构，其不但远较三个伽玛架构来得简单，且更可以兼容于现今的时序控制器。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非用以限定本发明的权利要求；凡其它未脱离发明所公开的精神下所完成的等效改变或改进，均应被包含在下述权利要求的范围内。
Claims (19)
1.一种基于单伽玛的彩色伽玛产生系统，包含：
伽玛控制器，用以产生多个伽玛曲线，其分别对应至色彩空间的多个颜色；
伽玛电压产生器，其根据被选颜色的被选伽玛曲线，用以产生多个伽玛参考电压；及
影像处理器，用以接收该伽玛曲线并补偿未选颜色的影像数据。
2.如权利要求1所述的基于单伽玛的彩色伽玛产生系统，其中，所述色彩空间包含红(R)、绿(G)及蓝(B)。
3.如权利要求1所述的基于单伽玛的彩色伽玛产生系统，在该伽玛曲线中，灰度级码对应至输出电压。
4.如权利要求1所述的基于单伽玛的彩色伽玛产生系统，其中，所述伽玛控制器根据该影像数据的数据分布，来动态产生该伽玛曲线。
5.如权利要求1所述的基于单伽玛的彩色伽玛产生系统，其中，所述伽玛电压产生器包含数字至模拟转换器(DAC)。
6.如权利要求1所述的基于单伽玛的彩色伽玛产生系统，其中，来自该影像处理器的补偿影像数据和该多个伽玛参考电压被馈至源极驱动器。
7.如权利要求3所述的基于单伽玛的彩色伽玛产生系统，其中，所述影像数据的补偿是经由该被选伽玛曲线与该未选伽玛曲线的影像数据的映像而得到的。
8.如权利要求7所述的基于单伽玛的彩色伽玛产生系统，其中，所述未选伽玛曲线的第一影像数据被映像至该被选伽玛曲线的第二影像数据，使得对应至该未选伽玛曲线的第一影像数据的输出电压大约等于对应至该被选伽玛曲线的第二影像数据的输出电压。
9.一种基于单伽玛的彩色伽玛产生方法，包含：
产生多个伽玛曲线，其分别对应至色彩空间的多个颜色；
选择伽玛曲线对应至被选颜色；
根据该被选伽玛曲线，以产生多个伽玛参考电压；及
补偿未选颜色的影像数据。
10.如权利要求9所述的基于单伽玛的彩色伽玛产生方法，其中，所述色彩空间包含红(R)、绿(G)及蓝(B)。
11.如权利要求9所述的基于单伽玛的彩色伽玛产生方法，在该伽玛曲线中，灰度级码对应至输出电压。
12.如权利要求9所述的基于单伽玛的彩色伽玛产生方法，其中，所述伽玛曲线是根据该影像数据的数据分布所产生的。
13.如权利要求9所述的基于单伽玛的彩色伽玛产生方法，进一步包含将该补偿影像数据和该多个伽玛参考电压馈至源极驱动器的步骤。
14.如权利要求11所述的基于单伽玛的彩色伽玛产生方法，其中，所述影像数据的补偿是经由该被选伽玛曲线与该未选伽玛曲线的影像数据的映像而得到的。
15.如权利要求14所述的基于单伽玛的彩色伽玛产生方法，其中，所述未选伽玛曲线的第一影像数据被映像至该被选伽玛曲线的第二影像数据，使得对应至该未选伽玛曲线的第一影像数据的输出电压大约等于对应至该被选伽玛曲线的第二影像数据的输出电压。
16.一种基于单伽玛的显示系统，包含：
动态伽玛控制器，其根据影像数据的数据分布以产生多个伽玛曲线，其分别对应至色彩空间的多个颜色，其中该伽玛曲线中，灰度级码对应至输出电压；
伽玛电压产生器，其根据被选颜色的被选伽玛曲线，用以产生多个伽玛参考电压；
影像处理器，用以接收该伽玛曲线并补偿未选颜色的影像数据；
源极驱动器，用以接收该伽玛电压产生器所产生的多个伽玛参考电压，以及接收来自该影像处理器的补偿影像数据；及
显示面板，由该源极驱动器驱动。
17.如权利要求16所述的基于单伽玛的显示系统，其中，所述色彩空间包含红(R)、绿(G)及蓝(B)。
18.如权利要求16所述的基于单伽玛的显示系统，其中，所述影像数据的补偿是经由该被选伽玛曲线与该未选伽玛曲线的影像数据的映像而得到的。
19.如权利要求18所述的基于单伽玛的显示系统，其中，所述未选伽玛曲线的第一影像数据被映像至该被选伽玛曲线的第二影像数据，使得对应至该未选伽玛曲线的第一影像数据的输出电压大约等于对应至该被选伽玛曲线的第二影像数据的输出电压。
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