TWI464720B - 液晶顯示驅動方法及顯示裝置 - Google Patents
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Description
本發明係指一種顯示驅動方法及相關顯示裝置,尤指一種可透過插入不同亮度組合的子畫框,使一液晶顯示器具有較佳的動態顯示效果及低耗電的驅動方法及相關顯示裝置。
一般而言,在液晶(Liquid Crystal Display,LCD)顯示器的驅動技術中,可透過增加更新率(frame rate)來提升動態畫面之顯示品質,並降低動態殘影(motion blur)的現象。然而,提高畫面的更新率將會增加顯示器的功率消耗。因此,習知技術提出在動態畫面中插入黑畫面(black frame insertion)的方法,以降低功率消耗的問題。然而,插入黑框後,將造成顯示亮度降低的缺點。
請參考第1A-1C圖,第1A-1C圖為習知顯示器之影像資料之示意圖。如第1A圖所示,影像資料100由複數個圖框F1-Fn組成,而原本更新率為60Hz的影像資料100,可透過不同方法提高更新率,以增强其動態顯示效果。首先,如第1B圖所示,可透過在第1A圖之相鄰圖框(如Fk、F(k+1))之間插入三個演算而得的子圖框(如Fk_1、Fk_2、Fk_3),以得到一更新率為240Hz的影像資料102,但將會消耗高於第1A圖之驅動方法四倍的顯示功率。接著,如第1C圖所示,亦可在第1A圖之60Hz的相鄰圖框之間插入三個黑色畫面,以得到以更新率為240Hz的影像資料104,然而其畫面亮度將僅為第1A圖之影像資料100之四分之一。
因此,如何改善習知顯示裝置的驅動方法,以解決插入畫框造成亮度降低的問題,同時又兼顧功率的消耗,已成為業界所努力的目標之一。
因此,本發明提供一種液晶顯示驅動方法及相關顯示裝置,用來於一顯示器的影像資料中,插入不同亮度組合的子圖框,以改善其動態顯示效果及消耗功率。
本發明係揭露一種用於一顯示器之驅動方法,包含有接收對應於該顯示器之一畫面之一第一影像資料,該第一影像資料由複數個圖框所組成;取得該複數個圖框中相鄰之一第一圖框及一第二圖框;根據該第一圖框及該第二圖框,計算出複數個子圖框;調整該複數個子圖框中至少一子圖框之亮度,使該複數個子圖框之平均亮度低於該複數個圖框之平均亮度;將該複數個子圖框依序插入該第一圖框與該第二圖框之間,以得到一第二影像資料;以及根據該第二影像資料,驅動該顯示器。
本發明係另揭露一種用於一顯示器之驅動裝置,包含有一接收單元,用來接收對應於該顯示器之一畫面之一第一影像資料,該第一影像資料由複數個圖框所組成;一計算單元,用來取得該複數個圖框中相鄰之一第一圖框及一第二圖框,並根據該第一圖框及該第二圖框,計算出複數個子圖框;一調整單元,用來調整該複數個子圖框中至少一子圖框之亮度,使該複數個子圖框之平均亮度低於該複數個圖框之平均亮度,並將該複數個子圖框依序插入該第一圖框與該第二圖框之間,以得到一第二影像資料;以及一驅動單元,用來根據該第二影像資料,驅動該顯示器。
請參考第2圖,第2圖為本發明實施例之一顯示驅動流程20之示意圖。顯示驅動流程20係應用於一顯示器DISP中,並包含以下步驟:
步驟200:開始。
步驟202:接收對應於顯示器DISP之一畫面的第一影像資料IMG1,第一影像資料IMG1係由複數個圖框F1-Fn所組成。
步驟204:取得複數個圖框F1-Fn中相鄰之一第一圖框Fk及一第二圖框Fk+1。
步驟206:根據第一圖框Fk及第二圖框Fk+1,計算出複數個子圖框Fk_1-Fk_n。
步驟208:調整複數個子圖框Fk_1-Fk_n中至少一子圖框之亮度,使複數個子圖框Fk_1-Fk_n之平均亮度低於複數個圖框F1-Fn之平均亮度。
步驟210:將複數個子圖框Fk_1-Fk_n依序插入第一圖框Fk與第二圖框Fk+1之間,以得到一第二影像資料IMG2。
步驟212:根據第二影像資料IMG2,驅動顯示器DISP。
步驟214:結束。
根據流程20,本發明可在顯示器DISP之影像資料IMG1的每一相鄰圖框之間插入經亮度調整的子圖框Fk_1-Fk_n,以得到另一具有較高更新率(frame rate)的影像資料IMG2。不同於習知技術,流程20對子圖框Fk_1-Fk_n進行亮度調整的方法不限於插入黑框(black frame),而可插入適當亮度組合的子圖框,以兼顧顯示器DISP之動態效果及其驅動功率。簡言之,習知顯示器之驅動方法僅能選擇插入全亮度的圖框或全黑框以提高更新率及增强顯示器的動態效果,故有耗電過高或亮度過低等缺點。相較之下,本發明的驅動流程20可透過在顯示器DISP之影像資料IMG1的相鄰圖框(如第一圖框Fk及第二圖框Fk+1)之間插入不同亮度組合的子圖框(如複數個子圖框Fk_1-Fk_n),以在動態顯示效果、驅動功率及顯示亮度之間取得平衡。
詳細而言,在步驟202中取得的影像資料IMG1為一具有較低更新率之影像資料,其係由複數個圖框F1-Fn所組成。換句話說,顯示器DISP以該更新率依序顯示複數個圖框F1-Fn。接著,在步驟204中,係自複數個圖框F1-Fn中選出相鄰之第一圖框Fk及第二圖框Fk+1,並透過步驟206,根據第一圖框Fk及第二圖框Fk+1,計算出需安插在Fk、Fk+1兩圖框之間之複數個子圖框Fk_1-Fk_n,以提高影像資料IMG1的動態效果及更新率。計算複數個子圖框Fk_1-Fk_n的方法,可根據習知動態內插(motion interpolation)等演算法而得,其為本領域所熟知,故不在此贅述。接著,在步驟208中,可根據本發明不同實施例,適當調整複數個子圖框Fk_1-Fk_n之亮度,使其呈現不同的亮度排列組合,以符合不同應用。最後,在步驟210中,演算出的複數個子圖框Fk_1-Fk_n被安插回相鄰的第一圖框Fk及第二圖框Fk+1之間,以得到相較影像資料IMG1具有較佳動態效果、更高更新率的影像資料IMG2,並在步驟212中,利用影像資料IMG2驅動顯示器DISP。
舉例而言,請參考第3A圖,第3A圖為根據顯示驅動流程20處理一影像資料300之示意圖。影像資料300係由第1A圖所示之影像資料100,插入複數個子圖框而得。在此以n=3為例,亦即原本更新率為60Hz之影像資料100中每一相鄰圖框之間將插入3個子圖框,以得到更新率提高至240Hz的影像資料300。如第3A圖所示,Fk、F(k+1)、F(k+2)及F(k+3)係為影像資料100中四個連續相鄰的圖框,而根據本發明之顯示驅動流程20,可在圖框Fk、F(k+1)之間插入Fk_1、Fk_2、Fk_3等三個子圖框,在圖框F(k+1)、F(k+2)之間插入F(k+1)_1、F(k+1)_2、F(k+1)_3等三個子圖框,並在圖框F(k+2)、F(k+3)之間插入F(k+2)_1、F(k+2)_2、F(k+2)_3等三個子圖框。
接著,在本實施例中,調整子圖框的方式係為改變子圖框的畫面組成,由原先具有全色(R、G、B三原色)畫面,改為僅具有原圖框之單一色組成成分(如僅具紅色成分)的畫面。換句話說,圖框Fk、F(k+1)之間插入的Fk_1、Fk_2、Fk_3等三個子圖框係依序為紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)的單色畫面。同理,F(k+1)_1、F(k+1)_2、F(k+1)_3等三個子圖框及F(k+2)_1、F(k+2)_2、F(k+2)_3等三個子圖框亦分別依序為紅、綠、藍的單色畫面。由於影像資料100中的圖框Fk、F(k+1)、F(k+2)及F(k+3)皆為紅、綠、藍三原色叠加而成的全色畫面,故單色的子圖框(如紅色的單色子圖框Fk_1)對顯示器DISP而言,將僅消耗1/3的驅動功率。因此,同樣為更新率240Hz的影像資料,影像資料300將具有類似第1B圖的影像資料102的動態效果,但影像資料300與影像資料102之消耗功率比係僅為(1+3×1/3):(1×4)=1:2,亦即影像資料300僅消耗影像資料102之一半功率。同時,第1C圖的影像資料104與影像資料300之顯示亮度比將為(1+3×0):(1+3×1/3)=1:2,亦即影像資料300將較插黑後的影像資料104高出兩倍的亮度。
需注意的是,第3A圖所示之影像資料300的驅動方式僅為一實施例,本領域技術人員可對影像資料300的驅動方式做適當調整,以符合不同應用的需求。於另一實施例中,可調整子圖框之亮度,使其為任意的亮度排列組合,只要能達到兼顧動態效果及驅動功率,以用於不同應用即可。進一步地,第3B至3F圖、第4A至4F圖、及第5A至5D圖為本發明不同實施例之示意圖。詳細而言,第3A至3F圖係為單色圖框、黑圖框及全色圖框之間的不同排列而得的影像資料,第4A至4F圖係為雙色圖框、黑圖框及全色圖框之間的不同排列而得的影像資料,第5A至5D圖係為單色圖框、雙色圖框、黑圖框及全色圖框之間的不同排列而得的影像資料。
詳細而言,請參考第3B圖,其為根據顯示驅動流程20處理一影像資料302之示意圖,影像資料302僅於每相鄰圖框之間插入一單色圖框,剩餘以黑框補滿,並交替插入三原色之圖框。如第3B圖所示,在圖框Fk與F(k+1)之間可選擇子圖框Fk_1、Fk_2及Fk_3其中之一(如圖框Fk_2)作為單色圖框(如僅具紅色成分),其餘Fk_1及Fk_3則以黑框補滿。類似地,子圖框F(k+1)_2及子圖框F(k+2)_2可分別為綠色及藍色的單色子圖框,而其餘子圖框F(k+1)_1、F(k+1)_3、F(k+2)_1及F(k+2)_3則以黑框補滿。因此,同樣為更新率240Hz的影像資料,影像資料302將具有類似第1B圖的影像資料102的動態效果,但影像資料302與影像資料102之消耗功率比將更降低為(1+1/3):(1×4)=1:3,亦即影像資料302僅消耗影像資料102之三分之一的功率。同時,第1C圖的影像資料104與影像資料302之顯示亮度比將為(1+3×0):(1+1/3)=3:4,亦即影像資料302將較插黑後的影像資料104高出約1.33倍的亮度。類似地,第3C至3F圖之不同的影像資料皆具有比第1A圖的影像資料100更良好的動態效果,同時又比第1C圖的影像資料104更節省驅動功率,並提供不同程度的動態效果與驅動功率之間的驅動方式,以利不同應用。
進一步地,請參考第4A圖,其為根據顯示驅動流程20處理一影像資料400之示意圖,影像資料400係於每相鄰圖框之間依序插入三個三色交替的雙色圖框(例如R+G、G+B、R+B)。或者,如第4B圖之影像資料402所示,在圖框Fk與F(k+1)之間可選擇子圖框Fk_1、Fk_2及Fk_3其中之一(如圖框Fk_2)作為雙色圖框(如R+G),其餘Fk_1及Fk_3則以黑框補滿,再以子圖框F(k+1)_2及子圖框F(k+2)_2依序輪替其餘可能的雙色圖框。類似地,第4C至4F圖之不同的影像資料皆具有比第1A圖的影像資料100更良好的動態效果,同時又比第1C圖的影像資料104更節省驅動功率,並提供不同程度動態效果與驅動功率之間的平衡的驅動方式,以利不同應用。
另一方面,請參考第5A圖,其為根據顯示驅動流程20處理一影像資料500之示意圖,影像資料500係於每相鄰圖框之間依序插入兩個三色交替的雙色圖框(例如R+G、R+B),及一單色圖框(例如B),並在60Hz之間做變換。類似地,第5A至5D圖之不同的影像資料皆具有比第1A圖的影像資料100更良好的動態效果,同時又比第1C圖的影像資料104更節省驅動功率,並提供不同程度動態效果與驅動功率之間的平衡的驅動方式,以利不同應用。
關於色調對應流程20的實現,可參考第6圖,第6圖為本發明實施例一顯示器60之示意圖。顯示器60包含有一液晶顯示面板600、一源極驅動器602、一閘極驅動器604及一驅動單元606。驅動單元606包含有一圖框儲存單元608、一圖框計算單元610及一圖框調整單元612,並可分別輸出驅動訊號DRV_S、DRV_G至閘極驅動器604及驅動單元606,以驅動顯示面板600而顯示一影像資料。詳細而言,圖框儲存單元608可先接收並儲存n個圖框F1-Fn(未顯示),而圖框計算單元610可依不同應用計算圖框F1-Fn之相鄰圖框之間應該分別插入多少子圖框,以及各子圖框應呈現何種亮度組合(例如:單色圖框、雙色圖框或黑圖框之組合),而圖框調整單元612便可據以產生適當的驅動訊號DRV_S、DRV_G至閘極驅動器604及驅動單元606,以驅動顯示面板600以一特定更新率,顯示一亮度調整後的影像資料,其可具有良好的動態特性、驅動功率及顯示亮度。關於顯示器60之運作,可參考上述流程20的敘述,不另贅述。
需注意的是,本發明之精神在於影像資料中可視應用而插入不同亮度組合的子圖框。舉例而言,本發明實施例之不同驅動方式可組合運用於同一顯示器,並不限定於單獨應用。另外,顯示器亦可具有不同的顯示模式,在需高亮度時的一高效能模式下,可選擇插入較高比例的全色圖框或雙色圖框(如影像資料400),而當需較低顯示亮度或低功率之一省電模式下,可選擇插入較高比例的單色圖框或黑框(如影像資料302)。另外,亦可依據欲操作的更新率來決定插入圖框的數目,如在60Hz的影像資料之相鄰圖框僅各插入一個子圖框(n=1),則可將60Hz的影像資料之更新率提高至120Hz。另外,在本發明中,子圖框的亮度組合係具有平均分布的紅色成分、綠色成分及藍色成分,以避免顯示色差,但不在此限。亦可刻意使子圖框的亮度組合呈現不平均分佈(如具有較高比例的紅色圖框),以達到不同顯示效果,如不同色溫等。
綜上所述,相較於習知顯示驅動方法僅能選擇插入全亮度的圖框或全黑框以提高更新率及增强顯示器的動態效果,而有耗電過高或亮度過低等缺點,本發明的驅動方法可透過在顯示器之相鄰圖框之間插入不同亮度組合的子圖框,以在動態顯示效果、驅動功率及顯示亮度之間取得平衡。
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。
20...流程
100-104、300-310、400-410、500-506...影像資料
Fk、F(k+1)、F(k+2)、(k+3)...圖框
Fk_1、Fk_2、Fk_3、F(k+1)_1、F(k+1)_2、F(k+1)_3、F(k+2)_1、F(k+2)_2、F(k+2)_3...子圖框
R...紅色
G...綠色
B...藍色
60...顯示器
600...液晶顯示面板
602...源極驅動器
604...閘極驅動器
606...驅動單元
608...圖框儲存單元
610...圖框計算單元
612...圖框調整單元
DRV_S、DRV_G...驅動訊號
第1A-1C圖為一習知顯示器之影像資料之示意圖。
第2圖為本發明實施例一驅動流程之示意圖。
第3A-3F圖為本發明實施例不同驅動方法之示意圖。
第4A-4F圖為本發明實施例不同驅動方法之示意圖。
第5A-5D圖為本發明實施例不同驅動方法之示意圖。
第6圖為本發明實施例一顯示器之示意圖。
300...影像資料
Fk、F(k+1)、F(k+2)、(k+3)...圖框
Fk_1、Fk_2、Fk_3、F(k+1)_1、F(k+1)_2、F(k+1)_3、F(k+2)_1、F(k+2)_2、F(k+2)_3...子圖框
R...紅色
G...綠色
B...藍色
Claims (8)
- 一種用於一顯示器之驅動方法,包含有:接收對應於該顯示器之一畫面之一第一影像資料,該第一影像資料由複數個圖框所組成;取得該複數個圖框中相鄰之一第一圖框及一第二圖框;根據該第一圖框及該第二圖框,計算出複數個子圖框;調整該複數個子圖框中至少一子圖框之亮度,使該複數個子圖框之平均亮度低於該複數個圖框之平均亮度;將該複數個子圖框依序插入該第一圖框與該第二圖框之間,以得到一第二影像資料;以及根據該第二影像資料,驅動該顯示器;其中,調整該複數個子圖框中至少一子圖框之亮度,使該複數個子圖框之平均亮度低於該複數個圖框之平均亮度之步驟,包含有:分別去除該至少一子圖框中之至少一組成色。
- 如請求項1所述之驅動方法,其中調整該複數個子圖框中至少一子圖框之亮度,使該複數個子圖框之平均亮度低於該複數個圖框之平均亮度之步驟,包含有:以至少一黑框(black frame),取代該至少一子圖框。
- 如請求項1所述之驅動方法,其中該第二影像資料中各圖框之組成色呈平均分佈。
- 如請求項1所述之驅動方法,其中該複數個圖框係分別由紅、藍、綠三色所組成。
- 一種用於一顯示器之驅動裝置,包含有:一接收單元,用來接收對應於該顯示器之一畫面之一第一影像資料,該第一影像資料由複數個圖框所組成;一計算單元,用來取得該複數個圖框中相鄰之一第一圖框及一第二圖框,並根據該第一圖框及該第二圖框,計算出複數個子圖框;一調整單元,用來調整該複數個子圖框中至少一子圖框之亮度,使該複數個子圖框之平均亮度低於該複數個圖框之平均亮度,並將該複數個子圖框依序插入該第一圖框與該第二圖框之間,以得到一第二影像資料;以及一驅動單元,用來根據該第二影像資料,驅動該顯示器;其中,該調整單元係分別去除該至少一子圖框中之至少一組成色,以調整該複數個子圖框中該至少一子圖框之亮度。
- 如請求項5所述之驅動裝置,其中該調整單元係以至少一黑框(black frame),取代該至少一子圖框,以調整該複數個子圖框中該至少一子圖框之亮度。
- 如請求項5所述之驅動裝置,其中該第二影像資料中各圖框之 組成色呈平均分佈。
- 如請求項5所述之驅動裝置,其中該複數個圖框係分別由紅、藍、綠三色所組成。
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