CN110570802B - 数字伽马校正系统及包括该校正系统的显示驱动芯片 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字伽马校正系统及包括该校正系统的显示驱动芯片，该校正系统包括：用于将输入的颜色分量值拆分成高位和低位的拆分器(1)，伽马查找表(2)，用于对所述低位和伽马查找表输出的差值DELTA执行乘法运算的乘法器(3)，用于对所述乘法器的输出数据执行除法运算的除法器(4)，以及用于对伽马曲线值LUT_n和所述除法器输出的数据执行加法运算的第一加法器(5)。该驱动芯片包括该校正系统。该数字伽马校正系统可以为所有的颜色分量值提供有区别的、完整的伽马值范围，且伽马查找表仅需要较小的存储器，不需要更大的芯片面积和更高的功耗，适合实现IC。

Description

数字伽马校正系统及包括该校正系统的显示驱动芯片

技术领域

本发明涉及显示面板，更具体地，涉及数字伽马校正系统。

背景技术

数字伽马校正通常通过显示驱动IC(也称作集成电路或芯片)中的数字函数来实现独立的R、G、B和W(如果需要)伽马曲线。尽管单独的伽马曲线可以通过独立的模拟电路实现，但该系统需要太多的资源，比如更大的芯片面积、更高的功耗以及更长的IC物理长度等。对于最近的超高分辨率显示产品尤其如此。例如，图1示出了正常的伽马曲线。在图1中，x轴和y轴分别表示输入颜色分量值和输出伽马曲线值。如果采样步长为1，则伽马曲线的查找表m的大小将与输入值max的范围相同。在这种情况下，需要使用一个巨大的存储器作为查找表，并且不适合实现IC，因为每个颜色分量R、G、B或W都有自己的伽马表。

发明内容

本发明的目的是提供一种数字伽马校正系统，以解决现有技术存在的伽马查找表太大，不适合实现IC的技术问题。

本发明提供的一种数字伽马校正系统包括：

拆分器，其用于将输入的颜色分量值拆分成高位和低位；

伽马查找表(Look-Up-Table，LUT)，其用于查找两个伽马曲线值LUT_n和LUT_n+1，以及输出伽马曲线值LUT_n和两个所述伽马曲线值的差值DELTA，所述n表示输入的颜色分量值的高位；

乘法器，其用于对所述低位和所述差值DELTA执行乘法运算；

除法器，其用于对所述乘法器的输出数据执行除法运算；以及

第一加法器，其用于对伽马曲线值LUT_n和所述除法器输出的数据执行加法运算，输出与所述颜色分量值对应的伽马曲线值。

优选地，所述伽马查找表包括：

寄存器组，其用于存储伽马曲线值LUT₀、LUT₁、LUT₂、LUT₃、......、LUT_m；

选择器，其用于从所述寄存器组选择两个伽马曲线值LUT_n和LUT_n+1；以及

第二加法器，其用于对所述选择器输出的两个伽马曲线值LUT_n和LUT_n+1运算，输出所述差值DELTA。

优选地，所述伽马查找表包括：

第一存储器组，其用于存储偶数地址对应的伽马曲线值LUT₀、LUT₂、LUT₄、......、LUT_m-2、LUT_m；

第二存储器组，其用于存储奇数地址对应的伽马曲线值LUT₁、LUT₃、LUT₅、......、LUT_m-1；

地址解码器，其用于对颜色分量值拆分成的高位解码，分别向所述第一存储器组和所述第二存储器组发送地址，以同步从所述第一存储器组和所述第二存储器组读数、获得两个伽马曲线值LUT_n和LUT_n+1；以及

第三加法器，其用于对两个伽马曲线值LUT_n和LUT_n+1运算，输出所述差值DELTA。

优选地，所述数字伽马校正系统的还包括抖动器，所述抖动器用于对所述第一加法器输出的伽马曲线值抖动处理降低分辨率。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本数字伽马校正系统可以为所有的颜色分量值提供有区别的、完整的伽马值范围，且伽马查找表仅需要较小的存储器，不需要更大的芯片面积和更高的功耗，适合实现IC。

附图说明

图1为正常的伽马曲线；

图2为数字伽马校正系统的一些实施例的框图；

图3为数字伽马校正系统的一个典型示例；

图4为伽马查找表的一个实施例；

图5为伽马查找表的另一个实施例；

图6为抖动器及其判断表。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

图2中示出了带抖动器的数字伽马校正系统。如图2所示，本数字伽马校正系统包括：拆分器1、伽马查找表2、乘法器3、除法器4和第一加法器5。拆分器1用于将输入的颜色分量值R、G、B或W拆分成高位和低位，其中，高位用于确定采样输入数据的伽马曲线值，低位用于执行线性插值。伽马查找表2用于查找两个伽马曲线值LUT_n和LUT_n+1，以及输出伽马曲线值LUT_n和两个所述伽马曲线值的差值DELTA，所述n表示输入的颜色分量值的高位，DELTA＝LUT_n+1-LUT_n。乘法器3用于对所述低位和所述差值DELTA执行乘法运算。除法器4用于对所述乘法器3的输出数据执行除法运算。第一加法器5用于对伽马曲线值LUT_n和所述除法器4输出的数据执行加法运算，输出与所述颜色分量值对应的伽马曲线值。

本数字伽马校正系统进一步还包括抖动器6，抖动器6用于对所述第一加法器5输出的伽马曲线值抖动处理降低分辨率。抖动器6不是必要组成部分。如果伽马查找表2输出值的位大小(即分辨率)大于最终伽马值的位大小(即分辨率)时，才需要抖动器6。如果伽马查找表2输出值的位大小与最终伽马值的位大小相同，则不需要抖动器6。

图3中示出了一种典型示例。其中，输入的颜色分量值为8位，表示为R/G/B/W[7:0]，第3位至第7位(即D[7:3])作为高位，第0位至第2位(即D[2:0])作为低位，本例中，采样级别的总数为32，即2的5次方，采样步长为8，即2的3次方。本例中，伽马查找表2输出值的位大小为10，最终伽马值为8位，因此需要抖动器。

在本系统中，为了使时延或延迟最小化，伽马查找表2应尽快返回伽马曲线值LUT_n和两个伽马曲线值的差值DELTA。为此，以下提出了两种伽马查找表的结构，以保持高性能。

如图4所示，一种伽马查找表2包括寄存器组21、选择器22和第二加法器23。寄存器组21用于存储伽马曲线值LUT₀、LUT₁、LUT₂、LUT₃、......、LUT_m。选择器22用于从所述寄存器组21选择两个伽马曲线值LUT_n和LUT_n+1。第二加法器23用于对所述选择器22输出的两个伽马曲线值LUT_n和LUT_n+1运算，输出所述差值DELTA。以上采用寄存器组成查找表，寄存器没有读取延迟。因此一旦输入数据到达，伽马查找表2就可以返回伽马曲线值LUT_n和差值DELTA，而不需要延迟周期。

如图5所示，另一种伽马查找表2包括地址解码器24、第一存储器组25、第二存储器组26、第三加法器27。第一存储器组25用于存储偶数地址对应的伽马曲线值LUT₀、LUT₂、LUT₄、......、LUT_m-2、LUT_m。第二存储器组26用于存储奇数地址对应的伽马曲线值LUT₁、LUT₃、LUT₅、......、LUT_m-1。地址解码器24用于对颜色分量值拆分成的高位解码，分别向第一存储器组25和第二存储器组26发送地址，以同步从第一存储器组25和第二存储器组26读数、获得两个伽马曲线值LUT_n和LUT_n+1。第三加法器27用于对两个伽马曲线值LUT_n和LUT_n+1运算，输出所述差值DELTA。图5中的存储器具有像普通SRAM一样的1周期读取延迟。在这种情况下，如果查找表只使用一个存储器组，则必须有2个周期的延迟来查找DELTA值，因为对于LUT_n和LUT_n+1，存储器应该读取2次。因此，本实施例的伽马查找表2将存储器分成两组，一组用于存储偶数地址对应的数据，另一组用于存储奇数地址对应的数据。根据输入数据n是奇数还是偶数，地址解码器24向两个存储器组25和26发送适当的地址，并决定哪个存储器组输出为LUT_n。本示例中，将n/2+DATA[0]作为地址发送给第一存储器组25，将n/2作为地址发送给第二存储器组26，其中DATA[0]为DATA的最后一位，n/2指n除以2所得的商，例如，当n为5时，对应的二进制代码为101，则n/2+DATA[0]＝5/2+1＝2+1＝3，n/2＝5/2＝2，发送给第一存储器组25的地址为3，对应选取的数据为LUT₆，发送给第二存储器组26的地址为2，对应选取的数据为LUT₅。使用此结构，由于同步从两个存储器组读取数据，可以节省1个周期延迟，伽马查找表2返回伽马曲线值LUT_n和差值DELTA只需要1周期延迟，1个周期延迟是由于存储器的属性造成的，无法再优化。图5阐述了m是偶数的情况。当m为奇数时，最后一个地址索引略有改变。

如果数字伽马校正系统采用例如图3中的8位颜色分量输入、10位伽马曲线和8位最终伽马输出，则需要采用抖动器。本例中采用包括帧率控制(FRC)的10位到8位抖动逻辑，如图6所示。为了确定在切割较低2位时是否提高1，该抖动器是指输入像素在4x4块区域中的位置、输入值的较低2位以及由模4旋转的帧索引。这里的“4x4块”是指当整个图像被划分为4x4大小的块时，输入像素所属的块。图6示出了三个条件的最终判决值表：帧索引、DI[1:0]和4x4块中的位置。当DI[1:0]为0时，输出值不会在任何位置向上取整。

进一步可以将上述数字伽马校正系统集成于显示面板的显示驱动芯片中，构成具有数字伽马校正系统的显示驱动芯片。

上述通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，这些详细的说明仅仅限于帮助本领域技术人员理解本发明的内容，并不能理解为对本发明保护范围的限制。本领域技术人员在本发明构思下对上述方案进行的各种润饰、等效变换等均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种数字伽马校正系统，其特征在于，包括：

拆分器(1)，其用于将输入的颜色分量值拆分成高位和低位；

伽马查找表(2)，其用于查找两个伽马曲线值LUT_n和LUT_n+1，以及输出伽马曲线值LUT_n和两个所述伽马曲线值的差值DELTA，所述n表示输入的颜色分量值的高位；

乘法器(3)，其用于对所述低位和所述差值DELTA执行乘法运算；

除法器(4)，其用于对所述乘法器(3)的输出数据执行除法运算；以及

第一加法器(5)，其用于对伽马曲线值LUT_n和所述除法器(4)输出的数据执行加法运算，输出与所述颜色分量值对应的伽马曲线值；

其中，所述伽马查找表(2)包括：

第一存储器组(25)，其用于存储偶数地址对应的伽马曲线值LUT₀、LUT₂、LUT₄、......、LUT_m-2、LUT_m；

第二存储器组(26)，其用于存储奇数地址对应的伽马曲线值LUT₁、LUT₃、LUT₅、......、LUT_m-1；

地址解码器(24)，其用于对颜色分量值拆分成的高位解码，根据输入数据n是奇数还是偶数，分别向所述第一存储器组(25)和所述第二存储器组(26)发送地址，并决定哪个存储器组输出为LUT_n，具体将n/2+DATA[0]作为地址发送给第一存储器组(25)，将n/2作为地址发送给第二存储器组(26)，其中DATA[0]为DATA的最后一位，n/2指n除以2所得的商，以同步从所述第一存储器组(25)和所述第二存储器组(26)读数、获得两个伽马曲线值LUT_n和LUT_n+1；

第三加法器(27)，其用于对两个伽马曲线值LUT_n和LUT_n+1运算，输出所述差值DELTA。

2.根据权利要求1所述的数字伽马校正系统，其特征在于，所述数字伽马校正系统的还包括抖动器(6)，所述抖动器用于对所述第一加法器(5)输出的伽马曲线值抖动处理降低分辨率。

3.一种显示面板的显示驱动芯片，其特征在于，包括权利要求1至2中任意一项所述的数字伽马校正系统。

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