TWI485688B

TWI485688B - 過激驅動調整方法及其系統

Info

Publication number: TWI485688B
Application number: TW101126975A
Authority: TW
Inventors: Chiayuan Hu; Yanghung Shih; Hsienpo Huang
Priority date: 2012-07-26
Filing date: 2012-07-26
Publication date: 2015-05-21
Also published as: TW201405529A; CN103151004B; CN103151004A

Description

過激驅動調整方法及其系統

本揭示內容是有關於一種顯示驅動的調整方法，且特別是有關於一種顯示應用中的過激驅動(over-driving)調整方法及其系統。

傳統上，液晶顯示設備在顯示動態畫面時，常常容易出現殘影情形，原因是液晶在旋轉切換的過程中需要一定的反應時間，當動態畫面內容快速改變時，就可能因液晶旋轉不及而留下殘影。為了解決這樣的情形，一般都會使用過激驅動(Over-Driving,OD)的顯示技術加以解決，藉由施加刻意放大(包含上升幅度放大與下降幅度放大)的驅動訊號使相鄰畫面之間的液晶的切換速度提高，使顯示訊號可在畫面切換時間內便可以快速達到理想的訊號準位，減少殘影現象發生。

一般習知的過激驅動顯示技術是透過查表的方式進行，根據對照表格(look-up table)，找出移動物體所在區域中每一畫素在相鄰兩畫面之間的灰階值，根據先後畫面的灰階值進行查表，找出原顯示灰階值在過激驅動補償情況下須採用的過激補償灰階值，並找出相對應的過激指數(OD index)，再套用到各別畫素的驅動上。簡單來說，過激指數大致代表在畫面切換時驅動訊號須刻意放大的倍率。

傳統的過激驅動之對照表格，通常以單個畫素為最小單位設置兩畫面之間灰階變化的過激查找表。然而，實際應用中，單個畫素中通常包含三個以上的子畫素分別對應不同顏色，如紅(R)、綠(G)、藍(B)等三色。若僅用單一過激指數查找表查找出來的過激指數，一致地套用到三種顏色的子畫素上，經常會發生不同顏色之間變化速度不一致的情況，即所謂的拖色現象。當拖色現象發生時，移動物體所在區域可能會有部份顏色(例如紅色)明顯突出，與其他顏色比例不諧調，而發生色彩偏差。

為解決上述問題，本揭示文件提出一種過激驅動調整方法及其系統，其根據畫素中不同顏色的多個子畫素分別計算各自的過激指數。此外，當使用者調整了畫素的色溫值，使得不同顏色之間的顯示組成比例改變時(如各顏色的增益值比例改變)，本揭示文件根據設定後的色溫值，重新計算畫素中各個子畫素的過激指數，使對應不同顏色之子畫素的過激指數趨於一致(均調整至同一目標位準)。並在色溫值調整之後，將重新計算的該些子畫素的過激指數重新映射成重映射之過激查找表，藉以完成根據不同色溫值動態調整過激查找表。

本揭示內容之一態樣是在提供一種過激驅動調整方法，包含下列步驟：設定至少一畫素之色溫值，該畫素中具有不同顏色之複數子畫素；量測該些子畫素的過激指數(OD index)；以及，將該些子畫素的過激指數均調整至同一目標位準。

本揭示內容之另一態樣是在提供一種過激驅動調整系統，包含設定單元、量測單元以及調整單元。設定單元用以設定至少一畫素之色溫值，該畫素中具有不同顏色之複數子畫素。量測單元用以量測該些子畫素的過激指數(OD index)。調整單元用以將該些子畫素的過激指數均調整至同一目標位準。

傳統的過激驅動(Over-Driving,OD)之對照表格，通常以單個畫素為最小單位設置兩畫面之間灰階變化的過激指數查找表。然而，單個畫素中通常包含三個以上的子畫素分別對應不同顏色，如紅(R)、綠(G)、藍(B)等三色。僅用單一過激查找表進行過激補償並一致地套用到三種顏色的子畫素上，經常會發生不同顏色之間變化速度不一致的情況，即所謂的拖色現象。因此，本揭示文件提出一種過激驅動調整方法，對應單個畫素中的不同顏色的多個子畫素分別建立不同的過激查找表(OD table)，例如對應紅、綠、藍等三色的三色過激查找表(RGB-OD tables)。

此外，在實際顯示應用例子中，多個子畫素形成的顯示色彩比例可依使用者偏好自行調整，又稱為色溫值或白平衡。舉例來說，若使用者欲選偏黃昏或蠋光的暖色系，可調整至低色溫值(如1900°K至4500°K)，此時，紅色子畫素的亮度比例將相對提高；若使用者欲選偏藍天或日光燈的冷色系，可調整至高色溫值(如6000°K至11000°K)，此時，藍色子畫素的亮度比例將相對提高。然而，習知技術中的過激指數查找表(OD table)或三色過激查找表(RGB-OD tables)皆為預先設定好的固定數值，無法對應色溫值改變而動態調整。本發明所提出的過激驅動調整方法及其系統除了分別對應不同顏色之子畫素建立的多個過激查找表，並且可根據色溫值改變而動態調整。

請參閱第1A圖、第1B圖以及第2圖，第1A圖與第1B圖繪示根據本發明之一實施例中一種過激驅動調整方法的方法流程圖，第2圖繪示根據本發明之一實施例中一種過激驅動調整系統100的示意圖。本發明之過激驅動調整方法可配合過激驅動調整系統100操作，但不僅以此系統的硬體配置為限，任何具相等性可完成本發明步驟之實現方式都在本案的範疇內。

如第2圖所示，過激驅動調整系統100包含了測試電腦120、顯示器140、光感測器160,162以及示波器180。於此例中，測試電腦120可送出特定的測試畫面至顯示器140進行顯示，如第2圖中，測試電腦120送出的測試畫面包含測試區A1，光感測器160可感測測試區A1的亮度並將感測結果送給示波器180。

此外，於此實施例中，測試電腦120送出的測試畫面可進一步包含觸發區A2，觸發區A2在測試期間可持續顯示白色畫面，代表目前測試進行中，另一光感測器162可感測觸發區A2並致動示波器180操作。也就是說，觸發區A2代表是否進行測試的觸發訊號，使測試電腦120、顯示器140與示波器180操作狀態一致。

如第1A圖所示，於此實施例中過激驅動調整方法，首先執行步驟S100設定至少一畫素之色溫值。單一畫素包含多個不同顏色的子畫素。實際應用中，色溫值代表單一畫素中各色之子畫素比例，如紅(R)、綠(G)、藍(B)等三色之相對比例，設定色溫值可透過調整紅、綠、藍各自的增益值(gain)來完成。例如，調高紅(R)的增益值，使顏色呈現偏向暖色；或調高藍(B)色的增益值，使顏色呈現偏向冷色。

於一實施例中，可在測試電腦120上(或透過顯示器140的OSD調節介面)設定好畫素之色溫值，並基於該色溫值送出測試畫面至顯示器140上的測試區A1。接著，執行步驟S120，以量測各別子畫素的過激指數(OD index)。須補充的是，於此實施例中，各別子畫素的過激指數量測為先後依序進行，也就是說，可依次序先後進行三回合的量測分別對應紅(R)、綠(G)、藍(B)等子畫素，同時間僅驅動測試區A1各畫素的單一種顏色的子畫素，以獨立測量各別子畫素的過激指數。

請一併參閱第3圖，其繪示根據本發明之一實施例中各色子畫素之亮度變化波形CR,CG與CB的示意圖。

於此實施例中，如第1B圖所示，步驟S120又可進一步分為多個子步驟，首先可執行步驟S121，利用光感測器160分別感測測試區A1中該些子畫素各自的亮度，光感測器160可將感測到的該些子畫素各自的亮度轉換為不同的電準訊號。接著，執行步驟S122，測試電腦120改變測試區A1中的子畫素的輸出灰階值，使其分別由起始灰階GLi變化至目標灰階GLt。

接著，在測試區A1中的子畫素的顯示訊號由起始灰階GLi(對應起始區間P1)變化至目標灰階GLt(對應目標區間P3)之間的變化區間P2內，光感測器160所感測的子畫素之亮度隨之改變，執行步驟S123，光感測器160輸出變化區間所感測的亮度結果(對應亮度的電位訊號)至示波器180上，進而產生該些子畫素各自的亮度變化波形。各色子畫素所對應之亮度變化波形在變化區間P2內(由起始灰階GLi變化至目標灰階GLt的時間區間內)會有各自的躍遷曲線。

如第3圖所示，因在不同色溫值下各種顏色的增益值相異，經過預設模式下過激驅動之後的顯示訊號中各種顏色的子畫素的躍遷曲線將有所不同，因此在畫面切換時便可能導致拖色。

接著，執行步驟S124，根據該躍遷曲線的變化，計算各色子畫素的過激指數(OD index)，其計算有多種實現方式。於一實施例中，各色子畫素的過激指數(OD index)的計算可藉由躍遷曲線的訊號準位取樣並平均產生，請參閱第4A圖，其繪示根據一實施例對其中一色子畫素計算過激指數的示意圖。步驟S124可針對紅色子畫素之亮度變化波形CR在變化區間P2進行取樣k個訊號準位，k為正整數。如第4A圖中，紅色子畫素之亮度變化波形CR在變化區間P2取樣了訊號準位a1至訊號準位ak，隨後可對上述k個訊號準位取平均值作為子畫素的過激指數(OD index)，同理其他兩色子畫素亦然。

請參閱第4B圖，其繪示根據另一實施例對其中一色子畫素計算過激指數的示意圖。於第4B圖之實施例中，計算紅色子畫素之亮度變化波形CR在變化區間P2內的面積值(如第4B圖中的斜線區域AP2之面積)作為子畫素的過激指數(OD index)，同理其他兩色子畫素亦然。

請參閱第4C圖，其繪示根據另一實施例對其中兩色子畫素計算過激指數的示意圖。於第4C圖之實施例中，計算紅色子畫素之亮度變化波形CR與綠色子畫素之亮度變化波形CG在適當點(例如電壓改變的中心點)上的切線斜率，該斜率即為子畫素的過激指數(OD index)，例如，亮度變化波形CR在中心點上的切線SR之斜率即作為紅色子畫素的過激指數(OD index)，而亮度變化波形CG在中心點上的切線SG之斜率即作為綠色子畫素的過激指數(OD index)，同理藍色子畫素亦然。

請參閱第4D圖，其繪示根據另一實施例對其中兩色子畫素計算過激指數的示意圖。於第4D圖之實施例中，計算紅色子畫素之亮度變化波形CR與綠色子畫素之亮度變化波形CG到達特定電位(也就是光感測器160感測到特定亮度)所須的時間即為子畫素的過激指數(OD index)，例如，子畫素之亮度變化波形CR所須的時間TR即作為紅色子畫素的過激指數(OD index)，而子畫素之亮度變化波形CG所須的時間TG即作為綠色子畫素的過激指數(OD index)，同理藍色子畫素亦然。

當完成各色子畫素之過激指數的計算之後(步驟S124)，便可執行步驟S140，根據上述各色子畫素之過激指數之結果回授控制該些子畫素的過激補償設定，分別對三種顏色的子畫素的過激補償設定進行回授調整，直到子畫素的過激指數均趨於一致(或彼此差距在一容許範圍內)，也就是把各色子畫素的過激指數調整至同一目標位準，請參閱第5圖，其繪示當各色子畫素的過激指數調整至同一目標位準時各色子畫素之亮度變化波形CR,CG與CB的示意圖。

其中，如第1B圖所示，步驟S140又可分為兩個子步驟，其中步驟S141，在一預設範圍內設定目標位準，此處的預設範圍須涵蓋目前各色子畫素的原過激指數。於一較佳實施例中，可由目前各色子畫素的原過激指數選擇最低的過激指數(也就是變化速度最慢者)來作為目標位準。請參閱第6圖，其繪示預設範圍、各色子畫素的原過激指數及目標位準的相對關係圖。如第6圖所示，假設，預設範圍為邊界值TH1與邊界值TH2之間，預設範圍涵蓋目前各色子畫素的過激指數OD1、OD2與OD3，當然亦涵蓋過激指數中的最小值(於此例中為過激指數OD1)與最大值(於此例中為過激指數OD3)。

於較佳實施例中，係選取各色子畫素的過激指數中的最小值作為目標位準，接著，執行步驟S142，步階調整另外兩色子畫素的過激指數使其趨近過激指數中的最小值。

三色子畫素的波形會產生三種過激指數，訂定一組目標位準(原過激指數中最小值)後，由測試電腦120調整三色子畫素輸出的數值，讓三色子畫素波形往目標位準逼近，每一灰階要單獨調校，直到調整到與目標一致的狀況。

為了加快調整的速度，步驟S142中採用步階(step)調整，即每次調整過後，計算此次調整所帶來的過激指數變化幅度，即相對於過激指數每次調整的變化幅度為多少，就可以粗估到達目標位準所須的時間或次數。

若當次調整帶來的過激指數變化幅度過小(相對目前過激指數與目標位準之間差距)，則放大下一次調整的變化幅度，即加大步階(step)。若當次調整帶來的過激指數變化幅度過大(相對目前過激指數與目標位準之間差距)，則縮小下一次調整的變化幅度，即縮小步階(step)。

最後，過激驅動顯示技術通常透過查表的方式進行，根據過激查找表的內容找出原灰階值在過激驅動補償下須輸出的灰階值設定，根據畫面的原灰階值進行查表後套用補償後灰階值。若色溫值重新設定，將導致各色增益值(如RGB gain)的改變。假設原先的紅色子畫素的灰階值變化為0~255等位階，原先的過激查找表記錄有255^＊ 255的灰階值之間的對照關係。若色溫值重新設定後，紅色子畫素之增益值為0.5，此時，色溫值變化後的紅色子畫素的灰階值變化僅為0~127。若依照原先的過激查找表其位階上的關係，在畫面欲輸出時，到原有過激查找表對應查表時會有偏差，進而影響過激驅動的狀況。

因此，如第1A圖與第1B圖所示，過激驅動調整方法進一步執行步驟S160，基於色溫值將調整後之該些子畫素的過激指數重新映射(re-mapping)成重映射過激查找表(re-mapped OD table)。透過內插查表的方式，讓過激驅動數值找到正確的對應。例如：由當前待求得的過激驅動數值，直接反推原有過激查找表的鄰近過激驅動數值，之後再透過內差的方式計算得到正確的過激驅動數值。

綜上所述，本揭示文件提出一種過激驅動調整方法根據畫素中不同顏色的多個子畫素分別計算各自的過激指數，並可根據不同色溫值動態調整過激查找表。

請參閱第7圖，其繪示一種過激驅動調整系統300的示意圖。過激驅動調整系統300可用以對過激驅動的設定進行動態調整，其執行的調整方法可參照先前實施例內容以及第1A圖至第6圖。

過激驅動調整系統300包含設定單元320、量測單元340以及調整單元360。設定單元320用以設定至少一畫素之色溫值(可參照先前實施例的步驟S100)，於此例中設定單元320設定的為顯示單元390之顯示畫面上各畫素的色溫值，畫素中具有不同顏色之複數子畫素。量測單元340用以量測該些子畫素的過激指數(可參照先前實施例的步驟S120)。調整單元用以將該些子畫素的過激指數均調整至同一目標位準(可參照先前實施例的步驟S140)。

量測單元340包含光感測器342以及計算模組344。光感測器342用以分別感測該些子畫素各自的亮度(可參照先前實施例的步驟S121)，當該些子畫素分別由一起始灰階變化至一目標灰階時，該光感測器根據變化期間所感測的該亮度產生該些子畫素各自的亮度變化波形(可參照先前實施例的步驟S123)，其中亮度變化波形的產生可搭配使用示波器(如第2圖之實施例中的示波器180)，但本發明並不以此為限。各自子畫素對應之亮度變化波形會有一躍遷曲線。計算模組344用以根據該躍遷曲線的變化，計算各自子畫素的該過激指數(可參照先前實施例的步驟S124)。

調整單元360包含數值設定模組362以及步階調整模組364。數值設定模組用以在一預設範圍內設定該目標位準(可參照先前實施例的步驟S141)，其中該些子畫素的過激指數皆落於該預設範圍之中，於一較佳實施例中，數值設定模組362係從該些子畫素的過激指數中選擇最低的過激指數來作為該目標位準。步階調整模組364用以步階調整該些子畫素的過激指數至該目標位準(可參照先前實施例的步驟S142)。

過激驅動調整系統300更包含映射單元370以及儲存單元380。映射單元370用以基於色溫值將調整後之該些子畫素的過激指數重新映射(re-mapping)成重映射過激查找表(re-mapped OD table)。儲存單元380用以儲存重映射過激查找表，可參照先前實施例的步驟S160。關於過激驅動調整系統300內部元件的操作原理已在先前實施例中有具體說明，在此不另贅述。

雖然本揭示內容已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭示內容，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100,300‧‧‧過激驅動調整系統

120‧‧‧測試電腦

140‧‧‧顯示器

160,162,342‧‧‧光感測器

180‧‧‧示波器

S100~S160‧‧‧步驟

320‧‧‧設定單元

340‧‧‧量測單元

344‧‧‧計算模組

360‧‧‧調整單元

362‧‧‧數值設定模組

364‧‧‧步階調整模組

370‧‧‧映射單元

380‧‧‧儲存單元

390‧‧‧顯示單元

為讓本揭示內容之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：

第1A圖與第1B圖繪示根據本發明之一實施例中一種過激驅動調整方法的方法流程圖；第2圖繪示根據本發明之一實施例中一種過激驅動調整系統的示意圖；第3圖繪示根據本發明之一實施例中各色子畫素之亮度變化波形的示意圖；第4A圖繪示根據一實施例對其中一色子畫素計算過激指數的示意圖；第4B圖繪示根據另一實施例對其中一色子畫素計算過激指數的示意圖；第4C圖繪示根據另一實施例對其中兩色子畫素計算過激指數的示意圖；第4D圖繪示根據另一實施例對其中兩色子畫素計算過激指數的示意圖；第5圖繪示當各色子畫素的過激指數調整至同一目標位準時各色子畫素之亮度變化波形的示意圖；第6圖繪示預設範圍、各色子畫素的原過激指數及目標位準的相對關係圖；以及第7圖繪示一種過激驅動調整系統的示意圖。

S100~S160‧‧‧步驟

Claims

一種過激驅動調整方法，包含下列步驟：設定至少一畫素之色溫值，該畫素中具有不同顏色之複數子畫素；量測該些子畫素的過激指數(OD index)；將該些子畫素的過激指數均調整至同一目標位準；以及基於色溫值，將調整後之該些子畫素的過激指數重新映射成一重映射過激查找表。
如請求項1所述之過激驅動調整方法，其中量測該些子畫素的過激指數之步驟包含：以一光感測器分別感測該些子畫素各自的一亮度；該些子畫素分別由一起始灰階變化至一目標灰階，根據變化區間所感測的該亮度產生該些子畫素各自的亮度變化波形，對應之亮度變化波形會有一躍遷曲線；以及根據該躍遷曲線的變化，計算該過激指數。
如請求項1所述之過激驅動調整方法，其中將該些子畫素的過激指數均調整至同一目標位準之步驟包含：在一預設範圍內，設定該目標位準，其中該些子畫素的過激指數皆落於該預設範圍之中；以及步階調整該些子畫素的過激指數至該目標位準。
如請求項3所述之過激驅動調整方法，其中設定該目標位準之步驟包含：從該些子畫素的過激指數中選擇一最低的過激指數來作為該目標位準。
一種過激驅動調整系統，包含：一設定單元，用以設定至少一畫素之色溫值，該畫素中具有不同顏色之複數子畫素；一量測單元，用以量測該些子畫素的過激指數(OD index)；一調整單元，用以將該些子畫素的過激指數均調整至同一目標位準；一映射單元，用以基於色溫值將調整後之該些子畫素的過激指數重新映射成一重映射過激查找表；以及一儲存單元，用以儲存該重映射過激查找表。
如請求項5所述之過激驅動調整系統，其中該量測單元包含：一光感測器，用以分別感測該些子畫素各自的一亮度，當該些子畫素分別由一起始灰階變化至一目標灰階時，該光感測器根據變化期間所感測的該亮度產生該些子畫素各自的亮度變化波形，各自子畫素對應之亮度變化波形會有一躍遷曲線；以及一計算模組，用以根據該躍遷曲線的變化，計算各自子畫素的該過激指數。
如請求項5所述之過激驅動調整系統，其中該調整單元包含：一數值設定模組，用以在一預設範圍內設定該目標位準，其中該些子畫素的過激指數皆落於該預設範圍之中；以及一步階調整模組，用以步階調整該些子畫素的過激指數至該目標位準。
如請求項7所述之過激驅動調整系統，其中該數值設定模組係從該些子畫素的過激指數中選擇一最低的過激指數來作為該目標位準。