TWI438749B - 於顯示面板進行遞色的方法與相關裝置 - Google Patents

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Description

於顯示面板進行遞色的方法與相關裝置
本發明係有關一種於顯示面板進行遞色的方法與相關裝置，尤指一種考慮驅動極性以避免閃爍現象的遞色方法與相關裝置。
顯示面板是現代電子系統中最重要的人機介面之一。如何以較低的成本實現性能佳的顯示面板，成為現代電子廠商的研發重點。
顯示面板係以複數個像素來顯示影像資料中的各圖框(frame)。而在每一像素(pixel)又可細分為複數個子像素(sub-pixel)，各子像素分別顯示不同色彩的色階，舉例而言，紅色子像素可顯示深淺不同的紅色色階，綠色子像素則可顯示深淺不同的綠色色階，以此類推。色階的位元數可代表一顯示面板顯示色彩的能力。舉例而言，在6位元的顯示面板中，各子像素就可顯示64種深淺不同的色階。
在現代的電子系統中，為了呈現色彩細膩的影像，圖框中對應各子像素的子像素資料會達到8位元，加上色溫調整所需的2位元，子像素資料會達到10位元。子像素資料要求每個子像素能呈現1024種色階。在6位元顯示面板上，每個子像素其實只有64種可顯示的色階。為了 要在低位元(如6位元)顯示面板上顯示高位元(如8位元或10位元)子像素資料，遞色技術便應運而生。
遞色技術是以空間與時間上的低位元色階變化來模擬高位元色階。舉例來說，假設色階L0與L1是各子像素可顯示的兩個相鄰色階，若在4*4個子像素中使n個子像素顯示色階L1(n大於0且小於16)，同時使其他(16-n)個子像素顯示色階L0，就可利用這4*4個子像素模擬出原本無法顯示的色階(L0+n*(L1-L0)/16)。另一方面，若一子像素在連續16個畫框中有n個畫框顯示色階L1，而在其他(16-n)個畫框中顯示色階L0，此一子像素同樣可在時間向度上模擬出原本無法顯示的色階(L0+n*(L1-L0)/16)。
在6位元顯示面板可顯示的相鄰色階L0與L1間模擬出色階(L0+n*(L1-L0)/16)，等效上就是在6位元顯示面板顯示出10位元子像素資料所要求的10位元色階。由於6位元色階L0與L1相鄰，色階L1=(L0+1)；將6位元色階L0與L1乘以16(2的4次方)，可將這兩個6位元色階分別增補為10位元色階16*L0與16*L1=16*L0+16。
較佳地，設定遞色樣式時，將各子像素的驅動極性一併列入考慮，以避免各種影響遞色效果的負面因素。
本發明提供一種進行遞色的方法，運用於一顯示面板以顯示一影像資料。影像資料包含有複數個圖框，各圖框中有複數個子像素資料，每一子像素資料對應於一子像素。顯示面板有複數個像素，每一像素由複數個子像素形 成，每一子像素對應於複數種驅動極性的其中之一，並可顯示複數個色階以呈現對應的子像素資料。在設定遞色樣式時，遞色樣式會包含有複數個元素，每一元素對應於一子像素；這些元素中至少有兩元素具有相同數值，數值相同的元素中至少有兩元素分別對應於兩驅動極性相異的子像素，以抵消/減輕閃爍現象。在進行遞色時，則根據每一子像素對應的元素以由兩相鄰的可顯示色階中決定每一子像素所顯示的色階。
遞色樣式由複數個遞色矩陣形成，每一遞色矩陣中有複數列與複數行的複數個元素。舉例而言，遞色樣式可為8列8行的8*8矩陣，由4個遞色矩陣形成；每一遞色矩陣為4列4行的4*4矩陣，對應於顯示面板上的4*4個子像素。每一遞色矩陣中的元素可以是4位元數字，且同一遞色矩陣中的4*4個元素皆相異，各元素的數值分別為0到15中的其中一個。也就是說，各遞色矩陣中都各自有一個數值等於d的元素(d大於等於0並小於等於15)，整個遞色樣式的4個遞色矩陣總計有4個數值等於d的元素。為減少閃爍現象，不同遞色矩陣中具有相同數值d的元素會分別對應至驅動極性相異的子像素，其中2個數值為d的元素會對應於正驅動極性，另兩個數值為d的元素則會對應負驅動極性。
在根據上述遞色樣式/遞色矩陣進行遞色時，係將各子像素的10位元子像素資料與遞色樣式中的對應元素相加，並在相加所的和中截去末4位元，所得的6位元結果即是每一子像素應顯示的6位元色階。等效來說，當要以 4*4遞色矩陣所對應的4*4子像素模擬10位元子像素資料中的10位元色階(16*L0+n)時，假設某一子像素在遞色矩陣中對應元素的數值為d，若(d+n)大於或等於16，代表子像素資料與元素d相加後會大於或等於(16*L0+16)，截去末4位元得到的結果就相當於6位元色階(L0+1)。反之，若(d+n)小於16，則該子像素應顯示6位元色階L0。由於同一遞色矩陣中的16個元素分別等於0到15，故其對應的4*4個子像素中會有n個子像素顯示6位元色階(L0+1)，其餘(16-n)個子像素則顯示6位元色階L0。
在依序顯示影像資料中的不同圖框時，本發明會重新設定遞色樣式(與遞色矩陣)，但重設後的遞色樣式仍會保持前述特性；舉例而言，遞色樣式中數值相同的元素會分別對應至不同驅動極性的子像素。在重新設定遞色樣式時，係在每16個圖框中週期性地使對應同一子像素的元素被重新設定為一相異的數值。換句話說，以16個連續圖框為週期，對應同一子像素的元素會隨圖框切換而在0到15間改變，其在各圖框下的數值會分別等於0到15的其中之一。如此的設計可在時間向度上進行遞色。
在設定遞色樣式中的各遞色矩陣時，根據一點矩陣與一區塊矩陣設定其中一個遞色矩陣，並對點矩陣與區塊矩陣中的至少其中之一進行一列調換運作與一行調換運作的其中之一以提供一調換點矩陣與一調換區塊矩陣，並根據調換點矩陣與調換區塊矩陣設定其他的遞色矩陣。點矩陣與區塊矩陣可以為4列4行的4*4矩陣，各自有4*4個元素。行調換運作是調換矩陣中各行的次序，列調換運作 則是調換矩陣中各列的次序。
點矩陣與區塊矩陣中的元素可以是2位元數字，其數值大於等於0並小於等於3。在點矩陣與區塊矩陣的每一行與每一列中，同一行、同一列的4個元素可以分別具有相異的數值，分別為0至3的其中之一。
較佳地，可以將點矩陣乘以一預設值4後與區塊矩陣相加以得出一個遞色矩陣；另3個調換點矩陣亦乘以4後分別與3個調換區塊矩陣相加以得出另3個遞色矩陣。換句話說，對遞色矩陣中的4位元元素而言，其前面2個較重要位元即是點矩陣中的2位元元素，後面2個較不重要位元則是區塊矩陣中的2位元元素。另外，點矩陣/調換點矩陣中具有相同數值d(d大於等於0且小於等於3)的4個元素會分別對應至區塊矩陣/調換區塊矩陣中4個數值互異的元素；其數值分別等於0到3的其中之一。因此，在將點矩陣/調換點矩陣與區塊矩陣/調換區塊矩陣組合以形成遞色矩陣時，遞色矩陣中的各元素便能完整涵蓋0至15的其中任何一個數值。
在點矩陣/調換點矩陣與區塊矩陣/調換區塊矩陣中，由於數值相同的元素不會出現在同一行與同一列，故在各遞色矩陣對應的4*4子像素中分別顯示色階L0與L1其中之一以模擬色階(L0+n*(L1-L0)/16)時，n個顯示色階L1的子像素會被均衡地分散在各行與各列中。也就是說，若n等於(4*n1+n0)(其中n0大於0且小於4，n1大於等於0且小於4)，則在同一遞色矩陣對應的4行中，在n0行分別有(n1+1)個子像素顯示色階L1，其餘行則分別有n1 個子像素需顯示色階L1。同理，在同一遞色矩陣對應的4列中，在n0列中分別有(n1+1)個子像素顯示色階L1，其餘列中則分別有n1個子像素需顯示色階L1。在如此的安排下，各行/列中需顯示色階L1的子像素個數最多只會差一個，不會過度集中於同一行/列。舉例而言，當n=9，在某1行(列)中有3個子像素顯示色階L1，其餘3行(列)中則分別有2個子像素顯示色階L1。
較佳地，可隨圖框更新而重新設定點矩陣/調換點矩陣與區塊矩陣/調換區塊矩陣，以重新設定各遞色矩陣與遞色樣式。可根據一預設的點矩陣序列與區塊矩陣序列以分別重新設定點矩陣與區塊矩陣。舉例而言，點矩陣序列對應4個不同的點矩陣A、B、C、D；在重新設定點矩陣時，就是在點矩陣序列對應的4個點矩陣中週期性地依序選出其中之一，以4個圖框為一週期。區塊矩陣序列則對應16個區塊矩陣；在重新設定區塊矩陣時，即是在區塊矩陣序列對應的16個區塊矩陣中週期性地依序選出其中之一，以16個圖框為一週期。區塊矩陣序列可由4種不同的區塊矩陣W、X、Y、Z排列組合而成。舉例而言，區塊矩陣序列可以是W、X、Y、Z、X、Y、Z、W、Y、Z、W、X、Z、W、X、Y。
換句話說，在第k至第(k+15)個圖框的16個相鄰圖框中，點矩陣分別是A、B、C、D、A、B、C、D、A、B、C、D、A、B、C、D，重複4個4圖框的週期，而區塊矩陣則分別為W、X、Y、Z、X、Y、Z、W、Y、Z、W、X、Z、W、X、Y。在此16圖框的週期中，每一種點矩陣 會在複數個圖框出現複數次，每一次都對應於一不同的區塊矩陣。舉例而言，點矩陣A出現於第k、第(k+4)、第(k+8)與第(k+12)個圖框，在這些圖框中，對應的區塊矩陣則分別是W、X、Y與Z。在此序列設計下，遞色矩陣的每一元素會在16個圖框的週期中分別被設定為0至15的其中之一，以進行時間向度的遞色。
當在16個圖框中使同一子像素切換顯示色階L0與L1以模擬色階(L0+n*(L1-L0)/16)時，由於點矩陣控制遞色矩陣中各元素的較重要2位元，n個要顯示色階L1的圖框會被均衡地分散在4個4圖框週期中，也就是點矩陣被重新設定的週期；其中第k至第(k+3)個圖框為一個4圖框週期，第(k+4)至第(k+7)個圖框為次一個4圖框週期，以此類推。也就是說，若n等於(4*n1+n0)(其中n0大於0且小於4，n1大於等於0且小於4)，則在4個4圖框週期中，需在n0個4圖框週期中顯示(n1+1)次色階L1，其餘的4圖框週期則需顯示n1次色階L1；在每個4圖框週期中，顯示色階L1的次數(圖框)最多只會差1次，不會過度集中於同一個4圖框週期中。舉例而言，若n=9，則子像素會在1個4圖框週期中的3個圖框分別顯示3次色階L1，並在另3個4圖框週期中分別顯示2次色階L1。
本發明亦提供一種遞色控制電路，包括點矩陣設定模組、區塊矩陣設定模組、調換模組、遞色樣式設定模組及遞色模組。點矩陣設定模組與區塊矩陣設定模組分別用以設定點矩陣與區塊矩陣；調換模組對點矩陣與區塊矩陣進行列調換與行調換以提供調換點矩陣與調換區塊矩陣。遞 色樣式設定模組根據點矩陣/調換點矩陣與區塊矩陣/調換區塊矩陣形成各遞色矩陣與遞色樣式，遞色模組則根據遞色樣式決定子像素應顯示的色階。
為了使 鈞局能更進一步瞭解本發明特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
請參考第1圖，其所示意的是本發明遞色樣式DTP運用於一顯示面板10的一種實施例。顯示面板10上具有複數個子像素S(i,j)；舉例而言，子像素S(0,0)、S(0,1)與S(0,2)可以分別是同一像素中的紅色子像素(圖上標示為R)、綠色子像素與藍色子像素；在同一掃描線上的子像素S(0,3)與S(0,4)則分別為次一像素中的紅色子像素與綠色子像素，以此類推。紅色子像素S(1,0)、綠色子像素S(1,1)與藍色子像素S(1,2)則合成次一掃描線上的一個像素。為節省功耗與防止殘影，各子像素會交替以不同的驅動極性予以驅動。在第1圖中，以斜紋標示的子像素與沒有斜紋標示的子像素就分別代表驅動極性相異的兩種子像素。舉例來說，子像素S(0,0)、S(1,1)與S(0,2)對應同一種驅動極性，子像素S(0,1)、S(1,0)與S(1,2)則對應相反的另一種驅動極性。
在第1圖中，遞色樣式DTP為一8列8行的8*8矩陣，具有複數個元素DTP(i,j)，每一元素對應於一子像素。舉例而言，元素DTP(0,0)、DTP(0,1)與DTP(0,2)分別對應 子像素S(0,0)、S(0,1)與S(0,2)，元素DTP(1,0)則對應子像素S(1,0)，以此類推。為涵蓋顯示面板10上的所有子像素，遞色樣式DTP會被反覆應用，使子像素S(i,j)對應於元素DTP(mod(i,8),mod(j,8))，其中mod為同餘函數，mod(i,8)為i除以8的餘數。舉例而言，子像素S(0,8)與S(0,9)會分別對應元素DTP(0,0)與DTP(0,1)，子像素S(8,0)與S(9,0)則分別對應元素DTP(0,0)與DTP(1,0)。
延續第1圖的實施例，請參考第2圖。遞色樣式DTP的特性可進一步以第2圖來討論。在第2圖中，各元素DTM(i,j)對應的子像素驅動極性也一併以斜紋/無斜紋來予以標示。舉例而言，元素DTM(0,0)對應子像素S(0,0)，故元素DTM(0,0)對應的驅動極性亦同樣以斜紋來表示。
在第2圖的實施例中，遞色樣式DTP由4個遞色矩陣DTM1至DTM4形成，每一遞色矩陣為4列4行的4*4矩陣，具有4*4個元素，分別對應於顯示面板10上的4*4子像素。也就是說，各遞色矩陣中的元素DTM1(i,j)、DTM2(i,j)、DTM3(i,j)與DTM4(i,j)分別就是元素DTP(i,j)、DTP(i+4,j)、DTP(i,j+4)與DTP(i+4,j+4)(i與j均大於等於0且小於等於3)。每一遞色矩陣中的元素可以是4位元數字，且同一遞色矩陣中的4*4個元素皆相異，各元素的數值分別為0到15中的其中一個。舉例而言，在遞色矩陣DTM1中，元素DTM1(2,0)、DTM1(3,2)、DTM1(0,3)、DTM1(1,1)、DTM1(3,1)、DTM1(2,3)、DTM1(1,2)、DTM1(0,0)、DTM1(0,2)、DTM1(1,0)、DTM1(2,1)、DTM1(3,3)、DTM1(1,3)、DTM1(0,1)、DTM1(3,0)、DTM1(2,2) 的數值就分別等於0至15。因此，各遞色矩陣中都各自有一個數值等於d的元素(d大於等於0並小於等於15)，整個遞色樣式的4個遞色矩陣總計有4個數值等於d的元素。舉例而言，元素DTM1(2,2)、DTM2(3,0)、DTM3(1,3)與DTM4(0,1)的數值均等於15。
為減少/抵消閃爍現象，在設計各遞色矩陣時，不同遞色矩陣中具有相同數值d的元素會分別對應至驅動極性相異的子像素；於此實施例中，2個數值為d的元素會對應於同一種驅動極性，另2個數值為d的元素則會對應另一種驅動極性。舉例而言，元素DTM1(2,2)、DTM2(3,0)、DTM3(1,3)與DTM4(0,1)的數值均等於15，元素DTM1(2,2)與DTM4(0,1)對應同一種驅動極性，元素DTM2(3,0)與DTM3(1,3)則對應另一種不同的驅動極性。同理，元素DTM1(3,0)、DTM2(2,2)、DTM3(0,1)與DTM4(1,3)的數值均等於14，元素DTM1(3,0)與DTM4(1,3)對應同一種驅動極性，但元素DTM2(2,2)與DTM3(0,1)對應另一種驅動極性。這樣的安排能使不同驅動極性的色階差異得以在同一個圖框中相互平衡，均衡視覺上的差異，減少閃爍現象的干擾。
本發明利用遞色樣式DTP進行遞色的情形可由第3圖來說明。進行遞色時，各子像素的10位元子像素資料會與遞色樣式中對應的4位元元素相加，並在相加所的和中截去末4位元，所得的6位元結果即是每一子像素應顯示的6位元色階。等效地說，當要以4*4遞色矩陣所對應的4*4子像素模擬10位元子像素資料中的10位元色階 (16*L0+n)時，假設某一子像素在遞色樣式/遞色矩陣中對應元素的數值為d，若(d+n)大於或等於16，代表子像素資料與元素d相加後會大於或等於(16*L0+16)，並進位至第4個位元；因此，截去末4位元得到的結果就相當於6位元色階(L0+1)，代表該子像素應顯示6位元色階(L0+1)。反之，若(d+n)小於16，則該子像素顯示6位元色階L0。由於同一遞色矩陣中的16個元素分別等於0到15，故其對應的4*4個子像素中會有n個子像素顯示6位元色階(L0+1)，其餘(16-n)個子像素則顯示6位元色階L0。
於一實施例中，可根據一點矩陣DM與一區塊矩陣BM來設定各個遞色矩陣DTM1至DTM4，如第4圖所示。點矩陣DM與區塊矩陣BM分別為4列4行的4*4矩陣，各自有4*4個元素。在第4圖的實施例中，遞色矩陣DTM1即由(DM*4+BM)所得。另一方面，點矩陣DM可經由不同的列調換運作而分別得到4*4的調換點矩陣DMa至DMc，區塊矩陣BM則經由不同的行調換運作而分別得到4*4的調換矩陣BMa至BMc。而遞色矩陣DTM2至DTM4就可分別等於(4*DMa+BMa)、(4*DMb+BMb)與(4*DMc+BMc)。對一矩陣進行行調換運作就是調換該矩陣中各行的順序；舉例而言，可採取的行調換包括(但不限於)下列其中之一：將第1行與第2行互調並將第3行與第4行互調、將第1行與3行互調並將第2行與第4行互調、將第1行與第4行互調並將第2行與第3行互調。類似地，對一矩陣進行列調換運作就是調換該矩陣中各列 的順序；舉例而言，可採取的列調換包括(但不限於)下列其中之一：將第1列與第2列互調並將第3列與第4列互調、將第1列與第3列互調並將第2列與第4列互調、將第1列與第4列互調並將第2列與第3列互調。
於此實施例中，點矩陣DM與區塊矩陣BM中的元素可以是2位元數字，其數值大於等於0並小於等於3。因此，在根據(4*DM+BM)計算遞色矩陣DTM1中的4位元遞色樣式元素時，等效上就是以點矩陣DM的2位元元素作為遞色樣式元素的前2個較重要位元，並以區塊矩陣BM中的2位元元素形成遞色樣式元素的後面2個較不重要位元，如第3圖所示。同理，遞色矩陣DTM2/DTM3/DTM4的各個4位元元素亦是以調換點矩陣DMa/DMb/DMc中的對應2位元元素形成較重要的2位元，並以調換區塊矩陣BMa/BMb/BMc中的對應2位元元素作為較不重要的2位元。
於此實施例中，以點矩陣與區塊矩陣合成遞色矩陣的設計，使得能相容於8位元子像素資料至6位元色階的遞色。在8位元至6位元的遞色轉換中，由於子像素資料與可顯示色階間只有2位元的差距，只需使用2位元點矩陣便能架構遞色所需的遞色樣式，不需使用區塊矩陣。在10位元子像素資料至6位元色階的10位元至6位元遞色中，則用2位元點矩陣與2位元區塊矩陣組合成4位元遞色樣式以模擬子像素資料與可顯示色階間的4位元差距。換句話說，8位元至6位元遞色與10位元至6位元遞色的設計可以獨立考慮；後者的遞色需求可反應於區塊矩陣的設計 中，不會干擾點矩陣的設計。
於此實施例中，可隨圖框更新而重新設定點矩陣/調換點矩陣與區塊矩陣/調換區塊矩陣，以重新設定各遞色矩陣與遞色樣式；可根據一預設的點矩陣序列與區塊矩陣序列分別重新設定點矩陣與區塊矩陣。舉例而言，點矩陣序列對應4個不同的點矩陣A、B、C、D；在重新設定點矩陣時，就是在點矩陣序列對應的4個點矩陣中週期性地依序選出其中之一，以4個圖框為一週期。如第4圖所示，隨著第k個圖框F(k)依序更新至第(k+3)個圖框F(k+3)，點矩陣DM也會依序被設定成點矩陣A、B、C、D。在後續的4個圖框F(k+4)至F(k+7)中，點矩陣DM再被依序設定為點矩陣A、B、C、D。因此，圖框F(k)至F(k+3)可視為點矩陣序列的一個4圖框週期T0(1)，圖框F(k+4)至F(k+7)則對應次一個4圖框週期T0(2)，以此類推。
另一方面，區塊矩陣序列則對應16個區塊矩陣；在重新設定區塊矩陣時，即是在區塊矩陣序列對應的16個區塊矩陣中週期性地依序選出其中之一，以16個圖框為一週期T1。區塊矩陣序列可由4種不同的區塊矩陣W、X、Y、Z排列組合而成；在第4圖的實施例中，區塊矩陣序列依序對應區塊矩陣W、X、Y、Z、X、Y、Z、W、Y、Z、W、X、Z、W、X、Y。換句話說，隨著圖框F(k)依序更新至圖框F(k+15)，區塊矩陣BM則分別被重新設定為區塊矩陣W、X、Y、Z、X、Y、Z、W、Y、Z、W、X、Z、W、X、Y。當點矩陣DM/區塊矩陣BM隨圖框改變而被重新設定，各調換點矩陣DMa/DMb/DMc與調換區塊矩陣 BMa/BMb/BMc也會隨之改變，連帶地，各遞色矩陣DTM1至DTM4乃至於遞色樣式DTP也都會隨圖框切換而更新。
在隨圖框切換而重新設定遞色樣式後，更新的遞色樣式將繼續維持前述的遞色樣式特性。舉例而言，遞色樣式中數值相同的元素會分別對應至不同驅動極性的子像素，以利用相異的驅動極性抵消/減少相同驅動極性所導致的閃爍現象。另外，在重新設定遞色樣式/遞色矩陣時，對應同一子像素的元素會在每16個圖框中週期性地被重新設定為一相異的數值。換句話說，以16個圖框為週期，對應同一子像素的元素會隨圖框切換而在0到15間改變，其在各圖框下的數值會分別等於0到15的其中之一。如此的設計可在時間向度上進行遞色。
第5圖示意的是點矩陣A、B、C、D與區塊矩陣W、X、Y、Z的一種實施例。如前所述，在作為點矩陣DM的點矩陣A、B、C、D與作為區塊矩陣BM的點矩陣W、X、Y、Z中，各元素皆為2位元數字，其數值大於等於0並小於等於3。在點矩陣與區塊矩陣的每一行與每一列中，同一行的4個元素具有相異的數值，分別為0至3的其中之一；同一列的4個元素也具有相異的數值，分別為0至3的其中之一。換句話說，數值相同的元素不會出現在同一列與同一行。舉例而言，在點矩陣A中，其第0列的4個元素分別為互異的1、3、2、0，第2行的4個元素則分別為互異的2、1、3、0。點矩陣A中，元素A(0,1)、A(1,3)、A(2,2)與A(3,0)的數值皆為3，但任兩個數值相同的元素都未排列在同一行與同一列中。同樣地，在點矩陣Z中，其 第1列的4個元素分別是相異的3、0、1、2，第0行的4個元素則分別是相異的0、3、2、1；元素Z(0,2)、Z(1,3)、Z(2,0)與Z(3,1)的數值皆為2，但未排列在同一行與同一列中。
點矩陣DM中具有相同數值的4個元素會對應至區塊矩陣BM中數值互異的4個元素。如此，在將點矩陣DM與區塊矩陣BM結合形成遞色矩陣DTM1時，遞色矩陣PTM1中的16個4位元元素就能涵蓋0至15的所有數值。舉例而言，在點矩陣B中，元素B(0,0)、B(1,2)、B(2,3)與B(3,1)的數值皆為3，在區塊矩陣W中，對應元素W(0,0)、W(1,2)、W(2,3)與W(3,1)的數值則分別為互異的3、2、1、0，區塊矩陣X的對應元素X(0,0)、X(1,2)、X(2,3)與X(3,1)分別為2、3、0、1，區塊矩陣Y中的對應元素Y(0,0)、Y(1,2)、Y(2,3)與Y(3,1)分別為1、0、2、3，區塊矩陣Z中的對應元素Z(0,0)、Z(1,2)、Z(2,3)與Z(3,1)亦為互異的0、1、3、2。類似地，區塊矩陣BM中具有相同數值的4個元素也會對應至點矩陣DM中數值互異的4個元素。舉例而言，區塊矩陣Y的對角線4元素Y(0,0)、Y(1,1)、Y(2,2)與Y(2,3)均為1，相對地，點矩陣A、B、C、D的對角線4元素就會是0到3的互異值。
在由點矩陣DM與區塊矩陣BM衍生調換點矩陣DMa/DMb/DMc與調換區塊矩陣BMa/BMb/BMc時，各調換點矩陣DMa/DMb/DMc會和點矩陣DM具有相同的特性，調換區塊矩陣BMa/BMb/BMc的特性也與區塊矩陣BM的特性一致。舉例而言，在調換點矩陣與調換區塊矩陣的 每一行與每一列中，同一行的4個元素具有互異的數值，分別為0至3的其中之一；同一列的4個元素也具有相異的數值，分別為0至3的其中之一。同理，調換點矩陣中具有相同數值的4個元素會對應至調換區塊矩陣中數值互異的4個元素，就如同點矩陣與區塊矩陣間的對應關係，以使遞色矩陣PTM2/PTM3/PTM4中的16個4位元元素能涵蓋0至15的所有數值。
延續第4圖與第5圖的實施例，請參考第6圖至與第7圖；第6圖與第7圖是以遞色矩陣DTM1為例來說明遞色矩陣/遞色樣式隨各圖框切換而更新的情形。舉例而言，第6圖中的DTM1@F(k)就是對應圖框F(k)的遞色矩陣DTM1，第7圖中的DTM1@F(k+8)則代表圖框F(k+8)下的遞色矩陣DTM1。
在點矩陣/調換點矩陣與區塊矩陣/調換區塊矩陣中，由於數值相同的元素不會出現在同一行與同一列，故在各遞色矩陣對應的4*4子像素中分別顯示色階L0與L1其中之一以模擬色階(L0+n*(L1-L0)/16)時，n個顯示色階L1的子像素會被均衡地分散在各行與各列中。也就是說，若n等於(4*n1+n0)(其中n0大於0且小於4，n1大於等於0且小於4)，則在同一遞色矩陣對應的4行中，在n0行分別有(n1+1)個子像素顯示色階L1，其餘行則分別有n1個子像素需顯示色階L1。同理，在同一遞色矩陣對應的4列中，在n0列中分別有(n1+1)個子像素顯示色階L1，其餘列中則分別有n1個子像素需顯示色階L1。在如此的安排下，各行/列中需顯示色階L1的子像素個數最多 只會差一個，不會過度集中於同一行/列。舉例而言，當n=9，在某1行(列)中有3個子像素顯示色階L1，其餘3行(列)中則分別有2個子像素顯示色階L1。
以第6圖中對應圖框F(k+2)的遞色矩陣DTM1@F(k+2)為例，當n=9時，顯示色階L1的子像素會對應至元素DTM1(0,2)、DTM1(1,2)、DTM1(0,0)、DTM1(2,3)、DTM1(3,1)、DTM1(0,3)、DTM1(1,1)、DTM1(3,2)、DTM1(2,0)(這些元素的數值分別為7至15)；在4列中，僅第0列對應3個色階L1的子像素，第1至第3列均對應2個色階L1的子像素。同理，在4行中，只有第2行對應3個色階L1的子像素，第0行、第1行與第3行均對應2個需顯示色階L1的子像素。
在時間向度的遞色方面，由第4圖可知，在第k至第(k+15)個圖框的16個相鄰圖框F(k)至F(k+15)中，點矩陣分別是A、B、C、D、A、B、C、D、A、B、C、D、A、B、C、D，重複4個4圖框的週期T0(1)至T0(4)，而區塊矩陣則分別為W、X、Y、Z、X、Y、Z、W、Y、Z、W、X、Z、W、X、Y。在此16圖框的週期T1中，每一種點矩陣會在複數個圖框出現複數次，每一次都對應於一不同的區塊矩陣。舉例而言，點矩陣A會在圖框F(k)、F(k+4)、F(k+8)與F(k+12)中被選用；而在這些圖框中，對應的區塊矩陣則分別是互異的4種區塊矩陣W、X、Y與Z。在此序列設計下，遞色矩陣的每一元素會在16個圖框週期T1中分別被設定為0至15的其中之一，以進行時間向度的遞色。
舉例而言，由第6圖與第7圖可知，遞色矩陣DTM1的元素DTM1(0,0)會在圖框F(k)至F(k+15)的16圖框週期中依序被設定為7、14、9、0、6、13、8、3、5、12、11、2、4、15、10、1，涵蓋0至15的所有整數。同樣地，元素DTM(1,2)的數值會在16圖框周其中依序被設定為6、15、8、1、7、12、9、2、4、13、10、3、5、14、11、0。
當在16個圖框中使一子像素切換顯示鄰近色階L0與L1以模擬色階(L0+n*(L1-L0)/16)時，由於點矩陣/調換點矩陣控制遞色矩陣中各元素的較重要2位元，n個要顯示色階L1的圖框會被均衡地分散到4個4圖框週期T0(1)至T0(4)中，也就是點矩陣/調換點矩陣被重新設定的週期。也就是說，若n等於(4*n1+n0)(其中n0大於0且小於4，n1大於等於0且小於4)，則在4個4圖框週期中，需在n0個4圖框週期中顯示(n1+1)次色階L1，其餘的4圖框週期則需顯示n1次色階L1；在每個4圖框週期中，顯示色階L1的次數(圖框)最多只會差1次，不會過度集中於同一個4圖框週期中。舉例而言，若n=9，則子像素會在1個4圖框週期中的3個圖框分別顯示3次色階L1，並在另3個4圖框週期中分別顯示2次色階L1。以元素DTM1(0,0)對應的子像素為例，其應在圖框F(k)、F(k+1)、F(k+2)、F(k+5)、F(k+6)、F(k+9)、F(k+10)、F(k+13)、F(k+14)顯示色階L1，在4圖框週期T0(1)中有3次需顯示色階L1，在其他週期T0(2)至T0(4)則分別有2次顯示色階L1。
由於本發明遞色樣式/遞色矩陣作用於比像素更細緻 的子像素，也能進一步改善遞色所造成的圖紋。以時間向度的遞色為例來說明，假設對應遞色矩陣元素DTM1(0,0)的紅色子像素要在16圖框週期中交替以鄰近色階R0與R1來模擬色階(R0+(R1-R0)/16)，對應元素DTM1(0,1)的綠色子像素在同週期中要以色階G0與G1模擬色階(G0+(G1-G0)/16)，元素DTM(0,2)對應的藍色子像素則要在同週期中以色階B0與B1模擬色階(B0+(B1-B0)/16)。參考第6圖與第7圖可知，對應元素DTM(0,0)的紅色子像素會在圖框F(k+13)顯示色階R1(在其餘15圖框中顯示色階R0)，對應元素DTM(0,1)的綠色子像素會在圖框F(k+12)顯示色階G1，與元素DTM(0,2)對應的藍色子像素則在圖框F(k+15)顯示色階B1。由上述討論可知，在運用本發明遞色技術時，3個紅色、綠色與藍色子像素可以不必集中在同一圖框中同時顯示色階(R1,G1,B1)。
請參考第8圖至第10圖，其所示意的是本發明遞色樣式DTP的不同實施例。在第8圖實施例中，遞色樣式DTP為一8列4行的8*4矩陣；在第9圖實施例中，遞色樣式DTP則為一4行8列的4*8矩陣。在第10圖的實施例中，遞色樣式DTP則是由2個沿對角線排列的4*4矩陣形成，其可配合一翻轉後的遞色樣式DTPf對應至顯示面板10的各個子像素。在第8圖至第10圖的遞色樣式DTP中，數值相同的元素皆有2個，分別對應至不同的驅動極性，以平衡不同驅動極性間的差異。
在第1圖中，假設顯示面板10被驅動時，其所依據的驅動極性模式是使每4條掃描線的中間2條掃描線(如 子像素S(1,0)與S(2,0)所在的掃描線)具有相同的驅動極性。其他種類的驅動極性模式則可舉例如下：在每4條掃描線中使前2條對應同一種驅動極性並使後2條對應另一種驅動極性，或者，在每4條掃描線中使第一、三條掃描線對應同一種驅動極性並使第二、四條掃描線對應另一種驅動極性，等等。本發明的遞色技術可進一步施用於各種驅動極性模式。在推廣運用本發明技術時，其重點之一就是要使遞色樣式中具有偶數個數值相同的元素，並使其中的半數對應於一種驅動極性，另外半數對應於另一種驅動極性，以抵消/減輕閃爍現象。
在各種驅動極性模式中，每4*4個相鄰子像素中皆會有半數子像素對應同一種驅動極性，另外半數子像素對應另一種驅動極性。不過，在以4*4個子像素來模擬色階(L0+n*(L1-L0)/16)時，若n為奇數，n個需顯示色階L1的子像素一定無法在數量上平衡不同的驅動極性。舉例而言，當n=9時，在9個顯示色階L1的子像素中，最佳情形是有4個子像素對應同一種驅動極性，另5個子像素對應另一種驅動極性；然而，在此情形下，某一種驅動極性仍會佔優勢，無法以不同驅動極性間的均衡來改善閃爍現象。較佳地，可利用偶數個成對的4*4矩陣來形成遞色樣式；在以成對4*4矩陣所對應的子像素來模擬色階(L0+n*(L1-L0)/16)時，即使n為奇數，也能在子像素的數量上平衡不同的驅動極性。同樣以n=9為例，在每兩個成對的4*4矩陣中，可分別有4個及5個子像素對應同一驅動極性，並分別有5個及4個子像素對應另一種驅動極性， 使不同驅動極性的子像素數目能完整均衡，優化對閃爍現象的抵抗力。
請參考第11圖，其所示意的是本發明運作流程的一實施例100。流程100中的主要步驟可描述如下：步驟102：開始。開始進行遞色處理。
步驟104：針對影像資料中的一個圖框，設定點矩陣與區塊矩陣，並對點矩陣與區塊矩陣分別進行列調換/行調換，以提供調換點矩陣與調換區塊矩陣。點矩陣/調換點矩陣與區塊矩陣/調換區塊矩陣符合先前討論過的各種特性。
步驟106：利用點矩陣/調換點矩陣與區塊矩陣/調換區塊矩陣來合成各個遞色矩陣，並以各遞色矩陣形成遞色樣式DTP，使遞色樣式DTP符合前面討論過的特性。舉例而言，在遞色樣式DTP中，數值相同的元素會對應至不同驅動極性，以減少/抵消閃爍現象。
步驟108：根據遞色樣式DTP中的各元素與各子像素的子像素資料進行遞色，求出各子像素應顯示的色階。其原理與進行的情形就如第3圖所示。
步驟110：決定是否要處理次一圖框。若是，則遞迴至步驟104，以依照點矩陣序列與區塊矩陣序列重新設定點矩陣/調換點矩陣與區塊矩陣/調換區塊矩陣。若不需再處理另一圖框，就可進行至步驟112。
步驟112：結束流程100。
請參考第12圖；本發明遞色技術與流程100可實現於第12圖的遞色控制電路20。舉例而言，遞色控制電路20可以實施於顯示面板的時序控制器(timing controller)。 在此實施例中，遞色控制電路20中設有接收電路12、點矩陣設定模組14、區塊矩陣設定模組16、調換模組18、遞色樣式設定模組22、遞色模組24與驅動極性控制模組26。接收電路12接收影像資料，取得各圖框中的子像素資料(舉例而言是10位元子像素資料)，並提供相關的圖框資訊，像是圖框在何時切換至次一圖框。驅動極性控制模組26依照預設的驅動極性模式控制各個子像素所對應的驅動極性；舉例而言，驅動極性控制模組26可支援多種驅動極性模式，並針對其所運用的驅動極性模式提供對應的驅動極性模式資訊。
根據驅動極性模式資訊與圖框資訊，點矩陣設定模組14與區塊矩陣設定模組對應地提供隨圖框更新的點矩陣DM與區塊矩陣BM，調換模組18則提供對應的調換點矩陣DMa至DMc，以及調換區塊矩陣BMa至BMc。利用各點矩陣/調換點矩陣與區塊矩陣/調換區塊矩陣，遞色樣式設定模組22合成出各遞色矩陣與遞色樣式DTP。而遞色模組24則依據遞色樣式DTP與圖框中各子像素對應的子像素資料而提供各子像素應顯示的色階(舉例而言是6位元色階)，達到遞色的目的。
在遞色控制電路20中，點矩陣設定模組14、區塊矩陣設定模組16、調換模組18、遞色樣式設定模組22與遞色模組24可用硬體、軟體或韌體實現。舉例而言，可用一微控制器執行韌體程式碼來實現這些模組的功能。
總結來說，相較於既有遞色技術，本發明遞色技術係以子像素為單位在空間與時間向度上均衡地安排遞色樣 式，亦將各子像素的驅動極性列入考慮，不僅可避免遞色時會干擾視覺觀感的圖紋，也可改善閃爍現象。
綜上所述，雖然本發明已以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‧‧‧顯示面板
12‧‧‧接收電路
14‧‧‧點矩陣設定模組
16‧‧‧區塊矩陣設定模組
18‧‧‧調換模組
20‧‧‧遞色控制電路
22‧‧‧遞色樣式設定模組
24‧‧‧遞色模組
26‧‧‧驅動極性控制模組
100‧‧‧流程
102-112‧‧‧步驟
DTP、DTPf‧‧‧遞色樣式
DTM1-DTM4‧‧‧遞色矩陣
DM、A、B、C、D‧‧‧點矩陣
BM、W、X、Y、Z‧‧‧區塊矩陣
DMa-DMc‧‧‧調換點矩陣
BMa-BMc‧‧‧調換區塊矩陣
DTP(0,0)-DTP(0,2)、DTP(1,0)‧‧‧元素
F(k)-F(k+15)‧‧‧圖框
S(i,j)‧‧‧子像素
R‧‧‧紅色
G‧‧‧綠色
B‧‧‧藍色
T0(1)-T0(4)、T1‧‧‧週期
第1圖示意的是本發明遞色樣式應用於一顯示面板的實施例。
第2圖是以各遞色矩陣形成第1圖中遞色樣式的一種實施例。
第3圖示意的是依據第1圖中遞色樣式進行遞色的一種實施例。
第4圖示意的是第1圖中遞色樣式隨圖框切換而更新的一種實施例。
第5圖示意的是第4圖各點矩陣與區塊矩陣的一種實施例。
第6圖與第7圖示意的是第4圖中遞色矩陣隨圖框改變而更新的一種實施例。
第8圖至第10圖分別示意本發明遞色樣式的各種實施例。
第11圖示意的是本發明實施例的遞色運作流程。
第12圖示意的是本發明實施例的遞色控制電路。
DTP‧‧‧遞色樣式
DTM1-DTM4‧‧‧遞色矩陣
DTP(0,0)‧‧‧元素

Claims (19)

  1. 一種遞色方法，運用於一顯示面板以顯示一影像資料，該影像資料包含複數圖框，該些圖框具有複數個子像素資料；該顯示面板包含有複數個像素，各像素由複數個子像素形成，各子像素可顯示複數個色階以呈現一子像素資料；各子像素對應於複數種驅動極性的其中之一；該方法包含有：設定一遞色樣式，使該遞色樣式中包含有複數個元素，各元素相關於一子像素；使該些元素中具有相同數值之元素成對，並分別對應於該些子像素中兩驅動極性相異的子像素；以及當各子像素所對應的子像素資料係對應於該些色階中的兩預設色階之間時，根據各子像素所對應該遞色樣式中的元素以由該兩預設色階中決定各子像素所顯示的色階。
  2. 如申請專利範圍第1項的方法，其中該設定該遞色樣式之步驟更包含：在設定該遞色樣式時，使該遞色樣式中具有複數個遞色矩陣，各遞色矩陣中具有複數個排列為複數行與複數列的元素；設定一點矩陣與一區塊矩陣，該點矩陣中具有複數個排列為複數行與複數列的元素，且該區塊矩陣中具有複數個排列為複數行與複數列的元素；以及根據一點矩陣與一區塊矩陣合成該些遞色矩陣。
  3. 如申請專利範圍第2項的方法，更包含：對該點矩陣與該區塊矩陣中的至少其中之一進行一列調換運作與一調換運作的其中之一以提供一調換點矩陣與一調換區塊矩陣，其中該行調換運作係調換該些行的次序，而該列調換運作係調換該些列的次序；以及根據該調換點矩陣與該調換區塊矩陣設定該些遞色矩陣的至少其中之一。
  4. 如申請專利範圍第2項的方法，更包含：根據該點矩陣與一預設值的乘積相加於該區塊矩陣的和設定該遞色矩陣的至少其中之一。
  5. 如申請專利範圍第2項的方法，更包含：在設定該點矩陣時，使該點矩陣於各行中的該些元素分別具有相異的數值，並使該點矩陣於各列中的該些元素分別具有相異的數值；使該區塊矩陣於各行中的該些元素分別具有相異的數值，並使該區塊矩陣於各列中的該些元素分別具有相異的數值；使該區塊矩陣的各元素對應於該點矩陣的該些元素的其中之一；以及使該點矩陣中具有相同數值的該些元素對應於該區塊矩陣中數值互異的該些元素。
  6. 如申請專利範圍第2項的方法，更包含： 在設定該遞色矩陣時，使該遞色矩陣中的該些元素分別具有相異的數值。
  7. 如申請專利範圍第2項的方法，更包含：在顯示該些圖框中的不同圖框時，重新設定該點矩陣與該區塊矩陣，並依據重新設定後的該點矩陣與該區塊矩陣重新設定該些遞色矩陣。
  8. 如申請專利範圍第7項的方法，更包含：設定一點矩陣序列，該點矩陣序列對應於第一數量個點矩陣；設定一區塊矩陣序列，該區塊矩陣序列對應於第二數量個區塊矩陣；在重新設定該點矩陣時，於該點矩陣序列對應的該些點矩陣中週期性地依序選出其中之一；以及在重新設定該區塊矩陣時，於該區塊矩陣序列對應的該些區塊矩陣中週期性地依序選出其中之一；其中該第一數量與該第二數量相異。
  9. 如申請專利範圍第1項的方法，更包含：在顯示該些圖框中的不同圖框時，重新設定該遞色樣式。
  10. 如申請專利範圍第9項的方法，更包含：在重新設定該遞色樣式時，係在每預設數目個圖框中週期性地使對應於同一位置的元素被重新設定為一相異的數 值。
  11. 一種遞色控制電路，運用於一顯示面板以顯示一影像資料，該影像資料包含複數圖框，各圖框包含有複數個子像素資料；該顯示面板包含有複數個像素，各像素由複數個子像素形成，各子像素對應於複數種驅動極性的其中之一，並可顯示複數個色階；該遞色控制電路包含有：一點矩陣設定模組，用以接收一驅動極性資訊以提供一點矩陣；一區塊矩陣設定模組，用以接收該驅動極性資訊以提供一區塊矩陣；一遞色樣式設定模組，耦接於該點矩陣設定模組與該區塊矩陣設定模組，用以根據該點矩陣與該區塊矩陣合成一遞色樣式；以及一遞色模組，耦接於該遞色樣式設定模組，利用該遞色樣式遞色該些子像素資料。
  12. 如申請專利範圍第11項的遞色控制電路，更包含：一調換模組，用以對該點矩陣與該區塊矩陣中的至少其中之一進行一列調換運作與一行調換運作的其中之一以提供一調換點矩陣與一調換區塊矩陣，其中該行調換運作係調換該些行的次序，而該列調換運作係調換該些列的次序；而該遞色樣式設定模組係根據該調換點矩陣與該調換區塊矩陣設定該些遞色矩陣的至少其中之一。
  13. 如申請專利範圍第11項的遞色控制電路，其中該遞色樣式設定模組係依據該點矩陣與一預設值的乘積相加於該區塊矩陣的和以設定該遞色矩陣的至少其中之一。
  14. 如申請專利範圍第11項的遞色控制電路，其中該點矩陣具有複數行與複數列，該點矩陣於各行中的該些元素分別具有相異的數值，該點矩陣於各列中的該些元素分別具有相異的數值；該區塊矩陣具有複數行與複數列，該區塊矩陣於各行中的該些元素分別具有相異的數值，該區塊矩陣於各列中的該些元素分別具有相異的數值；該區塊矩陣的各元素對應於該點矩陣的該些元素的其中之一；該點矩陣中具有相同數值的該些元素對應於該區塊矩陣中數值互異的該些元素。
  15. 如申請專利範圍第11項的遞色控制電路，其中該遞色矩陣中的各元素分別具有相異的數值。
  16. 如申請專利範圍第11項的遞色控制電路，其中，在顯示該些圖框中的不同圖框時，該點矩陣設定模組會重新設定該點矩陣，該區塊矩陣設定模組會重新設定該區塊矩陣，而該遞色樣式設定模組會依據重新設定後的該點矩陣與該區塊矩陣重新設定該些遞色矩陣。
  17. 如申請專利範圍第16項的遞色控制電路，其中，該點 矩陣設定模組係設定一點矩陣序列，該點矩陣序列對應第一數量個點矩陣；該區塊矩陣設定模組係設定一區塊矩陣序列，該區塊矩陣序列對應第二數量個區塊矩陣；在重新設定該點矩陣時，該點矩陣設定模組係於該點矩陣序列對應的該些點矩陣中週期性地依序選出其中之一；而在重新設定該區塊矩陣時，該區塊矩陣設定模組係依據該區塊矩陣序列對應的該些區塊矩陣中週期性地依序選出其中之一；其中該第一數量與該第二數量相異。
  18. 如申請專利範圍第11項的遞色控制電路，其中，該點矩陣設定模組根據該驅動極性資訊及一圖框資訊以提供該點矩陣；以及該區塊矩陣設定模組根據該驅動極性資訊及該圖框資訊以提供該區塊矩陣。
  19. 如申請專利範圍第11項的遞色控制電路，其中，當該遞色樣式設定模組重新設定該遞色樣式時，係在每預設數目個圖框中週期性地使對應於同一該子像素的該元素被重新設定為一相異的數值。
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