CN102820008A - 显示控制电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种显示控制电路及方法，可依据帧内容调整显示面板的背光强弱，并配合背光的调整来补偿帧的像素值，以同时达到省电及降低失真的效果。显示控制电路包含临界值决定电路、脉宽调制控制电路及像素值调整电路。临界值决定电路可藉由累计待显示帧的多个像素的像素值的数量并依据一参数值，以决定一临界值，其不大于像素值的上限，且介于临界值与上限间的像素数占总像素数的比例，低于参数值；脉宽调制控制电路可依据临界值，产生一脉宽调制信号，用以控制显示面板的背光亮度；像素值调整电路可依据临界值，调整该些像素的像素值。

Description

显示控制电路及方法

技术领域

本发明有关于显示面板，尤指一种适用于显示面板的显示控制电路及方法。

背景技术

在一般显示面板中，如液晶显示(LCD)面板，不论是以发光二极管(LED)或是冷阴极荧光灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)为背光源，最耗电的组件为背光模块。当显示面板应用于移动装置如笔记型计算机或手机等时，背光模块的省电与否，是影响移动装置的电池续航力的重要关键。

需要一种可依据帧内容调整显示面板的背光强弱，并配合背光的调整来补偿帧的像素值，以同时达到省电及降低画面表现失真的目的。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种显示控制电路及方法，可依据帧内容调整显示面板的背光强弱，并配合背光的调整来补偿帧的像素值，以同时达到省电及降低失真的效果。

本发明揭示一种显示控制电路，适用于一显示面板。该显示控制电路包含：临界值决定电路，用以藉由累计一待显示的帧的多个像素的像素值的数量，并依据一参数值，以决定一临界值；脉宽调制控制电路，耦接至临界值决定电路，用以依据该临界值，产生一脉宽调制信号，用以控制显示面板的背光亮度；以及像素值调整电路，耦接至临界值决定电路，用以依据该临界值，调整该些像素的像素值。

本发明另揭示一种显示控制方法，适用于一显示面板。该显示控制方法包含下列步骤：藉由累计一待显示的帧的多个像素的像素值的数量，并依据一参数值，以决定一临界值；依据该临界值，产生一脉宽调制信号，用以控制显示面板的背光亮度；以及依据该临界值，调整该些像素的像素值。

附图说明

图1是本发明一实施例的显示控制电路的方块图。

图2是显示根据本发明一实施例的临界值的图例。

图3是显示根据本发明一实施例的调整像素值调整曲线。

图4是发明一实施例的显示控制方法的流程图。

主要组件符号说明

10：显示控制电路 11：临界值决定电路

12：脉宽调制控制电路 13：像素值调整电路

31、32、33：曲线

40-42：显示控制方法的一实施例的流程

具体实施方式

以下所述的本发明各实施例，皆适用于显示面板，如LCD显示面板，以控制其背光亮度，达到省电的效果，同时还可藉由补偿帧的各像素值，来减少画面失真。

不论面板所要显示的帧(image frame)内容为何，若皆使用固定的背光亮度，将会造成不必要的耗电，举例而言，当帧内容整个偏黑时，只需要很低的背光亮度就够了，此时若使用固定背光亮度就太高了，反而造成电力的浪费。另一方面，亦需要在省电的前提下，考量画面失真的问题。

图1是本发明一实施例的显示控制电路10的方块图，包含临界值决定电路11、脉宽调制(pulse width modulation，PWM)控制电路12以及像素值调整电路13。临界值决定电路11可藉由累计丨待显示的帧的多个像素的像素值的数量，并依据一参数值，以决定一临界值。像素值可为像素的亮度值，或是像素在一色彩空间的各维度上的最大像素分量，举例而言，在RGB色彩空间中，像素具有红色分量、绿色分量及蓝色分量，于此实施例中，像素值可以为三个像素分量的最大者。以亮度值为像素值，适用于可降低更多背光亮度的情形，而以最大像素分量为像素值，则可以保留更多影像细节的情形。有关临界值的选取，其不大于像素值上限，且在待显示帧的该些像素中，像素值介于临界值与像素值上限间的像素数占总像素数的比例，低于参数值。较佳地，根据参数值，临界值决定电路11可依据帧的影像内容(即帧的像素值)决定一对应的临界值，以使得帧中介于此临界值与上限间的像素数占总像素数的比例，低于此参数值。

当为了省电而将背光亮度往下调时，可将帧的像素值等比例往上调整，以维持像素在面板上的正常显示亮度。因此，若背光亮度的调整倍数为临界值/像素值上限，则像素值的调整倍数可为其倒数，即像素值上限/临界值，此时介于像素值下限与临界值间的各像素值可依此调整倍数进行调整，但介于临界值与像素值上限间的各像素值则因为有上限的缘故，最多只能调整至上限，而使得原本大小不同的各像素值皆被饱和至同一上限值，造成失真。于此实施例中，由于介于临界值与像素值上限间的像素数占总像素比例低于参数值，因此可确保帧在调整后至少有(1-参数值)的比例是不会失真的。所以，在显示一帧前，可预先设定所容许的失真比例(即参数值)，再依据帧内容决定其对应的临界值，据以调整背光亮度及补偿像素值，即可控制该帧在显示时的失真比例。

举例而言，假设像素值系以八位表示，其范围为-255，0与255分别为像素值的下限与上限；接着，依据一帧的各像素值，进行累计，得到如图2的结果，其中，横轴为像素值，纵轴为累计比例(范围为0-1)，代表像素值从大到小的累计像素数占总像素数的比例。举例而言，从图中可看出，临界值200所对应的像素数累计比例为参数值0.05，代表介于200与255间的像素数占总像素数比例低于0.05。

脉宽调制控制电路12可依据临界值决定电路11所决定的临界值，产生一脉宽调制信号，用以控制显示面板的背光亮度。于此实施例中，脉宽调制控制电路12可依据临界值，调整脉宽调制信号的脉冲宽度(亦称为工作周期(duty cycle))，将调整后的脉宽调制信号送至背光模块，以产生所需的背光亮度。由于脉宽调制信号的脉冲宽度正比于背光模块产生的背光亮度，藉由调整此脉冲宽度的大小，以控制背光亮度。较佳地，脉冲宽度的调整倍数可为临界值除以像素值上限。以图2的情形为例，临界值为200，像素值上限为255，所以脉冲宽度的调整倍数可为255/200，换言之，调整后的脉冲宽度＝原脉冲宽度×(255/200)，原脉冲宽度可为工作周期50％所代表的脉冲宽度。

像素值调整电路13可依据临界值决定电路11所决定的临界值，调整帧的各像素的像素值，以补偿背光亮度的调整对像素亮度所造成的影响。像素值的调整有以下两种方式(但不限于此两种)：

(1)对于介于像素值下限与临界值间的各像素值，将其除以脉宽调制信号的脉冲宽度的调整倍数(此调整倍数＝临界值/像素值上限)，亦即，像素值的调整倍数为脉冲宽度的调整倍数的倒数；对于介于临界值与像素值上限间的各像素值，则皆调整至像素值上限，如图3的曲线31所示。图3中，横轴与纵轴分别为调整前与调整后的像素值，而从曲线31可看出，若调整前的像素值介于像素值下限与临界值间，则将其乘以脉冲宽度的调整倍数的倒数，亦即曲线31的斜线部份斜率＝像素值上限/临界值；若调整前的像素值介于临界值与像素值上限间，则皆调整至像素值上限，如曲线31的水平线部份所示。另外，曲线33则代表像素值未做任何调整时的情形，可与曲线31对照参看。

(2)在前述第一种调整方式中，虽然可使介于像素值下限与临界值间的各像素值维持在原本的亮度，不因背光亮度的调整而改变，但介于临界值与像素值上限间的各像素值则皆饱和至同一上限值，而造成彼此无所区别。因此，在第二种调整方式中，对于介于像素值下限与临界值间的各像素值，将原本的调整倍数(即像素值上限/临界值)往下调，举例而言，可将调整倍数乘上一β值，0＜β＜1，则当调整前的像素值为临界值时，调整后就成为像素值上限乘上β，如图3的曲线32所示；而对于介于临界值与像素值上限间的各像素值，则将其调整至介于像素值上限乘上β与像素值上限的区间。如此，虽然介于像素值下限与临界值间的像素值的亮度会稍降一些，但介于临界值与像素值上限间的各像素值则不会饱和至上限，彼此仍可有所区别，可以呈现更多影像的细节。

于此实施例中，像素值调整电路13可内建一增益表(图未显示)，可储存多个增益值。像素值调整电路13可依据像素值的大小，从增益表选取其中一增益值，用以调整像素值，举例而言，将像素值乘以所选取的增益值，以得到调整后的像素值。当调整前的像素值介于像素值下限与临界值间时，像素值调整电路13从增益表选取同一个增益值(即像素值上限/临界值×β)，来进行像素值的调整；而当调整前的像素值介于临界值与像素值上限间时，像素值调整电路13从增益表选取适当的对应增益值，来进行像素值调整，此时对应增益值可能因不同像素值而异，以使像素值能调整至介于像素值上限乘上β与像素值上限的区间。

图4是本发明一实施例的显示控制方法的流程图。步骤40依据一参数值及一待显示帧的多个像素的像素值，决定一临界值。举例而言，此临界值不大于像素值上限，且在该些像素中，像素值介于临界值与上限间的像素数占总像素数的比例，低于该参数值。像素值为像素的亮度值或像素在一色彩空间的各维度上的最大像素分量。

步骤41是依据临界值，产生一脉宽调制信号，用以控制显示面板的背光亮度。步骤41可依据临界值，调整该脉宽调制信号的脉冲宽度，而脉冲宽度的调整倍数是依据临界值与像素值上限而决定，较佳地，调整倍数＝临界值/像素值上限。

步骤42系依据临界值，调整该些像素的像素值。像素值的调整有以下两种方式(但不限于此两种)：

(1)对于介于像素值下限与临界值间的各像素值，将其除以脉宽调制信号的脉冲宽度的调整倍数(此调整倍数＝临界值/像素值上限)；对于介于临界值与像素值上限间的各像素值，则皆调整至像素值上限。

(2)对于介于像素值下限与临界值间的各像素值，将原本的调整倍数(即像素值上限/临界值)往下调，例如将调整倍数乘上一β值，0＜β＜1；对于介于临界值与像素值上限间的各像素值，则将其调整至介于像素值上限乘上β与像素值上限的区间。

于此实施例中，步骤42可另包含：提供一增益表，用以储存多个增益值；以及依据像素值的大小，从该增益表选取其中一增益值，用以调整像素值。对于介于像素值下限与临界值间的各像素值，皆从增益表选取同一个增益值，以进行像素值的调整，此同一个增益值可为前述脉冲宽度的调整倍数；对于介于临界值与像素值上限间的各像素值，则从增益表选取适当的对应增益值，来进行像素值调整，以使像素值能调整至介于像素值上限乘上β与像素值上限的区间。

以上所述是利用较佳实施例详细说明本发明，而非限制本发明的范围。凡熟悉本技术领域者皆能明了，可根据以上实施例的揭示而做出诸多可能变化，仍不脱离本发明的精神和范围。

Claims (18)

1.一种显示控制电路，适用于一显示面板，该显示控制电路包含：

一临界值决定电路，用以藉由累计一待显示的帧的多个像素的像素值的数量，并依据一参数值，以决定一临界值；

一脉宽调制控制电路，耦接至该临界值决定电路，用以依据该临界值，产生一脉宽调制信号，用以控制该显示面板的一背光亮度；以及

一像素值调整电路，耦接至该临界值决定电路，用以依据该临界值，调整该些像素的像素值。

2.如权利要求1所述的显示控制电路，其特征在于，该临界值不大于一像素值上限，以及该些像素的像素值介于该临界值与该像素值上限间的像素数占总像素数的比例，低于该参数值。

3.如权利要求1所述的显示控制电路，其特征在于，该些像素值表示为一亮度值或一色彩空间的多个维度上的一最大像素分量。

4.如权利要求2所述的显示控制电路，其特征在于，该脉宽调制控制电路依据该临界值，调整该脉宽调制信号的一脉冲宽度。

5.如权利要求4所述的显示控制电路，其特征在于，该脉冲宽度的一调整倍数依据该临界值与该像素值上限而决定。

6.如权利要求5所述的显示控制电路，其特征在于，该调整倍数为该临界值除以该像素值上限。

7.如权利要求6所述的显示控制电路，其特征在于，该像素值调整电路在调整该些像素值时，将介于一像素值下限与该临界值间的该些像素值的第一多个像素值除以该调整倍数。

8.如权利要求7所述的显示控制电路，其特征在于，该像素值调整电路将介于该临界值与该像素值上限间的该些像素值的第二多个像素值调整至该像素值上限。

9.如权利要求1所述的显示控制电路，其特征在于，还包含：

一增益表，储存多个增益值；

其中，该像素值调整电路依据该些像素值，从该增益表选取该些增益值其中之一，用以调整该些像素值。

10.一种显示控制方法，适用于一显示面板，该显示控制方法包含下列步骤：

藉由累计一待显示的帧的多个像素的像素值的数量，并依据一参数值，以决定一临界值；

依据该临界值，产生一脉宽调制信号，用以控制该显示面板的一背光亮度；以及

依据该临界值，调整该些像素的像素值。

11.如权利要求10所述的显示控制方法，其特征在于，该临界值不大于一像素值上限，以及该些像素的像素值介于该临界值与该像素值上限间的像素数占总像素数的比例，低于该参数值。

12.如权利要求11所述的显示控制方法，其特征在于，该些像素值表示为一亮度值或一色彩空间的多个维度上的一最大像素分量。

13.如权利要求11所述的显示控制方法，其特征在于，该产生步骤依据该临界值，调整该脉宽调制信号的一脉冲宽度。

14.如权利要求13所述的显示控制方法，其特征在于，该脉冲宽度的一调整倍数是依据该临界值与该像素值上限而决定。

15.如权利要求14所述的显示控制方法，其特征在于，该调整倍数为该临界值除以该像素值上限。

16.如权利要求15所述的显示控制方法，其特征在于，该调整步骤是将介于一像素值下限与该临界值间的该些像素值的第一多个像素值除以该调整倍数。

17.如权利要求16所述的显示控制方法，其特征在于，该调整步骤将介于该临界值与该像素值上限间的该些像素值的第二多个像素值调整至该像素值上限。

18.如权利要求11所述的显示控制方法，其特征在于，该调整步骤包含：

提供一增益表，用以储存多个增益值；以及

依据该些像素值，从该增益表选取该些增益值其中之一，用以调整该些像素值。

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