CN116472575A - 显示装置、电流校正值的建立方法与电流校正系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种电流校正值的建立方法，包括：建立电流设定值序列，此电流设定值序列包括多个电流设定值，驱动发光单元，并且量测此发光单元的电流值；建立递归神经网络，此递归神经网络包括输入层、隐藏层以及输出层；以及将上述多个电流值输入至隐藏层，同时将多个电流设定值依序输入至输入层，并从输出层依序取得多个校正值，多个校正值分别对应至多个电流设定值。

Description

显示装置、电流校正值的建立方法与电流校正系统 技术领域
本揭露涉及一种电流校正方法，其用以建立显示装置中背光模组的电流校正值。
背景技术
显示器是现代人生活最常见的电子装置之一，各种场景、情境中都有显示器的应用。一些显示器使用背光模组来提供光源，此背光模组包括多个发光二极管，在区域调光(local dimming)的技术下可以独立控制这些发光二极管的辉度(brightness)，由此提高显示器的对比度。然而，在一些习知技术中，则是根据默认的参数来驱动这些发光二极管，但是，因为制程变异等因素，根据预设的参数不一定可以提供预设辉度的光线。因此，如何校正这些参数，为本领域技术人员所关心的议题。
发明内容
本揭露的实施例提出一种电流校正值的建立方法，其适用于显示装置。此显示装置包括显示面板与背光模组，显示面板包括多个区域，背光模组包括多个发光单元，每一个区域对应至少一个发光单元。发光单元被背光模组的电流所驱动而发光，以作为显示面板的区域的背光源。建立方法包括：建立电流设定值序列，电流设定值序列包括多个电流设定值，驱动第一发光单元，并且量测第一发光单元的电流值；建立递归神经网络，此递归神经网络包括输入层、隐藏层以及输出层；以及将第一电流值输入至隐藏层，同时将多个电流设定值依序输入至输入层，并从输出层依序取得多个校正值，多个校正值分别对应至多个电流设定值。
在一些实施例中，上述的建立方法还包括：取得其中一个校正值，并根据所取得的校正值驱动第一发光单元。
在一些实施例中，递归神经网络的操作包括以下数学式。
s(d)＝f 2(W×f 1(V×t(d)+U×m(d+1)))
其中，d为调光等级，t(d)为电流设定值，在电流设定值序列中多个调光等级d设定为由大至小。s(d)为校正值。m(d+1)为隐藏层的输入。当处理最大调光等级时，m(d+1)为第一电流值。W、V与U为权重，f 1与f 2为激活函数。
在一些实施例中，多个电流设定值对应至多个驱动值，上述的建立方法还包括：在训练阶段，对于每一个电流设定值，根据对应的驱动值来驱动发光单元，并取得第二电流值，利用负回授控制方法调整对应的驱动值，使得第二电流值符合对应的电流设定值，其中调整后的多个驱动值以及最大调光等级所对应的第二电流值形成训练样本。
在一些实施例中，上述的激活函数f 1与f 2为S型(Sigmoid)函数、线性整流单元或双曲正切函数。上述多个调光等级为等差数列。
以另一个角度来说，本揭露的实施例提出一种显示装置，包括显示面板、背光模组、以及至少一个电路。显示面板包括多个区域。背光模组包括多个发光单元，显示面板的每一个区域对应于至少一个发光单元，发光单元被背光模组的电流所驱动而发光，以作为显示面板的区域的背光源。上述的电路包含校正查找表，校正查找表包含多个校正值，这些校正值分别对应至多个调光等级。这些校正值根据递归神经网络所产生，上述的电路取得其中一个校正值，并根据所取得的校正值产生校正后电流，以驱动发光单元。
在一些实施例中，上述的电路包括时序控制器以及微控制器。时序控制器根据区域调光算法计算出第一发光单元所对应的驱动值。微控制器包含校正查找表。
以另一个角度来说，本揭露的实施例提出一种电流校正系统，包含上述的显示装置以及电子终端。此电子终端依据校正程序来建立电流校正值，其中递归神经网络在电子终端运行。校正程序包括：建立电流设定值序列，电流设定值序列包括多个电流设定值，驱动第一发光单元，并且量测第一发光单元的电流值；将第一电流值输入至递归神经网络的隐藏层， 同时将多个电流设定值依序输入至输入层，并从输出层依序取得多个校正值；以及根据多个校正值建立对应至第一发光单元的校正查找表。
附图说明
为了使本发明的上述特征和优点更加明显易懂，现在配合附图做出如下详细说明。
图1是绘示根据实施例的电流校正系统的示意图。
图2是绘示根据实施例的显示面板上多个区域与对应的发光单元的示意图。
图3是绘示根据实施例的产生训练用电流校正值的流程图。
图4是绘示根据实施例的递归神经网络的示意图。
图5是绘示根据实施例的校正程序的流程图。
具体实施方式
关于本文所使用的「第一」、「第二」等，并非特别意指次序或顺位，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。
图1是绘示根据实施例的电流校正系统的示意图。请参照图1，电流校正系统100包括电子终端110与显示装置120。电子终端110可为个人计算机、服务器或具有计算能力的各种电子装置。显示装置120包含电路130、背光模组140与显示面板150。电路130包含时序控制器131与微控制器(Microcontroller Unit，MCU)132，微控制器132也可以替换为可程序化逻辑门阵列(FPGA)，所以不应以本实施例所揭露的微控制器132为限。背光模组140包含多个发光单元，这些发光单元例如为发光二极管，这些发光二极管被背光模组140的电流所驱动而提供背光源。显示面板150例如为液晶显示面板。图2是绘示根据实施例的显示面板上多个区域与对应的发光单元的示意图。请参照图1与图2，在图2的实施例中，显示面板150包括15个区域(例如，区域151～153)，每个区域对应至多个发光单元(例如发光单元141～142)。在此，可以通过提供不同大小的电流来控制每个发光单元的辉度以增加画面对比度，例如当某个区域所要显示的画面较 暗时，可以将对应的发光单元的辉度降低，相反，当某个区域所要显示的画面较亮时，可以将对应的发光单元的辉度调高。图2仅是范例，本揭露并不限制显示面板150包含几个区域，也不限制每个区域对应至多少个发光单元。
请参照图1，当要显示一张画面时，时序控制器131计算出显示面板150上每个区域的调光等级，此调光等级表示需要多大辉度的背光源。根据所计算出的调光等级，时序控制器131会计算出驱动值，此驱动值用以驱动发光单元产生特定的电流。在一些实施例中，驱动值正相关于上述的调光等级。举例来说，调光等级用8位来表示，其数值范围是0～255，而驱动值以10位来表示，其数值范围是0～1023，调光等级与驱动值之间的映像关系可为线性或非线性，本揭露并不限于此。由于制程的变异等因素，使用预定的驱动值不一定可以驱动发光单元来提供所需要的辉度，因此驱动值需要经过校正。微控制器132包含多个校正查找表，每个校正查找表对应至一个发光单元，校正查找表中纪录对应至驱动值的多个校正值。时序控制器131可根据上述计算出的驱动值来存取微控制器132中的校正查找表，由此取得对应的校正值，接着根据此校正值来驱动对应的发光单元，如此一来发光单元可以提供符合预期的辉度。在此提出一种电流校正值的建立方法，此建立方法由电子终端110来执行，并且利用递归神经网络(recurrent neural network，RNN)来产生上述校正值。
具体来说，图3是绘示根据实施例的产生训练用电流校正值的流程图。请参照图3，在此以发光单元141为例。在训练阶段，首先根据驱动值301驱动发光单元141，接着使用量测单元302来量测发光单元141的电流值，此量测单元302例如为电流计或是功率计。在步骤303中，判断所量测到的电流值是否符合电流设定值304，其中，电流设定值可以是电子终端110经过程序运算后所得到的客观目标值，或是用户所要求的主观设定值，或是电子终端110制造商所要求的规格设定值。此电流设定值304对应至驱动值301。举例来说，驱动值可为“995”，在此驱动值下所对应的电流设定值是64毫安，也就是说，64毫安可以使发光单元141提供驱动值“995”所对应的辉度，在步骤303中需要判断实际上量测到的电流值 是否足够接近64毫安。在一些实施例中，步骤303可以判断量测到的电流值是否相同于电流设定值304，在一些实施例中也可以判断量测到的电流值与电流设定值304之间的差是否在一定范围内。如果步骤303的判断结果为否，则在步骤305中调整驱动值。举例来说，如果量测到的电流值小于电流设定值304，则可以先以初始驱动值301为基础稍微增加而形成新的驱动值301，并以此新的驱动值301作为下一次在步骤305调整驱动值的基础；如果量测到的电流值大于电流设定值304，则可以先以初始驱动值301作为基础稍微减少而形成新的驱动值301，并以此新的驱动值301作为下一次在步骤305调整驱动值的基础。接着根据调整后的驱动值再次驱动发光单元141并重复上述步骤，当在步骤303中判断量测到的电流值符合电流设定值时，则在步骤306输出调整后的驱动值。换言之，在此以负回授控制方法调整驱动值301，使得量测到的电流值符合驱动值301所对应的电流设定值304。值得注意的是，对于不同的驱动值都需要重复上述的负回授控制方法，如果有256个调光等级，则也会有对应的256个驱动值，对于每一个驱动值都必须进行此负回授控制方法来取得调整后的驱动值，这256个调整后的驱动值属于训练样本的一部分。
以下，表一包含某个发光单元所对应的调光等级、电流设定值、原本的驱动值、量测到的电流值、以及调整后的驱动值。
表一
举例来说，请参照表一的第二行，当调光等级为255时，电流设定值为64毫安，原本的驱动值为995，但实际上量测到的电流值为65.3毫 安，这大于电流设定值64毫安，因此必须要降低驱动值，而调整后的驱动值为993，对于其他调光等级以此类推。在后续的说明中，用d来表示调光等级，用t(d)来表示调光等级d所对应的电流设定值，用si(d)来表示调光等级d所对应的原本(默认)的驱动值，用m(d)来表示调光等级d所对应的量测到的电流值，用s(d)来表示调光等级d所对应的调整后的驱动值。在此实施例中，根据某一个调光等级(例如调光等级255”)的电流值m(d)来预测所有调光等级的驱动值s(d)。由于量测电流值m(d)需要一定的时间，因此如果每个调光等级都量测对应的电流值m(d)，则需要大量的时间，通过预测的方法可以快速产生校正后的驱动值s(d)。
图4是绘示根据实施例的递归神经网络的示意图。请参照图4，递归神经网络400包含输入层410、隐藏层420与输出层430。输入层410的输入为电流设定值t(d)，隐藏层420中的特征值m(d)利用如下数学式1来计算，其中，V、U为所要训练的参数。
[数学式1]
m(d)＝V×t(d)+U×m(d+1)
输出层430的输出为调整后的驱动值s(d)，其利用以下数学式2来计算，其中，W为所要训练的参数。将数学式1代入数学式2可以得到以下数学式3。
[数学式2]
s(d)＝W×m(d)
[数学式3]
s(d)＝W×(V×t(d)+U×m(d+1))
另外，在输入层410与隐藏层420之间还包含激活函数(activation function)f 1，在隐藏层420与输出层430之间还包含激活函数f 2，这两个激活函数可为S型(Sigmoid)函数、线性整流单元(Rectified Linear Unit，ReLU)或双曲正切函数(tanh)等，本揭露并不限于此。由于这两个激活函数并非一般的等差函数，因此，这两个激活函数主要会映像到某一区间，在此区间的函数变化相当平滑，而不会类似于等差函数产生正无穷或负无穷的情况，这有助于驱动值s(d)的校正稳定度。在此前提下，加入激活函数后， 上述的数学式3可以改写为以下数学式4。
[数学式4]
s(d)＝f 2(W×f 1(V×t(d)+U×m(d+1)))
在此，输入的电流设定值t(255)～t(0)是一个序列，递归神经网络400输出的驱动值s(d)也是一个序列。一般来说，递归神经网络400可以用展开的方式来表示，例如当输入为t(d)时，输出为s(d)，以此类推。值得注意的是，在此，调光等级d是由大到小排序的等差数列，也就是说电流设定值t(255)～t(0)被依序输入至输入层410，特征值m(d)是根据上一次迭代的特征值m(d+1)计算出来的，当处理最高调光等级(d＝255)时，特征值m(256)是根据原本的驱动值si(255)驱动发光单元后实际上量测到的电流值，例如为上述表一的第二行的65.3毫安。也就是说，只有m(256)需要实际量测，而其他m(255)～(0)都是通过上述数学式1所计算出。训练样本中至少需要电流值m(256)以及所有调整后的驱动值s(255)～s(0)。
在此，每个发光单元可以提供一个训练样本，在收集多个训练样本以后，可以据此训练递归神经网络400。训练好的递归神经网络400可以用来预测校正后的驱动值。具体来说，图5是绘示根据实施例的校正程序的流程图，此校正程序由电子终端110来执行，其用以建立某一个发光单元的校正查找表。请参照图5，在此以发光单元142为例，首先建立电流设定值序列501，电流设定值序列包括电流设定值t(255)～t(0)，调光等级是从“255”依序排列至“0”的等差数列。接着，取得其中一个电流设定值所对应的驱动值502，此实施例采用最大调光等级所对应的驱动值si(255)，根据所取得的驱动值502来驱动发光单元142，然后利用量测单元302量测发光单元142的电流值503。接着，将电流值503输入至递归神经网络400的隐藏层当作m(d+1)，同时将电流设定值t(255)～t(0)依序输入至输入层，然后从输出层依序取得校正值504，这些校正值504可用来建立校正查找表。例如，校正查找表中依序纪录了调光值255～0分别对应的校正值(“999”、“989”…、“3”、“0”)。此校正查找表可被储存在微控制器132中，当调光值为“254”时，可以通过此校正查找表找到校正值为“989”，接着背光模组140可根据此校正值来产生校正后的电流而驱动发光单元142发 光，以作为显示面板中至少一个区域的背光源。也就是说，由于每个发光区域的输出电流经过了校正，因此可获得均匀亮度特性，以避免发光区域的亮度不均匀的情形发生。再结合现有的区域调光技术，便能确保区域调光后的各个发光区域都能达到期望的分区亮度。
在图5的流程中，只需要量测电流值503一次，便可以取得所有的校正值，相较来说，习知技术需要量测每个驱动值所对应的电流值，然后通过负回授控制方法来计算出调整后的校正值。因此，借助于上述实施例的方法来产生校正值可以节省大量的时间。
在上述实施例中，驱动值502采用了最大调光等级所对应的驱动值si(255)，但在其他实施例中也可以采用任何一个调光等级所对应的驱动值，而在训练阶段也需要采用对应的电流值。举例来说，如果将量测到的m(128)输入至隐藏层，则输入层的电流设定值可以为t(127)～t(0)、(255)～t(128)，也就是说电流设定值t(127)必须被第一个输入。本领域普通技术人员应当可以根据上述内容设计出不同的电流设定值序列，本揭露并不限于上述实施例。
虽然本发明已通过实施例进行了如上揭露，然而本发明并不限于此，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应当可以做出些许更动与润饰，故本发明的保护范围应当以所附的权利要求书所界定的范围为准。
【附图标记列表】
100：电流校正系统
110：电子终端
120：显示装置
130：电路
131：时序控制器
132：微控制器
140：背光模组
141、142：发光单元
150：显示面板
151、152：区域
301：驱动值
302：量测单元
303、305、306：步骤
304：电流设定值
400：递归神经网络
410：输入层
420：隐藏层
430：输出层
501：电流设定值序列
502：驱动值
503、610：电流值
504：校正值
620：查找表。

Claims (10)

  1. 一种电流校正值的建立方法，其适用于显示装置，所述显示装置包括显示面板与背光模组，所述显示面板包括多个区域，所述背光模组包括多个发光单元，所述多个区域中的每一者对应于所述多个发光单元中的至少一者，所述多个发光单元被所述背光模组的电流所驱动而发光，以作为所述显示面板的所述多个区域的背光源，所述建立方法包括：
    建立电流设定值序列，其中所述电流设定值序列包括多个电流设定值，驱动所述多个发光单元中的第一发光单元，并且量测所述第一发光单元的第一电流值；
    建立递归神经网络，其中所述递归神经网络包括输入层、隐藏层以及输出层；以及
    将所述第一电流值输入至所述隐藏层，同时将所述多个电流设定值依序输入至所述输入层，并从所述输出层依序取得多个校正值，所述多个校正值分别对应至所述多个电流设定值。
  2. 根据权利要求1所述的电流校正值的建立方法，还包括：
    取得所述多个校正值中的其中一者，并根据所取得的所述校正值来驱动所述第一发光单元。
  3. 根据权利要求1所述的电流校正值的建立方法，其中，所述递归神经网络的操作包括以下数学式：
    s(d)＝f 2(W×f 1(V×t(d)+U×m(d+1)))
    其中，d为多个调光等级的其中一者，t(d)为所述多个电流设定值的其中一者，在所述电流设定值序列中所述多个调光等级d设定为由大至小，s(d)为所述多个校正值的其中一者，m(d+1)为所述隐藏层的输入，当所述多个调光等级的其中一者为最大调光等级时，m(d+1)为所述第一电流值，W、V与U为权重，f 1与f 2为激活函数。
  4. 根据权利要求3所述的电流校正值的建立方法，其中，所述多个电流设定值对应至多个驱动值，所述建立方法还包括：
    在训练阶段，对于每一所述电流设定值，根据对应的所述驱动值来驱动所述多个发光单元的其中一者，并取得第二电流值，接着利用负回授控制方法调整对应的所述驱动值，使得所述第二电流值符合对应的所述电流设定值，其中调整后的所述多个驱动值以及所述最大调光等级所对应的所述第二电流值形成训练样本。
  5. 根据权利要求3所述的电流校正值的建立方法，其中，所述激活函数f 1与f 2为S型函数、线性整流单元或双曲正切函数，所述多个调光等级为等差数列。
  6. 一种显示装置，包括：
    显示面板，其包括多个区域；
    背光模组，其包括多个发光单元，所述显示面板的每一所述区域对应于所述多个发光单元中的至少一者，所述多个发光单元被所述背光模组的电流所驱动而发光，以作为所述显示面板的所述多个区域的背光源；以及
    至少一个电路，其包含校正查找表，所述校正查找表包含多个校正值，所述多个校正值分别对应至多个调光等级，所述多个校正值根据递归神经网络产生，所述至少一个电路取得所述多个校正值的其中一者，并根据所取得的所述校正值产生校正后电流，以驱动所述多个发光单元中的第一发光单元。
  7. 根据权利要求6所述的显示装置，其中，所述至少一个电路包括时序控制器以及微控制器，所述时序控制器根据区域调光算法计算出所述第一发光单元所对应的驱动值，所述微控制器包含所述校正查找表。
  8. 一种显示装置的电流校正系统，包含根据权利要求6或7所述的显示装置以及电子终端，所述电子终端依据校正程序来建立电流校正值，其中所述递归神经网络在所述电子终端上运行，且包括输入层、隐藏层以及输出层，所述校正程序包括：
    建立电流设定值序列，其中所述电流设定值序列包括多个电流设定值，驱动所述第一发光单元，并且量测所述第一发光单元的第一电流值；
    将所述第一电流值输入至所述隐藏层，同时将所述多个电流设定值依序输入至所述输入层，并从所述输出层依序取得所述多个校正值；以及
    根据所述多个校正值建立对应至所述第一发光单元的所述校正查找表。
  9. 根据权利要求8所述的显示装置的电流校正系统，其中，所述递归神经网络的操作包括以下数学式：
    s(d)＝f 2(W×f 1(V×t(d)+U×m(d+1)))
    其中，d为多个调光等级的其中一者，t(d)为所述多个电流设定值的其中一者，在所述电流设定值序列中所述多个调光等级d设定为由大至小，s(d)为所述多个校正值的其中一者，m(d+1)为所述隐藏层的输入，当所述多个调光等级的其中一者为最大调光等级时，m(d+1)为所述第一电流值，W、V与U为权重，f 1与f 2为激活函数。
  10. 根据权利要求9所述的显示装置的电流校正系统，其中，所述激活函数f 1与f 2为S型函数、线性整流单元或双曲正切函数，所述多个调光等级为等差数列。
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