TWI564869B - 應用於顯示器的過驅動裝置及相關方法 - Google Patents

Description

應用於顯示器的過驅動裝置及相關方法

本發明係有關於一種應用於一顯示器的過驅動裝置，尤指一種可以避免壓縮誤差而導致而產生錯誤過驅動值的過驅動裝置及相關方法。

傳統液晶顯示器在顯示動態影像時有時會有殘影的狀況發生，因此業界發展出一種過驅動(Over-drive)方法，其藉由施加一高於原本穩態時所對應的電場強度，來加快液晶的反應速度，以使液晶能在較短的時間內旋轉到預定的角度。舉例來說，假設顯示器的一像素的像素值要從100轉換到200，則顯示器中的過驅動裝置會先設定要轉換的像素值為230(亦即先使用較大的驅動電壓以快速的旋轉液晶分子)，之後再回復到目標的像素值200。此種施加過度電場以加快液晶反應速度的驅動方式，可有效改善液晶顯示器動態殘影的現象。

由於過驅動之運作需考慮前一圖框的資料，因此習知技術一般會使用一緩衝記憶體來儲存前一圖框資料，以與一目前圖框資料做比較，進而計算出所需之過驅動電壓。然而，為了降低緩衝記憶體的大小，前一圖框資料會先經過壓縮，等到需要被使用的時候再進行解壓縮以還原成原本的前一圖框資料，但如此一來，還原後的前 一圖框資料有可能會因為壓縮/解壓縮過程而造成像素值的錯誤，進而影響到所產生的過驅動值。因此，如何在可以降低緩衝記憶體大小的情形下同時能確保產生之過驅動值的正確性，是一個重要的課題。

本發明的目的之一在於提供一種應用於一顯示器的過驅動裝置，其可以避免壓縮誤差而導致而產生錯誤過驅動值，且也可以確實降低緩衝記憶體大小，以解決上述的問題。

依據本發明一實施例，一種應用於一顯示器的過驅動裝置包含有一儲存單元以及一重設定單元，其中該儲存單元儲存複數個標籤，其中該複數個標籤係分別用來表示一目前圖框資料中之複數個區塊是否要進行過驅動操作；該重設定單元耦接於該儲存單元，且用來自該儲存單元讀取該複數個標籤，並判斷該複數個標籤中是否有標籤需要重新被設定。

依據本發明另一實施例，一種應用於一顯示器的過驅動方法包含有：提供一儲存單元，其中該儲存單元儲存複數個標籤，且該複數個標籤係分別用來表示一目前圖框資料中之複數個區塊是否要進行過驅動操作；以及讀取該複數個標籤，並判斷該複數個標籤中是否有標籤需要被重新設定。

請參考第1圖，第1圖為依據本發明一實施例之應用於一顯示器的過驅動裝置100的示意圖。如第1圖所示，過驅動裝置100包含有一壓縮單元110、一儲存單元(於本實施例中，該儲存單元為一記憶體120)、一第一解壓縮單元130、一比較單元140、一第二解壓縮單元150、一過驅動值產生單元160以及一重設定單元170。於本實施例中，過驅動裝置100設置於一液晶顯示器中的時序控制器(timing controller)中。

在過驅動裝置100的操作中，首先，壓縮單元110接收並以區塊為單位(一個區塊可包含多個像素，例如16個像素作為一區塊)來對前一圖框資料D_{in_FN-1}進行壓縮以產生一壓縮後前一圖框資料D_{in_c}，且將壓縮後前一圖框資料D_{in_c}儲存至記憶體120中。同時，壓縮後前一圖框資料D_{in_c}也傳送至第一解壓縮單元130進行解壓縮操作，以得到一第一解壓縮後前一圖框資料D_{in_d1}，接著，比較單元140比較前一圖框資料D_{in_FN-1}與第一解壓縮後前一圖框資料D_{in_d1}之間的差異以產生複數個比較結果Flag，於本實施例中，每一個比較結果Flag均為一單一位元值，且對應於前一圖框資料D_{in_FN-1}的一區塊。

舉例說明比較單元140的操作，請參考第2圖及第3圖，第2圖為比較單元140產生對應於一區塊的比較結果的流程圖，而第3圖為比較前一圖框資料D_{in_FN-1}與第一解壓縮後前一圖框資料D_{in_d1} 的一範例的示意圖。參考第2圖，首先，在步驟202，針對前一圖框資料D_{in_FN-1}與第一解壓縮後前一圖框資料D_{in_d1}的同一區塊，計算該區塊之第一個像素在解壓縮過後的誤差值(亦即，比較前一圖框資料D_{in_FN-1}與第一解壓縮後前一圖框資料D_{in_d1}中第一個像素的灰階值差異)以產生一灰階誤差值P_error，舉例來說，參考第3圖，第一個像素的灰階誤差值P_error為|50-59|=9。接著，在步驟204中，判斷第一個像素的灰階誤差值P_error是否大於一第一臨界值Th1，若是，則流程進入步驟206以將一計數值Count加“1”；若否，則流程進入步驟208，計數值Count維持原數值。接著，流程進入步驟210以循序比較完第3圖所示的16個像素的灰階誤差值，此時的計數值Count係表示該區塊中像素的灰階誤差值大於第一臨界值Th1的像素個數，以第3圖為例，假設第一臨界值Th1的值為“8”，則由於第1、15、16個像素的灰階誤差值大於“8”，則此時的計數值Count等於“3”。

接著，在步驟212中，判斷計數值Count是否大於一第二臨界值Th2，若是，則流程進入步驟214以將對應的比較結果Flag設為“0”；若否，則流程進入步驟216以將對應的比較結果Flag設為“1”，其中“Flag=0”係用來表示該區塊中的所有像素在後續處理中均不進行過驅動操作，而“Flag=1”係用來表示該區塊中的所有像素在後續處理中均要進行過驅動操作。舉例來說，以第3圖為例，假設第二臨界值Th2的值為“4”，則由於計數值Count(其值等於3)小於“4”，則比較結果Flag會被設為“1”以表示該區塊中的所有像素於後續處 理中均要進行過驅動操作。

在比較單元140處理完前一圖框資料D_{in_FN-1}的所有區塊之後，比較單元140會將對應於前一圖框資料D_{in_FN-1}之所有區塊的比較結果Flag儲存至記憶體120中，其中該些比較結果Flag可視為對應於前一圖框資料D_{in_FN-1}之區塊的標籤。

此外，上述之第二臨界值Th2的設定是依據過驅動裝置100所應用之顯示面板的形式來決定的，亦即針對TN型、IPS型、VA型...等顯示面板，設計者會使用不同的第二臨界值Th2。然而，當設計者需要將第二臨界值Th2設定為較低值的時候，區塊中只要有少部分具有較大灰階誤差值的像素，則該區塊所對應的比較結果Flag就會被設為“0”以使得該區塊中所有的像素在後續處理中均不進行過驅動操作，因此有可能會影響到顯示畫面中之動態物體的顯示品質。

為了解決上述可能影響到顯示畫面中之動態物體的顯示品質的問題，因此，接著，回到第1圖所示的過驅動裝置100，重設定單元170自記憶體120讀取前一圖框資料D_{in_FN-1}之所有區塊的比較結果Flag，並判斷該些比較結果Flag中是否有比較結果Flag需要重新被設定，詳細來說，針對對應於一特定區塊的一特定比較結果Flag，當該特定比較結果Flag表示該特定區塊不進行過驅動操作，且當該特定區塊的該複數個週邊區塊所對應的比較結果Flag中表示不進行過驅動操作的數量小於或不大於一參考值時，重設定單元 170重新設定該特定比較結果Flag以產生一重設定特定比較結果Flag，並使用重設定特定比較結果Flag來更新記憶體120中的該特定比較結果Flag，其中該重設定特定比較結果Flag表示該特定區塊需要進行過驅動操作。舉例來說，請參考第4圖，第4圖為依據本發明一實施例之將一區塊的比較結果重新設定的示意圖，如第4圖所示，假設上述重設定單元170中的該參考值為“1”，區塊B5的比較結果Flag為“0”，而所有的週邊區塊(亦即，區塊B1~B4、B6~B9)的比較結果Flag均為“1”，則此時由於週邊區塊所對應的比較結果Flag中表示不進行過驅動操作的數量(亦即，“0”)小於或不大於該參考值(亦即，“1”)因此，重設定單元170會將區塊B5的比較結果Flag重新設定為“1”，並據以更新記憶體120中B5的比較結果Flag。另外，請參考第5圖，第5圖為依據本發明一實施例之判斷一區塊的比較結果不需要重新設定的示意圖，如第5圖所示，由於假設上述重設定單元170中的該參考值為“1”，區塊B5的比較結果Flag為“0”，而週邊區塊(亦即，區塊B1~B4、B6~B9)中有兩個區塊的比較結果Flag也是“0”，因此，由於週邊區塊所對應的比較結果Flag中表示不進行過驅動操作的數量(亦即，“2”)大於該參考值(亦即，“1”)，重設定單元170會判斷區塊B5的比較結果Flag不需要重新設定，亦即維持“0”。

接著，第二解壓縮單元150自記憶體中讀取壓縮後前一圖框資料D_{in_c}及比較結果Flag，並將壓縮後前一圖框資料D_{in_c}解壓縮後產生第二解壓縮後前一圖框資料D_{in_d2}，並將第二解壓縮後前一圖框 資料D_{in_d2}連同比較結果Flag傳送至過驅動值產生單元160。過驅動值產生單元160接收一目前圖框資料D_{in_FN}、第二解壓縮後前一圖框資料D_{in_d2}以及比較結果Flag，以決定出目前圖框資料D_{in_FN}中每一個像素的過驅動值。舉例來說，假設目前圖框資料D_{in_FN}與第二解壓縮後前一圖框資料D_{in_d2}之一同一區塊所對應的比較結果Flag的數值為“1”，則過驅動值產生單元160會對該區塊中所有的像素進行過驅動操作，以輸出對應每一個像素的過驅動值D_OD；反之，假設目前圖框資料D_{in_FN}與第二解壓縮後前一圖框資料D_{in_d2}之該區塊所對應的比較結果Flag的數值為“0”，則過驅動值產生單元160不會對該區塊中的像素進行過驅動操作，亦即將目前圖框資料D_{in_FN}之該區塊中像素的原始灰階值作為過驅動值D_OD來輸出至後端電路。

如上所述，本發明之過驅動裝置針對壓縮/解壓縮誤差較大的區塊會停止進行後續產生過驅動值的操作，因此可以盡可能避免壓縮/解壓縮錯誤而導致產生錯誤的過驅動值。此外，由於圖框資料的一個區塊只需要一個位元(亦即，比較結果Flag)來表示該區塊是否需要進行過驅動操作，因此，也可以減少記憶體120的使用量，以降低製造成本。

需注意的是，於上述實施例中，比較結果Flag是先存至記憶體120後再被重設定單元170讀取以進行重設定，然而，本發明並不以此為限，於本發明之其他實施例中，比較單元140可以將所產生 的比較結果Flag先儲存於其他的儲存單元或暫存器中，並等重設定單元170重新設定完所需要設定的比較結果Flag後，再將這些比較結果Flag儲存至記憶體120。另外，於上述實施例中，比較結果Flag是先存至記憶體120後再經由第二解壓縮單元150傳送至過驅動值產生單元160，然而，於本發明之其他實施例中，比較結果Flag可以直接被過驅動值產生單元160讀取，或是經由其他路徑傳送至過驅動值產生單元160，這些設計上的變化均應隸屬於本發明的範疇。

請參考第6圖，第6圖為依據本發明一實施例之一種應用於一顯示器的過驅動方法的流程圖。參考第1、6圖，流程敘述如下：步驟600：提供一儲存單元，其中該儲存單元儲存複數個標籤，且該複數個標籤係分別用來表示一目前圖框資料中之複數個區塊是否要進行過驅動操作；步驟602：讀取該複數個標籤，並判斷該複數個標籤中是否有標籤需要被重新設定。其中步驟600與步驟602中的“標籤”即為上述說明書中的“比較結果Flag”。

簡要歸納本發明，於本發明之過驅動裝置及相關方法中，其可以先判斷前一圖框資料在壓縮/解壓縮後的資料正確性，以決定於後續操作時是否要進行過驅動操作，因此可以避免壓縮/解壓縮錯誤而導致產生錯誤的過驅動值，進而影響到顯示品質。此外，本發明之壓縮、解壓縮以及判斷資料正確性等步驟均是以區塊為單位來進 行，因此可以有效地減少記憶體使用量，而降低製造成本。

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‧‧‧過驅動裝置

110‧‧‧壓縮單元

120‧‧‧記憶體

130‧‧‧第一解壓縮單元

140‧‧‧比較單元

150‧‧‧第二解壓縮單元

160‧‧‧過驅動值產生單元

170‧‧‧重設定單元

202~216、600~602‧‧‧步驟

第1圖為依據本發明一實施例之應用於一顯示器的過驅動裝置的示意圖。

第2圖為比較單元產生對應於一區塊的比較結果的流程圖。

第3圖為比較前一圖框資料與第一解壓縮後前一圖框資料的一範例的示意圖。

第4圖為依據本發明一實施例之將一區塊的比較結果重新設定的示意圖。

第5圖為依據本發明一實施例之判斷一區塊的比較結果不需要重新設定的示意圖。

第6圖為依據本發明一實施例之一種應用於一顯示器的過驅動方法的流程圖。

100‧‧‧過驅動裝置

110‧‧‧壓縮單元

120‧‧‧記憶體

130‧‧‧第一解壓縮單元

140‧‧‧比較單元

150‧‧‧第二解壓縮單元

160‧‧‧過驅動值產生單元

170‧‧‧重設定單元

Claims (10)

1. 一種應用於一顯示器的過驅動裝置，包含有：一儲存單元，儲存複數個標籤，其中該複數個標籤係分別用來表示一目前圖框資料中之複數個區塊是否要進行過驅動操作；以及一重設定單元，耦接於該儲存單元，用來自該儲存單元讀取該複數個標籤，並判斷該複數個標籤中是否有標籤需要重新被設定；其中針對該複數個標籤中對應於一特定區塊的一特定標籤，當該特定標籤表示該特定區塊不進行過驅動操作時，且當該特定區塊的複數個週邊區塊所對應的標籤中表示不進行過驅動操作的數量小於或不大於一參考值時，該重設定單元重新設定該特定標籤以產生一重設定特定標籤，並使用重設定特定標籤來更新該儲存單元中的該特定標籤，其中該重設定特定標籤表示該特定區塊需要進行過驅動操作。
2. 如申請專利範圍第1項所述之過驅動裝置，另包含有：一壓縮單元，耦接於該儲存單元，用以壓縮一前一圖框資料以產生一壓縮後前一圖框資料，並將該壓縮後前一圖框資料儲存於該儲存單元中；一第一解壓縮單元，耦接於該壓縮單元，用以解壓縮該壓縮後前一圖框資料以產生一第一解壓縮後前一圖框資料；一比較單元，用來比較該前一圖框資料與該第一解壓縮後前一圖 框資料之間的差異以產生該複數個比較結果，其中該複數個比較結果係為該複數個標籤，該比較單元並將該複數個標籤傳送至該儲存單元；一第二解壓縮單元，耦接於該儲存單元，用以解壓縮該壓縮後前一圖框資料以產生一第二解壓縮後前一圖框資料；以及一過驅動值產生單元，耦接於該第二解壓縮單元，用以接收該目前圖框資料、該第二解壓縮後前一圖框資料以及該複數個重設定後標籤，以決定出該目前圖框資料中每一個像素的過驅動值。
3. 如申請專利範圍第2項所述之過驅動裝置，其中該壓縮單元是以區塊為單位來對該前一圖框資料進行壓縮，且該比較單元比較該前一圖框資料與該解壓縮後前一圖框資料每一個區塊之間的差異以產生該複數個比較結果。
4. 如申請專利範圍第3項所述之過驅動裝置，其中針對該前一圖框資料與該解壓縮後前一圖框資料的每一個區塊，該比較單元比較該前一圖框資料之該區塊與該解壓縮後前一圖框資料之該區塊中每一個像素值的差異，以決定出對應該區塊之一比較結果。
5. 如申請專利範圍第4項所述之過驅動裝置，其中該比較單元判斷該前一圖框資料之該區塊與該解壓縮後前一圖框資料之該區塊中像素值差異大於一第一臨界值的一像素個數，以產生該比較結 果，其中當該像素個數大於一第二臨界值時，該比較結果係表示該目前圖框資料之該區塊內的像素不進行過驅動操作；以及當該像素個數不大於該第二臨界值時，該比較結果係表示該目前圖框資料之該區塊內的像素需要進行過驅動操作。
6. 一種應用於一顯示器的過驅動方法，包含有：提供一儲存單元，其中該儲存單元儲存複數個標籤，且該複數個標籤係分別用來表示一目前圖框資料中之複數個區塊是否要進行過驅動操作；以及讀取該複數個標籤，並判斷該複數個標籤中是否有標籤需要被重新設定；其中判斷該複數個標籤中是否有標籤需要被重新設定的步驟包含有：針對該複數個標籤中對應於一特定區塊的一特定標籤，當該特定標籤表示該特定區塊不進行過驅動操作時，且當該特定區塊的複數個週邊區塊所對應的標籤中表示不進行過驅動操作的數量小於或不大於一參考值時，重新設定該特定標籤以產生一重設定特定標籤，其中該重設定特定標籤表示該特定區塊需要進行過驅動操作；以及使用重設定特定標籤來更新該儲存單元中的該特定標籤。
7. 如申請專利範圍第6項所述之過驅動方法，另包含有：壓縮一前一圖框資料以產生一壓縮後前一圖框資料，並將該壓縮 後前一圖框資料儲存於該儲存單元中；解壓縮該壓縮後前一圖框資料以產生一第一解壓縮後前一圖框資料；比較該前一圖框資料與該第一解壓縮後前一圖框資料之間的差異以產生該複數個比較結果，並將該複數個標籤傳送至該儲存單元，其中該複數個比較結果係為該複數個標籤；解壓縮該壓縮後前一圖框資料以產生一第二解壓縮後前一圖框資料；以及接收該目前圖框資料、該第二解壓縮後前一圖框資料以及該複數個重設定後標籤，以決定出該目前圖框資料中每一個像素的過驅動值。
8. 如申請專利範圍第7項所述之過驅動方法，其中壓縮該前一圖框資料以產生該壓縮後前一圖框資料的步驟包含有：以區塊為單位來對該前一圖框資料進行壓縮以產生該壓縮後前一圖框資料；以及比較該前一圖框資料與該解壓縮後前一圖框資料之間的差異以產生該複數個比較結果的步驟包含有：比較該前一圖框資料與該解壓縮後前一圖框資料每一個區塊之間的差異以產生該複數個比較結果。
9. 如申請專利範圍第8項所述之過驅動方法，其中比較該前一圖框資料與該解壓縮後前一圖框資料每一個區塊之間的差異以產生 該複數個比較結果的步驟包含有：針對該前一圖框資料與該解壓縮後前一圖框資料的每一個區塊，比較該前一圖框資料之該區塊與該解壓縮後前一圖框資料之該區塊中每一個像素值的差異，以決定出對應該區塊之一比較結果。
10. 如申請專利範圍第9項所述之過驅動方法，其中比較該前一圖框資料之該區塊與該解壓縮後前一圖框資料之該區塊中每一個像素值的差異，以決定出該比較結果的步驟包含有：判斷該前一圖框資料之該區塊與該解壓縮後前一圖框資料之該區塊中像素值差異大於一第一臨界值的一像素個數，以產生該比較結果；當該像素個數大於一第二臨界值時，該比較結果係表示該目前圖框資料之該區塊內的像素不進行過驅動操作；以及當該像素個數不大於該第二臨界值時，該比較結果係表示該目前圖框資料之該區塊內的像素需要進行過驅動操作。