CN107221296A - 过驱动方法、时序控制器及显示器 - Google Patents

过驱动方法、时序控制器及显示器 Download PDF

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Abstract

一种过驱动方法、时序控制器及显示器，该过驱动方法，适用于显示器。此过驱动方法包括下列步骤：比较影像的目前画面与下一画面的内容，以取得影像的其中一像素的灰阶变化；自第一过驱动灰阶对照表查找出该灰阶变化所对应的第一过驱动灰阶，并自第二过驱动灰阶对照表查找出该灰阶变化所对应的第二过驱动灰阶；以及依据第一过驱动灰阶与第二过驱动灰阶而以插值法计算出目前更新率所对应的第三过驱动灰阶，以作为像素于下一画面的目标过驱动灰阶。本发明还公开了一种时序控制器及显示器。

Description

过驱动方法、时序控制器及显示器
技术领域
本发明涉及显示器领域的相关技术，尤其是有关于一种过驱动方法、时序控制器及显示器。
背景技术
由于液晶有反应时间较缓慢的特性，使得在动态影像下会发生残影而造成视觉感官上影像较为模糊的结果，因此过驱动(Over Drive,OD)技术就被应用于液晶的驱动，此技术用以加大液晶跨压而使其反应时间加快，进而减轻动态残影。传统上的过驱动技术乃是依据对应于单一画面更新率(Frame rate)的过驱动灰阶对照表(OD Look-Up Table,ODLUT)来选择适当的过驱动灰阶强度。而由于灰阶值的大小乃是与液晶跨压的大小正相关，因此提高灰阶值即代表提高液晶跨压，进而能加快液晶的反应时间。
然而，受限于硬件的储存空间，传统的做法仅会采用少数几个过驱动灰阶对照表，导致显示器在画面更新率连续变动的情况下会容易有过度过驱动的现象。另一方面，若是采用大量的过驱动灰阶对照表来对应不同的画面更新率，则大量的过驱动灰阶对照表除了会耗费硬件的储存空间之外，还会增加时序控制器(Timing controller)的逻辑闸数量而使得其成本上升。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种过驱动方法，其不需要大量的过驱动灰阶对照表便能在画面更新率连续变动下选择适当的过驱动灰阶强度。
本发明的另一目的在于提供一种采用上述过驱动方法的时序控制器。
本发明的又一目的在于提供一种对应于上述过驱动方法的显示器。
为了实现上述目的，本发明提供了一种过驱动方法，适用于显示器。此过驱动方法包括下列步骤：接收影像；取得影像的目前更新率；比较影像的目前画面与下一画面的内容，以取得影像的其中一像素的灰阶变化；自第一过驱动灰阶对照表查找出上述灰阶变化所对应的第一过驱动灰阶，并自第二过驱动灰阶对照表查找出上述灰阶变化所对应的第二过驱动灰阶，其中第一过驱动灰阶对照表记录在第一画面更新率下，多种灰阶变化所对应的多个过驱动灰阶，而第二过驱动灰阶对照表记录在第二画面更新率下，多种灰阶变化所对应的多个过驱动灰阶，且第一画面更新率与第二画面更新率皆不同于目前更新率；以及依据第一过驱动灰阶与第二过驱动灰阶而以插值法计算出目前更新率所对应的第三过驱动灰阶，以作为上述像素于下一画面的目标过驱动灰阶。
本发明还提供了一种时序控制器，适用于显示器。此时序控制器包括有数据比较单元与过驱动灰阶计算单元。数据比较单元用以比较影像的目前画面与下一画面的内容，以取得影像的其中一像素的灰阶变化。过驱动灰阶计算单元用以自第一过驱动灰阶对照表查找出上述灰阶变化所对应的第一过驱动灰阶，并自第二过驱动灰阶对照表查找出上述灰阶变化所对应的第二过驱动灰阶，进而依据第一过驱动灰阶与第二过驱动灰阶而以插值法计算出影像的目前更新率所对应的第三过驱动灰阶，以作为上述像素于下一画面的目标过驱动灰阶。其中第一过驱动灰阶对照表记录在第一画面更新率下，多种灰阶变化所对应的多个过驱动灰阶，而第二过驱动灰阶对照表记录在第二画面更新率下，多种灰阶变化所对应的多个过驱动灰阶，且第一画面更新率与第二画面更新率皆不同于目前更新率。
本发明还提供了一种显示器，其包括有显示面板、数据驱动单元与时序控制器。显示面板具有一像素。数据驱动单元电性耦接上述像素。至于时序控制器，其用以在不同的画面更新率下通过数据驱动单元提供上述像素不同的过驱动电压，其中所提供的过驱动电压与画面更新率呈线性关系。
本发明的技术效果在于：
由于本发明乃是依据对应于第一画面更新率的第一过驱动灰阶与对应于第二画面更新率的第二过驱动灰阶而使用插值法计算出目前更新率所对应的过驱动灰阶，因此本发明在最佳情况下只需要对应于二个不同画面更新率的二张过驱动灰阶对照表即可，如此既能在画面更新率连续变动下选择适当的过驱动灰阶强度，又能达到节省硬件成本的功效。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为液晶跨压变化量与液晶转动率的关系曲线；
图2为液晶跨压与液晶反应时间的关系曲线；
图3为用以说明过驱动灰阶的其中一种线性插值运算；
图4为用以说明过驱动灰阶的另一种线性插值运算；
图5为液晶跨压与液晶反应时间的另一关系曲线；
图6为依照本发明一实施例的过驱动方法的流程图；
图7为依据本发明一实施例的时序控制器的内部电路方块图。
其中，附图标记
S61～S65：步骤
10：时序控制器
11：数据输入处理单元
12：图框缓冲器
13：数据比较单元
14：更新率检测单元
15：过驱动灰阶计算单元
16：过驱动处理单元
17：输出处理单元
In：影像
Out：输出
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
图1为液晶跨压变化量与液晶转动率的关系曲线。如图1所示，图1的横轴指液晶跨压变化量，其单位为百分比，纵轴指液晶转动率(Slew Rate)。所谓的液晶转动率即为像素亮度变化/液晶反应时间，其中液晶反应时间的单位为毫秒(ms)。另外，图1所示的P1点代表灰阶变化自灰阶值L64提升至灰阶值L96，P2点代表灰阶变化自灰阶值L64提升至灰阶值L128，P3点代表灰阶变化自灰阶值L64提升至灰阶值L160，P4点代表灰阶变化自灰阶值L64提升至灰阶值L192，P5点代表灰阶变化自灰阶值L64提升至灰阶值L224，而P6点代表灰阶变化自灰阶值L64提升至灰阶值L255。由图1所示可知，由于液晶具有反应速度较慢的特性，因此液晶跨压变化量与液晶转动率之间有缓和变化的关系存在。而由图1所示亦可知，P1点与P2点两者之间可视为一直线，P2点与P3点、P3点与P4点、P4点与P5点、P5点与P6点之间亦可视为一直线。也就是说，在上述任二点之间，液晶跨压变化量与液晶转动率的变化呈线性关系。图1中的P1、P2、P3、P4、P5及P6点的液晶跨压变化量与液晶转动率的值皆可由量测取得。
图2为液晶跨压与液晶反应时间的关系曲线，请同时参照图1与图2。由于借由图1可知若液晶跨压变化量在一定范围内，那么液晶跨压变化量与液晶转动率之间便会呈现线性关系。这表示在线性范围内，液晶转动率会随着液晶跨压的递增而递增。根据上述结论可知在图2中，当液晶跨压变化量由D递增至A时，液晶转动率也会由D’递增至A’。因此，假设在画面更新率为120Hz的情况下，若液晶跨压变化量为A，则液晶可在(t2-t1)的时间内，由起始灰阶值LS提升至目标灰阶值LT，且此时的液晶转动率为A’。而假设在画面更新率为60Hz的情况下，若液晶跨压变化量为D，则液晶可在(t3-t1)的时间内，由起始灰阶值LS提升至目标灰阶值LT，且此时的液晶转动率为D’。若前述的120Hz与60Hz分别为显示器所能支援的上限画面更新率与下限画面更新率，那么便可自这二个画面更新率所对应的二张过驱动灰阶对照表中分别找出自起始灰阶值LS提升至目标灰阶值LT所需的过驱动灰阶，然后再依据所找出的二个过驱动灰阶而以插值法计算出目前更新率所需的过驱动灰阶，以作为对应像素于下一画面的目标过驱动灰阶。以图3来进一步说明。
图3用以说明过驱动灰阶的线性插值运算，请参照图3。举例而言，若要将一像素自灰阶值L64提升至灰阶值L160，经查下限画面更新率60Hz所对应的过驱动灰阶对照表，可知此像素所需的过驱动灰阶大小为灰阶值L164，且经查上限画面更新率120Hz所对应的过驱动灰阶对照表，可知此像素所需的过驱动灰阶大小为灰阶值L183，那么当画面更新率改变为目前更新率100Hz时，则可采内插法求得在目前更新率100Hz时，此像素所需的过驱动灰阶的大小。上述的内插法共有二种计算式可供计算，使用者可择一使用，这二种计算式分别如下：
其中，Y为在目前更新率下所需的过驱动灰阶的大小，ODFR1为在第一画面更新率(在此例为下限画面更新率)下所需的过驱动灰阶的大小，X为目前更新率，FR1为第一画面更新率(在此例为下限画面更新率60Hz)，ΔOD为在第一画面更新率下与第二画面更新率下所需的二个过驱动灰阶的差值，ΔFR为第一画面更新率与第二画面更新率的差值，ODFR2为在第二画面更新率(在此例为上限画面更新率)下所需的过驱动灰阶的大小，至于FR2则为第二画面更新率(在此例为上限画面更新率120Hz)。
尽管在上述说明中，是以将像素的灰阶值调升为例，然此并非用以限制本发明，在将像素的灰阶值调降时，亦可适用上述的内插法，一如图4所示，图4即用以说明此情况下的过驱动灰阶的线性插值运算。由于图4的线性插值运算与图3所示的线性插值运算相似，在此便不再赘述。当然，除了采用内插法之外，亦可采用外插法来计算出所需的过驱动灰阶。再以图3为例，显示器可先查表取得在画面更新率60Hz与80Hz下所需的二个过驱动灰阶，然后再采用外插法来计算出在目前更新率100Hz下所需的过驱动灰阶。在这种情况下，第一画面更新率可为上述显示器所能支援的下限画面更新率与上限画面更新率的其中之一，而第二画面更新率则介于下限画面更新率与上限画面更新率之间。
此外，若影像在高解析度(Pixel Per Inch,PPI)与高更新率的情况下，因其模糊边缘宽度较小而使得人眼不易察觉过度过驱动的现象时，可适度容许过度过驱动的现象，使得动态残影的消除能获得较好的效果。在此情况下，可参考图5所示的关系曲线来进行内插法或外插法以取得所需的过驱动灰阶，图5为液晶跨压与液晶反应时间的另一关系曲线。
根据上述的教示，本领域技术人员当可归纳出上述过驱动方法的一些基本操作步骤，一如图6所示。图6即为依照本发明一实施例的过驱动方法的流程图。请参照图6，此过驱动方法包括有下列步骤：接收一影像(如步骤S61所示)；取得此影像的目前更新率(如步骤S62所示)，而此影像的目前更新率可由***提供相关的参数，或是通过计算前后画面的间隔时间取得；比较上述影像的目前画面与下一画面的内容，以取得影像的其中一像素的灰阶变化(如步骤S63所示)；自第一过驱动灰阶对照表查找出上述灰阶变化所对应的第一过驱动灰阶，并自第二过驱动灰阶对照表查找出上述灰阶变化所对应的第二过驱动灰阶(如步骤S64所示)，其中第一过驱动灰阶对照表记录在第一画面更新率下，多种灰阶变化所对应的多个过驱动灰阶，而第二过驱动灰阶对照表记录在第二画面更新率下，多种灰阶变化所对应的多个过驱动灰阶，且第一画面更新率与第二画面更新率皆不同于目前更新率；以及依据第一过驱动灰阶与第二过驱动灰阶而以插值法计算出目前更新率所对应的第三过驱动灰阶，以作为像素于下一画面的目标过驱动灰阶(如步骤S65所示)。
图7为依据本发明一实施例的时序控制器的内部电路方块图，此时序控制器适用于显示器。如图7所示，时序控制器10包括有数据输入处理单元11、图框缓冲器(framebuffer)12、数据比较单元13、更新率检测单元14、过驱动灰阶计算单元15、过驱动处理单元16以及输出处理单元17。数据输入处理单元11用以接收影像In，并将处理后的影像In传送给更新率检测单元14、图框缓冲器12、数据比较单元13与过驱动处理单元16。图框缓冲器12用以储存影像In的目前画面，并将的提供给数据比较单元13，以便让数据比较单元13比较影像In的目前画面与影像In的下一画面的内容，进而取得影像的其中一像素的灰阶变化。更新率检测单元14用以接收由数据输入处理单元11提供的目前更新率的相关的参数或借由前后画面的间隔时间计算出目前更新率。
过驱动灰阶计算单元15用以接收更新率检测单元14所取得的影像In的目前更新率以及数据比较单元13所取得的上述像素的灰阶变化，并用以自第一过驱动灰阶对照表查找出上述灰阶变化所对应的第一过驱动灰阶，并自第二过驱动灰阶对照表查找出上述灰阶变化所对应的第二过驱动灰阶，进而依据第一过驱动灰阶与第二过驱动灰阶而以插值法计算出影像的目前更新率所对应的第三过驱动灰阶，以作为像素于下一画面的目标过驱动灰阶，并将计算取得的目标过驱动灰阶的值传送给过驱动处理单元16。而过驱动处理单元16则依据接收到的目标过驱动灰阶的值来对数据输入处理单元11传送来的影像In设定该像素的过驱动灰阶，然后再通过输出处理单元17处理以作为时序控制器10的输出。如此，数据驱动单元(未绘示)便能依照时序控制器10所输出的关于该像素所需的过驱动灰阶大小的相关信息来产生对应大小的过驱动电压，并将所产生的过驱动电压提供至该像素，以使该像素有相应的液晶跨压。上述的第一过驱动灰阶对照表记录在第一画面更新率下，多种灰阶变化所对应的多个过驱动灰阶，而第二过驱动灰阶对照表记录在第二画面更新率下，多种灰阶变化所对应的多个过驱动灰阶，且第一画面更新率与第二画面更新率皆不同于目前更新率。当然，过驱动灰阶计算单元15亦可采用对应于三个不同画面更新率的三张过驱动灰阶对照表，例如是对应于上限画面更新率、下限画面更新率及介于上述二更新率的一画面更新率，来计算在目前更新率下所需的过驱动灰阶，以达到更准确的效果。
另外，借由上述教示，本发明亦提出一种显示器，其主要包括有显示面板(未绘示)、数据驱动单元(未绘示)与前述的时序控制器10。上述显示面板具有一像素，而上述数据驱动单元电性耦接上述像素。至于时序控制器10，其用以在不同的画面更新率下通过数据驱动单元提供上述像素不同的过驱动电压，其中所提供的过驱动电压与画面更新率呈线性关系。
综上所述，基于液晶跨压变化量与液晶转动率呈线性关系，因此本发明可借由对应于第一画面更新率的第一过驱动灰阶与对应于第二画面更新率的第二过驱动灰阶而使用插值法计算出目前更新率所对应的过驱动灰阶，使得本发明在最佳情况下只需要对应于二个不同更新率的二张过驱动灰阶对照表即可，如此既能在更新率连续变动下选择适当的过驱动灰阶强度，又能达到节省硬件成本的功效。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种过驱动方法，适用于一显示器，其特征在于，该过驱动方法包括：
接收一影像；
取得该影像的一目前更新率；
比较该影像的一目前画面与一下一画面的内容，以取得该影像的其中一像素的一灰阶变化；
自一第一过驱动灰阶对照表查找出该灰阶变化所对应的一第一过驱动灰阶，并自一第二过驱动灰阶对照表查找出该灰阶变化所对应的一第二过驱动灰阶，其中该第一过驱动灰阶对照表记录在一第一画面更新率下，多种灰阶变化所对应的多个过驱动灰阶，而该第二过驱动灰阶对照表记录在一第二画面更新率下，多种灰阶变化所对应的多个过驱动灰阶，且该第一画面更新率与该第二画面更新率皆不同于该目前更新率；以及
依据该第一过驱动灰阶与该第二过驱动灰阶而以一插值法计算出该目前更新率所对应的一第三过驱动灰阶，以作为该像素于下一画面的一目标过驱动灰阶。
2.如权利要求1所述的过驱动方法，其特征在于，该第一画面更新率与该第二画面更新率分别为该显示器所能支援的一下限画面更新率与一上限画面更新率。
3.如权利要求1所述的过驱动方法，其特征在于，该第一画面更新率为该显示器所能支援的一下限画面更新率与一上限画面更新率的其中之一，而该第二画面更新率则介于该下限画面更新率与该上限画面更新率之间。
4.一种时序控制器，适用于一显示器，其特征在于，该时序控制器包括：
一数据比较单元，用以比较一影像的一目前画面与一下一画面的内容，以取得该影像的其中一像素的一灰阶变化；以及
一过驱动灰阶计算单元，用以自一第一过驱动灰阶对照表查找出该灰阶变化所对应的一第一过驱动灰阶，并自一第二过驱动灰阶对照表查找出该灰阶变化所对应的一第二过驱动灰阶，进而依据该第一过驱动灰阶与该第二过驱动灰阶而以一插值法计算出该影像的一目前更新率所对应的一第三过驱动灰阶，以作为该像素于下一画面的一目标过驱动灰阶；
其中该第一过驱动灰阶对照表记录在一第一画面更新率下，多种灰阶变化所对应的多个过驱动灰阶，而该第二过驱动灰阶对照表记录在一第二画面更新率下，多种灰阶变化所对应的多个过驱动灰阶，且该第一画面更新率与该第二画面更新率皆不同于该目前更新率。
5.如权利要求4所述的时序控制器，其特征在于，该第一画面更新率与该第二画面更新率分别为该显示器所能支援的一下限画面更新率与一上限画面更新率。
6.如权利要求4所述的时序控制器，其特征在于，该第一画面更新率为该显示器所能支援的一下限画面更新率与一上限画面更新率的其中之一，而该第二画面更新率则介于该下限画面更新率与该上限画面更新率之间。
7.一种显示器，其特征在于，其包括：
一显示面板，具有一像素；
一数据驱动单元，电性耦接该像素；以及
一时序控制器，用以在不同的画面更新率下通过该数据驱动单元提供该像素不同的过驱动电压，其中所提供的过驱动电压与画面更新率呈一线性关系。
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