CN112349253A - 过驱动补偿方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本案提供一种过驱动补偿方法及其装置。过驱动补偿方法包含：接收一目前画面的三原色资讯，并将三原色资讯转换为具有辉度的色彩空间资讯，以自色彩空间资讯中取得一目前辉度资讯。缓冲储存目前辉度资讯于一缓冲储存器中，缓冲储存器并输出一先前画面的先前辉度资讯。根据目前辉度资讯及先前辉度资讯，产生一辉度增益值。将辉度增益值转换为三原色增益值。根据三原色资讯及三原色增益值产生对应的过驱动补偿值输出，以过驱动液晶显示面板。

Description

过驱动补偿方法及其装置
技术领域
本案是有关一种液晶显示器的驱动技术，特别是关于一种可减少液晶显示器反应时间的过驱动补偿方法及其装置。
背景技术
在一般液晶显示器中，过驱动(over-drive，OD)技术是一种广泛用来加快液晶显示器反应时间(response time)的技术，其是根据每一像素目前画面的像素值及先前画面的像素值产生一过驱动增益值，再于目前画面的输出像素值上再加上此过驱动增益值来驱动对应的液晶分子，藉此加快液晶分子的转向速度，以提升液晶显示器的反应时间。
而为了进行过驱动补偿，液晶显示器都需要使用一个暂存空间来储存先前画面的像素值，以便与目前画面的像素值进行比较决定过驱动增益值。在储存时，通常会将三原色(RGB)通道分别储存，并分别比较得到各自的增益值，但此却要储存三原色信道的画素资讯，所以需要较大的暂存空间，亦即，对记忆体大小及频宽的需求较大而造成额外的成本。此外，由于是三原色通道各自进行补偿，所以在过驱动增益值较大时，可能会出现过度补偿的情况，导致在画面中出现相反色的拖影。
发明内容
有鉴于此，本案提出一种过驱动补偿方法，适于一液晶显示面板，过驱动补偿方法包含：接收一目前画面的三原色资讯，并将三原色资讯转换为具有辉度的色彩空间资讯，以自色彩空间资讯中取得一目前辉度资讯。缓冲储存目前辉度资讯于一缓冲储存器中，缓冲储存器并输出一先前画面的先前辉度资讯。根据目前辉度资讯及先前辉度资讯，产生一辉度增益值。将辉度增益值转换为三原色增益值。根据三原色资讯及三原色增益值产生对应的过驱动补偿值输出，以过驱动液晶显示面板。
依据一些实施例，根据该目前辉度资讯及该先前辉度资讯，查询一增益对照表，以产生辉度增益值。
本案另提出一种过驱动补偿装置，适于一液晶显示面板，该过驱动补偿装置包含一第一转换电路、一缓冲储存器、一查表运算电路、一第二转换电路以及一产生器。第一转换电路接收一目前画面的三原色资讯，并将三原色资讯转换为具有辉度的色彩空间资讯，以便自色彩空间资讯中取得一目前辉度资讯。缓冲储存器电性连接第一转换电路，缓冲储存器用以缓冲储存目前辉度资讯，并输出一先前画面的先前辉度资讯。查表运算电路电性连接第一转换电路及缓冲储存器，查表运算电路是根据目前辉度资讯及先前辉度资讯，查表产生一辉度增益值。第二转换电路电性连接查表运算电路，以将辉度增益值转换为三原色增益值。产生器电性连接第二转换电路并接收三原色资讯，此产生器根据三原色资讯及三原色增益值产生对应的过驱动补偿值输出，以过驱动液晶显示面板。
依据一些实施例，先前辉度资讯是已事先储存在一缓冲储存器中。目前辉度资讯会取代先前辉度资讯储存在缓冲储存器中，以作为下一画面对应的先前辉度资讯。
依据一些实施例，储存在缓冲储存器的先前辉度资讯或目前辉度资讯，都要先经过一压缩处理。在输出先前辉度资讯之前，先前辉度资讯会先经过一解压缩处理。
依据一些实施例，三原色资讯是利用一第一转换矩阵转换为色彩空间资讯，及辉度增益值是利用一第二转换矩阵转换为三原色增益值，且第一转换矩阵及第二转换矩阵是互为反矩阵。
依据一些实施例，查表运算电路更包含一增益对照表，以根据目前辉度资讯及先前辉度资讯查询增益对照表。
依据一些实施例，三原色增益值是表示为
Figure BDA0002161712440000021
其中ΔR、ΔG及ΔB是为三原色增益值，ΔY是为辉度增益值，以及ry、gy及by是为三原色的辉度转换系数。
综上所述，本案在进行液晶显示器过驱动补偿时，可以减少对记忆体资源及频宽的需求，并同样达到过驱动补偿的效果。且本案亦可避免因过度补偿而产生拖影现象，故可有效维持画面品质。
附图说明
[图1]是根据本案一实施例应用的液晶显示器的方块示意图。
[图2]是根据本案过驱动补偿装置的一实施例的方块示意图。
[图3]是根据本案过驱动补偿方法的一实施例的流程示意图。
[图4]是根据本案过驱动补偿装置的另一实施例的方块示意图。
[图5]是根据本案过驱动补偿方法的另一实施例的流程示意图。
符号说明
10 液晶显示器
12 输入介面
14 液晶控制晶片
16 液晶显示面板
162 驱动电路
20 过驱动补偿装置
22 第一转换电路
24 缓冲储存器
26 查表运算电路
262 增益对照表
28 第二转换电路
30 产生器
32 压缩电路
34 解压缩电路
GOD 过驱动补偿值
RGB 三原色资讯
X1 第一转换矩阵
X2 第二转换矩阵
YC1C2 色彩空间资讯
C1C2 色度资讯
Y 辉度资讯
Yn 目前辉度资讯
Yn-1 先前辉度资讯
ΔR、ΔG、ΔB 三原色增益值
ΔY 辉度增益值
S10～S18 步骤
S12’ 步骤
S121～S124 步骤
具体实施方式
本案所提供的过驱动补偿方法及过驱动补偿装置，是用于液晶显示器上。液晶显示器10如图1所示，液晶显示器10是包含一输入介面12、一液晶控制晶片(Scaler)14及一液晶显示面板16。输入介面12是可以接收外部影像讯号，影像讯号的格式可以是但不限于DP(DisplayPort)讯号、高画质多媒体介面(HDMI)讯号、影片图形阵列(VGA)讯号等。液晶控制晶片14电性连接输入介面12及液晶显示面板16，以接收影像讯号并将影像讯号转换为可以显示在液晶显示面板16上的面板讯号，面板讯号的格式可以是但不限于低压差分讯号(LVDS)、eDP(embedded Display Port)讯号、V-by-one讯号等。液晶显示面板16内的驱动电路162则根据面板讯号驱动液晶显示面板16显示画面。
图2是根据本案过驱动补偿装置的一实施例的方块示意图，请参阅图2所示，一过驱动补偿装置20包含一第一转换电路22、一缓冲储存器24、一查表运算电路26、一第二转换电路28以及一产生器30。第一转换电路22电性连接缓冲储存器24及查表运算电路26，且缓冲储存器24亦电性连接至查表运算电路26。查表运算电路26电性连接第二转换电路28，第二转换电路28进一步电性连接产生器30。在一实施例中，过驱动补偿装置20是可设置于图1的液晶控制晶片14中，用以过驱动液晶显示面板16。
在一实施例中，第一转换电路22是用以接收每一显示画面的三原色资讯，依时间顺序，每个显示画面可被称为先前输入画面及目前输入画面。
在一实施例中，缓冲储存器24是可为挥发性记忆体，例如随机存取记忆体(RAM)、静态随机存取记忆体(SRAM)等。
在一实施例中，产生器30是为一加法器。
图3是根据本案过驱动补偿方法的一实施例的流程示意图，请同时参阅图1、图2及图3所示，一种过驱动补偿方法包含下列步骤：如步骤S10所示，第一转换电路22接收一目前画面的三原色资讯RGB，并将三原色资讯RGB转换为具有辉度(luminance)的色彩空间资讯YC1C2，以自此色彩空间资讯YC1C2中取得一目前辉度资讯Yn，并输出目前辉度资讯Yn至缓冲储存器24及查表运算电路26中。在一实施例中，色彩空间是为一个辉度与色度分离的色彩空间，可以是但不限于YCbCr、YCgCo或YUV等色彩空间，以获得此色彩空间对应的色彩空间资讯YC1C2，此色彩空间资讯YC1C2包含一辉度资讯Y及二色度资讯C1C2。在本实施例中，仅使用色彩空间资讯YC1C2中的辉度资讯Y进行后续处理。
如步骤S12所示，由第一转换电路22输出的目前辉度资讯Yn会缓冲储存在缓冲储存器24中，缓冲储存器24并输出一先前画面的先前辉度资讯Yn-1至查表运算电路26中。在一实施例中，先前画面的先前辉度资讯Yn-1是已事先储存在缓冲储存器24中，故可在第一转换电路22输出目前辉度资讯Yn至查表运算电路26时，缓冲储存器24亦传输先前辉度资讯Yn-1至查表运算电路26中。在缓冲储存器24输出先前辉度资讯Yn-1至查表运算电路26之后，由第一转换电路22输出的目前辉度资讯Yn更可进一步取代先前辉度资讯Yn-1储存在缓冲储存器24中，以作为下一画面对应的先前辉度资讯。
如步骤S14所示，在查表运算电路26接收到目前辉度资讯Yn及先前辉度资讯Yn-1之后，查表运算电路26会根据目前辉度资讯Yn及先前辉度资讯Yn-1，产生一辉度增益值ΔY，并将辉度增益值ΔY输出至第二转换电路28中。在一实施例中，查表运算电路26是包含一增益对照表262，以根据目前辉度资讯Yn及先前辉度资讯Yn-1查询增益对照表262而获得辉度增益值ΔY。
在一实施例中，增益对照表262中是预先储存着从先前辉度资讯Yn-1到目前辉度资讯Yn所对应的增益值，以缩短其所需要的反应时间。此外，增益对照表262中的各增益值是预先准备好的，可以预先经过校正训练程序而取得先前辉度资讯Yn-1到目前辉度资讯Yn所对应的增益值，以建立该增益对照表262最后所储存的辉度增益值。因此，在查表运算电路26中，查表运算电路26可根据目前辉度资讯Yn及先前辉度资讯Yn-1来查询增益对照表262而获得对应的辉度增益值ΔY。
如步骤S16所示，第二转换电路28是将辉度增益值ΔY转换为三原色增益值ΔR、ΔG、ΔB，并将三原色增益值ΔR、ΔG、ΔB传输至产生器30中。
如步骤S18所示，产生器30根据三原色资讯RGB及三原色增益值ΔR、ΔG、ΔB产生对应的过驱动补偿值GOD输出，此过驱动补偿值GOD包含有R+ΔR、G+ΔG及B+ΔB，以利用过驱动补偿值GOD过驱动液晶显示面板16，使液晶显示面板16显示画面。
在一实施例中，于步骤S10中，第一转换电路22是利用一个3*3的第一转换矩阵X1将三原色资讯RGB转换为色彩空间资讯YC1C2。于步骤S16中，第二转换电路28是利用一个3*3的第二转换矩阵X2将辉度增益值ΔY转换为三原色增益值ΔR、ΔG、ΔB，其中第一转换矩阵X1及第二转换矩阵X2是互为反矩阵。
举例来说，第一转换矩阵X1为
Figure BDA0002161712440000061
第二转换矩阵X2为
Figure BDA0002161712440000062
因此，第一转换电路22可利用第一转换矩阵X1将三原色资讯RGB转换为色彩空间资讯YC1C2，且第二转换电路28可利用第二转换矩阵X2将色彩空间资讯YC1C2再转换为RGB空间，如下列所示：
Figure BDA0002161712440000071
其中第一转换矩阵X1及第二转换矩阵X2是互为反矩阵，满足下列所示：
Figure BDA0002161712440000072
在过驱动补偿的计算中，仅保留辉度资讯Y来计算取得辉度增益值ΔY，则于此输出的过驱动补偿值可以得到Y+ΔY。但由于液晶显示面板16都分为三原色资讯RGB驱动，所以需要再经过一个转换过程将补偿的过驱动补偿值由辉度Y转换到RGB空间中，如下列所示：
Figure BDA0002161712440000073
承上，经过推导可知，由第二转换矩阵X2当中的转换系数可以将辉度增益值ΔY对应回RGB空间。因此，第二转换电路28可以透过辉度增益值ΔY与三原色增益值ΔR、ΔG、ΔB间的关系式，将辉度增益值ΔY转换为三原色增益值ΔR、ΔG、ΔB，亦即
Figure BDA0002161712440000074
其中ry、gy及by是为三原色的辉度转换系数。
由于本案仅在辉度资讯Y上进行过驱动补偿运算，因此输出到液晶显示面板16的面板讯号(过驱动补偿值GOD)仍可保持固定的色度，故能够避开因过度补偿时会产生色偏的潜在风险。
另一方面，为了减少缓冲储存器24使用的暂存空间，更可对储存在缓冲储存器24中的辉度资讯Y先进行一压缩处理。图4是根据本案过驱动补偿装置的另一实施例的方块示意图，请参阅图4所示，过驱动补偿装置20进一步包括一压缩电路32及一解压缩电路34。压缩电路32电性连接第一转换电路22及缓冲储存器24，以对先前辉度资讯Yn-1或目前辉度资讯Yn进行压缩处理，压缩处理可以是但不限于资料精度(data precision)压缩或是解析度(spatial resolution)压缩。解压缩电路34电性连接缓冲储存器24及查表运算电路26，使先前辉度资讯Yn-1传送至查表运算电路26之前可以先经过解压缩电路34的解压缩处理。
图5是根据本案过驱动补偿方法的另一实施例的流程示意图，请同时参阅图4及图5所示，如步骤S10所示，第一转换电路22接收一目前画面的三原色资讯RGB，并将三原色资讯RGB转换为色彩空间资讯YC1C2，以便自此色彩空间资讯YC1C2中取得目前辉度资讯Yn。第一转换电路22再将目前辉度资讯Yn输出至压缩电路32及查表运算电路26中。
如步骤S12’所示，步骤S12’会因为压缩处理及解压缩处理而被细分为步骤S121～S122及步骤S123～S124。如步骤S121所示，压缩电路32会对目前辉度资讯Yn进行压缩处理。如步骤S122所示，经过压缩处理后的目前辉度资讯Yn会从压缩电路32传输至缓冲储存器24并缓冲储存在缓冲储存器24中。在进行步骤S121及步骤S122之前或同时，亦会进行步骤S123及步骤S124。如步骤S123所示，原本已储存在缓冲储存器24内的先前画面的先前辉度资讯Yn-1因之前已事先经过压缩处理，所以缓冲储存器24会将先前画面的先前辉度资讯Yn-1先输出至解压缩电路34，然后如步骤S124所示，利用解压缩电路34对先前画面的先前辉度资讯Yn-1进行解压缩处理，并将已解压缩完成的先前辉度资讯Yn-1输出至查表运算电路26中，以供进行后续处理。后续的步骤S14～步骤S18则与图3所示的流程图相同，故可以参考前面详细说明，于此不再赘述。
因此，本案在进行过驱动补偿时，只需记录一个通道的资讯(亮度资讯)，所以需要的储存空间只变为RGB通道各自储存时的三分之一，所以可以藉此减少记忆体空间及频宽需求。所以，本案可以在减少对记忆体资源及频宽的需求的前提下，并同样达到过驱动补偿的效果。此外，本案亦可避免因过度补偿而产生拖影现象，故可有效维持画面品质。
以上所述的实施例仅是为说明本案的技术思想及特点，其目的在使熟悉此项技术者能够了解本案的内容并据以实施，当不能以之限定本案的专利范围，即大凡依本案所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本案的专利范围内。

Claims (10)

1.一种过驱动补偿方法，适于一液晶显示面板，该过驱动补偿方法包含：
接收一目前画面的三原色资讯，并将该三原色资讯转换为具有辉度的色彩空间资讯，以自该色彩空间资讯中取得一目前辉度资讯；
缓冲储存该目前辉度资讯于一缓冲储存器中，该缓冲储存器并输出一先前画面的先前辉度资讯；
根据该目前辉度资讯及该先前辉度资讯，产生一辉度增益值；
将该辉度增益值转换为三原色增益值；以及
根据该三原色资讯及该三原色增益值产生对应的过驱动补偿值输出，以过驱动该液晶显示面板。
2.根据权利要求1所述的过驱动补偿方法，其中在根据该目前辉度资讯及该先前辉度资讯产生该辉度增益值的步骤中，更包含根据该目前辉度资讯及该先前辉度资讯查询一增益对照表，以产生该辉度增益值。
3.根据权利要求1所述的过驱动补偿方法，其中该先前辉度资讯是已事先储存在该缓冲储存器中。
4.根据权利要求3所述的过驱动补偿方法，其中在缓冲储存该目前辉度资讯的步骤中，该目前辉度资讯会取代该先前辉度资讯储存在该缓冲储存器中，以作为下一画面对应的该先前辉度资讯。
5.根据权利要求3所述的过驱动补偿方法，其中该先前辉度资讯储存在该缓冲储存器之前更可先经过一压缩处理，且在该缓冲储存器输出该先前辉度资讯之后，该先前辉度资讯会先经过一解压缩处理。
6.根据权利要求1所述的过驱动补偿方法，其中在缓冲储存该目前辉度资讯的步骤前，更可对该目前辉度资讯进行一压缩处理。
7.根据权利要求1所述的过驱动补偿方法，其中该三原色资讯是利用一第一转换矩阵转换为该色彩空间资讯，及该辉度增益值是利用一第二转换矩阵转换为该三原色增益值。
8.根据权利要求7所述的过驱动补偿方法，其中该第一转换矩阵及该第二转换矩阵是互为反矩阵。
9.根据权利要求1所述的过驱动补偿方法，其中该三原色增益值是表示为
Figure FDA0002161712430000021
其中该ΔR、ΔG及ΔB是为该三原色增益值，ΔY是为该辉度增益值，以及该ry、gy及by是为三原色的辉度转换系数。
10.一种过驱动补偿装置，适于一液晶显示面板，该过驱动补偿装置包含：
一第一转换电路，接收一目前画面的三原色资讯，并将该三原色资讯转换为具有辉度的色彩空间资讯，以自该色彩空间资讯中取得一目前辉度资讯；
一缓冲储存器，电性连接该第一转换电路，该缓冲储存器用以缓冲储存该目前辉度资讯，并输出一先前画面的先前辉度资讯；
一查表运算电路，电性连接该第一转换电路及该缓冲储存器，该查表运算电路是根据该目前辉度资讯及该先前辉度资讯，查表产生一辉度增益值；
一第二转换电路，电性连接该查表运算电路，以将该辉度增益值转换为三原色增益值；以及
一产生器，电性连接该第二转换电路并接收该三原色资讯，该产生器根据该三原色资讯及该三原色增益值产生对应的过驱动补偿值输出，以过驱动该液晶显示面板。
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