CN113744684A - 显示控制方法、显示控制装置和显示装置 - Google Patents

显示控制方法、显示控制装置和显示装置 Download PDF

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Abstract

公开了一种显示控制方法、显示控制装置和显示装置，其将输入图像数据转换至YCbCr颜色空间，根据YCbCr颜色空间的亮度分量获得输入图像的亮度分布信息，以根据亮度分布信息获得匹配信息，并根据匹配信息将输入图像数据的各像素单元的第一灰阶转换为第二灰阶，以根据第二灰阶进行显示驱动，其中，亮度分布信息包括各像素单元在至少两个亮度区间的典型亮度值的差，且至少两个亮度区间的典型亮度值的差越大，灰阶有调整的像素单元的第二灰阶与第一灰阶的差越大，输入图像的亮度分布分散度越大，最终显示的图像的亮度降低度越大，可在保障显示图像的信息表达的有效性的情况下，提升显示功耗降低效果，延长发光器件的寿命。

Description

显示控制方法、显示控制装置和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体地，涉及显示控制方法、显示控制装置和显示装置。
背景技术
LED(light-emitting diode，发光二极管)显示器或OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机点激光显示)显示器由于其发光器件的特性，输出电流正比于操作电压，降低其操作电压，可降低显示功耗，还可延长发光器件的寿命。
在现有技术中，如图1所示，在步骤S101中，将输入图像信息的三基色像素单元信息转换至YCbCr颜色空间，在步骤S102中，从YCbCr颜色空间提取出Y分量(Y分量为亮度分量，根据三基色灰阶获得，Y＝Kr*R+Kg*G+Kb*B，Kr+Kg+Kb＝1，R、G、B分别为像素单元的红、绿、蓝灰阶)，并获得所有像素单元的Y分量的平均值，在步骤S103中，根据Y分量的平均值通过自动电流限制算法获得显示查找表，在步骤S104中，根据显示查找表获得Y分量的偏移量，在步骤S105中，在输入图像信息各像素单元的Y分量上加入其偏移量，获得新的Y分量，在步骤S016中，根据新的Y分量逆变换获得输出图像信息的各像素单元的三基色灰阶，以根据输出图像信息的各像素单元的三基色灰阶进行显示驱动。其中，对应功耗降低需求，新的Y分量小于原Y分量，逆变换后获得的输出图像信息的各像素单元的三基色灰阶均小于对应的其原灰阶，在根据输出图像信息的各像素单元的三基色灰阶进行显示驱动中，可有效降低发光器件的功耗。
其中，如图2，对应三基色灰阶，原对应关系为R1(显示查找表)，经过调整后，对应关系调整为R2，输出灰阶小于输入灰阶，相比于原图像的各像素单元的显示亮度，输出图像的各像素单元的显示亮度整体降低了。
如图3所示，对应YCbCr颜色空间的Y分量，可直观地看到相比于一比一的原亮度对应关系Y1，根据调整后的亮度对应关系Y2，显示亮度整体降低了。
然而参照图5A至图5C，其像素单元灰阶的平均值均为127，对应其全部像素单元在YCbCr颜色空间的Y分量的平均值大小相等，根据现有技术的调控方案，其整体亮度降低程度相同，但图5B的像素单元灰度分布极端，在不影响其显示图像的信息表达的情况下，其高亮度部分的显示亮度明显可降低更多的，即根据现有技术的调控方案，显示的功耗还有进一步降低的空间。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种显示控制方法、显示控制装置和显示装置，从而在保障显示信息的有效表达的情况下，进一步降低显示功耗。
根据本发明的一方面，提供一种显示控制方法，包括：
根据输入图像数据的各像素单元的第一亮度信息获得亮度分布信息；
根据所述亮度分布信息获得匹配信息；
根据所述匹配信息将所述各像素单元的第一灰阶转换为第二灰阶，以根据所述各像素单元的第二灰阶进行显示驱动，
其中，所述亮度分布信息包括所述各像素单元在至少两个亮度区间的典型亮度值的差，且所述至少两个亮度区间的典型亮度值的差越大，灰阶有调整的像素单元的第二灰阶与第一灰阶的差越大。
可选地，所述匹配信息包括显示查找表，所述显示查找表的曲线表示的横坐标为输入像素单元数据，纵坐标为输出像素单元数据，所述根据所述亮度分布信息获得匹配信息的步骤包括：
根据所述亮度分布信息将所述显示查找表分为至少两个区间，并降低所述至少两个区间中的至少一个区间的斜率。
可选地，所述至少两个亮度区间的典型亮度值的差越大，所述至少两个区间中的至少一个区间的斜率降低的越多。
可选地，所述显示查找表的像素单元数据对应三基色灰阶。
可选地，所述显示查找表的像素单元数据为YCbCr颜色空间的亮度分量，所述显示控制方法还包括：
将所述输入图像数据的各像素单元的三基色灰阶转换至YCbCr颜色空间；
根据所述匹配信息获得各像素单元在YCbCr颜色空间的第二亮度分量；
根据各像素单元在YCbCr颜色空间的第二亮度分量，将YCbCr颜色空间的像素单元的数据转换至三基色颜色空间，以获得各像素单元的所述第二灰阶。
可选地，所述匹配信息为分段函数，各段函数对应直线段或曲线段。
可选地，所述典型亮度为对应亮度区间内的各像素单元亮度的平均值，
或，亮度为所述典型亮度的像素单元数量最多。
根据本发明的另一方面，提供一种显示控制装置，包括：
转换器，用于将输入图像数据的各像素单元的像素单元信息由三基色颜色空间转换至YCbCr颜色空间，所述输入图像数据为各像素单元的三基色数据；
分析器，用于根据所述输入图像数据的各像素单元在YCbCr颜色空间的亮度分量获得所述输入图像数据的亮度分布信息；
匹配信息生成单元，用于根据所述输入图像数据的亮度分布信息获得匹配信息；
转换单元，用于根据所述匹配信息将所述输入图像数据的各像素单元的第一灰阶转换为第二灰阶，以根据所述第二灰阶进行显示驱动，
其中，所述亮度分布信息包括所述各像素单元在至少两个亮度区间的典型亮度值的差，且所述至少两个亮度区间的典型亮度值的差越大，灰阶有调整的像素单元的第二灰阶与第一灰阶的差越大。
可选地，所述匹配信息为YCbCr颜色空间的亮度分量的查找表，所述转换单元包括：
处理器，用于根据所述YCbCr颜色空间的亮度分量的查找表和各像素单元在YCbCr颜色空间的亮度分量获得各像素单元在YCbCr颜色空间的第二亮度分量；
第二转换器，用于根据各像素单元在YCbCr颜色空间的第二亮度分量获得各像素单元在三基色颜色空间的所述第二灰阶。
可选地，所述匹配信息包括三基色颜色空间的三个查找表，所述三个查找表与三基色分别对应，所述转换单元包括：
第二处理器，用于根据所述三基色颜色空间的三个查找表将输入图像数据的各像素单元的第一灰阶转换为第二灰阶。
可选地，所述匹配信息为分段函数，各段函数对应直线段或曲线段。
可选地，所述显示控制装置用于显示面板的驱动电路，所述显示面板包括发光二极管阵列，所述驱动电路根据所述第二灰阶控制所述发光二极管阵列的对应发光二极管的发光亮度；
所述发光二极管阵列包括微发光二极管、迷你发光二极管、量子点发光二极管和有机发光二极管中的至少一种。
根据本发明的再一方面，提供一种显示装置，其特征在于，包括根据本发明提供的显示控制装置。
本发明提供的显示控制方法根据输入图像数据的各像素单元的在至少两个亮度区间的典型亮度值的差获得匹配信息，根据该匹配信息将各像素单元的第一灰阶转换为第二灰阶，以根据第二灰阶进行显示驱动，其中，至少两个亮度区间的典型亮度值的差越大，输入图像的的显示亮度差异越大，对应高亮度的像素单元的第二灰阶相比于第一灰阶的降低程度越大，输入图像的高亮度部分的实际显示亮度的降低程度越大，对显示功耗的降低程度越大，可在输入图像的显示亮度对比度越大时，对高亮度显示区域的亮度降低度越大，在保障显示信息表达的有效性的同时，进一步降低了显示功耗。
本发明提供的显示控制装置通过颜色转换器将输入图像数据的各像素单元信息转换至YCbCr颜色空间，并从YCbCr颜色空间中提取出亮度分量，分析器根据各像素单元的亮度分量提供输入图像的亮度分布信息，匹配信息生成单元根据输入图像的亮度分布信息生成匹配信息，转换单元根据该匹配信息将输入图像信息的各像素单元的第一灰阶转换为第二灰阶，以根据第二灰阶进行显示驱动。其中，所述亮度分布信息包括所述各像素单元在至少两个亮度区间的典型亮度值的差，且所述至少两个亮度区间的典型亮度值的差越大，灰阶有调整的像素单元的第二灰阶与第一灰阶的差越大，对于亮度差异较大的显示图像，可在保障其显示信息有效的情况下，提高显示亮度的降低程度，提高降低显示功耗的效果。
本发明提供的显示装置包括本发明提供的显示控制装置，其对于亮度差异较大的显示图像，可在保障其显示信息有效的情况下，提高显示亮度的降低程度，提高降低显示功耗的效果。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1示出了根据现有技术的显示控制方法的流程图；
图2和图3示出了根据现有技术的显示控制方法的输入输出的灰度和亮度的匹配关系示意图；
图4示出了根据本发明实施例的显示控制方法的流程图；
图5A、图5B和图5C示出了根据本发明实施例的显示控制方法的亮度分布示例；
图6示出了根据本发明实施例的一种显示控制装置的结构示意图；
图7示出了根据本发明实施例的另一种显示控制装置的结构示意图；
图8示出了根据本发明实施例的显示控制方法的输出灰度与输入灰度的匹配关系。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
图4示出了根据本发明实施例的显示控制方法的流程图。
如图4所示，在步骤S201中，将输入图像信息的三基色像素单元信息转换至YCbCr颜色空间。
在步骤S202中，从YCbCr颜色空间中提取出Y分量，并根据各像素的Y分量获得输入图像信息的亮度分布信息。
在步骤S203中，根据亮度分布信息获得至少两个亮度区间的像素数量和各亮度区间的典型亮度值。
其中，亮度分布如图5A至图5C所示，在图5A例中，图像各像素单元的亮度均为127，在图5B例中，图像各像素单元分为两组，两组像素单元的各像素单元的亮度分别为0和255，在图5C例中，图像各像素单元分为两组，两组像素单元的各像素单元的亮度分别为120和134，各例的亮度平均值均为127。
其中，在上述各例中，全部的像素单元的亮度为单值或双值，其亮度分布信息的各亮度分布区域并非为对应的单值，具有一定的亮度范围，可将对应的亮度范围内的平均值作为典型亮度值。
在步骤S204中，根据各亮度区间的典型亮度值的差获得显示查找表。其中，典型亮度值为对应亮度区间的各像素单元的亮度平均值或为该亮度的像素单元数量最多，亦或者为亮度集中区域的亮度平均值。
在步骤S205中，根据显示查找表将输入图像信息的各像素的灰阶转换为输出图像信息的各像素的灰阶。
在步骤S206中，根据输出图像信息的各像素的灰阶进行显示驱动。
图6示出了根据本发明实施例的一种显示控制装置的结构示意图。
如图6所示，该显示控制装置20包括转换器21、分析器22、显示查找表发生器23和第一处理器24。
转换器21将输入图像数据的各像素单元的三基色灰阶RGB-IN转换至YCbCr颜色空间，并提供各像素单元的Y分量(亮度分量)至分析器22，分析器22根据输入图像数据的各像素单元的亮度分量获得输入图像数据对应的图像的亮度分布信息，并将亮度分布信息提供至显示查找表发生器23，显示查找表发生器23根据亮度分布信息获得三个显示查找表R-LUT、G-LUT、B-LUT，分别对应红色像素显示查找表、绿色像素显示查找表和蓝色像素显示查找表，各显示查找表提供至第一处理器24，第一处理器24将输入图像数据的各像素单元的各基色灰度与对应的显示查找表匹配，换算提供输出图像数据的各像素单元的三基色灰度RGB-OUT。
图7示出了根据本发明实施例的另一种显示控制装置的结构示意图。
参照图7，该显示控制装置30包括转换器31、分析器32、显示查找表发生器33、第二处理器34、第二转换器35。
转换器31用于将输入图像数据的各像素单元的三基色灰度转换至YCbCr颜色空间，并将各像素单元的亮度分量Y1提供至分析器32，将蓝色和红色的浓度偏移量成份CbCr提供至第二转换器35。
分析器32根据各像素单元的亮度分量Y1提供输入图像信息对应图像的亮度分布信息至显示查找表发生器33，显示查找表33根据亮度分布信息提供亮度显示查找表Y-LUT，第二处理器34根据亮度显示查找表Y-LUT将各像素单元的原亮度分量Y1转换为新的亮度分量Y2。
新的亮度分量Y2结合各像素单元的蓝色和红色的浓度偏移量成份CbCr，通过第二转换器35逆变换，获得输出图像信息的三基色灰阶RGB-OUT。
对亮度分量进行调控，仅需要一个显示查找表。
图8示出了根据本发明实施例的显示控制方法的输出灰度与输入灰度的匹配关系。在本实施例中，采用曲线表示方式示出该匹配关系的显示查找表。
参照图8，以红色像素的灰阶为例，无调控的输入灰阶和输出灰阶的红色像素显示查找表对应直线R1，经过本发明实施例的显示控制方法调控后的输出灰阶和输入灰阶的匹配关系为折线R3，在本实施例中，以两个亮度区间(数量和区间边界可预设，或根据亮度分布设定)为例，转折点灰阶为127，对应红色像素的灰阶小于127的像素单元的灰阶不变，灰阶大于127的像素单元的实际显示时的灰阶按照R2的匹配关系减小，降低高亮度显示区域的亮度，可降低对应像素单元的驱动电流，降低功耗。
在可选实施例中，亮度区间为多个，由低亮度区间至高亮度区间的输出灰度与输入灰度的比值(斜率)依次减小，且最低亮度的亮度区间的输出灰度与输入灰度的比值不限于不变。
在本实施例中，对三基色灰阶和亮度分量的调控的匹配信息采用显示查找表表示，对应的匹配信息生成单元为显示查找表发生器，一种匹配信息即对应一个显示查找表，显示查找表列出输出灰度与输入灰度的全部匹配关系，可根据输入灰度通过显示查找表直接转换获得输出灰度，无需再运算。在可选实施例中，匹配信息采用函数表示，对应的匹配信息生成单元为函数发生器，对应的函数例如为：
对应三基色灰度计算，R＝r0*R0+r1，其中，R0为输入图像信息的像素单元的红色像素的灰度，r0和r1为根据亮度分布信息确定，R为输出图像信息的像素单元的红色像素的灰度。绿色和蓝色像素灰度对应的函数同理，在此不再详述。
对应YCbCr颜色空间的转换，Y＝y0*Y0+y1，其中，Y0为输入图像信息的像素单元的亮度分量，y0和y1为根据亮度分布信息确定，Y为输出图像信息的像素单元的亮度分量。
不同亮度区间的像素单元的匹配关系不同，对应将上述函数设为分段函数即可，各段函数的r0、r1、y0和y1分别确认。在本实施例中，各段函数对应直线，在可选实施例中，各段函数为曲线，且各段斜率大于零，以保障基本的对比度要求。
表一示出了部分亮度分布信息的调控后的输出图像信息的平均亮度分量。其中，以两个亮度区间为例，各区间的典型亮度为其平均亮度，分布表示对应其亮度分布信息。
表一
Figure BDA0003224248920000081
Figure BDA0003224248920000091
由表一可知，分布表示越大，输出图像的平均亮度越低，即本发明实施例的显示控制方法在输入图像的亮度分布越分散时，对实际显示图像的亮度降低程度越大，在保障显示信息的有效性的情况下，***功耗降低越多。对于亮度平均值相同的显示图像，本发明实施例的显示控制方法可进一步降低其显示功耗。
本发明实施例的显示控制装置可用于具有发光二极管阵列的显示面板的驱动电路，该驱动电路用于提供发光二极管阵列的发光二极管的驱动电流，该驱动电路根据显示控制装置提供的第二灰阶控制对应发光二极管的驱动电流大小，以控制其发光亮度。其中，该发光二极管阵列包括微发光二极管、迷你发光二极管、量子点发光二极管和有机发光二极管中的至少一种，即本发明对发光二极管的具体类型不作特别限定。
本发明提供的显示控制方法根据输入图像数据的各像素单元的在至少两个亮度区间的典型亮度值的差获得匹配信息，根据该匹配信息将各像素单元的第一灰阶转换为第二灰阶，以根据第二灰阶进行显示驱动，其中，至少两个亮度区间的典型亮度值的差越大，输入图像的的显示亮度差异越大，对应高亮度的像素单元的第二灰阶相比于第一灰阶的降低程度越大，输入图像的高亮度部分的实际显示亮度的降低程度越大，对显示功耗的降低程度越大，可在输入图像的显示亮度对比度越大时，对高亮度显示区域的亮度降低度越大，在保障显示信息表达的有效性的同时，进一步降低了显示功耗。
本发明提供的显示控制装置通过颜色转换器将输入图像数据的各像素单元信息转换至YCbCr颜色空间，并从YCbCr颜色空间中提取出亮度分量，分析器根据各像素单元的亮度分量提供输入图像的亮度分布信息，匹配信息生成单元根据输入图像的亮度分布信息生成匹配信息，转换单元根据该匹配信息将输入图像信息的各像素单元的第一灰阶转换为第二灰阶，以根据第二灰阶进行显示驱动。其中，所述亮度分布信息包括所述各像素单元在至少两个亮度区间的典型亮度值的差，且所述至少两个亮度区间的典型亮度值的差越大，灰阶有调整的像素单元的第二灰阶与第一灰阶的差越大，对于亮度差异较大的显示图像，可在保障其显示信息有效的情况下，提高显示亮度的降低程度，提高降低显示功耗的效果。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (13)

1.一种显示控制方法，其特征在于，包括：
根据输入图像数据的各像素单元的第一亮度信息获得亮度分布信息；
根据所述亮度分布信息获得匹配信息；
根据所述匹配信息将所述各像素单元的第一灰阶转换为第二灰阶，以根据所述各像素单元的第二灰阶进行显示驱动，
其中，所述亮度分布信息包括所述各像素单元在至少两个亮度区间的典型亮度值的差，且所述至少两个亮度区间的典型亮度值的差越大，灰阶有调整的像素单元的第二灰阶与第一灰阶的差越大。
2.根据权利要求1所述的显示控制方法，其特征在于，所述匹配信息包括显示查找表，所述显示查找表的曲线表示的横坐标为输入像素单元数据，纵坐标为输出像素单元数据，所述根据所述亮度分布信息获得匹配信息的步骤包括：
根据所述亮度分布信息将所述显示查找表分为至少两个区间，并降低所述至少两个区间中的至少一个区间的斜率。
3.根据权利要求2所述的显示控制方法，其特征在于，
所述至少两个亮度区间的典型亮度值的差越大，所述至少两个区间中的至少一个区间的斜率降低的越多。
4.根据权利要求2所述的显示控制方法，其特征在于，
所述显示查找表的像素单元数据对应三基色灰阶。
5.根据权利要求2所述的显示控制方法，其特征在于，
所述显示查找表的像素单元数据为YCbCr颜色空间的亮度分量，所述显示控制方法还包括：
将所述输入图像数据的各像素单元的三基色灰阶转换至YCbCr颜色空间；
根据所述匹配信息获得各像素单元在YCbCr颜色空间的第二亮度分量；
根据各像素单元在YCbCr颜色空间的第二亮度分量，将YCbCr颜色空间的像素单元的数据转换至三基色颜色空间，以获得各像素单元的所述第二灰阶。
6.根据权利要求1所述的显示控制方法，其特征在于，所述匹配信息为分段函数，各段函数对应直线段或曲线段。
7.根据权利要求1所述的显示控制方法，其特征在于，
所述典型亮度为对应亮度区间内的各像素单元亮度的平均值，
或，亮度为所述典型亮度的像素单元数量最多。
8.一种显示控制装置，其特征在于，包括：
转换器，用于将输入图像数据的各像素单元的像素单元信息由三基色颜色空间转换至YCbCr颜色空间，所述输入图像数据为各像素单元的三基色数据；
分析器，用于根据所述输入图像数据的各像素单元在YCbCr颜色空间的亮度分量获得所述输入图像数据的亮度分布信息；
匹配信息生成单元，用于根据所述输入图像数据的亮度分布信息获得匹配信息；
转换单元，用于根据所述匹配信息将所述输入图像数据的各像素单元的第一灰阶转换为第二灰阶，以根据所述第二灰阶进行显示驱动，
其中，所述亮度分布信息包括所述各像素单元在至少两个亮度区间的典型亮度值的差，且所述至少两个亮度区间的典型亮度值的差越大，灰阶有调整的像素单元的第二灰阶与第一灰阶的差越大。
9.根据权利要求8所述的显示控制装置，其特征在于，所述匹配信息为YCbCr颜色空间的亮度分量的查找表，所述转换单元包括：
处理器，用于根据所述YCbCr颜色空间的亮度分量的查找表和各像素单元在YCbCr颜色空间的亮度分量获得各像素单元在YCbCr颜色空间的第二亮度分量；
第二转换器，用于根据各像素单元在YCbCr颜色空间的第二亮度分量获得各像素单元在三基色颜色空间的所述第二灰阶。
10.根据权利要求8所述的显示控制装置，其特征在于，所述匹配信息包括三基色颜色空间的三个查找表，所述三个查找表与三基色分别对应，所述转换单元包括：
第二处理器，用于根据所述三基色颜色空间的三个查找表将输入图像数据的各像素单元的第一灰阶转换为第二灰阶。
11.根据权利要求8所述的显示控制装置，其特征在于，所述匹配信息为分段函数，各段函数对应直线段或曲线段。
12.根据权利要求8所述的显示控制装置，其特征在于，
所述显示控制装置用于显示面板的驱动电路，所述显示面板包括发光二极管阵列，所述驱动电路根据所述第二灰阶控制所述发光二极管阵列的对应发光二极管的发光亮度；
所述发光二极管阵列包括微发光二极管、迷你发光二极管、量子点发光二极管和有机发光二极管中的至少一种。
13.一种显示装置，其特征在于，包括根据权利要求8至12任一项所述的显示控制装置。
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