CN102110403B - 改善显示器拖影现象的方法及相关的显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种改善显示器拖影现象的方法及相关的显示器。该改善显示器拖影现象的方法中，用来显示亮子帧画面与用来插黑的暗子帧画面的动态影像亮度函数会各自根据两个各自对应于拖影现象的最佳化与闪烁现象的最佳化的动态影像亮度子函数来决定。通过决定该两个代表不同最佳化的动态影像亮度子函数在动态影像亮度函数中的比率，可以输出亮度呈现平稳改变的亮子帧画面与暗子帧画面，减缓闪烁现象并提升影像显示质量。

Description

改善显示器拖影现象的方法及相关的显示器
技术领域
本发明涉及一种改善显示器拖影现象的方法及相关的显示器。
背景技术
一般的显示面板包含液晶面板与有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)面板，且这些显示面板在显示动态影像常出现质量不佳的现象，产生上述现象的主要原因是反应速度不足。通常来说，一般显示面板使用的稳态(Hold-type)发光方式也会产生拖影(Motion Blur)现象，从而降低显示面板的动态影像质量。请参阅图1，其为一般显示面板使用稳态发光方式运作时的时间与亮度关系图。图1所示的实线为一般显示面板以稳态进行发光时的曲线，而虚线代表人类肉眼观看以稳态显示的显示面板时所感受到的亮度，其中图1传输显示画面所使用的帧频率假设为60Hz。观察图1可以发现，人类的肉眼会自动的对所感受到的亮度变化进行积分，导致人类肉眼容易感受到的前帧画面留下的亮度而产生视觉暂留，并与显示面板实际显示的亮度产生了叠加效应，因而肉眼会感受到拖影现象。
为了解决显示面板以稳态发光方式进行显示时产生的拖影现象的问题，脉冲形式(Pulse-type)的发光方式被应用于一般的显示面板上。请参阅图2，其为一般显示面板使用脉冲形式的发光方式运作时的时间与亮度关系图，其中显示画面所使用的帧频率假设为与图1相同的60Hz。图2所示的实线为一般显示面板以脉冲型式进行发光时的曲线，而虚线代表人类肉眼观看以脉冲形式显示的显示面板时所感受到的亮度，一般显示面板以脉冲形式来进行发光显示时，人类肉眼所感受到的平均亮度较接近显示面板的实际亮度，因而一般不会发生拖影现象。
一般脉冲形式的发光方式主要包含俗称插黑的黑画面插入技术(Black Frame InsertionTechnology)。插黑技术的主要特征在于以双倍帧频率(Double Frame Rate)来将原本以单倍帧频率传输的每一帧画面改为连续传输两个子帧画面(Sub-frame)，其中较晚出现的子帧画面为一黑画面。
请参阅图3及图4。图3为使用插黑技术将单一帧画面置换为两个相邻的子帧画面以进行显示的简略示意图。在图3中的三个帧画面F(n)、F(n+1)、F(n+2)，表示三个连续时间点中被连续显示的三个帧画面。每一帧画面对应于两个子帧画面，例如帧画面F(n)对应于子帧画面F(n)_1与F(n)_2、帧画面F(n+1)对应于子帧画面F(n+1)_1与F(n+1)_2、帧画面F(n+2)对应于子帧画面F(n+2)_1与F(n+2)_2。子帧画面F(n)_1、F(n+1)_1、F(n+2)_1分别含有帧画面F(n)、F(n+1)、F(n+2)的影像，只是其亮度会高于帧画面F(n)、F(n+1)、F(n+2)的影像，以避免插入子帧画面F(n)_2、F(n+1)_2、F(n+2)_2后造成亮度不如帧画面F(n)、F(n+1)、F(n+2)的亮度；子帧画面F(n)_2、F(n+1)_2、F(n+2)_2各自对应于帧画面F(n)、F(n+1)、F(n+2)中插黑的黑色子帧画面(即黑画面)，然子帧画面F(n)_2、F(n+1)_2、F(n+2)_2亮度并非一定为全黑，其会根据每一帧画面F(n)、F(n+1)、F(n+2)的亮度来决定，且其亮度会低于帧画面F(n)、F(n+1)、F(n+2)的亮度。
图4显示图3所示的各帧画面与子帧画面所使用的亮度的简略示意图；其中显示帧画面F(n)、F(n+1)、F(n+2)的帧频率假设为60Hz，而以插黑技术显示子帧画面F(n)_1与F(n)_2、F(n+1)_1与F(n+1)_2、F(n+2)_1与F(n+2)_2的帧频率假设为60Hz的两倍的120Hz。观察图4可以发现，黑色子帧画面F(n)_2、F(n+1)_2、F(n+2)_2皆为在各自对应的帧画面F(n)、F(n+1)、F(n+2)中亮度较低的子帧画面；且每一黑色子帧画面必定被夹在两个亮度较亮的子帧画面中间，使得显示面板以原来帧频率的两倍及明暗相间的子帧画面来进行显示，并藉此改善如的前所述的拖影现象。
然而，如图4所示，由于显示单一帧画面时以同时显示一明一暗的两子帧画面的方式进行，所以肉眼容易明显感受到画面的亮度差异，即产生所谓的闪烁现象(Flicker)。如此一来，插黑虽然改善了拖影现象，但是因为引进了闪烁现象而仍然会降低显示画面的质量。
现有技术另揭露有另外一种以插黑技术改善显示画面质量的方法。在该方法中，代表帧画面的平均灰阶值与亮度之间关系的函数会拆解成两个子函数。请参阅图5，其为现有技术中应用插黑技术时将代表帧画面的平均灰阶值与亮度之间关系的函数拆解成两个子函数的示意图。在图5中，帧画面的平均灰阶值与亮度的关系会建立为一原始动态影像亮度函数f(g)，并储存于一查询表中；其中g代表一帧画面的平均灰阶值，而原始动态影像亮度函数f(g)的值即为平均灰阶值g所对应的亮度；对于熟习显示器相关领域者而言，原始动态影像亮度函数f(g)即为一伽马曲线(Gamma Curve)，故其定义不再多加赘述。其中，图45所示的斜率m是指动态影像亮度函数相应段直线的斜率。
原始动态影像亮度函数f(g)会根据灰阶值g的不同值被拆解成两个相异的动态影像亮度子函数f1(g)与f2(g)，其中动态影像亮度子函数f1(g)代表一亮度较高的函数，动态影像亮度子函数f2(g)代表一亮度较低的函数，以使动态影像亮度子函数f1(g)及f2(g)所仿真出来的影像的亮度较为接近相对于原始动态影像亮度函数f(g)的影像的亮度；在图5所示的平均灰阶值g的有效区间0至S内，动态影像亮度子函数f1(g)与f2(g)没有交点。图5所示的例子中，原始动态影像亮度函数f(g)根据平均灰阶值n拆解成动态影像亮度子函数f1(g)与f2(g)，且随着平均灰阶值n的值不同，原始动态影像亮度函数f(g)也会被拆解成不同轨迹的动态影像亮度子函数f1(g)与f2(g)，其中动态影像亮度子函数f1(g)对应于显示像素时亮度较亮的子帧画面，而动态影像亮度子函数f2(g)对应于显示像素时亮度较暗的子帧画面或上述的黑色子帧画面。然而，观察图5可以知，即使应用图5所述的子函数来进行显示画面时的插黑，但是两个连续播放的相邻子帧画面在大部分的状况下仍然具有相当明显的亮度差距，如当平均灰阶值g等于n时，动态影像亮度子函数f1(g)与f2(g)的差异极大，因此会在显示器造成闪烁现象。
发明内容
针对现有技术显示器存在的问题，有必要提供一种改善显示器拖影现象的方法及相关显示器。
一种改善显示器拖影现象的方法，该方法包括如下步骤：统计每一帧画面的所有像素的灰阶值信息；根据该灰阶值信息产生一比率；根据该比率及一第一动态影像亮度函数公式确定一第一动态影像亮度函数，并根据该比率及一第二动态影像亮度函数公式确定一第二动态影像亮度函数；根据每一帧画面数据及该第一动态影像亮度函数产生一第一子帧画面数据；根据该每一帧画面数据及该第二动态影像亮度函数产生一第二子帧画面数据；及根据该第一子帧画面数据显示一第一子帧画面，并根据该第二子帧画面数据显示一第二子帧画面。该第一动态影像亮度函数公式为f1(g)＝x·f1(g)+(1-x)·f1(g)′。该第二动态影像亮度函数公式为F2(g)＝x·f2(g)+(1-x)·f2(g)′。x代表该比率。f1(g)代表该第一动态影像亮度函数。F2(g)代表该第二动态影像亮度函数。f1(g)与f2(g)代表根据一第一预定平均灰阶值将显示一帧画面时所使用的一原始动态影像亮度函数分解成的一第一动态影像亮度子函数与一第二动态影像亮度子函数。第一动态影像亮度子函数f1(g)与第二动态影像亮度子函数f2(g)在该原始动态影像亮度函数的一有效灰阶值范围内没有交点。第一动态影像亮度子函数f1(g)的亮度高于第二动态影像亮度子函数f2(g)的亮度。f1(g)′与f2(g)′代表根据该第一预定平均灰阶值将该原始动态影像亮度函数分解成的一第三动态影像亮度子函数一第四动态影像亮度子函数。第三动态影像亮度子函数f1(g)′与第四动态影像亮度子函数f2(g)′在该有效灰阶值范围内仅于该第一预定灰阶值上有交点。
一种显示器，包括一像素统计模组、一比率产生模组、一第一动态影像亮度函数模组、一第二动态影像亮度函数模组及一显示面板。该像素统计模组用于统计每帧画面的所有像素的灰阶值信息。该比率产生模组用于根据每帧画面的所有像素的灰阶值信息产生一比率。该第一动态影像亮度函数模组包括一第一动态影像亮度函数公式。该第一动态影像亮度函数模组用于根据该比率确定一第一动态影像亮度函数，并进一步根据每一帧画面数据及该第一动态影像亮度函数产生一第一子帧画面数据。该第二动态影像亮度函数模组包括一第二动态影像亮度函数公式。该第二动态影像亮度函数模组用于根据该比率确定一第二动态影像亮度函数，并进一步根据该每一帧画面数据及该第二动态影像亮度函数产生一第二子帧画面数据。该显示面板根据该第一子帧画面数据显示第一子帧画面及根据该第二子帧画面数据显示该第二子帧画面。该第一动态影像亮度函数公式为F1(g)＝x·f1(g)+(1-x)·f1(g)′。该第二动态影像亮度函数公式为F2(g)＝x·f2(g)+(1-x)·f2(g)′。x代表该比率。f1(g)代表该第一动态影像亮度函数。F2(g)代表该第二动态影像亮度函数。f1(g)与f2(g)代表根据一第一预定平均灰阶值将显示一帧画面时所使用的一原始动态影像亮度函数分解成的一第一动态影像亮度子函数与一第二动态影像亮度子函数。该第一动态影像亮度子函数f1(g)与该第二动态影像亮度子函数f2(g)在该原始动态影像亮度函数的一有效灰阶值范围内没有交点。第一动态影像亮度子函数f1(g)的亮度高于第二动态影像亮度子函数f2(g)的亮度。f1(g)′与f2(g)′代表根据该第一预定平均灰阶值将该原始动态影像亮度函数分解成的一第三动态影像亮度子函数一第四动态影像亮度子函数。该第三动态影像亮度子函数f1(g)′与该第四动态影像亮度子函数f2(g)′在该有效灰阶值范围内仅于该第一预定灰阶值上有交点。
与现有技术相比较，本发明所揭露的改善显示器拖影现象的方法与相关的显示器，除了可以直接改进显示器的拖影现象以外，也同时改进现有技术中显示器使用插黑技术时会引进闪烁现象的问题。在本发明所揭露的方法中，用来显示亮子帧画面与用来插黑的暗子帧画面的动态影像亮度函数各自被切割为两个动态影像亮度子函数。通过统计单一帧画面中灰阶值较低的像素数量多少，可以决定动态影像亮度函数中两个动态影像亮度子函数各自的比例，并据此输出亮度呈现平稳改变的亮子帧画面与暗子帧画面，同时减轻闪烁现象，以达成影像显示质量的最佳化。
附图说明
图1为一般显示面板使用稳态发光方式运作时的时间与亮度关系图。
图2为一般显示面板使用脉冲形式的发光方式运作时的时间与亮度关系图。
图3为使用插黑技术将单一帧画面置换为两个相邻的子帧画面以进行显示的简略示意图
图4为显示图3所示的各帧画面与子帧画面所使用的亮度的简略示意图。
图5为现有技术中应用插黑技术时将代表帧画面中各像素的灰阶值与亮度之间关系的函数拆解成两个子函数以改善拖影现象的简略示意图。
图6为本发明在插黑技术中为了改善闪烁现象所引用的一种切割伽马曲线的方式的简略示意图。
图7为实施本发明所揭露改善显示器拖影现象的方法的一显示器的简略示意图。
图8与图9为图7所示的像素统计模组所产生的两种灰阶值统计曲线的简略范例示意图。
图10为确定图5所示的动态影像亮度子函数f1(g)及图6所示的动态影像亮度子函数f1(g)′之间的比率x以产生动态影像亮度函数f1(g)时以函数曲线具体说明的示意图。
图11为确定动态影像亮度子函数f2(g)及f2(g)′之间比率以产生动态影像亮度函数F2(g)时以函数具体进行说明的示意图。
图12为本发明所揭露改善显示器拖影现象的方法的流程图。
图13为执行图12所示步骤214时，以对应于动态影像亮度函数f1(g)及F2(g)来决定播放的该第一子帧画面及该第二子帧画面的亮度的函数示意图。
图14为图7所示的比率产生模组在决定比率x的值时一理想过程的示意图。
主要元件符号说明
帧画面F(n)、F(n+1)、F(n+2)
子帧画面F(n)_1、F(n)_2、F(n+1)_1、F(n+1))_2、F(n+2)_1、F(n+2)_2
动态影像亮度函数f1(g)、F2(g)、f(g)
动态影像亮度子函数f1(g)、f1(g)′、f2(g)、f2(g)′
显示器100
像素统计模组110
比率产生模组120
动态影像亮度函数模组130、140
显示面板150
步骤202、204、205、206、207、208、209、210、212、214
具体实施方式
请参阅图6，其为本发明在插黑技术中为了避免闪烁现象所使用的一种切割伽马(Gamma)曲线的方式的简略示意图。如图6所示，原始动态影像亮度函数f(g)以平均灰阶值n来做切割，并切割为动态影像亮度子函数f1(g)′与f2(g)′，动态影像亮度子函数f1(g)′所对应的子帧画面F(n)_1含有原始动态影像亮度函数f(g)所对应的帧画面F(n)的影像，动态影像亮度子函数f2(g)′所对应的子帧画面F(n)_2为帧画面F(n)中插黑的黑色子帧画面(即黑画面)。如图6所示，在平均灰阶值g的值小于n时，动态影像亮度子函数f1(g)′所对应的子帧画面的亮度高于动态影像亮度子函数f2(g)′所对应的子帧画面的亮度；而平均灰阶值g的值大于n时，动态影像亮度子函数f1(g)′所对应的子帧画面的亮度低于动态影像亮度子函数f2(g)′所对应的子帧画面的亮度。
根据图6所示，动态影像亮度子函数f1(g)′与f2(g)′在灰阶值n处有一交点，使得动态影像亮度子函数f1(g)′与f2(g)′两者之间的亮度差在平均灰阶值为n1至n2的区间内具有幅度较小的亮度差，即相邻两子帧画面的亮度差异较小，也因此可以将图5会产生的闪烁现象大幅度改善。请注意，图6中所示的平均灰阶值n的可以设定范围可以根据显示器的显示面板的不同而有所变化，例如可以为0至255(即灰阶值S的值为255)，然也可以将其调整为小于0至255的范围。在设定好n的后，n即已固定，因此在显示器工作时，n不会自动改变，然而使用者仍可以根据其个人偏好及显示器的使用状况在n的可以设定范围内重新设定n的值。在理想状态中，n的值大约为S的一半，n1大约为n的一半，n2大约为n及S的平均值，如此在大部分的显示状况下，显示器的闪烁状况皆可以避免。
本发明另外揭露一种改善拖影现象的方法，以使显示器的显示状况得以最佳化。
请参阅图7，其为实施本发明所揭露确定动态影像亮度函数的方法的一显示器100的简略示意图。如图7所示，显示器100包含一像素统计模组110、一比率产生模组120、一第一动态影像亮度函数模组130、一第二动态影像亮度函数模组140、及一显示面板150。该显示面板150可以为液晶显示面板，则该显示器100为液晶显示器。
像素统计模组110用来检测显示器100所接收的每一帧画面所包含的多个像素各自所使用的灰阶值，以产生该帧画面所包含的该多个像素的灰阶值的灰阶值统计曲线。像素统计模组110并可以根据该灰阶值统计曲线来检测该帧画面中灰阶值小于一预定灰阶值y的所有像素的总像素个数，并据以判断所检测的该总像素个数是否小于一临界像素个数z以决定一比率x的值，其中检测或判断的方式将于的后介绍比率产生模组120的运作时再一并说明。
请参阅图8与图9，其为图7所示的像素统计模组110所产生的两种灰阶值统计曲线的简略范例示意图。举例来说，如图8所示的灰阶值统计曲线，其表示在单一帧画面中，灰阶值为y的像素总共有a个，灰阶值为(y+Δy)的像素总共有(a+Δs1)个，灰阶值为(y--Δy)的像素总共有(a-Δs2)个；如图9所示的灰阶值统计曲线，其表示在单一帧画面中，灰阶值为y的像素总共有b个，灰阶值为(y+Δy)的像素总共有(b+Δs3)个，灰阶值为(y--Δy)的像素总共有(b-Δs4)个。
第一动态影像亮度函数模组130储存有一动态影像亮度函数F1(g)，且动态影像亮度函数F1(g)根据图5所示的动态影像亮度子函数f1(g)与图6所示的动态影像亮度子函数f1(g)′之间的一比率x所决定，其中比率x为比率产生模组120所确定。
请参阅图10，其为确定图5所示的动态影像亮度子函数f1(g)及图6所示的动态影像亮度子函数f1(g)′之间的比率x以产生动态影像亮度函数F1(g)时以函数曲线具体说明的示意图。如图10所示，A、B、C、D、E所加以标示的五条路径即代表动态影像亮度子函数f1(g)与f1(g)′两者之间至少五种可以能的比率x的值及可以能产生的动态影像亮度函数F1(g)的轨迹。将动态影像亮度函数F1(g)以代数表示时，可以更进一步具体表示如下：
F1(g)＝x·f1(g)+(1-x)·f1(g)′(1)
x为动态影像亮度子函数f1(g)在动态影像亮度函数F1(g)中所占的比率，而(1-x)即为f1(g)′在动态影像亮度函数F1(g)中所占的比率。换句话说，当比率x的值为0时，输出动态影像亮度函数F1(g)即为E路径所代表的动态影像亮度子函数f1(g)′；且当比率x的值为1时，输出动态影像亮度函数F1(g)即为A路径所代表的动态影像亮度子函数f1(g)。
同理，第二动态影像亮度函数模组140储存有一动态影像亮度函数F2(g)，且动态影像亮度函数F2(g)根据图5所示的动态影像亮度子函数f2(g)与图6所示的动态影像亮度子函数f2(g)′之间的一比率所决定，即上述由比率产生模组120所确定的比率x。请参阅图11，其为确定动态影像亮度子函数f2(g)及f2(g)′之间比率以产生动态影像亮度函数F2(g)时以函数具体进行说明的示意图。在图11中，不同的路径A、B、C、D、E对应于动态影像亮度子函数f2(g)与f2(g)′两者之间至少五种可以能的比率及可以能产生的动态影像亮度函数F2(g)的轨迹。动态影像亮度子函数F2(g)可以表示如下：
F2(g)＝x·f2(g)+(1-x)·f2(g)′(2)
x为动态影像亮度子函数f2(g)在动态影像亮度函数F2(g)中所占的比率，而(1-x)即为动态影像亮度子函数f2(g)′在动态影像亮度函数F2(g)中所占的比率。举例来说，当比率x的值为0时，输出动态影像亮度函数F2(g)即为E路径所代表的动态影像亮度子函数f2(g)′；且当比率x的值为1时，输出动态影像亮度函数F2(g)即为A路径所代表的动态影像亮度子函数f2(g)。
比率产生模组120会根据像素统计模组110所统计出来的灰阶值曲线与一临界像素个数z来确定比率x的值。由上述的公式(1)、(2)可以知，在动态影像亮度子函数f1(g)、f1(g)′、f2(g)、f2(g)′为已知的情况下，比率x用来调整动态影像亮度函数f1(g)中动态影像亮度子函数f1(g)及f1(g)′各自的比例，并用来调整动态影像亮度函数F2(g)中动态影像亮度子函数f2(g)及f2(g)′各自的比例。
确定比率x的目的包括两个：第一个目的是当某一帧画面具有较多低灰阶值像素(如图8的状况)时，肉眼对闪烁现象较不敏感，拖影现象变成较需要处理的问题，由于图5会造成的闪烁现象在平均灰阶值较低的情况下并不严重，因此可以通过图5所示的方式来解决拖影现象；通过调高比率x的值以增加动态影像亮度子函数f1(g)在动态影像亮度函数F1(g)中的比例，并增加动态影像亮度子函数f2(g)在动态影像亮度函数F2(g)中的比例；换句话说，比率(1-x)被调低，动态影像亮度子函数f1(g)′在动态影像亮度函数F1(g)的比例会减少，且动态影像亮度子函数f2(g)′在动态影像亮度函数F2(g)的比例也会减少；如此一来，在连续播放一对应于动态影像亮度函数F1(g)的一第一子帧画面与一对应于动态影像亮度函数F2(g)的一第二子帧画面的情况下，由于帧画面大多数像素的灰阶值较低，闪烁现象不会对使用者造成困扰，并且拖影现象由于本实施例较接近图5的显示方法而得以解决。第二个目的是在一帧画面具有较少低灰阶值像素并使用插黑技术的情况下，如平均灰阶值大于图6所示的n1时，闪烁现象会对使用者造成很大的困扰，通过调低比率x的值以减少动态影像亮度子函数f1(g)在动态影像亮度函数F1(g)中的比例，也减少动态影像亮度子函数f2(g)在动态影像亮度函数F2(g)中的比例；换句话说，调高比率(1-x)，以增加动态影像亮度子函数f1(g)′在动态影像亮度函数F1(g)的比例，且增加动态影像亮度子函数f2(g)′在动态影像亮度函数F2(g)的比例；如此一来，在连续播放对应于动态影像亮度函数F1(g)的第一子帧画面与对应于动态影像亮度函数F2(g)的第二子帧画面的情况下，便可以如图13所示的动态影像亮度函数F1(g)与F2(g)以较小的亮度差距避免闪烁现象。举例来说，若一帧画面的平均灰阶值为191时，利用原来插黑技术的两子帧画面的亮度大概为255及127，而利用本实施例技术的两子帧画面的亮度的大概为220及170，很明显，本实施例会有效地改善闪烁现象。
确定比率x的方式以图8与图9来进行说明。像素统计模组110中储存有一预定灰阶值y与一临界像素个数z。当像素统计模组110读取单一帧画面并产生如图8或图9所示的灰阶值曲线时，像素统计模组110会将灰阶值小于预定灰阶值y的所有像素当成灰阶值偏低的像素，并将灰阶值小于预定灰阶值y的所有像素当作灰阶值偏高的像素。当灰阶值小于预定灰阶值y的所有像素的个数(即图8或图9中被灰阶值曲线、灰阶值g的轴、及灰阶值为y对应的虚直线三者所涵盖起来的面积)少于临界像素个数z时，像素统计模组110会认定该帧画面包含低灰阶值的像素个数偏多，并通知比率产生模组120进行如以上所述调低比率x的操作，使F1(g)朝向f1(g)′的方向调整；反之，当灰阶值小于预定灰阶值y的所有像素的个数多于临界像素个数z时，像素统计模组110会认定该帧画面包含低灰阶值的像素个数偏少，并通知比率产生模组120进行如以上所述调高比率x的操作，使F1(g)朝向f1(g)的方向调整。
在图8与图9所示的实施例中，虽然仅以0至255当作灰阶值g的有效范围，但在本发明的其它实施例中，像素统计模组110可以根据显示器100在规格上的不同实际需要，统计不同灰阶值范围的像素个数，例如可以仅统计灰阶值50至200中各灰阶值对应的像素个数。预定灰阶值y在取值上以灰阶值g的有效范围内为准，换句话说，以图8与图9来说，预定灰阶值y可以为0至255(但不等于0或255)的任何有效灰阶值。
举例来说，在本发明的一实施例中，预定灰阶值y的值可以设定为80，且临界像素个数z可以设定为单一帧画面中所有像素个数(即上述图8或图9中被灰阶值曲线、灰阶值g的轴、及像素个数轴三者所涵盖起来的面积)的70％；如此一来，当单一帧画面中有70％以上的像素集中在预定灰阶值y所对应的虚直线的左方时，即代表灰阶值小于预定灰阶值y的所有像素的个数多于临界像素个数z时的状况，此时像素统计模组110会通知比率产生模组120进行如以上所述调高比率x的操作，以使F1(g)根据公式(1)朝向f1(g)的方向调整，并使F2(g)根据公式(2)朝向f2(g)的方向调整；反之，当单一帧画面中有少于70％的像素集中在预定灰阶值y所对应的虚直线的右方时，即代表像素统计模组110会认定该帧画面包含低灰阶值的像素个数偏多，并通知比率产生模组120进行如以上所述调低比率x的操作，以使F1(g)根据公式(1)朝向f1(g)′的方向调整，并使F2(g)根据公式(2)朝向f2(g)′的方向调整。
然而，根据本发明的各实施例，预定灰阶值y的取值也可以视显示器100在不同规格上的需要为考虑(例如面板的尺寸或是所需的分辨率大小等因素)，而并未被限定于以上所举例的取值方式，且预定灰阶值y的值仅需位于像素统计模组110在统计像素灰阶值的有效灰阶值范围内即可以。而临界像素个数z的值可以如以上举例为一百分比数值，例如上述单一帧画面中所包含的总像素个数的70％等。
请参阅图12，其为本发明所揭露改善显示器拖影现象及闪烁现象的方法的流程图。如图12所示，本发明所揭露的方法包含步骤如下：
步骤202：在显示器100所接收的一帧画面中，像素统计模组110检测显示的灰阶值小于一预定灰阶值y的所有像素的一总像素个数；
步骤204：像素统计模组110判断该总像素个数是否小于一临界像素个数z，其中临界像素个数z代表单一画面中灰阶值低于预定灰阶值y的预定像素个数；当该总像素个数小于临界像素个数z时，执行步骤205；否则执行步骤208；
步骤205：比率产生模组120确认一比率x是否等于一比率上限(例如为1，且比率x为上一帧画面所使用的比率)；当比率x未等于该比率上限时，执行步骤206；否则，执行步骤207；
步骤206：比率产生模组120将比率x递增一单位比率，并执行步骤210；
步骤207：比率产生模组120保持比率x不变，并执行步骤210；
步骤208：比率产生模组120确认比率x是否到达一比率下限(例如为0)；当比率x未到达该比率下限时，执行步骤209；否则，执行步骤207；
步骤209：比率产生模组120将比率x递减该单位比率，并执行步骤210；
步骤210：动态影像亮度函数模组130根据比率x确定一第一动态影像亮度子函数f1(g)及一第二动态影像亮度子函数f1(g)′在一第一动态影像亮度函数F1(g)中各自所占的比例，以确定第一动态影像亮度函数F1(g)；
步骤212：动态影像亮度函数模组140根据比率x，确定一第三动态影像亮度子函数f2(g)及一第四动态影像亮度子函数f2(g)′在一第二动态影像亮度函数F2(g)中各自所占的比例，以确定第二动态影像亮度函数F2(g)；及
步骤214：显示器100根据被确定的第一动态影像亮度函数F1(g)与第二动态影像亮度函数F2(g)，在显示面板150上依序显示第一动态影像亮度函数F1(g)所对应的一第一子帧画面及第二动态影像亮度函数F2(g)所对应的一第二子帧画面。
以下以结合图7所示的显示器100与图12所示的流程图的方式来完整说明本发明所揭露的显示方法以及应用该方法的显示器100，其中显示器100所包含的各组件的功能中已揭露的部分不再另行说明。
首先，在步骤202中，像素统计模组110先行检测显示器100所接收的单一帧画面中所有像素的灰阶值，以产生如图8或图9所示的灰阶值曲线，并根据该灰阶值曲线来判断该帧画面中灰阶值小于预定灰阶值y的总像素个数。接着在步骤204中，像素统计模组110将步骤202中统计得到的总像素个数与上述的临界像素个数z比较，以判断该总像素个数是否少于临界像素个数z。
当步骤204中像素统计模组110判断该总像素个数多于临界像素个数z时，即代表该单一帧画面中灰阶值偏低的像素较少，因此具有降低亮度的空间。此时在步骤205中，比率产生模组120会先行判断目前显示器100所使用的比率x的值是否已经到达1，若比率x已到达0，则执行步骤207以使比率x维持在1；若比率x尚未到达0，则执行步骤206以将比率x增加一个单位，且在本发明的一较佳实施例中该单位为0.01，但在本发明的其它实施例中则未将该单位限定于0.01，而可以视显示器100在规格上的实际需要加以调整。
当步骤204中像素统计模组110判断该总像素个数少于临界像素个数z时，即代表该单一帧画面中灰阶值偏低的像素较多，因此具有提高亮度的空间。此时在步骤208中，比率产生模组120会先行判断目前显示器100所使用的比率x的值是否已经到达0，若比率x已到达0，则执行步骤207以使比率x维持在0；若比率x尚未到达0，则执行步骤206以将比率x减少一个单位，该单位的数值与上述比率增加的情况相同，此处不再多加赘述。
当执行到步骤210时，动态影像亮度函数模组130会根据步骤206、207、或209中比率产生模组120所决定的比率x来调整动态影像亮度子函数f1(g)、f1(g)′两者在动态影像亮度函数F1(g)中的比例，以确定动态影像亮度函数F1(g)当下的轨迹，确定的方式已于图10的相关叙述中描述，此处不再重复叙述。同理，在执行步骤212时，动态影像亮度函数模组140会根据步骤206、207、或209中比率产生模组120所决定的比率x来调整动态影像亮度子函数f2(g)、f2(g)′两者在动态影像亮度函数F2(g)中的比例，以确定动态影像亮度函数F2(g)当下的轨迹，确定的方式也已于图11的相关叙述中描述，故此处也不再重复论述。除此以外，在同一时间内，动态影像亮度函数模组130与140所使用的比率x必定相同，以使得根据动态影像亮度函数F1(g)与F2(g)所显示的两个连续子帧画面在亮度上的变化较为平缓而不易被肉眼所查觉。
最后，在执行步骤214时，显示器100会在显示面板150上依序显示一第一子帧画面及一第二子帧画面，其中该第一子帧画面的显示亮度根据动态影像亮度函数模组130在步骤210中所决定的动态影像亮度函数F1(g)所决定，而该第二子帧画面的显示亮度根据动态影像亮度函数模组140在步骤212中所决定的动态影像亮度函数F2(g)所决定；换句话说，该第一子帧画面为一亮子帧画面，且该第二子帧画面为一插黑画面，即一暗子帧画面。请参阅图13，其为执行图12所示步骤214时，以对应于动态影像亮度函数F1(g)及F2(g)来决定播放的该第一子帧画面及该第二子帧画面的亮度的函数示意图，其中在图13中，假设在图10与图11中同时以路径D对应的比率x来确定动态影像亮度函数F1(g)及F2(g)。观察图13可以知，在选择路径D时，在灰阶值g由0到S的任一灰阶值上，动态影像亮度函数F1(g)及F2(g)之间的亮度差均不明显，使得肉眼不会明显感觉到显示亮度上的差异，并可以据此减轻显示画面时的闪烁现象。而当同时选择路径A、B、C、或E时，所产生的亮度差也不会使肉眼明显感觉到显示亮度上的差异。
请注意，将图12所示的各步骤以本发明所揭示的其它方式进行的合理替换或是附加本发明以上所揭露的其它限制条件所产生的其它实施例，或是将图12所示的各步骤进行合理的排列组合所产生的其它实施例，仍应视为本发明的范畴。
请再参阅图14，其为图7所示的比率产生模组120在决定比率x的值时一理想过程的示意图。如图14所示，在时区t1中，由于单一帧画面中包含较低灰阶值的像素数量较多，因此执行了许多次图12中步骤202、204、206、210、212、214的反复(Iterative)过程，使得比率x在过程中递增；而在时区t2中，由于单一帧画面中包含较低灰阶值的像素数量较少，因此执行了许多次图12中步骤202、204、208、209、210、212、214的反复过程，使得比率x在过程中递减。然而，在一般实际以图7所示的显示器100应用图12所述的方法时，比率x通常会频繁的被改变其递增或递减，而不会如图14所示直接由其下限0递增到其上限1，或是直接由其上限1递减至下限0，此因实际被像素统计模组110所侦测的单一帧画面所包含的像素的灰阶值分布容易不稳定的原因。
本发明揭露一种确定动态影像亮度函数的显示方法与相关的显示器，以改进现有技术中显示器使用插黑技术时会引进闪烁现象的问题。在本发明所揭露的方法中，将用来显示亮子帧画面与用来插黑的暗子帧画面的动态影像亮度函数各自切割为两个动态影像亮度子函数。通过统计单一帧画面中灰阶值较低的像素数量多寡，决定动态影像亮度函数中两个动态影像亮度子函数各自的比例，可以输出亮度呈现平稳改变的亮子帧画面与暗子帧画面，并减轻闪烁现象，以达成影像显示质量的最佳化。

Claims (8)

1.一种改善显示器拖影现象的方法，其包括如下步骤：
a.统计每一帧画面的所有像素的灰阶值信息；
b.根据该灰阶值信息产生一比率；
c.根据该比率及一第一动态影像亮度函数公式确定一第一动态影像亮度函数，并根据该比率及一第二动态影像亮度函数公式确定一第二动态影像亮度函数；
d.根据每一帧画面数据及该第一动态影像亮度函数产生一第一子帧画面数据；
e.根据该每一帧画面数据及该第二动态影像亮度函数产生一第二子帧画面数据；及
f.根据该第一子帧画面数据显示一第一子帧画面，并根据该第二子帧画面数据显示一第二子帧画面；其中，该第一动态影像亮度函数公式为F1(g)＝x·f1(g)+(1-x)·f1(g)′，该第二动态影像亮度函数公式为F2(g)＝x·f2(g)+(1-x)·f2(g)′；
其中x代表该比率，F1(g)代表该第一动态影像亮度函数；F2(g)代表该第二动态影像亮度函数；f1(g)与f2(g)代表根据一第一预定平均灰阶值将显示一帧画面时所使用的一原始动态影像亮度函数分解成的一第一动态影像亮度子函数与一第二动态影像亮度子函数，并且该第一动态影像亮度子函数f1(g)与该第二动态影像亮度子函数f2(g)在该原始动态影像亮度函数的一有效灰阶值范围内没有交点，该第一动态影像亮度子函数f1(g)的亮度高于该第二动态影像亮度子函数f2(g)的亮度；f1(g)′与f2(g)′代表根据该第一预定平均灰阶值将该原始动态影像亮度函数分解成的一第三动态影像亮度子函数与一第四动态影像亮度子函数，并且该第三动态影像亮度子函数f1(g)′与该第四动态影像亮度子函数f2(g)′在该有效灰阶值范围内仅于该第一预定平均灰阶值上有交点，
其中，该步骤b包括一步骤g：据该灰阶值信息中所记录该帧画面中显示的灰阶值小于一临界灰阶值的所有像素的一总像素个数是否小于一临界像素个数，决定该比率。
2.如权利要求1所述的改善显示器拖影现象的方法，其特征在于：该步骤g中，根据该帧画面所对应的一灰阶值统计曲线，决定显示的灰阶值小于该临界灰阶值的所有像素的该总像素个数；其中该灰阶值信息包含该灰阶值统计曲线，该灰阶值统计曲线记录有该帧画面中显示每一像素所使用的一灰阶值，且该灰阶值统计曲线对应于该帧画面所包含的多个像素各自的灰阶值。
3.如权利要求1所述的改善显示器拖影现象的方法，其特征在于：该步骤g包含当该总像素个数小于该临界像素个数时，将该比率递增一单位比率。
4.如权利要求1所述的改善显示器拖影现象的方法，其特征在于：该步骤g包含当该总像素个数大于该临界像素个数时，将该比率递减一单位比率。
5.一种显示器，其特征在于：该显示器包括：
一像素统计模组、一比率产生模组、一第一动态影像亮度函数模组、一第二动态影像亮度函数模组及一显示面板，该像素统计模组用于统计每帧画面的所有像素的灰阶值信息，该比率产生模组用于根据每帧画面的所有像素的灰阶值信息产生一比率，该第一动态影像亮度函数模组包括一第一动态影像亮度函数公式，该第一动态影像亮度函数模组用于根据该比率确定一第一动态影像亮度函数，并进一步根据每一帧画面数据及该第一动态影像亮度函数产生一第一子帧画面数据，该第二动态影像亮度函数模组包括一第二动态影像亮度函数公式，该第二动态影像亮度函数模组用于根据该比率确定一第二动态影像亮度函数，并进一步根据该每一帧画面数据及该第二动态影像亮度函数产生一第二子帧画面数据，该显示面板根据该第一子帧画面数据显示第一子帧画面及根据该第二子帧画面数据显示该第二子帧画面，其特征在于：该第一动态影像亮度函数公式为F1(g)＝x·f1(g)+(1-x)·f1(g)′；该第二动态影像亮度函数公式为F2(g)＝x·f2(g)+(1-x)·f2(g)′；其中x代表该比率，F1(g)代表该第一动态影像亮度函数；F2(g)代表该第二动态影像亮度函数；f1(g)与f2(g)代表根据一第一预定平均灰阶值将显示一帧画面时所使用的一原始动态影像亮度函数分解成的一第一动态影像亮度子函数与一第二动态影像亮度子函数，并且该第一动态影像亮度子函数f1(g)与该第二动态影像亮度子函数f2(g)在该原始动态影像亮度函数的一有效灰阶值范围内没有交点，该第一动态影像亮度子函数f1(g)的亮度高于该第二动态影像亮度子函数f2(g)的亮度；f1(g)′与f2(g)′代表根据该第一预定平均灰阶值将该原始动态影像亮度函数分解成的一第三动态影像亮度子函数与一第四动态影像亮度子函数，并且该第三动态影像亮度子函数f1(g)′与该第四动态影像亮度子函数f2(g)′在该有效灰阶值范围内仅于该第一预定平均灰阶值上有交点，
其中，该比率产生模组根据该灰阶值信息中所记录该帧画面中显示的灰阶值小于一临界灰阶值的所有像素的一总像素个数是否小于一临界像素个数，决定该比率。
6.如权利要求5所述的显示器，其特征在于：该灰阶值信息包含该帧画面所对应的一灰阶值统计曲线，该灰阶值统计曲线记录有该帧画面中显示每一像素所使用的一灰阶值；其中该灰阶值统计曲线对应于该帧画面所包含的多个像素各自的灰阶值；其中该比率产生模组根据该灰阶值统计曲线，决定显示的灰阶值小于该临界灰阶值的所有像素的该总像素个数。
7.如权利要求5所述的显示器，其特征在于：当该总像素个数小于该临界像素个数时，该比率产生模组将该比率递增一单位比率。
8.如权利要求5所述的显示器，其特征在于：当该总像素个数大于该临界像素个数时，该比率产生模组将该比率递减一单位比率。
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