CN102915695A - 使用像素显示影像的方法 - Google Patents

Abstract

本发明有关于一种使用像素显示影像的方法，该像素包含四子像素。该像素用以接收多个信号值以显示影像，这些信号值为N位，且最大的信号值为(2^N-1)。使用像素显示影像的方法包含提供三颜色信号、根据该三颜色信号的数值大小产生对应该四子像素的四转换信号、当该色饱和度不大于第一预定值时，四转换信号中的第四色转换信号大于四转换信号中其他三色转换信号，使用四输出信号显示该像素的影像。本发明可对显示器进行省电，且调整后的影像数据于被显示时仍可维持原影像数据的色彩，但具有较低的功率损耗。

Description

使用像素显示影像的方法

技术领域

本发明关于一种使用像素显示影像的方法，尤指一种将对应三原色信号值的影像数据转换为对应三原色及白色信号值的影像数据的方法。

背景技术

液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)及发光二极管(light emitting diode,LED)显示器因具有外型轻薄、省电以及无辐射等优点，已被广泛地应用于多媒体播放器、行动电话、个人数位助理（PDA）、电脑显示器、或平面电视等电子产品上。不同的是，有机发光二极管（Organic Light Emitting Diode，简称OLED）显示器因具有自发光性、广视角、高对比、低操作电压、动态反应时间短、色彩鲜艳、制程简单面板体积小以及面板厚度薄等优点而有逐渐取代LCD的趋势。OLED外加一偏压，使内部的电子电洞分别经过电洞传输层（HoleTransport Layer）与电子传输层（Electron Transport Layer）后，加入具有发光特性的有机物质，在其内再结合时，形成一"激发光子"（exciton）后，再将能量释放出来而回到基态（ground state），而这些被释放出来的能量中，由于所选择的发光材料的不同，可使部份能量以不同颜色的光的形式释放出来，而形成发光现象。

现有的OLED显示器通常搭配对应光的三原色RGB(红、绿及蓝色)的发光元件显示出具有高亮度及高彩度的色彩，但分别对应红、绿及蓝色的发光元件各自具有不同的使用寿命，导致OLED显示器经过一段时间的使用后，发光元件损耗造成显示器显示出错误的色彩。

因应上述问题，使用白光OLED搭配RGB彩色滤光片的显示器已被提出。然而搭配RGB彩色滤光片后，面板的穿透率会随之降低，为了改善穿透率会降低的问题，搭配RGBW（红、绿、蓝、白色）彩色滤光片的四色OLED显示器因而被开发。现有的四色OLED显示器主要通过白色的高穿透率来提升显示器亮度，但往往有色彩失真的问题，且无法有效地降低功率消耗。

发明内容

本发明的一实施例关于一种使用像素显示影像的方法，该像素包含第一子像素、第二子像素、第三子像素及第四子像素。该像素接收多个信号值以显示影像，这些信号值为N位，且最大信号值为(2^N-1)。该方法包含分别提供一第一信号、一第二信号以及一第三信号，将该第一信号、该第二信号以及该第三信号转换为一第一输出信号、一第二输出信号、一第三输出信号以及一第四输出信号，使用该第一输出信号、该第二输出信号、该第三输出信号以及该第四输出信号分别对应于该第一子像素、该第二子像素、该第三子像素及该第四子像素以显示该像素的影像。当一色饱和度不大于一第一预定值时，该第四输出信号不小于该第一输出信号、该第二输出信号或该第三输出信号的其中任一。

通过本发明实施例的设置，将三颜色信号转换为四转换信号，并通过调整四转换信号的亮度或灰阶，来对显示器进行省电，且调整后的影像数据于被显示时仍可维持原影像数据的色彩，但具有较低的功率损耗。

附图说明

图1为本发明第一实施例显示器使用像素显示影像的流程图；

图2为本发明第二实施例显示器使用像素显示影像的流程图；

图3为本发明第三实施例显示器的示意图。

其中，附图标记：

102至124、202至224   步骤

300  显示器

310  像素

320  信号提供装置

330  色饱和度产生装置

340  信号转换装置

350  显示面板

360  第一信号转换模块

370  第二信号转换模块

372  亮度值产生单元

374  比较值产生单元

376  输出信号产生单元

R1   第一信号

R2   第一转换信号

R3   第一输出信号

G1   第二信号

G2   第二转换信号

G3   第二输出信号

B1   第三信号

B2   第三转换信号

B3   第三输出信号

L    亮度值

S    色饱和度

W    灰阶值

w    亮度值

γ   伽玛值

W2   第四转换信号

W3   第四输出信号

具体实施方式

在说明书及后续的申请专利范围当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书及后续的申请专利范围并不以名称的差异来作为区别元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区别的基准。在通篇说明书及后续的请求项当中所提及的“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。

下文依本发明显示器使用像素显示影像的方法特举实施例配合所附图式作详细说明，但所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围。

请参考图1，图1为本发明第一实施例显示器使用像素显示影像的流程图，且本发明所使用的显示器为四色显示器。显示器的像素包含第一子像素、第二子像素、第三子像素及第四子像素。第一子像素、第二子像素、第三子像素及第四子像素可例如是分别对应红色、绿色、蓝色(光的三原色)、白色(或透明)的子像素，但不限于此。像素用以接收多个信号值，并根据接收的信号值显示影像。信号值可以例如是显示器的灰阶，为N位，且最大信号值为(2^N-1)，例如对8-bit显示器而言，其灰阶值为0至255。图1的说明如下：

步骤102：由包含对应红色、绿色、蓝色(或其他三颜色)的多个信号值的影像数据分别提供对应红色、绿色、蓝色的第一信号R1、第二信号G1以及第三信号B1；

步骤104：根据步骤102所提供的第一信号R1、第二信号G1以及第三信号B1的数值大小产生对应红色、绿色、蓝色、白色的第一转换信号R2、第二转换信号G2、第三转换信号B2以及第四转换信号W2；

步骤106：根据步骤102所提供的第一信号R1、第二信号G1、第三信号B1中的最大信号值及最小信号值之差与最大信号值的比值产生色饱和度S；

步骤108：设定预定值(predetermined value)；

步骤110：将步骤106中产生的色饱和度S与步骤108中产生的预定值进行比较，若色饱和度S不大于预定值，则执行步骤112；若色饱和度S大于预定值，则执行步骤122；

步骤112：提供亮度值L，亮度值L为第一转换信号R2、第二转换信号G2、第三转换信号B2中的最小值；

步骤114：提供比较值，比较值为第四转换信号W2与(2^N-1)的差值；

步骤116：将亮度值L与步骤114所提供的比较值进行比较，若亮度值L不大于比较值，则执行步骤118；若亮度值L大于比较值，则执行步骤120；

步骤118：令第一输出信号R3的值为第一转换信号R2与亮度值L的差值、第二输出信号G3的值为第二转换信号G2与亮度值L的差值、第三输出信号B3的值为第三转换信号B2与亮度值L的差值，且第四输出信号W3的值为第四转换信号W2与亮度值L的总和，其中当色饱和度S不大于第一预定值时，第四输出信号W3不小于第一输出信号R3、第二输出信号G3或第三输出信号B3的任何一者，接着执行步骤124；

步骤120：令第一输出信号R3的值为第一转换信号R2与比较值的差值、第二输出信号G3的值为第二转换信号G2与比较值的差值、第三输出信号B3的值为第三转换信号B2与比较值的差值，且第四输出信号W3的值为(2^N-1)，其中第四输出信号W3不小于第一输出信号R3、第二输出信号G3或第三输出信号B3的任何一者，接着执行步骤124；

步骤122：令第一输出信号R3的值为第一转换信号R2的值、第二输出信号G3的值为第二转换信号G2的值、第三输出信号B3的值为第三转换信号B2的值，且第四输出信号W3的值为第四转换信号W2的值；

步骤124：使用第一输出信号R3、第二输出信号G3、第三输出信号B3、第四输出信号W3分别对应于第一子像素、第二子像素、第三子像素、第四子像素以显示显示器的像素的影像。

在步骤104中，以第一信号R1、第二信号G1以及第三信号B1的数值大小产生第一转换信号R2、第二转换信号G2、第三转换信号B2以及第四转换信号W2可通过以下方程式(1)至(4)来产生，但不以此方法为限：

W2＝min[R1,G1,B1]                              (1)

$R2=\left\{\right[1+\left(\frac{W2}{\max [R1,G1,B1]}\right)]\×R1\}-W2---\left(2\right)$

$G2=\left\{\right[1+\left(\frac{W2}{\max [R1,G1,B1]}\right)]\×G1\}-W2---\left(3\right)$

$B2=\left\{\right[1+\left(\frac{W2}{\max [R1,G1,B1]}\right)]\×B1\}-W2---\left(4\right)$

max[R1,G1,B1]代表自第一信号R1、第二信号G1、第三信号B1中选取一最大的信号值，且min[R1,G1,B1]代表自第一信号R1、第二信号G1、第三信号B1中选取一最小的信号值。接着在步骤106中，饱和度可经由以下方程式(5)计算出：

$S=\frac{\max [R1,G1,B1]-\min [R1,G1,B1]}{\max [R1,G1,B1]}---\left(5\right)$

以上所述的色饱和度及信号值可以是在灰阶的值域(grey level domain)作运算，也可以在亮度的值域(gamma domain)作运算，而本实施例是以在灰阶的值域(grey level domain)作运算为举例。在本实施例中，是以在亮度的值域进行运算为例，接着在步骤108、步骤110中，因考量显示器在不同色饱和度S之下对信号作转换的省电效率不同，为了使显示器在各种画面时都能有效省电，故根据色饱和度S是否超过预定值0.25来决定要执行步骤112或步骤122。

在步骤118、120中，是将第一转换信号R2、第二转换信号G2、第三转换信号B2、第四转换信号W2转换为第一输出信号R3、第二输出信号G3、第三输出信号B3、第四输出信号W3，且当色饱和度S不大于第一预定值时，第四输出信号W3不小于第一输出信号R3、第二输出信号G3或第三输出信号B3的任何一者。同样地，步骤116、118、120中，为达到更好的省电效果，根据亮度值L与比较值比较的结果而以步骤118、120中不同的方式将第一转换信号R2、第二转换信号G2、第三转换信号B2、第四转换信号W2转换为第一输出信号R3、第二输出信号G3、第三输出信号B3、第四输出信号W3。亮度值L依据以下方程式(6)来产生，步骤118、120分别依据以下方程式(7)、(8)来产生。

L＝min[R2,G2,B2]                                          (6)

若L≤[(2ⁿ-1)-W2],[R3,G3,B3,W3]＝[R2-L,G2-L,B2-L,W2+L]        (7)

若L＞[(2ⁿ-1)-W2],[R3,G3,B3,W3]＝

[R2-[(2ⁿ-1-L)],G2-[(2ⁿ-1-L)],B2-[(2ⁿ-1-L)],(2ⁿ-1)]           (8)

此外，在本实施例中，0.25仅为一举例的预定值，并非用以限定本发明，且步骤122为在色饱和度S超过0.25的情况下采用的举例步骤，并非用以限定本发明，亦即第一输出信号R3、第二输出信号G3、第三输出信号B3、第四输出信号W3的值并不限定为第一转换信号R2、第二转换信号G2、第三转换信号B2、第四转换信号W2的值，也可以用其他值来取代。而虽然步骤114所提供的比较值为第四转换信号W2与(2^N-1)的差值，但本发明亦包含对比较值作其他设置。

通过本发明第一实施例的设置，可将影像数据对应红色、绿色、蓝色的信号值转换为对应红色、绿色、蓝色、白色的信号值，并通过增加对应白色的信号值的灰阶以及降低对应红色、绿色、蓝色的信号值的灰阶，来对显示器进行省电，因一般而言，白色子像素的发光效率高于其他颜色的子像素的发光效率，然仍须根据色饱和度S的大小来对信号值进行不同的运算以达到最大的省电效果。此外，调整后的影像数据于被显示时仍可维持原影像数据的色彩，但具有较低的功率损耗。

请参考图2，图2为本发明第二实施例显示器使用像素显示影像的流程图，第二实施例与第一实施例的差别在于，第二实施例是在亮度的值域(gammadomain)对信号值作运算，当亮度为最高时，亮度值为1，且亮度值1等同于灰阶值为(2^N-1)的换算。图2的说明如下：

步骤202：由包含对应红色、绿色、蓝色(或其他三颜色)的多个信号值的影像数据分别提供对应红色、绿色、蓝色的第一信号R1、第二信号G1以及第三信号B1；

步骤204：根据步骤202所提供的第一信号R1、第二信号G1以及第三信号B1的数值大小产生对应红色、绿色、蓝色、白色的第一转换信号R2、第二转换信号G2、第三转换信号B2以及第四转换信号W2；

步骤206：根据步骤202所提供的第一信号R1、第二信号G1、第三信号B1中的最大信号值及最小信号值的差与最大信号值的比值产生色饱和度S；

步骤208：设定预定值(predetermined value)；

步骤210：将步骤206中产生的色饱和度S与步骤208中产生的预定值进行比较，若色饱和度S不大于预定值，则执行步骤212；若色饱和度S大于预定值，则执行步骤222；

步骤212：提供亮度值L，亮度值L为第一转换信号R2、第二转换信号G2、第三转换信号B2中的最小值的伽玛转换值；

步骤214：提供比较值，比较值为第四转换信号W2的伽玛转换值与1的差值；

步骤216：将亮度值L与比较值进行比较，若亮度值L不大于比较值，则执行步骤218；若亮度值L大于比较值，则执行步骤220；

步骤218：令第一输出信号R3的值为第一转换信号R2的伽玛转换值与亮度值L的差值的逆伽玛转换值、第二输出信号G3的值为第二转换信号G2的伽玛转换值与亮度值L的差值的逆伽玛转换值、第三输出信号B3为第三转换信号B2的伽玛转换值与亮度值L的差值的逆伽玛转换值，且第四输出信号W3为第四转换信号W2的伽玛转换值与亮度值L的总和的逆伽玛转换值，其中第四输出信号W3不小于第一输出信号R3、第二输出信号G3或第三输出信号B3的任何一者，接着执行步骤224；

步骤220：令第一输出信号R3为第一转换信号R2的伽玛转换值与比较值的差值的逆伽玛转换值，第二输出信号G3为第二转换信号G2的伽玛转换值与比较值的差值的逆伽玛转换值，第三输出信号B3为第三转换信号B2的伽玛转换值与比较值的差值的逆伽玛转换值，第四输出信号为1，其中第四输出信号W3不小于第一输出信号R3、第二输出信号G3或第三输出信号B3的任何一者，接着执行步骤224；

步骤222：令第一输出信号R3的值为第一转换信号R2的值、第二输出信号G3的值为第二转换信号G2的值、第三输出信号B3的值为第三转换信号B2的值，且第四输出信号W3的值为第四转换信号W2的值；

步骤224：使用第一输出信号R3、第二输出信号G3、第三输出信号B3、第四输出信号W3分别对应于第一子像素、第二子像素、第三子像素、第四子像素以显示显示器的像素的影像。

举例来说，令W为白色子像素的灰阶值，w为此白色子像素的亮度值，γ为此白色子像素的一伽玛值，则w与W之的伽玛转换可以方程式(9)来表示：

$w={\left(\frac{W}{2^N-1}\right)}^{\mathrm{\γ}}---\left(9\right)$

同样地，通过本发明第二实施例的设置，可将影像数据对应红色、绿色、蓝色的信号值转换为对应红色、绿色、蓝色、白色的信号值，并通过增加对应白色的信号值的亮度以及降低对应红色、绿色、蓝色的信号值的亮度，来对显示器进行省电，且调整后的影像数据于被显示时仍可维持原影像数据的色彩，但具有较低的功率损耗。

请参考图3，图3为本发明第三实施例显示器300的示意图，显示器300可用以实施本发明第一实施例步骤102至124或第二实施例步骤202至224。如图3所示，显示器300包含多个像素310、信号提供装置320、色饱和度产生装置330、信号转换装置340及显示面板350。每一像素310均包含第一子像素、第二子像素、第三子像素及第四子像素。第一子像素、第二子像素、第三子像素及第四子像素可例如是分别对应红色、绿色、蓝色(光的三原色)、白色的子像素，但不限于此。像素310用以接收多个信号值以显示影像，且所接收的信号值为N位(bits)，且最大信号值为(2^N-1)。信号提供装置320用以分别提供第一信号R1、第二信号G1以及第三信号B1。色饱和度产生装置330用以对应于第一信号R1、第二信号G1、第三信号B1产生色饱和度S。信号转换装置340用以在当色饱和度S不大于预定值时，将第一信号R1、第二信号G1、第三信号B1转换为第一输出信号R3、第二输出信号G3、第三输出信号B3以及第四输出信号W3，预定值可例如是0.25。显示面板350用以使用第一输出信号R3、第二输出信号G3、第三输出信号B3以及第四输出信号W3分别对应于第一子像素、第二子像素、第三子像素及第四子像素以显示像素310的影像。第四输出信号W3不小于第一输出信号R3、第二输出信号G3或第三输出信号B3的任何一者。

信号转换装置340包含第一信号转换模块360及第二信号转换模块370。第一信号转换模块360用以根据第一信号R1、第二信号G1以及第三信号B1的数值大小产生第一转换信号R2、第二转换信号G2、第三转换信号B2以及第四转换信号W2。而第二信号转换模块370用以将第一转换信号R2、第二转换信号G2、第三转换信号B2以及第四转换信号W2转换为第一输出信号R3、第二输出信号G3、第三输出信号B3以及第四输出信号W3。此外，第二信号转换模块370包含亮度值产生单元372、比较值产生单元374及输出信号产生单元376。亮度值产生单元372用以提供亮度值L，亮度值L为第一转换信号R1、第二转换信号G1以及第三转换信号B1中的最小值。比较值产生单元374用以提供比较值，如在灰阶的值域，比较值为第四转换信号与(2^N-1)的差值；如在亮度的值域，比较值则为第四转换信号与1的差值。输出信号产生单元376用以在当亮度值L不大于比较值时，将第一输出信号R3设为第一转换信号R2与亮度值L的差值、将第二输出信号G3设为第二转换信号G2与亮度值L的差值、将第三输出信号B3设为第三转换信号B2与亮度值L的差值，以及将第四输出信号W3设为第四转换信号W2与亮度值L的总和。

产生转换信号、输出信号、色饱和度S的详细方式，以及亮度值L、比较值的运用及运算的详细方式已于第一实施例说明，故不再赘述。同样地，通过本发明第三实施例的设置，可将影像数据对应红色、绿色、蓝色的信号值转换为对应红色、绿色、蓝色、白色的信号值，并通过增加对应白色的信号值的亮度以及降低对应红色、绿色、蓝色的信号值的亮度，来对显示器进行省电，且调整后的影像数据于被显示时仍可维持原影像数据的色彩，但具有较低的功率损耗。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种使用像素显示影像的方法，其特征在于，该像素包含一第一子像素、一第二子像素、一第三子像素及一第四子像素，该像素接收多个信号值以显示影像，其中这些信号值为N位，且最大信号值为(2^N-1)，该方法包含：

分别提供一第一信号、一第二信号以及一第三信号；

将该第一信号、该第二信号以及该第三信号转换为一第一输出信号、一第二输出信号、一第三输出信号以及一第四输出信号，其中当一色饱和度不大于一第一预定值时，该第四输出信号不小于该第一输出信号、该第二输出信号或该第三输出信号的其中任一；及

使用该第一输出信号、该第二输出信号、该第三输出信号以及该第四输出信号分别对应于该第一子像素、该第二子像素、该第三子像素及该第四子像素以显示该像素的影像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该第一预定值为0.25。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将该第一信号、该第二信号以及该第三信号转换为该第一输出信号、该第二输出信号、该第三输出信号以及该第四输出信号包含:

根据该第一信号、该第二信号以及该第三信号的数值大小产生一第一转换信号、一第二转换信号、一第三转换信号以及一第四转换信号；以及

若该色饱和度不大于该第一预定值，将该第一转换信号、该第二转换信号、该第三转换信号以及该第四转换信号转换为该第一输出信号、该第二输出信号、该第三输出信号以及该第四输出信号。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，该色饱和度根据该第一信号、该第二信号以及该第三信号中的一最大信号值及一最小信号值的差与该最大信号值的比值产生。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将该第一转换信号、该第二转换信号、该第三转换信号以及该第四转换信号转换为该第一输出信号、该第二输出信号、该第三输出信号以及该第四输出信号包含:

提供一亮度值，其中该亮度值为该第一转换信号、该第二转换信号以及该第三转换信号中的最小值；

提供一比较值，其中该比较值为该第四转换信号与(2^N-1)的差值；及

若该亮度值不大于该比较值，则该第一输出信号为该第一转换信号与该亮度值的差值，该第二输出信号为该第二转换信号与该亮度值的差值，该第三输出信号为该第三转换信号与该亮度值的差值，该第四输出信号为该第四转换信号与该亮度值的总和。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将该第一转换信号、该第二转换信号、该第三转换信号以及该第四转换信号转换为该第一输出信号、该第二输出信号、该第三输出信号以及该第四输出信号包含:

提供一亮度值，其中该亮度值为该第一转换信号、该第二转换信号以及该第三转换信号中的最小值；

提供一比较值，其中该比较值为该第四转换信号与(2^N-1)的差值；及

若该亮度值大于该比较值，则该第一输出信号为该第一转换信号与该比较值的差值，该第二输出信号为该第二转换信号与该比较值的差值，该第三输出信号为该第三转换信号与该比较值的差值，该第四输出信号为(2^N-1)。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将该第一转换信号、该第二转换信号、该第三转换信号以及该第四转换信号转换为该第一输出信号、该第二输出信号、该第三输出信号以及该第四输出信号包含:

提供一亮度值，其中该亮度值为该第一转换信号、该第二转换信号以及该第三转换信号中的最小值的伽玛转换值；

提供一比较值，其中该比较值为该第四转换信号的伽玛转换值与1的差值；及

若该亮度值不大于该比较值，则该第一输出信号为该第一转换信号的伽玛转换值与该亮度值的差值的逆伽玛转换值，该第二输出信号为该第二转换信号的伽玛转换值与该亮度值的差值的逆伽玛转换值，该第三输出信号为该第三转换信号的伽玛转换值与该亮度值的差值的逆伽玛转换值，该第四输出信号为该第四转换信号的伽玛转换值与该亮度值的总和的逆伽玛转换值。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将该第一转换信号、该第二转换信号、该第三转换信号以及该第四转换信号转换为该第一输出信号、该第二输出信号、该第三输出信号以及该第四输出信号包含:

提供一亮度值，其中该亮度值为该第一转换信号、该第二转换信号以及该第三转换信号中的最小值的伽玛转换值；

提供一比较值，其中该比较值为该第四转换信号的伽玛转换值与1的差值；及

若该亮度值大于该比较值，则该第一输出信号为该第一转换信号的伽玛转换值与该比较值的差值的逆伽玛转换值，该第二输出信号为该第二转换信号的伽玛转换值与该比较值的差值的逆伽玛转换值，该第三输出信号为该第三转换信号的伽玛转换值与该比较值的差值的逆伽玛转换值，该第四输出信号为1。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，该第四转换信号的伽玛转换值为：

$w={\left(\frac{W}{2^N-1}\right)}^{\mathrm{\γ}};$

其中w该第四转换信号的伽玛转换值，W该第四转换信号，γ为该像素的一伽玛值。

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