CN105261324B - 显示方法与应用此方法的显示面板 - Google Patents

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CN105261324B CN201510864415.8A CN201510864415A CN105261324B CN 105261324 B CN105261324 B CN 105261324B CN 201510864415 A CN201510864415 A CN 201510864415A CN 105261324 B CN105261324 B CN 105261324B
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Abstract

一种灰阶图案显示方法,适于应用子像素呈现技术(sub pixel rendering,SPR)的显示面板,所述显示面板的多个像素中的每一像素的两个子像素颜色不同,相邻的两个像素具有两个第一颜色的子像素、一个第二颜色的子像素与一个第三颜色的子像素,所述方法包含下列步骤:将前述多个像素分为多组像素组(pixel group),每一组像素组具有三个相邻的像素。接收一笔图像数据,此图像数据定义有每一像素的对应的一个二值化灰阶值(binary grayscale)。并依据每一个像素组所对应的三个二值化灰阶值,决定此像素组中的六个子像素的灰阶值。

Description

显示方法与应用此方法的显示面板
技术领域
本发明关于一种显示方法及应用此方法的显示面板,特别关于一种应用子像素呈现(sub pixel rendering)技术的显示方法及应用此方法的显示面板。
背景技术
子像素呈现技术(sub pixel rendering)被广泛的应用于图像显示领域。其中依据各厂商的面板设计,每个像素所包含的子像素(色块)的组合不同。然而一般而言,一个像素并不会具有面板的所有原色。也就是说,以红绿蓝三原色面板而言,一个像素会具有两个子像素,其颜色组合为红绿、蓝红或绿蓝。当要显示全彩图案时,每个像素由于仅具有两个色块,因此必须借由相邻的像素来提供第三个原色。因此应用子像素呈现技术的显示面板中,通常会具有呈现算法电路来计算如何呈现才能使人眼感知到的图案与正常三原色显示面板所显示的结果相同。
当要显示灰阶图案时,一般正常的显示面板,也就是每个像素具有三个子像素,因此可直接将每个像素的灰阶值赋予给三个子像素。于灰阶图案中有一种特别的灰阶图案,称为二值化灰阶图案,其依据人眼感知空间频率的理论,将每个像素定义为暗或亮,使所显示的图案与一般的灰阶图案相同。当要二值化灰阶图案,一般正常的显示面板的每个像素中仅需将同一个像素中的三个子像素显示全亮或全暗。
然而,应用子像素呈现技术的显示面板,由于其具有呈现算法电路,二值化灰阶图像仍然需要经过呈现算法电路来计算才能呈现为灰阶图像。而通常当显示面板要显示黑白图像时,往往是因为不需要全彩图像,而希望能减少计算机与显示面板的耗能。此时,应用子像素呈现技术的显示面板如何在要显示二值化灰阶图像时降低能量消耗是一个主要的课题。
发明内容
依据本发明所公开的灰阶图案显示方法,适于应用子像素呈现技术(sub pixelrendering,SPR)的显示面板,所述显示面板的多个像素中的每一像素的两个子像素颜色不同,相邻的两个像素具有两个第一颜色的子像素、一个第二颜色的子像素与一个第三颜色的子像素,所述方法包含下列步骤:将前述多个像素分为多组像素组(pixel group),每一组像素组具有三个相邻的像素。接收一笔图像数据,此图像数据定义有每一像素的对应的一个二值化灰阶值(binary grayscale)。并依据每一个像素组所对应的三个二值化灰阶值,决定此像素组中的六个子像素的灰阶值。
依据本发明所公开的应用子像素呈现技术的显示面板,具有M×N个像素与驱动模块。驱动模块电性连接至前述M×N个像素。M×N个像素中第(i,j)个像素具有第一颜色的子像素与第二颜色的子像素,第(i,j+1)个像素具有第一颜色的子像素与第三颜色的子像素,M、N为大于一的整数,i为小于等于M的正整数,j为小于N的正整数。驱动模块具有分组单元与灰阶像素驱动单元。分组单元用以将前述M×N个像素分为多组像素组,每一组像素组包含相邻的三个像素。所述分组单元并用以接收一笔图像数据,此图像数据包含M×N个像素中每个像素的对应的一个二值化灰阶值。灰阶像素驱动单元电性连接分组单元与前述M×N个像素,用以依据前述图像数据中每一组像素组对应的三个二值化灰阶值,决定每一组像素组中的六个子像素的灰阶值。
综上所述,本发明所公开的方法与应用此方法的显示面板,借由将像素分组,并按照每一个像素组所对应的多个二值化灰阶值,决定此像素组中多个像素的多个子像素分别的灰阶值。借此以预设的原则或是查表来直接以特定电压驱动对应的子像素,大幅降低了应用子像素呈现技术的显示面板在显示二值化灰阶图像时的能量消耗。
以上关于本公开内容的说明及以下实施方式的说明用以示范与解释本发明的精神与原理,并且提供本发明的专利申请范围更进一步的解释。
附图说明
图1是依据本发明一实施例的显示面板功能方块图。
图2是依据本发明一实施例中的像素组示意图。
图3是依据本发明一实施例的多个像素组示意图。
图4是依据本发明一显示方法流程图。
符号说明
1000 显示面板
1100 像素阵列
1200 驱动模块
1210 分组单元
1220 灰阶像素驱动单元
1230 全彩像素驱动单元
1240 节能判断单元
Pg1~Pg4 像素组
Px(1,1)~Px(M,N) 像素
Px11~Px43 像素
R11~R43 子像素
G11~G42 子像素
B12~B43 子像素
具体实施方式
以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点,其内容足以使任何本领域普通技术人员了解本发明的技术内容并据以实施,且根据本说明书所公开的内容、权利要求范围及附图,任何本领域普通技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下实施例进一步详细说明本发明的观点,但非以任何观点限制本发明的范畴。
请参照图1,其是依据本发明一实施例的显示面板功能方块图。如图1所示,显示面板1000具有像素阵列1100与驱动模块1200。驱动模块1200电性连接于像素阵列1100。其中像素阵列1100具有M×N个像素Px(1,1)至Px(M,N),每个像素仅有两个颜色的子像素,且相邻的两个像素所对应的四个子像素能涵盖显示面板所提供的三个颜色。举例而言,像素Px(i,j-1)具有红色的子像素与绿色的子像素,像素Px(i,j)具有绿色的子像素与蓝色的子像素,像素Px(i,j+1)具有蓝色的子像素与红色的子像素。此外,相同颜色的子像素并不会相邻。前述M、N为大于一的整数,i为小于等于M的正整数,j为小于N的正整数。
驱动模块1200用以驱动像素阵列1100中的每个像素的两个子像素以被设定的亮度发光,从而达到显示驱动模块所接收的图像数据的目的。具体来说,于一实施例中,驱动模块1200具有分组单元1210与灰阶像素驱动单元1220。
分组单元1210用以将像素阵列1100中的M×N个像素分为多组像素组(pixelgroup),每一组像素组包含相邻的三个像素。于一实施例中,像素Px(h,3k-2)、像素Px(h,3k-1)与像素Px(h,3k)被分为一组,其中h与k为正整数,且h小于等于M,三倍的k小于等于N。于另一实施例中,像素Px(3p-2,q)、像素Px(3p-1,q)与像素Px(3p,q)被分为一组,其中p与q为正整数,且三倍的p小于等于M,q小于等于N。
分组单元1210并接收一笔图像数据,此图像数据中定义有M×N个像素中每个像素的对应的一个二值化灰阶值。举例来说,图像数据可以是一个M×N的位元阵列,此位元阵列与像素阵列中的M×N个像素一一对应。此位元阵列中的座标值为(x,y)的元素的值为1则表示对应的像素Px(x,y)需要显示白色的颜色,若座标值为(x,y)的元素的值为0则表示对应的像素Px(x,y)需要显示黑色的颜色,其中x与y分别是不大于M与不大于N的正整数。
灰阶像素驱动单元1220电性连接分组单元1210与像素阵列1100中的M×N个像素。灰阶像素驱动单元1220用以依据前述图像数据中每一组像素组对应的三个二值化灰阶值,决定每一组像素组中的六个子像素的灰阶值。具体来说,请参照图2,其是依据本发明一实施例中的像素组示意图。如图2所示,第一像素组Pg1具有第一像素Px11、第二像素Px12与第三像素Px13。其中第一像素Px11所具有的两个子像素分别为红色的子像素R11与绿色的子像素G11。第二像素Px12所具有的两个子像素分别为蓝色的子像素B12与红色的子像素R12。第三像素Px13所具有的两个子像素分别为绿色的子像素G13与蓝色的子像素B13。
表一
关于第一像素组Pg1中三个像素的二值化灰阶值与实际上各子像素的灰阶值如上表一所示,其中由于每一子像素在全彩显示时是以二进位八位元作为其灰阶值的信息,因此每个子像素的灰阶值从0至255。并且其中灰阶值212的亮度对人类的眼睛而言,其亮度为灰阶值255的亮度的三分之二。
于另一实施例中,如图2所示,第二像素组Pg2具有第四像素Px21、第五像素Px22与第六像素Px23。第四像素Px21所具有的两个子像素分别为绿色的子像素G21与蓝色的子像素B21。第五像素Px22所具有的两个子像素分别为红色的子像素R22与绿色的子像素G22。第六像素Px23所具有的两个子像素分别为蓝色的子像素B23与红色的子像素R23。关于第二像素组Pg2中三个像素的二值化灰阶值与实际上各子像素的灰阶值如下表二所示。其中,第二像素组Pg2如图2所示位于第一像素组Pg1的下一列,然而于另一些实施例中,第二像素组Pg2也可以是位于第一像素组Pg1的上一列。
表二
G21 B21 R22 G22 B23 R23
(0,0,0) 0 0 0 0 0 0
(0,0,1) 0 0 0 212 212 212
(0,1,0) 0 0 212 212 212 0
(0,1,1) 0 0 0 255 255 255
(1,0,0) 212 212 212 0 0 0
(1,0,1) 212 212 212 212 212 212
(1,1,0) 0 255 255 255 0 0
(1,1,1) 255 255 255 255 255 255
然而,相邻上下两列的各像素的灰阶值并不限于上述表一与表二结合的例子。举例来说,于又一实施例中,第一像素组Pg1的各子像素的灰阶值定义如前述表一,而第二像素组Pg2的各子像素的灰阶值定义可如下表三所示。
表三
G21 B21 R22 G22 B23 R23
(0,0,0) 0 0 0 0 0 0
(0,0,1) 0 0 0 212 212 212
(0,1,0) 0 0 212 212 212 0
(0,1,1) 0 0 255 255 255 0
(1,0,0) 212 212 212 0 0 0
(1,0,1) 212 212 212 212 212 212
(1,1,0) 255 255 255 0 0 0
(1,1,1) 255 255 255 255 255 255
于又一实施例中,第一像素组Pg1的各子像素的灰阶值定义如下表四,而第二像素组Pg2的各子像素的灰阶值定义可如下表五所示。于再一实施例中,第一像素组Pg1的各子像素的灰阶值定义如下表六,而第二像素组Pg2的各子像素的灰阶值定义可如下表七所示。
表四
R11 G11 B12 R12 G13 B13
(0,0,0) 0 0 0 0 0 0
(0,0,1) 0 0 0 212 212 212
(0,1,0) 0 0 212 212 212 0
(0,1,1) 0 0 0 255 255 255
(1,0,0) 212 212 212 0 0 0
(1,0,1) 212 212 212 212 212 212
(1,1,0) 255 255 255 0 0 0
(1,1,1) 255 255 255 255 255 255
表五
G21 B21 R22 G22 B23 R23
(0,0,0) 0 0 0 0 0 0
(0,0,1) 0 0 0 212 212 212
(0,1,0) 0 0 212 212 212 0
(0,1,1) 0 0 255 255 255 0
(1,0,0) 212 212 212 0 0 0
(1,0,1) 212 212 212 212 212 212
(1,1,0) 0 255 255 255 0 0
(1,1,1) 255 255 255 255 255 255
表六
R11 G11 B12 R12 G13 B13
(0,0,0) 0 0 0 0 0 0
(0,0,1) 0 0 0 212 212 212
(0,1,0) 0 0 212 212 212 0
(0,1,1) 0 0 255 255 255 0
(1,0,0) 212 212 212 0 0 0
(1,0,1) 212 212 212 212 212 212
(1,1,0) 255 255 255 0 0 0
(1,1,1) 255 255 255 255 255 255
表七
具体来说,相邻两列的两个像素组共有十二个子像素,而其呈现的原则可以自由调配。其主要原则在于,需使同一组的六个子像素的灰阶值分布符合三个二值化灰阶值的分布,并使有发光的子像素的亮度总和符合三个二值化灰阶值所指示的亮度总和。
此外,于一实施例中,一个像素组中的各个子像素的灰阶值除了依据三个二值化灰阶值所决定以外,更依据相邻的一个或多个像素组的三个二值化灰阶值所决定。举例来说,请参照图3,其是依据本发明一实施例的多个像素组示意图。如图3所示,其中第一像素组Pg1具有第一像素Px11、第二像素Px12与第三像素Px13。第一像素Px11所具有的两个子像素分别为红色的子像素R11与绿色的子像素G11。第二像素Px12所具有的两个子像素分别为蓝色的子像素B12与红色的子像素R12。第三像素Px13所具有的两个子像素分别为绿色的子像素G13与蓝色的子像素B13。第二像素组Pg2具有第四像素Px21、第五像素Px22与第六像素Px23。第四像素Px21所具有的两个子像素分别为绿色的子像素G21与蓝色的子像素B21。第五像素Px22所具有的两个子像素分别为红色的子像素R22与绿色的子像素G22。第六像素Px23所具有的两个子像素分别为蓝色的子像素B23与红色的子像素R23。第三像素组Pg3具有第七像素Px31、第八像素Px32与第九像素Px33。第七像素Px31所具有的两个子像素分别为红色的子像素R31与绿色的子像素G31。第八像素Px32所具有的两个子像素分别为蓝色的子像素B32与红色的子像素R32。第九像素Px33所具有的两个子像素分别为绿色的子像素G33与蓝色的子像素B33。第四像素组Pg4具有第十像素Px41、第十一像素Px42与第十二像素Px43。第十像素Px41所具有的两个子像素分别为绿色的子像素G41与蓝色的子像素B41。第十一像素Px42所具有的两个子像素分别为红色的子像素R42与绿色的子像素G42。第十二像素Px43所具有的两个子像素分别为蓝色的子像素B43与红色的子像素R43。
当第一像素组Pg1的三个二值化灰阶值为(0,0,1),第二像素组Pg2为(0,1,1),第三像素组Pg3的为(1,1,0),第四像素组Pg4的为(1,0,0)时,二十四个子像素的灰阶值定义如下表八。
表八
子像素 R11 G11 B12 R12 G13 B13
灰阶值 0 0 0 212 212 212
子像素 G21 B21 R22 G22 B23 R23
灰阶值 0 0 255 255 255 0
子像素 R31 G31 B32 R32 G33 B33
灰阶值 0 255 255 255 0 0
子像素 G41 B41 R42 G42 B43 R43
灰阶值 212 212 212 0 0 0
表九
子像素 R11 G11 B12 R12 G13 B13
灰阶值 212 212 212 0 0 0
子像素 G21 B21 R22 G22 B23 R23
灰阶值 0 255 255 255 0 0
子像素 R31 G31 B32 R32 G33 B33
灰阶值 0 0 255 255 255 0
子像素 G41 B41 R42 G42 B43 R43
灰阶值 0 0 0 212 212 212
当第一像素组Pg1的三个二值化灰阶值为(1,0,0),第二像素组Pg2的为(1,1,0),第三像素组Pg3的为(0,1,1),第四像素组Pg4的为(0,0,1)时,其所描绘的是另一条斜线。因此所述二十四个子像素的灰阶值定义如上表九。
于一种实施例中,如灰阶像素驱动单元1220于决定第一像素组Pg1中的六个子像素的灰阶值时,直接依据第一像素组Pg1的三个二值化灰阶值来决定六个子像素的灰阶值。而于另一种实施例中,灰阶相素驱动单元1220依据第一像素组Pg1所对应的三个二值化灰阶值,先判断六个子像素中每个子像素是否被致能,并依据三个二值化灰阶值,计算被致能的每个子像素的灰阶值。第一种方式的计算量较小,然而第二种方式于某些类型的显示面板中,可以直接禁用(disable)不需要被致能的子像素所对应的驱动元件,以减少耗能。
于再一实施例中,请回到图1,显示面板1000的驱动模块1200更具有全彩像素驱动单元1230与节能判断单元1240。其中节能判断单元1240分别与全彩像素驱动单元1230以及分组单元1210电性连接。而全彩像素驱动单元1230更电性连接像素阵列1100的M×N个像素。
节能判断单元1240用以接收图像数据,并依据一个节能指示信号,将接收到的图像数据输出至全彩像素驱动单元1230或分组单元1210。而全彩像素驱动单元1230用以当接收到图像数据时,依据图像数据驱动像素阵列1100的M×N个像素以显示全彩图像。具体而言,当节能指示信号指示要节约能源,也就是显示面板1000仅需显示黑白灰阶图像时,经过二值化灰阶处理好的图像数据传递给分组单元1210。而当节能指示信号指示不需节约能源,显示面板1000要显示全彩图像时,带有全彩信息的图像数据传递给全彩像素驱动单元1230。于一实施例中,基于数据格式的一致性,以点阵图(bitmap)格式为例,传递的图像数据中每个像素为24位元,分别记录三原色各8位元的灰阶值,也就是(R,G,B),以一个像素的(R,G,B)=(255,192,127)为例,此像素的数据如下所示:
11111111_11000000_011111111
而经过二值化灰阶处理的图像数据,可以将二值化信息写入此像素的最高有效位元(most significant bit,MSB),举例来说,如果此像素经二值化灰阶处理后需要显示为暗(黑),则此像素的数据可以改写如下:
011111111_11000000_011111111
于另一实施例中,二值化信息可以写入此像素的最低有效位元(leastsignificant bit,LSB),也就是如下:
11111111_11000000_011111110
而分组单元1210与灰阶像素驱动单元1220仅需依据每个像素的24位元数据中的最高有效位元或最低有效位元(视数据格式定义而定)来判断一个像素组中三个像素分别的二值化灰阶值。
其中,将每个像素的二值化灰阶值写入其最高有效位元,则分组单元1210与灰阶像素驱动单元1220的电路所需要的逻辑门数量(gate count)可以大幅减少,较为省电。而将每个像素的二值化灰阶值写入其最低有效位元,由于该位元是一个像素中蓝色的灰阶值中的最小位元,其为一(二值化为亮)或零(二值化为暗)对于全彩图像的图像并不明显,甚至几乎不会被人眼感知到。因此主控装置,例如连接显示面板1000的计算机,可以预先都将每个图像的二值化信息夹带于一般的全彩图像,减少后续的计算。
具体来说,像是屏幕保护程序仅为多张照片图像轮流显示。则预先将每一张照片图像的二值化灰阶信息隐藏于每一张照片的全彩图像数据中,则不论要以节能模式显示灰阶图像还是非节能模式显示全彩图像,计算机都不需要进行额外的计算,在真正需要节能时可以减少计算所耗费的能源,并能同时降低文件储存所占用的存储装置空间。
上述的显示面板,其显示二值化灰阶图像的方法简化如图4,其是依据本发明一显示方法流程图。所述方法包含下列步骤:如步骤S410所示,将应用子像素呈现技术的显示面板的像素分为多组像素组(pixel group),每一组像素组具有三个相邻的像素,每个像素具有两个颜色不同的子像素。如步骤S420所示,接收图像数据,图像数据包含每个像素对应的二值化灰阶值。如步骤S430所示,依据每个像素组所对应的三个二值化灰阶值,决定此像素组中的六个子像素的灰阶值。
综上所述,本发明所公开的方法与应用此方法的显示面板,借由将像素分组,并按照每一个像素组所对应的多个二值化灰阶值,决定此像素组中多个像素的多个子像素分别的灰阶值。借此以预设的原则或是查表来直接以特定电压驱动对应的子像素,大幅降低了应用子像素呈现技术的显示面板在显示二值化灰阶图像时的能量消耗。
虽然本发明以前述的实施例公开如上,然其并非用以限定本发明。在不脱离本发明的精神和范围内,所为之更动与润饰,均属本发明的专利保护范围。关于本发明所界定的保护范围请参考所附的权利要求范围。

Claims (9)

1.一种灰阶图案显示方法,适于应用子像素呈现技术(sub pixel rendering,SPR)的显示面板,该显示面板的多个像素中的每一像素的两个子像素颜色不同,相邻的两个像素具有两个第一颜色的子像素、一个第二颜色的子像素与一个第三颜色的子像素,所述方法包含:
将该些像素分为多组像素组(pixel group),每一组像素组包含三个相邻的像素;
接收一图像数据,该图像数据包含每一该像素的对应的一二值化灰阶值;以及
依据每一该像素组所对应的三个该二值化灰阶值,决定该像素组中的六个子像素的灰阶值。
2.如权利要求1所述的方法,其中每一该像素组的三个相邻的像素位于同一列或同一行。
3.如权利要求1所述的方法,其中于决定该像素组中的该六个子像素的灰阶值的步骤中,更依据相邻的一像素组所对应的三个该二值化灰阶值,决定当前该六个子像素的灰阶值。
4.如权利要求1所述的方法,其中于决定该像素组中的该六个子像素的灰阶值的步骤中,包含:
依据所对应的三个该二值化灰阶值,判断该六个子像素中每一该子像素是否被致能;以及
依据所对应的三个该二值化灰阶值,计算被致能的每一该子像素的灰阶值。
5.一种应用子像素呈现技术的显示面板,包含:
M×N个像素,其中第(i,j)个像素具有第一颜色的子像素与第二颜色的子像素,第(i,j+1)个像素具有第一颜色的子像素与第三颜色的子像素,M、N为大于一的整数,i为小于等于M的正整数,j为小于N的正整数;以及
一驱动模块,包含:
一分组单元,用以将该M×N个像素分为多组像素组,每一该像素组包含相邻的三个像素,该分组单元并用以接收一图像数据,该图像数据包含每一该像素的对应的一二值化灰阶值;以及
一灰阶像素驱动单元,电性连接该分组单元与该M×N个像素,用以依据该图像数据中每一该像素组对应的三个该二值化灰阶值,决定该像素组中的六个子像素的灰阶值。
6.如权利要求5的显示面板,其中每一该像素组的该三个像素均位于同一列或同一行。
7.如权利要求5的显示面板,其中该驱动模块更包含:
一全彩像素驱动单元,电性连接该M×N个像素,用以当接收到该图像数据时,依据该图像数据驱动该M×N个像素;以及
一节能判断单元,电性连接该全彩像素驱动单元与该分组单元,用以依据一节能指示信号,将该图像数据输出至该全彩像素驱动单元或该分组单元。
8.如权利要求5的显示面板,其中该灰阶像素驱动单元于决定该像素组中的该六个子像素的灰阶值时,更依据相邻的一像素组所对应的三个该二值化灰阶值,决定当前该六个子像素的灰阶值。
9.如权利要求5的显示面板,其中该灰阶像素驱动单元于决定该像素组中的该六个子像素的灰阶值时,依据所对应的三个该二值化灰阶值,判断该六个子像素中每一该子像素是否被致能,并依据所对应的三个该二值化灰阶值,计算被致能的每一该子像素的灰阶值。
CN201510864415.8A 2015-09-16 2015-12-01 显示方法与应用此方法的显示面板 Expired - Fee Related CN105261324B (zh)

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