CN103456255B - 显示器像素驱动系统及显示器子像素驱动流程 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种显示器像素驱动系统及显示器子像素驱动流程，其组成单元包括：一个影像输入单元、一个影像灰阶差值计算单元、一个选择单元、一个判断单元、一个影像内插单元，及一个影像输出单元，藉由本发明所提供的显示器像素驱动系统及显示器子像素驱动流程，可有效利用显示器每一子像素做为独立像素使用，使分辨率能增加三倍，且显示画面会变的更为平滑且清晰，可有效提升显示器分辨率的效果。

Description

显示器像素驱动系统及显示器子像素驱动流程

技术领域

本发明是有关于一种显示器像素驱动系统及显示器子像素驱动流程，特别是有关于一种以独立子像素做为显示像素的显示器像素驱动系统及显示器子像素驱动流程。

背景技术

随着人类科技愈益发展蓬勃，不管是手机、电视、桌上计算机、笔记型计算机…等，都是属于显示装置的范畴，而显示装置中所不可或缺重要部件即为显示器，于是如何让显示器显示出光更为柔和或是更适合人眼观看，具更优良视觉效果的相关研讨，已行之有年，但此一课题，始终都占相关研发内容的大宗所在。

其中，医疗使用的单色显示器着重点更在于显示影像清晰度及分辨率，而搭配乳房摄影的显示器对分辨率方面一直有着较高要求存在。目前五百万像素的显示器是勉强符合乳房摄影的需求，但是为了追求更佳的影像质量以及诊断质量，所以对于影像分辨率方面希望可以有进一步的提升。

现有技术的实施方式，是将单色显示器内每一像素LCR(其中：L是表示左-left；C是表示中-center；而R是表示右-right)三个子像素显示相同的灰阶值。其子像素驱动方式大抵可分为：将LCR三个子像素分别乘上不同的参数直接显示，但此方法可能会造成亮度衰减；或另一常见做法是预先将LCR子像素以计算机软件处理后，再输出至显示器，但此方法需搭配特定的软件，于实际运用上较为不便。

且参酌先前技艺US20080079755A1内文，此篇先前技术提及：一个像素是由四个子像素构成，包含了R(红)G(绿)B(蓝)W(白)四个子像素(或是其它四种表示的子像素)，其中提出一种驱动子像素的方式，主要是根据子像素邻近的值，参考附近子像素依一定的比例将其做融合以产生新的子像素，也可以说是用影像的内插方式致使影像更于平整。

本发明基于先前相关处理技术，定义出一个门限值的概念，利用将原始画面的资料做后续判断，根据所判断出来的资料对映不同的内插方式，并针对个别子像素进一步做内插处理，并以每一子像素作为独立像素，具独立输出灰阶的功能，让显示器画面更为平滑以及清晰，以达到超高分辨率的效果。

发明内容

为了解决上述所提及问题，本发明的一主要目的在于提供一种显示器的像素驱动系统，其组成单元包括：一个影像输入单元、一个影像灰阶差值计算单元、一个选择单元、一个判断单元、一个影像内插单元，及一个影像输出单元，处理方式为将原始画面的资料经过判断后，再根据所判断的资料来进行所对应得不同的内插方式，经内插后得到每一子像素所应显示的灰阶值，并利用每一子像素来当作独立像素，使分辨率增加三倍，让显示器画面更为平滑与清晰，以达到提升分辨率的效果。

本发明的另一主要目的是在于提供一种显示器子像素驱动流程，其步骤包括：以单色影像讯号源输入来决定像素显示的灰阶值、判断任二相邻像素的任一相同子像素灰阶值间差异值、将差异值与门限值做比较，确定落入哪一门限区间后、以每一子像素做为独立显示像素，选取适当内插方式，独立输出灰阶值，可达提升分辨率的功效。

根据上述的目的，本发明首先提供：一种显示器的像素驱动系统，包括：一个影像输入单元，用以输入多个像素所形成的影像讯号，此影像讯号为一个单色影像讯号，且每一像素中包含多个子像素、一个影像灰阶差值计算单元，是选取多个像素中的任二个相邻像素中的任一个相同子像素来执行灰阶差值计算，以形成一个灰阶差异值、一个选择单元，用以提供一个K值，并依据K值将每一个像素的灰阶值分成K个门限值，且利用该K个门限值形成(K+1)个门限区间，其中，每一个门限区间亦对应一个设定的内插方程式、一个判断单元，是判断灰阶差异值位于哪一个门限区间中，并选择门限区间所对应的内插方程式、一个影像内插单元，是依据判断单元所选择的门限区间所对应的内插方程式进行计算，以得出其余子像素的一个新的灰阶值，及一个影像输出单元，用以将新的灰阶值输出。

本发明接着提供一种显示器子像素驱动流程，步骤包括：提供一个影像输入单元，用以输入多个像素所形成的影像讯号，此影像讯号为一个单色影像讯号，且每一个像素中包含多个子像素、提供一个影像灰阶差值计算单元，是选取多个像素中的任二个相邻像素中的任一个相同子像素来执行灰阶差值计算，以求得一个灰阶差异值、提供一个选择单元，用以提供一个K值，并依据K值将每一个像素的灰阶值分成K个门限值，且利用该K个门限值形成(K+1)个门限区间，其中，每一个门限区间亦对应一个设定的内插方程式、提供一个判断单元，是判断灰阶差异值位于哪一个门限区间中，并选择门限区间所对应的内插方程式、提供一个影像内插单元，是依据判断单元所选择的门限区间所对应的内插方程式进行计算，以得出其余子像素的一个新的灰阶值，及提供一个影像输出单元，用以将新的灰阶值输出。

经由本发明所提供显示器的像素驱动系统及显示器子像素驱动流程，将来自原始画面的资料经过判断后，根据所判断的资料来作所对应不同的内插方程式，在内插后利用每一子像素来当作独立像素独立输出灰阶，使得显示器画面更为平滑以及清晰，以达到提高分辨率，且不降低对比度的功效。

附图说明

图1是为本发明的显示器像素驱动系统的一较佳实施例的系统示意图；

图2是为本发明的显示器像素驱动系统的一较佳实施例的处理结果示意图；

图3是为本发明的显示器像素驱动系统的另一较佳实施例的系统示意图；

图4是为本发明的显示器子像素驱动方法流程图。

【主要组件符号说明】

影像输入单元10

影像灰阶差值计算单元20

选择单元30

判断单元40

影像内插单元50

影像输出单元60

讯号转换单元70

像素101

子像素103

步骤5001、5002、5003、5004、5005、5006

具体实施方式

由于本发明主要是公开一种关于显示器的像素驱动系统与显示器子像素驱动流程，其中显示器的像素驱动系统及显示器子像素驱动流程的基本构造及功能，已为本领域普通技术人员所能明了，故以下文中的说明，仅针对与本发明的显示器的像素驱动系统及显示器子像素驱动流程的特征处进行详细说明。同时，以下文中所对照的附图，是表达与本发明特征有关的结构示意，故未依据实际尺寸绘制，在先声明。

首先，请参阅图1，是为本发明显示器的像素驱动系统示意图，包括：一个影像输入单元10，用以输入多个像素所形成的影像讯号，此处的影像讯号系是指一个单色影像讯号，且每一个像素中包含多个子像素，可为L、C、R其中任一个子像素(其中：L是表示左-left；C是表示中-center；而R是表示右-right)、一个影像灰阶差值计算单元20，系选取多个像素中的任二个相邻像素中的任一个相同子像素来执行灰阶差值计算，以形成一个灰阶差异值、一个选择单元30，用以提供一个K值，所提供的K值系用于将每一个像素灰阶值内分成K个门限值，可形成(K+1)个门限区间，K个门限值的决定方程式为[(1*2^N/K)-M₁]、[(2*2^N/K)-M₂]、[(3*2^N/K)-M₃]、……、[(K-1)*2^N/K)-M_K-1]，其中，K为任一自然数，N则为影像讯号灰阶值的N个位(bits)，而M₁、M₂、……、M_K-1为一调整参数、一个判断单元40，是判断灰阶差异值位于哪一个门限区间中，并选择门限区间所对应的内插方程式、一个影像内插单元50，是依据判断单元40所选择的门限区间所对应的内插方程式进行计算，以得出其余子像素的一个新的灰阶值、及一个影像输出单元60，是用以将新的灰阶值输出。

在此分别针对本发明技术特征门限值计算式中重要参数K、N、M值说明如下，N值说明部分：举实例说明的，若面板(panel)最大显示灰阶值为255阶，根据其计算式(2^Nbit)即可回推得N值为8bit，此处K个门限值的计算式中的N值即带入为8；若面板最大显示灰阶值为1023阶，则同样根据其计算式(2^Nbit)即可回推得N值为10bit，此处K个门限值的计算式中的N值即带入为10，亦即N值大小是随着面板最大显示灰阶值回推而定，此处并不限定其N值大小。

接着说明K值部分，选择单元30所提供的K值，可将每一个像素的灰阶值分成K个门限值，并形成(K+1)个门限区间，其中，每一门限区间对应一个已设定的内插方程式、其中内插方程式为S(x_i)＝a₁x_i+a₂x_j，而a₁、a₂为内插系数，0≦a₁+a₂≦1，x_i、x_j为相邻像素中的任一个相同子像素的灰阶值，经计算可求得S(x_i)值即为新的灰阶值；最后，说明调整参数M值部分，其中调整参数M范围级距为-(1*2^N)/K≦M₁、M₂、……、M_K-1≦(1*2^N)/K，且M₁、M₂、……、M_K-1可以是不同数值，K则可为任一自然数。

针对本发明门限值部分可再以实例详述的：假设面板为8bit系统，亦即显示灰阶区间为0～255，若将的分成四个门限区间，则需要三个门限值，于本例中调整参数M值可为-64～64中任一自然数皆可，此处若选择M₁＝M₂＝M₃＝1，则可算得门限值为63、127、191，且由于原始显示灰阶区间即决定灰阶左右边界值为0～255，也就是在N＝8、K＝4、M₁＝M₂＝M₃＝1的条件下，可将灰阶值区别为0、63、127、191、255四区段，此时若影像灰阶差值计算单元20，针对多个像素中的任二个相邻像素中的任一个相同子像素来执行灰阶差异值计算结果为57，则其落入0～63的区段中，则将此区段所对应的内插系数a₁、a₂，带入内插方程式中，其中内插方程式为内插系数a₁、a₂需符合0≦a₁+a₂≦1条件，而x_i、x_j为相邻像素中的任一个相同子像素的灰阶值，经计算可求得S(x_i)值即为新的灰阶值；另举一例子如下：若影像灰阶差值计算单元20，针对多个像素中的任二个相邻像素任一个相同子像素来执行灰阶差值计算结果为70，则其落入63～127的区段中，则将此区段所对应的不同内插系数a₁、a₂，带入内插方程式中，同样经计算可求得S(x_i)值即得新的灰阶值。故可知：当初始决定K值时，即连带决定门限值个数，同时亦决定门限区间个数，而调整参数M决定后，即可得到确切的门限值数值，此时即可将影像灰阶差值计算单元20所求得的灰阶差异值计算结果带入，即可得落入哪一个门限区间，再使用于此门限区间中所相对应的内插系数a₁、a₂及内插方程式，此处的内插方程式可为线性或非线性方程式，经内插方程式运算后可得一新灰阶值S(x_i)，并透过一个影像输出单元60输出。

接着，请参阅图2，是为本发明显示器的像素驱动系统的一较佳实施例处理结果示意图。此图可以表示本发明的另一技术特征，在于本发明每一个像素101中包含多个子像素103，是以L、C、R(其中：L是表示左-left；C是表示中-center；而R是表示右-right)三个子像素103做为最小显示单位，所以能有效将分辨率增加三倍，亦可达到不降低对比度的功效；当初始影像讯号输入时，即可选择针对L、C、R(其中：L是表示左-left；C是表示中-center；而R是表示右-right)中任一个子像素103保留初始影像讯号的显示值，其余二个子像素103再做进一步处理，举例说明如下：图2的上图左边框的部分由L₃、C₃、R₃三个子像素103组成，中间框的部分由L₁、C₁、R₁三个子像素103组成，右边框的部分由L₂、C₂、R₂三个子像素103组成；图2的下图左边框的部分由L₃'、C₃'、R₃'三个子像素103组成，中间框的部分由L₁'、C₁'、R₁'三个子像素103组成，右边框的部分由三个L₂'、C₂'、R₂'子像素103组成；图2的上图是将原始画面的影像讯号输入后像素101所显示的数值，于上图中可看出其显示的灰阶值为L₁＝C₁＝R₁＝250、L₂＝C₂＝R₂＝190，而图2的下图为经本发明所提出方式运算后所得到的结果，解释如下：假定初始影像讯号是控制C子像素103的显示值，即C₁＝C₁'、C₂＝C₂'，若初始C₁＝250、C₂＝190，判定其相差值可知C₁-C₂＝60，落入N＝8，K＝4，M＝1条件下的0～63区段，选取第一区段的内插系数a₁＝0.55、a₂＝0.45，依据内插公式可求得R₁'＝a₁×C₁+a₂×C₂＝0.55×250+0.45×190＝223，亦可求得L₂'＝a₂×C₁+a₁×C₂＝0.45×250+0.55×190＝217，此时经本发明运算后的C₁'、R₁'、L₂'、C₂'结果可看出呈现平滑趋势，能有效增加分辨率；再举一例子说明如下：假定初始影像讯号是控制L子像素103的显示值，即L₁＝L₁'、L₂＝L₂'，若初始L₁＝250、L₂＝190，判定其相差值可知L₁-L₂＝60，落入N＝8，K＝4，M＝1条件下的0～63区段，选取第一区段的内插系数a₁＝0.55，a₂＝0.45，依据内插公式可求得C₁'＝a₁×L₁+a₂×L₂＝0.55×250+0.45×190＝223；亦可求得R₁'＝a₂×L₁+a₁×L₂＝0.45×250+0.55×190＝217，此时经本发明运算后的L₁'、C₁'、R₁'、L₂'结果同样呈现平滑趋势，能有效增加分辨率。亦即本发明是在相邻像素101中，选择LCR(即L是表示左-left；C是表示中-center；而R是表示右-right)中任一个子像素103控制其灰阶值，再计算其灰阶差异值后，以上述方式得出其余二个子像素103的灰阶值。而针对不降低影像对比度的说明，亦可以图2予以左证说明如下：当图2的上图左边框中L₃＝C₃＝R₃＝50时，假定初始影像讯号是控制C子像素103的显示值，即C₁＝C₁'、C₃＝C₃'，若初始C₁＝250、C₃＝50，判定其相差值可知C₁-C₃＝200，落入N＝8，K＝4，M＝1条件下的191～255区段，由于黑白影像对比度差异极巨，若再做平均处理可能会降低对比度，故此时即不做处理，亦即将内插系数a₁＝1、a₂＝0带入L₁'＝a₁×C₁+a₂×C₃，可求得L₁'＝250，于图2的下图可看出经本发明运算处理后的L₁'灰阶值仍保持250，因此不做平均处理，以免影响其对比度，经此说明亦可看出本发明所提供显示器的像素驱动系统可有效提升分辨率，且不会降低对比度的功效。

接着，请继续参阅图3，是为本发明显示器的像素驱动系统的另一较佳实施例系统示意图，其是进一步于显示器的像素驱动系统中，包含一个讯号转换单元70，用以将影像输入单元10所输入的彩色影像讯号转换为单色影像讯号，而其余显示器的像素驱动系统结构或相关功能主体运算方式皆与前述实施例相同，在此不再赘述。

接着，请再参阅图4及配合图1与图2，其中图4是为本发明的显示器子像素驱动方法流程图，其步骤流程如下：

步骤5001：提供一个影像输入单元10，是用以输入多个像素101所形成的影像讯号，此处的影像讯号为单色影像讯号，且每一个像素101中包含多个子像素103，其中组成子像素103可为L、C、R(其中：L是表示左-left；C是表示中-center；而R是表示右-right)中任一个子像素103，接着进入步骤5002。

步骤5002：提供一个影像灰阶差值计算单元20，是选取多个像素101中的任二个相邻像素101中的任一个相同子像素103，其中子像素103可为L、C、R(其中：L是表示左-left；C是表示中-center；而R是表示右-right)中任一个子像素103来执行灰阶差值计算，以求得一个灰阶差异值，接着进入步骤5003。

步骤5003：提供一个选择单元30，用以提供一个K值，并依据K值将每一个像素101的灰阶值分成K个门限值，且利用该K个门限值形成(K+1)个门限区间，其中，每一个门限区间亦对应一个已设定的内插方程式及内插系数，接着进入步骤5004。

步骤5004：提供一个判断单元40，是判断灰阶差异值位于哪一个门限区间中，即选择此门限区间所对应的内插方程式及内插系数，接着进入步骤5005。

步骤5005：提供一个影像内插单元50，是依据判断单元40所选择的门限区间所对应的内插方程式及内插系数进行计算，以得出其余子像素103的一个新的灰阶值，最后进入步骤5006。

步骤5006：提供一个影像输出单元60，用以将新的灰阶值输出。

虽然本发明以前述的较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的权利要求书所界定者为准。

Claims (9)

1.一种显示器的像素驱动系统，包括：

一影像输入单元，用以输入多个像素所形成的影像讯号，且每一该像素中包含多个子像素，其中该影像讯号为一个单色影像讯号；

一影像灰阶差值计算单元，是选取该多个像素中的任二相邻像素中的任一相同子像素来执行灰阶差值计算，以形成一灰阶差异值；

一选择单元，用以提供一K值，并依据该K值将每一该像素的灰阶值分成K个门限值，且利用该K个门限值形成(K+1)个门限区间，其中，每一该门限区间亦对应一设定的内插方程式，其中K为任一自然数；

一判断单元，是判断该灰阶差异值位于哪一该门限区间中，并选择该门限区间所对应的该内插方程式；

一影像内插单元，是依据该判断单元所选择的该门限区间所对应的该内插方程式进行计算，以得出其余子像素的一新的灰阶值；及

一影像输出单元，用以将该新的灰阶值输出。

2.根据权利要求1所述的显示器的像素驱动系统，其中每一该像素包含多个子像素，且每一该子像素可为L(left)、C(center)、R(right)其中任一个子像素。

3.根据权利要求1所述的显示器的像素驱动系统，其中该影像输入单元中进一步包含一讯号转换单元，用以将该影像输入单元所输入的彩色影像讯号转换为单色影像讯号。

4.根据权利要求1所述的显示器的像素驱动系统，其中该K值将每一该像素的灰阶值分成K个门限值，该K个门限值的决定方程式为[(1*2^N/K)-M₁]、[(2*2^N/K)-M₂]、[(3*2^N/K)-M₃]、……、[(K-1)*2^N/K)-M_K-1]，其中，N为影像讯号的灰阶值的N个位(bits)，而M为一调整参数。

5.根据权利要求4所述的显示器的像素驱动系统，其中该调整参数M范围级距为-(1*2^N)/K≦M₁、M₂、M₃、……、M_K-1≦(1*2^N)/K。

6.根据权利要求1所述的显示器的像素驱动系统，其中该内插方程式为S(x_i)＝a₁x_i+a₂x_j，而a₁、a₂为内插系数，0≦a₁+a₂≦1，x_i、x_j为相邻像素中的任一相同子像素的灰阶值，而S(x_i)为新的灰阶值。

7.一种显示器子像素驱动方法，包括：

提供一影像输入单元，用以输入多个像素所形成的影像讯号，且每一该像素中包含多个子像素，其中该影像讯号为一个单色影像讯号；

提供一影像灰阶差值计算单元，是选取该多个像素中的任二相邻像素中的任一相同子像素来执行灰阶差值计算，以求得一灰阶差异值；

提供一选择单元，用以提供一K值，并依据该K值将每一该像素的灰阶值分成K个门限值，且利用该K个门限值形成(K+1)个门限区间，其中，每一该门限区间亦对应一设定的内插方程式，其中K为任一自然数；

提供一判断单元，是判断该灰阶差异值位于哪一该门限区间中，并选择该门限区间所对应的该内插方程式；

提供一影像内插单元，是依据该判断单元所选择的该门限区间所对应的该内插方程式进行计算，以得出其余子像素的一新的灰阶值；及

提供一影像输出单元，用以将该新的灰阶值输出。

8.根据权利要求7所述的显示器子像素驱动方法，其中每一该像素包含多个子像素，且每一该子像素可为L(left)、C(center)、R(right)其中任一子像素。

9.根据权利要求7所述的显示器子像素驱动方法，其中该K个门限值的决定方程式为[(1*2^N/K)-M₁]、[(2*2^N/K)-M₂]、[(3*2^N/K)-M₃]、……、[(K-1)*2^N/K)-M_K-1]，其中，N为影像讯号的灰阶值的N个位(bits)，而M为一调整参数。