CN108447449A - 信号处理方法及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种信号处理方法及显示装置，包含依据显示区域的分区分类信息调整初始背光值以产生第一背光值；依据显示区域的白色像素比例产生背光调整值；依据背光调整值调整第一背光值以产生第二背光值；以及依据第二背光值产生多个最终灰阶值；其中第二背光值用以控制显示装置的背光模块，最终灰阶值用以控制显示装置的液晶单元。

Description

信号处理方法及显示装置
技术领域
本案是有关于一种信号处理方法及显示装置，且特别是有关于一种将红绿蓝灰阶值转换为红绿蓝白灰阶值的方法以及利用其方法的显示装置。
背景技术
随着显示技术的快速发展，人们在任何场合任何时间都会使用大大小小的液晶显示器，例如：电视、智慧型手机、平板、电脑等。由于RGBW(红绿蓝白)液晶显示器加入了白色子像素，相较于RGB(红绿蓝)液晶显示器有较高的穿透率，因此具有耗电量较低以及提高面板亮度的优点。
但RGBW液晶显示器在显示单一颜色时会有亮度较暗，而单独显示白色时亮度会过高的问题，并且在显示暗态画面时，因为白色子像素穿透率高，会比同规格的RGB液晶显示器有较多的漏光，造成对比度下降影响影像显示品质。因此，如何提高影像的对比度，并且不额外增加液晶显示器的耗电量，为本领域待改进的问题之一。
发明内容
本发明的主要目的是在提供一种信号处理方法及显示装置，其主要是改进以往的RGBW演算法，解决RGBW液晶显示器会有的暗态漏光问题，并利用增强白色子像素信号以及搭配动态调低背光亮度，可达到提升影像细节显示以及增进省电效能的功效。
为达成上述目的，本案的第一态样是在提供一种信号处理方法，此方法包含以下步骤：依据显示区域的分区分类信息调整初始背光值以产生第一背光值；依据显示区域的白色像素比例产生背光调整值；依据背光调整值调整第一背光值以产生第二背光值；以及依据第二背光值产生多个最终灰阶值；其中第二背光值用以控制显示装置的背光模块，最终灰阶值用以控制显示装置的液晶单元。
本案的第二态样是在提供一种信号处理方法，此方法包含以下步骤：接收输入影像，输入影像包含至少一显示区域，其中至少一显示区域包含N个像素，N为正整数，N个像素中有M个像素对应于白色，M为正整数且小于N；以及依据M/N选择性的调整至少一显示区域的第一背光值以产生第二背光值，其中当M/N大于临界值时，第二背光值被调整成小于第一背光值，当M/N等于或小于临界值时，第二背光值实质上等于第一背光值；其中第二背光值用以控制显示装置的背光模块。
本案的第三态样是在提供一种显示装置，其包含：背光模块、液晶单元以及处理器。处理器耦接背光模块以及液晶单元，处理器用以接收输入影像以依据输入影像控制背光模块以及液晶单元；其中输入影像包含至少一显示区域，至少一显示区域包含N个像素，N为正整数，N个像素中有M个像素对应于白色，M为正整数且小于N；其中当M/N大于临界值时，处理器调降至少一显示区域的第一背光值以产生第二背光值；其中第二背光值用以控制背光模块。
本案的第四态样是在提供一种显示装置，其包含：背光模块、液晶单元以及处理器。液晶单元，用以显示输出影像；以及处理器，耦接背光模块以及液晶单元，处理器用以接收输入影像以依据输入影像控制背光模块以及液晶单元；其中输入影像与输出影像分别定义有多个分区影像，且分区影像分别具有A个像素；当输入影像的第一分区影像的A个像素的三色灰阶值为(255,255,255)时，输出影像的第一分区影像的A个像素具有四色灰阶值(255,255,255,255)；该输入影像的第二分区影像的B个像素的三色灰阶值为(245,10,3)，输入影像的第二分区影像的(A-B)个像素的三色灰阶值为(255,255,255)，且B与A的一百分比值大于15％时，输出影像的第二分区影像的B个像素的四色灰阶值为(245,10,2,2)且输出影像的第二分区影像的(A-B)个像素的四色灰阶值为(186,186,186,186)；当输入影像的第三分区影像的C个像素的三色灰阶值为(245,10,3)，输入影像的第三分区影像的(A-C)个像素的三色灰阶值为(255,255,255)，且C与A的一百分比值小于15％时，输出影像第三分区影像的C个像素的四色灰阶值为(255,2,0,0)且输出影像的第三分区影像的(A-C)个像素的四色灰阶值为(208,208,208,235)；以及当输入影像的第四分区影像的A个像素的三色灰阶值为(0,0,0)，输出影像的第四分区影像的A个像素的四色灰阶值为(0,0,0,0)。
本发明的信号处理方法及显示装置可在处理过程中搭配多区动态背光调整功能，改进RGBW液晶显示器会有的暗态漏光问题，并利用增强白色子像素信号搭配动态调低背光亮度，达到提升影像细节显示以及增进省电效能的功效。
附图说明
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下：
图1是根据本案的一些实施例所绘示的一种显示装置的示意图；
图2是根据本案的一些实施例所绘示的一种背光模块的示意图；
图3是根据本案的一些实施例所绘示的一种信号处理方法的流程图；
图4是根据本案的一些实施例所绘示的步骤S301的流程图；
图5是根据本案的一些实施例所绘示的步骤S320的流程图；
图6是根据本案的一些实施例所绘示的RGBW的色域范围关系图；
图7是根据本案的一些实施例所绘示的步骤S330的流程图；
图8A是根据本案的一些实施例所绘示的一种输入影像的示意图；
图8B是根据图8A所绘示的一种输入影像的背光值的示意图；
图9A是根据本案的一些实施例所绘示的另一种输入影像的示意图；
图9B是根据图9A所绘示的另一种输入影像的背光值的示意图；
图10是根据本案的一些实施例所绘示的步骤S340的流程图；
图11是根据本案的一些实施例所绘示的一种背光模块的示意图；
图12是根据本案的一些实施例所绘示的步骤S350的流程图；
图13是根据本案的一些实施例所绘示的一种信号处理方法的流程图；
图14A是根据本案的一些实施例所绘示的一种输入影像的示意图；以及
图14B是根据本案的一些实施例所绘示的另一种输入影像的示意图。
其中，附图标记：
100：显示装置
110：背光模块
120：液晶单元
130：处理器
140：暂存器
201：动态背光区
300、1300：信号处理方法
V：亮度值
S：饱和度
Vbd：亮度边界值
LUT：查找表
A、B、C、D：区域
1101：第一区域
S310～S350、S311～S314、S321～S326、S331～S333、S341～S343、S351～S354、S1310～S1330：步骤
具体实施方式
以下揭示提供许多不同实施例或例证用以实施本发明的不同特征。特殊例证中的元件及配置在以下讨论中被用来简化本揭示。所讨论的任何例证只用来作解说的用途，并不会以任何方式限制本发明或其例证的范围和意义。此外，本揭示在不同例证中可能重复引用数字符号且/或字母，这些重复皆为了简化及阐述，其本身并未指定以下讨论中不同实施例且/或配置之间的关系。
在全篇说明书与申请专利范围所使用的用词(terms)，除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在此揭露的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本揭露的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本揭露的描述上额外的引导。
关于本文中所使用的“耦接”或“连接”，均可指二或多个元件相互直接作实体或电性接触，或是相互间接作实体或电性接触，而“耦接”或“连接”还可指二或多个元件相互操作或动作。
在本文中，使用第一、第二与第三等等的词汇，是用于描述各种元件、组件、区域、层与/或区块是可以被理解的。但是这些元件、组件、区域、层与/或区块不应该被这些术语所限制。这些词汇只限于用来辨别单一元件、组件、区域、层与/或区块。因此，在下文中的一第一元件、组件、区域、层与/或区块也可被称为第二元件、组件、区域、层与/或区块，而不脱离本发明的本意。如本文所用，词汇“与/或”包含了列出的关联项目中的一个或多个的任何组合。本案文件中提到的“及/或”是指表列元件的任一者、全部或至少一者的任意组合。
请参阅图1及图2。图1是根据本案的一些实施例所绘示的一种显示装置100的示意图，图2是根据本案的一些实施例所绘示的一种背光模块110的示意图。如图1所绘示，显示装置100包含背光模块110、液晶单元120、处理器130以及暂存器140。液晶单元120用以显示输出影像，处理器130耦接背光模块110、液晶单元120以及暂存器140，处理器130用以接收输入影像以依据输入影像控制背光模块110以及液晶单元120，暂存器140储存多个查找表(Look Up Table,LUT)以提供给处理器130使用。如图2所绘示，背光模块110具有16栏8列共128个动态背光区201，每一动态背光区201具有n个像素，举例而言，若显示装置100的解析度为1920*1080则n＝(1920*1080)/(16*8)＝16200，在本发明的实施例中以n为25为例。每一像素具有4个子像素，分别为红色、绿色、蓝色及白色子像素。但本发明信号处理方法及显示装置不限于此，任何分区数目、像素数目及子像素的排列方式皆可适用于本发明。
请一并参阅图1至图3。图3是根据本案的一些实施例所绘示的一种信号处理方法300的流程图。本发明的第一实施例的信号处理方法300将RGB信号转换为RGBW信号，并搭配动态调整背光亮度产生较佳的显示效果。以下的灰阶值介于0～255之间，背光工作周期介于0％～100％之间(即为背光值)，背光亮度正比于背光工作周期。于一实施例中，图3所示的信号处理方法300可以应用于图1及图2所示的显示装置100上，处理器130用以根据下列信号处理方法300所描述的步骤，而对背光模块110及液晶单元120所采用的背光值以及RGB信号进行调整。如图3所示，信号处理方法300包含以下步骤：
步骤S310：将输入影像分类并根据输入影像对应的类别调整整张影像的第一灰阶值；
步骤S320：针对输入影像的各动态背光区分类，并根据各动态背光区对应的类别调整各动态背光区的背光亮度，产生第一背光值；
步骤S330：计算各动态背光区中白色子像素信号比例，依据白色子像素信号比例调整第一背光值，产生第二背光值；
步骤S340：利用第二背光值进行背光扩散分析得到反推映射比例值α’；以及
步骤S350：根据反推映射比例值α’以及RGB第一亮度值计算每一像素的最终灰阶值。
为使本案第一实施例的信号处理方法300易于理解，请一并参阅图1～图12。
于步骤S310中，将输入影像分类并根据输入影像对应的类别调整整张影像的第一灰阶值。请参阅图4，图4是根据本案的一些实施例所绘示的步骤S310的流程图。如图4所示，步骤S310包含以下步骤：
步骤S311：针对输入影像的每一像素的红色、绿色及蓝色子像素的各别初始灰阶值进行伽玛(gamma)转换，以产生红色、绿色及蓝色子像素的各别RGB初始亮度值；
步骤S312：分别依据每一个像素对应的各别RGB子像素的各别RGB初始亮度值的最大值与最小值的差值以及最大值产生每一个像素的饱和度；
步骤S313：依据每一个像素对应的各别RGB子像素的各别RGB初始亮度值以及每一个像素的饱和度决定输入影像对应的类别；以及
步骤S314：依据输入影像对应的类别以及类别对应的查找表将每一个像素对应的各别RGB子像素的各别初始灰阶值调整为各别第一灰阶值。
举例而言，输入影像中的像素P1的红色、绿色及蓝色子像素的初始灰阶值为(R,G,B)＝(255,0,0)，像素P2的红色、绿色及蓝色子像素的初始灰阶值(R,G,B)＝(255,255,255)。首先在步骤S311，像素P1及P2会依照《公式1》进行伽玛转换，将灰阶值由信号域转换为亮度域，使灰阶值的信号可以与背光亮度搭配。转换后会得到介于0～1之间的像素P1及P2的各别RGB初始亮度值，以本例来说，像素P1的RGB初始亮度值为[R,G,B]＝[1,0,0]，而像素P2的RGB初始亮度值为[R,G,B]＝[1,1,1]。输入影像的其他像素均比照像素P1及P2处理，将各子像素的初始灰阶值(R,G,B)依据《公式1》而转换为初始亮度值[R,G,B]，其中《公式1》如下：
接着在步骤S312，利用像素P1[1,0,0]的最大亮度值Vmax＝1，最小亮度值Vmin＝0，根据《公式2》得到像素P1的饱和度S1＝1。同样地，像素P2[1,1,1]的最大亮度值Vmax＝1，最小亮度值Vmin＝1，根据《公式2》得到像素P2的饱和度S2＝0。输入影像的其他像素皆可比照像素P1及P2处理，将其像素对应的最大亮度值Vmax与最小亮度值Vmin依据《公式2》而取得饱和度S，其中《公式2》如下：
接着在步骤S313，根据输入影像的像素的初始亮度值及饱和度对输入影像分类。详言之，通过以饱和度为界，且搭配符合各饱和度的像素数量来进行分类，其中像素数量以两种数量门槛为主，一为像素门槛值THpixel，另一为像素彩度门槛值THcolor pixel。于本发明的实施例中，像素门槛值THpixel＝(输入影像的总像素数量)*60％，以及像素彩度门槛值THcolor pixel＝(输入影像的总像素数量)*10％。
类别1：输入画面为色票(纯色图片)或测试图片。当输入影像的像素的饱和度符合《公式3》的像素数量大于像素门槛值THpixel时，即分类为类别1。举例而言，输入影像的总像素数量为100个，其中有61个像素的饱和度为1，则此输入影像会被归列为类别1。《公式3》如下：
S＝1 or S＝0(S为饱和度)《公式3》。
类别2：输入画面为黑底为主的高对比影像。当输入影像的像素的初始亮度值及饱和度符合《公式4》的像素数量大于像素门槛值THpixel时，即分类为类别2。举例而言，输入影像的总像素数量为100个，其中有61个像素的初始亮度值皆为0～0.05及饱和度皆为0～1，则此输入影像会被归列为类别2。《公式4》如下：
0≤S≤1 and 0≤V≤0.05(V为亮度值)《公式4》。
类别3：输入画面为增强对比的一般影像。当输入影像的像素的初始亮度值及饱和度符合《公式5》的像素数量大于像素彩度门槛值THcolor pixel时，或当输入影像的像素的初始亮度值及饱和度符合《公式6》的像素数量大于像素彩度门槛值THcolor pixel时，即分类为类别3。举例而言，输入影像的总像素数量为100个，其中有11个像素的初始亮度值及饱和度符合《公式5》或《公式6》，则此输入影像会被归列为类别3。《公式5》及，《公式6》如下：
S＞0.8 and V＞0.8《公式5》；
S＜0.4 and V＞0.6《公式6》。
类别4：输入画面为低饱和度为主(例如地图)。当输入影像的像素的初始亮度值及饱和度符合《公式5》的像素数量小于像素彩度门槛值THcolor pixel且输入影像的像素的初始亮度值及饱和度符合《公式6》的像素数量大于像素彩度门槛值THcolor pixel时，即分类为类别4。举例而言，输入影像的总像素数量为100个，其中有9个像素的初始亮度值及饱和度符合《公式5》以及有11个像素的初始亮度值及饱和度符合《公式6》，则此输入影像会被归列为类别4。
类别5：当输入影像的像素的饱和度皆不符合上述类别1～类别4的输入影像，则分类为类别5。
接着在步骤S314，依据输入影像对应的类别(类别1～类别5)以及类别对应的查找表，将每一个像素的子像素的各别RGB初始灰阶值(R,G,B)调整为子像素的各别RGB第一灰阶值(Rf,Gf,Bf)。
经过步骤S310的计算后，由于全影像被调整过，因此可以降低RGBW液晶显示器会有的洗白(对比度较低)现象。
于步骤S320中，针对输入影像的各动态背光区分类，并根据各动态背光区对应的类别调整各动态背光区的背光亮度，产生第一背光值。请参阅图5，图5是根据本案的一些实施例所绘示的步骤S320的流程图。在步骤S310中是针对整张输入影像调整第一灰阶值，而在步骤S320中是分别对输入影像中的各别动态背光区处理，为了方便说明以下皆以背光模块110中的一个动态背光区201为例，其余的动态背光区201的实施步骤均相同。如图5所示，步骤S320包含以下步骤：
步骤S321：针对输入影像中对应动态背光区201的每一像素的红色、绿色及蓝色子像素的各别第一灰阶值进行伽玛(gamma)转换，以产生红色、绿色及蓝色子像素的各别RGB第一亮度值[Rf,Gf,Bf]；
步骤S322：分别依据每一个像素对应的各别RGB子像素的各别RGB第一亮度值[Rf,Gf,Bf]的最大值与最小值的差值以及最大值产生每一个像素的饱和度；
步骤S323：依据步骤S322算出的每一个像素的饱和度以及RGB第一亮度值[Rf,Gf,Bf]计算每一个像素的映射比例值(mapping ratio)α；
步骤S324：利用每一个像素的映射比例值α，计算出初始背光值；
步骤S325：依据每一个像素对应的各别RGB子像素的各别RGB第一亮度值[Rf,Gf,Bf]以及每一个像素的饱和度决定动态背光区201对应的类别；以及
步骤S326：依据各动态背光区201对应的类别调整初始背光值，并得到第一背光值。
在步骤S321、S322的计算方式与步骤S311、S312的计算方式相同，在此不再赘述。接着说明步骤S323的计算方式，请一并参考图6，图6是根据本案的一些实施例所绘示的RGBW的色域范围关系图，其中横轴为饱和度S，纵轴为亮度值V。于图6中可以了解到，当饱和度S落于0～0.5之间时，亮度边界值Vbd则为定值2；当饱和度S大于0.5时，则亮度边界值Vbd则随之变小。因此，饱和度S与亮度边界值Vbd的关系则如《公式7》所示。于本实施例中，映射比例值α是将RGB信号扩展成RGBW信号时，RGB信号所需要各自乘上的倍数。延续上方的范例像素P1的饱和度S1＝1，像素P2的饱和度S2＝0，因此，像素P1对应的亮度边界值Vbd＝1，像素P2对应的亮度边界值＝2。之后，利用亮度边界值Vbd与RGB第一亮度值[Rf,Gf,Bf]的最大值来取得映射比例值α，其中映射比例值α的计算方式如《公式8》所示。因此，于本范例中，像素P1的映射比例值α1＝1(Vmax＝1)，以及像素P2的映射比例值α2＝2(Vmax＝1)。本发明的实施例中，《公式7》及《公式8》如下：
接着说明步骤S324的计算方式，找出每一个像素的映射比例值α后，选出动态背光区201中最小的映射比例值αmin，做为动态背光区201的初始背光值(BL_duty)。本范例中，每一动态背光区201是对应25个像素，因此，从25个像素各自的映射比例值α中选出最小的映射比例值αmin，在此以像素P1的映射比例值α1＝1做为最小的映射比例值αmin为例，而对应的动态背光区的初始背光值BL_duty的计算方式如《公式9》所示，《公式9》如下：
步骤S325的计算方式与步骤S313的计算方式相同，在此不再赘述。接着说明步骤S326的计算方式，在步骤S324中得到各动态背光区201的初始背光值BL_duty后，会根据各动态背光区201的类别对应的伽玛曲线调整初始背光值。举例而言，如果初始背光值BL_duty是90％，90％所对应的背光亮度值V＝1*90％＝0.9，再利用所对应的类别查找表查询背光亮度值0.9所对应的新的背光值，即为第一背光值BL_first。
于步骤S330中，计算各动态背光区中白色子像素信号比例，依据白色子像素信号比例调整第一背光值，产生第二背光值。请参阅图7，图7是根据本案的一些实施例所绘示的步骤S330的流程图。如图7所示，步骤S330包含以下步骤：
步骤S331：计算动态背光区201中，扣除黑色子像素信号以及纯色子像素信号后，白色子像素信号所占的比例；
步骤S332：如果白色子像素信号所占的比例超过临界值，则背光调整值小于1，如果白色子像素信号所占的比例未超过临界值，则背光调整值等于1；以及
步骤S333：将第一背光值与背光调整值相乘以产生第二背光值。
举例而言，请参阅图8A及图8B，图8A是根据本案的一些实施例所绘示的一种输入影像的示意图，图8B是根据图8A所绘示的一种输入影像的背光值的示意图。于图8A与图8B中，是将输入影像分成8个区域(即8个动态背光区)，以呈现4x2的排列方式，便于后续的举例说明，但本发明不以此为限。如图8A所示，区域A、B、C及D皆有纯色(此处的纯色是指饱和度S大于0.9)及白色两种颜色，同时搭配图8B所显示的各区域的第一背光值BL_first，举例而言，区域A、区域B与区域C的第一背光值BL_first皆为100，而区域D的第一背光值BL_first为98。于本实施例中，区域B及区域D的白色子像素信号超过临界值(在此范例中临界值设定为85％)，使得区域B及区域D可取得小于1的背光调整值BL_adj(在此范例中的背光调整值为0.8)。因此，于区域B以及区域D中，将对应的第一背光值BL_first与对应的背光调整值BL_adj相乘后，可得其区域的第二背光值BL_second。于本实施中，区域B以及区域D的背光值就会调整为较低的背光值，此处的临界值和背光调整值也可以是其他设定值，并不用以限定本发明。而区域A及区域C的白色子像素信号因为并没有超过临界值(85％)，因此区域A及区域C所对应的背光调整值BL_adj为1，第一背光值BL_first与背光调整值BL_adj相乘后的第二背光值BL_second不变。因此，从图8B中可以了解输入影像(图8A)从第一背光值BL_first调整至第二背光值BL_second。
举例而言，请参阅图9A及图9B，图9A是根据本案的一些实施例所绘示的一种输入影像的示意图，图9B是根据图9A所绘示的一种输入影像的背光值的示意图。于图9A与图9B中，是将输入影像分成8个区域(即8个动态背光区)，以呈现4x2的排列方式，便于后续的举例说明，但本发明不以此为限。如图9A及图9B所示，区域A、C及D皆有纯色及白色两种颜色，同时搭配图9B所显示的各区域的第一背光值BL_first，举例而言，区域A、区域B与区域C的第一背光值BL_first皆为100，而区域D的第一背光值BL_first为98。于本实施例中，区域D的白色子像素信号超过临界值(在此范例中临界值为85％)，使得区域D可取得小于1的背光调整值BL_adj(在此范例中的背光调整值为0.8)。因此，于区域D中，将对应的第一背光值BL_first与对应的背光调整值BL_adj相乘后，可得其区域的第二背光值BL_second，亦即区域D的第二背光值BL_second为78(98x0.8＝78)。于本实施中，区域D的背光值就会调整为较低的背光值。而区域B有纯色、黑色及白色三种颜色，白色的比例降低未达到临界值，因此对应的背光调整值BL_adj为1，因此在第一背光值BL_first与背光调整值BL_adj相乘后所得到的第二背光值BL_second不变。因此，从图9B中可以了解输入影像(图9A)从第一背光值BL_first调整至第二背光值BL_second。
经过步骤S330的计算后，由于调低了部分动态背光区的背光值，因此具有省电的效果。
于步骤S340中，利用第二背光值进行背光扩散分析。请参阅图10，图10是根据本案的一些实施例所绘示的步骤S340的流程图。如图10所示，步骤S340包含以下步骤：
步骤S341：建立对应于动态背光区201的背光扩散系数矩阵；
步骤S342：依据背光扩散系数矩阵以及第二背光值产生第三背光值；以及
步骤S343：依据第三背光值产生反推映射比例值α’。
于本实施例中，以发光二极管(Light emitting diode)做为背光的发光模块为例，由于LED背光模块在不同背光区间会有亮度扩散现象，因此需要再利用背光扩散系数(BLdiffusion)修正最小的映射比例值αmin，使得RGBW信号搭配上背光亮度可以有更好的显示效果，如果RGBW信号没有做背光扩散的修正，会在某些暗亮区交界的部分会出现影像失真的现象。
在步骤S341中，会建立对应于动态背光区201的背光扩散系数矩阵，在建立背光扩散系数矩阵之前需先对各区的动态背光做测量，利用单独点亮某一区来观察背光扩散的现象，根据请参阅图11，图11是根据本案的一些实施例所绘示的一种背光模块110的示意图，其中每一方格可视为一个动态背光区201。如图11所示，点亮第一区域1101正中央的动态背光区201后还需测量相邻24个动态背光区201的亮度(如虚线范围所示)，此24个动态背光区201以及正中央的动态背光区201的亮度比例即可代表第一区域1101背光扩散的现象，此25个动态背光区201亮度百分比可建立一个5*5背光扩散系数矩阵(如表一所示)。第一区域1101的正中央的动态背光区201即为背光扩散系数矩阵的正中心位置(即100％)，乘上上述步骤所算出来的动态背光区201的第二背光值BL_second后，即可知扩散至相邻24个动态背光区201的亮度比例。把所有动态背光区201依此方法计算，可得到各动态背光区201考量到背光扩散后的实际亮度。
表一：背光扩散系数矩阵
10％ 15％ 21％ 15％ 10％
12％ 28％ 52％ 27％ 12％
13％ 41％ 100％ 39％ 13％
12％ 34％ 61％ 32％ 12％
10％ 15％ 21％ 15％ 10％
在步骤S342中，得到各动态背光区201考量到背光扩散后的实际亮度后再做正规化计算，接着再从正中央的动态背光区201向周围8个相邻动态背光区201作内插，得到相邻区背光亮度模拟的状况，即为第三背光值BL_third。举例而言，表二第二背光值BL_second(仅以25个动态背光区201为例)，将表二所示25个动态背光区201的第二背光值BL_second皆乘上表一的背光扩散系数矩阵并加总后，可以得到如表三所示的结果。接着再进行正规化计算，正规化计算即为计算正规化比值N，再将表三所示的考量背光扩散后的背光值除以N即可得到正规化后的背光值，正规化比值N则是利用表二所示的第二背光值BL_second的最大值(在此即为100)，以及表三所示的考量背光扩散后的亮度值的最大值(在此即为401)，两者相除即可得到正规化比值N，此处即为N＝410/100≈4，正规化后的背光值如表四所示。得到每个动态背光区201正规化后的背光值后，再利用动态背光区201正规化后的背光值内插出相邻两个动态背光区201之间每个像素点的背光值，即为第三背光值BL_third。
表二：第二背光值
49 80 41 17 0
83 92 100 32 0
50 61 100 50 10
50 50 50 81 4
50 50 89 84 0
表三：考量背光扩散后的正规化后的背光值
236 300 266 164 113
287 373 366 247 176
277 374 401 317 244
260 356 392 356 278
256 354 401 355 270
表四：正规化后的背光值
在步骤S343中，利用上述计算出每个像素点的第三背光值BL_third的倒数即可得到各像素对应的RGB第一亮度值反推映射比例值α’。
于步骤S350中，根据反推映射比例值α’以及RGB第一亮度值[Rf,Gf,Bf]计算整张影像中每一像素的最终灰阶值。请参阅图12，图12是根据本案的一些实施例所绘示的步骤S350的流程图。如图12所示，步骤S350包含以下步骤：
步骤S351：依据反推映射比例值α’以及第一亮度值产生每一像素的第一色亮度值、第二色亮度值以及第三色亮度值；
步骤S352：依据每一像素的第一色亮度值、第二色亮度值以及第三色亮度值产生白色亮度值；
步骤S353：依据每一像素的第一色亮度值、第二色亮度值、第三色亮度值以及白色亮度值选择性调整白色亮度值以产生最终白色亮度值；以及
步骤S354：将每一像素的第一色亮度值、第二色亮度值、第三色亮度值以及最终白色亮度值转换成每一像素的最终灰阶值。
在步骤S351中，根据《公式10》得到红色亮度值(Rout)、绿色亮度值(Gout)以及蓝色亮度值(Bout)，《公式10》中的Rin、Gin、Bin为RGB第一亮度值[Rf,Gf,Bf]中的各色亮度值，而经由步骤S321的计算可以产生RGB第一亮度值[Rf,Gf,Bf]，《公式10》如下：
Rout＝α'×Rin，Gout＝α'×Gin，Bout＝α'×Bin《公式10》。
在步骤S352中，根据《公式11》得到第一白色亮度值(Win)，其中[Rin,Gin,Bin]min为RGB第一亮度值中最小的色亮度值，β为背光信号决定放大值，《公式11》如下：
在步骤S353中，利用《公式10》得到红色亮度值(Rout)、绿色亮度值(Gout)以及蓝色亮度值(Bout)，根据《公式12》得到第二白色亮度值(Wadd)，《公式12》如下：
Wadd＝0.3×Rout+0.6×Gout+0.1×Bout 《公式12》。
在步骤S354中，接续上述得到的第二白色亮度值(Wadd)，根据《公式13》计算出最终白色亮度值(Wout)。当第二白色亮度值(Wadd)小于0.7时，代表纯色较多因此白色亮度值不需要增强，反之当第二白色亮度值(Wadd)大于或等于0.7时，增强最终白色亮度值(Wout)，同时如果a值调整为较大的值(例如：a＝0.75)得到的最终白色亮度值(Wout)也会越高，因此可以得到细节增强的效果，《公式13》如下：
Wout＝Win+Wadd*a 0.25≤a≤0.75 《公式13》。
在步骤S354中，利用《公式1》信号域与亮度域的转换，将红色亮度值(Rout)、绿色亮度值(Gout)以及蓝色亮度值(Bout)以及最终白色亮度值(Wout)转换成最终灰阶值，即完成RGB信号扩展成RGBW信号的转换。
经过步骤S350的计算后，可以得到优化视觉效果以及增强白色子像素信号的效果。于一实施例中，如图1所示的处理器130完成上述步骤后，将处理后的像素信号输出至背光模块110及液晶单元120，藉此控制背光模块110以及液晶单元120。
接着说明本案第二实施例的信号处理方法1300，为使信号处理方法1300易于理解，请一并参阅图2～图13，图13是根据本案的一些实施例所绘示的一种信号处理方法1300的流程图。如图13所示，信号处理方法1300包含以下步骤：
步骤S1310：接收输入影像，输入影像包含多个动态背光区201，依据每一个动态背光区201对应的类别调整每一个动态背光区201的初始背光值，以产生第一背光值；
步骤S1320：每一个动态背光区201包含N个像素，N为正整数，N个像素中有M个像素对应于白色，M为正整数且小于N；以及
步骤S1330：依据M/N选择性的调整每一个动态背光区201的第一背光值以产生第二背光值，其中当M/N大于临界值时，第二背光值被调整成小于第一背光值，当M/N等于或小于临界值时，第二背光值实质上等于第一背光值。
于步骤S1310中，调整每一个动态背光区201的初始背光值的方法请参考步骤S310～步骤S320，由于调整的方法相同，因此在此不再赘述。
于步骤S1320及步骤S1330中，产生第二背光值的方法可参考步骤S330，接着利用第二背光值进行背光扩散分析得到反推映射比例值进而计算最终灰阶值的方式也与步骤S340～S350相同，因此在此不再赘述。请参考图8A及图8B，区域A及区域B有白色及纯色两种颜色，假设区域A及区域B总共有100个像素，而区域A有10个像素是显示白色子像素的信号，区域B有90个像素是显示白色子像素的信号。在步骤S1330时会判断白色子像素的信号的比例，因此区域A的比例是1/10，区域B的比例是9/10，如果临界值设为85％，则区域B符合步骤S1330的判断条件，就会将第二背光值调整为小于第一背光值。
接着请参考图14A，图14A是根据本案的一些实施例所绘示的一种输入影像的示意图。如图14A所示，输入影像分成8个区域(亦即8个动态背光区)，区域[X,Y]的意思是指第X行第Y列的区域，并且每个区域都有100个像素。于本实施例中，输入影像的区域[1,1]及区域[2,1]皆为白色影像，因此区域[1,1]及区域[2,1]的全部像素皆为三色灰阶值为(255,255,255)，此处的灰阶值是对应上述的初始灰阶值。经过本发明前述的演算法后，会产生具有四色灰阶值的影像，输出影像的区域[1,1]及区域[2,1]的四色灰阶值调整为(255,255,255,255)。
输入影像的区域[1,2]及区域[2,2]具有红色及白色两种颜色，红色的三色灰阶值为(245,10,3)，白色的三色灰阶值为(255,255,255)。当区域[1,2]及区域[2,2]红色像素数量所占的比例大于15％时，在步骤S330中不会调降区域[1,2]及区域[2,2]的第二背光值，因此得到的映射比例值较小(映射比例值是第二背光值的倒数)，接着在步骤S351的计算中，所得到的三色亮度值就会比较小，根据三色亮度值推出的白色亮度值也会比较小，因此，输出影像的区域[1,2]及区域[2,2]的红色四色灰阶值为(245,10,2,2)以及白色四色灰阶值为(186,186,186,186)。
输入影像的区域[1,3]及区域[2,3]也具有红色及白色两种颜色，红色的三色灰阶值为(245,10,3)，白色的三色灰阶值为(255,255,255)。当区域[1,3]及区域[2,3]红色像素数量所占的比例小于15％时，在步骤S330中会调降区域[1,2]及区域[2,2]的第二背光值，因此得到的映射比例值较大(映射比例值是第二背光值的倒数)，接着在步骤S351的计算中，所得到的三色亮度值就会比较大，根据三色亮度值推出的白色亮度值也会比较大，因此，输出影像的区域[1,3]及区域[2,3]的红色四色灰阶值为(255,2,0,0)以及白色四色灰阶值为(208,208,208,235)。相较于区域[1,2]及区域[2,2]的红色四色灰阶值及白色四色灰阶值的结果，区域[1,3]及区域[2,3]的红色四色灰阶值及白色四色灰阶值调整的幅度较小。输入影像的区域[1,4]及区域[2,4]皆为黑色影像，因此区域[1,4]及区域[2,4]的三色灰阶值为(0,0,0)，输出影像的区域[1,4]及区域[2,4]的四色灰阶值为(0,0,0,0)(即为没有调整)。
请再参考图14B，图14B是根据本案的一些实施例所绘示的另一种输入影像的示意图。如图14B所示，图14B与图14A的差异在于区域[1,3]的颜色分布，图14B的输入影像的区域[1,3]具有红色、黑色及白色三种颜色。红色的三色灰阶值为(245,10,3)，黑色的三色灰阶值为(0,0,0)，白色的三色灰阶值为(255,255,255)，并且区域[1,3]红色像素数量及黑色色像素数量所占的比例大于15％时，在步骤S330中不会调降区域[1,3]的第二背光值，因此得到的映射比例值较小(映射比例值是第二背光值的倒数)，接着在步骤S351的计算中，所得到的三色亮度值就会比较小，根据三色亮度值推出的白色亮度值也会比较小，因此输出影像的区域[1,3]的红色四色灰阶值为(245,10,2,2)，黑色的四色灰阶值为(0,0,0,0)以及白色四色灰阶值为(186,186,186,186)，此结果与区域[1,2]及区域[2,2]相同。
由上述本案的实施方式可知，藉由饱和度及信号亮度信息排除黑色及纯色的影响后，计算各动态背光区中白色信号所占的比例，当低饱和度且高亮度的色彩超过一定比例，即调降动态背光区的背光亮度；接着在经过背光扩散分析后，得到新的RGB亮度值，再利用新的RGB亮度值来判断是否需要增强白色信号，提高影像的亮度，因此在经过本发明的计算后，可以解决RGBW液晶显示器会有的暗态漏光问题，并利用增强白色子像素信号搭配动态调低背光亮度，达到提升影像细节显示以及增进省电效能的功效。
由上述本案的实施方式可知，本案的实施例藉由提供一种显示装置及其驱动方法，且特别是有关于因应不同附载选择不同驱动模式的显示装置及其驱动方法，藉以有效在不降低显示装置的效能的同时，降低显示装置的耗电量。
另外，上述例示包含依序的示范步骤，但该些步骤不必依所显示的顺序被执行。以不同顺序执行该些步骤皆在本揭示内容的考量范围内。在本揭示内容的实施例的精神与范围内，可视情况增加、取代、变更顺序及/或省略该些步骤。
虽然本案已以实施方式揭示如上，然其并非用以限定本案，任何熟习此技艺者，在不脱离本案的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本案的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (20)

1.一种信号处理方法，其特征在于，包含：
依据一显示区域的一分区分类信息调整一初始背光值以产生一第一背光值；
依据该显示区域的一白色像素比例产生一背光调整值；
依据该背光调整值调整该第一背光值以产生一第二背光值；以及
依据该第二背光值产生多个最终灰阶值；
其中该第二背光值用以控制一显示装置的一背光模块，该些最终灰阶值用以控制该显示装置的一液晶单元。
2.如权利要求1所述的信号处理方法，其特征在于，产生该第二背光值更包含：
将该第一背光值与该背光调整值相乘以产生该第二背光值；以及
其中当该白色像素比例大于一临界值，该背光调整值小于1，且当该白色像素比例等于或小于该临界值，该背光调整值等于1。
3.如权利要求2所述的信号处理方法，其特征在于，该临界值大于80％。
4.如权利要求1所述的信号处理方法，其特征在于，产生该第一背光值包含：
依据对应该分区分类信息的一伽玛曲线调整该初始背光值以产生该第一背光值。
5.如权利要求1所述的信号处理方法，其特征在于，该显示区域包含多个像素，该些像素的每一个像素对应于多个第一灰阶值，更包含：
分别将该些第一灰阶值转换成多个初始亮度值；
分别依据该些初始亮度值的一最大值与一最小值的一差值与该最大值产生一饱和度；以及
依据该些初始亮度值以及该每一个像素的该饱和度决定该显示区域的该分区分类信息。
6.如权利要求5所述的信号处理方法，其特征在于，更包含：
依据一全区分类信息以及一查找表将该每一个像素的多个初始灰阶值调整为该些第一灰阶值。
7.如权利要求5所述的信号处理方法，其特征在于，更包含：
当该饱和度小于一临界值，将一预设值除以该最大值以产生一映射比例值；以及
当该饱和度大于或等于该临界值，将该饱和度的倒数除以该最大值以产生该映射比例值；
其中该显示区域的一最小映射比例值的倒数用以作为该初始背光值。
8.如权利要求1所述的信号处理方法，其特征在于，产生该些最终灰阶值更包含：
建立对应于该显示区域的一背光扩散系数矩阵；
依据该背光扩散系数矩阵以及该第二背光值产生一第三背光值；
依据该第三背光值产生一反推映射比例值；
依据该反推映射比例值以及该些初始亮度值产生一第一色亮度值、一第二色亮度值以及一第三色亮度值；
依据该第一色亮度值、该第二色亮度值以及该第三色亮度值产生一白色亮度值；
依据该第一色亮度值、该第二色亮度值、该第三色亮度值以及该白色亮度值选择性调整该白色亮度值以产生一最终白色亮度值；以及
将该第一色亮度值、该第二色亮度值、该第三色亮度值以及该最终白色亮度值转换成该些最终灰阶值。
9.如权利要求8所述的信号处理方法，其特征在于，产生该第一色亮度值、该第二色亮度值以及该第三色亮度值包含：
将该反推映射比例值与该些初始亮度值分别相乘以产生该第一色亮度值、该第二色亮度值以及该第三色亮度值。
10.如权利要求8所述的信号处理方法，其特征在于，产生该白色亮度值包含：
将该最小值除以2且乘以一预设值以产生该白色亮度值；
其中该预设值等于或大于1，且该预设值等于或小于10。
11.如权利要求8所述的信号处理方法，其特征在于，产生该最终白色亮度值包含：
将该第一色亮度值乘以一第一系数以产生一第一成分值；
将该第二色亮度值乘以一第二系数以产生一第二成分值；
将该第三色亮度值乘以一第三系数以产生一第三成分值；
将该第一成分值、该第二成分值以及该第三成分值相加以产生一白色调整参考值；以及
依据该白色亮度值、该白色调整参考值以及一调整比例产生该最终白色亮度值；
其中该第一系数、该第二系数以及该第三系数的一相加值实质上等于1，该调整比例等于或大于0.25，且该调整比例小于或等于0.75。
12.如权利要求11所述的信号处理方法，其特征在于，当该白色调整参考值小于一临界值，该最终白色亮度值实质上等于该白色亮度值，当该白色调整参考值不小于该临界值，该最终白色亮度值实质上等于该白色调整参考值与该调整比例的一相乘结果与该白色亮度值的一相加值。
13.一种信号处理方法，其特征在于，包含：
接收一输入影像，该输入影像包含至少一显示区域，其中该至少一显示区域包含N个像素，N为一正整数，该N个像素中有M个像素对应于白色，M为一正整数且小于N；以及
依据M/N选择性的调整该至少一显示区域的一第一背光值以产生一第二背光值，其中当M/N大于一临界值时，该第二背光值被调整成小于该第一背光值，当M/N等于或小于该临界值时，该第二背光值实质上等于该第一背光值；
其中该第二背光值用以控制一显示装置的一背光模块。
14.如权利要求13所述的信号处理方法，其特征在于，更包含：
依据该至少一显示区域的一分区分类信息调整该至少一显示区域的一初始背光值，以产生该第一背光值。
15.如权利要求13所述的信号处理方法，其特征在于，更包含：
建立对应于该显示装置的一背光扩散系数矩阵；
依据该背光扩散系数矩阵以及该第二背光值产生一第三背光值；
依据该第三背光值产生一反推映射比例值；
依据该反推映射比例值以及该至少一显示区域的多个初始亮度值产生一第一色亮度值、一第二色亮度值以及一第三色亮度值；
依据该第一色亮度值、该第二色亮度值以及该第三色亮度值产生一白色亮度；
依据该第一色亮度值、该第二色亮度值、该第三色亮度值以及该白色亮度值选择性调整该白色亮度值以产生一最终白色亮度值；以及
将该第一色亮度值、该第二色亮度值、该第三色亮度值以及该最终白色亮度值转换成多个最终灰阶值；
其中该些最终灰阶值用以控制该显示装置的一液晶单元。
16.一种显示装置，其特征在于，包含：
一背光模块；
一液晶单元；以及
一处理器，耦接该背光模块以及该液晶单元，该处理器用以接收一输入影像以依据该输入影像控制该背光模块以及该液晶单元；
其中该输入影像包含至少一显示区域，该至少一显示区域包含N个像素，N为一正整数，该N个像素中有M个像素对应于白色，M为一正整数且小于N；
其中当M/N大于一临界值时，该处理器调降该至少一显示区域的一第一背光值以产生一第二背光值；
其中该第二背光值用以控制该背光模块。
17.如权利要求16所述的显示装置，其特征在于，该处理器更用以依据该至少一显示区域的一分区分类信息调整该至少一显示区域的一初始背光值，以产生该第一背光值。
18.如权利要求16所述的显示装置，其特征在于，该处理器更用以执行以下骤：
建立对应于该显示装置的一背光扩散系数矩阵；
依据该背光扩散系数矩阵以及该第二背光值产生一第三背光值；
依据该第三背光值产生一反推映射比例值；
依据该反推映射比例值以及该至少一显示区域的多个初始亮度值产生一第一色亮度值、一第二色亮度值以及一第三色亮度值；
依据该第一色亮度值、该第二色亮度值以及该第三色亮度值产生一白色亮度；
依据该第一色亮度值、该第二色亮度值、该第三色亮度值以及该白色亮度值选择性调整该白色亮度值以产生一最终白色亮度值；以及
将该第一色亮度值、该第二色亮度值、该第三色亮度值以及该最终白色亮度值转换成多个最终灰阶值；
其中该些最终灰阶值用以控制该液晶单元。
19.一种显示装置，其特征在于，包含：
一背光模块；
一液晶单元，用以显示一输出影像；以及
一处理器，耦接该背光模块以及该液晶单元，该处理器用以接收一输入影像以依据该输入影像控制该背光模块以及该液晶单元；
其中该输入影像与该输出影像分别定义有多个分区影像，且该些分区影像分别具有A个像素；
当该输入影像的一第一分区影像的A个像素的三色灰阶值为[255,255,255]时，该输出影像的该第一分区影像的A个像素具有四色灰阶值[255,255,255,255]；
当该输入影像的一第二分区影像的B个像素的三色灰阶值为[245,10,3]，该输入影像的该第二分区影像的(A-B)个像素的三色灰阶值为[255,255,255]，且B的一百分比值大于15％时，该输出影像的该第二分区影像的B个像素的四色灰阶值为[245,10,2,2]且该输出影像的该第二分区影像的(A-B)个像素的四色灰阶值为[186,186,186,186]；
当该输入影像的一第三分区影像的C个像素的三色灰阶值为[245,10,3]，该输入影像的该第三分区影像的(A-C)个像素的三色灰阶值为[255,255,255]，且C与A的一百分比值小于15％时，该输出影像的该第三分区影像的C个像素的四色灰阶值为[255,2,0,0]且该输出影像的该第三分区影像的(A-C)个像素的四色灰阶值为[208,208,208,235]；以及
当该输入影像的一第四分区影像的A个像素的三色灰阶值为[0,0,0]，该输出影像的该第四分区影像的A个像素的四色灰阶值为[0,0,0,0]。
20.如权利要求19所述的显示装置，其特征在于，当该输入影像的一第五分区影像的D个像素的三色灰阶值为[245,10,3]，该输入影像的该第五分区影像的E个像素的三色灰阶值为[0,0,0]，该输入影像的该第五分区影像的(A-D-E)个像素的三色灰阶值为[255,255,255]，且D与E的一百分比值大于10％时，该输出影像的该第五分区影像的D个像素的四色灰阶值为[245,10,2,2]且该输出影像的该第五分区影像的(A-D-E)个像素的四色灰阶值为[186,186,186,186]。
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