TWI443622B - 顯示控制電路及方法 - Google Patents

Description

顯示控制電路及方法

本發明係有關於顯示面板，尤指一種適用於顯示面板之顯示控制電路及方法。

在一般顯示面板中，如液晶顯示(LCD)面板，不論是以發光二極體(LED)或是冷陰極螢光燈管(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)為背光源，最耗電的元件為背光模組。當顯示面板應用於行動裝置如筆記型電腦或手機等時，背光模組的省電與否，是影響行動裝置之電池續航力的重要關鍵。

需要一種可依據圖框內容調整顯示面板之背光強弱，並配合背光的調整來補償圖框的像素值，以同時達到省電及降低畫面表現失真之目的。

有鑑於此，本發明之一目的，在於提供一種顯示控制電路及方法，可依據圖框內容調整顯示面板之背光強弱，並配合背光的調整來補償圖框的像素值，以同時達到省電及降低失真的效果。

本發明揭露一種顯示控制電路，適用於一顯示面板。該顯示控制電路包含：臨界值決定電路，用以藉由累計一待顯示之圖框之複數個像素之像素值之數量，並依據一參數值，以決定一臨界值；脈寬調變控制電路，耦接至臨界 值決定電路，用以依據該臨界值，產生一脈寬調變訊號，用以控制顯示面板之背光亮度；以及像素值調整電路，耦接至臨界值決定電路，用以依據該臨界值，調整該些像素之像素值。

本發明另揭露一種顯示控制方法，適用於一顯示面板。該顯示控制方法包含下列步驟：藉由累計一待顯示之圖框之複數個像素之像素值之數量，並依據一參數值，以決定一臨界值；依據該臨界值，產生一脈寬調變訊號，用以控制顯示面板之背光亮度；以及依據該臨界值，調整該些像素之像素值。

以下所述之本發明各實施例，皆適用於顯示面板，如LCD顯示面板，以控制其背光亮度，達到省電的效果，同時還可藉由補償圖框的各像素值，來減少畫面失真。

不論面板所要顯示之圖框(image frame)內容為何，若皆使用固定的背光亮度，將會造成不必要的耗電，舉例而言，當圖框內容整個偏黑時，只需要很低的背光亮度就夠了，此時若使用固定背光亮度就太高了，反而造成電力的浪費。另一方面，亦需要在省電的前提下，考量畫面失真之問題。

第1圖係本發明一實施例之顯示控制電路10的方塊圖，包含臨界值決定電路11、脈寬調變(pulse width modulation,PWM)控制電路12以及像素值調整電路13。臨界值決定電路11可藉由累計一待顯示之圖框之複數個 像素之像素值之數量，並依據一參數值，以決定一臨界值。像素值可為像素之亮度值，或是像素在一色彩空間之各維度上之最大像素分量，舉例而言，在RGB色彩空間中，像素具有紅色分量、綠色分量及藍色分量，於此實施例中，像素值可以為三個像素分量之最大者。以亮度值為像素值，係適用於可降低更多背光亮度的情形，而以最大像素分量為像素值，則可以保留更多影像細節的情形。有關臨界值的選取，其不大於像素值上限，且在待顯示圖框之該些像素中，像素值介於臨界值與像素值上限間的像素數佔總像素數的比例，係低於參數值。較佳地，根據參數值，臨界值決定電路11可依據圖框的影像內容(即圖框之像素值)決定一對應的臨界值，以使得圖框中介於此臨界值與上限間的像素數佔總像素數的比例，低於此參數值。

當為了省電而將背光亮度往下調時，可將圖框之像素值等比例往上調整，以維持像素在面板上的正常顯示亮度。因此，若背光亮度的調整倍數為臨界值/像素值上限，則像素值的調整倍數可為其倒數，即像素值上限/臨界值，此時介於像素值下限與臨界值間之各像素值可依此調整倍數進行調整，但介於臨界值與像素值上限間之各像素值則因為有上限的緣故，最多只能調整至上限，而使得原本大小不同的各像素值皆被飽和至同一上限值，造成失真。於此實施例中，由於介於臨界值與像素值上限間之像素數佔總像素比例低於參數值，因此可確保圖框在調整後至少有(1-參數值)的比例是不會失真的。所以，在顯示一圖框前，可預先設定所容許的失真比例(即參數值)，再依 據圖框內容決定其對應的臨界值，據以調整背光亮度及補償像素值，即可控制該圖框在顯示時之失真比例。

舉例而言，假設像素值係以八位元表示，其範圍為0~255，0與255分別為像素值之下限與上限；接著，依據一圖框之各像素值，進行累計，得到如第2圖的結果，其中，橫軸為像素值，縱軸為累計比例(範圍為0~1)，代表像素值從大到小之累計像素數佔總像素數的比例。舉例而言，從圖中可看出，臨界值200所對應之像素數累計比例為參數值0.05，代表介於200與255間之像素數佔總像素數比例低於0.05。

脈寬調變控制電路12可依據臨界值決定電路11所決定之臨界值，產生一脈寬調變訊號，用以控制顯示面板之背光亮度。於此實施例中，脈寬調變控制電路12可依據臨界值，調整脈寬調變訊號之脈波寬度(亦稱為工作週期(duty cycle))，將調整後之脈寬調變訊號送至背光模組，以產生所需之背光亮度。由於脈寬調變訊號之脈波寬度正比於背光模組產生之背光亮度，藉由調整此脈波寬度的大小，以控制背光亮度。較佳地，脈波寬度之調整倍數可為臨界值除以像素值上限。以第2圖的情形為例，臨界值為200，像素值上限為255，所以脈波寬度的調整倍數可為200/255 ，換言之，調整後之脈波寬度=原脈波寬度×(200/255 )，原脈波寬度可為工作週期50%所代表的脈波寬度。

像素值調整電路13可依據臨界值決定電路11所決定之臨界值，調整圖框之各像素的像素值，以補償背光亮度 之調整對像素亮度所造成的影響。像素值之調整有以下兩種方式(但不限於此兩種)：

(1)對於介於像素值下限與臨界值間之各像素值，將其除以脈寬調變訊號之脈波寬度的調整倍數(此調整倍數=臨界值/像素值上限)，亦即，像素值之調整倍數為脈波寬度之調整倍數的倒數；對於介於臨界值與像素值上限間之各像素值，則皆調整至像素值上限，如第3圖之曲線31所示。第3圖中，橫軸與縱軸分別為調整前與調整後之像素值，而從曲線31可看出，若調整前之像素值介於像素值下限與臨界值間，則將其乘以脈波寬度之調整倍數的倒數，亦即曲線31之斜線部份斜率=像素值上限/臨界值；若調整前之像素值介於臨界值與像素值上限間，則皆調整至像素值上限，如曲線31之水平線部份所示。另外，曲線33則代表像素值未做任何調整時的情形，可與曲線31對照參看。

(2)在前述第一種調整方式中，雖然可使介於像素值下限與臨界值間之各像素值維持在原本的亮度，不因背光亮度的調整而改變，但介於臨界值與像素值上限間之各像素值則皆飽和至同一上限值，而造成彼此無所區別。因此，在第二種調整方式中，對於介於像素值下限與臨界值間之各像素值，將原本之調整倍數(即像素值上限/臨界值)往下調，舉例而言，可將調整倍數乘上一β值，0<β<1，則當調整前之像素值為臨界值時，調整後就成為像素值上限乘上β，如第3圖之曲線32所示；而對於介於臨界值與像素值上限間之各像素值，則將其調整至介於像素值上 限乘上β與像素值上限之區間。如此，雖然介於像素值下限與臨界值間之像素值的亮度會稍降一些，但介於臨界值與像素值上限間之各像素值則不會飽和至上限，彼此仍可有所區別，可以呈現更多影像的細節。

於此實施例中，像素值調整電路13可內建一增益表(圖未顯示)，可儲存複數個增益值。像素值調整電路13可依據像素值的大小，從增益表選取其中一增益值，用以調整像素值，舉例而言，將像素值乘以所選取的增益值，以得到調整後之像素值。當調整前之像素值係介於像素值下限與臨界值間時，像素值調整電路13從增益表選取同一個增益值(即像素值上限/臨界值×β)，來進行像素值的調整；而當調整前之像素值係介於臨界值與像素值上限間時，像素值調整電路13從增益表選取適當的對應增益值，來進行像素值調整，此時對應增益值可能因不同像素值而異，以使像素值能調整至介於像素值上限乘上β與像素值上限之區間。

第4圖係本發明一實施例之顯示控制方法的流程圖。步驟40係依據一參數值及一待顯示圖框之複數個像素之像素值，決定一臨界值。舉例而言，此臨界值不大於像素值上限，且在該些像素中，像素值介於臨界值與上限間的像素數佔總像素數的比例，係低於該參數值。像素值為像素之亮度值或像素在一色彩空間之各維度上之最大像素分量。

步驟41係依據臨界值，產生一脈寬調變訊號，用以控制顯示面板之背光亮度。步驟41可依據臨界值，調整 該脈寬調變訊號之脈波寬度，而脈波寬度之調整倍數係依據臨界值與像素值上限而決定，較佳地，調整倍數=臨界值/像素值上限。

步驟42係依據臨界值，調整該些像素之像素值。像素值之調整有以下兩種方式(但不限於此兩種)：

(1)對於介於像素值下限與臨界值間之各像素值，將其除以脈寬調變訊號之脈波寬度的調整倍數(此調整倍數=臨界值/像素值上限)；對於介於臨界值與像素值上限間之各像素值，則皆調整至像素值上限。

(2)對於介於像素值下限與臨界值間之各像素值，將原本之調整倍數(即像素值上限/臨界值)往下調，例如將調整倍數乘上一β值，0<β<1；對於介於臨界值與像素值上限間之各像素值，則將其調整至介於像素值上限乘上β與像素值上限之區間。

於此實施例中，步驟42可另包含：提供一增益表，用以儲存複數個增益值；以及依據像素值的大小，從該增益表選取其中一增益值，用以調整像素值。對於介於像素值下限與臨界值間之各像素值，皆從增益表選取同一個增益值，以進行像素值之調整，此同一個增益值可為前述脈波寬度的調整倍數；對於介於臨界值與像素值上限間之各像素值，則從增益表選取適當的對應增益值，來進行像素值調整，以使像素值能調整至介於像素值上限乘上β與像素值上限之區間。

以上所述係利用較佳實施例詳細說明本發明，而非限制本發明之範圍。凡熟知此類技藝人士皆能明瞭，可根據 以上實施例之揭示而做出諸多可能變化，仍不脫離本發明之精神和範圍。

10‧‧‧顯示控制電路

11‧‧‧臨界值決定電路

12‧‧‧脈寬調變控制電路

13‧‧‧像素值調整電路

31、32、33‧‧‧曲線

40~42‧‧‧顯示控制方法之一實施例的流程

第1圖係本發明一實施例之顯示控制電路的方塊圖。

第2圖係顯示根據本發明一實施例之臨界值之圖例。

第3圖係顯示根據本發明一實施例之調整像素值調整曲線。

第4圖係本發明一實施例之顯示控制方法的流程圖。

10‧‧‧顯示控制電路

11‧‧‧臨界值決定電路

12‧‧‧脈寬調變控制電路

13‧‧‧像素值調整電路

Claims (14)

1. 一種顯示控制電路，適用於一顯示面板，該顯示控制電路包含：一臨界值決定電路，用以藉由累計一待顯示之圖框之複數個像素之像素值之數量，並依據一參數值，以決定一臨界值；一脈寬調變控制電路，耦接至該臨界值決定電路，用以依據該臨界值，產生一脈寬調變訊號，用以控制該顯示面板之一背光亮度；以及一像素值調整電路，耦接至該臨界值決定電路，用以依據該臨界值，調整該些像素之像素值；其中該脈寬調變控制電路係依據該臨界值，調整該脈寬調變訊號之一脈波寬度，且該脈波寬度之一調整倍數係依據該臨界值、一β值與該像素值上限而決定；其中，0<β<1。
2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示控制電路，其中該臨界值不大於一像素值上限，以及該些像素之像素值介於該臨界值與該像素值上限間的像素數佔總像素數的比例，係低於該參數值。
3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示控制電路，其中該些像素值係表示為一亮度值或一色彩空間之複數個維度上之一最大像素分量。
4. 如申請專利範圍第1項所述之顯示控制電路，其中該調整倍數為該臨界值除以該像素值上限。
5. 如申請專利範圍第4項所述之顯示控制電路，其中該像素值調整電路在調整該些像素值時，係將介於一像素值下限與該臨界值間之該些像素值之第一複數個像素值除以該調整倍數後再乘以該β值。
6. 如申請專利範圍第5項所述之顯示控制電路，其中該像素值調整電路係將介於該臨界值與該像素值上限間之該些像素值之第二複數個像素值調整至介於該像素值上限乘上該β值與該像素值上限之區間。
7. 如申請專利範圍第1項所述之顯示控制電路，更包含：一增益表，儲存複數個增益值；其中，該像素值調整電路係依據該些像素值，從該增益表選取該些增益值其中之一，用以調整該些像素值。
8. 一種顯示控制方法，適用於一顯示面板，該顯示控制方法包含下列步驟：藉由累計一待顯示之圖框之複數個像素之像素值之數量，並依據一參數值，以決定一臨界值；依據該臨界值，產生一脈寬調變訊號，用以控制該顯示面板之一背光亮度；以及依據該臨界值，調整該些像素之像素值；其中該產生步驟係依據該臨界值，調整該脈寬 調變訊號之一脈波寬度，且該脈波寬度之一調整倍數係依據該臨界值、一β值與該像素值上限而決定；其中，0<β<1。
9. 如申請專利範圍第8項所述之顯示控制方法，其中該臨界值不大於一像素值上限，以及該些像素之像素值介於該臨界值與該像素值上限間的像素數佔總像素數的比例，係低於該參數值。
10. 如申請專利範圍第9項所述之顯示控制方法，其中該些像素值係表示為一亮度值或一色彩空間之複數個維度上之一最大像素分量。
11. 如申請專利範圍第8項所述之顯示控制方法，其中該調整倍數為該臨界值除以該像素值上限。
12. 如申請專利範圍第11項所述之顯示控制方法，其中該調整步驟係將介於一像素值下限與該臨界值間之該些像素值之第一複數個像素值除以該調整倍數後再乘以該β值。
13. 如申請專利範圍第12項所述之顯示控制方法，其中該調整步驟係將介於該臨界值與該像素值上限間之該些像素值之第二複數個像素值調整至介於該像素值上限乘上該β值與該像素值上限之區間。
14. 如申請專利範圍第13項所述之顯示控制方法，該調整步驟包含： 提供一增益表，用以儲存複數個增益值；以及依據該些像素值，從該增益表選取該些增益值其中之一，用以調整該些像素值。