TW201525982A - 控制顯示器的方法 - Google Patents

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Abstract

一種控制顯示器的方法。依據人因參數，將RGB訊號轉換成RGBW訊號。顯示器具有多個畫素，用以依據轉換後的RGBW訊號顯示畫面，而每一畫素具有紅色子畫素、藍色子畫素、綠色子畫素及白色子畫素。藉由上述方法，可在降低顯示器之背光模組的亮度以減少其耗能的情況下，讓使用者所觀看到的畫面之畫質仍可維持在人眼可接受的範圍內。

Description

控制顯示器的方法
本發明係關於一種控制顯示器的方法，尤指一種控制RGBW(紅綠藍白)液晶顯示器的方法。
隨著顯示器技術的進步，液晶顯示器已廣泛使用在筆記型電腦、平板電腦及智慧型手機等行動裝置。這些行動裝置通常需要較低的耗電量以在長時間不充電的情況下使用。由於RGB(紅綠藍)液晶顯示器的液晶面板穿透率較低，大約只能穿透背光板發光強度的5~10%，無法充份利用能量，因此需考慮改變畫素設計來增加穿透率，使液晶顯示器顯示畫面時便會消耗較少的電量。
相較於RGB液晶顯示器，RGBW(紅綠藍白)液晶顯示器因為加入了穿透率較高的白色子畫素，大幅提升液晶面板的穿透率，具有耗電量較低的優點。但因為RGBW液晶顯示器的每一子畫素(分別為紅、綠、藍、白子畫素)的面積相較RGB液晶顯示器的每一子畫素(分別為紅、綠、藍子畫素)為小，導致RGBW液晶顯示器在顯示單一顏色(純色)畫面時亮度較暗，而單獨顯示白色時亮度會過高，影像品質反而較RGB液晶顯示器差。
此外，目前廣色域液晶面板所使用的彩色濾光片會造成面板的穿透度降低，而使其亮度減弱。再者，廣色域液晶面板所使用的多波長背光模組其發光效率低，故若要使面板的亮度達到預期的亮度，則須增加其功率。 而由於上述兩個因素，造成了廣色域液晶面板耗電量的增加。因此，倘若這樣的廣色域液晶面板應用在智慧型行動電話、平板電腦等行動裝置，則會降低其電池的使用時間，而造成使用者的不便。
本發明的實施例揭露一種控制顯示器的方法，適用於其色域面積大於90%的NTSC色域面積的多原色顯示器。所述方法包含：顯示器接收一組畫素的影像訊號，該組畫素包括多個畫素；將每一畫素的紅色數據值、綠色數據值及藍色數據值分別轉換成每一畫素的紅色亮度值、綠色亮度值及藍色亮度值；將所有畫素的紅色亮度值、綠色亮度值及藍色亮度值中的最大值設為最大亮度值，並將所有畫素的紅色亮度值、綠色亮度值及藍色亮度值中的最小值設為最小亮度值；依據最大亮度值及最小亮度值取得飽和度值；依據人因參數將飽和度值轉換成邊界亮度值；依據邊界亮度值及最大亮度值，取得映射比例；將每一畫素的紅色亮度值、綠色亮度值及藍色亮度值分別乘以映射比例，以取得每一畫素的紅色映射亮度值、綠色映射亮度值及藍色映射亮度值；將每一畫素的紅色映射亮度值、綠色映射亮度值及藍色映射亮度值中的最小值除以調整參數，以取得每一畫素的白色轉換亮度值；將每一畫素的紅色映射亮度值、綠色映射亮度值及藍色映射亮度值分別減去畫素的白色轉換亮度值，以取得每一畫素的紅色轉換亮度值、綠色轉換亮度值及藍色轉換亮度值；藉由分別判斷每一畫素的紅色轉換亮度值、綠色轉換亮度值、藍色轉換亮度值及白色轉換亮度值是否大於臨界值，以取得每一畫素的紅色輸出亮度值、綠色輸出亮度值、藍色輸出亮度值及白色輸出亮度值；將每一畫素的紅色輸出亮度值、綠色輸出亮度值、藍色輸出亮度值及白色輸出亮度值分別轉換成每一畫素的紅色輸出數據值、綠色輸出數據值、藍色輸出數據值及白色輸出數據值；以及顯示器依據每一畫素的紅色輸出數據值、綠色輸出數據值、藍色輸出數據值及白色輸出數據值顯示每一畫素。
本發明控制顯示器的方法可依據人因參數(human factor)將RGB(紅綠藍)訊號轉換成RGBW(紅綠藍白)訊號，而在降低顯示器之背光模組的亮度以減少其耗能的情況下，讓使用者所觀看到畫面之畫質仍可維持在人眼可接受的範圍內。
100‧‧‧顯示器
102‧‧‧顯示區域
104‧‧‧畫素
106R‧‧‧紅色子畫素
106G‧‧‧綠色子畫素
106B‧‧‧藍色子畫素
106W‧‧‧白色子畫素
108‧‧‧背光單元
110‧‧‧背光模組
200‧‧‧驅動電路
210‧‧‧伽瑪轉換單元
212、242、252、322‧‧‧查詢表
220‧‧‧最大值選擇單元
230‧‧‧最小值選擇單元
240‧‧‧飽和度決定單元
250‧‧‧邊界亮度決定單元
260‧‧‧映射比例決定單元
270‧‧‧乘法器
280‧‧‧最小值決定單元
290‧‧‧除法器
300‧‧‧減法器
310‧‧‧臨界值單元
320‧‧‧灰階轉換單元
S702至S724‧‧‧流程步驟
Rij‧‧‧第j個畫素的紅色數據值
Gij‧‧‧第j個畫素的綠色數據值
Bij‧‧‧第j個畫素的藍色數據值
Raj‧‧‧第j個畫素的紅色亮度值
Gaj‧‧‧第j個畫素的綠色亮度值
Baj‧‧‧第j個畫素的藍色亮度值
Ra1至Ran‧‧‧第1至第n個畫素的紅色亮度值
Fa1至Gan‧‧‧第1至第n個畫素的綠色亮度值
Ba1至Ban‧‧‧第1至第n個畫素的藍色亮度值
Vmax‧‧‧最大亮度值
Vmin‧‧‧最小亮度值
S‧‧‧飽和度值
Hf‧‧‧人因參數
V‧‧‧邊界亮度值
BL‧‧‧調光比例
α‧‧‧映射比例
Rbj‧‧‧第j個畫素的紅色映射亮度值
Gbj‧‧‧第j個畫素的綠色映射亮度值
Bbj‧‧‧第j個畫素的藍色映射亮度值
Bjmin‧‧‧第j個畫素的紅色映射亮度值、綠色映射亮度值及藍色映射亮度值中的最小值
β‧‧‧調整參數
Rcj‧‧‧第j個畫素的紅色轉換亮度值
Gcj‧‧‧第j個畫素的綠色轉換亮度值
Bcj‧‧‧第j個畫素的藍色轉換亮度值
Wcj‧‧‧第j個畫素的白色轉換亮度值
Th‧‧‧臨界值
Rdj‧‧‧第j個畫素的紅色輸出亮度值
Gdj‧‧‧第j個畫素的綠色輸出亮度值
Bdj‧‧‧第j個畫素的藍色輸出亮度值
Wdj‧‧‧第j個畫素的白色輸出亮度值
Roj‧‧‧第j個畫素的紅色輸出數據值
Goj‧‧‧第j個畫素的綠色輸出數據值
Boj‧‧‧第j個畫素的藍色輸出數據值
Woj‧‧‧第j個畫素的白色輸出數據值
第1圖為本發明一實施例之具有多個顯示區域的顯示器的示意圖。
第2圖為第1圖之顯示區域的示意圖。
第3圖為第2圖之畫素的第一種示意圖。
第4圖為第2圖之畫素的另一種示意圖。
第5圖為第1圖之顯示器的背光模組之示意圖。
第6圖為第1圖之顯示器的驅動電路之示意圖。
第7圖為飽和度值與邊界亮度值的關係圖。
第8圖為本發明一實施例控制第1圖顯示器之方法的流程圖。
第9圖為第1圖顯示器顯示純紅色畫面時，所測得的各調光比例與標準分數之關係圖。
第10圖為第1圖顯示器顯示純綠色畫面時，所測得的各調光比例與標準分數之關係圖。
第11圖為第1圖顯示器顯示純藍色畫面時，所測得的各調光比例與標準分數之關係圖。
請參考第1圖至第2圖。第1圖為本發明一實施例具有多個顯示區域102的顯示器100之示意圖，而第2圖為第1圖之顯示區域102的示意圖。在本實施例中，顯示器100可為多原色之廣色域顯示器，且其色域面積 大於90%的NTSC色域面積，但本發明並不以此為限。其中，NTSC標準係由美國國家電視系統委員會(National Television System Committee；NTSC)所制訂。顯示器100具有16欄及8列共128個顯示區域102。顯示區域102具有n個畫素104。舉例而言，若顯示器100的解析度為1920 x 1080，則n為將解析度除以16欄及8列=(1920×1080)/(16×8)=16200。本發明第2圖中，設n為25以方便說明。此外每一畫素104具有四個子畫素，而四個子畫素的排列方式不限於特定方式。如第3圖所示，每一畫素104具有四個子畫素排列成二列及二行，其中四個子畫素分別為紅色子畫素106R、藍色子畫素106B、綠色子畫素106G及白色子畫素106W。又如第4圖所示，每一畫素104的紅色子畫素106R、藍色子畫素106B、綠色子畫素106G及白色子畫素106W排列成一列及四行。其中，白色子畫素106W用以貢獻亮度，以提升顯示器100之廣色域面板的出光效率。需理解地，本發明中所採用的顯示區域102的數目、畫素104的數目及子畫素的排列方式並不限於上述所提到的，亦即任何顯示區域102的數目、畫素104的數目及子畫素的排列方式均屬本發明之方法可採用的範圍。
請參考第1圖及第5圖。第5圖為第1圖顯示器100之背光模組110的示意圖。背光模組110具有多個背光單元108，每一背光單元108對應於一個顯示區域102，用以發出光線以照射所對應的顯示區域102。顯示器100會依據所接收的影像訊號SIN，控制各顯示區域102之畫素104的顯示以及各背光單元108所發出的光線之亮度，以在降低背光模組110的亮度以減少其耗能的情況下，讓使用者所觀看到畫面之畫質仍可維持在人眼可接受的範圍內。在本實施例中，影像訊號SIN是RGB訊號，而顯示器100的驅動電路會將影像訊號SIN轉換成RGBW訊號，並在轉換過程中搭配各個顯示區域102的動態背光運算以控制背光單元108，而使各顯示區域102有較佳的顯示效果。各顯示區域102所對應的影像訊號皆包含在影像訊號SIN內，顯示器 100可依據各顯示區域102所對應的影像訊號分別地對各顯示區域102及其所對應的背光單元108進行控制。
請參考第6圖，第6圖為第1圖之顯示器100的驅動電路200之示意圖。驅動電路200可依據每一個顯示區域102所對應影像訊號SIN中的影像訊號，控制每一個顯示區域102的多個畫素104的顯示。當驅動電路200對某一顯示區域102進行控制時，驅動電路200的伽瑪轉換單元210會接收此顯示區域102所有畫素104於影像訊號SIN中的紅色數據值、綠色數據值及藍色數據值。以顯示區域102的n個畫素104中的第j個畫素104為例，伽瑪轉換單元210會接收第j個畫素104於影像訊號SIN中的紅色數據值Rij、綠色數據值Gij及藍色數據值Bij。在本發明一實施例中，每一畫素104的紅色數據值、綠色數據值及藍色數據值即為畫素的紅色灰階值(gray level)、綠色灰階值及藍色灰階值，但本發明並不以此為限。在此實施例中，伽瑪轉換單元210用以進行伽瑪轉換，以將代表灰階值的紅色數據值Rij、綠色數據值Gij及藍色數據值Bij分別轉換成代表亮度的紅色亮度值Raj、綠色亮度值Gaj及藍色亮度值Baj，而使灰階值的訊號可與背光亮度正確地搭配。詳言之，伽瑪轉換單元210會將紅色數據值Rij、綠色數據值Gij及藍色數據值Bij分別除以255後，再分別地進行2.2次方的運算，而得到第j個畫素104的紅色亮度值Raj、綠色亮度值Gaj及藍色亮度值Baj。換言之，紅色亮度值Raj、綠色亮度值Gaj及藍色亮度值Baj可表示成：Raj=(Rij/255)2.2 (1)
Gaj=(Gij/255)2.2 (2)
Baj=(Bij/255)2.2 (3)
在本發明一實施例中，伽瑪轉換單元210可具有查詢表(lookup table)212，而伽瑪轉換單元210可依據紅色數據值Rij、綠色數據值Gij及藍 色數據值Bij從查詢表212找出對應的紅色亮度值Raj、綠色亮度值Gaj及藍色亮度值Baj。
此外，驅動電路200另具有最大選擇單元220及最小選擇單元230。最大選擇單元220用以將顯示區域102的n個畫素104的所有紅色亮度值Ra1至Ran、所有綠色亮度值Ga1至Gan及所有藍色亮度值Ba1至Ban中的最大值設為最大亮度值Vmax。最小選擇單元230則會將顯示區域102的n個畫素104的所有紅色亮度值、所有綠色亮度值及所有藍色亮度值中的最小值設為最小亮度值Vmin。亦即：Vmax=max(Ra1至Ran、Ga1至Gan、Ba1至Ban) (4)
Vmin=min(Ra1至Ran、Ga1至Gan、Ba1至Ban) (5)
再者，驅動電路200另包含飽和度決定單元240，用以依據最大亮度值Vmax及最小亮度值Vmin取得顯示區域102的飽和度值S。飽和度決定單元240可具有查詢表242，而飽和度決定單元240可依據最大亮度值Vmax及最小亮度值Vmin從查詢表242找出對應的飽和度值S。在本發明一實施例中，飽和度值S與最大亮度值Vmax及最小亮度值Vmin的關係可以表示成：S=[Vmax-Vmin]/Vmax (6)
另外，驅動電路200還具有邊界亮度決定單元250，用以依據人因參數(Human factor)Hf，將飽和度值S轉換成邊界亮度值V。其中人因參數Hf係藉由理論推論及人因實驗而得，其目的在於在降低背光模組110的亮度以減少其耗能的情況下，讓使用者所觀看到畫面之畫質仍可維持在人眼可接受的範圍內，而在後面的說明中將會對如何進行理論推論及人因實驗作示例性的說明。此外，在本發明一實施例中，邊界亮度決定單元250具有依據人 因參數Hf而建立的查詢表252，而邊界亮度決定單元250會依據飽和度值S從查詢表252找出對應的邊界亮度值V。在本發明一實施例中，邊界亮度值V可以表示成：
其中，上述的方程式(7)是依據人因參數Hf而建立的，並可被稱為色域邊界公式。請參考第7圖，第7圖為本發明一實施例之飽和度值S與邊界亮度值V的關係圖。以人因參數Hf等於1.4為例，當飽和度值S等於1時，邊界亮度值V會等於人因參數Hf。
請再參考第6圖。驅動電路200另具有映射比例決定單元260，用以依據邊界亮度值V及最大亮度值Vmax，取得映射比例α。在本發明一實施例中，映射比例α與邊界亮度值V及最大亮度值Vmax之間的關係可以表示成：α=V/Vmax (8)
此外，映射比例決定單元260還可依據映射比例α輸出調光比例BL至背光模組110，而使顯示區域102所對應的背光單元108的驅動電流可依據調光比例BL而被調整。其中，假設背光單元108的最高驅動電流為Imax，調整後的背光單元108之驅動電流為I，則：I=Imax×BL (9)
其中，調整背光單元108的驅動電流可透過脈衝寬度調變(PWM) 的方式達成，但並不以此為限。此外，在本發明一實施例中，調光比例BL會等於將映射比例α的倒數乘以人因參數Hf後所得的結果，亦即：BL=Hf/α(10)
驅動電路200的三個乘法器270會分別將紅色亮度值Raj、綠色亮度值Gaj及藍色亮度值Baj乘以映射比例α，以取得顯示區域102的n個畫素104中的第j個畫素104的紅色映射亮度值Rbj、綠色映射亮度值Gbj及藍色映射亮度值Bbj。亦即：Rbj=Raj×α (11)
Gbj=Gaj×α (12)
Bbj=Baj×α (13)
此外，驅動電路200的最小值決定單元280會從紅色映射亮度值Rbj、綠色映射亮度值Gbj及藍色映射亮度值Bbj中選出其中的最小值Bjmin。亦即，顯示區域102的n個畫素104中的第j個畫素104所對應的最小值Bjmin可如下地表示：Bjmin=min(Rbj,Gbj,Bbj) (14)
驅動電路200另包含除法器290，用以將最小值Bjmin除以調整參數β，以得到第j個畫素的白色轉換亮度值Wcj。其中，白色轉換亮度值Wcj可表示成：Wcj=Bjmin/β (15)
在本發明一實施例中，調整參數β被設定為2，但本發明並不以此為限。越大的調整參數β，所得到的白色子畫素106W的亮度會越低；反之，越小的調整參數β，所得到的白色子畫素106W的亮度會越高。因此，白色子畫素106W的亮度可藉由調整調整參數β的方式達成。
驅動電路200另具有三個減法器300，用以將紅色映射亮度值Rbj、綠色映射亮度值Gbj及藍色映射亮度值Bbj分別減去白色轉換亮度值Wcj，以取得顯示區域102的n個畫素104中的第j個畫素104的紅色轉換亮度值Rcj、綠色轉換亮度值Gcj及藍色轉換亮度值Bcj。亦即：Rcj=Rbj-Wcj (16)
Gcj=Gbj-Wcj (17)
Bcj=Bbj-Wcj (18)
驅動電路200還具有臨界值單元310，用以判紅色轉換亮度值Rcj、綠色轉換亮度值Gcj、藍色轉換亮度值Bcj及白色轉換亮度值Wcj是否大於臨界值Th，以取得顯示區域102的n個畫素104中的第j個畫素104的紅色輸出亮度值Rdj、綠色輸出亮度值Gdj、藍色輸出亮度值Bdj及白色輸出亮度值Wdj。在本發明一實施例中，上述的臨界值Th設定成1，而紅色輸出亮度值Rdj、綠色輸出亮度值Gdj、藍色輸出亮度值Bdj及白色輸出亮度值Wdj可分別表示成：
驅動電路200另具有灰階轉換單元320，用以將紅色輸出亮度值Rdj、綠色輸出亮度值Gdj、藍色輸出亮度值Bdj及白色輸出亮度值Wdj分別轉換成顯示區域102的n個畫素104中的第j個畫素104的紅色輸出數據值Roj、綠色輸出數據值Goj、藍色輸出數據值Boj及白色輸出數據值Woj。詳言之，灰階轉換單元320用以進行逆伽瑪(inverse gamma)轉換，以將代表亮度值的紅色輸出亮度值Rdj、綠色輸出亮度值Gdj、藍色輸出亮度值Bdj及白色輸出亮度值Wdj轉換成代表灰階值的紅色輸出數據值Roj、綠色輸出數據值Goj、藍色輸出數據值Boj及白色輸出數據值Woj，而使顯示區域102的n個畫素104中的第j個畫素104的紅色子畫素106R、藍色子畫素106B、綠色子畫素106G及白色子畫素106W可分別依據紅色輸出數據值Roj、綠色輸出數據值Goj、藍色輸出數據值Boj及白色輸出數據值Woj進行操作。更進一步地說，灰階轉換單元320會將紅色輸出亮度值Rdj、綠色輸出亮度值Gdj、藍色輸出亮度值Bdj及白色輸出亮度值Wdj分別進行2.2分之一次方的運算後，再分別地乘以255。換言之，紅色輸出數據值Roj、綠色輸出數據值Goj、藍色輸出數據值Boj及白色輸出數據值Woj可分別表示成：Roj=(Rdj)1/2.2×255 (23)
Goj=(Gdj)1/2.2×255 (24)
Boj=(Bdj)1/2.2×255 (25)
Woj=(Wdj)1/2.2×255 (26)
在本發明一實施例中，灰階轉換單元320可具有查詢表322，而灰階轉換單元320可依據紅色輸出亮度值Rdj、綠色輸出亮度值Gdj、藍色輸出亮度值Bdj及白色輸出亮度值Wdj，從查詢表322找出對應的紅色輸出數據值Roj、綠色輸出數據值Goj、藍色輸出數據值Boj及白色輸出數據值Woj。
當驅動電路200輸出顯示器100的任一個畫框(frame)中所有畫素104的紅色輸出數據值(如Roj)、綠色輸出數據值(如Goj)、藍色輸出數據值(如Boj)及白色輸出數據值(如Woj)之後，顯示器100即可顯示此畫框。以顯示器顯示純色(例如：純紅、純綠、純藍或純白)畫面為例，每一個畫素104所輸出的紅色輸出數據值、綠色輸出數據值、藍色輸出數據值及白色輸出數據值都會相同。
為再進一步地說明本案發明之方法，以下將分別以顯示器100顯示純紅畫面、純白畫面及黃色畫面作說明。依據上述方程式(1)至(26)，假設人因參數Hf等於1.4，調整參數β等於2，而臨界值Th等於1，則當顯示器100要顯示純紅畫面時，(Rij,Gij,Bij)=(255,0,0)；(Raj,Gaj,Baj)=(1,0,0)；Vmax=max(1,0,0)=1；Vmin=min(1,0,0)=0；S=(Vmax-Vmin)/Vmax=1；V=2.51-1.11×S=1.4；α=V/Vmax=1.4；BL=Hf/α=100%；(Rbj,Gbj,Bbj)=(1,0,0)×α=(1.4,0,0)；Bjmin=min(Rbj,Gbj,Bbj)=0；Wcj=0/2=0；(Rcj,Gcj,Bcj,Wcj)=(1.4,0,0,0)；(Rdj,Gdj,Bdj,Wdj)=(1,0,0,0)；而(Roj,Goj,Boj,Woj)=(255,0,0,0)。當顯示器100要顯示純白畫面時，(Rij,Gij,Bij)=(255,255,255)；(Raj,Gaj,Baj)=(1,1,1)；Vmax=max(1,0,0)=1；Vmin=min(1,0,0)=1；S=(Vmax-Vmin)/Vmax=0；V=2；α=V/Vmax=2；BL=Hf/α≒70%；(Rbj,Gbj,Bbj)=(1,1,1)×α=(2,2,2)；Bjmin=min(Rbj,Gbj,Bbj)=2；Wcj=0.2/2=0.1；(Rcj,Gcj,Bcj,Wcj)=(1,1,1,1)；(Rdj,Gdj,Bdj,Wdj)=(1,1,1,1)；而(Roj,Goj,Boj,Woj)=(255,255,255,255)。當顯示器100要顯示黃畫面時，(Rij,Gij,Bij)=(220, 150,120)；(Raj,Gaj,Baj)=(0.72,0.31,0.19)；Vmax=max(0.72,0.31,0.19)=0.72；Vmin=min(0.72,0.31,0.19)=0.19；S=(Vmax-Vmin)/Vmax=0.736；V=2.51-1.11×S=1.69；α=V/Vmax=2.34；BL=Hf/α≒83%；(Rbj,Gbj,Bbj)=(0.72,0.31,0.19)×α=(1.69,0.73,0.45)；Bjmin=min(Rbj,Gbj,Bbj)=0.45；Wcj=0.45/2=0.225；(Rcj,Gcj,Bcj,Wcj)=(1.47,0.51,0.225,0.225)；(Rdj,Gdj,Bdj,Wdj)=(1,0.51,0.225,0.225)；而(Roj,Goj,Boj,Woj)=(255,187,129,129)。
請參考第8圖，第8圖為本發明一實施例控制第1圖顯示器之方法的流程圖。上述方法包含以下步驟：步驟S702：顯示器接收一組畫素的影像訊號，其中此組畫素可為上述任一顯示區域102所包含的所有畫素104；步驟S704：將每一畫素的紅色數據值、綠色數據值及藍色數據值分別轉換成每一畫素的紅色亮度值、綠色亮度值及藍色亮度值；步驟S706：將此組畫素所有的紅色亮度值、綠色亮度值及藍色亮度值中的最大值設為最大亮度值，並將此組畫素所有的紅色亮度值、綠色亮度值及藍色亮度值中的最小值設為最小亮度值；步驟S708：依據最大亮度值及最小亮度值取得飽和度值；步驟S710：依據人因參數將飽和度值轉換成邊界亮度值；步驟S712：依據邊界亮度值及最大亮度值，取得映射比例；步驟S714：將每一畫素的紅色亮度值、綠色亮度值及藍色亮度值分別乘以映射比例，以取得每一畫素的紅色映射亮度值、綠色映射亮度值及藍色映射亮度值；步驟S716：將每一畫素的紅色映射亮度值、綠色映射亮度值及藍色映射亮度值中的最小值除以調整參數，以取得每一畫素的白色轉換亮度值；步驟S718：將每一畫素的紅色映射亮度值、綠色映射亮度值及藍色映射亮度值分別減去每一畫素的白色轉換亮度值，以取得每一畫素的紅色 轉換亮度值、綠色轉換亮度值及藍色轉換亮度值；步驟S720：藉由分別判斷每一畫素的紅色轉換亮度值、綠色轉換亮度值、藍色轉換亮度值及白色轉換亮度值是否大於臨界值，以取得每一畫素的紅色輸出亮度值、綠色輸出亮度值、藍色輸出亮度值及白色輸出亮度值；步驟S722：將每一畫素的紅色輸出亮度值、綠色輸出亮度值、藍色輸出亮度值及白色輸出亮度值分別轉換成每一畫素的紅色輸出數據值、綠色輸出數據值、藍色輸出數據值及白色輸出數據值；以及步驟S724：顯示器依據每一畫素的紅色輸出數據值、綠色輸出數據值、藍色輸出數據值及白色輸出數據值顯示每一畫素。
如上所述，先前技術的RGBW液晶顯示器存有在顯示單一顏色(純色)畫面時亮度較暗，而在單獨顯示白色時亮度則會過高的問題。為此，本發明利用廣色域面板具有顏色高飽和度的特性，且人眼在高XYZ三刺激值(tristimulus values)下較不易分辨純色影像亮度之差異的特性，而在理論及人因實驗並重下，找出適合的人因參數Hf。就理論而言，兩種色域(color space)的標準色點會被拿出來比較，以求得人因參數Hf，而上述的兩種色域可以是sRGB色域及Adobe RGB色域，但本發明並不以此為限。請參考下面的表1及表2。其中表1和表2分別標示出sRGB色域及Adobe RGB色域中紅色、綠色、藍色及白色標準色點所對應的色度(chromaticity value)x、色度y及Y刺激值。其中，因綠色標準色點在sRGB色域中的色度x、色度y及Y刺激值與在Adobe RGB色域中的色度x、色度y及Y刺激值之間的差異較大，故不先考慮綠色標準色點的刺激值Y。此外，因人眼對藍色的亮度較不敏感且其Y刺激值在RGB三色中最低，影響畫面亮度的程度最小，故也不參考藍色標準色點的刺激值Y。於是本發明優先地選擇了紅色標準色點的刺激值Y，以獲取人因參數Hf，並依據人因參數Hf調整RGBW面板的背光模組的亮度。由表1和表2可知，Adobe RGB色域的紅色標準色點之刺激值Y約為sRGB 色域的紅色標準色點之刺激值Y的1.4(即0.2972/0.213)倍，故人因參數Hf即可設為1.4。此外，當將sRGB色域的紅色標準色點之刺激值Y調降為1/1.4(約0.7)倍後，其所對應的三刺激值(X,Y,Z)會如下面之表3所示為(0.412,0.213,0.019)。此外，當將Adobe RGB色域的紅色標準色點之色度x、色度y及Y刺激值轉換成三刺激值後，其三刺激值(X,Y,Z)會如下面之表4所示為(0.412,0.212,0.019)。由於表3和表4所表示的三刺激值(X,Y,Z)幾乎一致，故可推論當顯示純紅畫面時，可將背光模組110的亮度調降為1/1.4(約0.7)倍，而在此情況下，顯示器100在Adobe RGB色域與sRGB色域的色彩表現仍會一致。
在理論上獲得合適的人因參數Hf後，接下來即可藉由進行人因實驗來驗證所求的人因參數Hf是否適用。在進行人因實驗時，會先找多位的受測者進行測試。在進行測試時，每位受測者會被要求同時觀看一台RGB顯示器以及一台依據本發明之方法來顯示畫面的RGBW顯示器。其中，RGB顯示器的背光模組的調光比例維持在1(即工作週期等於100%)，而RGBW顯示器的背光模組的調光比例BL在1、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5及0.4(即工作週期分別等於100%、90%、80%、70%、60%、50%及40%)下分別地調整。受測者會被要求對RGBW顯示器在背光模組之各種調光比例BL下的表現進行評分，評分的範圍為1至5分，其中分數越高代表受測者認為RGB顯示器及RGBW顯示器的顯示差異越小，而分數越低代表受測者認為RGB顯示器及RGBW顯示器的顯示差異越大。之後，再就所有受測者所評的分數，求得各種純色畫面之各調光比例BL的標準分數(Standard Score，又稱z-score)。請參考第9圖至第11圖，第9圖為第1圖顯示器100顯示純紅色畫面時，所測得的各調光比例與標準分數之關係圖。第10圖為第1圖顯示器100顯示純綠色畫面時，所測得的各調光比例與標準分數之關係圖。第11圖為第1圖顯示器100顯示純藍色畫面時，所測得的各調光比例與標準分數之關係圖。由第9圖至第11圖可知，當顯示器100的調光比例BL在0.7上時，其標準分數還能有大於0以上的水準，故上述藉由理論所求得的人因參數Hf確實適用在廣色域的多原色顯示器。
為進一步地確保使用者所觀看到的畫質，在本發明其他實施例中，會對顯示器100加入部分的限制。舉例來說，假設當顯示器100顯示純紅色畫面時，所量測到顯示器100的亮度為第一純色亮度；當顯示器100顯示純綠色畫面時，所量測到顯示器100的亮度為第二純色亮度；當顯示器100顯示純藍色畫面時，所量測到顯示器100的亮度為第三純色亮度；當顯示器100顯示純白色畫面時，所量測到顯示器100的亮度為純白亮度，則在本發明一實施例中，第一純色亮度對純白亮度的比值會介於0.14和0.16。本發明另一實施例中，第二純色亮度對純白亮度的比值會介於0.48和0.50。本發明又一實施例中，第三純色亮度對純白亮度的比值會介於0.07和0.09。本發明再一實施例中，第一純色亮度、第二純色亮度及第三純色亮度的總和對純白亮度的比值會介於0.7和0.75。
綜上所述，透過本發明實施例控制顯示器的方法，係依據人因參數將RGB訊號轉換成RGBW訊號，而可在降低顯示器之背光模組的亮度以減少其耗能的情況下，讓使用者所觀看到畫面之畫質仍可維持在人眼可接受的範圍內。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
S702至S724‧‧‧流程步驟

Claims (19)

  1. 一種控制顯示器的方法，適用於一顯示器，該方法包含：該顯示器接收一組畫素的影像訊號，該組畫素包括多個畫素；將每一畫素的一紅色數據值、一綠色數據值及一藍色數據值分別轉換成該每一畫素的一紅色亮度值、一綠色亮度值及一藍色亮度值；將該些畫素的紅色亮度值、綠色亮度值及藍色亮度值中的最大值設為一最大亮度值，並將該些畫素的紅色亮度值、綠色亮度值及藍色亮度值中的最小值設為一最小亮度值；依據該最大亮度值及該最小亮度值取得一飽和度值；依據一人因參數將該飽和度值轉換成一邊界亮度值；依據該邊界亮度值及該最大亮度值，取得一映射比例；將該每一畫素的該紅色亮度值、該綠色亮度值及該藍色亮度值分別乘以該映射比例，以取得該每一畫素的一紅色映射亮度值、一綠色映射亮度值及一藍色映射亮度值；將該每一畫素的該紅色映射亮度值、該綠色映射亮度值及該藍色映射亮度值中的最小值除以一調整參數，以取得該每一畫素的一白色轉換亮度值；將該每一畫素的該紅色映射亮度值、該綠色映射亮度值及該藍色映射亮度值分別減去該每一畫素的該白色轉換亮度值，以取得該每一畫素的一紅色轉換亮度值、一綠色轉換亮度值及一藍色轉換亮度值；藉由分別判斷該每一畫素的該紅色轉換亮度值、該綠色轉換亮度值、該藍色轉換亮度值及該白色轉換亮度值是否大於一臨界值，以取得該每一畫素的一紅色輸出亮度值、一綠色輸出亮度值、一藍色輸出亮度值及一白色輸出亮度值；將該每一畫素的該紅色輸出亮度值、該綠色輸出亮度值、該藍色輸出亮 度值及該白色輸出亮度值分別轉換成該每一畫素的一紅色輸出數據值、一綠色輸出數據值、一藍色輸出數據值及一白色輸出數據值；以及該顯示器依據該每一畫素的該紅色輸出數據值、該綠色輸出數據值、該藍色輸出數據值及該白色輸出數據值顯示該每一畫素。
  2. 如請求項1所述之方法，另包括：依據該映射比例取得一調光比例。
  3. 如請求項2所述之方法，其中該調光比例等於將該映射比例的倒數乘以該人因參數後所得的結果。
  4. 如請求項2所述之方法，另包括：依據該調光比例，調整該顯示器的一背光模組的驅動電流。
  5. 如請求項1所述之方法，其中將該每一畫素的的該紅色數據值、該綠色數據值及該藍色數據值分別轉換成該每一畫素的該紅色亮度值、該綠色亮度值及該藍色亮度值包括：將該每一畫素的該紅色數據值、該綠色數據值及該藍色數據值分別除以255後，再分別地進行2.2次方的運算。
  6. 如請求項1所述之方法，其中該飽和度值等於將該最大亮度值減去該最小亮度值後，再除以該最大亮度值後所得的結果。
  7. 如請求項1所述之方法，其中依據該最大亮度值及該最小亮度值取得該飽和度值包括：依據該最大亮度值及該最小亮度值，自一查詢表(lookup table)取得該飽和 度值。
  8. 如請求項1所述之方法，其中依據該人因參數將該飽和度值轉換成該邊界亮度值包括：依據該人因參數建立一色域邊界公式；以及將該飽和度值代入該色域邊界公式，以取得該邊界亮度值。
  9. 如請求項1所述之方法，其中依據該人因參數將該飽和度值轉換成該邊界亮度值包括：依據該人因參數建立一查詢表；以及依據該飽和度值，自該查詢表取得該邊界亮度值。
  10. 如請求項1、8或9所述之方法，還包含：計算第一色域之紅色標準色點的Y刺激值；計算第二色域之紅色標準色點的Y刺激值；以及依據該第一色域之紅色標準色點的Y刺激值及該第二色域之紅色標準色點的Y刺激值，取得該人因參數。
  11. 如請求項10之方法，其中該第一色域為Adobe RGB色域，該第二色域為sRGB色域，而該人因參數等於該第一色域之紅色標準色點的Y刺激值除以該第二色域之紅色標準色點的Y刺激值後所得的結果。
  12. 如請求項1所述之方法，其中該映射比例等於將該邊界亮度值除以該最大亮度值後所得的結果。
  13. 如請求項1所述之方法，其中將該每一畫素的該紅色輸出亮度值、該綠色輸出亮度值、該藍色輸出亮度值及該白色輸出亮度值分別轉換成該每 一畫素的該紅色輸出數據值、該綠色輸出數據值、該藍色輸出數據值及該白色輸出數據值包括：將該每一畫素的該紅色輸出亮度值、該綠色輸出亮度值、該藍色輸出亮度值及該白色輸出亮度值分別地進行2.2分之一次方的運算後，再分別地乘以255。
  14. 如請求項1所述之方法，其中該調整參數等於2。
  15. 如請求項1所述之方法，其中該臨界值等於1。
  16. 如請求項1所述之方法，其中當該顯示器顯示一純紅色畫面時，該顯示器的亮度為一第一純色亮度，當該顯示器顯示一純白色畫面時，該顯示器的亮度為一純白亮度，而該第一純色亮度對該純白亮度的比值介於0.14和0.16。
  17. 如請求項1所述之方法，其中當該顯示器顯示一純綠色畫面時，該顯示器的亮度為一第二純色亮度，當該顯示器顯示一純白色畫面時，該顯示器的亮度為一純白亮度，而該第二純色亮度對該純白亮度的比值介於0.48和0.50。
  18. 如請求項1所述之方法，其中當該顯示器顯示一純藍色畫面時，該顯示器的亮度為一第三純色亮度，當該顯示器顯示一純白色畫面時，該顯示器的亮度為一純白亮度，而該第三純色亮度對該純白亮度的比值介於0.07和0.09。
  19. 如請求項1所述之方法，其中當該顯示器顯示一純紅色畫面時，該顯示器的亮度為一第一純色亮度，當該顯示器顯示一純綠色畫面時，該顯示器的 亮度為一第二純色亮度，當該顯示器顯示一純藍色畫面時，該顯示器的亮度為一第三純色亮度，當該顯示器顯示一純白色畫面時，該顯示器的亮度為一純白亮度，而該第一純色亮度、該第二純色亮度及該第三純色亮度的總和對該純白亮度的比值介於0.7和0.75。
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