TWI671725B - 一種顯示裝置及其顯示方法 - Google Patents

Abstract

一種顯示裝置的顯示方法，包含接收包含多個畫素訊號的輸入影像訊號；計算每一畫素訊號的第一至第三色初始亮度值，以決定第一至第三色畫面亮度值；計算第一至第三色畫面亮度值，以產生背光訊號群；計算第一至第三色畫面亮度值以及每一畫素訊號的第一至第三色初始亮度值，以產生每一畫素訊號的一子畫素訊號群；藉由背光訊號群控制背光模組之第一至第四色光源；以及藉由子畫素訊號群控制液晶單元之第一至第四色子畫素。

Description

一種顯示裝置及其顯示方法

本發明是關於顯示裝置及其顯示方法。

一般液晶顯示面板包括多個子像素用以顯示不同的顏色，可例如是RGB顯示器具有紅、綠、藍三種子像素；CMY(cyan、magenta、yellow)顯示器具有青、洋紅、黃子像素。此外，除了基本的三原色顯示器外，還有廣色域液晶顯示器應運而生，可例如RGBW顯示器具有紅、綠、藍及空白子像素。

然而，廣色域液晶顯示器因紅綠藍子像素面積較小，造成純色亮度變暗、白色畫面亮度過高，使影像品質不佳。若要補足純色亮度，需增加背光亮度，也會增加耗電量。因此，如何提升顯示裝置的影像品質並避免過於耗電乃是本領域技術之人持續努力的目標。

本發明之多個實施方式中，將輸入的三色訊號轉換至四色訊號，使得影像品質在廣色域(例如RGBW)液 晶顯示器中可以達到和純色(例如RGB)液晶顯示器一樣甚至更優越的效果。訊號轉換過程中並搭配數動態背光運算，使得廣色域(例如RGBW)液晶訊號可以和多原色背光訊號搭配得宜，除了可以改進純色畫面偏暗、白色畫面偏亮的問題外，提高色域，更可以達到比一般純色(例如RGB)液晶顯示器更省電之效果，可兼顧對影像品質及對省電的要求。

根據本發明之部分實施方式，顯示裝置的顯示方法包含接收輸入影像訊號，其中輸入影像訊號包含多個畫素訊號；計算每一畫素訊號的第一色初始亮度值、第二色初始亮度值以及第三色初始亮度值，以決定第一色畫面亮度值、第二色畫面亮度值以及第三色畫面亮度值；計算第一色畫面亮度值、第二色畫面亮度值以及第三色畫面亮度值，以產生背光訊號群；計算第一色畫面亮度值、第二色畫面亮度值、第三色畫面亮度值以及每一畫素訊號的第一色初始亮度值、第二色初始亮度值以及第三色初始亮度值，以產生每一畫素訊號的子畫素訊號群；藉由背光訊號群控制背光模組之第一色光源、第二色光源、第三色光源以及第四色光源；以及藉由子畫素訊號群控制液晶單元之第一色子畫素、第二色子畫素、第三色子畫素以及第四色子畫素。

於部分實施方式中，決定第一色畫面亮度值、第二色畫面亮度值以及第三色畫面亮度值的過程包含計算每一畫素訊號的第一色初始亮度值、第二色初始亮度值以 及第三色初始亮度值，以產生每一畫素訊號的第一色背景亮度值、第二色背景亮度值以及第三色背景亮度值；以及取出畫素訊號的第一色背景亮度值中的最大者、第二色背景亮度值中的最大者、及第三色背景亮度值中的最大者，分別作為第一色畫面亮度值、第二色畫面亮度值、及第三色畫面亮度值。

於部分實施方式中，顯示裝置的顯示方法更包含在產生背光訊號群之前，降低第一色畫面亮度值、第二色畫面亮度值以及第三色畫面亮度值。

於部分實施方式中，顯示裝置的顯示方法更包含依據色差容許值，調整第一色畫面亮度值、第二色畫面亮度值以及第三色畫面亮度值的降低程度。

於部分實施方式中，背光訊號群的產生過程包含以第一色畫面亮度值、第二色畫面亮度值以及第三色畫面亮度值中的最小者，作為背光訊號群之第四色背光亮度訊號；放大第一色畫面亮度值、第二色畫面亮度值以及第三色畫面亮度值；以及以放大之第一色畫面亮度值、放大之第二色畫面亮度值以及放大之第三色畫面亮度值減去第四色背光亮度訊號，以分別得到背光訊號群之第一色背光亮度訊號、第二色背光亮度訊號以及第三色背光亮度訊號。

於部分實施方式中，第一色畫面亮度值、第二色畫面亮度值以及第三色畫面亮度值以相同比例放大。

於部分實施方式中，第四色背光亮度訊號為白光背光訊號。

於部分實施方式中，子畫素訊號群包含第一色子畫素灰階訊號、第二色子畫素灰階訊號、第三色子畫素灰階訊號以及第四色子畫素灰階訊號。

於部分實施方式中，子畫素訊號群的產生過程包含以第一色畫面亮度值、第二色畫面亮度值以及第三色畫面亮度值的倒數，分別獲得第一液晶補償值、第二液晶補償值以及第三色液晶補償值；計算畫素訊號的第一色初始亮度值、第二色初始亮度值及第三色初始亮度值中的最小者以及第一液晶補償值、第二液晶補償值以及第三色液晶補償值之最小者，以產生四色子畫素亮度值；以及計算第一色初始亮度值、第二色初始亮度值、第三色初始亮度值、第一色液晶補償值、第二色液晶補償值、第三色液晶補償值以及第四色子畫素訊號，以產生第一色子畫素亮度值、第二色子畫素亮度值以及第三色子畫素亮度值。

於部分實施方式中，子畫素訊號群的產生過程更包含對第一色子畫素亮度值、第二色子畫素亮度值、第三色子畫素亮度值以及第四色子畫素亮度值，進行逆灰階轉換，以得到第一色子畫素灰階訊號、第二色子畫素灰階訊號、第三色子畫素灰階訊號以及第四色子畫素灰階訊號。

於部分實施方式中，該第四色子畫素灰階訊號為白色子畫素訊號。

於部分實施方式中，每一畫素訊號包含第一色初始灰階訊號、第二色初始灰階訊號以及第三色初始灰階訊號。顯示裝置的顯示方法包含進行灰階轉換，以將每一 畫素訊號的第一色初始灰階訊號、第二色初始灰階訊號以及第三色初始灰階訊號分別轉換為每一畫素訊號的第一色初始亮度值、第二色初始亮度值以及第三色初始亮度值。

根據本發明之部分實施方式，顯示裝置包含背光模組、液晶單元、訊號處理單元、背光訊號產生單元、子畫素訊號產生單元以及背光控制單元。背光模組包含第一色光源、第二色光源、第三色光源以及第四色光源。液晶單元用以顯示輸出影像，其中液晶單元包含多個畫素，每一畫素包含第一色子畫素、第二色子畫素、第三色子畫素以及第四色子畫素。訊號處理單元用以根據輸入影像訊號的多個畫素訊號以決定第一色畫面亮度值、第二色畫面亮度值以及第三色畫面亮度值。背光訊號產生單元用以計算第一色畫面亮度值、第二色畫面亮度值以及第三色畫面亮度值以產生背光訊號群。子畫素訊號產生單元用以根據輸入影像訊號以及第一色畫面亮度值、第二色畫面亮度值以及第三色畫面亮度值，產生子畫素訊號群。背光控制單元用以根據背光訊號群控制背光模組。液晶控制單元用以根據子畫素訊號群控制液晶單元。

於部分實施方式中，訊號處理單元包含背景亮度計算單元以及畫面亮度決定單元。背景亮度計算單元用以接收並處理輸入影像訊號的畫素訊號，以根據每一畫素訊號的第一色初始亮度值、第二色初始亮度值以及第三色初始亮度值，產生每一畫素訊號的第一色背景亮度值、第二色背景亮度值以及第三色背景亮度值。畫面亮度決定單 元用以取出畫素訊號的第一色背景亮度值的最大者、畫素訊號的第二色背景亮度值的最大者以及畫素訊號的第三色背景亮度值中的最大者，以分別作為第一色畫面亮度值、第二色畫面亮度值以及第三色畫面亮度值。

於部分實施方式中，子畫素訊號產生單元係依據第一色畫面亮度值、第二色畫面亮度值、第三色畫面亮度以及每一畫素訊號的第一色初始亮度值、第二色初始亮度值以及第三色初始亮度值，產生子畫素訊號群。

於部分實施方式中，畫面亮度決定單元更用以執行以下步驟：降低第一色畫面亮度值、第二色畫面亮度值以及第三色畫面亮度值。

於部分實施方式中，第四色光源為白光光源。

於部分實施方式中，第四色子畫素為白色子畫素。

100‧‧‧顯示裝置

110‧‧‧背光模組

112a‧‧‧第一色光源

112b‧‧‧第二色光源

112c‧‧‧第三色光源

112d‧‧‧第四色光源

120‧‧‧液晶單元

122‧‧‧畫素

122a‧‧‧第一色子畫素

122b‧‧‧第二色子畫素

122c‧‧‧第三色子畫素

122d‧‧‧第四色子畫素

130‧‧‧處理器

132‧‧‧灰階處理單元

132G‧‧‧灰階轉換單元

132B‧‧‧背景亮度計算單元

132P‧‧‧畫面亮度決定單元

134‧‧‧背光訊號產生單元

136‧‧‧子畫素訊號產生單元

136C‧‧‧計算單元

136G‧‧‧逆灰階轉換單元

140‧‧‧暫存器

150‧‧‧背光控制單元

160‧‧‧液晶控制單元

LUT‧‧‧查找表

300‧‧‧方法

302~324‧‧‧步驟

SI‧‧‧輸入影像訊號

DIG_ia‧‧‧第一色初始灰階訊號

DIG_i‧‧‧第二色初始灰階訊號

DIG_ic‧‧‧第三色初始灰階訊號

DIB_ia‧‧‧第一色初始亮度值

DIB_ib‧‧‧第二色初始亮度值

DIB_ic‧‧‧第三色初始亮度值

KB_ia‧‧‧第一色背景亮度值

KB_ib‧‧‧第二色背景亮度值

KB_ic‧‧‧第三色背景亮度值

KB_maxa‧‧‧第一色畫面亮度值

KB_maxb‧‧‧第二色畫面亮度值

KB_maxc‧‧‧第三色畫面亮度值

BLB_w‧‧‧白色背光亮度訊號

BLB_a‧‧‧第一色背光亮度訊號

BLB_b‧‧‧第二色背光亮度訊號

BLB_c‧‧‧第三色背光亮度訊號

α_a‧‧‧第一色液晶補償值

α_b‧‧‧第二色液晶補償值

α_c‧‧‧第三色液晶補償值

DOB_iw‧‧‧白色子畫素亮度值

DOB_ia‧‧‧第一色子畫素亮度值

DOB_ib‧‧‧第二色子畫素亮度值

DOB_ic‧‧‧第三色子畫素亮度值

DOG_iw‧‧‧白色子畫素灰階訊號

DOG_ia‧‧‧第一色子畫素灰階訊號

DOG_ib‧‧‧第二色子畫素灰階訊號

DOG_ic‧‧‧第三色子畫素灰階訊號

DPG‧‧‧子畫素訊號群

BLG‧‧‧背光訊號群

圖1為根據本發明之部分實施方式之顯示裝置的示意圖。

圖2為根據本發明之部分實施方式之顯示裝置的顯示方法的方塊示意圖。

圖3A與圖3B為根據本發明之部分實施方式之顯示裝置的顯示方法的流程圖。

圖4A至圖4C為本發明之部分實施方式中之畫素的上 視示意圖。

以下將以圖式揭露本發明之多個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式為之。

圖1為根據本發明之部分實施方式之顯示裝置100的示意圖。圖2為根據本發明之部分實施方式之顯示裝置100的顯示方法的方塊示意圖。顯示裝置100包含背光模組110、液晶單元120、處理器130、暫存器140、背光控制單元150以及液晶控制單元160。

背光模組110用以提供光線L1。液晶單元120用以顯示輸出影像。處理器130耦接暫存器140、背光控制單元150以及液晶控制單元160。處理器130用以接收輸入影像訊號SI以依據輸入影像訊號SI產生背光訊號群BLG以及子畫素訊號群DPG，並將兩者分別輸送至背光控制單元150以及液晶控制單元160。背光控制單元150以及液晶控制單元160分別耦接背光模組110以及液晶單元120，以使背光控制單元150根據背光訊號群BLG控制背光模組110發出並改變光線L1，液晶控制單元160根據子畫素訊號群DPG控制液晶單元120，以調整光線L的穿透率。暫存器140 係儲存多個查找表(Look Up Table；LUT)以提供給處理器130使用。於本實施方式中，處理器130包含訊號處理單元132、背光訊號產生單元134以及子畫素訊號產生單元136，以處理輸入影像訊號SI，其功用詳述於後。

於本實施方式中，背光模組110包含第一至第四色光源112a~112d。舉例而言，第一至第四色光源112a~112d分別為紅色、綠色、藍色及白色光源。

於本實施方式中，液晶單元120包含多個畫素122，每一畫素122包含第一至第四色子畫素122a~122d。舉例而言，第一至第四色子畫素122a~122d分別為紅色、綠色、藍色及白色子畫素。

圖3A與圖3B為根據本發明之部分實施方式之顯示裝置的顯示方法300的流程圖。方法300包含步驟302~320，其中將第一至第四色例舉為紅綠藍白(RGBW)。請參照圖2搭配圖3A與圖3B來理解本實施方式的概念。

於本實施方式中，一外部處理系統(例如電腦，未繪示)在每一幀(frame)提供一輸入影像訊號SI。輸入信號SI例如關聯於至少一幀畫面中的每一個畫素的灰階值，例如是以資料串流的形式。輸入影像訊號SI包含多個畫素訊號DI₁~DI_n，分別供給液晶單元120的畫素122。於此，每一畫素訊號DI₁~DI_n包含第一色初始灰階訊號DIG_1a~DIG_na、第二色初始灰階訊號DIG_1b~DIG_b以及第三色初始灰階訊號DIG_1c~DIG_nc。於部分實施方式中，n 為液晶單元120的畫素122的數量，n為大於1的正整數。舉例而言，若顯示裝置100的液晶單元120的解析度為1920x1080，則n等於2073600。若顯示裝置100的液晶單元120的解析度為1024 x 768，則n等於786432。

首先，在步驟302，處理器130的訊號處理單元132接收輸入影像訊號SI，訊號處理單元132的一灰階轉換單元132G針對輸入影像訊號SI的每一畫素訊號DI₁~DI_n之第一色初始灰階訊號DIG_1a~DIG_na、第二色初始灰階訊號DIG_1b~DIG_nb以及第三色初始灰階訊號DIG_1c~DIG_nc依照《公式1》進行灰階轉換，以分別得到每一畫素訊號DI₁~DI_n的第一色初始亮度值DIB_1a~DIB_na、第二色初始亮度值DIB_1b~DIB_nb以及第三色初始亮度值DIB_1c~DIB_nc。換句話說，每一畫素訊號DI_i的第一至第三色初始灰階訊號(DIG_ia,DIG_ib,DIG_ic)會依照《公式1》進行伽瑪轉換，將灰階值由訊號域轉換為亮度域，轉換後會得到介於0~1之間的第一至第三色初始亮度值[DIB_ia,DIB_ib,DIB_ic]，其中i為正整數，且1≦i≦n。以255個灰階為例，採用《公式1》如下：

其中i為正整數，且1≦i≦n。

於實務上，初始亮度值可以是對所述的灰階訊號進行任意方式的調變而得，在此並不以《公式1》為限。

接著，在步驟304，訊號處理單元132的背景亮度計算單元132B接收並依據《公式2》計算每一畫素訊號 DI₁~DI_n的第一色初始亮度值DIB_1a~DIB_na、第二色初始亮度值DIB_1b~DIB_nb以及第三色初始亮度值DIB_1c~DIB_nc，以分別產生對應的每一畫素訊號DI₁~DI_n的第一色背景亮度值KB_1a~KB_na、第二色背景亮度值KB_1b~KB_nb以及第三色背景亮度值KB_1c~KB_nc。換句話說，經由此步驟304，每一畫素訊號DI_i的第一至第三色初始亮度值[DIB_ia,DIB_ib,DIB_ic]經由計算，獲得每一畫素訊號DI_i的第一至第三色背景亮度值[KB_ia,KB_ib,KB_ic]。其中《公式2》如下：KB _ia =DIB _ia -p＊min(DIB _ib ,DIB _ic )；if KB _ia <0,KB _ia =DIB _ia

KB _ib =DIB _ib -p＊min(DIB _ia ,DIB _ic )；if KB _ib <0,KB _ib =DIB _ib

KB _ic =DIB _ic -p＊min(DIB _ia ,DIB _ib )；if KB _ic <0,KB _ic =DIB _ic

其中p為常數。於部分實施方式中，p為0.5。

接著，在步驟306，依據《公式3》，訊號處理單元132的畫面亮度決定單元132P接收色背景亮度值，找到第一色背景亮度值KB_1a~KB_na的最大值，以作為第一色畫面亮度值KB_maxa；找到第二色背景亮度值KB_1b~KB_nb的最大值，以作為第二色畫面亮度值KB_maxb；找到第三色背景亮度值KB_1c~KB_nc的最大值，以作為第三色畫面亮度值KB_maxc。其中《公式3》如下：KB _maxa =max(KB _1a ：KB _na )

KB _maxb =max(KB _1b ：KB _nb )

KB _maxc =max(KB _1c ：KB _nc )

在步驟308中，依據使用者的選擇，決定是否 採用省電模式。若欲採用省電模式，則前往步驟310。若不欲採用省電模式，則直接前往步驟312。

在步驟310中，訊號處理單元132的畫面亮度決定單元132P依據查找表LUT降低第一色畫面亮度值KB_maxa、第二色畫面亮度值KB_maxb以及第三色畫面亮度值KB_maxc。具體而言，查找表LUT中備有各色差容許值所對應的預計第一至第三色畫面亮度值KB_maxa’、KB_maxb’以及KB_maxc’，而可在設定某一色差容許值時，得知第一至第三色畫面亮度值KB_maxa、KB_maxb以及KB_maxc的降低程度，而將第一至第三色畫面亮度值KB_maxa、KB_maxb以及KB_maxc分別調整至預計第一色至第三色畫面亮度值KB_maxa’、KB_maxb’以及KB_maxc’。舉例而言，可參照表一：

其中上述表一是取決於每一顯示裝置100的光 源設計型態，其計算關閉的畫素數量，並量測對應的訊號值/亮度值。其中，色差容許值是指關閉的畫素數量占全部的畫素數量的比例。應了解到，上述表一僅顯示裝置100的一個例子，不應以上述表一而限制本發明之範圍。

據此，藉由步驟306至步驟310，可以決定每一幀(frame)的背光組成色域。

接著，在步驟312中，背光訊號產生單元134接收第一至第三色畫面亮度值KB_maxa、KB_maxb以及KB_maxc(若經省電模式則降低為第一至第三色畫面亮度值KB_maxa’、KB_maxb’以及KB_maxc’)，並根據《公式4》，以第一至第三色畫面亮度值KB_maxa、KB_maxb以及KB_maxc(若經省電模式則降低為第一至第三色畫面亮度值KB_maxa’、KB_maxb’以及KB_maxc’)的最小值，決定一白色背光亮度訊號BLB_w。詳細而言，因第一色至第三色混和後會形成白光，因此可取三色中最小的亮度值，作為白光背光亮度值。其中《公式4》如下：BLB _w =MIN(KB _maxa ,KB _maxb ,KB _maxc )

在步驟314中，根據《公式5》，背光訊號產生單元134以一放大比例放大第一至第三色畫面亮度值KB_maxa、KB_maxb以及KB_maxc(若經省電模式則降低為第一至第三色畫面亮度值KB_maxa’、KB_maxb’以及KB_maxc’)，並將該放大之第一至第三色畫面亮度值KB_maxa、KB_maxb以及KB_maxc(若經省電模式則降低為第一至第三色畫面亮度值 KB_maxa’、KB_maxb’以及KB_maxc’)扣掉該白色背光亮度訊號BLB_w，而得到第一色背光亮度訊號BLB_a、第二色背光亮度訊號BLB_b、第三色背光亮度訊號BLB_c。其中《公式5》如下：BLB _a =a＊KB _maxa -BLB _W

BLB _b =a＊KB _maxb -BLB _W

BLB _c =a＊KB _maxc -BLB _W 其中a為該放大比例。於部分實施方式中，a大約為第一至第三色子畫素122a~122c占畫素122整體的面積比例之倒數。舉例而言，於此第一至第三色子畫素122a~122c合占畫素122整體的面積比例為0.75，而a可設計為1.3至1.5之間，例如等於1.4。

詳細而言，於此，先計算出廣色域面板在不降低面板亮度下的背光強度(於本實施方式中，因為畫素設計的關係，即為原本色畫面亮度值的1.4倍)，再以此背光強度減去已計算好的白光背光亮度值，而得到純色背光亮度值。至此，得到背光訊號群BLG，其包含白色背光亮度訊號BLB_w以及第一至第三色背光亮度訊號BLB_a、BLB_b、BLB_c。此背光訊號群BLG能依據時序接收的輸入影像訊號SI調整純色亮度，達到時序變化的偏色(例如紅、綠、黃、藍等)背光效果，進而擴大顯示裝置100的色域。

另一方面，在步驟316中，訊號處理單元132的畫面亮度決定單元132P以第一色畫面亮度值KB_maxa(若經省電模式則降低為第一色畫面亮度值KB_maxa’)的倒數作 為第一色液晶補償值α_a，以第二色畫面亮度值KB_maxb(若經省電模式則降低為第二色畫面亮度值KB_maxb’)的倒數作為第二色液晶補償值α_b，以第三色畫面亮度值KB_maxc(若經省電模式則降低為第三色畫面亮度值KB_maxc’)的倒數作為第三色液晶補償值α_c。

在步驟318以及步驟320中，子畫素訊號產生單元136用以產生用於顯示的畫素訊號。於此，子畫素訊號產生單元136在將三色的畫素訊號轉化為四色的畫素訊號的過程中，以液晶補償值修正用於顯示的畫素訊號，以因應背光訊號群BLG的背光亮度訊號調整用於顯示的畫素訊號。

具體而言，在步驟318中，子畫素訊號產生單元136的計算單元136C先根據《公式6》進行計算。以第一至第三色液晶補償值α_a~α_c中的最小者以及每一畫素訊號DI₁~DI_n的第一色初始亮度值DIB_1a~DIB_na、第二色初始亮度值DIB_1b~DIB_nb以及第三色初始亮度值DIB_1c~DIB_nc中的最小者相乘，並乘上一定比例，以產生每一畫素訊號DI₁~DI_n的白色子畫素亮度值DOB_1w~DOB_nw。其中《公式6》如下：

其中0.5≦q≦0.75。

接著，在步驟320，子畫素訊號產生單元136 的的計算單元136C根據《公式7》，進行計算。以每一畫素訊號DI₁~DI_n的第一至第三色初始亮度值DIB_1a~DIB_na、DIB_1b~DIB_nb以及DIB_1c~DIB_nc分別乘上第一至第三色液晶補償值α_a~α_c，再分別減去白色子畫素亮度值DOB_1w~DOB_nw中的第一至第三色的份量(在此，即第一至第三色液晶補償值α_a~α_c乘上DOB_1w~DOB_nw再乘上0.5)，繼而產生第一色子畫素亮度值DOB_1a~DOB_na、第二色子畫素亮度值DOB_1b~DOB_nb以及第三色子畫素亮度值DOB_1c~DOB_nc。換句話說，每一畫素訊號DI_i的第一至第三色初始亮度值[DIB_ia,DIB_ib,DIB_ic]經由計算，轉換為第一至第三色子畫素亮度值[DOB_ia,DOB_ib,DOB_ic]。其中《公式7》如下：DOB _ia =α _a ＊DIB _ia -α _a ＊0.5＊min(DIB _ia ,DIB _ib ,DIB _ic )

DOB _ib =α _b ＊DIB _ib -α _b ＊0.5＊min(DIB _ia ,DIB _ib ,DIB _ic )

DOB _ic =α _c ＊DIB _ic -α _c ＊0.5＊min(DIB _ia ,DIB _ib ,DIB _ic )

詳細而言，於此，先根據背光的亮度訊號，對應調整畫素的初始亮度值，再從調整完的初始亮度值中扣掉白色亮度值提供的部分，則可以得到廣色域面板的純色亮度值。

在步驟322，子畫素訊號產生單元136的一逆灰階轉換單元136G進行一逆灰階轉換，以將白色子畫素亮度值DOB_1w~DOB_nw以及第一至第三色子畫素亮度值DOB_1a~DOB_na、DOB_1b~DOB_nb以及DOB_1c~DOB_nc轉換為白色子畫素灰階訊號DOG_1w~DOG_nw以及第一至第三色 子畫素灰階訊號DOG_1a~DOG_na、DOG_1b~DOG_nb以及DOG_1c~DOG_nc。換句話說，每一畫素訊號DI_i的第一至第三色以及白色子畫素亮度值[DOB_ia,DOB_ib,DOB_ic,DOB_iw]經由計算，轉換為第一至第三色以及白色子畫素灰階訊號[DOG_ia,DOG_ib,DOG_ic,DOG_iw]。

在此，子畫素訊號產生單元136用以根據輸入影像訊號SI(衍伸的多個畫素訊號DI₁~DI_n的第一至第三色初始亮度值DIB_1a~DIB_na、DIB_1b~DIB_nb及DIB_1c~DIB_nc)以及第一色畫面亮度值KB_maxa、第二色畫面亮度值KB_maxb以及第三色畫面亮度值KB_maxc(衍伸第一至第三色液晶補償值α_a~α_c的倒數)，產生子畫素訊號群DPG。子畫素訊號群DPG包含白色子畫素灰階訊號DOG_1w~DOG_nw以及第一至第三色子畫素灰階訊號DOG_1a~DOG_na、DOG_1b~DOG_nb以及DOG_1c~DOG_nc。

在步驟324，背光控制單元150根據背光訊號群BLG的白色背光亮度訊號BLB_w以及第一至第三色背光亮度訊號BLB_a、BLB_b、BLB_c，分別控制背光模組110的第一至第四色光源112a~112d。

液晶控制單元160根據子畫素訊號群DPG的白色子畫素灰階訊號DOG_1w~DOG_nw以及第一至第三色子畫素灰階訊號DOG_1a~DOG_na、DOG_1b~DOG_nb以及DOG_1c~DOG_nc，分別控制液晶單元120的第一至第四色子畫素122a~122d。於此，第一至第四色子畫素122a~122d 各別占整體畫素面積的四分之一，當然不應以此限制此發明之範圍，於其他實施方式中，可以有其他配置方式，繼而調整前述《公式5》的參數a。

於本發明之部分實施方式中，如前所述，背光訊號群BLG能依據時序接收的輸入影像訊號SI調整純色亮度，達到時序變化的偏色背光效果，進而擴大顯示裝置100的色域。再者，有鑑於背光訊號群BLG以及子畫素訊號群DPG的產生皆與第一至第三色畫面亮度值KB_maxa、KB_maxb及KB_maxc(衍伸第一至第三色液晶補償值α_a~α_c的倒數)相關，子畫素訊號群DPG亦隨著背光訊號群BLG而時序調整。至此，可以提升面板影像品質及最佳省電效能。

於發明之部分實施方式中，上述顯示方法中的第一至第三色以紅色、綠色及藍色為例。以下詳細敘述上述顯示方法用於紅綠藍(RGB)訊號時的實施例。

在此，先介紹未採用省電模式的實施例。以下實施例以輸入影像訊號SI包含畫素訊號DI₁~DI₄為例，即n=4。

首先，輸入影像訊號SI中的畫素訊號DI₁的RGB初始灰階訊號(DIG_1a,DIG_1b,DIG_1c)為(255,0,0)，畫素訊號DI₂的RGB初始灰階訊號(DIG_2a,DIG_2b,DIG_2c)為(255,255,255)，畫素訊號DI₃的RGB初始灰階訊號(DIG_3a,DIG_3b,DIG_3c)為(0,250,0)，畫素訊號DI₄的RGB初始灰階訊號(DIG_4a,DIG_4b,DIG_4c)為(0,0,224)。

在步驟302，畫素訊號DI₁~DI₄的RGB初始灰 階訊號會依照《公式1》進行伽瑪轉換為RGB初始亮度值。以本例來說，畫素訊號DI₁的RGB初始亮度值[DIB_1a,DIB_1b,DIB_1c]為[1,0,0]，畫素訊號DI₂的RGB初始亮度值[DIB_2a,DIB_2b,DIB_2c]為[1,1,1]，畫素訊號DI₃的RGB初始亮度值[DIB_3a,DIB_3b,DIB_3c]為[0,0.96,0]，畫素訊號DI₄的RGB初始亮度值[DIB_4a,DIB_4b,DIB_4c]為[0,0,0.75]。

接著，在步驟304，根據《公式2》，可以得到畫素訊號DI₁的RGB背景亮度值[KB_1a,KB_1b,KB_1c]為[1,0,0]，畫素訊號DI₂的RGB背景亮度值[KB_2a,KB_2b,KB_2c]為[0.5,0.5,0.5]，畫素訊號DI₃的RGB背景亮度值[KB_3a,KB_3b,KB_3c]為[0,0.96,0]，畫素訊號DI₄的RGB背景亮度值[KB_4a,KB_4b,KB_4c]為[0,0,0.75]。

接著，在步驟306，根據《公式3》，在該顯示畫面時，該些畫素訊號DI₁~DI₄的第一至第三色畫面亮度值[KB_maxa,KB_maxb,KB_maxc]為[1,0.96,0.75]。

在步驟308，決定不採用省電模式，而直接前往步驟312。在步驟312，根據《公式4》，得到白色背光亮度訊號BLB_w為0.75。

在步驟314中，根據《公式5》，假設a為1.4，得到第一至第三色背光亮度訊號BLB_a、BLB_b、BLB_c為0.65、0.59、0.3。至此，得到背光訊號群BLG。

在步驟316中，得到RGB液晶補償值α_a、α_b、α_c分別為1、1.04、1.33。

在步驟318中，根據《公式6》，假設q等於0.5，則得到畫素訊號DI₁的白色子畫素亮度值DOB_1w為0，畫素訊號DI₂的白色子畫素亮度值DOB_2w為0.5，畫素訊號DI₃的白色子畫素亮度值DOB_3w為0，畫素訊號DI₄的白色子畫素亮度值DOB_4w為0。

在步驟320中，根據《公式7》，得到畫素訊號DI₁的子畫素亮度值[DOB_1a,DOB_1b,DOB_1c,DOB_1w]為[1,0,0,0]，畫素訊號DI₂的子畫素亮度值[DOB_2a,DOB_2b,DOB_2c,DOB_2w]為[0.5,0.52,0.67,0.5]，畫素訊號DI₃的子畫素亮度值[DOB_3a,DOB_3b、DOB_3c,DOB_3w]為[0,1,0,0]，畫素訊號DI₄的子畫素亮度值[DOB_4a,DOB_4b,DOB_4c,DOB_4w]為[0,0,1,0]。

在步驟322中，進行一逆灰階轉換，而得到畫素訊號DI₁的子畫素灰階訊號(DOG_1a,DOG_1b,DOG_1c,DOG_1w)為(255,0,0,0)，畫素訊號DI₂的子畫素灰階訊號(DOG_2a,DOG_2b,DOG_2c,DOG_2w)為(186,189,213,186)，畫素訊號DI₃的子畫素灰階訊號(DOG_3a,DOG_3b,DOG_3c,DOG_3w)為(0,255,0,0)，畫素訊號DI₄的子畫素灰階訊號(DOG_4a,DOG_4b,DOG_4c,DOG_4w)為(0,0,255,0)。至此，得到子畫素訊號群DPG。

至此，可在步驟324控制背光模組110以及液晶控制單元160。

以下，介紹採用省電模式的另一實施例。

為方便說明，此處接續在前例的步驟306後， 並於步驟308採用省電模式，而前往步驟310。

在步驟310，根據《公式4》，若採用色差容許值為1%的省電模式，則可以將原本的RGB色畫面亮度值KB_maxa、KB_maxb、KB_maxc[1,0.95,0.75]調整至RGB色畫面亮度值KB_maxa’、KB_maxb’、KB_maxc’[0.99,0.67,0.58]。

在步驟312，根據《公式4》，得到白色背光亮度訊號BLB_w為0.58。

在步驟314中，根據《公式5》，假設a為1.4，得到第一至第三色背光亮度訊號BLB_a、BLB_b、BLB_c為0.80、0.36、0.23。

在步驟316中，得到RGB液晶補償值α_a、α_b、α_c分別為1.01、1.49、1.73。至此，得到背光訊號群BLG。

在步驟318中，根據《公式6》，假設q等於0.5，則得到畫素訊號DI₂的白色子畫素亮度值DOB_2w為0.505。

在步驟320中，根據《公式7》，得到畫素訊號DI₂的子畫素亮度值[DOB_2a,DOB_2b,DOB_2c,DOB_2w]為[0.505,0.74,0.87,0.505]。

在步驟322中，進行一逆灰階轉換，而得到畫素訊號DI₂的子畫素灰階訊號(DOG_2a,DOG_2b,DOG_2c,DOG_2w)為(186,189,213,186)。

至此，可在步驟324控制背光模組110以及液晶控制單元160。

圖4A至圖4C為本發明之部分實施方式中之畫 素122的上視示意圖。於前述實施方式中，畫素122的第一至第四色子畫素122a~122d以水平方向依序排列。但應了解到，畫素122的第一至第四色子畫素122a~122d可有各式各樣的排列方式。

於圖4A中，每一畫素122包含16個長型子畫素。於圖4B中，每一畫素122包含16個方型子畫素。於圖4C中，每一畫素122包含8個長型子畫素。在此些圖中，以各顏色子畫素的面積相同為基礎，來設計上述參數(例如q、r)，但應了解不應以此限制本發明之範圍。於其他實施方式中，各顏色子畫素的面積可以不同，上述參數亦應對應調整。此外，雖然於此第一至第四色子畫素122a~122d分別以RGBW表示，但應了解到，不應以任何顏色或畫素數量限制本發明的範圍。

本發明之多個實施方式中，將輸入的三色訊號轉換至四色訊號，使得影像品質在廣色域(例如RGBW)液晶顯示器中可以達到和純色(例如RGB)液晶顯示器一樣甚至更優越的效果。訊號轉換過程中並搭配數動態背光運算，使得廣色域(例如RGBW)液晶訊號可以和多原色背光訊號搭配得宜，除了可以改進純色畫面偏暗、白色畫面偏亮的問題外，提高色域，更可以達到比一般純色(例如RGB)液晶顯示器更省電之效果，可兼顧對影像品質及對省電的要求。

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

Claims (17)

1. 一種顯示裝置的顯示方法，包含：接收一輸入影像訊號，其中該輸入影像訊號包含複數個畫素訊號，每一該些畫素訊號包含一第一色初始灰階訊號、一第二色初始灰階訊號以及一第三色初始灰階訊號；進行一灰階運算，以將每一該些畫素訊號的該第一色初始灰階訊號、該第二色初始灰階訊號以及該第三色初始灰階訊號分別轉換為對應的一第一色初始亮度值、一第二色初始亮度值以及一第三色初始亮度值；計算每一該些畫素訊號的該第一色初始亮度值、該第二色初始亮度值以及該第三色初始亮度值，以決定一第一色畫面亮度值、一第二色畫面亮度值以及一第三色畫面亮度值；計算該第一色畫面亮度值、該第二色畫面亮度值以及該第三色畫面亮度值，以產生一背光訊號群；計算該第一色畫面亮度值、該第二色畫面亮度值、該第三色畫面亮度值，以分別獲得一第一色液晶補償值、一第二色液晶補償值以及一第三色液晶補償值；依據每一該些畫素訊號的該第一色初始亮度值、該第二色初始亮度值以及該第三色初始亮度值、該第一色液晶補償值、該第二色液晶補償值以及該第三色液晶補償值，產生每一該些畫素訊號的一子畫素訊號群；藉由該背光訊號群控制一背光模組之一第一色光源、一第二色光源、一第三色光源以及一第四色光源；以及藉由該子畫素訊號群控制一液晶單元之一第一色子畫素、一第二色子畫素、一第三色子畫素以及一第四色子畫素。
2. 如請求項1所述之顯示裝置的顯示方法，其中該決定該第一色畫面亮度值、該第二色畫面亮度值以及該第三色畫面亮度值的過程包含：計算每一該些畫素訊號的該第一色初始亮度值、該第二色初始亮度值以及該第三色初始亮度值，以產生每一該些畫素訊號的一第一色背景亮度值、一第二色背景亮度值以及一第三色背景亮度值；以及取出該些畫素訊號的該些第一色背景亮度值中的最大者、該些第二色背景亮度值中的最大者、及該些第三色背景亮度值中的最大者，分別作為該第一色畫面亮度值、該第二色畫面亮度值、及該第三色畫面亮度值。
3. 如請求項1所述之顯示裝置的顯示方法，更包含：在產生該背光訊號群之前，降低該第一色畫面亮度值、該第二色畫面亮度值以及該第三色畫面亮度值。
4. 如請求項3所述之顯示裝置的顯示方法，更包含：依據一色差容許值，調整該第一色畫面亮度值、該第二色畫面亮度值以及該第三色畫面亮度值的降低程度。
5. 如請求項1所述之顯示裝置的顯示方法，其中該背光訊號群的產生過程包含：以該第一色畫面亮度值、該第二色畫面亮度值以及該第三色畫面亮度值中的最小者，作為該背光訊號群之一第四色背光亮度訊號；放大該第一色畫面亮度值、該第二色畫面亮度值以及該第三色畫面亮度值；以及以放大之該第一色畫面亮度值、放大之該第二色畫面亮度值以及放大之該第三色畫面亮度值減去該第四色背光亮度訊號，以分別得到該背光訊號群之一第一色背光亮度訊號、一第二色背光亮度訊號以及一第三色背光亮度訊號。
6. 如請求項5所述之顯示裝置的顯示方法，其中該第一色畫面亮度值、該第二色畫面亮度值以及該第三色畫面亮度值以相同比例放大。
7. 如請求項5所述之顯示裝置的顯示方法，其中該第四色背光亮度訊號為白光背光訊號。
8. 如請求項1所述之顯示裝置的顯示方法，其中該子畫素訊號群包含一第一色子畫素灰階訊號、一第二色子畫素灰階訊號、一第三色子畫素灰階訊號以及一第四色子畫素灰階訊號。
9. 如請求項8所述之顯示裝置的顯示方法，其中該第一色液晶補償值、該第二色液晶補償值以及該第三色液晶補償值的獲得的過程包含：以該第一色畫面亮度值、該第二色畫面亮度值以及該第三色畫面亮度值的倒數，分別獲得該第一色液晶補償值、該第二色液晶補償值以及一第三色液晶補償值，且該子畫素訊號群的產生過程包含：計算該些畫素訊號的該第一色初始亮度值、該第二色初始亮度值及該第三色初始亮度值中的最小者以及該第一色液晶補償值、該第二色液晶補償值以及該第三色液晶補償值之最小者，以產生一第四色子畫素亮度值；以及計算該第一色初始亮度值、該第二色初始亮度值、該第三色初始亮度值、該第一色液晶補償值、該第二色液晶補償值、該第三色液晶補償值以及該第四色子畫素亮度值，以產生一第一色子畫素亮度值、一第二色子畫素亮度值以及一第三色子畫素亮度值。
10. 如請求項9所述之顯示裝置的顯示方法，其中該子畫素訊號群的產生過程更包含：對該第一色子畫素亮度值、該第二色子畫素亮度值、該第三色子畫素亮度值以及該第四色子畫素亮度值，進行一逆灰階轉換，以得到該第一色子畫素灰階訊號、該第二色子畫素灰階訊號、該第三色子畫素灰階訊號以及該第四色子畫素灰階訊號。
11. 如請求項8所述之顯示裝置的顯示方法，其中該第四色子畫素灰階訊號為白色子畫素訊號。
12. 一種顯示裝置，包含：一背光模組，包含一第一色光源、一第二色光源、一第三色光源以及一第四色光源；一液晶單元，用以顯示一輸出影像，其中該液晶單元包含複數個畫素，每一該些畫素包含一第一色子畫素、一第二色子畫素、一第三色子畫素以及一第四色子畫素；一訊號處理單元，用以接收一輸入影像訊號的複數個畫素訊號，將每一該些畫素訊號的一第一色初始灰階訊號、一第二色初始灰階訊號以及一第三色初始灰階訊號轉換為對應的一第一色初始亮度值、一第二色初始亮度值以及一第三色初始亮度值，且依據該第一至第三色初始亮度值以決定一第一色畫面亮度值、一第二色畫面亮度值以及一第三色畫面亮度值；一背光訊號產生單元，用以計算該第一色畫面亮度值、該第二色畫面亮度值以及該第三色畫面亮度值以產生一背光訊號群；一子畫素訊號產生單元，用以根據該第一色畫面亮度值、該第二色畫面亮度值以及該第三色畫面亮度值分別產生一第一色液晶補償值、一第二色液晶補償值以及一第三色液晶補償值，且根據該輸入影像訊號、該第一色液晶補償值、該第二色液晶補償值以及該第三色液晶補償值，產生一子畫素訊號群；一背光控制單元，用以根據該背光訊號群控制該背光模組；以及一液晶控制單元，用以根據該子畫素訊號群控制該液晶單元。
13. 如請求項12所述之顯示裝置，其中該訊號處理單元包含：一背景亮度計算單元，用以接收並處理該輸入影像訊號的該些畫素訊號，以根據每一該些畫素訊號的該第一色初始亮度值、該第二色初始亮度值以及該第三色初始亮度值，產生每一該些畫素訊號的一第一色背景亮度值、一第二色背景亮度值以及一第三色背景亮度值；以及一畫面亮度決定單元，用以取出該些畫素訊號的該些第一色背景亮度值的最大者、該些畫素訊號的該些第二色背景亮度值的最大者以及該些畫素訊號的該些第三色背景亮度值中的最大者，以分別作為第一色畫面亮度值、第二色畫面亮度值以及第三色畫面亮度值。
14. 如請求項13所述之顯示裝置，其中該子畫素訊號產生單元係依據該第一色畫面亮度值、該第二色畫面亮度值、該第三色畫面亮度以及每一該些畫素訊號的該第一色初始亮度值、該第二色初始亮度值以及該第三色初始亮度值，產生該子畫素訊號群。
15. 如請求項13所述之顯示裝置，其中該畫面亮度決定單元更用以執行以下步驟：降低該第一色畫面亮度值、該第二色畫面亮度值以及該第三色畫面亮度值。
16. 如請求項12所述之顯示裝置，其中該第四色光源為白光光源。
17. 如請求項12所述之顯示裝置，其中該第四色子畫素為白色子畫素。