CN112053658B - 用于像素驱动补偿的二维温度补偿的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本文公开了一种平板显示器设备和方法，用于使平板显示器或增强现实显示器中所有可能灰度级转变的响应时间一致。像素驱动补偿器接收来自图形处理单元的帧和用于显示面板处的像素的二维温度，以补偿显示面板上的温度变化。

Description

用于像素驱动补偿的二维温度补偿的装置和方法

技术领域

本公开的各方面总体涉及显示器。各方面包括使平板显示器或增强现实显示器中所有可能灰度级转变的响应时间一致的方法和设备。像素驱动补偿器接收来自图形处理单元的帧和用于显示面板处的像素的二维温度，以补偿显示面板上的温度变化。

背景技术

显示器是用于使人们能够看到内容，诸如静止图像、移动图像、文本或其他视觉材料的电子查看技术。

一种平板显示器包括显示面板，该显示面板包括以矩阵格式布置的多个像素。显示面板包括在行方向(y轴)上形成的多个扫描线和在列方向(x轴)上形成的多个数据线。多个扫描线和多个数据线被布置成彼此交叉。每个像素由从其对应的扫描线和数据线供应的扫描信号和数据信号驱动。

平板显示器可被分类为无源矩阵型发光显示设备或有源矩阵型发光显示设备。有源矩阵面板选择性地照亮每个单位像素。有源矩阵面板由于其分辨率、对比度和操作速度特性而被使用。

一种类型的有源矩阵显示器是有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示器。有源矩阵有机发光显示器通过使电流流向有机发光二极管来产生光而产生图像。有机发光二极管是像素中的发光元件。每个像素的驱动薄膜晶体管(TFT)使电流根据图像数据的层次而流动。

平板显示器被使用在许多便携式设备诸如膝上型计算机和移动电话中。

移动图像(诸如滚动文本中的那些图像)导致像素在白色、黑色或灰色状态之间转变。像素在白色/黑色或灰度级之间转变的时间被称为像素转变的“上升时间”和“下降时间”，或者被统称为“响应时间”。当响应时间慢时，从一图像帧到另一图像帧的转变可产生残像或模糊效应。该模糊有时被称为“果冻”效应或“胶凝”效应。此类问题不仅发生在查看运动图片时，也发生在滚动文本期间。

发明内容

实施方案包括电子显示器，该电子显示器被设计为使平板显示器或增强现实显示器中所有可能灰度级转变的响应时间一致。

在一个实施方案中，一种装置包括显示面板和像素驱动补偿器。该显示面板具有嵌入遍布显示面板的多个温度传感器。该显示面板被配置为生成显示面板的二维温度图。像素驱动补偿器被配置为接收所接收的图像帧以及将经补偿的输出帧输出给显示面板。所接收的图像帧由多个像素构成。像素驱动补偿器还包括存储器和插值器。存储器被配置为存储多个温度补偿查找表。温度补偿查找表包含给定温度T1和温度T2的灰阶切换过驱动值。插值器被配置为基于二维温度图检索与所接收图像帧中的像素相关联的温度(T)，其中T1<T<T2。该插值器还被配置为利用温度补偿查找表来对相关联像素的过驱动值进行插值，以及利用相关联像素的过驱动值生成经补偿的输出帧。显示面板还被配置为显示经补偿的输出帧。

在另一实施方案中，一种装置包括显示面板和像素驱动补偿器。显示面板具有嵌入在显示面板中的温度传感器。像素驱动补偿器被配置为接收所接收的图像帧以及将经补偿的输出帧输出给显示面板。所接收的图像帧由多个像素构成。像素驱动补偿器还包括存储器、前一帧缓冲器、前前帧缓冲器、持续时间掩模和插值器。存储器被配置为存储薄补偿查找表和厚补偿查找表。薄补偿查找表和厚补偿查找表包含给定温度T1和温度T2的灰阶切换过驱动值。前一帧缓冲器被配置为存储前一帧。前前帧缓冲器被配置为存储前前帧。持续时间掩模被配置为比较来自所接收图像帧、前一帧和前前帧的给定像素，以确定应使用薄补偿表还是厚补偿表。插值器被配置为检索与显示面板相关联的温度(T)，其中T1<T<T2，以利用由持续时间掩模确定的补偿查找表为图像帧中像素的过驱动值进行插值。插值器利用相关联像素的过驱动值生成经补偿的输出帧。显示面板还被配置为显示经补偿的输出帧。

在另一实施方案中，一种装置包括显示面板和像素驱动补偿器。显示面板具有嵌入在显示面板中的温度传感器。像素驱动补偿器被配置为接收所接收的图像帧以及将经补偿的输出帧输出给显示面板。所接收的图像帧由多个像素构成。像素驱动补偿器还包括存储器、前一帧缓冲器和插值器。存储器被配置为存储薄补偿查找表和厚补偿查找表。薄补偿查找表和厚补偿查找表包含给定温度T1和温度T2的灰阶切换过驱动值。前一帧缓冲器被配置为存储前一帧。插值器被配置为检索与显示面板相关联的温度(T)，其中T1<T<T2。插值器利用补偿查找表为图像帧的像素和前一图像帧的对应像素确定过驱动值。插值器利用像素的过驱动值生成经补偿的输出帧。显示面板还被配置为显示经补偿的输出帧。前一帧缓冲器还被配置为存储经补偿的输出帧。

附图说明

为更好地理解本公开的性质和优点，应参考以下描述及附图。然而，应当理解，图中的每个仅被提供用于例示的目的，并且图中的每个并非旨在作为对本公开的范围的限制的定义。而且，作为一般性规则，且除非明显与描述相反，若在不同图中的元件使用相同附图标号，则元件在功能或目的上一般是相同或至少类似的。

图1是具有像素驱动补偿器的显示系统的框图，该像素驱动补偿器二维地补偿显示面板上的温度变化。

图2示出了具有像素驱动补偿器的显示系统的框图，该像素驱动补偿器具有多帧缓冲器。

图3示出了具有像素驱动补偿器的显示系统的框图，该像素驱动补偿器具有像素修改回写。

图4示出了具有两帧缓冲器历史的过驱动的所有可辨识的帧事务。

图5A示出了示例性像素驱动补偿查找表。

图5B示出了示例性像素驱动补偿查找表。

图6示出了u’v’空间中显示器白点的范围，显示了用于启用像素驱动补偿的最佳区域。

图7A和图7B示出了当像素驱动补偿被禁用和启用时D27实心图案的示例性顺序测量。

图8示出了各个白点的典型红绿蓝(RGB)值。

具体实施方式

相关申请的交叉引用

本申请要求提交于2019年6月7日的美国临时专利申请62/858,805号；以及提交于2020年4月17日的美国专利申请16/852,317号的优先权；这两个申请中的每个申请都全文以引用方式并入本文并且用于所有目的。

本公开的一个方面是认识到，由于显示面板上的温度变化，显示面板中在白色、黑色或灰色状态之间转变的像素以不同的响应时间进行转变。虽然显示面板的总体温度影响灰度级响应时间，但本公开的另一方面是发现显示面板上的温度变化对灰度级响应时间具有甚至更大的影响。当与更温暖的温度相比时，色断性能在更冷温度的位置得到改善。因此，在本公开的一些实施方案中，像素区域的局部温度可被考虑用于计算对转变响应时间的补偿。

在本公开的另一方面，已发现像素的初始状态的不同色彩平衡影响灰度级响应时间。具体地讲，灰度级的更大偏移导致更长的响应时间。当液晶材料的响应时间大于帧速率(这是常见情况，其中响应时间为大约12ms并且120Hz帧为8.3ms)时，小于每帧运动滚动速度的内容尺寸(即，“薄”内容)将需要不同量的像素驱动补偿。在这种情况下，液晶在被驱动以移动到新平衡之前尚未完全稳定到其平衡构型。该限制的“屏幕前”(FoS)影响通过运动尾部颜色的可见变化来体现，其中薄内容运动模糊尾部常常比内容尺寸大于每帧运动滚动速度的对应部分(即，“厚”内容)看起来更绿。

通过针对这两种情况查看时间亮度曲线，可以容易地理解这种模糊效应。对于尺寸小于每帧运动滚动速度的内容，厚内容情况的优化像素驱动补偿值导致大的像素驱动补偿超调量，即使目标灰度级是相同的值。薄内容情况需要较少量的像素驱动补偿，以便在暗黑色仅在单个帧持续时间之后就返回亮白色。对于具有双或三帧持续时间的类似运动内容，需要不同的像素驱动补偿量，但程度更小。本公开的一个方面是发现大部分屏幕前伪影对应于单帧差异情况。

在单帧缓冲器的情况下，减轻该限制的唯一方式是选择在厚内容和薄内容之间进行折衷的单帧缓冲器的像素驱动补偿电平。这阻止任一内容类型针对最佳屏幕前体验被完全优化。

因此，用于使灰度级(GL)转变的响应时间一致的解决方案应考虑显示面板上的温度变化或所考虑像素的最近过去灰度级状态。

本公开教导使用像素驱动补偿器(PDC)来使灰度级转变的响应时间一致。像素驱动补偿器从图形处理单元(GPU)接收图像帧并将所得图像输出给显示面板。在一些实施方案中，像素驱动补偿器可以是图形处理单元的一部分。还应当理解，虽然将参考作为平板显示器的显示面板公开实施方案，但是另选实施方案可包括被实现用于在增强现实显示器中使用的面板显示器。这些实施方案仅用于解释目的，可在其他显示设备中采用其他实施方案。例如，本公开的实施方案可与使像素驱动显示单元中灰度级(GL)转变的响应时间一致的任何显示设备一起使用。

像素驱动补偿器通过针对显示面板上的任何GL转变基于查找表(LUT)为单个帧施加较高或较低电压来使灰度级转变的响应时间一致。在没有像素驱动补偿的情况下，液晶(LC)面板的原生响应时间以及有机发光二极管(OLED)面板的第一帧亮度存在大的变化。使所有灰度级转变的响应时间一致就导致运动尾部的色彩平衡和中间灰度级转变的运动模糊尾部长度的减小。在低持久性模式(LPM)情况下，一致的响应时间可导致色彩平衡的双图像伪影以及中间GL转变的双尾可见度的降低。

公开了若干像素驱动补偿器实施方案。第一实施方案像素驱动补偿器适应并二维地考虑显示面板上的温度变化。两个另选实施方案像素驱动补偿器考虑前一灰度级状态。

图1是根据本公开一实施方案的具有像素驱动补偿器1000的显示系统10实施方案的框图，像素驱动补偿器1000被设计为通过在二维地考虑显示面板上的温度变化的同时对于显示面板1200上的任何灰度级转变基于查找表为单个帧施加较高或较低的电压来使所有可能的灰度级转变的响应时间一致。

在该实施方案中，显示系统10包括图形处理单元100、像素驱动补偿器1000、像素驱动补偿器查找表101和显示面板1200。

显示系统10可以是独立显示器，或者可以是以下设备的一部分：计算机显示器、电视机、笔记本电脑、平板电脑、移动电话、智能电话、增强现实显示器、数字“智能”手表、或其他数字设备。像素驱动补偿器1000被配置为从图形处理单元100接收图像帧，以及将更一致响应时间帧输出给显示面板1200。

图形处理单元100是被设计成快速操纵并改变存储器以在帧缓冲器中加速创建旨在输出给显示面板1200的图像的专用电子电路。在本公开的实施方案中，图形处理单元100将图像直接输出给像素驱动补偿器1000。在一些实施方案中，像素驱动补偿器1000可为图形处理单元100的一部分。

显示面板1200可为有机发光二极管(OLED)显示器，诸如无源矩阵(PMOLED)或有源矩阵(AMOLED)。在其他实施方案中，显示面板1200可为液晶显示器(LCD)或微型发光二极管(微型LED)显示器。显示面板1200显示从像素驱动补偿器1000接收的图像。对于局部温度补偿，显示面板1200中的每个像素具有存储在二维温度图110中的相关联温度(有时称为“局部温度”或“LT”)。二维温度图110可以是用于利用像素中的帧高度和宽度作为两个维度来存储显示面板1200的像素的相关联温度的静态随机存取存储器(SRAM)。相关联温度用于从像素驱动补偿器查找表1010a-d选择每个帧的过驱动值以用于其灰度级转变。在一些显示面板1200实施方案中，温度传感器被嵌入在每个像素处。然而，每个像素处的温度传感器可能不适用于每个显示面板1200。在另选实施方案中，可估计每个像素的相关联温度。因此，显示面板1200可包括遍布显示面板1200的多个嵌入式温度传感器，这允许创建二维温度图110。在一些实施方案中，显示面板1200生成二维温度图110。

像素驱动补偿查找表101是对应于显示面板1200中每个像素灰度级的外部补偿查找表。该表的轴为起始灰度级和结束灰度级。表中的单元可包括用于补偿起始和结束灰度级之间转变的对应预设驱动电压(“过驱动值”)。此类实施方案在图5A中示出。

像素驱动补偿器1000可以硬件实现，如图1所示，或者可被实现为存储在非暂态计算机可读介质中的软件或固件。软件或固件实施方案可由微处理器执行。如图1所示，像素驱动补偿器1000的硬件实施方案可以包括：视频压缩单元1020、第一视频解压缩单元1030、前一帧缓冲器1040、和第二视频解压缩单元1050；存储基于温度的像素驱动补偿查找表1010a-d的存储器；以及三线性插值器1060。这些结构更详细地描述于下文中。

如本文所述，像素驱动补偿器1000使用显示面板1200的特定区域的局部温度，而不是最高面板温度，有时称为“全局温度”(GT)。从二维温度图110接收局部温度。

对于显示面板1200的给定频率，将温度像素驱动补偿器查找表101加载到静态随机存取存储器(SRAM，被图示成1010)中，以可供用于在面板上可能存在的10℃至50℃温度范围上进行插值。在一些其他实施方案中，温度像素驱动补偿器查找表101可供用于在0℃至60℃温度范围上进行插值。在一些实施方案中，如图1所示，查找表1010可被分成多个查找表1010a-d。图1所示的实施方案具有四个查找表1010，但其他实施方案可具有两个、三个或更多个查找表1010。

在准确像素温度未知的实施方案中，三线性插值器1050可用于每个像素。最初，假定像素灰阶转变为处于温度T，其中T已知为T1<T<T2。三线性插值器1050利用温度T1的查找表和温度T2的查找表执行2x双线性插值。利用这两个查找表，检索温度T1和温度T2的过驱动(OD)值，并且可使用1x线性插值来导出温度T的过驱动值。

当应用本文所教导的方法时，当与最高面板温度相比时，在使用局部温度时，显示面板1200中的色断性能得到改善，尤其是在较冷温度的位置处。

现在转向图2，其各自示出了根据本公开一实施方案的具有像素驱动补偿器2000的显示系统20的另选实施方案，像素驱动补偿器2000具有多帧缓冲器(前一帧缓冲器2040a和前前帧缓冲器2040b)。显示系统20补偿给定像素已处于特定灰度级状态的时间长度。具体地讲，前一帧缓冲器2040a和前前帧缓冲器2040b为像素驱动补偿器2000提供像素已处于特定灰度级状态多长时间的存储器。

显示系统20包括图形处理单元200、像素驱动补偿器2000、像素驱动补偿器查找表201a-b和显示面板2200。

如上所述，显示系统20可以是独立显示器，或者可以是以下设备的一部分：计算机显示器、电视机、笔记本电脑、平板电脑、移动电话、智能电话、增强现实显示器、数字“智能”手表、或其他数字设备。

图形处理单元200是被设计成快速操纵并改变存储器以在帧缓冲器中加速创建旨在输出给显示面板2200的图像的专用电子电路。在本公开的实施方案中，图形处理单元200将图像直接输出给像素驱动补偿器2000。在一些实施方案中，像素驱动补偿器2000可为图形处理单元200的一部分。

像素驱动补偿器2000被配置为从图形处理单元200接收图像帧，以及将更一致响应时间帧输出给显示面板2200。

显示面板2200可以是有机发光二极管(OLED)显示器、液晶显示器(LCD)、微型发光二极管(微型LED)显示器或本领域已知的其他平板显示器。显示面板2200显示从像素驱动补偿器2000接收的图像。显示面板2200包括记录最高面板温度(即“全局温度”)的温度传感器。如本文所述，像素驱动补偿器2000使用从显示面板2200中的传感器接收的最高面板温度。

像素驱动补偿查找表201a-b是对应于显示面板1200中每个像素灰度级的外部补偿查找表。该表的轴为起始灰度级和结束灰度级。在此类实施方案中，像素驱动补偿查找表可以被分成薄(或“弱”)像素驱动补偿查找表201a和厚(或“强”)像素驱动补偿查找表201b。“强”查找表和“弱”查找表之间的差异取决于像素的各个灰度级的目标持续时间。图4示出了对于任何三个连续帧，尺寸小于均匀背景上滚动速度的相同灰度级值的任何内容(即，“瘦内容”)需要薄“弱”查找表201a。相反，尺寸大于均匀背景上滚动速度的任何内容(即，“厚内容”)需要“强”查找表201b。

像素驱动补偿器2000可以硬件实现，如图2所示，或者可被实现为存储在非暂态计算机可读介质中的软件或固件。软件或固件实施方案可由微处理器执行。如图2所示，像素驱动补偿器2000的硬件实施方案可包括：视频压缩单元2020、多个视频解压缩单元(2030、2050、2060)、前一帧缓冲器2040a、前前帧缓冲器2040b、用于存储基于温度的像素驱动补偿查找表2010a-d的存储器、持续时间掩模2070、两个双线性插值器2080a-b、和二元掩码加法器2090。这些结构的使用在下文描述。

与限于具有单帧缓冲器的现有技术不同，具有厚内容和薄内容的大多数“屏幕前”伪影通过除了前一帧(帧N-1)和当前帧(帧N)之外还引入跟踪前前帧(帧N-2)的前前帧缓冲器2040b来解决。持续时间掩模2070比较给定像素用于灰度级图像转变。根据本公开的实施方案，由两帧缓冲器监视的所有可能灰度级转变在图4中概述。如图4所示，可应用过驱动来补偿厚内容。利用两帧缓冲器(2040a-b)选择性地定位薄内容和厚内容的区域，可针对每种内容类型应用适当的像素驱动补偿。持续时间掩模2070标识薄内容区域以选择性地应用减少量的像素驱动补偿，因为该区域在改变灰度级之前还未达到平衡。相反，厚内容区域是在缓冲器N-1和当前帧之间改变的排除薄内容区域的任何区域。

对于显示面板2200的给定内容厚度和频率，将温度像素驱动补偿器查找表2010加载到静态随机存取存储器(SRAM)中，以可供用于在面板上可能存在的10℃至50℃温度范围上进行插值。在一些其他实施方案中，温度像素驱动补偿器查找表201可供用于在依赖于像素操作温度的较大温度范围上(例如，在0℃至60℃温度范围上)进行插值。

双线性插值器2080a-b利用温度T1的查找表和温度T2的查找表执行2x双线性插值。利用这两个查找表，检索温度T1和温度T2的过驱动(OD)值，并且可使用1x线性插值来导出温度T的过驱动值。

从持续时间掩模2070接收输入，二元掩码加法器2090从双线性插值器2080a或2080b选择厚驱动信息或薄驱动信息用于输出给显示面板2200。

转到图3，图3示出了根据本公开一实施方案的具有带像素修改回写的像素驱动补偿器3000的显示系统30的框图。显示系统30包括图形处理单元300、像素驱动补偿器3000、像素驱动补偿器查找表301a-b、和显示面板3200。

如上所述，单帧缓冲器没有给出任何存储器用于给定像素在特定灰度级状态已经持续多长时间。规避单帧历史所呈现的限制的一种方式是引入第二像素修改表301b，第二像素修改表301b基于当前温度和面板响应时间针对任何灰度级转变修改最终灰度级。此类像素修改表在图5B中示出。然后将这个经修改的值存储在用于像素驱动补偿的帧缓冲器中。

显示系统30可以是独立显示器，或者可以是以下设备的一部分：计算机显示器、电视机、笔记本电脑、平板电脑、移动电话、智能电话、增强现实显示器、数字“智能”手表、或其他数字设备。

图形处理单元300是被设计成快速操纵并改变存储器以在帧缓冲器中加速创建旨在输出给显示面板2200的图像的专用电子电路。在本公开的实施方案中，图形处理单元200将图像直接输出给像素驱动补偿器2000。在一些实施方案中，像素驱动补偿器2000可为图形处理单元200的一部分。

像素驱动补偿器3000被配置为从图形处理单元300接收图像帧，以及将更一致响应时间帧输出给显示面板3200。

显示面板3200可以是有机发光二极管(OLED)显示器、液晶显示器(LCD)、微型发光二极管(微型LED)显示器或本领域已知的其他平板显示器。显示面板3200显示从像素驱动补偿器3000接收的图像。显示面板3200包括记录最高面板温度(即“全局温度”)的温度传感器。如本文所述，像素驱动补偿器3000使用从显示面板3200中的传感器接收的最高面板温度。

像素驱动补偿查找表301a-b是对应于显示面板3200中每个像素灰度级的外部补偿查找表。该表的轴为起始灰度级和结束灰度级。

像素驱动补偿器3000可以硬件实现，如图3所示，或者可被实现为存储在非暂态计算机可读介质中的软件或固件。软件或固件实施方案可由微处理器执行。如图3所示，像素驱动补偿器3000的硬件实施方案可包括：视频压缩单元3020a-b、多个视频解压缩单元(3030、3050)、前一帧缓冲器3040、用于存储基于温度的像素驱动补偿查找表3010a-d的存储器、和两个双线性插值器3080a-b。这些结构的使用在下文中描述。

像素驱动补偿器3000从图形处理单元300接收图像帧。

对于显示面板3200的给定频率，将温度像素驱动补偿器查找表301a-b加载到静态随机存取存储器(SRAM，被图示成3010)中，以可供用于在面板上可能存在的温度范围上进行插值。在一些实施方案中，如图3所示，查找表3010可被分成多个查找表3010a-d。对于显示面板3200的给定内容厚度和频率，将温度像素驱动补偿器查找表3010加载到静态随机存取存储器(SRAM)中，以可供用于在面板上可能存在的10℃至50℃温度范围上进行插值。在一些其他实施方案中，温度像素驱动补偿器查找表201可供用于在依赖于像素操作温度的较大温度范围上(例如，在0℃至60℃温度范围上)进行插值。

从图形处理单元300接收的图像帧与存储在前一帧缓冲器3040中的前一图像帧一起使用，其基于全局温度和面板响应时间修改任何灰度级转变的最终灰度级。

双线性插值器3080a-b可以用于每个像素。最初，假定像素灰阶转变为处于温度T，其中T已知为T1<T<T2。双线性插值器3080利用温度T1的查找表和温度T2的查找表执行2x双线性插值。利用这两个查找表(3010a-b或3010c-d)，检索温度T1和温度T2的过驱动(OD)值，并且可使用1x线性插值来导出温度T的过驱动值。

这个值用于生成显示给显示面板3200的每个像素的电压转变输出。然后所述值变为下一帧更新的起始值。

每个像素修改表3010a-d具有与图5A至图5B所示像素驱动补偿查找表5000实施方案相同的形式。如图5A至图5B所示，像素驱动补偿查找表包含起始灰度级和结束灰度级的索引，其中表条目是针对三个颜色通道的所选温度和面板频率条件的有效结束灰度级。因此，17x17x3表可提供在应用有效像素驱动补偿时对于任何灰度级到另一灰度级转变的有效像素修改回写。对像素驱动补偿查找表5000和像素修改表3010的尺寸的唯一要求是，它们可被准确地双线性插值，以在特定开始和结束像素灰度级处恢复所需的补偿。这些表不需要线性地间隔开(即，灰度级分接点[0 10 15 20 60 128 224 255]也可工作)。

上述像素驱动补偿显示实施方案(10、20、30)压缩当前帧或前一帧并将其存储在帧缓冲器中，以便确定该帧的补偿量。当帧具有高清晰度时，这个存储帧的过程对于便携式电子设备可以是功率密集的。从帧缓冲器(1040、2040a-b、或3040)读取和写入是显示装置中启用像素驱动补偿器(1000、2000、3000)的主要开销。用于补偿的过电压对系统功率的影响可忽略不计。虽然一些具体实施可使用有损压缩方案和色度重采样以减小帧缓冲器的尺寸，但这对“屏幕前”性能具有负面影响，并且仅适度地减小功率占用份额。在本公开的一个方面，像素驱动补偿在屏幕前条件提供最明显改善时被启用，并且在屏幕前条件提供可忽略的改善时被禁用。所得的实施方案节省功率，同时仍然启用像素驱动补偿。

转到图6，术语“白点”是彩色监视器上“白色”的量度。白点以开氏度数表示，或被表示为标准照明体之一，或以色度图的X-Y坐标表示。最中性的白点为6500开氏度(6500°K)，也称为“D65”。

图6根据本公开一实施方案示出了u’v’空间中显示器白点的范围，显示了用于启用像素驱动补偿的最佳区域。通过观察，在像素驱动补偿启用时提供最显著改善的屏幕前条件是在系统白点已移动远离D65时。这是由于红色、绿色和蓝色通道之间不同的最大8位灰度级。例如，为了将显示器的白点置于2700°K(D27)，在8位空间中将红色、绿色和蓝色通道的最大值分别设定为255、186和94。在D65处，显示器将所有颜色通道设定为255作为最大值。对于小于D65的白点，蓝色和绿色将补偿以匹配红色通道的响应时间。

因此，当显示点偏离D65时，像素驱动补偿是有用的。在显示器白点下降到5100°K(D51)以下的情况下，实施方案可打开像素驱动补偿。为了防止突然在启用和禁用像素驱动补偿之间来回切换，可使用滞后。如图6所示，使用以D65为中心的100°K滞后。实践中，一些实施方案可使用以D60-D70为中心的大约50°K-150°K之间的滞后。

对于液晶显示器实施方案，在显示器白点下降至5100°K(D51)以下的情况下，适合在屏幕前打开像素驱动补偿。这个观察可以是依赖于液晶响应时间的面板。更一般化的阈值条件可通过测量在特定白点处顺序显示的实心图案与每第三帧注入黑色帧的相同图案之间的色差来确定。图7A和图7B示出了根据本公开一实施方案的D27白点的示例性顺序测量，其中当像素驱动补偿被禁用时发现duv'为0.0148，而在像素驱动补偿启用时发现duv'为0.004。人类视觉系统通常能够辨别大致duv'水平0.004-0.005的色差。因此，可以设置目标白点阈值条件以在两个实心图案序列之间的色差大于阈值色差时启用像素驱动补偿。在一些实施方案中，可使用duv’水平0.005作为用于启用像素驱动补偿的阈值。在其他实施方案中，可使用duv’水平0.004作为用于启用像素驱动补偿的阈值。在另外实施方案中，可使用duv’水平0.006作为用于启用像素驱动补偿的阈值。图8根据本公开一实施方案示出典型白点到sRGB转换作为所测试实心图案白点条件的示例。

对于有机发光二极管(OLED)显示器，像素驱动补偿功率节省来自两个方面：1.低于给定亮度阈值的受限使用，以及2.在较高帧速率内容上的受限使用。在低亮度条件下，果冻效应伪影尤其突出，因此像素驱动补偿尤其有助于解决那些条件下的图像问题。一些OLED显示器实施方案基于<120尼特的亮度阈值来限制功率驱动补偿。另外，限制像素驱动补偿仅用于较高帧速率内容就在其具有最大益处的地方保持过驱动，并且还节省约50％的功率。一些OLED显示器实施方案将像素驱动补偿限制到每当帧速率超过每秒60帧或更高时。其他显示器实施方案将像素驱动补偿限制到每当帧速率内容超过每秒30帧或更高时。

应当理解，当不执行像素驱动补偿时，像素驱动补偿器(1000、2000、3000)将所接收的帧输出给显示面板(1200、2200、3200)，该帧未被补偿。

本领域的技术人员应当理解，本文所述的系统可在多种硬件或固件解决方案中实现。

提供实施方案的此前描述以使本领域的任何技术人员能够实践本公开。对于本领域的技术人员而言，对这些实施方案的各种修改将是显而易见的，并且可以无需使用创造性才能就将本文所定义的一般原理应用于其他实施方案。因此，本公开并非旨在限于本文所示出的实施方案，而是将被赋予与本文所公开的原理和新颖特征一致的最宽范围。

Claims (20)

1.一种显示装置，包括：

显示面板，所述显示面板具有嵌入在所述显示面板中的温度传感器；

像素驱动补偿器，所述像素驱动补偿器被配置为接收图像帧并将经补偿的输出帧输出到所述显示面板，所接收的图像帧由多个像素构成，所述像素驱动补偿器进一步包括：

存储器，所述存储器被配置为存储薄补偿查找表和厚补偿查找表，所述薄补偿查找表和厚补偿查找表包含给定温度T1和T2的灰阶切换过驱动值；

前一帧缓冲器，所述前一帧缓冲器被配置为存储前一帧；

前前帧缓冲器，所述前前帧缓冲器被配置为存储前前帧；

持续时间掩模，所述持续时间掩模被配置为比较来自所接收的图像帧、所述前一帧和所述前前帧的给定像素，以确定应使用薄补偿查找表还是厚补偿查找表；

内插器，所述内插器被配置为检索与所述显示面板相关联的温度T，使用通过所述持续时间掩模确定的补偿查找表对来自于所述图像帧的像素的过驱动值进行内插，以及使用所述像素的所述过驱动值生成所述补偿输出帧，其中T1<T<T2；

并且，

所述显示面板还被配置为显示所述经补偿的输出帧。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述薄补偿查找表和厚补偿查找表的每一者是二维矩阵，其中第一维度为起始灰度级，并且第二维度为结束灰度级。

3.根据权利要求2所述的显示装置，其中所述薄补偿查找表和厚补偿查找表的每一者的所述二维矩阵包含具有预设过驱动值的多个单元。

4.根据权利要求3所述的显示装置，其中所述薄补偿查找表和厚补偿查找表的每一者在0℃-60℃的温度范围上进行补偿。

5.根据权利要求3所述的显示装置，其中所述薄补偿查找表和厚补偿查找表的每一者在10℃-50℃的温度范围上进行补偿。

6.根据权利要求5所述的显示装置，其中所述显示面板为液晶显示面板、有机发光二极管显示面板或微型发光二极管显示器。

7.根据权利要求6所述的显示装置，其中所述装置为平板电脑、移动电话、增强现实显示器、笔记本电脑、计算机显示器或数字手表。

8.一种显示方法，包括：

将前一帧存储在前一帧缓冲器中；

将前前帧存储在前前帧缓冲器中；

接收图像帧，所接收的图像帧由多个像素构成；

将薄补偿查找表和厚补偿查找表存储在存储器中，所述薄补偿查找表和厚补偿查找表包含给定温度T1和T2的灰阶切换过驱动值；

利用处理器比较来自所接收的图像帧、所述前一帧和所述前前帧的给定像素，以确定应使用薄补偿查找表还是厚补偿查找表；

检索与显示面板相关联的温度T，其中T1<T<T2；

利用处理器使用通过持续时间掩模确定的补偿查找表对来自于所述图像帧的像素的过驱动值进行内插；

使用所述像素的所述过驱动值生成经补偿的输出帧；以及

在所述显示面板上显示所述经补偿的输出帧。

9.根据权利要求8所述的显示方法，其中所述薄补偿查找表和厚补偿查找表的每一者是二维矩阵，其中第一维度为起始灰度级，并且第二维度为结束灰度级。

10.根据权利要求9所述的显示方法，其中所述薄补偿查找表和厚补偿查找表的每一者的所述二维矩阵包含具有预设过驱动值的多个单元。

11.根据权利要求10所述的显示方法，其中所述薄补偿查找表和厚补偿查找表的每一者在0℃-60℃的温度范围上进行补偿。

12.根据权利要求10所述的显示方法，其中所述薄补偿查找表和厚补偿查找表的每一者在10℃-50℃的温度范围上进行补偿。

13.根据权利要求12所述的显示方法，其中所述显示面板为液晶显示面板、有机发光二极管显示面板或微型发光二极管显示器。

14.一种编码有数据和指令的非暂态计算机可读存储介质，所述数据和指令当由微处理器执行时使装置：

将前一帧存储在前一帧缓冲器中；

将前前帧存储在前前帧缓冲器中；

接收图像帧，所接收的图像帧由多个像素构成；

将薄补偿查找表和厚补偿查找表存储在存储器中，所述薄补偿查找表和厚补偿查找表包含给定温度T1和T2的灰阶切换过驱动值；

利用处理器比较来自所接收的图像帧、所述前一帧和所述前前帧的给定像素，以确定应使用薄补偿查找表还是厚补偿查找表；

检索与显示面板相关联的温度T，其中T1<T<T2；

利用处理器使用通过持续时间掩模确定的补偿查找表对来自于所述图像帧的像素的过驱动值进行内插；

使用所述像素的所述过驱动值生成经补偿的输出帧；以及

在所述显示面板上显示所述经补偿的输出帧。

15.根据权利要求14所述的非暂态计算机可读存储介质，其中所述薄补偿查找表和厚补偿查找表的每一者是二维矩阵，其中第一维度为起始灰度级，并且第二维度为结束灰度级。

16.根据权利要求15所述的非暂态计算机可读存储介质，其中所述薄补偿查找表和厚补偿查找表的每一者的所述二维矩阵包含具有预设过驱动值的多个单元。

17.根据权利要求14所述的非暂态计算机可读存储介质，其中所述薄补偿查找表和厚补偿查找表的每一者在0℃-60℃的温度范围上进行补偿。

18.根据权利要求14所述的非暂态计算机可读存储介质，其中所述薄补偿查找表和厚补偿查找表的每一者在10℃-50℃的温度范围上进行补偿。

19.根据权利要求16所述的非暂态计算机可读存储介质，其中所述显示面板为液晶显示面板、有机发光二极管显示面板或微型发光二极管显示器。

20.根据权利要求19所述的非暂态计算机可读存储介质，其中所述装置为平板电脑、移动电话、增强现实显示器、笔记本电脑、计算机显示器或数字手表。

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