TWI435614B - 減輕色序法顯示器色分離之模式自動切換方法與系統 - Google Patents

Description

減輕色序法顯示器色分離之模式自動切換方法與系統

本發明係有關於一種色序法顯示器，特別有關於一種在色序法顯示器中減輕色分離之模式自動切換方法與系統。

色序法(color sequential)顯示器之驅動原理為，在不同時間點亮不同顏色的光源，搭配相對於光源同顏色之資料，利用視覺暫留原理來達成混色效果，以顯示畫面。一般而言，色序法之顯示器欲顯示一個完整的彩色畫面(frame)時，至少會需要三個不同色之次畫面(sub-frame)，才能將色彩完全表現出來。而這三個不同色的次畫面，通常是採用光的三原色：紅、綠、藍。

然而，色序法顯示器皆存在著一個難以消除的色分離(Color Breakup,CBU)現象。由於色序法顯示器是利用視覺暫留原理來達成混色的，因此當某個時間點相對的某個顏色的色光被擋住時，如手晃或眨眼；亦或者是光源位置位移了，如搖頭或轉頭，此時人眼會觀察到光源的變化，而感到一陣眩彩，這個現象稱之為色分離。另外，當人眼眼球跟隨著顯示器畫面中某個高速物體移動，此現象亦容易被查覺，而長時間處於這樣的情況下，人眼睛可能會感覺到疲勞與不適。

一般來說，色分離現象的成因在於三個不同色之次畫面的變換，各色光之次畫面之亮度愈高的地方，此現象會愈顯著。因此，通常色分離現象，最嚴重的情況常出現在顯示白色畫面時，因為必須使各色光皆達到最亮才能混色成白色畫面。然而，一般使用個人電腦在作文書處理時，其背景皆為白色居多，長時間使用下，易產生色分離而造成眼睛的不適。

先前的研究，已有提出一些減輕色分離的方式。一般來說，增加光源頻率、白色或混色畫面獨立顯示、插白降低光源之色彩飽和度、調降亮度等，都是可用的方法。這些方法都各有優缺點。其中增加頻率方式的具有液晶反應速度不夠的限制，不易實施；白色或混色畫面獨立顯示雖效果不錯，但會大大增加光源功耗；插白降色飽和之方式於色彩鮮明的地方，畫面效果不佳，色彩變得暗淡；而調降亮度雖有效但並不實際，無法使用高亮度。

然而，目前應用上述減輕色分離方法之色序法顯示器皆有其缺點，僅能減輕色分離的現象，但無法保有原色序法顯示器之優點。據此，須提出能針對不同的應用給予不同的驅動模式，能使顯示器更具有彈性來因應各種不同的使用條件，且效果優於傳統的顯示器。然而，目前並無可讓使用者自己判斷情況，用手動來切換驅動模式之色分離顯示器。此外，即使可手動切換，對一般使用者來說仍然太過麻煩而不夠便利。

有鑑於此，本發明之目的在於提供一種減輕色序法顯示器色分離之模式自動切換方法，其可偵測畫面泛白的程度，對於色彩較不鮮豔的畫面，自動切換到減輕色分離的模式，以解決前述的問題。

本發明之另一目的在於提供一種減輕色序法顯示器色分離之模式自動切換系統，用以執行上述之減輕色序法顯示器色分離之模式自動切換方法，以解決前述的問題。

為達上述之目的，本發明提供了一種減輕色序法顯示器色分離之模式自動切換方法其包含：計算一畫面之一泛白程度值或一鮮豔程度值，以產生一色分離係數，該色分離係數係用以評估該畫面之色分離的影響程度；以及判斷該色分離係數的大小以決定該畫面須採取一般模式或是減輕色分離之模式。

更進一步地說，該泛白程度值係該畫面之複數個白灰色畫素佔該畫面之總畫素數之比例，其中該些白灰色畫素係指三主色之灰階值中最大減最小之差值小於一預設值的畫素。另外，該鮮豔程度值係代表該畫面之各個畫素的三主色灰階值差異加總的標準化數值。

於本發明第一較佳實施例中，減輕色分離之模式係選自增加光源頻率模式、白色或混色畫面獨立顯示模式、插白降低光源之色彩飽和度模式、以及調降亮度模式所組成群組之一，其中上述群組中之減輕色分離之模式可根據該色分離係數的大小而調整上述各模式的色分離之減輕程度。

於本發明第一較佳實施例中，判斷該色分離係數的大小是以一閥閾值來判斷。當該泛白程度值大於該閥閾值時採取減輕色分離之模式，當該泛白程度值小於或等於該閥閾值時採取一般模式來顯示該畫面。另一方面，當該鮮豔程度值小於或等於該閥閾值時採取減輕色分離之模式，當該鮮豔程度值大於或等於該閥閾值時採取一般模式來顯示該畫面。

為達上述之另一目的，本發明提供減輕色序法顯示器色分離之模式自動切換系統，其包含一影像分析器、一模式控制器及一驅動模組。該影像分析器用以計算一畫面之一泛白程度值或一鮮豔程度值，以產生一色分離係數，該色分離係數係用以評估該畫面之色分離的影響程度。該模式控制器電性連接於該影像分析器，用以接收該色分離係數並判斷該色分離係數的大小以決定該畫面須採取一般模式或是減輕色分離之模式。該驅動模組電性連接於該模式控制器，用以控制該畫面的驅動模式，以於該畫面呈現不同程度之減輕色分離之模式。

根據本發明之減輕色分離之模式自動切換方法及系統主要是偵測畫面泛白的程度，對於色彩較不鮮豔的畫面，自動將切換到減輕色分離的模式。為讓本發明之上述內容能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

本發明之較佳實施例將與所附圖示與下面之說明加以詳細的描述，在不同圖示中，相同的參考標號表示相同或相似的元件。以下將配合附圖來詳細說明本發明之顯示面板的第一較佳實施例。

第1圖為本發明之一較佳實施例之減輕色分離之模式自動切換方法之流程圖。請參考第1圖，本發明之減輕色分離之模式自動切換方法適用於一色序法顯示器，該方法包含下列步驟：

步驟S10：計算一畫面之一色分離係數，該色分離係數係用以評估該畫面之色分離的影響程度。具體而言，在此較佳實施例中，該畫面係該指色序法顯示器中全部畫素共同所顯示而成的一幀畫面(frame)，該畫面較佳係由紅色、藍色及綠色之次畫面(sub-frame)所組成。由前述可知，色分離現象的成因在於色光的變換，亮度愈高、不同顏色之色光變化愈強烈的地方，此現象會愈顯著。因此，通常色分離現象，最嚴重的情況常出現在，經由各色光皆達到最亮才能混色而成的白色畫面上。因此該色分離係數係表示該畫面之一泛白程度值或一鮮豔程度值。

以下詳細說明如何根據畫面計算出該泛白程度值。第2a圖為本發明較佳實施例之計算泛白程度值之流程圖，請參考第2a圖，本發明較佳實施例之計算泛白程度值包含下列步驟：

步驟S110：輸入影像。在此較佳實施例中，步驟S110即是將該畫面資料輸入一影像分析器100(如第3圖所示)。

步驟S111：判斷畫面各個畫素是否為白灰色並統計畫面中白灰色畫素的總數量。在此較佳實施例中，步驟S110即該影像分析器100判斷各個畫素是否為白灰色並統計畫面中白色灰畫素的總數量。其中該些白灰色畫素係指該畫素之三主色(即紅、藍及綠色)之灰階值中最大減最小之差值小於一預設值(例如一正整數10)的畫素。舉例來說，該畫素之三主色灰階值各別為255、250、248，則最大(255)減最小(248)為7，即可將該畫素判斷為白灰色畫素。

步驟S112：利用統計出來的白灰色畫素的總畫素數與畫面的總畫素數求出一比例值。在此較佳實施例中，步驟S110即該影像分析器100利用統計出來的白灰色畫素總畫素數與畫面的總畫素數求出一比例值。

步驟S113：轉換成易於判讀的數值並輸出。例如將該比例值標準化(Normalization)成0至100之間的數值(或是以百分比表示)以利比較。

此外，以下詳細說明如何根據畫面計算出該鮮豔程度值，第2b圖為本發明較佳實施例之計算鮮豔程度值之流程圖，請參考第2b圖，本發明較佳實施例之計算鮮豔程度值包含下列步驟：

步驟S120：輸入影像。相似地，在此較佳實施例中，步驟S120即是將該畫面資料輸入該影像分析器100(如第3圖所示)。

步驟S121：計算畫面中各個畫素的三主色差異並累加成一個總差異值，然後執行步驟S122。具體而言，該影像分析器100可將差異值定義為三主色之最大減最小除以三主色灰階值加總，舉例來說，該畫素之三主色灰階值各別為255、255、0，三主色灰階值加總(255+255+0)為510，而最大(255)減最小(0)為255，而計算出之差異值為255/510=0.5。

步驟S122：將計算出的總差異值標準化。相似地，例如該影像分析器100將該總差異值標準化成0至100之間(或是以百分比表示)以利比較。

步驟S123：該影像分析器100輸出該標準化值。具體而言，如果該標準化值為百分比表示，越接近100%即表示畫面顏色越鮮豔，其色分離程度最低；越接近0%即表示畫面顏色越不鮮豔(例如全白畫面)，其色分離程度最高。

請繼續參考第1圖，步驟S20：根據該色分離係數的大小以決定採取一般模式或是減輕色分離之模式。具體的說，判斷該色分離係數的大小是以一閥閾(Threshold)值來判斷，當該泛白程度值大於該閥閾值時採取減輕色分離之模式，當該泛白程度值小於或等於該閥閾值時採取一般模式來顯示該畫面。另一方面，當該鮮豔程度值小於或等於該閥閾值時採取減輕色分離之模式，當該鮮豔程度值大於或等於該閥閾值時採取一般模式來顯示該畫面。舉例而言，該色分離係數如果表示為該泛白程度值，且標準化為百分比表示，則判斷白灰色畫素數是否大於一半(即50%)畫面總畫素數，可根據該泛白程度值是否大於50%(即該閥閾值)來決定是否切換成減輕色分離之模式。

一般來說，色序法顯示器可具有兩種不同的驅動模式之液晶或背光驅動模組可據以切換。其中一種是傳統之RGB色序法驅動模式，其具有一般色序法顯示器之優點，可用在而播放圖片或影片時之色彩會比較鮮豔，色分離比較不明顯。另外一種為減輕色分離之模式，一般來說，以電腦而言文書處理之類的工作其畫面色彩多為黑白較不鮮豔，會造成色分離會比較嚴重，較需要使用減輕色分離之模式。因此可根據上述步驟S20判斷該色分離係數以決定採用何種模式。

現有技術之減輕色分離之模式係可選自增加光源頻率模式、白色或混色畫面獨立顯示模式、插白降低光源之色彩飽和度模式、以及調降亮度模式等減輕色分離之模式。具體來說，其中光源頻率模式係將三主色之次畫面更新頻率調高，以減輕色分離的現象；白色或混色畫面獨立顯示模式係在三主色之次畫面之間插入一白色次畫面或一預定顏色之次畫面，以減輕色分離的現象；插白降低光源之色彩飽和度模式將於下述說明；調降亮度模式係將三主色之次畫面之亮度調低，使得組成之畫面亮度變暗，藉此減輕色分離的現象。

在此較佳實施例中，採用的減輕色分離之模式為插白降低光源之色彩飽和度模式，以RwGwBw驅動模式表示。傳統之RGB色序法要顯示一個白色畫面時即係在顯示紅(R)色次畫面時，發出100%的紅色背光；顯示綠(G)色次畫面時，發出100%的綠色背光；以及顯示藍(B)色次畫面時，發出100%的藍色背光，這三個次畫面組成一個白色畫面。而在插白降低光源之色彩飽和度模式中，係在每個次畫面中同時利用三種顏色的背光，藉由調整比例來達到組合成白色畫面的目的。舉例來說，要顯示一個白色畫面時即係在顯示紅(R)色次畫面時，發出50%的紅色背光，並同時發出25%的綠色及藍色背光；顯示綠(G)色次畫面時，發出50%的綠色背光，並同時發出25%的紅色及藍色背光；以及顯示藍(B)色次畫面時，發出50%的藍色背光，並同時發出25%的紅色及綠色背光，從而組成一個白色畫面。

插白降低光源之色彩飽和度模式(即RwGwBw驅動模式)之優點為不會增加背光與面板驅動之功耗、且不需要再對影像作特別處理，所以實施容易，而且彈性較大，但缺點為色彩會變得較不鮮豔，飽和度會下降。但由於本發明是針對色彩較不鮮豔之畫面(或者泛白畫面)作減輕色分離之動作，因此影響不大。

其中上述各種減輕色分離之模式中，不僅可根據色分離係數的大小切換成減輕色分離之模式，還可以在切換後之減輕色分離之模式根據該色分離係數的大小而調整上述各模式的色分離之減輕程度。

舉上述RwGwBw驅動模式為例，如果該泛白程度值大於50%，除了則可將傳統RGB色序法模式切換至RwGwBw驅動模式，還可根據該泛白程度值的大小改變次畫面中插入白光的比例，即對上述各個模式調整其各別的減輕程度。具體而言，以色彩愈鮮豔的情形為例，當綠光亮度與其他兩主色的亮度差異愈接近100%(亦即幾乎只有綠光)，在顯示綠色次畫面時不點亮白光(即紅光及藍光亮度為0%)，也就是以一般的RGB驅動模式；反之，當色彩愈不鮮豔的情形，例如綠光亮度與其他兩主色的亮度差異愈接近0%，則不僅可切換成RwGwBw驅動模式，還可根據該色分離係數的大小，對顯示綠色次畫面時各別插入33%的紅光及藍光(即等同於33%的白光)；同理，若三色場之綠光亮度與其他兩色的亮度差異為40%時，則可依線性或非線性的插入一定比例的白光(例如60%的主色背光加上各20%的另外兩主色背光)，以減輕色分離現象。

另外，以增加光源頻率模式為例，係可將三主色之次畫面更新頻率依據色分離係數的大小而調整。另針對白色或混色畫面獨立顯示模式來說，可依據色分離係數的大小，而調整所插入之白色或混色畫面之顏色變化或亮度大小。另針對調降亮度模式而言，可依據色分離係數的大小，而調整亮度的明暗來減輕色分離。由此可知，本發明不僅可根據色分離係數大小來切換到減輕色分離之模式，並且還可根據色分離係數大小來調整減輕色分離之模式之減輕程度，以達到最佳的觀看效果。值得一提的是，本發明亦可根據實際色分離係數來直接執行減輕色分離模式來顯示畫面，如上述根據色分離係數(例如泛白程度值或鮮豔程度值)的大小來調整減輕色分離之模式之減輕程度。

綜上所述，本發明之減輕色分離之模式自動切換方法主要是偵測畫面泛白的程度，對於色彩較不鮮豔的畫面，自動將切換到減輕色分離的模式。又或者，可以依照色彩鮮豔的程度或泛白畫素的比例，給予不同模式的驅動方式，來減輕色分離的影響。

以下配合附圖說明本發明之一較佳實施例之利用上述方法之減輕色分離之模式自動切換系統。請參考第3圖，第3圖為本發明之一較佳實施例之減輕色分離之模式自動切換系統架構圖。其中減輕色分離之模式自動切換系統10包含一影像分析器100、一模式控制器200及一驅動模組300。其中該減輕色分離之模式自動切換系統10可以軟體或硬體方式實施，例如以一影像處理軟體或者是晶片實施。

該影像分析器100用以計算該畫面之該色分離係數，該色分離係數係用以評估該畫面之色分離的影響程度。該色分離係數係表示該畫面之該泛白程度值或該鮮豔程度值。其計算細節可參考前述第圖、第2a圖及第2b圖之說明，於此不予贅述。

該模式控制器200電性連接於該影像分析器100，用以接收該色分離係數並判斷該色分離係數的大小以決定採取一般模式或是減輕色分離之模式。舉例而言，該色分離係數如果表示為該泛白程度值，且標準化為百分比表示，則判斷白灰色畫素數是否大於一半(即50%)畫面總畫素數，可根據該泛白程度值是否大於50%來決定是否切換減輕色分離之模式，其細節可參考前述。

該驅動模組300電性連接於該模式控制器200，用以控制該畫面的驅動模式，如一般色序法模式310及減輕色分離之模式320，以於該畫面呈現不同程度之減輕色分離之模式。具體的說，該色序法顯示器具有兩種不同的驅動模式之液晶或背光驅動模組可據以切換。其中一種是一般色序法模式310，即傳統之RGB色序法驅動模式，其具有一般色序法顯示器之優點，可用在而播放圖片或影片時之色彩會比較鮮豔，色分離比較不明顯。另外一種為減輕色分離模式320，一般來說，以電腦而言文書處理之類的工作其畫面色彩多為黑白較不鮮豔，會造成色分離會比較嚴重，因此該驅動模組300可根據畫面該模式控制器200切換不同模式。

其中減輕色分離模式320係可選自增加光源頻率模式、白色或混色畫面獨立顯示模式、插白降低光源之色彩飽和度模式、以及調降亮度模式所組成群組之一。除此之外，其中上述各種減輕色分離模式320中，該驅動模組300不僅可根據色分離係數的大小切換成減輕色分離模式320，還可以在切換後之減輕色分離模式320根據該色分離係數的大小而調整上述各模式的色分離之減輕程度，其細節已詳述於上。

綜上所述，本發明之減輕色分離之模式自動切換系統10主要是利用該影像分析器100偵測畫面泛白的程度，對於色彩較不鮮豔的畫面，該模式控制器200控制該驅動模組300自動從一般色序法模式310切換之減輕色分離模式320。此外，該驅動模組300可以依照色彩鮮豔的程度，給予該減輕色分離模式320不同程度的驅動方式，來減輕色分離的影響。

雖然本發明已用較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10．．．減輕色分離之模式自動切換系統

100．．．影像分析器

200．．．模式控制器

300．．．驅動模組

310．．．一般色序法模式

320．．．減輕色分離之模式

第1圖係繪示本發明之一較佳實施例之減輕色分離之模式自動切換方法之流程圖。

第2a圖係繪示本發明較佳實施例之計算泛白程度值之流程圖。

第2b圖係繪示本發明較佳實施例之計算鮮豔程度值之流程圖。

第3圖係繪示本發明之一較佳實施例之減輕色分離之模式自動切換系統架構圖。

S10．．．步驟

S20．．．步驟

Claims (13)

1. 一種減輕色序法顯示器色分離之模式自動切換方法，其包含：計算一畫面之一泛白程度值或一鮮豔程度值，以產生一色分離係數，該色分離係數係用以評估該畫面之色分離的影響程度；以及判斷該色分離係數的大小以決定該畫面須採取一般模式或是減輕色分離之模式。
2. 如專利申請範圍第1項所述之模式自動切換方法，其中該泛白程度值係該畫面之複數個白灰色畫素佔該畫面之總畫素數之比例。
3. 如專利申請範圍第2項所述之模式自動切換方法，其中該些白灰色畫素係指三主色之灰階值中最大減最小之差值小於一預設值的畫素。
4. 如專利申請範圍第1項所述之模式自動切換方法，其中該鮮豔程度值係代表該畫面之各個畫素的三主色灰階值差異加總的標準化數值。
5. 如專利申請範圍第1項所述之模式自動切換方法，其中減輕色分離之模式係選自增加光源頻率模式、白色或混色畫面獨立顯示模式、插白降低光源之色彩飽和度模式、以及調降亮度模式所組成群組。
6. 如專利申請範圍第1項所述之模式自動切換方法，其中判斷該色分離係數的大小是以一閥閾值來判斷。
7. 如專利申請範圍第6項所述之模式自動切換方法，其中當該泛白程度值大於該閥閾值時採取減輕色分離之模式，當該泛白程度值小於或等於該閥閾值時採取一般模式來顯示該畫面。
8. 如專利申請範圍第6項所述之模式自動切換方法，其中當該鮮豔程度值小於或等於該閥閾值時採取減輕色分離之模式，當該鮮豔程度值大於或等於該閥閾值時採取一般模式來顯示該畫面。
9. 如專利申請範圍第6、7或8項所述之模式自動切換方法，其中該閥閾值為50%。
10. 如專利申請範圍第1項所述之模式自動切換方法，其中該減輕色分離之模式可根據該色分離係數的大小而調整色分離之減輕程度。
11. 一種減輕色序法顯示器色分離之模式自動切換系統，其包含：一影像分析器，用以計算一畫面之一泛白程度值或一鮮豔程度值，以產生一色分離係數，該色分離係數係用以評估該畫面之色分離的影響程度；以及一模式控制器，電性連接於該影像分析器，用以接收該色分離係數並判斷該色分離係數的大小以決定該畫面須採取一般模式或是減輕色分離之模式。
12. 如專利申請範圍第11項所述之自動切換系統，進一步還包含一驅動模組，電性連接於該模式控制器，用以控制該畫面的驅動模式，以於該畫面呈現不同程度之減輕色分離之模式。
13. 如專利申請範圍第11項所述之自動切換系統，其中減輕色分離之模式係選自增加光源頻率模式、白色或混色畫面獨立顯示模式、插白降低光源之色彩飽和度模式、以及調降亮度模式所組成群組之一。