CN102411894A - 四原色显示器及第四原色相对亮度计算方法 - Google Patents

Abstract

一种四原色显示器及第四原色相对亮度计算方法。四原色显示器包含有数个像素及用以计算第四原色的相对亮度的第四原色相对亮度计算模组。像素具有至少四个次像素。次像素分别显示红原色、绿原色、蓝原色及第四原色。第四原色相对亮度计算模组包含基础值计算单元、增益值计算单元、权重计算单元及第四原色相对亮度计算单元。

Description

四原色显示器及第四原色相对亮度计算方法

技术领域

本发明是有关于一种四原色显示器及第四原色相对亮度计算方法。

背景技术

传统的四原色显示器是以红原色、绿原色及蓝原色的相对亮度中的最小值，作为第四原色的相对亮度。这是为了维持影像本身的饱和度。但若在强光下或低背光的情况下，观察者就容易看不清楚影像。

这是因为当环境光越强的时候，环境光会从面板反射出来使得影像对比度下降。并且，因周围的环境光较亮的关系，使得观察者眼睛的敏感度降低，因此较容易看不清楚显示的影像。

此外，当显示器进入省电模式之后，整体的背光亮度降低，所以观察者容易觉得太暗而看不清楚。

为了解决上述问题，可将第四原色的相对亮度提高，以提升整体的亮度。但会因此而降低影像的对比度，使得观察者容易感到影像模糊，而不易辨识影像内容。

因此，为了让液晶显示器在强光及低背光条件下仍可读取影像，需要一种四原色显示器及第四原色相对亮度计算方法来改善上述问题。

发明内容

本发明的目的在于改善强光及低背光情况下的可读性。可依照红原色、绿原色与蓝原色的相对亮度及环境光或背光亮度来调整第四原色相对亮度。因此可以在不同的环境光或背光亮度下，适当地提高影像亮度，使四原色显示器在强光或低背光情况下条件下皆具有可读性。

本发明的一态样是在提供一种四原色显示器，包含有数个像素及用以计算第四原色的相对亮度的第四原色相对亮度计算模组。其中像素具有至少四个次像素。次像素分别显示红原色、绿原色、蓝原色及第四原色。第四原色相对亮度计算模组包含基础值计算单元、增益值计算单元、权重计算单元及第四原色相对亮度计算单元。基础值计算单元用以在红原色的相对亮度、绿原色的相对亮度与蓝原色的相对亮度中取最小者，作为基础值。增益值计算单元用以根据红原色的相对亮度、绿原色的相对亮度与蓝原色的相对亮度，计算出增益值。权重计算单元用以根据环境光或背光的亮度，决定基础值与增益值的权重配比。第四原色相对亮度计算单元用以根据基础值、增益值与权重配比，计算出第四原色的相对亮度。

本发明的另一态样是在提供一种第四原色相对亮度计算方法，包含下列步骤。计算基础值，其中基础值为红原色、绿原色与蓝原色的相对亮度中的最小者。计算增益值，其中增益值为根据红原色的相对亮度、绿原色的相对亮度与蓝原色的相对亮度以计算出增益值。决定权重配比，其中权重配比为根据环境光或背光的亮度，决定基础值及增益值的权重配比。计算第四原色相对亮度，其中第四原色相对亮度为根据基础值、增益值及权重配比以计算出第四原色相对亮度。

附图说明

图1是绘示依照本发明一实施方式的一种四原色显示器的示意图。

图2是绘示依照本发明一实施方式的一种第四原色相对亮度计算模组的功能方块图。

图3是绘示依照本发明一实施方式的一种增益值对影像亮度值的关系图。

图4是绘示依照本发明另一实施方式的一种权重配比对环境光亮度的关系图。

图5是绘示依照本发明另一实施方式的一种权重配比对背光亮度的关系图。

具体实施方式

以下将以图式公开本发明的复数个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单示意的方式绘示图5。

本发明的目的在于解决显示器在强光及低背光条件下可读性差的问题，因此发展出一种四原色显示器及第四原色相对亮度的计算方法，而可以在不同的环境光或背光亮度下，适当地提高影像亮度，使四原色显示器在强光或低背光情况下条件下皆具有可读性。

本发明图5一态样是在提供一种四原色显示器，包含有数个像素及用以计算该第四原色的相对亮度的第四原色相对亮度计算模组。

图1是绘示依照本发明一实施方式的一种四原色显示器的示意图。四原色显示器100包含有数个像素110。每个像素110中具有红色次像素SPR、绿色次像素SPG、蓝色次像素SPB及第四原色次像素SP4等四个次像素115，用以显示红原色、绿原色、蓝原色及第四原色。上述四原色显示器可为平面显示器，例如液晶显示器。下述将以「三原色」用词来代表红原色、绿原色及蓝原色。在数个实施方式中，第四原色可为白原色、青原色、黄原色或洋红原色。

图2是绘示依照本发明一实施方式的一种第四原色相对亮度计算模组的功能方块图。第四原色相对亮度计算模组200包含基础值计算单元210、增益值计算单元220、权重计算单元230及第四原色相对亮度计算单元240。红原色相对亮度202、绿原色相对亮度204、蓝原色相对亮度206及环境光亮度或背光亮度232可输入至第四原色相对亮度计算模组200。第四原色相对亮度计算模组200可输出第四原色相对亮度208。

红原色相对亮度202、绿原色相对亮度204、蓝原色相对亮度206及第四原色相对亮度208可为红原色、绿原色、蓝原色及第四原色的灰阶值，其数值可在0至255的范围间。

基础值计算单元210用以将输入图5红原色相对亮度202、绿原色相对亮度204及蓝原色相对亮度206中取最小者，作为基础值。基础值取三原色图5相对亮度中的最小值，是为了要维持影像本身的饱和度。

增益值计算单元220用以根据输入的三原色的相对亮度，计算出增益值。目的是为了提高亮度及影像的对比度。

在一实施方式中，增益值计算单元220可包含影像亮度值计算单元222及增益值决定单元224。影像亮度值计算单元222用以根据三原色的亮度比来计算出影像亮度值。然后，将影像亮度值输入到增益值决定单元224来决定增益值。

举例来说，红原色、绿原色及蓝原色的亮度比约为3：6：1。因此，在一实施方式中，影像亮度值计算单元222可根据Y=(3R+6G+B)/10来计算影像亮度值。其中Y为影像亮度值，R为红原色的相对亮度202，G为绿原色的相对亮度204，B为蓝原色的相对亮度206。所得到的影像亮度值可视为在三个次像素的情况下，三原色的相对亮度所表现出的平均亮度。

增益值决定单元224，用以根据影像亮度值来决定增益值。若影像亮度值越高，增益值也就越高，两者可呈线性或非线性关系。

如图3所示，在一实施方式中，增益值对影像亮度值所作图5关系图为非线性关系的S型曲线。图中可分为调暗区226a及增亮区226b，目的是为了要提高影像的对比度。具体来说，若三原色相对亮度计算出的影像亮度值偏高而位于增亮区226b中，其所决定的增益值会比影像亮度值更高。因此具有局部增亮的效果。若影像亮度值偏低而位于调暗区226a中，其所决定的增益值会比影像亮度值更低。所以具有局部调暗的效果。由于提高了影像对比度，因此观察者可轻易地辨识影像。

环境光亮度或背光亮度232可由其它模组或单元分别来量测或控制。举例来说，可透过环境光感应器(未绘示)感应来取得环境光亮度的信息。背光亮度则可以使用电压来控制。

权重计算单元230用以根据环境光或背光亮度232，决定基础值与增益值图5权重配比。这是因为在强光及低背光情况下会使可读性降低，因此当计算第四原色相对亮度208时，将环境光亮度或背光亮度232作为其中的一个变量。

第四原色相对亮度计算单元240连接上述的基础值计算单元210、增益值计算单元220及权重计算单元230。因此可根据基础值、增益值与权重配比，计算出第四原色的相对亮度208。

由上述可知，基础值用以维持原本的饱和度。增益值用以提高亮度及影像的对比度。若在强光或低背光情况下，为了提高第四原色的相对亮度，则需提高增益值的权重配比。若在适当光源的情况下，则以维持饱和度为优先，故偏向于维持基础值的权重配比。

因此，在一实施方式中，可根据下式计算出第四原色的相对亮度。第四原色相对亮度 ＝ (1－权重配比) × (基础值) + (权重配比) × (增益值)，其中环境光的亮度越高或背光的亮度越低，权重配比也越高。上述权重配比可为0至1。上述基础值及增益值可为0至255。下述将分别说明如何因应环境光或背光的亮度来使用上述算式计算出第四原色相对亮度208。

在考虑环境光的情况下，权重配比可随环境光亮度越高而增加。如图4所示，权重配比与环境光亮度的关系可为正比线性关系。因此，在强光条件下，由上式计算出图5第四原色相对亮度中的(权重配比) × (增益值)比(1－权重配比) × (基础值)还要高。代表增益值对亮度的影响较基础值对亮度的影响更大。也就是说，以牺牲部份的饱和度来换取亮度的提升。因此，在强光的环境下具有可读性。

在考虑背光的情况下，权重配比可随背光的亮度越低而增加。如图5所示，权重配比与背光亮度的关系可为反比线性关系。因此，在低背光条件下，类似于上述的强光条件，由上式计算出图5第四原色相对亮度中的(权重配比) × (增益值)比(1－权重配比) × (基础值)还要高。代表增益值对亮度的影响较基础值对亮度的影响更大。所以可牺牲部份的饱和度来换取亮度的提升。因此，在低背光如省电模式的条件下具有可读性。

本发明图5另一态样是在提供一种第四原色相对亮度计算方法。此方法包含下列步骤。计算基础值、计算增益值、决定权重配比以及计算第四原色相对亮度。

首先，根据三原色的相对亮度分别计算出基础值及增益值。

基础值为三原色相对亮度中的最小值。目的是为了要维持影像本身的饱和度。

在一实施方式中，增益值可先计算出影像亮度值，再决定增益值。在一实施方式中，影像亮度值可根据Y=(3R+6G+B)/10来计算。其中Y为影像亮度值，R为红原色的相对亮度202，G为绿原色的相对亮度204，B为蓝原色的相对亮度206。

接着，根据影像亮度值与增益值的关系，以决定出增益值。上述关系可为线性或非线性关系。在一实施方式中，增益值对影像亮度值所作图5关系图可为非线性关系的S型曲线。根据图3的说明而可知，上述图5S型曲线的关系可用以提高影像的对比度。

然后，根据环境光或背光的亮度来决定基础值及增益值图5权重配比。可透过环境光感应器感应来取得环境光亮度的信息。背光亮度则可以用电压来控制。

随后，根据基础值、权重值及权重配比来计算出第四原色相对亮度。在一实施方式中，可根据下式计算出第四原色的相对亮度。第四原色相对亮度 ＝ (1－权重配比) × (基础值) + (权重配比) × (增益值)，其中该环境光的亮度越高或该背光的亮度越低，权重配比也越高。上述权重配比可为0至1。上述基础值及增益值可为0至255。

由上述可知，在强光或低背光情况下，可牺牲饱和度以提高亮度。进一步地，可帮助提高影像的对比度，以提高影像的辨识度。因此，可改善一般显示器在强光或低背光情况下可读性差的问题。

虽然本发明已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明图5精神和范围内，当可作各种图5更动与润饰，因此本发明图5保护范围当视后附图5申请专利范围所界定者为准。

Claims (14)

1. 一种四原色显示器，其特征在于，包含：

复数个像素，各个像素具有至少四个次像素，其中该些次像素分别显示红原色、绿原色、蓝原色及第四原色；

一第四原色相对亮度计算模组，用以计算该第四原色的相对亮度，该第四原色相对亮度计算模组包含：

一基础值计算单元，用以在该红原色的相对亮度、该绿原色的相对亮度与该蓝原色的相对亮度中取最小者，作为一基础值；

一增益值计算单元，用以根据该红原色的相对亮度、该绿原色的相对亮度与该蓝原色的相对亮度，计算出一增益值；

一权重计算单元，用以根据一环境光或一背光的亮度，决定该基础值与该增益值的一权重配比；以及

一第四原色相对亮度计算单元，用以根据该基础值、该增益值与该权重配比，计算出该第四原色的相对亮度。

2.如权利要求1所述的四原色显示器，其特征在于，该增益值计算单元包含：

一影像亮度值计算单元，用以根据该红原色的相对亮度、该绿原色的相对亮度与该蓝原色的相对亮度，计算出一影像亮度值；以及

一增益值决定单元，用以根据该影像亮度值，决定该增益值。

3.如权利要求2所述的四原色显示器，其特征在于，该影像亮度值计算单元是根据下式计算该影像亮度值：

Y=(3R+6G+B)/10，其中Y为该影像亮度值，R为该红原色的相对亮度，G为该绿原色的相对亮度，B为该蓝原色的相对亮度。

4.如权利要求2所述的四原色显示器，其特征在于，该影像亮度值越高，该增益值决定单元所决定的该增益值也越高，且该增益值对该影像亮度值所作的关系图为一S型曲线。

5.如权利要求1所述的四原色显示器，其特征在于，该第四原色相对亮度计算单元是根据下式计算该第四原色的相对亮度：

第四原色的相对亮度 ＝ (1－权重配比) × (基础值) + (权重配比) × (增益值)，其中该环境光的亮度越高或该背光的亮度越低，该权重配比也越高。

6.如权利要求1所述的四原色显示器，其特征在于，该第四原色为白原色、青原色、黄原色或洋红原色。

7.如权利要求5所述的四原色显示器，其特征在于，该权重配比为0至1，该基础值及该增益值为0至255。

8. 一种第四原色相对亮度计算方法，其特征在于，包含：

计算一基础值，其中该基础值为一红原色、一绿原色与一蓝原色的相对亮度中的最小者；

计算一增益值，其中该增益值为根据该红原色的相对亮度、该绿原色的相对亮度与该蓝原色的相对亮度以计算出该增益值；

决定一权重配比，其中该权重配比为根据一环境光或一背光的亮度，决定该基础值及该增益值的该权重配比；以及

计算一第四原色的相对亮度，其中该第四原色的相对亮度为根据该基础值、该增益值及该权重配比以计算出该第四原色的相对亮度。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，计算该增益值包含：

计算一影像亮度值，其中该影像亮度值为根据该红原色的相对亮度、该绿原色的相对亮度与该蓝原色的相对亮度以计算出该影像亮度值；以及

决定该增益值，其中该增益值为根据该影像亮度值，决定该增益值。

10. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，计算该影像亮度值的步骤是根据下式计算该影像亮度值：

Y=(3R+6G+B)/10，其中Y为该影像亮度值，R为该红原色的相对亮度，G为该绿原色的相对亮度，B为该蓝原色的相对亮度。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，该影像亮度值越高，该增益值决定单元所决定的该增益值也越高，且该增益值对该影像亮度值所作的关系图为一S型曲线。

12. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，计算该第四原色的相对亮度的步骤是根据下式计算该第四原色的相对亮度：

第四原色的相对亮度 ＝ (1－权重配比) × (基础值) + (权重配比) × (增益值)，其中该环境光的亮度越高或该背光的亮度越低，该权重配比也越高。

13. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，该第四原色为白原色、青原色、黄原色或洋红原色。

14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，该权重配比为0至1，该基础值及该增益值为0至255。

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