TWI446331B - 可減少液晶面板殘影的插黑控制器及其方法 - Google Patents

Description

可減少液晶面板殘影的插黑控制器及其方法

本發明係有關於一種可減少液晶面板殘影的插黑控制器及其方法，尤指一種利用亮度差異函數產生單元和邊緣偵測函數產生單元模糊控制液晶面板的插入畫面，以減少液晶面板殘影的插黑控制器及其方法。

請參照第1A圖、第1B圖和第1C圖，第1A圖、第1B圖和第1C圖係為先前技術說明液晶面板利用色序法顯示彩色畫面的示意圖。如第1A圖所示，當液晶面板依序顯示紅色畫面、綠色畫面、藍色畫面時，其中每連續兩畫面之間就插入一黑色畫面以消除液晶面板上的殘影，且背光維持開啟狀態。如第1B圖所示，當液晶面板依序顯示紅色畫面、綠色畫面、藍色畫面時，插入黑色畫面由背光關閉所取代。因此背光的操作依序為開啟、關閉、開啟、關閉。如第1C圖所示，當液晶面板依序顯示紅色畫面、綠色畫面、藍色畫面時，其中每連續兩畫面之間就插入一黑色畫面以消除液晶面板上的殘影，且當插入黑色畫面時亦同時關閉背光。

然而，在第1A圖、第1B圖和第1C圖中，液晶面板所顯示的畫面有可能亮度不均，且會出現畫面閃爍現象。

本發明的一實施例提供一種可減少液晶面板殘影的插黑控制器。該插黑控制器包含一亮度差異函數產生單元、一邊緣偵測函數產生單元、一模糊控制單元及一時序控制單元。該亮度差異函數產生單元係根據一液晶面板的複數個區塊在顯示二連續畫面間的灰階差，輸出一第一歸屬函數；該邊緣偵測函數產生單元係根據在該二連續畫面間至少一物件的移動向量，輸出至少一第二歸屬函數；該模糊控制單元係根據該第一歸屬函數及該至少一第二歸屬函數，決定至少一第三歸屬函數，以及對該至少一第三歸屬函數執行解模糊化，以從該至少一第三歸屬函數中，選擇輸出一第三歸屬函數；該時序控制單元係根據該第三歸屬函數，輸出一對應的插入畫面，以減少該液晶面板的殘影。

本發明的另一實施例提供一種可減少液晶面板殘影的方法。該方法包含根據一液晶面板的複數個區塊在顯示二連續畫面間的灰階差，輸出一第一歸屬函數；根據在該二連續畫面間至少一物件的移動向量，輸出至少一第二歸屬函數；根據該第一歸屬函數及該至少一第二歸屬函數，決定至少一第三歸屬函數；對該至少一第三歸屬函數執行解模糊化，以從該至少一第三歸屬函數中，選擇輸出一第三歸屬函數；根據該第三歸屬函數，輸出一對應的插入畫面，以減少該液晶面板的殘影。

本發明提供一種可減少液晶面板殘影的插黑控制器及其方法。該插黑控制器及其方法係利用一亮度差異函數產生單元與一邊緣偵測函數產生單元，分別根據一液晶面板的複數個區塊在顯示二連續畫面間的灰階差和在該二連續畫面間至少一物件的移動向量，輸出一第一歸屬函數及至少一第二歸屬函數。然後，一模糊控制單元根據該第一歸屬函數、該至少一第二歸屬函數和一模糊控制規則，決定至少一第三歸屬函數，以及對該至少一第三歸屬函數執行解模糊化，以輸出該至少一第三歸屬函數中的一第三歸屬函數至一時序控制單元。該時序控制單元即可根據該模糊控制單元解模糊化後輸出的該第三歸屬函數，輸出一對應的插入畫面，以減少該液晶面板的殘影。因此，本發明可依據一設計者的直覺經驗將複數個第一歸屬函數、複數個第二歸屬函數和複數個第三歸屬函數建構成的該模糊控制規則，以動態地減少該液晶面板的殘影。

請參照第2A圖，第2A圖係為本發明的一實施例說明一種可減少液晶面板殘影的插黑控制器100的示意圖。插黑控制器100包含一亮度差異函數產生單元102、一邊緣偵測函數產生單元104、一模糊控制單元106及一時序控制單元108。但本發明並不受限於利用亮度差異函數產生單元102和邊緣偵測函數產生單元104，以減少液晶面板殘影。如第2A圖所示，亮度差異函數產生單元102係根據液晶面板101的4個區塊B1-B4在根據視訊資料VD顯示二連續畫面(F1,F2)間的灰階差，輸出一第一歸屬函數，但本發明並不受限於液晶面板101具有4個區塊B1-B4。邊緣偵測函數產生單元104係用以根據在二連續畫面(F1,F2)間一物件的移動向量，輸出至少一第二歸屬函數。模糊控制單元106係用以根據第一歸屬函數及至少一第二歸屬函數，決定至少一第三歸屬函數，以及對至少一第三歸屬函數執行解模糊化，以輸出至少一第三歸屬函數中的一第三歸屬函數。時序控制單元108係根據模糊控制單元106解模糊化後輸出的第三歸屬函數，輸出一對應的插入畫面，以減少液晶面板101的殘影，其中插入畫面係為一黑色畫面或一灰色畫面。

請參照第2B圖，第2B圖係為說明根據液晶面板101的4個區塊B1-B4在根據視訊資料VD顯示二連續畫面(F1,F2)間的灰階差，定義出5個第一歸屬函數MFML0-MFML4的示意圖。亮度差異函數產生單元102係根據式(1)，產生一對應於區塊B1的亮度差異值LD1。

如式(1)所示，LF₁ 係為液晶面板101顯示畫面(F1)時，區塊B1所包含的複數個像素的灰階總和，LF₂ 係為液晶面板101顯示畫面(F2)時，區塊B1所包含的複數個像素的灰階總和。另外，亮度差異函數產生單元102亦根據式(1)，產生對應於區塊B2-B4的亮度差異值LD2-LD4，在此不再贅述。然後，亮度差異函數產生單元102判斷亮度差異值LD1是否大於一預定值，並根據區塊B1-B4之亮度差異值LD1-LD4大於預定值之個數，輸出第一歸屬函數，其中第一歸屬函數MFML0係對應於亮度差異值LD1-LD4中皆小於預定值，第一歸屬函數MFML1係對應於亮度差異值LD1-LD4中有一亮度差異值大於預定值，第一歸屬函數MFML2係對應於亮度差異值LD1-LD4中有二亮度差異值大於預定值，餘下依此類推。

請參照第3A圖和第3B圖，第3A圖係為說明根據一物件O在二連續畫面(F1,F2)間的移動向量VO佔液晶面板101的百分比的示意圖，及第3B圖係為說明根據移動向量佔液晶面板101的百分比，定義出5個第二歸屬函數MFE1-MFE5的示意圖，其中第二歸屬函數MFE1的百分比範圍係為(0-25%)；第二歸屬函數MFE2的百分比範圍係為(0-50%)；第二歸屬函數MFE3的百分比範圍係為(50-75%)；第二歸屬函數MFE4的百分比範圍係為(50-100%)；第二歸屬函數MFE5的百分比範圍係為(75-100%)。但本發明並不受限於5個第二歸屬函數MFE1-MFE5，以及上述的百分比範圍，本發明可根據設計者的要求增減第二歸屬函數的數目。另外，本發明亦不受限於僅有物件O。

請參照第4圖，第4圖係為說明根據動態邊緣百分比，定義出3個第三歸屬函數MFO1-MFO3的示意圖，其中第三歸屬函數MFO1對應的動態邊緣百分比為10%，第三歸屬函數MFO2對應的動態邊緣百分比為50%，第三歸屬函數MFO3對應的動態邊緣百分比為100%。但本發明並不受限於3個第三歸屬函數MFO1-MFO3，本發明可根據設計者的要求增減第三歸屬函數的數目。

請參照第5圖，第5圖係為說明根據5個第一歸屬函數MFML0-MFML4、5個第二歸屬函數MFE1-MFE5及3個第三歸屬函數MFO1-MFO3，建立一模糊控制規則的關係示意圖。如第5圖所示，若第一歸屬函數是MFML0，且第二歸屬函數是MFE1，則相對應的第三歸屬函數是MFO1；若第一歸屬函數是MFML1，且第二歸屬函數是MFE3，則相對應的第三歸屬函數是MFO2。餘下的模糊控制規則如第5圖所示，在此不再贅述。但第5圖的模糊控制規則完全依照設計者的直覺經驗。因此，在實際操作上若效果未盡理想，設計者可隨時修改模糊控制規則。

請參照第6A圖、第6B圖和第6C圖，第6A圖係為說明當亮度差異值LD1-LD4大於預定值之個數係為2與移動向量VO佔液晶面板101的百分比係為80%時，模糊控制單元106根據百分比80%與第二歸屬函數MFE5，對第三歸屬函數MFO3執行解模糊化，以產生一第一結果X的示意圖，第6B圖係為說明模糊控制單元106根據百分比80%與第二歸屬函數MFE4，對第三歸屬函數MFO2執行解模糊化，以產生一第二結果Y的示意圖，第6C圖係為說明模糊控制單元106根據第一結果X與第二結果Y，輸出一第三歸屬函數的示意圖。如第2B圖所示，因為亮度差異值LD1-LD4中大於預定值之個數係為2個，所以亮度差異函數產生單元102輸出第一歸屬函數MFML2。如第3B圖所示，邊緣偵測函數產生單元104根據移動向量VO佔液晶面板101的百分比80%，輸出第二歸屬函數MFE4、MFE5。然後如第5圖所示，模糊控制單元106根據第一歸屬函數MFML2和第二歸屬函數MFE4、MFE5，決定出第三歸屬函數MFO2、MFO3。因此，如第6A圖所示，模糊控制單元102根據百分比80%、第三歸屬函數MFO3及式(2)，產生第一結果X(0.2)，亦即第三歸屬函數MFO3的對應比例係為0.2。

如第6B圖所示，模糊控制單元106根據百分比80%、第三歸屬函數MFO2及式(3)，產生第二結果Y(0.8)，亦即第三歸屬函數MFO2的對應比例係為0.8。

如第6C圖所示，模糊控制單元106根據第一結果X、第二結果Y及式(3)，產生一第三結果R3。

因此，模糊控制單元106根據第三結果R3，輸出第三歸屬函數MFO2(50%)，亦即第三結果R3較靠近第三歸屬函數MFO2，所以模糊控制單元106輸出第三歸屬函數MFO2。然後，時序控制單元108根據模糊控制單元106解模糊化後輸出的第三歸屬函數MFO2，輸出一對應的插入畫面(灰色畫面)，以減少液晶面板101的殘影。另外，上述解模糊化過程係為設計者的經驗公式，非一般性準則，因此，若要修改規則只需將第5圖重建即可。

請參照第7圖，第7圖係為本發明的另一實施例說明一種可減少液晶面板殘影的插黑控制器700的示意圖。插黑控制器700和插黑控制器100的差別在於插黑控制器700另包含一記憶體710。記憶體710係耦接於模糊控制單元106與時序控制單元108之間，用以暫存模糊控制單元106輸出的第三歸屬函數，並輸出第三歸屬函數至時序控制單元108。另外，插黑控制器700的其餘操作原理皆和插黑控制器100相同，在此不再贅述。

請參照第8圖，第8圖係為本發明的另一實施例說明一種可減少液晶面板殘影的插黑控制器800的示意圖。插黑控制器800和插黑控制器100的差別在於插黑控制器800另包含一背光控制模組812。背光控制模組812係用以根據插入畫面，控制液晶面板101的背光。例如，當插入畫面係為黑色畫面時，背光控制模組812關閉背光；當插入畫面係為灰色畫面時，背光控制模組812調整背光為背光的最大亮度的50%；當時序控制單元108根據模糊控制單元106解模糊化後輸出的第三歸屬函數，不輸出任何插入畫面時，背光控制模組812維持對應於前一畫面的亮度。另外，插黑控制器800的其餘操作原理皆和插黑控制器100相同，在此不再贅述。

請參照第9圖，第9圖係為本發明的另一實施例說明一種可減少液晶面板殘影的插黑控制器900的示意圖。插黑控制器900和插黑控制器800的差別在於插黑控制器900另包含一記憶體910。記憶體910係耦接於模糊控制單元106與時序控制單元108之間，用以暫存模糊控制單元106輸出的第三歸屬函數，並輸出第三歸屬函數至時序控制單元108。另外，插黑控制器900的其餘操作原理皆和插黑控制器800相同，在此不再贅述。

請參照第10圖，第10圖為係本發明的另一實施例說明一種可動態控制液晶面板背光的方法之流程圖。第10圖之方法係利用第2A圖的背光控制器100說明，詳細步驟如下：步驟1000：開始；步驟1002：亮度差異函數產生單元102根據液晶面板101的4個區塊B1-B4在顯示二連續畫面(F1,F2)間的灰階差，輸出一第一歸屬函數；步驟1004：邊緣偵測函數產生單元104根據在二連續畫面(F1,F2)間物件O的移動向量VO，輸出至少一第二歸屬函數；步驟1006：模糊控制單元106根據第一歸屬函數及至少一第二歸屬函數，決定至少一第三歸屬函數；步驟1008：模糊控制單元106對至少一第三歸屬函數執行解模糊化，以從至少一第三歸屬函數中，選擇輸出一第三歸屬函數；步驟1010：時序控制單元108根據第三歸屬函數，輸出一對應的插入畫面，以減少液晶面板101的殘影；步驟1012：結束。

在步驟1002中，亮度差異函數產生單元102根據式(1)，產生對應於區塊B1-B4的亮度差異值LD1-LD4。另外，亮度差異函數產生單元102根據亮度差異值LD1-LD4大於預定值之個數，由5個第一歸屬函數MFML0-MFML4中輸出一第一歸屬函數。在步驟1004中，邊緣偵測函數產生單元104係根據在二連續畫面(F1,F2)間物件O的移動向量VO佔液晶面板101的百分比，由5個第二歸屬函數MFE1-MFE5中輸出至少一第二歸屬函數。在步驟1006中，模糊控制單元106係由動態邊緣百分比所定義出的3個第三歸屬函數MFO1-MFO3中，根據一第一歸屬函數、至少一第二歸屬函數和第5圖的模糊控制規則，決定至少一第三歸屬函數。在步驟1008中，模糊控制單元106根據移動向量VO佔液晶面板101的百分比、至少一第三歸屬函數、式(2)和式(3)透過第6A圖、第6B圖和第6C圖的解模糊化過程對至少一第三歸屬函數執行解模糊化，以輸出至少一第三歸屬函數中的一第三歸屬函數；在步驟1010中，時序控制單元108根據第三歸屬函數，輸出一對應的插入畫面，以減少液晶面板101的殘影，其中插入畫面係為一黑色畫面或一灰色畫面。

請參照第11圖，第11圖為係本發明的另一實施例說明一種可動態控制液晶面板背光的方法之流程圖。第11圖之方法係利用第8圖的背光控制器800說明，詳細步驟如下：步驟1100：開始；步驟1102：亮度差異函數產生單元102根據液晶面板101的4個區塊B1-B4在顯示二連續畫面(F1,F2)間的灰階差，輸出一第一歸屬函數；步驟1104：邊緣偵測函數產生單元104根據在二連續畫面(F1,F2)間物件O的移動向量VO，輸出至少一第二歸屬函數；步驟1106：模糊控制單元106根據第一歸屬函數及至少一第二歸屬函數，決定至少一第三歸屬函數；步驟1108：模糊控制單元106對至少一第三歸屬函數執行解模糊化，以從至少一第三歸屬函數中，選擇輸出一第三歸屬函數；步驟1110：時序控制單元108根據第三歸屬函數，輸出一對應的插入畫面，以及背光控制模組812根據對應的插入畫面，控制液晶面板101的背光，以減少液晶面板101的殘影；步驟1112：結束。

第11圖的實施例和第10圖的實施例的差別在於在步驟1110中，插黑控制器800不僅可利用時序控制單元108根據第三歸屬函數所輸出的插入畫面，以及利用背光控制模組812根據插入畫面，控制液晶面板101的背光，以減少液晶面板101的殘影。另外，第11圖的實施例的其餘操作原理皆和第10圖的實施例相同，在此不再贅述。

綜上所述，本發明所提供的可減少液晶面板殘影的插黑控制器及其方法，係利用亮度差異函數產生單元與邊緣偵測函數產生單元分別根據液晶面板的複數個區塊在顯示二連續畫面間的灰階差和在二連續畫面間至少一物件的移動向量，輸出一第一歸屬函數及至少一第二歸屬函數。然後，模糊控制單元根據一第一歸屬函數、至少一第二歸屬函數和模糊控制規則，決定至少一第三歸屬函數，以及對至少一第三歸屬函數執行解模糊化，以輸出至少一第三歸屬函數中的一第三歸屬函數至時序控制單元。時序控制單元即可根據模糊控制單元解模糊化後輸出的第三歸屬函數，輸出一對應的插入畫面，以減少液晶面板的殘影。因此，本發明可依據設計者的直覺經驗將複數個第一歸屬函數、複數個第二歸屬函數和複數個第三歸屬函數建構成的模糊控制規則，以動態地減少液晶面板的殘影。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100、700、800、900．．．插黑控制器

101．．．液晶面板

102．．．亮度差異函數產生單元

104．．．邊緣偵測函數產生單元

106．．．模糊控制單元

108．．．時序控制單元

710、910．．．記憶體

812．．．背光控制模組

B1-B4．．．區塊

MFML0-MFML4．．．第一歸屬函數

MFE1-MFE5．．．第二歸屬函數

MFO1-MFO3．．．第三歸屬函數

VD．．．視訊資料

VO．．．移動向量

X．．．第一結果

Y．．．第二結果

1000至1012、1100至1112．．．步驟

第1A圖、第1B圖和第1C圖係為先前技術說明液晶面板利用色序法顯示彩色畫面的示意圖。

第2A圖係為本發明的一實施例說明一種可減少液晶面板殘影的插黑控制器的示意圖。

第2B圖係為說明根據液晶面板的4個區塊在根據視訊資料顯示二連續畫面間的灰階差，定義出5個第一歸屬函數的示意圖。

第3A圖係為說明根據一物件在二連續畫面間的移動向量佔液晶面板的百分比的示意圖。

第3B圖係為說明根據移動向量佔液晶面板的百分比，定義出5個第二歸屬函數的示意圖。

第4圖係為說明根據動態邊緣百分比，定義出3個第三歸屬函數的示意圖。

第5圖係為說明根據5個第一歸屬函數、5個第二歸屬函數及3個第三歸屬函數，建立一模糊控制規則的關係示意圖。

第6A圖係為說明模糊控制單元根據亮度差異值大於預定值之個數與移動向量佔液晶面板的百分比，對第三歸屬函數執行解模糊化，以產生一第一結果的示意圖。

第6B圖係為說明模糊控制單元根據亮度差異值大於預定值之個數與移動向量佔液晶面板的百分比，對第三歸屬函數執行解模糊化，以產生一第二結果的示意圖。

第6C圖係為說明模糊控制單元根據第一結果與第二結果，輸出一第三歸屬函數的示意圖。

第7圖係為本發明的另一實施例說明一種可減少液晶面板殘影的插黑控制器的示意圖。

第8圖係為本發明的另一實施例說明一種可減少液晶面板殘影的插黑控制器的示意圖。

第9圖係為本發明的另一實施例說明一種可減少液晶面板殘影的插黑控制器的示意圖。

第10圖為係本發明的另一實施例說明一種可動態控制液晶面板背光的方法之流程圖。

第11圖為係本發明的另一實施例說明一種可動態控制液晶面板背光的方法之流程圖。

100．．．插黑控制器

101．．．液晶面板

102．．．亮度差異函數產生單元

104．．．邊緣偵測函數產生單元

106．．．模糊控制單元

108．．．時序控制單元

B1-B4．．．區塊

VD．．．視訊資料

Claims (10)

1. 一種可減少液晶面板殘影的插黑控制器，包含：一亮度差異函數產生單元，用以根據一液晶面板的複數個區塊在顯示二連續畫面間的灰階差，輸出一第一歸屬函數；一邊緣偵測函數產生單元，用以根據在該二連續畫面間至少一物件的移動向量，輸出至少一第二歸屬函數；一模糊控制單元(fuzzy controller)，用以根據該第一歸屬函數及該至少一第二歸屬函數，決定至少一第三歸屬函數，以及對該至少一第三歸屬函數執行解模糊化，以從該至少一第三歸屬函數中，選擇輸出一第三歸屬函數；及一時序控制單元，用以根據該第三歸屬函數，輸出一對應的插入畫面，以減少該液晶面板的殘影。
2. 如請求項1所述之插黑控制器，另包含：一記憶體，耦接於該模糊控制單元與該時序控制單元之間，用以暫存該第三歸屬函數，並輸出該第三歸屬函數至該時序控制單元。
3. 如請求項1所述之插黑控制器，其中該插入畫面係為一黑色畫面或一灰色畫面。
4. 如請求項1所述之插黑控制器，另包含：一背光控制模組，用以根據該對應的插入畫面，控制該液晶面 板的背光。
5. 一種可減少液晶面板殘影的方法，包含：根據一液晶面板的複數個區塊在顯示二連續畫面間的灰階差，輸出一第一歸屬函數；根據在該二連續畫面間至少一物件的移動向量，輸出至少一第二歸屬函數；根據該第一歸屬函數及該至少一第二歸屬函數，決定至少一第三歸屬函數；對該至少一第三歸屬函數執行解模糊化，以從該至少一第三歸屬函數中，選擇輸出一第三歸屬函數；及根據該第三歸屬函數，輸出一對應的插入畫面，以減少該液晶面板的殘影。
6. 如請求項5所述之方法，另包含：根據該對應的插入畫面，控制該液晶面板的背光。
7. 如請求項5所述之方法，其中該插入畫面係為一黑色畫面或一灰色畫面。
8. 如請求項5所述之方法，其中根據該第一歸屬函數及該至少一第二歸屬函數，決定該至少一第三歸屬函數係為一模糊控制單元，根據該第一歸屬函數及該至少一第二歸屬函數，由動態邊 緣百分比所定義的複數個第三歸屬函數中，決定該至少一第三歸屬函數。
9. 如請求項5所述之方法，其中根據在該二連續畫面間該至少一物件的移動向量，輸出該至少一第二歸屬函數，係為根據該至少一物件在該二連續畫面間的移動向量佔該液晶面板的百分比，輸出該至少一第二歸屬函數。
10. 如請求項5所述之方法，其中根據該液晶面板的複數個區塊在顯示該二連續畫面間的灰階差，輸出該第一歸屬函數包含：計算出該複數個區塊中的每一區塊所包含的複數個像素在該二連續畫面間的灰階差的總和；將對應於該區塊的灰階差的總和除以該區塊所包含的複數個像素在該二連續畫面中前一畫面的灰階總和，以產生一對應於該區塊的亮度差異值；判斷該亮度差異值是否大於一預定值；及根據該複數個區塊之亮度差異值大於該預定值之個數，輸出該第一歸屬函數。