TW201712637A - 顯示方法與應用此方法的顯示面板 - Google Patents

Abstract

一種灰階圖案顯示方法，適於應用子像素渲染技術(sub pixel rendering, SPR)的顯示面板，所述顯示面板的多個像素中的每一像素的兩個子像素顏色不同，相鄰的兩個像素具有兩個第一顏色的子像素、一個第二顏色的子像素與一個第三顏色的子像素，所述方法包含下列步驟：將前述多個像素分為多組像素組(pixel group)，每一組像素組具有三個相鄰的像素。接收一筆影像資料，此影像資料定義有每一像素的對應的一個二值化灰階值(binary grayscale)。並依據每一個像素組所對應的三個二值化灰階值，決定此像素組中的六個子像素的灰階值。

Description

顯示方法與應用此方法的顯示面板

本發明係關於一種顯示方法及應用此方法的顯示面板，特別關於一種應用子像素渲染(sub pixel rendering)技術的顯示方法及應用此方法的顯示面板。

子像素渲染技術(sub pixel rendering)被廣泛的應用於影像顯示領域。其中依據各廠商的面板設計，每個像素所包含的子像素(色塊)的組合不同。然而一般而言，一個像素並不會具有面板的所有原色。也就是說，以紅綠藍三原色面板而言，一個像素會具有兩個子像素，其顏色組合為紅綠、藍紅或綠藍。當要顯示全彩圖案時，每個像素由於僅具有兩個色塊，因此必須藉由相鄰的像素來提供第三個原色。因此應用子像素渲染技術的顯示面板中，通常會具有渲染演算電路來計算如何渲染才能使人眼感知到的圖案與正常三原色顯示面板所顯示的結果相同。

當要顯示灰階圖案時，一般正常的顯示面板，也就是每個像素具有三個子像素，因此可直接將每個像素的灰階值賦予給三個子像素。於灰階圖案中有一種特別的灰階圖案，稱為二值化灰階圖案，其係依據人眼感知空間頻率的理論，將每個像素定義為暗或亮，使所顯示的圖案與一般的灰階圖案相同。當要二值化灰階圖案，一般正常的顯示面板的每個像素中僅需將同一個像素中的三個子像素顯示全亮或全暗。

然而，應用子像素渲染技術的顯示面板，由於其具有渲染演算電路，二值化灰階影像仍然需要經過渲染演算電路來計算才能呈現為灰階影像。而通常當顯示面板要顯示黑白影像時，往往是因為不需要全彩影像，而希望能減少電腦與顯示面板的耗能。此時，應用子像素渲染技術的顯示面板如何在要顯示二值化灰階影像時降低能量消耗是一個主要的課題。

有鑑於以上的問題，本發明提出一種合成框的視訊處理方法、視訊顯示方法及視訊處理裝置，來幫助使用者可以得到畫質清楚的視訊檔案以及適當大小的檔案容量。避免為了畫質清楚而犧牲錄影時間，或是為了錄影時間而犧牲了畫質。

依據本發明所揭露的灰階圖案顯示方法，適於應用子像素渲染技術(sub pixel rendering, SPR)的顯示面板，所述顯示面板的多個像素中的每一像素的兩個子像素顏色不同，相鄰的兩個像素具有兩個第一顏色的子像素、一個第二顏色的子像素與一個第三顏色的子像素，所述方法包含下列步驟：將前述多個像素分為多組像素組(pixel group)，每一組像素組具有三個相鄰的像素。接收一筆影像資料，此影像資料定義有每一像素的對應的一個二值化灰階值(binary grayscale)。並依據每一個像素組所對應的三個二值化灰階值，決定此像素組中的六個子像素的灰階值。

依據本發明所揭露的應用子像素渲染技術的顯示面板，具有M×N個像素與驅動模組。驅動模組電性連接至前述M×N個像素。M×N個像素中第(i,j)個像素具有第一顏色的子像素與第二顏色的子像素，第(i,j+1)個像素具有第一顏色的子像素與第三顏色的子像素，M、N為大於一的整數，i為小於等於M的正整數，j為小於N的正整數。驅動模組具有分組單元與灰階像素驅動單元。分組單元用以將前述M×N個像素分為多組像素組，每一組像素組包含相鄰的三個像素。所述分組單元並用以接收一筆影像資料，此影像資料包含M×N個像素中每個像素的對應的一個二值化灰階值。灰階像素驅動單元電性連接分組單元與前述M×N個像素，用以依據前述影像資料中每一組像素組對應的三個二值化灰階值，決定每一組像素組中的六個子像素的灰階值。

綜上所述，本發明所揭露的方法與應用此方法的顯示面板，藉由將像素分組，並按照每一個像素組所對應的多個二值化灰階值，決定此像素組中多個像素的多個子像素分別的灰階值。藉此以預設的原則或是查表來直接以特定電壓驅動對應的子像素，大幅降低了應用子像素渲染技術的顯示面板在顯示二值化灰階影像時的能量消耗。

以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

請參照圖1，其係依據本發明一實施例的顯示面板功能方塊圖。如圖1所示，顯示面板1000具有像素陣列1100與驅動模組1200。驅動模組1200電性連接於像素陣列1100。其中像素陣列1100具有M×N個像素Px(1,1)至Px(M,N)，每個像素僅有兩個顏色的子像素，且相鄰的兩個像素所對應的四個子像素能涵蓋顯示面板所提供的三個顏色。舉例而言，像素Px(i,j-1)具有紅色的子像素與綠色的子像素，像素Px(i,j)具有綠色的子像素與藍色的子像素，像素Px(i,j+1)具有藍色的子像素與紅色的子像素。此外，相同顏色的子像素並不會相鄰。前述M、N為大於一的整數，i為小於等於M的正整數，j為小於N的正整數。

驅動模組1200用以驅動像素陣列1100中的每個像素的兩個子像素以被設定的亮度發光，從而達到顯示驅動模組所接收的影像資料的目的。具體來說，於一實施例中，驅動模組1200具有分組單元1210與灰階像素驅動單元1220。

分組單元1210用以將像素陣列1100中的M×N個像素分為多組像素組(pixel group)，每一組像素組包含相鄰的三個像素。於一實施例中，像素Px(h,3k-2)、像素Px(h,3k-1)與像素Px(h,3k)被分為一組，其中h與k為正整數，且h小於等於M，三倍的k小於等於N。於另一實施例中，像素Px(3p-2,q)、像素Px(3p-1,q)與像素Px(3p,q)被分為一組，其中p與q為正整數，且三倍的p小於等於M，q小於等於N。

分組單元1210並接收一筆影像資料，此影像資料中定義有M×N個像素中每個像素的對應的一個二值化灰階值。舉例來說，影像資料可以是一個M×N的位元陣列，此位元陣列與像素陣列中的M×N個像素一一對應。此位元陣列中的座標值為(x,y)的元素的值為1則表示對應的像素Px(x,y)需要顯示白色的顏色，若座標值為(x,y)的元素的值為0則表示對應的像素Px(x,y)需要顯示黑色的顏色，其中x與y分別是不大於M與不大於N的正整數。

灰階像素驅動單元1220電性連接分組單元1210與像素陣列1100中的M×N個像素。灰階像素驅動單元1220用以依據前述影像資料中每一組像素組對應的三個二值化灰階值，決定每一組像素組中的六個子像素的灰階值。具體來說，請參照圖2，其係依據本發明一實施例中的像素組示意圖。如圖2所示，第一像素組Pg1具有第一像素Px11、第二像素Px12與第三像素Px13。其中第一像素Px11所具有的兩個子像素分別為紅色的子像素R11與綠色的子像素G11。第二像素Px12所具有的兩個子像素分別為藍色的子像素B12與紅色的子像素R12。第三像素Px13所具有的兩個子像素分別為綠色的子像素G13與藍色的子像素B13。 表一

關於第一像素組Pg1中三個像素的二值化灰階值與實際上各子像素的灰階值如上表一所示，其中由於每一子像素在全彩顯示時係以二進位八位元作為其灰階值的資訊，因此每個子像素的灰階值從0至255。並且其中灰階值212的亮度對人類的眼睛而言，其亮度為灰階值255的亮度的三分之二。

於另一實施例中，如圖2所示，第二像素組Pg2具有第四像素Px21、第五像素Px22與第六像素Px23。第四像素Px21所具有的兩個子像素分別為綠色的子像素G21與藍色的子像素B21。第五像素Px22所具有的兩個子像素分別為紅色的子像素R22與綠色的子像素G22。第六像素Px23所具有的兩個子像素分別為藍色的子像素B23與紅色的子像素R23。關於第二像素組Pg2中三個像素的二值化灰階值與實際上各子像素的灰階值如下表二所示。其中，第二像素組Pg2如圖2所示位於第一像素組Pg1的下一列，然而於另一些實施例中，第二像素組Pg2也可以是位於第一像素組Pg1的上一列。 表二

然而，相鄰上下兩列的各像素的灰階值並不限於上述表一與表二結合的例子。舉例來說，於又一實施例中，第一像素組Pg1的各子像素的灰階值定義如前述表一，而第二像素組Pg2的各子像素的灰階值定義可如下表三所示。 表三

於又一實施例中，第一像素組Pg1的各子像素的灰階值定義如下表四，而第二像素組Pg2的各子像素的灰階值定義可如下表五所示。於再一實施例中，第一像素組Pg1的各子像素的灰階值定義如下表六，而第二像素組Pg2的各子像素的灰階值定義可如下表七所示。 表四 表五 表六 表七

具體來說，相鄰兩列的兩個像素組共有十二個子像素，而其渲染的原則可以自由調配。其主要原則在於，需使同一組的六個子像素的灰階值分布符合三個二值化灰階值的分布，並使有發光的子像素的亮度總和符合三個二值化灰階值所指示的亮度總和。

此外，於一實施例中，一個像素組中的各個子像素的灰階值除了依據三個二值化灰階值所決定以外，更依據相鄰的一個或多個像素組的三個二值化灰階值所決定。舉例來說，請參照圖3，其係依據本發明一實施例的多個像素組示意圖。如圖3所示，其中第一像素組Pg1具有第一像素Px11、第二  像素Px12與第三像素Px13。第一像素Px11所具有的兩個子像素分別為紅色的子像素R11與綠色的子像素G11。第二像素Px12所具有的兩個子像素分別為藍色的子像素B12與紅色的子像素R12。第三像素Px13所具有的兩個子像素分別為綠色的子像素G13與藍色的子像素B13。第二像素組Pg2具有第四像素Px21、第五像素Px22與第六像素Px23。第四像素Px21所具有的兩個子像素分別為綠色的子像素G21與藍色的子像素B21。第五像素Px22所具有的兩個子像素分別為紅色的子像素R22與綠色的子像素G22。第六像素Px23所具有的兩個子像素分別為藍色的子像素B23與紅色的子像素R23。第三像素組Pg3具有第七像素Px31、第八像素Px32與第九像素Px33。第七像素Px31所具有的兩個子像素分別為紅色的子像素R31與綠色的子像素G31。第八像素Px32所具有的兩個子像素分別為藍色的子像素B32與紅色的子像素R32。第九像素Px33所具有的兩個子像素分別為綠色的子像素G33與藍色的子像素B33。第四像素組Pg4具有第十像素Px41、第十一像素Px42與第十二像素Px43。第十像素Px41所具有的兩個子像素分別為綠色的子像素G41與藍色的子像素B41。第十一像素Px42所具有的兩個子像素分別為紅色的子像素R42與綠色的子像素G42。第十二像素Px43所具有的兩個子像素分別為藍色的子像素B43與紅色的子像素R43。

當第一像素組Pg1的三個二值化灰階值為(0,0,1)，第二像素組Pg2為(0,1,1)，第三像素組Pg3的為(1,1,0)，第四像素組Pg4的為(1,0,0)時，廿四個子像素的灰階值定義如下表八。 表八 表九

當第一像素組Pg1的三個二值化灰階值為(1,0,0)，第二像素組Pg2的為(1,1,0)，第三像素組Pg3的為(0,1,1)，第四像素組Pg4的為(0,0,1)時，其所描繪的是另一條斜線。因此所述廿四個子像素的灰階值定義如上表九。

於一種實施例中，如灰階像素驅動單元1220於決定第一像素組Pg1中的六個子像素的灰階值時，係直接依據第一像素組Pg1的三個二值化灰階值來決定六個子像素的灰階值。而於另一種實施例中，灰階相素驅動單元1220係依據第一像素組Pg1所對應的三個二值化灰階值，先判斷六個子像素中每個子像素是否被致能，並依據三個二值化灰階值，計算被致能的每個子像素的灰階值。第一種方式的計算量較小，然而第二種方式於某些類型的顯示面板中，可以直接停能(disable)不需要被致能的子像素所對應的驅動元件，以減少耗能。

於再一實施例中，請回到圖1，顯示面板1000的驅動模組1200更具有全彩像素驅動單元1230與節能判斷單元1240。其中節能判斷單元1240分別與全彩像素驅動單元1230以及分組單元1210電性連接。而全彩像素驅動單元1230更電性連接像素陣列1100的M×N個像素。

節能判斷單元1240用以接收影像資料，並依據一個節能指示信號，將接收到的影像資料輸出至全彩像素驅動單元1230或分組單元1210。而全彩像素驅動單元1230用以當接收到影像資料時，依據影像資料驅動像素陣列1100的M×N個像素以顯示全彩影像。具體而言，當節能指示信號指示要節約能源，也就是顯示面板1000僅需顯示黑白灰階影像時，經過二值化灰階處理好的影像資料係傳遞給分組單元1210。而當潔能指示信號指示不需節約能源，顯示面板1000要顯示全彩影像時，帶有全彩資訊的影像資料係傳遞給全彩像素驅動單元1230。於一實施例中，基於資料格式的一致性，以點陣圖(bitmap)格式為例，傳遞的影像資料中每個像素為24位元，分別記錄三原色各8位元的灰階值，也就是(R,G,B)，以一個像素的(R,G,B)=(255,192,127)為例，此像素的資料如下所示： 11111111_11000000_011111111 而經過二值化灰階處理的影像資料，可以將二值化資訊寫入此像素的最高有效位元(most significant bit, MSB)，舉例來說，如果此像素經二值化灰階處理後需要顯示為暗(黑)，則此像素的資料可以改寫如下： 011111111_11000000_011111111 於另一實施例中，二值化資訊可以寫入此像素的最低有效位元(least significant bit, LSB)，也就是如下： 11111111_11000000_011111110 而分組單元1210與灰階像素驅動單元1220僅需依據每個像素的24位元資料中的最高有效位元或最低有效位元(視資料格式定義而定)來判斷一個像素組中三個像素分別的二值化灰階值。

其中，將每個像素的二值化灰階值寫入其最高有效位元，則分組單元1210與灰階像素驅動單元1220的電路所需要的邏輯閘數量(gate count)可以大幅減少，較為省電。而將每個像素的二值化灰階值寫入其最低有效位元，由於該位元係一個像素中藍色的灰階值中的最小位元，其為一(二值化為亮)或零(二值化為暗)對於全彩影像的影像並不明顯，甚至幾乎不會被人眼感知到。因此主控裝置，例如連接顯示面板1000的電腦，可以預先都將每個影像的二值化資訊夾帶於一般的全彩影像，減少後續的計算。

具體來說，像是螢幕保護程式僅為多張照片影像輪流顯示。則預先將每一張照片影像的二值化灰階資訊隱藏於每一張照片的全彩影像資料中，則不論要以節能模式顯示灰階圖像還是非節能模式顯示全彩圖像，電腦都不需要進行額外的計算，在真正需要節能時可以減少計算所耗費的能源，並能同時降低檔案儲存所佔用的記憶裝置空間。

上述的顯示面板，其顯示二值化灰階影像的方法簡化如圖4，其係依據本發明一顯示方法流程圖。所述方法包含下列步驟：如步驟S410所示，將應用子像素渲染技術的顯示面板的像素分為多組像素組(pixel group)，每一組像素組具有三個相鄰的像素，每個像素具有兩個顏色不同的子像素。如步驟S420所示，接收影像資料，影像資料包含每個像素對應的二值化灰階值。如步驟S430所示，依據每個像素組所對應的三個二值化灰階值，決定此像素組中的六個子像素的灰階值。

綜上所述，本發明所揭露的方法與應用此方法的顯示面板，藉由將像素分組，並按照每一個像素組所對應的多個二值化灰階值，決定此像素組中多個像素的多個子像素分別的灰階值。藉此以預設的原則或是查表來直接以特定電壓驅動對應的子像素，大幅降低了應用子像素渲染技術的顯示面板在顯示二值化灰階影像時的能量消耗。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

1000‧‧‧顯示面板
1100‧‧‧像素陣列
1200‧‧‧驅動模組
1210‧‧‧分組單元
1220‧‧‧灰階像素驅動單元
1230‧‧‧全彩像素驅動單元
1240‧‧‧節能判斷單元
Pg1~Pg4‧‧‧像素組
Px(1,1)~Px(M,N)‧‧‧像素
Px11~Px43‧‧‧像素
R11~R43‧‧‧子像素
G11~G42‧‧‧子像素
B12~B43‧‧‧子像素

圖1係依據本發明一實施例的顯示面板功能方塊圖。 圖2係依據本發明一實施例中的像素組示意圖。 圖3係依據本發明一實施例的多個像素組示意圖。 圖4係依據本發明一顯示方法流程圖。

Claims (9)

1. 一種灰階圖案顯示方法，適於應用子像素渲染技術(sub pixel rendering, SPR)的顯示面板，該顯示面板的多個像素中的每一像素的兩個子像素顏色不同，相鄰的兩個像素具有兩個第一顏色的子像素、一個第二顏色的子像素與一個第三顏色的子像素，所述方法包含：將該些像素分為多組像素組(pixel group)，每一組像素組包含三個相鄰的像素；接收一影像資料，該影像資料包含每一該像素的對應的一二值化灰階值；以及依據每一該像素組所對應的三個該二值化灰階值，決定該像素組中的六個子像素的灰階值。
2. 如請求項1的方法，其中每一該像素組的三個相鄰的像素係位於同一列或同一行。
3. 如請求項1的方法，其中於決定該像素組中的該六個子像素的灰階值的步驟中，更依據相鄰的一像素組所對應的三個該二值化灰階值，決定當前該六個子像素的灰階值。
4. 如請求項1的方法，其中於決定該像素組中的該六個子像素的灰階值的步驟中，包含：依據所對應的三個該二值化灰階值，判斷該六個子像素中每一該子像素是否被致能；以及依據所對應的三個該二值化灰階值，計算被致能的每一該子像素的灰階值。
5. 一種應用子像素渲染技術的顯示面板，包含：M×N個像素，其中第(i,j)個像素具有第一顏色的子像素與第二顏色的子像素，第(i,j+1)個像素具有第一顏色的子像素與第三顏色的子像素，M、N為大於一的整數，i為小於等於M的正整數，j為小於N的正整數；以及一驅動模組，包含：一分組單元，用以將該M×N個像素分為多組像素組，每一該像素組包含相鄰的三個像素，該分組單元並用以接收一影像資料，該影像資料包含每一該像素的對應的一二值化灰階值；以及一灰階像素驅動單元，電性連接該分組單元與該M×N個像素，用以依據該影像資料中每一該像素組對應的該三個二值化灰階值，決定該像素組中的六個子像素的灰階值。
6. 如請求項5的顯示面板，其中每一該像素組的該三個像素均位於同一列或同一行。
7. 如請求項5的顯示面板，其中該驅動模組更包含：一全彩像素驅動單元，電性連接該M×N個像素，用以當接收到該影像資料時，依據該影像資料驅動該M×N個像素；以及一節能判斷單元，電性連接該全彩像素驅動單元與該分組單元，用以依據一節能指示信號，將該影像資料輸出至該全彩像素驅動單元或該分組單元。
8. 如請求項5的顯示面板，其中該灰階像素驅動單元於決定該像素組中的該六個子像素的灰階值時，更依據相鄰的一像素組所對應的三個該二值化灰階值，決定當前該六個子像素的灰階值。
9. 如請求項5的顯示面板，其中該灰階像素驅動單元於決定該像素組中的該六個子像素的灰階值時，係依據所對應的三個該二值化灰階值，判斷該六個子像素中每一該子像素是否被致能，並依據所對應的三個該二值化灰階值，計算被致能的每一該子像素的灰階值。