CN104143320A - 亮度补偿方法及其显示控制装置与影像显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种亮度补偿方法,用于一显示控制装置中,包括有根据一影像数据,获得多个背光源的多个背光责任周期;根据该多个背光责任周期及一非一致性背光轮廓数据,计算多个补偿增益,其中,该非一致性背光轮廓资料指示该多个背光源的多个个别的实际亮度分布;以及根据该多个补偿增益,对该影像数据的多个像素所对应的多个第一影像亮度进行补偿后,获得多个第二影像亮度。
Description
技术领域
本发明涉及一种亮度补偿方法及其显示控制装置与液晶显示器,尤指一种可根据非一致性背光轮廓数据同时补偿区域调光(local dimming)的亮度损失及云纹面板(mura panel)的不均匀,以显示正常影像的亮度补偿方法及其显示控制装置与液晶显示器。
背景技术
一般来说,区域调光(local dimming)技术可根据所欲显示的影像数据,将液晶显示器(liquid crystal display,LCD)中对应于显示面板上不同显示区域的不同背光源以不同亮度开启,以达到节省耗电量的目的。
举例来说,若影像数据在一显示区域的影像较亮而在另一显示区域的影像较暗,则区域调光技术会控制作为该显示区域的背光源的冷阴极灯管(ColdCathode Fluorescent Lamp,CCFL)或发光二极管(Light Emitting Diode,LED)以较亮的背光亮度开启,而该另一显示区域的背光源以较暗的背光亮度开启,因此相较于一般操作下将全部背光源以最大背光亮度开启,区域调光技术可节省耗电量。
在此情形下,由于区域调光技术将液晶显示器中部分显示区域的背光亮度降低,因此为了避免使用者受到此亮度损失影响,公知区域调光技术会进一步对影像数据中的影像亮度(即液晶偏振导通光线的程度)补偿提升后再进行显示(即借由增加影像亮度来补偿背光亮度降低的损失),以避免使用者感觉所显示影像较暗。
另一方面,在公知技术中,当计算一显示区域的背光源对另一显示区域所造成的漏光时,通常假设面板中所有背光源为一致。然而,云纹面板(murapanel)中背光源不一致会造成光度不均匀,因此当将区域调光运用于云纹面板时,需同时进行去云纹补偿。
然而,公知技术一般在背光源完全开启情况下进行去云纹补偿,而当进行区域调光时背光源不会完全开启,因此公知去云纹补偿在进行区域调光时无法有效运作。有鉴于此,公知技术实有改进的必要。
发明内容
因此,本发明的主要目的即在于提供一种可根据非一致性背光轮廓数据同时补偿区域调光的亮度损失及云纹面板的不均匀,以显示正常影像的亮度补偿方法及其显示控制装置与液晶显示器。
本发明还公开一种亮度补偿方法,用于一影像显示装置的一显示控制装置中。该亮度补偿方法包括有根据一影像数据,获得多个背光源的多个背光责任周期;根据该多个背光责任周期及一非一致性背光轮廓数据,计算多个补偿增益,其中,该非一致性背光轮廓资料指示该多个背光源的多个个别的实际亮度分布;以及根据该多个补偿增益,对该影像数据的多个像素所对应的多个第一影像亮度进行补偿后,获得多个第二影像亮度。
本发明还公开一种亮度补偿方法,用于一影像显示装置的一显示控制装置中,包括有:根据一影像数据,获得多个背光源的多个背光亮度;根据该多个背光亮度及一非一致性背光轮廓资料,计算多个补偿增益,其中,该非一致性背光轮廓资料指示该多个背光源的多个个别的实际亮度分布;以及根据该多个补偿增益,对该影像数据的多个像素所对应的多个第一影像亮度进行补偿后,获得多个第二影像亮度。
本发明还公开一种显示控制装置,用于一影像显示装置中。该显示控制装置耦接于一背光驱动电路,用来接收一影像数据,并执行上述的亮度补偿方法。
本发明还公开一种影像显示装置。该影像显示装置包括有一显示控制装置,用来接收一影像数据,并执行上述的亮度补偿方法;以及一面板,接收该显示装置的控制以显示影像。该影像显示装置可更包括多个背光源;以及一背光驱动电路,耦接于该显示控制装置,用来控制该多个背光源以多个背光亮度开启。
在此配合下列图示、实施例的详细说明及权利要求书,将上述及本发明的其它目的与优点详述于后。
附图说明
图1为本发明实施例一液晶显示器的示意图。
图2为本发明实施例一亮度补偿流程的示意图。
其中,附图标记说明如下:
10 液晶显示器
100 显示控制装置
102 面板
104 背光驱动电路
BL1~BLx1 背光源
DA1~DAx2 显示区域
ID 影像数据
CID 补偿影像数据
NUBP 非一致性背光轮廓数据
D1~Dx1 责任周期
20 流程
200~208 步骤
具体实施方式
请参考图1,图1为本发明实施例一影像显示装置,譬如是一液晶显示器(liquid crystal display,LCD)10的示意图。如图1所示,液晶显示器10包括有一显示控制装置100、一面板102。此外,液晶显示器10可更包括背光源BL1~BLx1以及一背光驱动电路104。简单来说,显示控制装置100可接收一影像数据ID及一非一致性背光轮廓数据NUBP,执行亮度补偿后产生一补偿影像数据CID。面板102可接收显示控制装置100的控制以显示影像。背光源BL1~BLx1提供背光,譬如为发光二极管(Light Emitting Diode,LED)形式的背光源。背光驱动电路104耦接于显示控制装置100,用来接收背光责任周期(duty cycle)D1~Dx1并据以控制背光源BL1~BLx1以背光亮度BLI1~BLIx1开启。
详细来说,显示控制装置100的亮度补偿操作,可归纳为一亮度补偿流程20,如图2所示,其包括以下步骤:
步骤200:开始。
步骤202:根据一影像数据ID,获得背光源BL1~BLx1的背光责任周期D1~Dx1。
步骤204:根据背光责任周期D1~Dx1及非一致性背光轮廓数据NUBP,计算补偿增益CG1~CGy,其中,非一致性背光轮廓数据NUBP指示背光源BL1~BLx1的个别的实际亮度分布RAID1~RAIDx。
步骤206:根据补偿增益CG1~CGy,对影像数据ID的像素P1~Py所对应的影像亮度FII1~FIIy进行补偿后,获得影像亮度SII1~SIIy。
步骤208:结束。
根据亮度补偿流程20,当接收影像数据ID后,显示控制装置100会根据影像数据ID对液晶显示器10的面板102进行区域调光,以获得背光源BL1~BLx1的背光责任周期D1~Dx1,藉以指示背光驱动电路104以背光责任周期D1~Dx1的时间长度,来控制背光源BL1~BLx1以相对应背光亮度BLI1~BLIx1开启,例如以脉波宽度调变(pulse width modulation,PWM)或其它方式调变背光源BL1~BLx1的背光亮度BLI1~BLIx1。
有种种不同的方式可根据影像数据ID来获得背光源BL1~BLx1的背光责任周期D1~Dx1。举例而言,面板102可划分为显示区域DA1~DAx2。每一显示区域DA1~DAx2分别包括相同或不同数目的一至多个像素。背光源BL1~BLx1分别对应于显示区域DA1~DAx2,但不限于此。x1可等于或不等于x2。譬如,任一背光源可对应至相同或不相同的显示区域。显示控制装置100可通过统计显示区域DA1~DAx2中每一像素的最大影像亮度后制成柱形图(histogram),据以根据影像数据ID对应于背光源BL1~BLx1所对应显示区域DA1~DAx2的区域影像亮度AII1~AIIx2,决定背光源BL1~BLx1的背光责任周期D1~Dx1。即显示区域DA1~DAx2中区域影像亮度较强者,其所对应的背光源以较高背光责任周期(即较强背光亮度)开启,而显示区域DA1~DAx2中区域影像亮度较弱者,其所对应的背光源以较低背光责任周期(即较弱背光亮度)开启,以节省耗电量。其它传统依据影像数据ID来获得背光源BL1~BLx1的背光责任周期D1~Dx1,譬如是找出各显示区域的个别最大影像亮度点或平均影像亮度来作为该显示区域的背光参考值,或是各种方式混合等,或是不考虑显示区域下等方式,均可采用。
接着,由于显示区域DA1~DAx2在显示影像时,各显示区域周围显示区域所对应的背光源也会提供背光(即漏光)在各显示区域中像素,并非单纯只由所对应的各背光源提供各显示区域中像素的背光,因此显示控制装置100需根据背光责任周期D1~Dx1及各背光源BL1~BLx1的非一致性背光轮廓数据NUBP,计算补偿增益CG1~CGy,其中,非一致性背光轮廓数据NUBP指示背光源BL1~BLx1在完全开启(100%的背光责任周期时),在面板102上所呈现的个别的实际亮度分布RAID1~RAIDx。举例而言,非一致性背光轮廓数据NUBP可包括多个漏光系数P(i,j),其中P(i,j)称为漏光系数,代表背光源BL1~BLx1当中第i个背光源单独完全开启(100%的背光责任周期)时,分别在一面板的像素P1~Py当中的j个像素处的亮度值。多个漏光系数P(i,j)可由实验结果得到,如在进行亮度补偿前先在暗室中将背光源BL1~BLx1依序开启,然后量测各背光源对各像素的漏光。
显示控制装置100可由多个背光的漏光系数P(i,j)和多个背光的背光责任周期D1~Dx1综合决定每个像素的实际背光强度RABIj(其中j=1~y当中任一者)。而决定的方法,举例来说,显示控制装置100可根据背光责任周期D1~Dx1,与多个漏光系数P(i,j),进行旋积(convolution),以计算像素P1~Py的个别实际背光亮度RABI1~RABIy。换言之,在计算像素Pj的个别实际背光亮度RABIj时,除了考虑其所在显示区域的相对应背光源以相对应背光责任周期所产生的背光亮度外,也需考虑其它背光源以相对应背光责任周期所产生的背光亮度对像素Pj所造成的亮度值,以得到像素Pj的个别实际背光亮度RABIj,如下:
其中,表示不同背光的漏光系数P(i,j)的总合。值得注意的是,在其它实施例中,可不采用旋积,而采用其它的数学计算模型。只要在计算像素Pj的个别实际背光亮度RABIj时,除了考虑其所在显示区域的相对应背光源以相对应背光责任周期所产生的背光亮度外,再考虑其它显示区域对应的背光源以相对应背光责任周期所产生的背光亮度对像素Pj所造成的亮度值的影响,也属于本发明的范畴。另外,为简化计算,可不一定要考虑所有背光源的效应,亦即只需考虑其它一至多个背光源所产生的效应也可。
接着,可根据像素Pj的个别实际背光亮度RABIj,获得补偿增益CG1~CGy。在获得补偿增益的过程中,较佳上可先获得每个像素P1~Pj处分别在背光源BL1~BLx1完全开启时下的个别最大背光亮度MPABI1~MPABIy。在此所谓的像素Pj的个别最大背光亮度MPABIj是个别实际背光亮度RABIj在背光责任周期均为100%下所产生的最大值。公式如下:
值得注意的是,为确保补偿后的亮度的一致性,可令所有MPABIj为相等值,譬如是等于其中的一个MPABIj。接下来,可考虑像素Pj处的最大背光亮度MPABIj与像素Pj的个别实际背光亮度RABIj之间的比例关系来计算补偿增益CGj。举例而言,可分别将背光源BL1~BLx1完全开启时的个别最大背光亮度MPABI1~MPABIy除以个别实际背光亮度RABI1~RABIy,以产生补偿增益CG1~CGy。
接下来,即可根据补偿增益CG1~CGy,对影像数据ID的像素P1~Py所对应的影像亮度FII1~FIIy进行补偿后,获得已补偿的影像亮度SII1~SIIy做为补偿影像数据CID以供面板102进行显示。
综合上述,补偿增益CG1~CGy可为正常状态下个别最大背光亮度MPABI1~MPABIy与进行区域调光及云纹面板(mura panel)中非一致性背光下个别实际背光亮度RABI1~RABIy的比值,因此以影像亮度FII1~FIIy乘上补偿增益CG1~CGy所得的影像亮度SII1~SIIy显示补偿影像数据CID时,使用者不会因区域调光及云纹面板中非一致性背光感觉所显示影像较暗或不均匀。
在此情形下,上述实施例不只考虑区域调光将部分显示区域亮度降低所造成的背光亮度损失,而且考虑云纹面板中非一致性背光算出个别实际背光亮度RABI1~RABIy后,才对显示区域DA1~DAx2中像素P1~Py的影像亮度FII1~FIIy乘上补偿增益CG1~CGy以得到影像亮度SII1~SIIy进行显示。如此一来,可通过增加影像亮度(如可增加源极控制信号强度以增加面板102中液晶偏振导通光线的程度)精确地补偿区域调光所造成的背光亮度损失及云纹面板中非一致性背光所造成亮度不均匀,使得使用者不会因区域调光及云纹面板中非一致性背光感觉所显示影像较暗及亮度不均匀。
值得注意的是,上述实施例主要在于同时考虑区域调光将部分显示区域亮度降低所造成背光亮度损失及云纹面板中非一致性背光所造成亮度不均匀,在算出个别实际背光亮度RABI1~RABIy后再据以增加影像亮度以补偿区域调光所造成背光亮度损失及云纹面板中非一致性背光所造成亮度不均匀,使得使用者不会因区域调光及云纹面板中非一致性背光感觉所显示影像较暗及亮度不均匀。本领域普通技术人员当可据以进行修饰或变化,而不限于此。举例来说,显示控制装置100可具有各种整合方式而整合进入不同功能,显示控制装置100可直接控制面板102显示补偿影像数据CID,或者显示控制装置100与面板102间可设置一时序控制器,由时序控制器接收补偿影像数据CID后控制面板102显示补偿影像数据CID。
此外,补偿增益CG1~CGx1可因实际需求设计不单纯为个别最大背光亮度MPABI1~MBLIx1与个别实际背光亮度RABI1~RABIy的比值。举例而言,在上述实施例中,补偿增益CG1~CGx1设计为正常状态下个别最大背光亮度MPABI1~MPABIy与个别实际背光亮度RABI1~RABIy的比值,但在其它实施例中,在将个别最大背光亮度MPABI1~MPABIy除以个别实际背光亮度RABI1~RABIy后,可更结合面板102的Gamma特性,以产生补偿增益CG1~CGx1。举例来说,由于像素P1~Py的亮度的变化符合一Gamma曲线G,所以计算补偿增益CG1~CGy的公式可为:
MPABIi/RABI1^(1/G)
较佳的应用情况中,在上述的计算过程中,为确保补偿后的亮度的一致性,可令所有MPABIj为相等值,譬如是等于其中的一个MPABIj。另外,值得注意的是,由于Gamma曲线G并不完全准确,为了确保补偿增益CG1~CGy更加精确,可直接进行量测,以确保打开区域调光和关区域调光后的亮度是一致。
另外,在获得该多个像素处的个别实际背光亮度下,可直接参照一查表(look-up table),获得该多个像素处的个别实际背光亮度所对应的多个增益值,而作为该多个补偿增益。较佳的应用情况下,该查表可由实际量测而得,或是将上述计算方式所得的增益值(亦即将个别最大背光亮度MPABI1~MPABIy除以个别实际背光亮度RABI1~RABIy并结合面板102的Gamma特性所产生的补偿增益CG1~CGx1),配置在此查表中。
另外,也值得注意的是,虽然在此公开的实施例借由调整背光源BL1~BLx1的背光责任周期D1~Dx1来调整背光源BL1~BLx1的背光亮度BLI1~BLIx1,然仅作范例说明,在其它实施例中,可采用其它不同的方式,譬如借由调整背光源BL1~BLx1的控制信号(譬如是驱动电流)的大小(amplitude),或是责任周期与大小一并调整,以调整背光源BL1~BLx1的背光亮度BLI1~BLIx1。至在其它后续步骤,可根据上述说明类推的,在此为简明起见,不多做赘述。
综合上述,凡在利用影像数据而获得背光亮度或背光责任周期后,在根据背光亮度或背光责任周期以及各背光源在面板上的亮度分布数据来计算任一个像素的补偿增益的过程中,只要所使用的实际亮度分布亮度资料不仅包括该像素所落在显示区域所对应的背光源的背光责任周期与实际亮度分布数据,更包括其它一或多个背光源的背光责任周期与实际亮度分布数据,均落在本公开的范畴。从另一角度而言,针对至少一个像素当中的每一个像素在计算补偿增益时,可根据该多个背光责任周期当中超过一个的背光责任周期,以及该多个背光源当中超过一个的背光源的个别的实际亮度分布,来计算该像素的该补偿增益。
在公知技术中,一般在背光源完全开启情况下进行去云纹补偿,而当进行区域调光时背光源不会完全开启,因此公知去云纹补偿在进行区域调光时无法有效运作。相较之下,上述实施例可同时考虑区域调光将部分显示区域亮度降低所造成背光亮度损失及云纹面板中非一致性背光所造成亮度不均匀,在算出个别实际背光亮度RABI1~RABIy后再据以增加影像亮度以补偿区域调光所造成背光亮度损失及云纹面板中非一致性背光所造成亮度不均匀,使得使用者不会因区域调光及云纹面板中非一致性背光感觉所显示影像较暗及亮度不均匀。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (23)
1.一种亮度补偿方法,用于一影像显示装置的一显示控制装置中,其特征在于,包括有:
根据一影像数据,获得多个背光源的多个背光责任周期;
根据该多个背光责任周期及一非一致性背光轮廓数据,计算多个补偿增益,其中,该非一致性背光轮廓资料指示该多个背光源的多个个别的实际亮度分布;以及
根据该多个补偿增益,对该影像数据的多个像素所对应的多个第一影像亮度进行补偿后,获得多个第二影像亮度。
2.如权利要求1所述的亮度补偿方法,其特征在于,在根据该多个背光责任周期及一非一致性背光轮廓数据,计算多个补偿增益的步骤,包括:针对该多个像素当中的每一者,依据该多个背光责任周期当中多个背光责任周期以及该多个背光源当中多个背光源的个别的实际亮度分布,来计算该像素的该补偿增益。
3.如权利要求1所述的亮度补偿方法,其特征在于,根据该影像数据,获得该多个背光源的该多个背光责任周期的步骤包括有:
根据该影像数据对应于该多个背光源所对应多个显示区域的多个区域影像亮度,决定该多个背光源的该多个背光责任周期。
4.如权利要求1所述的亮度补偿方法,其特征在于,该非一致性背光轮廓数据包括多个漏光系数P(i,j),其中P(i,j)代表该多个背光源当中第i个背光源单独开启时,分别在一面板的多个像素当中的j个像素处的亮度值。
5.如权利要求4所述的亮度补偿方法,其特征在于,根据该多个背光责任周期及该非一致性背光轮廓数据,计算该多个补偿增益的步骤包括有:
根据该多个背光责任周期,与该多个漏光系数,计算该多个像素处的个别实际背光亮度;以及
根据该多个像素处的个别实际背光亮度,获得该多个补偿增益。
6.如权利要求5所述的亮度补偿方法,其特征在于,依据该多个像素处的个别实际背光亮度,获得该多个补偿增益的步骤包括:
在该多个背光源均完全开启的条件下,根据该多个漏光系数,计算该多个像素处的多个个别最大背光亮度;以及
根据该多个个别最大背光亮度以及该多个像素处的个别实际背光亮度,计算该多个补偿增益。
7.权利要求6所述的亮度补偿方法,其特征在于,根据该多个个别最大背光亮度以及该多个像素处的个别实际背光亮度,计算该多个补偿增益轮廓的步骤包括有:
分别将该多个背光源完全开启时的该多个个别最大背光亮度除以该多个个别实际背光亮度,以产生该多个补偿增益。
8.如权利要求7所述的亮度补偿方法,其特征在于,根据该多个个别最大背光亮度以及该多个像素处的个别实际背光亮度,计算该多个补偿增益的步骤更包括:在将该多个个别最大背光亮度除以该多个个别实际背光亮度后,更结合一面板的Gamma特性,以产生该多个补偿增益。
9.如权利要求5所述的亮度补偿方法,其特征在于,依据该多个像素处的个别实际背光亮度,获得该多个补偿增益的步骤包括:
依据该多个像素处的个别实际背光亮度,参照一查表(look-up table)获得该多个像素处的个别实际背光亮度所对应的多个增益值作为该多个补偿增益。
10.一种显示控制装置,用于一影像显示装置中,耦接于一背光驱动电路,用来接收一影像数据,其特征在于,并执行如权利要求1所述的亮度补偿方法。
11.一种影像显示装置,其特征在于,包括有:
一显示控制装置,用来接收一影像数据,并执行如权利要求1所述的亮度补偿方法;以及
一面板,接收该显示控制装置的控制以显示影像。
12.如权利要求11所述的影像显示装置,其特征在于,更包括:
多个背光源,对应于该多个显示区域;以及
一背光驱动电路,耦接于该显示控制装置,用来控制该多个背光源以多个背光亮度开启。
13.如权利要求11所述的影像显示装置,其特征在于,该影像显示装置是一液晶显示器(liquid crystal display,LCD)。
14.一种亮度补偿方法,用于一影像显示装置的一显示控制装置中,其特征在于,包括有:
根据一影像数据,获得多个背光源的多个背光亮度;
根据该多个背光亮度及一非一致性背光轮廓资料,计算多个补偿增益,其中,该非一致性背光轮廓资料指示该多个背光源的多个个别的实际亮度分布;以及
根据该多个补偿增益,对该影像数据的多个像素所对应的多个第一影像亮度进行补偿后,获得多个第二影像亮度。
15.如权利要求14所述的亮度补偿方法,其特征在于,该多个背光亮度当中每一者分别由一责任周期与一控制信号的大小当中至少的一者来定义。
16.如权利要求14所述的亮度补偿方法,其特征在于,在根据该多个背光亮度及一非一致性背光轮廓数据,计算多个补偿增益的步骤,包括:针对该多个像素当中的每一者,依据根据该多个背光亮度当中多个背光亮度以及该多个背光源当中多个背光源的个别的实际亮度分布,来计算该像素的该补偿增益。
17.如权利要求14所述的亮度补偿方法,其特征在于,根据该影像数据,获得该多个背光源的该多个背光亮度的步骤包括有:
根据该影像数据对应于该多个背光源所对应多个显示区域的多个区域影像亮度,决定该多个背光源当中每一者的一个背光责任周期与一控
制信号的大小当中至少的一者。
18.如权利要求14所述的亮度补偿方法,其特征在于,该非一致性背光轮廓数据包括多个漏光系数P(i,j),其中P(i,j)代表该多个背光源当中第i个背光源单独开启时,分别在一面板的多个像素当中的j个像素处的亮度值。
19.如权利要求18所述的亮度补偿方法,其特征在于,根据该多个背光亮度及该非一致性背光轮廓数据,计算该多个补偿增益的步骤包括有:
根据该多个背光亮度,与该多个漏光系数,计算该多个像素处的个别实际背光亮度;以及
以及依据该多个像素处的个别实际背光亮度,获得该多个补偿增益。
20.如权利要求19所述的亮度补偿方法,其特征在于,依据该多个像素处的个别实际背光亮度,获得该多个补偿增益的步骤包括:
在该多个背光源均完全开启的条件下,根据该多个漏光系数,计算该多个像素处的个别最大背光亮度;以及
根据该多个个别最大背光亮度以及该多个像素处的个别实际背光亮度,计算该多个补偿增益。
21.如权利要求19所述的亮度补偿方法,其特征在于,依据该多个像素处的个别实际背光亮度,获得该多个补偿增益的步骤包括:
依据该多个像素处的个别实际背光亮度,参照一查表(look-up table)获得该多个像素处的个别实际背光亮度所对应的多个增益值作为该多个补偿增益。
22.一种显示控制装置,用于一影像显示装置中,耦接于一背光驱动电路,用来接收一影像数据,其特征在于,并执行如权利要求14所述的亮度补偿方法。
23.一种影像显示装置,其特征在于,包括有:
一显示控制装置,用来接收一影像数据,并执行如权利要求14所述的亮度补偿方法;以及
一面板,接收该显示控制装置的控制以显示影像。
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