CN113380189A - 时序控制器 - Google Patents

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Abstract

一种时序控制器，其包含用以产生经补偿影像数据的影像补偿单元。影像补偿单元用以：将输入影像分割为多个影像区块；选择位于影像区块中的其中一行所包含的多个像素作为多个目标像素；根据影像区块中所包含的像素的灰阶值的直方图来产生影像区块的平均代表性灰阶值；将平均代表性灰阶值输入至第一查找表以取得第一增益；将目标像素的垂直像素位置以及平均代表性灰阶值输入至第二查找表以取得第二增益；通过将灰阶值、第一增益以及第二增益相乘来取得经补偿灰阶值；及以经补偿灰阶值来取代灰阶值，以得到经补偿影像数据。

Description

时序控制器
技术领域
本发明涉及一种时序控制器，且特别涉及一种有机发光二极管(organic light-emitting diode，OLED)显示装置的时序控制器的操作方法，且此操作方法系用以改善电路压降(IR-Drop)现象所引发的亮度衰减(brightness degradation)。
背景技术
有机发光二极管(organic light-emitting diode，OLED)显示装置具有自发光、驱动电压低、发光效率高、响应时间短、清晰度与对比度高、接近180度的可视角、使用温度范围宽、可实现可挠式显示与大面积全彩显示等诸多优点，因此有机发光二极管显示装置被业界公认为是最具有发展潜力的显示装置。
随着时代及技术的进步，大尺寸、高分辨率的有机发光二极管显示装置逐渐发展起来。相应地，大尺寸的有机发光二极管显示装置也需要较大尺寸的面板及较多数量的像素，面板导线长度将越来越长，导线电阻也随之越大。不可避免的，输入到接近电压源的像素之电源电压相对较高，而输入到远离电压源的像素之电源电压相对较低，此现象被称之为电路压降(IR-Drop)。电路压降(IR-Drop)的现象导致整个面板的显示亮度不均(也被称之为亮度衰减(brightness degradation))。
发明内容
本发明的目的在于提出一种时序控制器，其包括接收单元、影像补偿单元及传输单元。接收单元用以接收输入影像的影像数据，其中输入影像包含多个像素。影像补偿单元用以根据影像数据来产生经补偿影像数据。传输单元用以输出经补偿影像数据，使得包含时序控制器的显示装置根据经补偿影像数据来进行画面显示。其中影像补偿单元还用以：沿着水平方向将输入影像分割为多个影像区块；选择位于每个影像区块中的其中一行所包含的多个像素作为多个目标像素；取得每个像素的灰阶值；根据每个影像区块中所包含的多个像素的多个灰阶值的直方图来产生每个影像区块的平均代表性灰阶值；将每个影像区块的平均代表性灰阶值输入至第一查找表，以取得每个影像区块的第一增益；将多个影像区块的其中一者所包含的多个目标像素的其中一者的垂直像素位置以及多个影像区块的其中该者的平均代表性灰阶值输入至第二查找表，以取得多个目标像素的其中该者的第二增益；通过将多个目标像素的其中该者的灰阶值、多个影像区块的其中该者的第一增益以及多个目标像素的其中该者的第二增益相乘，以取得多个目标像素的其中该者的经补偿灰阶值；及以多个目标像素的多个经补偿灰阶值来分别取代多个目标像素的多个灰阶值，以得到经补偿影像数据。
在一些实施例中，所述直方图包括分别相应于不同的多个灰阶值范围的多个直方(bins)；多个直方的其中一者的高度代表多个直方的其中该者所对应的灰阶值范围内的该多个像素的总数量。
在一些实施例中，所述多个影像区块的其中该者所包含的多个像素以多个行与多个列排列；多个影像区块的其中该者的多个目标像素为位于多个影像区块的其中该者的中间行的多个像素。
在一些实施例中，所述多个影像区块的其中该者的平均代表性灰阶值对应于多个影像区块的其中该者所包含的多个像素的多个灰阶值的平均值。
在一些实施例中，所述多个直方分别对应于多个权重值，其中影像补偿单元还用以：于产生每个影像区块的平均代表性灰阶值时，通过将多个直方的其中该者的总数量与多个直方的其中该者的权重值相乘，来更新多个直方的其中该者的总数量。
在一些实施例中，所述影像补偿单元还用以：执行线性内插计算以取得多个目标像素以外的多个像素的多个经补偿灰阶值；及以多个目标像素以外的多个像素的多个经补偿灰阶值来分别取代多个目标像素以外的多个像素的多个灰阶值，以得到经补偿影像数据。
在一些实施例中，所述线性内插计算包括：确定在水平方向上最接近多个目标像素以外的多个像素的其中一者的两相邻的目标像素；及对于被确定的两相邻的目标像素的经补偿灰阶值进行线性内插，以计算出多个目标像素以外的多个像素的其中该者的经补偿灰阶值。
在一些实施例中，所述多个影像区块的其中该者所包含的多个像素以多个行与多个列排列；多个影像区块的第一者的多个目标像素为位于多个影像区块的第一者的第一行的多个像素；多个影像区块的最末者的多个目标像素为位于多个影像区块的最末者的最末行的多个像素。
在一些实施例中，对应于较低灰阶值范围的多个直方的一者的权重值小于对应于较高灰阶值范围的多个直方的另一者的权重值。
在一些实施例中，位于较高垂直像素位置的多个目标像素的一者的第二增益小于位于较低垂直像素位置的多个目标像素的另一者的第二增益。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
从以下结合附图所做的详细描述，可对本发明的实施方式有更佳的了解。需注意的是，根据业界的标准实务，各特征并未依比例绘示。事实上，为了使讨论更为清楚，各特征的尺寸都可任意地增加或减少。
图1为根据本发明的一些实施例的有机发光二极管显示装置的系统方块图。
图2为根据本发明的一些实施例的有机发光二极管显示装置的时序控制器的系统方块图。
图3为根据本发明的一些实施例的有机发光二极管显示装置的时序控制器的操作方法的流程图。
图4为根据本发明的一些实施例的第一查找表。
图5为根据本发明的一些实施例的第二查找表。
附图标记说明：
100：有机发光二极管显示装置
120：时序控制器
121：接收单元
122：影像补偿单元
123：过驱动单元
124：数位伽玛校正单元
125：递色单元
126：传输单元
140：显示面板
1000：操作方法
1100～1900：步骤
具体实施方式
以下仔细讨论本发明的实施例。然而，可以理解的是，实施例提供许多可应用的概念，其可实施于各式各样的特定内容中。所讨论、公开的实施例仅供说明，并非用以限定本发明的范围。关于本文中所使用的“第一”、“第二”、“第三”、……等，并非特别指次序或顺位的意思，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。
图1为根据本发明的一些实施例的有机发光二极管(organic light-emittingdiode，OLED)显示装置100的系统方块图。有机发光二极管显示装置100包含时序控制器(timing controller)120及包含多个像素的显示面板140。时序控制器120包含影像补偿单元122。
图2为根据本发明的一些实施例的有机发光二极管显示装置100的时序控制器120的系统方块图。时序控制器120接收输入影像的影像数据且相应地传输用于驱动显示面板140的电压信号(如图2中所示的“数据输出”)，其中输入影像具有分别与显示面板140的多个像素相对应的多个灰阶值。如图2所示，时序控制器120包含接收(receiver，Rx)单元121、影像补偿单元122、过驱动(over drive，OD)单元123、数位伽玛校正(digital gammacorrection，DGC)单元124、递色(dithering)单元125与传输(transmitter，Tx)单元126。接收单元121用以接收输入影像的影像数据(image data)。影像补偿单元122用以根据输入影像的影像数据来产生经补偿影像数据(compensated image data)。传输单元126用以输出经补偿影像数据，使得时序控制器120传输相应于经补偿影像数据的电压信号。显示面板140包含用于从时序控制器120接收电压信号的闸极驱动器与源极驱动器，且显示面板140根据相应于经补偿影像数据的电压信号来进行画面显示。具体而言，影像补偿单元122所产生的经补偿影像数据用以补偿由有机发光二极管显示装置100引起的电路压降(IR-Drop)现象所导致的亮度衰减(brightness degradation)，且将在下文讨论经补偿影像数据的计算的细节。过驱动单元123用以减少有机发光二极管显示装置100的运动伪影(motionartifacts)。数位伽玛校正单元124用以校正影像数据。递色单元125用以增加显示面板140所显示的影像的平滑度。
图3为根据本发明的一些实施例的有机发光二极管显示装置100的时序控制器120的操作方法1000的流程图。请一并参照图1与图3。首先，于步骤1100，提供包含多个像素的输入影像的影像数据，且接着由有机发光二极管显示装置100的影像补偿单元122来接收所述影像数据。接着，于步骤1200，影像补偿单元122用以沿着水平方向将输入影像分割为多个影像区块。每个影像区块所包含的多个像素以多个行与多个列排列。在本发明的一些实施例中，显示面板140为具有3840x2160个像素的4K超高解析度(Ultra High Definition，UHD)RGB彩色面板，且输入影像沿着水平方向被分割为16个影像区块，亦即，每个影像区块具有240x2160个像素，且240x2160个像素分别具有相对应的240x2160个灰阶值，但本发明不限于此。
接着，于步骤1300，影像补偿单元122用以选择位于每个影像区块中的其中一行所包含的多个像素作为多个目标像素。在本发明的一实施例中，选择位于每个影像区块中的中间行所包含的多个像素作为多个目标像素。举例而言，若每个影像区块具有240x2160个像素，则每个影像区块当中的位于第120行的2160个像素被选择作为每个影像区块的2160个目标像素。在本发明的另一实施例中，选择位于第一个影像区块中的第一行所包含的多个像素作为第一个影像区块的多个目标像素，选择位于最末个影像区块中的最末行所包含的多个像素作为最末个影像区块的多个目标像素。举例而言，若每个影像区块具有240x2160个像素，则第一个影像区块(最左侧的影像区块)当中的位于第1行的2160个像素被选择作为第一个影像区块的2160个目标像素，且最末个影像区块(最右侧的影像区块)当中的位于第240行的2160个像素被选择作为最末个影像区块的2160个目标像素。接着，于步骤1400，影像补偿单元122用以取得输入影像所包含的多个像素所分别具有相对应的多个灰阶值。
接着，于步骤1500，影像补偿单元122用以根据每个影像区块中所包含的多个像素所分别具有相对应的多个灰阶值的直方图来产生每个影像区块的平均代表性灰阶值。在本发明的一些实施例中，每个影像区块中所包含的多个像素所分别具有相对应的多个灰阶值的直方图包括分别相应于不同的多个灰阶值范围的多个直方(bins)，且多个直方的其中一者的高度代表灰阶值落在多个直方的其中该者所对应的灰阶值范围内的多个像素的总数量。举例而言，每个影像区块中所包含的多个像素所分别具有相对应的多个灰阶值的直方图包括32个直方(bins)，且此32个直方(bins)分别对应于32个灰阶值范围(其中，32个灰阶值范围即：灰阶值0～灰阶值7、灰阶值8～灰阶值15、灰阶值16～灰阶值23、……、灰阶值232～灰阶值239、灰阶值240～灰阶值247、灰阶值248～灰阶值255)。应注意的是，本发明应用缩减空间采样(spatial down sampling)的方式来减少信号传输的数据量，以使得每个影像区块中所包含的多个像素分别具有相对应的多个灰阶值的直方图包括32个直方(bins)，但本发明不限于此。再者，多个灰阶值范围的其中一者的顺序被定义为多个灰阶值范围的其中该者的代表性灰阶值。举例而言，灰阶值0～灰阶值7的灰阶值范围的代表性灰阶值为0(在本文中被称之为level_0)，灰阶值8～灰阶值15的灰阶值范围的代表性灰阶值为1(在本文中被称之为level_1)，灰阶值16～灰阶值23的灰阶值范围的代表性灰阶值为2(在本文中被称之为level_2)，灰阶值232～灰阶值239的灰阶值范围的代表性灰阶值为29(在本文中被称之为level_29)，灰阶值240～灰阶值247的灰阶值范围的代表性灰阶值为30(在本文中被称之为level_30)，灰阶值248～灰阶值255的灰阶值范围的代表性灰阶值为31(在本文中被称之为level_31)。根据每个直方的高度，来取得灰阶值落在对应的灰阶值范围内的像素的总数量(在本文中被称之为count)。在本发明的一些实施例中，灰阶值落在灰阶值0～灰阶值7的灰阶值范围之内的像素的总数量在本文中被称之为count_0，灰阶值落在灰阶值8～灰阶值15的灰阶值范围之内的像素的总数量在本文中被称之为count_1，灰阶值落在灰阶值16～灰阶值23的灰阶值范围之内的像素的总数量在本文中被称之为count_2，灰阶值落在灰阶值232～灰阶值239的灰阶值范围之内的像素的总数量在本文中被称之为count_29，灰阶值落在灰阶值240～灰阶值247的灰阶值范围之内的像素的总数量在本文中被称之为count_30，灰阶值落在灰阶值248～灰阶值255的灰阶值范围之内的像素的总数量在本文中被称之为count_31。透过以下算式来计算每个影像区块的平均代表性灰阶值：平均代表性灰阶值＝(count_0×level_0+count_1×level_1+...+count_30×level_30+count_31×level_31)/32。所以，可理解的是，多个影像区块的其中一者的平均代表性灰阶值相应于多个影像区块的其中该者所包含的多个像素分别具有相对应的多个灰阶值的平均值。
举例而言，当灰阶值落在灰阶值0～灰阶值7的灰阶值范围之内的像素的总数量为30，灰阶值落在灰阶值8～灰阶值15的灰阶值范围之内的像素的总数量为60，灰阶值落在灰阶值240～灰阶值247的灰阶值范围之内的像素的总数量为20，且灰阶值落在灰阶值248～灰阶值255的灰阶值范围之内的像素的总数量为10，则透过以下算式来平均代表性灰阶值：平均代表性灰阶值＝[(30×0+60×1+...+20×30+10×31)/32]。
在本发明的其他一些实施例中，多个直方还分别对应于多个权重值，因此于步骤1500，影像补偿单元122还用以于产生每个影像区块的平均代表性灰阶值时，通过将多个直方的其中一者的高度(即：灰阶值落在多个直方的其中该者所对应的灰阶值范围内的多个像素的总数量)与多个直方的其中该者的权重值相乘，来更新多个直方的其中该者的高度，从而取得更新后的平均代表性灰阶值(在本文中被称之为加权平均代表性灰阶值)。在本发明的一些实施例中，相应于灰阶值0～灰阶值7的灰阶值范围的直方的权重值在本文中被称之为weight_0，相应于灰阶值8～灰阶值15的灰阶值范围的直方的权重值在本文中被称之为weight_1，相应于灰阶值16～灰阶值23的灰阶值范围的直方的权重值在本文中被称之为weight_2，相应于灰阶值232～灰阶值239的灰阶值范围的直方的权重值在本文中被称之为weight_29，相应于灰阶值240～灰阶值247的灰阶值范围的直方的权重值在本文中被称之为weight_30，相应于灰阶值248～灰阶值255的灰阶值范围的直方的权重值在本文中被称之为weight_31。在这种情况下，每个影像区块的加权平均代表性灰阶值透过以下算式来计算得到：加权平均代表性灰阶值＝[(weight_0×count_0×level_0+weight_1×count_1×level_1+...+weight_30×count_30×level_30+weight_31×count_31×level_31)/32]。
在本发明的其他一些实施例中，对应于较低灰阶值范围的多个直方的一者的权重值小于对应于较高灰阶值范围的多个直方的另一者的权重值。举例而言，相应于灰阶值0～灰阶值7的灰阶值范围的直方的权重值为0.01，相应于灰阶值8～灰阶值15的灰阶值范围的直方的权重值为0.015，相应于灰阶值240～灰阶值247的灰阶值范围的直方的权重值为0.4，相应于灰阶值248～灰阶值255的灰阶值范围的直方的权重值为0.5。上述的权重值的如此分布的原因在于，由有机发光二极管显示装置100所引起的电路压降(IR-Drop)现象所导致的亮度衰减(brightness degradation)对于较亮的像素(即灰阶值较大的像素)而言是相对较为明显的，因此灰阶值越大，权重值也随之越大。
请回到图3，接着，于步骤1600，影像补偿单元122用以将每个影像区块的平均代表性灰阶值输入至第一查找表，以取得每个影像区块的第一增益。图4为根据本发明的一些实施例的第一查找表。在本发明的一些实施例中，如图4所示，对应于较小的平均代表性灰阶值的多个影像区块的一者的第一增益小于对应于较大的平均代表性灰阶值的多个影像区块的另一者的第一增益。上述的第一增益的如此分布的原因在于，由有机发光二极管显示装置100引起的电路压降(IR-Drop)现象所导致的亮度衰减(brightness degradation)对于较亮的像素(即灰阶值较大的像素)而言是相对较为明显的，因此平均代表性灰阶值越大，第一增益也随之越大。
请回到图3，接着，于步骤1700，影像补偿单元122用以将多个影像区块的其中一者所包含的每个目标像素的垂直像素位置以及多个影像区块的其中该者的平均代表性灰阶值分别输入至第二查找表，以取得多个目标像素的其中该者的第二增益。图5为根据本发明的一些实施例的第二查找表。在本发明的一些实施例中，每个影像区块具有240x2160个像素，且240x2160个像素分别具有相对应的240x2160个灰阶值，因此每个影像区块的多个目标像素的其中一者的垂直像素位置为1至2160。在本发明的一些实施例中，如图5所示，位于较高垂直像素位置的多个目标像素的一者的第二增益小于位于较低垂直像素位置的多个目标像素的另一者的第二增益。上述的第二增益的如此分布的原因在于，由有机发光二极管显示装置100所引起的电路压降(IR-Drop)现象所导致的亮度衰减(brightnessdegradation)对于远离位于显示面板140的顶部的电压源(也被称之为「ELVDD」)的像素(即位于较低垂直像素位置的像素)而言是相对较为明显的，因此垂直像素位置越低，第二增益也随之越大。
请回到图3，接着，于步骤1800，影像补偿单元122用以通过将多个目标像素的其中该者的灰阶值、多个影像区块的其中该者的第一增益以及多个目标像素的其中该者的第二增益相乘，以取得多个目标像素的其中该者的经补偿灰阶值。在本发明的一些实施例中，影像补偿单元122还用以执行线性内插计算以取得多个目标像素以外的多个像素的多个经补偿灰阶值。所述线性内插计算包括：确定在水平方向上最接近多个目标像素以外的多个像素的其中一者的两相邻的目标像素；及对于被确定的两相邻的目标像素的经补偿灰阶值进行线性内插，以计算出多个目标像素以外的多个像素的其中该者的经补偿灰阶值。具体而言，多个目标像素以外的多个像素的其中一者的经补偿灰阶值的取得方式为，对于在水平方向上最接近多个像素的其中该者的两个目标像素的两个经补偿灰阶值进行线性内插来计算出多个像素的其中该者的经补偿灰阶值。
接着，于步骤1900，影像补偿单元122用以以多个目标像素的多个经补偿灰阶值来分别取代多个目标像素的多个灰阶值，以得到经补偿影像数据。在本发明的一些实施例中，影像补偿单元122还用以以多个目标像素以外的多个像素的多个经补偿灰阶值来分别取代多个目标像素以外的多个像素的多个灰阶值，以得到经补偿影像数据。
综合上述，本发明公开了一种有机发光二极管显示装置的时序控制器以及有机发光二极管显示装置的时序控制器的操作方法。本发明的有机发光二极管显示装置的时序控制器的影像补偿单元系用以产生经补偿影像数据，从而补偿由有机发光二极管显示装置所引起的电路压降(IR-Drop)现象所导致的亮度衰减(brightness degradation)。
以上概述了数个实施例的特征，因此本领域技术人员可以更了解本发明的态样。本领域技术人员应了解到，其可轻易地把本发明当作基础来设计或修改其他的制程与结构，借此实现和在此所介绍的这些实施例相同的目标及/或达到相同的优点。本领域技术人员也应可明白，这些等效的建构并未脱离本发明的精神与范围，并且他们可以在不脱离本发明精神与范围的前提下做各种的改变、替换与变动。

Claims (10)

1.一种时序控制器，包括：
一接收单元，用以接收一输入影像的一影像数据，其中该输入影像包含多个像素；
一影像补偿单元，用以根据该影像数据来产生一经补偿影像数据；及
一传输单元，用以输出该经补偿影像数据，使得包含该时序控制器的一显示装置根据该经补偿影像数据来进行画面显示；
其中，该影像补偿单元还用以：
沿着一水平方向将该输入影像分割为多个影像区块；
选择位于每一该多个影像区块中的其中一行所包含的该多个像素作为多个目标像素；
取得每一该多个像素的一灰阶值；
根据每一该多个影像区块中所包含的该多个像素的该多个灰阶值的一直方图来产生每一该多个影像区块的一平均代表性灰阶值；
将每一该多个影像区块的该平均代表性灰阶值输入至一第一查找表，以取得每一该多个影像区块的一第一增益；
将该多个影像区块的其中一者所包含的该多个目标像素的其中一者的一垂直像素位置以及该多个影像区块的其中该者的该平均代表性灰阶值输入至一第二查找表，以取得该多个目标像素的其中该者的一第二增益；
通过将该多个目标像素的其中该者的该灰阶值、该多个影像区块的其中该者的该第一增益以及该多个目标像素的其中该者的该第二增益相乘，以取得该多个目标像素的其中该者的一经补偿灰阶值；及
以该多个目标像素的该多个经补偿灰阶值来分别取代该多个目标像素的该多个灰阶值，以得到该经补偿影像数据。
2.如权利要求1所述的时序控制器，
其中该直方图包括分别相应于不同的多个灰阶值范围的多个直方；
其中该多个直方的其中一者的一高度代表该多个直方的其中该者所对应的该灰阶值范围内的该多个像素的一总数量。
3.如权利要求1所述的时序控制器，
其中该多个影像区块的其中该者所包含的该多个像素以多个行与多个列排列；
其中该多个影像区块的其中该者的该多个目标像素为位于该多个影像区块的其中该者的一中间行的该多个像素。
4.如权利要求1所述的时序控制器，其中该多个影像区块的其中该者的该平均代表性灰阶值对应于该多个影像区块的其中该者所包含的该多个像素的该多个灰阶值的平均值。
5.如权利要求2所述的时序控制器，其中该多个直方分别对应于多个权重值，其中该影像补偿单元还用以：
于产生每一该多个影像区块的该平均代表性灰阶值时，通过将该多个直方的其中该者的该总数量与该多个直方的其中该者的该权重值相乘，来更新该多个直方的其中该者的该总数量。
6.如权利要求1所述的时序控制器，其中该影像补偿单元还用以：
执行一线性内插计算以取得该多个目标像素以外的该多个像素的该多个经补偿灰阶值；及
以该多个目标像素以外的该多个像素的该多个经补偿灰阶值来分别取代该多个目标像素以外的该多个像素的该多个灰阶值，以得到该经补偿影像数据。
7.如权利要求6所述的时序控制器，其中该线性内插计算包括：
确定在该水平方向上最接近该多个目标像素以外的该多个像素的其中一者的两相邻的该多个目标像素；及
对于被确定的两相邻的该多个目标像素的该多个经补偿灰阶值进行线性内插，以计算出该多个目标像素以外的该多个像素的其中该者的该经补偿灰阶值。
8.如权利要求1所述的时序控制器，
其中该多个影像区块的其中该者所包含的该多个像素以多个行与多个列排列；
其中该多个影像区块的一第一者的该多个目标像素为位于该多个影像区块的该第一者的一第一行的该多个像素；
其中该多个影像区块的一最末者的该多个目标像素为位于该多个影像区块的该最末者的一最末行的该多个像素。
9.如权利要求5所述的时序控制器，其中对应于一较低灰阶值范围的该多个直方的一者的该权重值小于对应于一较高灰阶值范围的该多个直方的另一者的该权重值。
10.如权利要求1所述的时序控制器，其中位于一较高垂直像素位置的该多个目标像素的一者的该第二增益小于位于一较低垂直像素位置的该多个目标像素的另一者的该第二增益。
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