TWI404025B - 液晶面板驅動方法及液晶顯示器 - Google Patents

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Description

液晶面板驅動方法及液晶顯示器
本發明是有關於一種液晶面板驅動方法及液晶顯示器，且特別是有關於一種具有高畫面品質之液晶面板驅動方法及液晶顯示器。
液晶分子的反應時間係與液晶分子兩端的跨壓有關，故為了使得液晶分子之反應速度提升，須採用過驅動(overdriving)的技術以提高液晶分子的反應速度。過驅動電路通常被配置於後級電路，即靠近液晶面板端的電路。然而，若在過驅動電路之前存在圖框比例控制(frame rate control，FRC)電路，則當輸入一靜態影像畫面時，因為畫素資料經過一圖框比例控制轉換程序後，會因為資料位元轉換，例如6位元畫素資料轉換為8位元畫素資料，而產生相同灰階值在不同影像畫面中之畫素資料不同，導致在過驅動電路中處理時產生誤判，而造成嚴重的FRC雜訊。
一般來說，過驅動電路傳統上均採用查閱表(Look up table)的方式來實現。請參照第1A圖，其繪示乃傳統過驅動查閱表之示意圖。於傳統之液晶顯示器中，過驅動單元係依據邊界值及先前邊界值，從過驅動查閱表中得到過驅動畫素資料以驅動液晶面板上相對應之畫素。其中，邊界值及先前邊界值係經由查表分配產生，且邊界值係相對應於一當前影像畫面，先前邊界值係相對應於一先前影像畫 面。當邊界值相等於先前邊界值(即第1A圖中之點狀區域)，過驅動單元不採用過驅動的技術，而直接輸出當前影像畫面。
請參照第1B圖，其繪示乃傳統液晶顯示器之方塊圖。液晶顯示器100包括液晶面板105、掃描驅動單元110、圖框比例控制(frame rate control，FRC)單元120、映射(mapping)單元130、緩衝器(buffer)140、過驅動單元150、處理單元160以及資料驅動單元170。液晶面板105具有多個畫素。掃描驅動單元110控制此些畫素。
圖框比例控制單元120依據一圖框比例控制轉換過程轉換一M位元之畫素資料DI_M 為一N位元之FRC畫素資料DFRC_N ，M及N為正整數，且M大於N。其中，M位元之畫素資料DI_M 例如為對應於靜態影像畫面之灰階值25，N位元之FRC畫素資料DFRC_N 例如為對應於動態影像畫面之灰階值7、6、6及6之一。映射單元130依據一界限查閱表轉換FRC畫素資料DFRC_N 為一邊界值(boundary value)。緩衝器140儲存邊界值。
過驅動單元150耦接至映射單元130及緩衝器140，依據邊界值及一先前邊界值，從一過驅動查閱表(OD LUT)得到一畫素資料偏移量(offset)。處理單元160耦接至圖框比例控制單元120及過驅動單元150，用以將畫素資料偏移量與FRC畫素資料相加而得到一過驅動畫素資料。資料驅動單元170依據此過驅動畫素資料驅動液晶面板105上相對應之畫素。
然而，於邊界值所相對應之灰階值之範圍的邊界，當圖框比例控制單元將畫素資料轉換為FRC畫素資料之後，FRC畫素資料可能會改變，所對應之先前邊界值隨之改變(即第1圖中之虛線區域)。舉例來說，當FRC畫素資料DFRC_N 為灰階值6時，映射單元130轉換灰階值6為邊界值6。當FRC畫素資料DFRC_N 為灰階值7時，映射單元130轉換灰階值7為邊界值13。如此一來，對應於相同的靜態影像畫面之灰階值25，若FRC畫素資料DFRC_N 依序為灰階值6及7，則過驅動單元150依據先前邊界值6及邊界值13得到畫素資料偏移量，例如為2。處理單元160依據畫素資料偏移量2與FRC畫素資料7得到過驅動畫素資料9。然實質上靜態影像畫面並未做改變。亦即，過驅動單元150產生誤動作，依據邊界值及改變之先前邊界值而採用過驅動的技術，導致液晶面板105未呈現正確的畫面。
傳統為了解決上述之問題，當邊界值與先前邊界值係對應至過驅動查閱表對角線兩側之區域(即斜線區域)時，亦不採用過驅動的技術。如此一來，雖然解決了因為圖框比例控制單元所產生之問題，但卻使得採用過驅動技術之液晶顯示器整體顯示品質下降，同時也浪費硬體資源。
本發明係有關於一種液晶面板驅動方法及液晶顯示器，改進液晶顯示器所採用之過驅動技術，解決靜態影像 畫面會產生FRC雜訊的問題，同時提升過驅動查閱表的利用率，提升液晶顯示器整體顯示品質。
根據本發明之第一方面，提出一種液晶面板驅動方法，包括下列步驟。依據一圖框比例控制轉換過程轉換一M位元之畫素資料為一N位元之FRC畫素資料，其中M及N為正整數，且M大於N。調整M位元之畫素資料為一N位元之參考畫素資料，參考畫素資料係與畫素資料相差最低有效位元之(M-N)位元。轉換參考畫素資料為一邊界值。依據邊界值與一先前邊界值以得到一畫素資料偏移量。依據畫素資料偏移量與FRC畫素資料以得到一過驅動畫素資料，並輸出過驅動畫素資料以驅動液晶面板。
根據本發明之第二方面，提出一種液晶顯示器，包括液晶面板、掃描驅動單元、圖框比例控制單元、調整單元、映射單元、過驅動單元、處理單元以及資料驅動單元。液晶面板具有多個畫素。掃描驅動單元控制此些畫素。圖框比例控制單元依據一圖框比例控制轉換過程轉換一M位元之畫素資料為一N位元之FRC畫素資料，其中M及N為正整數，且M大於N。調整單元調整M位元之畫素資料為一N位元之參考畫素資料，參考畫素資料係與畫素資料相差最低有效位元之(M-N)位元。映射單元依據一界限查閱表轉換參考畫素資料為一邊界值。過驅動單元依據邊界值與一先前邊界值以輸出一畫素資料偏移量。處理單元依據畫素資料偏移量與FRC畫素資料以得到一過驅動畫素資料。資料驅動單元依據過驅動畫素資料驅動液晶面 板。
根據本發明之第三方面，提出一種液晶面板驅動方法，包括下列步驟。依據一圖框比例控制轉換過程轉換一M位元之畫素資料為一N位元之FRC畫素資料，其中M及N為正整數，且M大於N。決定FRC畫素資料所相對應之邊界值。依據邊界值與一先前邊界值以得到一畫素資料偏移量。判斷一先前FRC畫素資料是否與邊界值所對應之灰階值範圍相差大於1，先前FRC畫素資料係相對應於先前邊界值。當先前FRC畫素資料與邊界值所對應之灰階值範圍相差小於或等於1，或先前FRC畫素資料係在邊界值所對應之灰階值範圍內，輸出FRC畫素資料為一過驅動畫素資料。資料驅動單元依據過驅動畫素資料驅動液晶面板。
為讓本發明之上述內容能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
本發明提供一種液晶面板驅動方法及液晶顯示器，以改進液晶顯示器所採用之過驅動技術，解決靜態影像畫面應用圖框比例控制的技術會產生雜訊的問題，同時提升過驅動查閱表的利用率，並提升液晶顯示器整體顯示品質。
第一實施例
請參照第2A圖，其繪示乃依照本發明第一實施例之液晶顯示器之方塊圖。液晶顯示器200包括液晶面板205、掃描驅動單元210、白平衡單元220、圖框比例控制(frame rate control，FRC)單元230、調整單元240、映射(mapping)單元250、緩衝器(buffer)260、過驅動單元270、處理單元280以及資料驅動單元290。液晶面板205具有多個畫素。掃描驅動單元210控制此些畫素。
白平衡單元220依據一白平衡查閱表校正一N位元之原始畫素資料DI_N 為一M位元之畫素資料DI_M ，M及N為正整數，且M大於N。圖框比例控制單元230依據一 圖框比例控制轉換過程轉換M位元之畫素資料DI_M 為一N位元之FRC畫素資料DFRC_N 。其中，圖框比例控制轉換過程的目的在於利用較低解析度之動態影像畫面的效果來模擬較高解析度之靜態影像畫面。於本實施例，係將FRC畫素資料DFRC_N 經由單獨的路徑傳送至處理單元280，而不會影響到過驅動單元270的運作。
相對應於圖框比例控制單元230所輸出之N位元之FRC畫素資料DFRC_N ，調整單元240亦調整M位元之畫素資料DI_M 為一N位元之參考畫素資料DR_N ，參考畫素資料DR_N 係與畫素資料DI_M 相差最低有效位元(least significant bits)之(M-N)位元。舉例來說，原始畫素資料DI_N 為6位元畫素資料，經過白平衡單元220校正後之畫素資料DI_M 為8位元畫素資料。調整單元240調整8位元之畫素資料DI_M 為6位元之參考畫素資料DR_N 。如此一來，參考畫素資料DR_N 係與畫素資料DI_M 相差2位元。其中，調整單元240可以直接捨去畫素資料DI_M 之最低有效位元之(M-N)位元，或是採用無條件進位法得到參考畫素資料DR_N 。
映射單元250依據一界限查閱表轉換參考畫素資料DR_N 為一邊界值(boundary value)。緩衝器260儲存邊界值。過驅動單元270耦接至映射單元250及緩衝器260，依據邊界值及一先前邊界值，從一過驅動查閱表(OD LUT)得到一畫素資料偏移量(offset)。由於參考畫素資料DR_N 未經過圖框比例控制轉換過程，故不會產生跳動。因此， 過驅動單元270所得到之畫素資料偏移量不會包含FRC雜訊。
舉例來說，M位元之畫素資料DI_M 例如為對應於靜態影像畫面之灰階值25，N位元之FRC畫素資料DFRC_N 例如為對應於動態影像畫面之灰階值7、6、6及6之一，則調整單元240調整畫素資料DI_M 為參考畫素資料DR_N ，例如為灰階值6、6、6及6。如此一來，映射單元250所得到之邊界值均為6。亦即，對應於相同的靜態影像畫面之灰階值25，若FRC畫素資料DFRC_N 依序為灰階值6及7，則過驅動單元270依據先前邊界值6及邊界值6得到畫素資料偏移量0。過驅動單元270未產生誤動作。
處理單元280耦接至圖框比例控制單元230及過驅動單元270，用以將畫素資料偏移量與FRC畫素資料DFRC_N 相加而得到一過驅動畫素資料。資料驅動單元290依據此過驅動畫素資料驅動液晶面板205上相對應之畫素。
本實施例亦揭露一種液晶面板驅動方法，請參照第2B圖，其繪示乃依照本發明第一實例施例之液晶面板驅動方法之流程圖。首先，於步驟20中，依據一白平衡查閱表校正一N位元之原始畫素資料為一M位元之畫素資料，M及N為正整數，且M大於N。然後，於步驟21中，依據一圖框比例控制轉換過程轉換M位元之畫素資料為一N位元之FRC畫素資料。
於步驟22中，調整M位元之畫素資料為一N位元之參考畫素資料，參考畫素資料係與畫素資料相差最低有效 位元之(M-N)位元。接著，於步驟23中，依據一界限查閱表轉換參考畫素資料為一邊界值，並儲存邊界值。然後，於步驟24中，依據邊界值與一先前邊界值，從一過驅動查閱表得到一畫素資料偏移量。
之後，於步驟25中，將畫素資料偏移量與FRC畫素資料相加而得到一過驅動畫素資料，並輸出過驅動畫素資料以驅動液晶面板上相對應之畫素。本實施例所揭露之液晶面板驅動方法，其操作原理係已詳述於液晶顯示器200中，故於此不再重述。
上述第一實施例所揭露之液晶面板驅動方法及液晶顯示器，係將FRC畫素資料與參考畫素資料分別經由不同的資料傳輸路徑傳送，故FRC畫素資料不會對過驅動單元產生影響，過驅動單元所得到之畫素資料偏移量不會包含FRC雜訊，解決了傳統液晶顯示器中，過驅動單元處理FRC畫素資料會產生誤動作的問題，提升了液晶顯示器整體顯示品質，同時不會增加硬體成本。
第二實施例
請參照第3A圖，其繪示乃依照本發明第二實施例之液晶顯示器之方塊圖。液晶顯示器300包括液晶面板305、掃描驅動單元310、白平衡單元320、圖框比例控制(frame rate control，FRC)單元330、轉換單元340、緩衝器 (buffer)350、過驅動單元360、判斷單元370、處理單元380以及資料驅動單元390。液晶面板305具有多個畫素。掃描驅動單元310控制此些畫素。
白平衡單元320依據一白平衡查閱表校正一N位元之原始畫素資料DI_N 為一M位元之畫素資料DI_M ，M及N為正整數，且M大於N。圖框比例控制(FRC)單元330依據一圖框比例控制轉換過程轉換M位元之畫素資料DI_M 為一N位元之FRC畫素資料DFRC_N 。其中，圖框比例控制轉換過程的目的在於利用較低解析度之動態影像畫面的效果來模擬較高解析度之靜態影像畫面。
轉換單元340用以決定FRC畫素資料DFRC_N 所相對應之邊界值。緩衝器350儲存邊界值。過驅動單元360耦接至轉換單元340及緩衝器350，依據邊界值及一先前邊界值，從一過驅動查閱表(OD LUT)得到一畫素資料偏移量。
判斷單元380係用以判斷一先前FRC畫素資料是否與邊界值所對應之灰階值範圍相差大於1，先前FRC畫素資料係相對應於先前邊界值。請參照第3B圖，其繪示乃依照本發明第二實施例之過驅動查閱表之示意圖。由於在過驅動查閱表中，FRC畫素資料DFRC_N 可能會改變之處僅在於當先前FRC畫素資料與邊界值所對應之灰階值範圍之差值為1的區域(即第3B圖中之斜線區域)，故當判斷單元370判斷先前FRC畫素資料與邊界值之對應關係係位於斜線區域或點狀區域時，則液晶顯示器300不做過驅動的 動作，處理器380將圖框比例控制單元330所輸出之FRC畫素資料DFRC_N 輸出為一過驅動畫素資料。如此一來，將可以避免FRC雜訊的產生。
當判斷單元370判斷先前FRC畫素資料非與該邊界值所對應之灰階值範圍相差大於1(即第3B圖中點狀區域及斜線區域以外之區域)，處理單元380將過驅動單元360所輸出之畫素資料偏移量與FRC畫素資料DFRC_N 相加而得到過驅動畫素資料。資料驅動單元390依據過驅動畫素資料驅動液晶面板305上相對應之畫素。
本實施例亦揭露一種液晶面板驅動方法，請參照第3C圖，其繪示乃依照本發明第二實例施例之液晶面板驅動方法之流程圖。首先，於步驟30中，依據一白平衡查閱表校正一N位元之原始畫素資料為一M位元之畫素資料，M及N為正整數，且M大於N。然後，於步驟31中，依據一圖框比例控制轉換過程轉換M位元之畫素資料為一N位元之FRC畫素資料。
接著，於步驟32中，決定FRC畫素資料所相對應之邊界值，並儲存邊界值。再來，於步驟33中，依據邊界值與一先前邊界值，從一過驅動查閱表得到一畫素資料偏移量。然後，於步驟34中，判斷一先前FRC畫素資料是否與邊界值所對應之灰階值之範圍相差大於1，先前FRC畫素資料係相對應於先前邊界值。
當先前FRC畫素資料是否與邊界值所對應之灰階值之範圍相差大於1，則於步驟35中，將畫素資料偏移量與 FRC畫素資料相加而得到一過驅動畫素資料，並輸出過驅動畫素資料以驅動液晶面板上相對應之畫素。當先前FRC畫素資料與邊界值所對應之灰階值範圍相差小於或等於1，或先前FRC畫素資料係在邊界值所對應之灰階值範圍內，則於步驟36中，輸出FRC畫素資料為過驅動畫素資料，以驅動液晶面板上相對應之畫素。
本實施例所揭露之液晶面板驅動方法，其操作原理係已詳述於液晶顯示器300中，故於此不再重述。
上述第二實施例所揭露之液晶面板驅動方法及液晶顯示器，除了邊界值與先前邊界值相同之情況外，當FRC畫素資料可能產生跳動時，亦即先前FRC畫素資料與邊界值所對應之灰階值範圍相差小於或等於1，液晶顯示器均不進行過驅動的動作。如此一來，過驅動單元所得到之畫素資料偏移量不會包含FRC雜訊，解決了傳統液晶顯示器中，過驅動單元處理FRC畫素資料會產生誤動作的問題，提升了液晶顯示器整體顯示品質。
綜上所述，雖然本發明已以二較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100、200、300‧‧‧液晶顯示器
105、205、305‧‧‧液晶面板
110、210、310‧‧‧掃描驅動單元
120、230、330‧‧‧圖框比例控制單元
130、250‧‧‧映射單元
140、260、350‧‧‧緩衝器
150、270、360‧‧‧過驅動單元
160、280、380‧‧‧處理單元
170、290、390‧‧‧資料驅動單元
220、320‧‧‧白平衡單元
240‧‧‧調整單元
340‧‧‧轉換單元
370‧‧‧判斷單元
第1A圖繪示傳統過驅動查閱表之示意圖。
第1B圖繪示傳統液晶顯示器之方塊圖。
第2A圖繪示依照本發明第一實施例之液晶顯示器之方塊圖。
第2B圖繪示依照本發明第一實例施例之液晶面板驅動方法之流程圖。
第3A圖繪示依照本發明第二實施例之液晶顯示器之方塊圖。
第3B圖繪示依照本發明第二實施例之過驅動查閱表之示意圖。
第3C圖繪示依照本發明第二實例施例之液晶面板驅動方法之流程圖。
200‧‧‧液晶顯示器
205‧‧‧液晶面板
210‧‧‧掃描驅動單元
220‧‧‧白平衡單元
230‧‧‧圖框比例控制單元
240‧‧‧調整單元
250‧‧‧映射單元
260‧‧‧緩衝器
270‧‧‧過驅動單元
280‧‧‧處理單元
290‧‧‧資料驅動單元

Claims (18)

  1. 一種驅動方法，用以驅動一液晶面板，該驅動方法包括：依據一圖框比例控制(frame rate control，FRC)轉換過程，轉換一M位元之畫素資料為一N位元之FRC畫素資料，其中M及N為正整數，且M大於N；獨立於該FRC轉換過程，調整該M位元之畫素資料為一N位元之參考畫素資料，該參考畫素資料係與該畫素資料相差最低有效位元之(M-N)位元；轉換該參考畫素資料為一邊界值；依據該邊界值與一先前邊界值以得到一畫素資料偏移量；以及依據該畫素資料偏移量與該FRC畫素資料以得到一過驅動畫素資料，並輸出該過驅動畫素資料以驅動該液晶面板。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶面板驅動方法，更包括：依據一白平衡查閱表以校正一N位元之原始畫素資料為該M位元之畫素資料。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之液晶面板驅動方法，其中於轉換該參考畫素資料為該邊界值後，儲存該邊界值。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之液晶面板驅動方法，其中係依據該邊界值與該先前邊界值，從一過驅動查 閱表得到該畫素資料偏移量。
  5. 一種液晶顯示器，包括：一液晶面板，具有複數個畫素；一掃描驅動單元，用以控制該些畫素；一圖框比例控制(FRC)單元，用以依據一圖框比例控制轉換過程轉換一M位元之畫素資料為一N位元之FRC畫素資料，其中M及N為正整數，且M大於N；一調整單元，在獨立於該FRC轉換過程的情況下，調整該M位元之畫素資料為一N位元之參考畫素資料，該參考畫素資料係與該畫素資料相差最低有效位元之(M-N)位元；一映射單元，用以依據一界限查閱表轉換該參考畫素資料為一邊界值；一過驅動單元，用以依據該邊界值與一先前邊界值以輸出一畫素資料偏移量；一處理單元，用以依據該畫素資料偏移量與該FRC畫素資料以得到一過驅動畫素資料；以及一資料驅動單元，用以依據該過驅動畫素資料驅動該液晶面板。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之液晶顯示器，更包括：一白平衡單元，耦接至該FRC單元及該調整單元，並用以依據一白平衡查閱表以校正一N位元之原始畫素資料為該M位元之畫素資料。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之液晶顯示器，更包括：一緩衝器，用以儲存該邊界值。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之液晶顯示器，其中該過驅動單元係依據該邊界值與該先前邊界值，從一過驅動查閱表得到該畫素資料偏移量。
  9. 一種液晶面板驅動方法，包括：依據一圖框比例控制(FRC)轉換過程轉換一M位元之畫素資料為一N位元之FRC畫素資料，其中M及N為正整數，且M大於N；決定該FRC畫素資料所相對應之邊界值；依據該邊界值與一先前邊界值以得到一畫素資料偏移量(offset)；判斷一先前FRC畫素資料是否與該邊界值所對應之灰階值範圍相差大於1，該先前FRC畫素資料係相對應於該先前邊界值；當該先前FRC畫素資料與該邊界值所對應之灰階值範圍相差大於1，則將該FRC畫素資料與該畫素資料偏移量相加而得到一過驅動畫素資料，並輸出該過驅動畫素資料以驅動該液晶面板；以及當該先前FRC畫素資料與該邊界值所對應之灰階值範圍相差小於或等於1，或該先前FRC畫素資料係在該邊界值所對應之灰階值範圍內，則輸出該FRC畫素資料為該過驅動畫素資料，以驅動該液晶面板。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之液晶面板驅動方法，其中當該先前FRC畫素資料與該邊界值所對應之灰階值範圍相差大於1，則依據該畫素資料偏移量與該FRC畫素資料以得到一過驅動畫素資料，並輸出該過驅動畫素資料以驅動該液晶面板。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之液晶面板驅動方法，更包括：依據一白平衡查閱表以校正一N位元之原始畫素資料為該M位元之畫素資料。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之液晶面板驅動方法，其中於決定該FRC畫素資料所相對應之邊界值後，儲存該邊界值。
  13. 如申請專利範圍第9項所述之液晶面板驅動方法，其中係依據該邊界值與該先前邊界值，從一過驅動查閱表得到該畫素資料偏移量。
  14. 一種液晶顯示器，包括：一液晶面板，具有複數個畫素；一掃描驅動單元，用以控制該些畫素；一圖框比例控制(FRC)單元，用以依據一圖框比例控制轉換過程轉換一M位元之畫素資料為一N位元之FRC畫素資料，其中M及N為正整數，且M大於N；一轉換單元，用以決定該FRC畫素資料所相對應之邊界值；一過驅動單元，用以依據該邊界值與一先前邊界值以 輸出一畫素資料偏移量；一判斷單元，用以判斷一先前FRC畫素資料是否與該邊界值所對應之灰階值範圍相差大於1，該先前FRC畫素資料係相對應於該先前邊界值；一處理單元，當該先前FRC畫素資料與該邊界值所對應之灰階值範圍相差大於1，該處理單元將該FRC畫素資料與該畫素資料偏移量相加而得到一過驅動畫素資料；當該先前FRC畫素資料與該邊界值所對應之灰階值範圍相差小於或1，或該先前FRC畫素資料係在該邊界值所對應之灰階值範圍內，該處理單元輸出該FRC畫素資料為該過驅動畫素資料；以及一資料驅動單元，用以依據該過驅動畫素資料驅動該液晶面板。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之液晶顯示器，其中當該先前FRC畫素資料非與該邊界值所對應之灰階值範圍相差大於1，該處理單元依據該畫素資料偏移量與該FRC畫素資料以得到該過驅動畫素資料。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之液晶顯示器，更包括：一白平衡單元，耦接至該FRC單元，並用以依據一白平衡查閱表校正一N位元之原始畫素資料為該M位元之畫素資料。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之液晶顯示器，更包括： 一緩衝器，用以儲存該邊界值。
  18. 如申請專利範圍第14項所述之液晶顯示器，其中該過驅動單元係依據該邊界值與該先前邊界值，從一過驅動查閱表得到該畫素資料偏移量。
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