TWI707336B - 過驅動補償方法及其裝置 - Google Patents
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Abstract
本案提供一種過驅動補償方法及其裝置。過驅動補償方法包含：接收一目前畫面之三原色資訊，並將三原色資訊轉換為具有輝度之色彩空間資訊，以自色彩空間資訊中取得一目前輝度資訊。緩衝儲存目前輝度資訊於一緩衝儲存器中，緩衝儲存器並輸出一先前畫面之先前輝度資訊。根據目前輝度資訊及先前輝度資訊，產生一輝度增益值。將輝度增益值轉換為三原色增益值。根據三原色資訊及三原色增益值產生對應之過驅動補償值輸出，以過驅動液晶顯示面板。
Description
本案係有關一種液晶顯示器的驅動技術，特別是關於一種可減少液晶顯示器反應時間之過驅動補償方法及其裝置。
在一般液晶顯示器中，過驅動（over-drive，OD）技術是一種廣泛用來加快液晶顯示器反應時間（response time）的技術，其係根據每一像素目前畫面的像素值及先前畫面的像素值產生一過驅動增益值，再於目前畫面的輸出像素值上再加上此過驅動增益值來驅動對應的液晶分子，藉此加快液晶分子的轉向速度，以提升液晶顯示器的反應時間。
而為了進行過驅動補償，液晶顯示器都需要使用一個暫存空間來儲存先前畫面的像素值，以便與目前畫面之像素值進行比較決定過驅動增益值。在儲存時，通常會將三原色（RGB）通道分別儲存，並分別比較得到各自的增益值，但此卻要儲存三原色通道的畫素資訊，所以需要較大的暫存空間，亦即，對記憶體大小及頻寬的需求較大而造成額外的成本。此外，由於是三原色通道各自進行補償，所以在過驅動增益值較大時，可能會出現過度補償之情況，導致在畫面中出現相反色的拖影。
有鑒於此，本案提出一種過驅動補償方法，適於一液晶顯示面板，過驅動補償方法包含：接收一目前畫面之三原色資訊，並將三原色資訊轉換為具有輝度之色彩空間資訊，以自色彩空間資訊中取得一目前輝度資訊。緩衝儲存目前輝度資訊於一緩衝儲存器中，緩衝儲存器並輸出一先前畫面之先前輝度資訊。根據目前輝度資訊及先前輝度資訊，產生一輝度增益值。將輝度增益值轉換為三原色增益值。根據三原色資訊及三原色增益值產生對應之過驅動補償值輸出，以過驅動液晶顯示面板。
依據一些實施例，根據該目前輝度資訊及該先前輝度資訊，查詢一增益對照表，以產生輝度增益值。
本案另提出一種過驅動補償裝置，適於一液晶顯示面板，該過驅動補償裝置包含一第一轉換電路、一緩衝儲存器、一查表運算電路、一第二轉換電路以及一產生器。第一轉換電路接收一目前畫面之三原色資訊，並將三原色資訊轉換為具有輝度之色彩空間資訊，以便自色彩空間資訊中取得一目前輝度資訊。緩衝儲存器電性連接第一轉換電路，緩衝儲存器用以緩衝儲存目前輝度資訊，並輸出一先前畫面之先前輝度資訊。查表運算電路電性連接第一轉換電路及緩衝儲存器，查表運算電路係根據目前輝度資訊及先前輝度資訊，查表產生一輝度增益值。第二轉換電路電性連接查表運算電路，以將輝度增益值轉換為三原色增益值。產生器電性連接第二轉換電路並接收三原色資訊，此產生器根據三原色資訊及三原色增益值產生對應之過驅動補償值輸出，以過驅動液晶顯示面板。
依據一些實施例，先前輝度資訊係已事先儲存在一緩衝儲存器中。目前輝度資訊會取代先前輝度資訊儲存在緩衝儲存器中，以作為下一畫面對應的先前輝度資訊。
依據一些實施例，儲存在緩衝儲存器之先前輝度資訊或目前輝度資訊，都要先經過一壓縮處理。在輸出先前輝度資訊之前，先前輝度資訊會先經過一解壓縮處理。
依據一些實施例，三原色資訊係利用一第一轉換矩陣轉換為色彩空間資訊，及輝度增益值係利用一第二轉換矩陣轉換為三原色增益值，且第一轉換矩陣及第二轉換矩陣係互為反矩陣。
依據一些實施例，查表運算電路更包含一增益對照表，以根據目前輝度資訊及先前輝度資訊查詢增益對照表。
依據一些實施例，三原色增益值係表示為
，其中Δ
R、Δ
G及Δ
B係為三原色增益值，Δ
Y係為輝度增益值，以及r
y、g
y及b
y係為三原色之輝度轉換係數。
綜上所述，本案在進行液晶顯示器過驅動補償時，可以減少對記憶體資源及頻寬的需求，並同樣達到過驅動補償之效果。且本案亦可避免因過度補償而產生拖影現象，故可有效維持畫面品質。
本案所提供的過驅動補償方法及過驅動補償裝置，係用於液晶顯示器上。液晶顯示器10如圖1所示，液晶顯示器10係包含一輸入介面12、一液晶控制晶片（Scaler）14及一液晶顯示面板16。輸入介面12係可以接收外部影像訊號，影像訊號之格式可以是但不限於DP（DisplayPort）訊號、高畫質多媒體介面（HDMI）訊號、影片圖形陣列（VGA）訊號等。液晶控制晶片14電性連接輸入介面12及液晶顯示面板16，以接收影像訊號並將影像訊號轉換為可以顯示在液晶顯示面板16上之面板訊號，面板訊號之格式可以是但不限於低壓差分訊號（LVDS）、eDP（embedded Display Port）訊號、V-by-one訊號等。液晶顯示面板16內之驅動電路162則根據面板訊號驅動液晶顯示面板16顯示畫面。
圖2係根據本案過驅動補償裝置之一實施例的方塊示意圖，請參閱圖2所示，一過驅動補償裝置20包含一第一轉換電路22、一緩衝儲存器24、一查表運算電路26、一第二轉換電路28以及一產生器30。第一轉換電路22電性連接緩衝儲存器24及查表運算電路26，且緩衝儲存器24亦電性連接至查表運算電路26。查表運算電路26電性連接第二轉換電路28，第二轉換電路28進一步電性連接產生器30。在一實施例中，過驅動補償裝置20係可設置於圖1之液晶控制晶片14中，用以過驅動液晶顯示面板16。
在一實施例中，第一轉換電路22係用以接收每一顯示畫面的三原色資訊，依時間順序，每個顯示畫面可被稱為先前輸入畫面及目前輸入畫面。
在一實施例中，緩衝儲存器24係可為揮發性記憶體，例如隨機存取記憶體（RAM）、靜態隨機存取記憶體（SRAM）等。
在一實施例中，產生器30係為一加法器。
圖3係根據本案過驅動補償方法之一實施例的流程示意圖，請同時參閱圖1、圖2及圖3所示，一種過驅動補償方法包含下列步驟：如步驟S10所示，第一轉換電路22接收一目前畫面之三原色資訊RGB，並將三原色資訊RGB轉換為具有輝度（luminance）之色彩空間資訊YC1C2，以自此色彩空間資訊YC1C2中取得一目前輝度資訊Y
n，並輸出目前輝度資訊Y
n至緩衝儲存器24及查表運算電路26中。在一實施例中，色彩空間係為一個輝度與色度分離之色彩空間，可以是但不限於YCbCr、YCgCo或YUV等色彩空間，以獲得此色彩空間對應的色彩空間資訊YC1C2，此色彩空間資訊YC1C2包含一輝度資訊Y及二色度資訊C1C2。在本實施例中，僅使用色彩空間資訊YC1C2中的輝度資訊Y進行後續處理。
如步驟S12所示，由第一轉換電路22輸出的目前輝度資訊Y
n會緩衝儲存在緩衝儲存器24中，緩衝儲存器24並輸出一先前畫面之先前輝度資訊Y
n-1至查表運算電路26中。在一實施例中，先前畫面之先前輝度資訊Y
n-1係已事先儲存在緩衝儲存器24中，故可在第一轉換電路22輸出目前輝度資訊Y
n至查表運算電路26時，緩衝儲存器24亦傳輸先前輝度資訊Y
n-1至查表運算電路26中。在緩衝儲存器24輸出先前輝度資訊Y
n-1至查表運算電路26之後，由第一轉換電路22輸出之目前輝度資訊Y
n更可進一步取代先前輝度資訊Y
n-1儲存在緩衝儲存器24中，以作為下一畫面對應的先前輝度資訊。
如步驟S14所示，在查表運算電路26接收到目前輝度資訊Y
n及先前輝度資訊Y
n-1之後，查表運算電路26會根據目前輝度資訊Y
n及先前輝度資訊Y
n-1，產生一輝度增益值Δ
Y，並將輝度增益值Δ
Y輸出至第二轉換電路28中。在一實施例中，查表運算電路26係包含一增益對照表262，以根據目前輝度資訊Y
n及先前輝度資訊Y
n-1查詢增益對照表262而獲得輝度增益值Δ
Y。
在一實施例中，增益對照表262中係預先儲存著從先前輝度資訊Y
n-1到目前輝度資訊Y
n所對應的增益值，以縮短其所需要的反應時間。此外，增益對照表262中的各增益值係預先準備好的，可以預先經過校正訓練程序而取得先前輝度資訊Y
n-1到目前輝度資訊Y
n所對應的增益值，以建立該增益對照表262最後所儲存的輝度增益值。因此，在查表運算電路26中，查表運算電路26可根據目前輝度資訊Y
n及先前輝度資訊Y
n-1來查詢增益對照表262而獲得對應之輝度增益值Δ
Y。
如步驟S16所示，第二轉換電路28係將輝度增益值Δ
Y轉換為三原色增益值Δ
R、Δ
G、Δ
B，並將三原色增益值Δ
R、Δ
G、Δ
B傳輸至產生器30中。
如步驟S18所示，產生器30根據三原色資訊RGB及三原色增益值Δ
R、Δ
G、Δ
B產生對應之過驅動補償值G
OD輸出，此過驅動補償值G
OD包含有R+Δ
R、G+Δ
G及B+Δ
B，以利用過驅動補償值G
OD過驅動液晶顯示面板16，使液晶顯示面板16顯示畫面。
在一實施例中，於步驟S10中，第一轉換電路22係利用一個3*3的第一轉換矩陣X1將三原色資訊RGB轉換為色彩空間資訊YC1C2。於步驟S16中，第二轉換電路28係利用一個3*3的第二轉換矩陣X2將輝度增益值Δ
Y轉換為三原色增益值Δ
R、Δ
G、Δ
B，其中第一轉換矩陣X1及第二轉換矩陣X2係互為反矩陣。
舉例來說，第一轉換矩陣X1為
，第二轉換矩陣X2為
，因此，第一轉換電路22可利用第一轉換矩陣X1將三原色資訊RGB轉換為色彩空間資訊YC1C2，且第二轉換電路28可利用第二轉換矩陣X2將色彩空間資訊YC1C2再轉換為RGB空間，如下列所示：
，其中第一轉換矩陣X1及第二轉換矩陣X2係互為反矩陣，滿足下列所示：
。
在過驅動補償的計算中，僅保留輝度資訊Y來計算取得輝度增益值Δ
Y，則於此輸出的過驅動補償值可以得到Y+Δ
Y。但由於液晶顯示面板16都分為三原色資訊RGB驅動，所以需要再經過一個轉換過程將補償的過驅動補償值由輝度Y轉換到RGB空間中，如下列所示：
。
承上，經過推導可知，由第二轉換矩陣X2當中的轉換係數可以將輝度增益值Δ
Y對應回RGB空間。因此，第二轉換電路28可以透過輝度增益值Δ
Y與三原色增益值Δ
R、Δ
G、Δ
B間的關係式，將輝度增益值Δ
Y轉換為三原色增益值Δ
R、Δ
G、Δ
B，亦即
，其中r
y、g
y及b
y係為三原色之輝度轉換係數。
由於本案僅在輝度資訊Y上進行過驅動補償運算，因此輸出到液晶顯示面板16的面板訊號（過驅動補償值G
OD）仍可保持固定的色度，故能夠避開因過度補償時會產生色偏的潛在風險。
另一方面，為了減少緩衝儲存器24使用的暫存空間，更可對儲存在緩衝儲存器24中的輝度資訊Y先進行一壓縮處理。圖4係根據本案過驅動補償裝置之另一實施例的方塊示意圖，請參閱圖4所示，過驅動補償裝置20進一步包括一壓縮電路32及一解壓縮電路34。壓縮電路32電性連接第一轉換電路22及緩衝儲存器24，以對先前輝度資訊Y
n-1或目前輝度資訊Y
n進行壓縮處理，壓縮處理可以是但不限於資料精度（data precision）壓縮或是解析度（spatial resolution）壓縮。解壓縮電路34電性連接緩衝儲存器24及查表運算電路26，使先前輝度資訊Y
n-1傳送至查表運算電路26之前可以先經過解壓縮電路34的解壓縮處理。
圖5係根據本案過驅動補償方法之另一實施例的流程示意圖，請同時參閱圖4及圖5所示，如步驟S10所示，第一轉換電路22接收一目前畫面之三原色資訊RGB，並將三原色資訊RGB轉換為色彩空間資訊YC1C2，以便自此色彩空間資訊YC1C2中取得目前輝度資訊Y
n。第一轉換電路22再將目前輝度資訊Y
n輸出至壓縮電路32及查表運算電路26中。
如步驟S12’所示，步驟S12’會因為壓縮處理及解壓縮處理而被細分為步驟S121～S122及步驟S123～S124。如步驟S121所示，壓縮電路32會對目前輝度資訊Y
n進行壓縮處理。如步驟S122所示，經過壓縮處理後的目前輝度資訊Y
n會從壓縮電路32傳輸至緩衝儲存器24並緩衝儲存在緩衝儲存器24中。在進行步驟S121及步驟S122之前或同時，亦會進行步驟S123及步驟S124。如步驟S123所示，原本已儲存在緩衝儲存器24內之先前畫面的先前輝度資訊Y
n-1因之前已事先經過壓縮處理，所以緩衝儲存器24會將先前畫面之先前輝度資訊Y
n-1先輸出至解壓縮電路34，然後如步驟S124所示，利用解壓縮電路34對先前畫面的先前輝度資訊Y
n-1進行解壓縮處理，並將已解壓縮完成之先前輝度資訊Y
n-1輸出至查表運算電路26中，以供進行後續處理。後續之步驟S14～步驟S18則與圖3所示之流程圖相同，故可以參考前面詳細說明，於此不再贅述。
因此，本案在進行過驅動補償時，只需記錄一個通道的資訊（亮度資訊），所以需要的儲存空間只變為RGB通道各自儲存時的三分之一，所以可以藉此減少記憶體空間及頻寬需求。所以，本案可以在減少對記憶體資源及頻寬的需求的前提下，並同樣達到過驅動補償之效果。此外，本案亦可避免因過度補償而產生拖影現象，故可有效維持畫面品質。
以上所述之實施例僅係為說明本案之技術思想及特點，其目的在使熟悉此項技術者能夠瞭解本案之內容並據以實施，當不能以之限定本案之專利範圍，即大凡依本案所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本案之專利範圍內。
10:液晶顯示器
12:輸入介面
14:液晶控制晶片
16:液晶顯示面板
162:驅動電路
20:過驅動補償裝置
22:第一轉換電路
24:緩衝儲存器
26:查表運算電路
262:增益對照表
28:第二轉換電路
30:產生器
32:壓縮電路
34:解壓縮電路
GOD:過驅動補償值
RGB:三原色資訊
X1:第一轉換矩陣
X2:第二轉換矩陣
YC1C2:色彩空間資訊
C1C2:色度資訊
Y:輝度資訊
Yn:目前輝度資訊
Yn-1:先前輝度資訊
ΔR、ΔG、ΔB:三原色增益值
ΔY:輝度增益值
S10～S18:步驟
S12’:步驟
S121～S124:步驟
[圖1]係根據本案一實施例應用之液晶顯示器的方塊示意圖。
[圖2]係根據本案過驅動補償裝置之一實施例的方塊示意圖。
[圖3]係根據本案過驅動補償方法之一實施例的流程示意圖。
[圖4]係根據本案過驅動補償裝置之另一實施例的方塊示意圖。
[圖5]係根據本案過驅動補償方法之另一實施例的流程示意圖。
S10~S18:步驟
Claims (8)
- 一種過驅動補償方法，適於一液晶顯示面板，該過驅動補償方法包含：接收一目前畫面之三原色資訊，並將該三原色資訊轉換為具有輝度之色彩空間資訊，以自該色彩空間資訊中取得一目前輝度資訊；緩衝儲存該目前輝度資訊於一緩衝儲存器中，該緩衝儲存器並輸出一先前畫面之先前輝度資訊；根據該目前輝度資訊及該先前輝度資訊，產生一輝度增益值；將該輝度增益值轉換為三原色增益值；以及根據該三原色資訊及該三原色增益值產生對應之過驅動補償值輸出，以過驅動該液晶顯示面板；其中，該三原色資訊係利用一第一轉換矩陣轉換為該色彩空間資訊，及該輝度增益值係利用一第二轉換矩陣轉換為該三原色增益值，且該第一轉換矩陣及該第二轉換矩陣係互為反矩陣。
- 如請求項1所述之過驅動補償方法，其中在根據該目前輝度資訊及該先前輝度資訊產生該輝度增益值之步驟中，更包含根據該目前輝度資訊及該先前輝度資訊查詢一增益對照表，以產生該輝度增益值。
- 如請求項1所述之過驅動補償方法，其中該先前輝度資訊係已事先儲存在該緩衝儲存器中。
- 如請求項3所述之過驅動補償方法，其中在緩衝儲存該目前輝度資訊之步驟中，該目前輝度資訊會取代該先前輝度資訊儲存在該緩衝儲存器中，以作為下一畫面對應的該先前輝度資訊。
- 如請求項3所述之過驅動補償方法，其中該先前輝度資訊儲存在該緩衝儲存器之前更可先經過一壓縮處理，且在該緩衝儲存器輸出該先前輝度資訊之後，該先前輝度資訊會先經過一解壓縮處理。
- 如請求項1所述之過驅動補償方法，其中在緩衝儲存該目前輝度資訊之步驟前，更可對該目前輝度資訊進行一壓縮處理。
- 如請求項1所述之過驅動補償方法，其中該三原色增益信係表示為，其中該△R、△G及△B係為該三原色增益值，△Y係為該輝度 增益值，以及該ry、gy及by係為三原色之輝度轉換係數。
- 一種過驅動補償裝置，適於一液晶顯示面板，該過驅動補償裝置包含：一第一轉換電路，接收一目前畫面之三原色資訊，並將該三原色資訊轉換為具有輝度之色彩空間資訊，以自該色彩空間資訊中取得一目前輝度資訊；一緩衝儲存器，電性連接該第一轉換電路，該緩衝儲存器用以緩衝儲存該目前輝度資訊，並輸出一先前畫面之先前輝度資訊；一查表運算電路，電性連接該第一轉換電路及該緩衝儲存器，該查表運算電路係根據該目前輝度資訊及該先前輝度資訊，查表產生一輝度增益值；一第二轉換電路，電性連接該查表運算電路，以將該輝度增益值轉換為三原色增益值；以及 一產生器，電性連接該第二轉換電路並接收該三原色資訊，該產生器根據該三原色資訊及該三原色增益值產生對應之過驅動補償值輸出，以過驅動該液晶顯示面板；其中，該三原色資訊係利用一第一轉換矩陣轉換為該色彩空間資訊，及該輝度增益值係利用一第二轉換矩陣轉換為該三原色增益值，且該第一轉換矩陣及該第二轉換矩陣係互為反矩陣。
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