TWI498872B - 有機發光二極體顯示器中將ｒｇｂ資料訊號轉換成ｒｇｂｗ資料訊號的方法與裝置 - Google Patents

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Description

有機發光二極體顯示器中將RGB資料訊號轉換成RGBW資 料訊號的方法與裝置
本揭示文件係有關於一種彩色顯示器，特別是有關於一種具有RGBW子畫素的有機發光二極體顯示器。
發光二極體(LEDs)及有機發光二極體已被用來製造彩色顯示面板。類似傳統的液晶顯示器，有機發光二極體顯示器基於三種主要顏色紅(R)，綠(G)及藍(B)以產生彩色影像。在有機發光二極體顯示器中的一個彩色畫素，可以由紅色子畫素、綠色子畫素及藍色子畫素所共同構成。一般而言，有機發光二極體材料對於不同電流大致為線性響應，因此不同的顏色及色調可以藉由控制電流的大小來達成。傳統的液晶顯示器的畫素扮演光線閘門，讓背光單元所提供的光線從畫素透射出去，相對於傳統的液晶顯示器，有機發光二極體具有本身可以直接發光的優點。因此，一般而言，發光二極體/有機發光二極體面板可以製造得比液晶顯示面板來得薄。此外，液晶面板中的液晶分子具有較慢的反應時間是 眾所皆知的。相對於液晶顯示器而言，有機發光二極體顯示器也可以提供較大的視角、較高的對比值以及較高的電力效能。
典型的液晶顯示面板具有複數個畫素，以二維矩陣方式配置，並藉由資料驅動器及閘極驅動器所驅動。其中，液晶顯示面板為非自發光顯示面板(非自發光顯示器)，由背光源提供光源給予液晶顯示面板。如第1圖所示，在液晶顯示面板1中的液晶顯示畫素5，在顯示區域40中以行與列配置。資料驅動器20用以提供資料訊號至每一行，而閘極驅動器30用以提供閘極線訊號至每一列。在彩色顯示面板中，影像通常以三種顏色呈現，即紅色(R)、綠色(G)與藍色(B)。每一畫素5一般分成三個彩色子畫素：紅色子畫素，綠色子畫素及藍色子畫素。在某些彩色顯示面板，每一畫素5也具有白色(W)子畫素。然而，不論畫素中具有三個子畫素(即R、G、B等三個子畫素)或四個子畫素(即R、G、B、W等四個子畫素)，傳統作法中提供給每一畫素的數據只有三個資料訊號，分別對應R、G、B等三個顏色。
本揭示文件提供一種方法與裝置，用於將對應RGB等顏色的三個資料訊號轉換成對應RGBW等顏色的四個訊號，應用於有機發光二極體中，其中每一畫素具有三個彩色子畫素及一白色子畫素。在轉換步驟中，輸入亮度值藉由RGB彩色空間與RGBW彩色空間之間的映射比進行展開，使得展開的輸入亮度值可以在RGBW彩色空間的色域邊界 內。
因此，本揭示文件的第一態樣係為一種方法，應用於包括複數個畫素的顯示面板，每一畫素包括第一子畫素，第二子畫素，第三子畫素及第四子畫素，該顯示面板配置用以接收複數個輸入訊號以顯示一影像。其中該等輸入訊號以N個二進位位元表示，而該等輸入訊號之最大值等於2N -1，N為大於1的整數。其中該等輸入訊號包括第一輸入訊號、第二輸入訊號以及第三輸入訊號。該方法包括：將該等輸入訊號轉換成複數個輸入亮度值；從該等輸入亮度值決定一調整係數；以及，經由該等輸入亮度值及該調整係數，計算複數個調整亮度值，該等調整亮度值包括在亮度空間中的第一調整亮度值、第二調整亮度值、第三調整亮度值以及第四調整亮度值，分別用於該畫素，第一、第二以及第三調整亮度值分別對應第一、第二以及第三輸入訊號。
其中該顯示面板具有一色溫特性，因此若該等調整亮度值是根據該色溫特性進行色溫校正以提供在亮度空間中的複數個色溫校正後數據，該等色溫校正後數據包括用於該第一子畫素的一第一校正值、用於該第二子畫素的一第二校正值、用於該第三子畫素之一第三校正值以及用於該第四子畫素的一第四校正值。上述決定該調整係數與計算該調整亮度值之步驟，使得當該第一、第二以及第三輸入訊號每一者均為數值2N -1時該第一、第二、第三以及第四校正值每一者小於等於0.5。
本揭示文件的另一態樣為一種處理器，處理器應用於包括複數個畫素的一顯示面板，每一畫素包括一第一子畫素、一第二子畫素、一第三子畫素以及一第四子畫素。顯示 面板配置用以接收複數個輸入訊號以顯示一影像，其中該等輸入訊號以N個二進位位元表示，而該等輸入訊號之最大值等於2N-1，N為大於1的整數，其中該等輸入訊號包括第一輸入訊號、第二輸入訊號以及第三輸入訊號，該處理器包括轉換部件、色階調整部件以及數據調整部件。
轉換部件配置用以將該等輸入訊號轉換成複數個輸入亮度值。色階調整部件配置用以從該等輸入亮度值決定一調整係數。數據調整部件配置用以經由該等輸入亮度值及該調整係數，計算複數個調整亮度值，該等調整亮度值包括一第一調整亮度值、一第二調整亮度值、一第三調整亮度值以及一第四調整亮度值，該第一、第二及第三調整亮度值分別對應該第一、第二及第三輸入訊號。
其中該顯示面板具有一色溫特性，若該等調整亮度值是根據該色溫特性進行色溫校正以提供在亮度空間中的複數個色溫校正後數據，該等色溫校正後數據包括用於該第一子畫素的一第一校正值、用於該第二子畫素的一第二校正值、用於該第三子畫素之一第三校正值以及用於該第四子畫素的一第四校正值，上述決定該調整係數與計算該調整亮度值之步驟，使得當該第一、第二以及第三輸入訊號每一者均為數值2N-1時該第一、第二、第三以及第四校正值每一者小於等於0.5。
1‧‧‧顯示面板
5,10‧‧‧畫素
20,200‧‧‧資料驅動器
30,300‧‧‧閘極驅動器
40,400‧‧‧顯示區域
265‧‧‧數據調整部件
266‧‧‧伽瑪修正部件
268‧‧‧灰階調整部件
270‧‧‧色溫校正部件
272‧‧‧色階調整部件
100‧‧‧有機發光二極體顯示器
250‧‧‧轉換模組
252‧‧‧記憶體
254‧‧‧轉換模組
260‧‧‧標準化部件
262,274‧‧‧伽瑪調整部件
263‧‧‧數據展開部件
264‧‧‧基線調整部件
282‧‧‧排序模組
284‧‧‧飽和度計算模組
286‧‧‧數值決定模組
288‧‧‧映射比決定模組
290‧‧‧排序模組
300‧‧‧流程圖
302~314‧‧‧步驟
第1圖繪示一典型顯示面板具有畫素的行與列於一顯示區域中。
第2圖繪示根據本揭示文件多個實施例的一種顯示面板。
第3圖繪示根據本揭示文件，將RGB的輸入亮度值訊號轉換成RGBW的輸出亮度值訊號。
第4a圖繪示根據本揭示文件一實施例的一種轉換模組。
第4b圖繪示根據本揭示文件另一實施例之一種轉換模組。
第4c圖繪示根據本揭示文件一不同實施例之一種附加模組。
第4d圖繪示根據本揭示文件一實施例的一種數據展開部件。
第4e圖繪是根據本揭示文件一實施例的一種排序模組用來決定一映射比。
第5a圖繪示根據本揭示文件一實施例，在一有機發光二極體顯示面板中的一種畫素，具有四個子畫素。
第5b圖繪示根據本揭示文件另一實施例，在一有機發光二極體顯示面板中的一種畫素，具有四個子畫素。
第6圖繪示在一子畫素中的一種典型切換電路。
第7圖繪示根據本揭示文件，一種輸入訊號轉換方法的流程圖。
第8a圖繪示RGB色域邊界與RGBW色域邊界的關係圖。
第8b圖繪示數值與飽和度關係圖，用以決定複數個輸入亮度值的映射比。
第8c圖繪示根據本揭示文件一實施例，一曲線用以 決定一最終應設比。
本揭示文件主要是有關於應用一彩色顯示器中，將RGB三個資料訊號轉換成RGBW四個資料訊號。此轉換執行以使得縱使當RGB訊號為最大值，在訊號修正以適於顯示器的色溫後，在亮度空間中的每一RGBW訊號實質上小於等於0.5。
根據本揭示文件的多個實施例，RGB至RGBW的訊號轉換方案可以應用於多種彩色顯示器(面板)，包括一自發光顯示器，例如有機發光二極體顯示器(面板)。其中，自發光顯示器不需要背光源來提供光線給予顯示器(面板)。第2圖為根據本揭示文件的一種有機發光二極體顯示器的示意圖。如第2圖所示，有機發光二極體顯示器100具有複數個畫素10，上述多個畫素10以行列矩陣方式配置來構成一顯示區域400。每一畫素具有RGB三個彩色子畫素及白色或透明(W)子畫素(參照第3圖)。資料驅動器(Data driver)200用以提供資料訊號至每一行中的子畫素。閘極驅動器(gate driver or scan driver)300用以提供閘極線訊號至每一列中的子畫素。為了提供資料訊號中的四個訊號分量至所對應的畫素中，即所對應的四個子畫素中，轉換模組250用以將輸入資料訊號中三個訊號分量的資料訊號轉換成輸出資料訊號中四個訊號分量的資料訊號。接著將四個訊號分量的資料訊號傳送至資料驅動器200。然後，再將四個訊號分量的資料訊號傳遞至所對應的畫素中，即所對應的四個子畫素中。
如第3圖所示，輸入資料訊號僅具有三個訊號分量紅色、綠色及藍色(即dRi、dGi及dBi)。轉換模組250具有一組訊號線以接受輸入資料訊號(其僅包含三個訊號分量)，及另一組訊號線以提供輸出資料訊號(其包含四個訊號分量，即dRo’、dGo’、dBo’及dWo’)至資料驅動器200。資料驅動器200具有資料驅動電路及時間控制器(timing controller,T-Con)，配置用以輸出四個訊號分量至每一畫素10。畫素10具有四個子畫素12r、12g、12b及12w。經過色溫校正後，輸出資料訊號具有四個訊號分量紅色、綠色、藍色及白色(或表示為dRo’、dGo’、dBo’及dWo’)。轉換模組250可以為一般電子處理器，或一特定積體電路具有硬體電路以執行資料訊號轉換。可替代的是，轉換模組250具有記憶體252。記憶體252可以為一非暫態電腦可讀媒體，具有程式碼配置用以將輸入資料訊號中的三個訊號分量轉換成輸出訊號中的四個訊號分量。RGB至RGBW轉換中的演算法，係藉由轉換模組250執行，或者藉由硬體電路，或藉由軟體程式，如第4a圖及第4b圖所示，且藉由如第7圖所示的流程圖說明。
第4a圖繪示根據本揭示文件一實施例，在一轉換模組250中，RGB至RGBW轉換中的多個階段之方塊圖。如第4a圖所示，轉換模組250具有標準化部件260，標準化部件260用以接收輸入資料訊號dRi、dGi以及dBi並將他們轉換成在訊號空間中的標準化輸入數據(其可表示為[Rn,Gn,Bn])。接著，這些在訊號空間中的標準化輸入數據[Rn,Gn,Bn]藉由伽瑪調整部件262轉換成亮度空間中的輸入亮度值(其可表示為[Ri,Gi,Bi])。舉例來說，伽瑪調整部件262 以伽瑪值2.2對[Rn,Gn,Bn]進行伽瑪展開，以提供在亮度空間的RGB亮度值[Ri,Gi,Bi]。色階調整部件272根據亮度空間的RGB亮度值[Ri,Gi,Bi]計算倍增係數f1以及色階調整基線W1，如下所述：首先，色階調整部件272由RGB亮度值[Ri,Gi,Bi]決定一飽和數值S，如下所示：S=([Ri,Gi,Bi]max-[Ri,Gi,Bi]min)/[Ri,Gi,Bi]max
當飽和數值S<0.5時，色階調整部件272將亮度參數V’max定義為2(即V’max=2)；另一方面，當飽和數值S0.5時，將亮度參數V’max定義為1/S(即V’max=1/S)。
接著，色階調整部件272決定倍增係數f1的大小，如下所示：倍增係數f1=亮度參數V’max/[Ri,Gi,Bi]max
再接著，色階調整部件272決定色階調整基線W1，如下所示：W1=f1*[Ri,Gi,Bi]min/2，或W1=f1*[Ri,Gi,Bi]max/2
針對前述第4a圖中所述的色階調整部件272的範例，請查看下述的詳細描述，如第4d圖所示，在此不再加以贅述。
接著，數據展開部件263用來展開在亮度空間的RGB亮度值(即[Ri,Gi,Bi])，數據展開部件263藉由將色階調整部件272決定的倍增係數f1乘上亮度空間的RGB亮度值進行展開，也就是說，數據展開部件263產生的展開結果[Ri’,Gi’,Bi’]如下所示：[Ri’,Gi’,Bi’]=f1*[Ri,Gi,Bi]
基線調整部件264根據色階調整部件272決定的色階調整基線W1，來計算基線調整後數據[R1,G1,B1]如下所示：[R1,G1,B1]=[Ri’,Gi’,Bi’]-W1
色階調整基線W1也用來計算亮度空間中的白色數據W0，如下所示：白色數據W0=W1/f1
基線調整部件264所形成的基線調整後數據[R1,G1,B1]，隨後透過數據調整部件265以調整係數f2進行調整，數據調整部件265形成之係數調整後數據[R0,G0,B0]如下所示：係數調整後數據[R0,G0,B0]=[R1,G1,B1]/f2
其中，上述的調整係數f2係選自於範圍0<f2f1，使得白色數據W0實質上小於或等於[R1,G1,B1]min/f2。
在亮度空間中調整後數據的四個分量[R0,G0,B0,W0]分別稱為第一調整亮度值R0、第二調整亮度值G0、第三調整亮度值B0以及第四調整亮度值W0，接著透過伽瑪修正部件266處理變成在訊號空間的調整後數據，如下所示：[Rc,Gc,Bc,Wc]=[R0,G0,B0,W0]1/2.2 ，其中，上述算式中的2.2是代表伽瑪修正採用之伽瑪值為2.2。
藉由灰階轉換部件268的灰階轉換後，我們可以得到在輸出資料訊號中的四個訊號分量，例如：[dRo,dGo,dBo,dWo]=[Rc,Gc,Bc,Wc]*255
其中，255是指灰階轉換時使用的總灰階數值。
在本揭示文件的一實施例中，四訊號分量[dRo,dGo,dBo,dWo]也可以利用色溫校正部件270，例如：查找表(LUT)，來修正他們的色溫，而變成色溫校正後數據，即四個分量的校正值[dRo’,dGo’,dBo’,dWo’]，例如：[dRo’,dGo’,dBo’,dWo’]=[dRo,dGo,dBo,dWo]*(RGBW-LUT)
色溫係基於顯示面板的色溫特性。一般而言，色溫是與顏色相關的。即使當綠色訊號分量與紅色訊號分量相同，綠色訊號分量的色溫可能與紅色訊號分量的色溫不同。
與數據調整部件265有關的調整係數f2可以選自於範圍0<f2f1。假設選擇調整係數f2實質上等於調整係數f1，那麼第4a圖中所示的數據展開部件263及數據調整部件265可以省略。如此一來，轉換模組250可以如第4b圖所示的方塊圖來表示。也就是說，伽瑪調整部件262所輸出的訊號[Ri,Gi,Bi]以及色階調整部件272所輸出的訊號W0就會給予基線調整部件264，而不經過其它部份，且基線調整部件264所輸出的訊號[R0,G0,B0,W0]就會給予伽瑪修正部件266，而不經過其它部份。再者伽瑪修正部件266之後的部件與訊號，例如：伽瑪修正部件266、灰階轉換部件268以及色溫校正部份270及上述所述的傳遞訊號與運算，請查閱上述，在此不贅言。此外，為了顯示即使當輸入RGB訊號為最大值，在亮度空間中每一輸出RGBW訊號實質上小於等於0.5。額外的轉換模組254(如第4c圖所示)係用來將在訊號空間中的四個訊號分量dRo’、dGo’、dBo’及dWo’，轉換成四個數據分量dRs’、dGs’、dBs’及dWs’分別稱為第一校正值dRs’、第二校正值dGs’、第三校正值dBs’ 以及第四校正值dWs’。
如第4c圖所示，轉換模組254包含標準化部件273以及伽瑪調整部件274。在訊號空間的色溫校正值[dRo’,dGo’,dBo’,dWo’]藉由標準化部件273，標準化成標準化數據[dRn’,dGn’,dBn’,dWn’]。於此例中，假設伽瑪調整部件274以伽瑪值2.2對[dRn’,dGn’,dBn’,dWn’]進行伽瑪展開，用以提供於亮度空間中的色溫校正值，伽瑪調整部件274所產生之經伽瑪調整後的色溫校正值分別為[dRs’,dGs’,dBs’,dWs’]。可以顯示的是，當輸入訊號[dRi,dGi,dBi](參照第4a圖及第4b圖)為最大值(例如當輸入訊號[dRi,dGi,dBi]三者的最大灰階為[255,255,255]時)，在亮度空間中每一色溫校正值[dRs’,dGs’,dBs’,dWs’]具有數值介於及的範圍中，其中k為白色(W)子畫素的面積相對於R、G或B其中任一個子畫素面積的比值(其中RGB子畫素面積實質上為均等當作較佳範例，而於其它實施例中，RGB子畫素面積至少一者可實質上不同其它子畫素面積)，例如：
在本揭示文件的多個實施例中，倍增係數f1係基於飽和數值S及[Ri,Gi,Bi]max(參照後續實例1至實例3)。倍 增係數f1利用一色階調整部件272進行計算。第4d圖繪示於一實施例中色階調整部件272的示意圖。色階調整部件272可透過具有實體線路連接的處理器實現，或是，色階調整部件272亦可為具有軟體程式之處理器，其用以執行多個處理步驟。如第4d圖所示，色階調整部件272包括一排序模組282用以挑選出RGB亮度值[Ri,Gi,Bi]中的最大值(表示為[Ri,Gi,Bi]max)以及RGB亮度值[Ri,Gi,Bi]的最小值(表示為[Ri,Gi,Bi]min)，且傳送最大值[Ri,Gi,Bi]max及最小值[Ri,Gi,Bi]min至飽和度計算模組284，飽和度計算模組284用以決定飽和數值S如下：S=([Ri,Gi,Bi]max-[Ri,Gi,Bi]min)/[Ri,Gi,Bi]max
提供飽和數值S至一數值決定模組286，以計算亮度參數V’max如下：當S<0.5時，亮度參數V’max=2；當S0.5時，亮度參數V’max=1/S。
映射比決定模組288基於亮度參數V’max計算一映射比α，其計算方式如下：映射比α=V’max/[Ri,Gi,Bi]max
在本揭示文件的某些實施例中，倍增係數f1與映射比α相同(即倍增係數f1=映射比α=V’max/[Ri,Gi,Bi]max)。色階調整部件272基於倍增係數f1以及RGB亮度值[Ri,Gi,Bi]，而決定色階調整基線W1。
在本揭示文件的一不同實施例中，倍增係數f1係藉由最小映射比αfinal 所決定，αfinal 為在一被選取的影像部份中所有畫素各自的映射比(mapping ratio,α)中的最小值。舉例來說，可採用第4e圖所示之排序模組290以決定一影像 部分中最小映射比αfinal ，。如第4e圖所示，像素映射比αij 代表每一個像素藉由飽和數值S、亮度參數V’max及提供至畫素的輸入亮度值[Ri,Gi,Bi]所決定的個別像素的映射比。當一部份的影像被選取以計算其中的最小映射比αfinal 時，在此被選取的影像部分中每一個畫素各自的像素映射比αij 將被提供給排序模組290用來排序，以得到最小映射比αfinal 。其中，排序模組290如何執行排序，將結合第8a圖至第8c圖說明，在此不再贅言。
下列段落為實例1，為了根據如第4a圖所示的實施例說明轉換演算法，我們選擇一組最大輸入訊號或[dRi,dGi,dBi]=[255,255,255]。一般來說，輸入訊號以N個二進位位元(N binary bits)表示。為方便說明，在此假設N=8，也就是說，各顏色的灰階以8個二進位位元(8-bits)表示，於8-bits的灰階的數值通常由0~255表示(其中，255=28 -1)。實際應用中，隨著色彩顯示精細程度的不同，自然可以選擇不同的灰階深度，例如16位元、32位元等灰階)，本發明並不以8位元為限。
藉由標準化模組260標準化後，我們獲得：[Rn,Gn,Bn]=[255,255,255]/255=[1,1,1]。
伽瑪調整部件262以一伽瑪值2.2，對[Rn,Gn,Bn]進行伽瑪展開，以提供在亮度空間的RGB數據，例如：[Ri,Gi,Bi]=[1,1,1]2.2 =[1,1,1]。
從[Ri,Gi,Bi]，一色階調整部件272計算一倍增係數f1，及一色階調整基線W1如下所述：S=([Ri,Gi,Bi]max-[Ri,Gi,Bi]min)/[Ri,Gi,Bi]max=(1-1)/1 =0
由於S=0<0.5，我們獲得V’max=2。
決定倍增係數f1，如：f1=V’max/1=2
決定色階調整基線W1，如：W1=f1*[Ri,Gi,Bi]min/2，或W1=f1*[Ri,Gi,Bi]max/2=2*1/2=1
一數據展開部件263接著用來展開在亮度空間的RGB數據(即[Ri,Gi,Bi])，藉由以f1乘上這些數值，例如[Ri’,Gi’,Bi’]=f1*[1,1,1]=2*[1,1,1]=[2,2,2]
基線調整部件264基於色階調整基線W1，計算基線調整後數據[R1,G1,B1]：[R1,G1,B1]=[Ri’,Gi’,Bi’]-W1=[2,2,2]-1=[1,1,1]
色階調整基線W1也用來計算亮度空間中的白色數據，例如：W0=W1/f1=1/2=0.5
基線調整後數據[R1,G1,B1]透過數據調整部件265，以係數f2進行調整，而變成：[R0,G0,B0]=[R1,G1,B1]/f2=[1,1,1]/f2
調整係數f2係選自於範圍0<f2f1，如果我們選擇f2=f1=2，而我們獲得：[R0,G0,B0]=[1,1,1]/2=[0.5,0.5,0.5]。
在亮度空間中調整後數據的四個分量[R0,G0,B0, W0]接著透過伽瑪修正部件266處理變成在訊號空間的調整後數據如：[Rc,Gc,Bc,Wc]=[R0,G0,B0,W0]1/2.2 =[0.5,0.5,0.5,0.5]1/2.2 =[0.73,0.73,0.73,0.73]
藉由部件268的灰階轉換後，我們可以得到在輸出資料訊號中的四個訊號分量，例如：[dRo,dGo,dBo,dWo]=[Rc,Gc,Bc,Wc]*255=[0.73,0.73,0.73,0.73]*255=[186,186,186,186]
利用一查找表，[dRo,dGo,dBo,dWo]之色溫為：[dRo,dGo,dBo,dWo]*(RGBW-LUT)=[186,186,186,186]*(RGBW-LUT)
色溫調整係基於一顯示面板的色溫特性。查找表(LUT)僅表示產生一顯示圖片出現於顯示器的方法。僅為了說明為目的，讓我們假設對應資料訊號[186,186,186,186]的色溫為[2899,2698,2981,2698]，其中，上述色溫座標是以分為4096階(以0~4095之間的數值表示)。
接著，轉換模組250將上述色溫座標(介於0~4095之間)進行標準化，並使標準化後的調整結果在數值範圍落在0-255之內，從轉換模組250可獲得在訊號空間的輸出數據：[dRo’,dGo’,dBo’,dWo’]={[2899,2698,2981,2698]/4095}*255=[0.708,0.659,0.728,0.659]*255=[180,168,186,168]
在亮度空間的相同輸出數據為：[dRs’,dGs’,dBs’,dWs’]=[0.708,0.659,0.728,0.659]2.2 =[0.468,0.400,0.498,0.400]
以k=1(其中k代表W子畫素的面積對RGB子畫素的面積之比值)，我們獲得：0.4/k[dRs’,dGs’,dBs’,dWs’]0.5/k
dWs’[dRs’,dGs’,dBs’]min
下列段落為實例2，為了說明RGB的不同輸入訊號如何轉換成四個訊號分量[dRo,dGo,dBo,dWo]，我們選擇[dRi,dGi,dBi]=[251,203,186]。藉由標準化模組260標準化後，我們獲得：[Rn,Gn,Bn]=[251,203,186]/255=[0.984,0.796,0.729]
伽瑪調整部件262以一伽瑪值2.2，對[Rn,Gn,Bn]進行伽瑪展開，以提供在亮度空間的RGB數據，例如：[Ri,Gi,Bi]=[0.984,0.796,0.729]2.2 =[0.966,0.605,0.500]
從[Ri,Gi,Bi]，一色階調整部件272計算一倍增係數f1，及一色階調整基線W1如下所述：S=([Ri,Gi,Bi]max-[Ri,Gi,Bi]min)/[Ri,Gi,Bi]max=(0.966-0.500)/0.966=0.466/0.96=0.482
如果S<0.5，設定亮度參數V’max=2；如果S0.5，則設定亮度參數V’max=1/S。由於S=0.482<0.5，獲得亮度參數V’max=2。
決定倍增係數f1如：f1=V’max/[Ri,Gi,Bi]max=2/0.966=2.070
決定色階調整基線W1如：W1=f1 x[Ri,Gi,Bi]min/2=2.070 x 0.500/2=0.517
數據展開部件263接著用來展開在亮度空間的RGB數據，即[Ri,Gi,Bi]，藉由以f1乘上這些數值，例如：[Ri’,Gi’,Bi’]=f1*[Ri,Gi,Bi]=2.070*[0.966,0.605,0.500]=[2.000,1.252,1.035]
基線調整部件264基於色階調整基線W1，計算基線調整後數據[R1,G1,B1]：[R1,G1,B1]=[Ri’,Gi’,Bi’]-W1=[2.000,1.252,1.035]-0.517=[1.483,0.735,0.517]
色階調整基線W1也用來計算亮度空間中的白色數據，例如：W0=W1/f1=0.517/2.070=0.250
基線調整後數據[R1,G1,B1]透過數據調整部件265，以係數f2進行調整，而變成：[R0,G0,B0]=[R1,G1,B1]/f2 =[1.483,0.735,0.517]/f2
調整係數f2係選自於範圍0<f2f1，使得W0小於等於[R1,G1,B1]min/f2。在此實例中，f2可以選擇等於f1，使得：[R0,G0,B0]=[1.483,0.735,0.517]/2.070=[0.716,0.355,0.250]。
在亮度空間中調整後數據的四個分量[R0,G0,B0,W0]接著透過伽瑪修正部件266處理變成在訊號空間的調整後數據如：[Rc,Gc,Bc,Wc]=[R0,G0,B0,W0]1/2.2 =[0.716,0.355,0.250,0250]1/2.2 =[0.859,0.624,0.532,0.532]
藉由部件266的灰階轉換後，我們可以得到在輸出資料訊號中的四個訊號分量，例如：[dRo,dGo,dBo,dWo]=[Rc,Gc,Bc,Wc]*255=[0.859,0.624,0.532,0.532]*255=[219,159,136,136]
下列段落為其他實施例，如先前所述，決定色階調整基線W1可以藉由：W1=f1*[Ri,Gi,Bi]min/2，或藉由：W1=f1*[Ri,Gi,Bi]max/2
如果輸入訊號為最大值，即[dRi,dGi,dBi]=[255,255,255](參照實例1)，則[Ri,Gi,Bi]min與[Ri,Gi,Bi]max相同，因此不管基於[Ri,Gi,Bi]min或[Ri,Gi,Bi]max決定W1，在輸入訊號為最大值時其結果都一樣。然而，如果輸 入訊號非為最大值，則[Ri,Gi,Bi]min與[Ri,Gi,Bi]max不同，因此色階調整基線受到W1如何決定所影響。
在上述實例2中，[dRi,dGi,dBi]=[251,203,186]，且在亮度空間中的RGB數據為[Ri,Gi,Bi]=[0.966,0.605,0.500]。倍增係數決定如：f1=V’max/[Ri,Gi,Bi]max=2/0.966=2.070
接著W1=f1*[Ri,Gi,Bi]min/2，即W1=0.517。在輸出資料訊號中四個訊號分量為：[dRo,dGo,dBo,dWo]=[219,159,136,136]
下列段落為實例3，在本揭示文件的另一實施例中色階調整基線W1基於[Ri,Gi,Bi]max而決定，如：W1=f1*[Ri,Gi,Bi]max/2=2.070 x 0.966/2=1.0
為了簡化，我們選擇f2=f1，即忽略數據展開部件263及數據調整部件265(參照第4a圖)，而在轉換模組250中的轉換步驟之執行如第4b圖所示。
在此實例中，我們獲得二種情況：
情況一[Ri,Gi,Bi]min[Ri,Gi,Bi]max/2，則：W0=[Ri,Gi,Bi]max/2；[R0,G0,R0]=[Ri,Gi,Bi]-W0
情況二[Ri,Gi,Bi]min<[Ri,Gi,Bi]max/2，則：W0=[Ri,Gi,Bi]max/2+[Ri,Gi,Bi]min；[R0,G0,R0]=[Ri,Gi,Bi]-W0
為了說明此實施例如何執行，我們選擇[dRi,dGi,dBi]=[255,255,224]。在標準化及伽瑪修正後，獲得：[Ri,Gi,Bi]={[255,255,224]/255}2.2=[1,1,0.878]2.2 =[1,1,0.752]
在此實例中，[Ri,Gi,Bi]min=0.752且[Ri,Gi,Bi]max/2=0.5。獲得：W0=0.5；[R0,G0,R0]=[Ri,Gi,Bi]-W0=[0.5,0.5,0.252]；[Rc,Gc,Bc,Wc]=[0.5,0.5,0.252,0.5]1/2.2 =[0.730,0.730,0.534,0.730]
[dRo,dGo,dBo,dWo]=[Rc,Gc,Bc,Wc]*255=[186,186,136,186]
下列段落為實例4，在畫素設計中，其中W子畫素的面積對RGB子畫素的面積之比值為k，我們獲得二種狀況：
情況一，若[Ri,Gi,Bi]mink*[Ri,Gi,Bi]max/(1+k)，則：W0=[Ri,Gi,Bi]max/(1+k)；[R0,G0,B0]=[Ri,Gi,Bi]-k*W0
情況二，若[Ri,Gi,Bi]min<k*[Ri,Gi,Bi]max/(1+k)，則：W0=[Ri,Gi,Bi]max/(1+k)+[Ri,Gi,Bi]min/k；[R0,G0,R0]=[Ri,Gi,Bi]-k*W0
下列段落為實例5，在本揭示文件的一不同實施例 中，倍增係數f1係藉由在一影像部分中對所有畫素的[Ri,Gi,Bi]max/V’max之曲線所決定。如先前所定義，亮度參數V’max由飽和數值S所決定：S=([Ri,Gi,Bi]max-[Ri,Gi,Bi]min)/[Ri,Gi,Bi]max
若S<0.5，則設定亮度參數V’max=2；若S0.5，則設定亮度參數V’max=1/S。
定義Q=[Ri,Gi,Bi]max/V’max，而0<Q1，且在畫素中篩選出Q的最大值，我們獲得f1=1/Qmax。此排序篩選可以在一線路連接電路比如特定應用積體電路(Application-specific integrated circuit,ASIC)中執行，或利用建置在一般處理器、一記憶裝置或一計算裝置中之一軟體程式執行。數值1/Qmax也可以參照如αfinal 。第8a圖至第8c圖繪示αfinal 如何決定。
以一畫素具有最大數據數值[1,1,1]，我們獲得亮度參數V’max=2且Q=0.5；以一畫素具有數據數值[1,1,0]，我們具有亮度參數V’max=1且Q=1。
本揭示文件的多個實施例可以應用於一顯示面板具有複數個畫素，其中每一畫素具有四個子畫素。舉例來說，在一有機發光二極體顯示器中，一彩色畫素可以具有紅色有機發光二極體、藍色有機發光二極體、綠色有機發光二極體以及白色有機發光二極體，以形成四個不同彩色子畫素，如第5b圖所示。可替代的是，一彩色畫素可以具有四個白色有機發光二極體，透過如第5a圖所示的彩色濾光片，以形成四個彩色子畫素。可以理解的是，每一有機發光二極體一般藉由一電流源所驅動，如第6圖所示。
總括來說，本揭示文件提供一種轉換演算法，用於 將RGB三個資料訊號，轉換成RGBW的四個資料訊號。在亮度空間中的RGBW四個資料訊號，即[R0,G0,R0,W0]，基於顯示器的色溫特性調整後，色溫校正值[dRo’,dGo’,dBo’,dWo’]在[R0,G0,R0,W0]的0.8至1.0的範圍內。特別的是，RGB的三個資料訊號係接收以作為輸入訊號，並以N個二進位位元表示，而輸入訊號的最大值等於2N -1。本轉換演算法包含的步驟如第7圖所示。如第7圖中的流程圖300所示，在步驟302中，接收RGB的輸入訊號(在訊號空間中)。在步驟304中，訊號空間中的輸入訊號轉換成輸入亮度值。在步驟306中，接著展開輸入亮度值。在輸入亮度值展開後，在步驟308中決定一調整係數，且在步驟310中調整係數用來計算調整亮度值。接著在步驟312中，調整後的調整亮度值進行再次調整。在步驟314中，對此再次調整後的亮度值進行色溫校正。此色溫校正後的數據，接著應用於顯示器中的四個彩色子畫素。在本揭示文件的某些實施例中，步驟306及312為可選擇性的，也可以同時被忽略。如果步驟306用來展開輸入亮度值，倍增係數係基於飽和數值S及在輸入亮度值的最大值而決定。在步驟312中用來再次調整調整亮度值的非零調整參數，可以小於等於倍增係數。調整係數可以從輸入亮度值之最小值或最大值決定。
根據本揭示文件的一實施例，倍增係數用來展開輸入亮度值，倍增係數係基於一飽和數值S及對於一畫素輸入亮度值的最大值而決定(參照實例1及實例2)。根據本揭示文件的另一實施例，倍增係數係基於一飽和數值S，及對於一影像選擇的部分中複數個畫素，輸入亮度值的最大值而決定(參照實例5)。在此實施例中，倍增係數藉由一數值謂之 αfinal 所決定。利用αfinal 的理由係用以確保輸入亮度值經由數據展開部件263(參照第4a圖)展開後所形成的數據[Ri’,Gi’,Bi’]仍維持在RGBW的色域邊界內。
為了正確地映射RGB彩色空間中的輸入亮度值[Ri,Gi,Bi]至RGBW彩色空間中的[R1,G1,B1,W1]，假設RGB亮度總和等於W亮度，建立RGBW色域邊界。因此，由[R1,G1,B1,W1]造成的一畫素之總亮度等於由[Ri,Gi,Bi]造成的畫素之總亮度的二倍。RGBW色域邊界與RGB色域邊界間的關係，可以參考第8a圖所示[Ri,Gi,Bi]max vs.[Ri,Gi,Bi]min的曲線。在第8a圖中，三角形OBC定義RGB色域邊界，而四邊形OBAD定義RGBW色域邊界。第8a圖中四邊形的邊BA可以表示為：y=[Ri,Gi,Bi]max /{[Ri,Gi,Bi]max -[Ri,Gi,Bi]min }=1/S
因此，線段BAD表示RGBW色域邊界的上部。為了決定倍增係數f1，選擇輸入亮度值[Ri,Gi,Bi]提供給一影像部分，且如第8b圖所示，對於在選定影像部分的每一輸入數據在HSV(H、S、V分別表示色調、飽和、數值)彩色空間中的SV平面上的最大值，即[Ri,Gi,Bi]max。在第8b圖中，Vmax為在RGB彩色空間中輸入亮度值的數值[Ri,Gi,Bi]max，而亮度參數V’max為在RGBW彩色空間中對應的數值[Ri’,Gi’,Bi’]max。對於選定影像部分的每一畫素，定義一映射比α=V’max/Vmax。如第8b圖中所見，當S小於0.5，亮度參數V’max總是等於2。當S介於0.5與1之間，亮度參數V’max=1/S。映射比的倒數(即1/α)最小可為0(當Vmax=0)且最大可為1(當Vmax=1且V’max=1)，端看在某一影像部分的輸入亮度值。當輸入亮度值如第8b圖所示， V’max大於Vmax，且1/α小於1。為了在所有輸入數據數值中決定最小映射比α，安排數值1/α在畫素量相對飽和數值S的曲線圖中，如第8c圖所示。如第8c圖所示，1/α最大值大約為0.59。我們參照此映射比為αfinal 且用來作為倍增係數f1，對於所選影像部分中的所有輸入亮度值。照此，展開後的輸入亮度值[Ri’,Gi’,Bi’]將在RGBW色域邊界內。
在此所揭露的實施例，係有關於一種方法與裝置，用於將RGB的三個資料訊號轉換成RGBW四個資料訊號，應用於有機發光二極體顯示器。在RGBW有機發光二極體顯示器，額外的白色子畫素可以顯著增加一有機發光二極體面板的透射率，且降低顯示器的能量消耗，因此增加有機發光二極體的壽命。
因此，雖然本揭示文件已以一個或多個實施例陳述於上，可以理解的是，熟習此技藝者在不脫離本揭示文件的範圍下，可對本揭示文件實施例的形式及詳細內容進行前述或其他各種變更，省略與潤飾。
250‧‧‧轉換模組
260‧‧‧標準化部件
262‧‧‧伽瑪調整部件
263‧‧‧數據展開部件
264‧‧‧基線調整部件
265‧‧‧數據調整部件
266‧‧‧伽瑪修正部件
268‧‧‧灰階調整部件
270‧‧‧色溫校正部件
272‧‧‧色階調整部件

Claims (10)

  1. 一種處理器，應用於包括複數個畫素的一顯示面板，每一畫素包括一第一子畫素、一第二子畫素、一第三子畫素以及一第四子畫素，該顯示面板配置用以接收複數個輸入訊號以顯示一影像，其中該等輸入訊號以N個二進位位元表示，而該等輸入訊號之最大值等於2N -1，N為大於1的整數，其中該等輸入訊號包括一第一輸入訊號、一第二輸入訊號以及一第三輸入訊號，該處理器包括：一轉換部件，配置用以將該等輸入訊號轉換成複數個輸入亮度值；一色階調整部件，配置用以從該等輸入亮度值決定一調整係數；以及一數據調整部件，配置用以經由該等輸入亮度值及該調整係數，計算複數個調整亮度值，該等調整亮度值包括一第一調整亮度值、一第二調整亮度值、一第三調整亮度值以及一第四調整亮度值，該第一、第二及第三調整亮度值分別對應該第一、第二及第三輸入訊號，其中該顯示面板具有一色溫特性，若該等調整亮度值是根據該色溫特性進行色溫校正以提供在亮度空間中的複數個色溫校正後數據，該等色溫校正後數據包括用於該第一子畫素的一第一校正值、用於該第二子畫素的一第二校正值、用於該第三子畫素之一第三校正值以及用於該第四子畫素的一第四校正值，上述決定該調整係數與計算該調整亮度值之步驟，使得當該第一、第二以及第三輸入訊號每一者均為數值2N -1時該第一、第二、第三以及第四校正值每一者小於等於0.5。
  2. 如請求項1所述之處理器，其中該調整係數係決定以使得該第四校正值小於等於該第一、第二以及第三校正值中之任一者。
  3. 如請求項1所述的處理器，其中該第一子畫素、第二以及第三子畫素每一者具有一畫素面積等於一第一面積，該第四畫素具有一畫素面積等於該第一面積的k倍，k為大於0的整數，且其中k之選擇使得該第一、第二、第三以及第四校正值之每一者小於等於0.5/k。
  4. 如請求項3所述之處理器，其中k之選擇使得該第一、第二、第三以及第四校正值之每一者大於等於0.4/k。
  5. 如請求項1所述之處理器，更包括：一再轉換部件，配置用以在該等調整亮度值進行色溫校正前，將在亮度空間中的該第一、第二、第三以及第四調整亮度值再轉換成在訊號空間中的一第一輸出資料訊號、一第二輸出資料訊號、一第三輸出資料訊號以及一第四輸出資料訊號。
  6. 如請求項5所述之處理器，更包括：一數據展開部件，配置用以在決定該調整係數前，以一倍增係數展開該輸入亮度值；以及一第二數據調整部件，在該再轉換部件再轉換該第一、第二、第三及第四調整亮度值之前，藉由一縮減係數對於該 第一、第二、第三以及第四調整亮度值進行再調整。
  7. 如請求項6所述之處理器，其中該等輸入亮度值包括一第一輸入亮度值、一第二輸入亮度值以及一第三輸入亮度值，且其中該調整係數值至少基於該第一、第二以及第三輸入亮度值中的一最大值或一最小值而決定。
  8. 如請求項6所述之處理器，其中該等輸入亮度值包括一第一輸入亮度值、一第二輸入亮度值以及一第三輸入亮度值，且其中該倍增係數基於該第一、第二以及第三輸入亮度值中的一最大值及一最小值而決定。
  9. 如請求項6所述之處理器，其中該等輸入亮度值包括一第一輸入亮度值、一第二輸入亮度值以及一第三輸入亮度值，且其中該倍增係數基於該第一、第二以及第三輸入亮度值中的一最大值及一最小值而決定，使得該倍增係數等於V’max及Vmax的比值，以及如果[Vmax-Vmin]/Vmax小於0.5，則V’max等於2，以及如果[Vmax-Vmin]/Vmax大於等於0.5，則V’max等於Vmax/[Vmax-Vmin]，其中Vmax代表該最大值，且Vmin代表該最小值。
  10. 一種方法，應用於一顯示面板，包括複數個畫素，每一該等畫素包括一第一子畫素，一第二子畫素，一第三子畫素及一第四子畫素，該顯示面板配置用以接收複數個輸入 訊號，以顯示一影像於其上，及其中該等輸入訊號以N個二進位位元表示，而該等輸入訊號之最大值等於2N -1，N為大於1的整數，及其中該等輸入訊號包括一第一輸入訊號，一第二輸入訊號，及一第三輸入訊號，該方法包括：將該等輸入訊號分別轉換成複數個輸入亮度值；從該等輸入亮度值決定一調整係數；以及由於該等輸入亮度值及該調整係數，計算複數個調整後亮度值，該等調整後亮度值包括一第一調整亮度值、一第二調整亮度值、一第三調整亮度值以及一第四調整亮度值，該第一、第二以及第三調整亮度值分別對應該第一、第二及第三輸入訊號，其中該顯示面板具有一色溫特性，該等調整後亮度值根據該色溫特性進行色溫校正以提供複數個色溫校正後數據，該等色溫校正後數據包括用於該第一子畫素的一第一校正值、用於該第二子畫素的一第二校正值、用於該第三子畫素之一第三校正值以及用於該第四子畫素的一第四校正值，經由上述決定該調整數值與計算該調整後亮度值之步驟，使得當該第一、第二以及第三輸入訊號每一者均為數值2N -1時該第一、第二、第三以及第四校正值每一者小於等於0.5。
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