CN1661664A - 显示图像的方法和装置以及驱动显示装置的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种使用图像显示装置来显示图像的方法，其中所述图像显示装置具有人造光源，所述方法包括：将原始图像信号输入到所述图像显示装置；对于每个图像帧确定所述原始图像信号的色度状态；和对于每个图像帧确定所述原始图像信号的灰度级状态。响应于所确定的所述原始图像的色度状态和灰度级状态，将所述原始图像信号变换成多色图像信号，并且控制所述人造光源的亮度。

Description

显示图像的方法和装置以及驱动显示装置的方法和装置
技术领域
本发明涉及显示图像的方法和装置，以及驱动显示装置的方法和装置。尤其是，本发明公开涉及用自适应颜色变换和增加的亮度来显示图像的方法和装置，以及驱动该显示装置的方法和装置。
背景技术
在图像显示装置中，可以将另外的颜色增加到每个像素的三原色，以便增加亮度和提高图像显示质量。所述三原色包括红色(R)、绿色(G)、以及蓝色(B)。
图1A到1C是示出像素的传统排列的平面图。图1A是示出R、G和B子像素的平面图。图1B是示出R、G、B和白色(W)子像素的平面图。图1C是示出R、G、B、青色(C)、品红(M)、和黄色(Y)子像素的平面图。
参考图1B，将W子像素添加到三原色的子像素中，以便增加显示图像的亮度。
参考图1C，将C、M和Y色的子像素添加到三原色的子像素中，以便增加显示装置的色域(color gamut)。
当通过显示装置显示三原色中具有高色度(chroma)的颜色时，显示装置的亮度可能降低。另外，尽管具有RGBW子像素的显示装置显示具有增加的亮度的非彩色，原色的亮度也可能降低。
例如，当使用RGBW子像素在白色背景上显示具有不同颜色的花卉图像时，背景的亮度与具有原色的花卉的亮度成反比地增加。因此，花卉的图像显示质量可能被恶化。
当使用RGBCMY子像素显示相同图像时，背景的亮度也与具有原色的花卉的亮度成反比地增加。而且，RGBCMY型显示装置中的原色的亮度与RGB子像素的面积成比例下降。
除了使用具有分割的区域的子像素，也可以使用分割的时间段来显示多色图像，在所分割的时间段期间激活了子像素。然而，上述所讨论的问题也与使用分割的时间段显示的图像有关。
因此，需要一种在其中控制亮度和颜色变换以提高图像质量的图像显示装置。
发明内容
根据本发明的示例性实施例的、使用图像显示装置来显示图像的方法，其中所述图像显示装置具有人造光源，所述方法包括：将原始图像信号输入到图像显示装置；对于每个图像帧确定原始图像信号的色度状态；和对于每个图像帧确定原始图像信号的灰度级状态。响应于所确定的原始图像的色度状态和灰度级状态，将原始图像信号变换成多色图像信号，并且控制人造光源的亮度。
根据本发明示例性实施例的图像显示装置，其包括变换控制器，用于响应于所确定的原始图像信号的色度状态和灰度级状态，将原始图像信号变换成多色图像信号，并且输出一个亮度控制信号。数据驱动器响应于所述多色图像信号而输出数据信号，扫描驱动器连续地输出扫描信号。显示板响应于所述扫描信号而显示对应于所述数据信号的图像。光源响应于所述亮度控制信号而将光提供给显示板。
根据本发明的示例性实施例的、用于驱动图像显示装置的方法，所述图像显示装置包括显示板和光源，所述方法包括：将原始图像信号输入到图像显示装置；对于每个图像帧确定原始图像信号的色度状态；并且对于每个图像帧确定原始图像信号的灰度级状态。响应于所确定的原始图像信号的色度状态和灰度级状态，将所述原始图像信号变换成多色图像信号，并且输出亮度控制信号。响应于多色图像信号，将图像数据施加到显示板。响应于所述控制信号来控制所述光源，从而将光输出到所述显示板。
根据本发明的示例性实施例的、用于驱动图像显示板的装置，其中所述图像显示板包括多条栅极线、多条数据线、电连接到一条栅极线和一条数据线的开关元件、以及电连接到所述开关元件的像素电极，所述显示板响应于扫描信号而显示对应于数据信号的图像，所述装置包括变换控制器，其响应于所确定的原始图像信号的亮度状态和灰度级状态，将原始图像信号变换成多色图像信号，并且输出色度控制信号。数据驱动器响应于所述多色图像信号而将数据信号输出至多条数据线。扫描驱动器向所述多条栅极线依次输出扫描信号。光源响应于亮度控制信号而将光提供给显示板。
附图说明
将参考附图来详细描述本发明的示例性实施例，其中：
图1A到1C是示出传统像素排列的平面图；
图2是示出根据本发明示例性实施例的LCD装置的示意图；
图3是示出根据本发明示例性实施例的扩展颜色区的色度图；
图4A到4G是示出根据本发明示例性实施例的灰度级与色度之间的关系图；
图5A到5C是示出根据本发明示例性实施例的用于驱动LCD装置的方法流程图；
图6是示出图2的变换控制器的示意图；
图7是示出图6的灰度级鉴别器的示意图；
图8是示出图6的色度鉴别器的示意图；和
图9是示出图2的多色变换器的示意图。
具体实施方式
现在将对在附图中图解说明了其示例的本发明的实施例做出详细的描述，附图中相同的附图标记指向相应的元件。
图2是示出根据本发明示例性实施例的LCD装置的示意图。LCD装置可以显示多色图像。通过使用每个包括至少四种具有彼此不同的彩色坐标的子像素的多个像素，可以显示多色图像。多色图像可以包括四种原色。
原始图像信号在x-y彩色坐标的可见色域中定义一个三角形。多色图像信号定义一个包括在x-y彩色坐标的可见色域中定义的三角形的多边形。该多边形至少包括四条边。红(R)、绿(G)、和蓝(B)原色分别对应于大约650nm、大约550nm以及大约450nm的波长。
参看图2，根据本发明实施例的LCD装置包括变换控制器100、数据驱动器200、背光灯300、扫描驱动器400和LCD板500。
变换控制器100包括鉴别部件110、多色变换器120以及背光灯控制器130。变换控制器100接收原始图像信号(R、G和B)，以便响应于每个原始图像信号(R、G和B)的色度和每个原始图像信号(R、G和B)的灰度级而输出多色图像信号(R1、G1、B1、C、M和Y)。变换控制器100向数据驱动器200输出多色图像信号(R1、G1、B1、C、M和Y)。相对于非彩色，来测量颜色的色度。例如，如果非彩色的色度是0，则原色的色度为10。
变换控制器100将第一控制信号输出到数据驱动器200。第一控制信号响应于与原始图像信号(R、G、和B)一起提供的垂直同步信号(Vsync)、水平同步信号(Hsync)、数据使能信号(DE)、和主时钟(MCLK)而控制多色图像信号(R1、G1、B1、C、M和Y)的输出。第一控制信号包括水平同步开始信号(STH)和负载信号(LOAD)。水平同步开始信号(STH)控制普通数据或预定数据的存储。负载信号(LOAD)控制所存储的多色图像信号(R1、G1、B1、C、M和Y)的输出。
变换控制器100在1H期间向扫描驱动器400输出第二控制信号。该第二控制信号响应于多色图像信号(R1、G1、B1、C、M和Y)而控制图像信号显示。该第二控制信号包括栅极时钟(gate clock)(GATE CLK)和垂直同步开始信号(STV)。栅极时钟(GATE CLK)对应于下一条扫描线。垂直同步开始信号(STV)对应于第一扫描线。
数据驱动器200接收水平同步开始信号(STH)，并且存储多色图像信号(R1、G1、B1、C、M和Y)。数据驱动器200响应于负载信号(LOAD)而输出从所存储的多色图像信号(R1、G1、B1、C、M和Y)变换来的模拟变换数据(D)。数据驱动器200向LCD板500输出模拟变换的数据(D)。
背光灯300包括灯单元和用于向灯单元提供电源的倒相器。背光灯300响应于亮度控制信号131而将光提供给LCD板500。当亮度控制信号131是高电平时，背光灯300将具有高强度的光提供给LCD板500。当亮度控制信号131是低电平时，背光灯300将具有低强度的光提供给LCD板。因此，可以调节LCD装置的亮度。
扫描驱动器400响应于栅极时钟(GATE CLK)和垂直同步开始信号(STV)而连续地输出扫描信号(S)。
LCD板500包括以矩阵形状排列的多个像素电极。该矩阵由m×n个像素电极组成。当将扫描信号(S)提供给每个像素时，响应于数据信号(D)来操作像素电极。数据驱动器200将数据信号(D)提供给LCD板500。因此，LCD板500使用从背光灯300产生的光来显示图像。
通过连接对于三种颜色的坐标的三角形，在色度图上呈现可以通过组合诸如蓝、绿和红的给定一组三原色来匹配的颜色。当将原始图像信号提供给LCD装置时，LCD装置显示从由R、G和B原色形成的三角形区域匹配的颜色，从而多色图像信号定义了包括该三角形的多边形。该多边形至少包括四条边。
图3是示出根据本发明示例性实施例的扩展颜色区的色度图。
参看图3，在彼此不同的位置处画出了对应于原始图像信号(R、G和B)的1943 CIE彩色坐标，以便在该色度图中形成三角形。可以通过组合R、G和B来匹配的图像的颜色落入连接R、G和B坐标的三角形之内。
对应于原始图像信号(R、G和B)的彩色坐标之间的差满足公式1。
公式1
(Δx2+Δy2)1/2＜0.15
由对应于多色图像信号(R1、G1、B1、C、M和Y)的彩色坐标形成的多边形包括该三角形，从而可以提高图像显示质量。对应于多色图像信号(R1、G1、B1、C、M和Y)的彩色坐标之间的差也满足公式1。
因此，对应于多色图像信号(R1、G1、B1、C、M和Y)的区域大于对应于三角形的图像信号(R、G和B)的区域。
图4A到4G是示出根据本发明示例性实施例的灰度级与色度之间的关系的图。表1说明了用于处理灰度级的原始图像信号和方法。
表1
情况(图) 原始图像信号的特征 多色变换期间的补偿 背光灯亮度的操作
I(4A) 高色度和低灰度级 增加灰度级 正常操作
II(4B) 高色度和高灰度级 正常多色变换 增加亮度
III(4C) 低色度 正常多色变换 正常操作
IV(4D) (高色度和低灰度级)+(低色度和低灰度级) 对于高色度数据增加灰度级对于低色度数据进行正常多色变换 正常操作
V(4E) (高色度和低灰度级)+(低色度和高灰度级) 对于高色度数据增加灰度级对于低色度数据进行正常多色变换 正常操作
VI(4F) (高色度和高灰度级)+(低色度和低灰度级) 正常多色变换 正常操作或增加亮度
VII(4G) (高色度和高灰度级)+(低色度和高灰度级) 对于高色度数据降低灰度级对于低色度数据进行正常多色变换 增加亮度
参考图4A至4G，在该示例性实施例的情况I中，当原始图像信号包括高色度和低灰度级时，增加原始图像信号的灰度级来输出多色图像信号，并且正常地操作背光灯。也就是，不增加背光灯的亮度，尽管原始图像信号包括高色度。因此，提高了图像显示质量。
尽管对应于一帧的原始图像信号具有高色度，但是也不增加背光灯的亮度，因为背光灯的功耗与背光灯的亮度成比例的增加。
在该示例性实施例的条件II中，当原始图像信号包括对应于高灰度级的高色度时，多色图像变换可能不足以补偿。因此，正常地多色变换原始图像信号，并且增加背光灯的亮度来提高图像显示质量。
当原始图像信号包括高色度和低色度的混合时，可能会降低彩色图像信号的亮度，这就导致了图像显示质量的恶化。例如，当原始图像信号包括对应于高灰度级的高色度以及对应于高灰度级的低色度的混合时，则降低对应于高色度的颜色亮度，这就导致图像显示质量的恶化。例如，当在白色背景中显示红色花朵时，该红色花朵的亮度可能降低，从而可能显示棕红色花朵。当背光灯的亮度增加时，背景的亮度与整个LCD板的亮度成比例的增加，从而恶化了显示质量。
在示例性实施例的示例VII中，尽管原始图像信号包括对应于高灰度级的高色度与对应于高灰度级的低色度的混合，但是非彩色的亮度降低，并且背光灯的亮度不增加，从而提高了图像显示质量。
图5A到5C是示出根据本发明示例性实施例的用于驱动LCD装置的方法的流程图。
参考图5A到5C，检查原始图像信号(R、G和B)的接收(步骤S110)。当接收到原始图像信号(R、G和B)时，关于参考原始图像信号(R’、G’和B’)检查色度和灰度级(步骤S112)。响应于原始图像信号(R、G和B)，可以确定参考原始图像信号(R’、G’和B’)。参考原始图像信号(R’、G’和B’)也可以是对应于前一帧的原始图像信号。
将原始图像信号(R、G和B)与参考原始图像信号(R’、G’和B’)进行比较，以便确定一帧的原始图像信号(R、G和B)是否包括对应于低灰度级的高色度(步骤S120)。当该帧的原始图像信号(R、G和B)包括对应于低灰度级的高色度时，将原始图像信号(R、G和B)颜色变换成多色图像信号(R1、G1、B1、C、M和Y)，并且在颜色变换期间，增加对应于多色图像信号(R1、G1、B1、C、M和Y)的所有灰度级数据的灰度级(步骤S122)。正常操作背光灯(步骤S124)，并且处理返回到步骤S110。在本发明的另一个示例性实施例中，步骤S124可以在步骤S122之前执行。
当所述帧的原始图像信号(R、G和B)不包括对应于低灰度级的高色度时，将原始图像信号(R、G和B)与参考原始图像信号(R’、G’和B’)进行比较，以便确定该帧的原始图像信号(R、G和B)是否包括对应于高灰度级的高色度(步骤S130)。当该帧的原始图像信号(R、G和B)包括对应于高灰度级的高色度时，将对应于原始图像信号(R、G和B)的所有灰度级数据的灰度级颜色变换成多色图像信号(R1、G1、B1、C、M和Y)(步骤S132)，并且增加背光灯的亮度(步骤S134)。处理返回到步骤S110。
当所述帧的原始图像信号(R、G和B)不包括对应于高灰度级的高色度时，将原始图像信号(R、G和B)与参考原始图像信号(R’、G’和B’)进行比较，以便确定该帧的原始图像信号(R、G和B)是否包括低色度(步骤S140)。当该帧的原始图像信号(R、G和B)包括低色度时，将对应于原始图像信号(R、G和B)的所有灰度级数据的灰度级颜色变换成多色图像信号(R1、G1、B1、C、M和Y)(步骤S142)，并且正常操作背光灯(步骤S144)。处理返回到步骤S110。
当所述帧的原始图像信号(R、G和B)不包括低色度时，将原始图像信号(R、G和B)与参考原始图像信号(R’、G’和B’)进行比较，以便确定该帧的原始图像信号(R、G和B)是否包括对应于低灰度级的高色度与对应于低灰度级的低色度的混合(步骤S150)。当该帧的原始图像信号(R、G和B)包括对应于低灰度级的高色度与对应于低灰度级的低色度的混合时，将对应于低色度的灰度级数据的灰度级正常地颜色变换成多色图像信号(R1、G1、B1、C、M和Y)，并且在颜色变换期间，增加对应于高色度的灰度级(步骤S152)。正常地操作背光灯(步骤S154)。处理返回到步骤S110。
当所述帧的原始图像信号(R、G和B)不包括对应于低灰度级的高色度与对应于低灰度级的低色度的混合时，将原始图像信号(R、G和B)与参考原始图像信号(R’、G’和B’)进行比较，以便确定该帧的原始图像信号(R、G和B)是否包括对应于低灰度级的高色度与对应于高灰度级的低色度的混合(步骤S160)。当该帧的原始图像信号(R、G和B)包括对应于低灰度级的高色度与对应于高灰度级的低色度的混合时，将对应于低色度的灰度级数据的灰度级颜色变换成多色图像信号(R1、G1、B1、C、M和Y)，并且在颜色变换期间，增加对应于高色度的灰度级(步骤S162)。正常地操作背光灯(步骤S164)。处理返回到步骤S110。
当所述帧的原始图像信号(R、G和B)不包括对应于低灰度级的高色度与对应于高灰度级的低色度的混合时，将原始图像信号(R、G和B)与参考原始图像信号(R’、G’和B’)进行比较，以便确定该帧的原始图像信号(R、G和B)是否包括对应于高灰度级的高色度与对应于低灰度级的低色度的混合(步骤S170)。当该帧的原始图像信号(R、G和B)包括对应于高灰度级的高色度与对应于低灰度级的低色度的混合时，将对应于原始图像信号(R、G和B)的所有灰度级数据的灰度级颜色变换成多色图像信号(R1、G1、B1、C、M和Y)(步骤S172)。正常地操作背光灯，或者增加背光灯的亮度(步骤S174)。处理返回到步骤S110。
当所述帧的原始图像信号(R、G和B)包括对应于高灰度级的高色度与对应于低灰度级的低色度的混合时，将原始图像信号(R、G和B)与参考原始图像信号(R’、G’和B’)进行比较，以便确定该帧的原始图像信号(R、G和B)是否包括对应于高灰度级的高色度与对应于高灰度级的低色度的混合(步骤S180)。当该帧的原始图像信号(R、G和B)包括对应于高灰度级的高色度与对应于高灰度级的低色度的混合时，将对应于低色度的所有灰度级数据的灰度级颜色变换成多色图像信号(R1、G1、B1、C、M和Y)，并且降低高色度的灰度级(步骤S182)。增加背光灯的亮度(步骤S184)。处理返回到步骤S110。
当所述帧的原始图像信号(R、G和B)不包括对应于高灰度级的高色度与对应于高灰度级的低色度的混合时，将对应于原始图像信号(R、G和B)的所有灰度级数据的灰度级正常地颜色变换成多色图像信号(R1、G1、B1、C、M和Y)(步骤S192)，并且正常地操作背光灯(步骤S194)。处理返回到步骤S110。
图6是示出图2的变换控制器的示意图。
参考图6，变换控制器100包括鉴别部件110、多色变换器120以及背光灯控制器130。变换控制器100接收原始图像信号(R、G和B)，以便响应于原始图像信号(R、G和B)的色度和灰度级而输出亮度控制信号131。
鉴别部件110包括灰度级鉴别器112和色度鉴别器114。鉴别部件110鉴别原始图像信号(R、G和B)的色度和灰度级，以便将灰度级状态信号111a和色度状态信号111b输出至多色变换器120和背光灯控制器130。
灰度级鉴别器112鉴别每个原始图像信号(R、G和B)的灰度级状态，以便向多色变换器120和背光灯控制器130输出对应于低灰度级、中灰度级或高灰度级的灰度级状态信号111a。例如，当满灰度级(full gray-scale)为256，并且原始图像信号(R、G和B)分别是10、10和255时，对应于R原始图像信号的灰度级状态信号和对应于G原始图像信号的灰度级状态信号处于低灰度级状态，并且对应于B原始图像信号的灰度级状态信号处于高灰度级状态。
色度鉴别器114对每个原始图像信号(R、G和B)的色度状态进行鉴别，以便向多色变换器120和背光灯控制器130输出对应于低色度、中色度或高色度的色度状态信号111b。色度状态是原始图像信号(R、G和B)的灰度级当中的最小灰度级与最大灰度级的比率。
色度状态信号是大约为0到1的有理数。高色度状态大约为0到0.3，低色度状态大约为0.7到1。例如，当满灰度级为256，并且原始图像信号(R、G和B)分别是10、10和225时，最小和最大灰度级分别为10和225。因此，最小灰度级与最大灰度级的比率大约为0.039，色度状态信号处于高色度状态。另外，当原始图像信号(R、G和B)分别是200、200和200时，最小灰度级和最大灰度级都是200。因此，最小灰度级与最大灰度级的比率是1，灰度级状态信号处于低灰度级状态。
多色变换器120响应于灰度级状态信号111a和色度状态信号111b将原始图像信号(R、G和B)变换成多色图像信号(R1、G1、B1、C、M和Y)，以便将多色图像信号(R1、G1、B1、C、M和Y)输出至数据驱动部件200。
背光灯控制器130响应于灰度级状态信号111a和色度状态信号111b而将亮度控制信号131输出至背光灯300。
图7是示出图6的灰度级鉴别器的示意图。
参考图7，灰度级鉴别器112包括第一灰度级鉴别器610、第二灰度级鉴别器620、第三灰度级鉴别器630、第一加法器640、第二加法器650、第三加法器660和比较器670。
第一灰度级鉴别器610包括数据鉴别器612、第一计数器614、第二计数器616和第三计数器618。第一灰度级鉴别器610对相应于R原始图像信号的高、中和低灰度级状态的数量进行计数，并且将计数数据分别输出至第一、第二和第三加法器640、650和660。
数据鉴别器612鉴别R原始图像信号，以便将灰度级状态输出至第一、第二和第三计数器614、616和618。也就是，当R原始图像信号处于高灰度级状态(RH)时，数据鉴别器612向第一计数器614输出该高灰度级状态(RH)。当R原始图像信号处于中灰度级状态(RM)时，鉴别器612向第二计数器616输出该中灰度级状态(RM)。当R原始图像信号处于低灰度级状态(RL)时，鉴别器612向第三计数器618输出该低灰度级状态(RL)。
当将包括高灰度级状态(RH)的R原始图像信号施加到第一计数器614时，对包括高灰度级状态(RH)的R原始图像信号的数量进行计数，从而第一计数器614将第一R计数数据(GRH)输出至第一加法器640。
当将包括中灰度级状态(RM)的R原始图像信号施加到第二计数器616时，对包括中灰度级状态(RM)的R原始图像信号的数量进行计数，从而第二计数器616将第二R计数数据(GRM)输出至第二加法器650。
当将包括低灰度级状态(RL)的R原始图像信号施加到第三计数器618时，对包括低灰度级状态(RL)的R原始图像信号的数量进行计数，从而第三计数器618将第三R计数数据(GRL)输出至第三加法器660。
第二灰度级鉴别器620包括G数据鉴别器(未示出)、第一G计数器(未示出)、第二G计数器(未示出)和第三G计数器(未示出)。第二灰度级鉴别器620对相应于G原始图像信号的高、中和低灰度级状态的数量进行计数，并且将计数数据分别输出至第一、第二和第三加法器640、650和660。第二灰度级鉴别器620对包括高、中和低灰度级状态(GH、GM和GL)的G原始图像信号的数量进行计数，以便将第一G计数数据(GGH)、第二G计数数据(GGM)和第三G计数数据(GGL)分别输出至第一、第二和第三加法器640、650和660。
第三灰度级鉴别器630包括B数据鉴别器(未示出)、第一B计数器(未示出)、第二B计数器(未示出)和第三B计数器(未示出)。第三灰度级鉴别器630对相应于B原始图像信号的高、中和低灰度级状态的数量进行计数，并且将计数数据分别输出至第一、第二和第三加法器640、650和660。第三灰度级鉴别器630对包括高、中和低灰度级状态(BH、BM和BL)的B原始图像信号的数量进行计数，以便将第一B计数数据(GBH)、第二B计数数据(GBM)和第三B计数数据(GBL)分别输出至第一、第二和第三加法器640、650和660。
第一加法器640向比较器670输出第一总和数据641，该第一总和数据为第一R计数数据(GRH)、第一G计数数据(GGH)和第一B计数数据(GBH)的总和。
第二加法器650向比较器670输出第二总和数据651，该第二总和数据为第二R计数数据(GRM)、第二G计数数据(GGM)和第二B计数数据(GBM)的总和。
第三加法器660向比较器670输出第三总和数据661，该第三总和数据为第三R计数数据(GRL)、第三G计数数据(GGL)和第三B计数数据(GBL)的总和。
比较器670比较该第一、第二和第三总和数据641、651和661，从而输出灰度级状态信号111a。
图8是示出图6的色度鉴别器的示意图。
参考图8，色度鉴别器114包括提取器710、除法器720、色度比较器730、计数部件740和加法器750。
提取器710从第一至第三原始图像信号中提取最大原始图像信号(GMAX)和最小原始图像信号(GMIN)，以将该最大和最小原始图像信号(GMAX和GMIN)输出至除法器720。
除法器720用最大原始图像信号(GMAX)去除最小原始图像信号(GMIN)，从而将除以后的数据(GMIN/GMAX)输出至色度比较器730。
色度比较器730响应于除以后的数据(GMIN/GMAX)将高色度状态(H)或低色度状态(L)输出至计数部件740。
计数部件740包括高计数器742和低计数器744。高和低计数器742和744对高和低色度状态(H和L)的数量进行计数，从而将对应于高和低色度状态(H和L)的所计数的数量(CH和CL)输出值加法器750。
在一帧期间，加法器750将对应于高色度状态(H)的计数的数量(CH)与对应于低色度状态(L)的计数的数量(CL)进行比较，从而将对应于高色度状态(H)或低色度状态(L)的色度状态信号111b输出至多色变换器120和背光灯控制器130。所述帧是由提供给色度鉴别器114的垂直同步信号(Vsync)来确定的。
例如，当对应于高色度状态(H)的计数的数量(CH)大约为对应于低色度状态(L)的计数的数量(CL)的两倍时，加法器750将对应于高色度状态(H)的色度状态信号111b输出至多色变换器120和背光灯控制器130。当对应于高色度状态(H)的计数的数量(CH)大约为对应于低色度状态(L)的计数的数量(CL)的一半时，加法器750将对应于低色度状态(L)的色度状态信号111b输出至多色变换器120和背光灯控制器130。当对应于高和低色度状态(H和L)的计数的数量(CH和CL)基本上相同时，加法器750将对应于中色度状态(M)的色度状态信号111b输出至多色变换器120和背光灯控制器130。
图9是示出图2的多色变换器的示意图。
参考图9，多色变换器120包括颜色扩展器122和亮度补偿器124。多色变换器120响应于灰度级状态信号111a和色度状态信号111b将原始图像信号(R、G和B)变换成多色图像信号(R1、G1、B1、C、M和Y)，从而将多色图像信号(R1、G1、B1、C、M和Y)输出至数据驱动器200。
颜色扩展器122将原始图像信号(R、G和B)变换成原始多色图像信号(R1、G1、B1、C、M和Y)，从而将原始多色图像信号(R2、G2、B2、C1、M1和Y1)输出至亮度补偿器124。
亮度补偿器124响应于灰度级状态信号111a和色度状态信号111b对原始多色图像信号(R2、G2、B2、C1、M1和Y1)的亮度进行补偿，从而将多色图像信号(R1、G1、B1、C、M和Y)输出至数据驱动器200。
使用自适应颜色变换和亮度控制来操作根据本发明各种示例性实施例的显示装置，从而即使当原始图像信号包括高色度、低色度或高和低色度的混合时，也能增加LCD装置的再现能力。
响应于原始图像信号的灰度级状态和色度状态来调节多色信号的灰度级，并且响应于该原始图像信号来控制背光灯的强度，从而显示多色的图像。因此，提高了图像显示质量。
虽然参考本发明的示例性实施例具体示出和描述了本发明，但是本领域的技术人员应当理解，在不背离所附权利要求所定义的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上对本发明做出各种变换。

Claims (34)

1.一种使用图像显示装置来显示图像的方法，所述图像显示装置包括人造光源，所述方法包括步骤：
将原始图像信号输入到所述图像显示装置；
对于每个图像帧确定所述原始图像信号的色度状态；
对于每个图像帧确定所述原始图像信号的灰度级状态；和
响应于所确定的原始图像信号的色度状态和灰度级状态，将所述原始图像信号变换成多色图像信号并控制所述人造光源的亮度。
2.如权利要求1所述的方法，其中确定所述原始图像信号的色度状态的步骤包括确定所述原始信号是处于低色度状态、中色度状态还是高色度状态。
3.如权利要求2所述的方法，其中确定所述原始图像信号的灰度级状态的步骤包括确定所述原始信号是处于低灰度级状态、中灰度级状态还是高灰度级状态。
4.如权利要求3所述的方法，其中，当所述原始图像信号处于高色度状态和低灰度级状态时，将所述原始图像信号变换成多色图像信号并且控制所述人造光源的亮度的步骤包括增加对应于所述原始图像信号的灰度级数据的灰度级并正常操作所述人造光源。
5.如权利要求3所述的方法，其中，当所述原始图像信号处于高色度状态和高灰度级状态时，将所述原始图像信号变换成多色图像信号并且控制所述人造光源的亮度的步骤包括增加所述人造光源的亮度。
6.如权利要求3所述的方法，其中，当所述原始图像信号处于低色度状态时，将所述原始图像信号变换成多色图像信号并且控制所述人造光源的亮度的步骤包括正常操作所述人造光源。
7.如权利要求3所述的方法，其中，当所述原始图像信号包括处于高色度状态和低灰度级状态的原始图像信号以及处于低色度状态和低灰度级状态的原始图像信号的混合时，将所述原始图像信号变换成多色图像信号并且控制所述人造光源的亮度的步骤包括增加对应于所述高色度状态图像信号的灰度级数据的灰度级并正常操作所述人造光源。
8.如权利要求3所述的方法，其中，当所述原始图像信号包括处于高色度状态和低灰度级状态的原始图像信号以及处于低色度状态和高灰度级状态的原始图像信号的混合时，将所述原始图像信号变换成多色图像信号并且控制所述人造光源的亮度的步骤包括增加对应于所述高色度状态图像信号的灰度级数据的灰度级并正常操作所述人造光源。
9.如权利要求3所述的方法，其中，当所述原始图像信号包括处于高色度状态和高灰度级状态的原始图像信号以及处于低色度状态和低灰度级状态的原始图像信号的混合时，将所述原始图像信号变换成多色图像信号并且控制所述人造光源的亮度的步骤包括正常操作所述人造光源或者增加所述人造光源的亮度。
10.如权利要求3所述的方法，其中，当所述原始图像信号包括处于高色度状态和高灰度级状态的原始图像信号以及处于低色度状态和高灰度级状态的原始图像信号的混合时，将所述原始图像信号变换成多色图像信号并且控制所述人造光源的亮度的步骤包括降低对应于所述高色度状态图像信号的灰度级数据的灰度级并且增加所述人造光源的亮度。
11.如权利要求1所述的方法，其中确定所述色度状态的步骤包括：
从所述原始图像信号中提取最小灰度级和最大灰度级；
将所述原始图像信号的最小灰度级除以最大灰度级，从而输出除以后的数据；
响应于除以后的数据而输出高色度状态或低色度状态；
对高和低色度状态的数量进行计数；和
将高色度状态的数量与低色度状态的数量进行比较，以便确定当前帧的色度状态。
12.如权利要求2所述的方法，其中确定所述灰度级状态的步骤包括：
确定处于高灰度级状态的原始图像信号的数量、处于中灰度级状态的原始图像信号的数量、以及处于低灰度级状态的原始图像信号的数量；和
将处于高灰度级状态的原始图像信号的数量、处于中灰度级状态的原始图像信号的数量、以及处于低灰度级状态的原始图像信号的数量进行比较，以便确定当前帧的灰度级状态。
13.一种图像显示装置，包括：
变换控制器，响应于所确定的原始图像信号的色度状态和灰度级状态，将原始图像信号变换成多色图像信号，并且输出一个亮度控制信号；
数据驱动器，响应于所述多色图像信号而输出数据信号；
扫描驱动器，用于连续地输出扫描信号；
显示板，响应于所述扫描信号而显示对应于所述数据信号的图像；和
光源，响应于所述亮度控制信号而将光提供给所述显示板。
14.如权利要求13所述的图像显示装置，其中所述变换控制器包括：
灰度级鉴别器，用于鉴别每个原始信号的灰度级状态，从而输出灰度级状态信号；
色度鉴别器，用于鉴别每个原始信号的色度状态，从而输出色度状态信号；
多色变换器，响应于所述灰度级状态信号和所述色度状态信号而将原始图像信号变换成多色图像信号；和
背光灯控制器，响应于所述灰度级状态信号和所述色度状态信号而输出所述亮度控制信号。
15.如权利要求14所述的图像显示装置，其中所述色度鉴别器包括：
提取器，用于从所述原始图像信号中提取最小灰度级和最大灰度级；
除法器，用于将所述原始图像的最小灰度级除以最大灰度级，从而输出除以后的数据；
色度比较器，响应于除以后的数据而输出高色度状态或低色度状态；
计数器，用于对高和低色度状态的数量进行计数；和
加法器，用于对高色度状态的数量和低色度状态的数量进行比较，从而输出所述色度状态信号。
16.如权利要求14所述的图像显示装置，其中所述灰度级鉴别器包括：
第一加法器，用于确定处于高灰度级状态的原始图像信号的数量；
第二加法器，用于确定处于中灰度级状态的原始图像信号的数量；
第三加法器，用于确定处于低灰度级状态的原始图像信号的数量；
比较器，用于对处于高灰度级状态的原始图像信号的数量、处于中灰度级状态的原始图像信号的数量、以及处于低灰度级状态的原始图像信号的数量进行比较，从而确定当前帧的灰度级状态。
17.如权利要求14所述的图像显示装置，其中所述多色变换器包括：
颜色扩展器，用于将所述原始图像信号变换成原始多色图像信号；和
亮度补偿器，其响应于所述灰度级状态信号和所述色度状态信号而补偿所述原始多色图像信号的亮度，从而输出多色图像信号。
18.一种用于驱动图像显示装置的方法，所述图像显示装置包括显示板和光源，所述方法包括：
将原始图像信号输入到所述图像显示装置；
对于每个图像帧确定所述原始图像信号的色度状态；
对于每个图像帧确定所述原始图像信号的灰度级状态；
响应于所确定的所述原始图像的色度状态和灰度级状态，将所述原始图像信号变换成多色图像信号，并且输出亮度控制信号；
响应于所述多色图像信号，将图像数据施加到所述显示板；和
响应于所述亮度控制信号来控制所述光源，从而将光输出到所述显示板。
19.如权利要求18所述的方法，其中确定所述原始图像信号的色度状态的步骤包括确定所述原始信号是处于低色度状态、中色度状态还是高色度状态。
20.如权利要求19所述的方法，其中确定所述原始图像信号的灰度级状态的步骤包括确定所述原始信号是处于低灰度级状态、中灰度级状态还是高灰度级状态。
21.如权利要求20所述的方法，其中，当所述原始图像信号处于高色度状态和低灰度级状态时，将所述原始图像信号变换成多色图像信号并且控制所述人造光源的亮度的步骤包括增加对应于所述原始图像信号的灰度级数据的灰度级并正常操作所述人造光源。
22.如权利要求20所述的方法，其中，当所述原始图像信号处于高色度状态和高灰度级状态时，将所述原始图像信号变换成多色图像信号并且控制所述人造光源的亮度的步骤包括增加所述人造光源的亮度。
23.如权利要求20所述的方法，其中，当所述原始图像信号处于低色度状态时，将所述原始图像信号变换成多色图像信号并且控制所述人造光源的亮度的步骤包括正常操作所述人造光源。
24.如权利要求20所述的方法，其中，当所述原始图像信号包括处于高色度状态和低灰度级状态的原始图像信号以及处于低色度状态和低灰度级状态的原始图像信号的混合时，将所述原始图像信号变换成多色图像信号并且控制所述人造光源的亮度的步骤包括增加对应于所述高色度状态图像信号的灰度级数据的灰度级并正常操作所述人造光源。
25.如权利要求20所述的方法，其中，当所述原始图像信号包括处于高色度状态和低灰度级状态的原始图像信号以及处于低色度状态和高灰度级状态的原始图像信号的混合时，将所述原始图像信号变换成多色图像信号并且控制所述人造光源的亮度的步骤包括增加对应于所述高色度状态图像信号的灰度级数据的灰度级并正常操作所述人造光源。
26.如权利要求20所述的方法，其中，当所述原始图像信号包括处于高色度状态和高灰度级状态的原始图像信号以及处于低色度状态和低灰度级状态的原始图像信号的混合时，将所述原始图像信号变换成多色图像信号并且控制所述人造光源的亮度的步骤包括正常操作所述人造光源或者增加所述人造光源的亮度。
27.如权利要求20所述的方法，其中，当所述原始图像信号包括处于高色度状态和高灰度级状态的原始图像信号以及处于低色度状态和高灰度级状态的原始图像信号的混合时，将所述原始图像信号变换成多色图像信号并且控制所述人造光源的亮度的步骤包括降低对应于所述高色度状态图像信号的灰度级数据的灰度级并且增加所述人造光源的亮度。
28.如权利要求18所述的方法，其中确定所述色度状态的步骤包括：
从所述原始图像信号中提取最小灰度级和最大灰度级；
将所述原始图像信号的最小灰度级除以最大灰度级，从而输出除以后的数据；
响应于除以后的数据而输出高色度状态或低色度状态；
对高和低色度状态的数量进行计数；和
将高色度状态的数量与低色度状态的数量进行比较，以便确定当前帧的色度状态。
29.如权利要求19所述的方法，其中确定所述灰度级状态的步骤包括：
确定处于高灰度级状态的原始图像信号的数量、处于中灰度级状态的原始图像信号的数量、以及处于低灰度级状态的原始图像信号的数量；和
将处于高灰度级状态的原始图像信号的数量、处于中灰度级状态的原始图像信号的数量、以及处于低灰度级状态的原始图像信号的数量进行比较，以便确定当前帧的灰度级状态。
30.一种用于驱动图像显示板的装置，所述图像显示板包括多条栅极线、多条数据线、电连接到一条栅极线和一条数据线的开关元件、以及电连接到所述开关元件的像素电极，所述显示板响应于扫描信号而显示对应于数据信号的图像，所述装置包括：
变换控制器，响应于所确定的原始图像信号的色度状态和灰度级状态，将原始图像信号变换成多色图像信号，并且输出一个亮度控制信号；
数据驱动器，响应于所述多色图像信号而将所述数据信号输出至多条数据线；
扫描驱动器，用于向所述多条栅极线连续地输出所述扫描信号；和
光源，响应于所述亮度控制信号而将光提供给所述显示板。
31.如权利要求30所述的装置，其中所述变换控制器包括：
灰度级鉴别器，用于鉴别每个原始信号的灰度级状态，从而输出灰度级状态信号；
色度鉴别器，用于鉴别每个原始信号的色度状态，从而输出色度状态信号；
多色变换器，响应于所述灰度级状态信号和所述色度状态信号而将原始图像信号变换成多色图像信号；和
背光灯控制器，响应于所述灰度级状态信号和所述色度状态信号而输出所述亮度控制信号。
32.如权利要求31所述的装置，其中所述色度鉴别器包括：
提取器，用于从所述原始图像信号中提取最小灰度级和最大灰度级；
除法器，用于将所述原始图像的最小灰度级除以最大灰度级，从而输出除以后的数据；
色度比较器，响应于除以后的数据而输出高色度状态或低色度状态；
计数器，用于对高和低色度状态的数量进行计数；和
加法器，用于对高色度状态的数量和低色度状态的数量进行比较，从而输出所述色度状态信号。
33.如权利要求31所述的装置，其中所述灰度级鉴别器包括：
第一加法器，用于确定处于高灰度级状态的原始图像信号的数量；
第二加法器，用于确定处于中灰度级状态的原始图像信号的数量；
第三加法器，用于确定处于低灰度级状态的原始图像信号的数量；
比较器，用于对处于高灰度级状态的原始图像信号的数量、处于中灰度级状态的原始图像信号的数量、以及处于低灰度级状态的原始图像信号的数量进行比较，从而确定当前帧的灰度级状态。
34.如权利要求31所述的装置，其中所述多色变换器包括：
颜色扩展器，用于将所述原始图像信号变换成原始多色图像信号；和
亮度补偿器，其响应于所述灰度级状态信号和所述色度状态信号而补偿所述原始多色图像信号的亮度，从而输出多色图像信号。
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