TWI601117B - Methods and displays for improving the display quality of the display - Google Patents

Description

提升顯示器之顯示品質的方法及顯示器

本發明是有關於一種顯示器之顯示方法，特別是指一種提升顯示器之顯示品質的方法。

參見圖1所示，習知一終端電子裝置，例如行動電話主要包括一主機1及一顯示器2，主機1的一中央處理器11輸出要顯示的一圖像至顯示器2的一顯示驅動晶片20，使對圖像進行適當處理後，將圖像輸出至顯示器2的一顯示面板21，同時輸出一背光控制訊號(例如一背光值)至顯示器2的一背光模組22，使根據背光控制訊號產生相對應的背光亮度。

但由於背光模組22相當耗電，因此為了減少背光模組22的耗電量，習知一種背光節電技術是讓顯示驅動晶片20在輸出圖像至顯示面板21之前，先執行一CABC(Content Adaptive Brightness Control，內容對應背光控制)演算法分析圖像的R(紅)G(綠)B(藍)值，以根據分析結果調整圖像的灰階值(即灰階亮度)並對應調整背光模組22的背光亮度，例如將圖像的灰階值(灰階 亮度)調高30%並將背光模組22的背光亮度對應調低30%，藉此使調整後圖像輸出至顯示面板21顯示時看起來仍與原始圖像一致，並使背光模組22的耗電量相對降低，而達到省電的目的。

然而，當顯示器2要顯示的圖像的飽和度較高時，若背光模組22的背光亮度不足，將會影響圖像在顯示面板21上的顯示品質。

因此，本發明的目的，即在提供一種兼顧降低功耗及顯示品質之提升顯示器之顯示品質的方法及顯示器。

於是，本發明提升顯示器之顯示品質的方法，該顯示器具有一接受一圖像輸入的顯示驅動模組及與該顯示驅動模組電耦接的一背光模組及一顯示面板；該方法包括：(A)該顯示驅動模組利用CABC演算法調整該圖像的灰階值成為一調整後圖像，並產生一與該調整後圖像對應的背光值；(B)該顯示驅動模組將色彩飽和度範圍劃分成N(N為整數且N≧2)個區間，並設定每一區間對應一增益值；(C)該顯示驅動模組判斷該圖像的飽和度主要落於該等區間其中的哪一個區間，以取得該區間所對應的該增益值；及(D)該顯示驅動模組根據該背光值及該增益值求得一調整後背光值，並輸出該調整後圖像至該顯示面板，以及輸出該調整後背光值至該背光模組，使該背光模組在該顯示面板顯示該調整後圖像的同時，根據 該調整後背光值產生背光亮度。

在本發明的一實施例中，在步驟(B)中，N為8，每個區間的範圍不固定，且該等增益值是從0~2中取出的8個值。

在本發明的一實施例中，在步驟(C)中，該顯示驅動模組將該圖像的RGB值轉到HSL(即色相(Hue)、飽和度(Saturation)、亮度(Lightness))域或HSV(即色相、飽和度、明度(Value))域，以求得該圖像中每一個圖素的飽和度並統計其落於該等區間中的哪一個區間，以將最多圖素的飽和度落入的該區間做為該圖像的飽和度主要落入的該區間。

在本發明的一實施例中，在步驟(D)中，該顯示驅動模組將該背光值與該增益值相乘而得到該調整後背光值，該背光模組包括一驅動電路及一受該驅動電路輸出的一PWM(脈波寬度調變)訊號驅動的背光源，且該驅動電路根據該調整後背光值決定該PWM訊號的工作周期。

在本發明的一實施例中，在步驟(B)中，該等區間的該增益值依序遞增。

本發明的功效在於：本發明藉由CABC演算法根據所要顯示的圖像內容彈性調降用以控制背光模組的背光值，且根據所要顯示的圖像的飽和度求得相對應的一增益值，並根據該增益值調整該背光值，使調整後背光值除了能降低背光模組的耗電量外，並能 在圖像飽和度越高時，對應調高背光模組產生的背光亮度，而提升圖像在顯示器上的顯示品質，故確實能達成本發明兼顧節電及顯示品質的目的。

1‧‧‧主機

2‧‧‧顯示器

20‧‧‧顯示驅動晶片

21‧‧‧顯示面板

22‧‧‧背光模組

S1~S5‧‧‧步驟

3‧‧‧顯示器

4‧‧‧主機

5‧‧‧終端電子裝置

30‧‧‧顯示驅動模組

31‧‧‧背光模組

32‧‧‧顯示面板

33‧‧‧驅動電路

34‧‧‧背光源

41‧‧‧中央處理器

S1~S8‧‧‧區間

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一示意圖，其中顯示習知行動電話具有一主機及一顯示器；圖2顯示本發明提升顯示器之顯示品質的方法的一實施例的主要流程圖；圖3是一示意圖，其中顯示本實施例的主機及顯示器是互相獨立的電子裝置；圖4是一示意圖，其中顯示本實施例的主機及顯示器是整合在一終端電子裝置；圖5是一圖表，其中顯示色彩飽和度範圍被劃分成八個區間；及圖6是一示意圖，其中顯示本實施例的背光模組包括一驅動電路及一背光源。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容 中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖2，是本發明提升顯示器之顯示品質的方法的一實施例的主要流程圖，其應用在如圖3所示的一顯示器3，該顯示器3會與一主機4電耦接，以接受主機4輸出的一圖像並予以顯示。顯示器3是一平面顯示器，例如液晶顯示器或是其它需要背光源的顯示器，並具有一接受上述圖像輸入的顯示驅動模組(或稱顯示驅動晶片)30，一與顯示驅動模組30電耦接，並用以產生背光亮度的背光模組31及一用以顯示由顯示驅動模組30輸出的圖像的顯示面板32。其中顯示器3可以是一獨立的顯示裝置，且主機4可以是一部與顯示器3電耦接的個人電腦主機或類似的終端裝置，其主要包括一中央處理器41及其它必要的零組件，例如主機板、記憶體、硬碟...等。此外，如圖4所示，本實施例的顯示器3與主機4也可以整合在一終端電子裝置5，例如筆記型電腦、平板電腦、行動電話或其它需具備顯示器的終端設備中。

且為了達到節能及提升顯示器3之顯示品質的目的，如圖2的步驟S1，當主機4的中央處理器41輸出一圖像至顯示器3的顯示驅動模組30時，顯示驅動模組30收到圖像後會利用CABC(Content Adaptive Brightness Control，內容對應背光控制)演算法調整該圖像的灰階值(即灰階亮度)成為一調整後圖像，並產生一與該調整後圖像對應的背光值；更確切的說，CABC 演算法會分析整張圖像的RGB值(即紅、綠、藍三原色的灰階值)，以判斷整張圖像的灰階亮度(灰階值)可以調高多少，例如調高30%，則將整張圖像的灰階值(灰階亮度)調高30%成為一調整後圖像，並根據調整後圖像對應產生一用以控制背光模組31產生之背光亮度的背光值，例如將原來固定的一背光值調低30%，則與該調整後圖像對應的該背光值即為原來背光值的70%，藉此與調整後圖像產生互補，以使調整後圖像(即調高灰階值後的圖像)輸出至顯示面板32顯示時看起來與原始圖像一致。

同時，為了提升顯示面板32顯示高飽和度的圖像的顯示品質，如圖2的步驟S2所示，顯示驅動模組30預先將色彩飽和度範圍劃分成N(N為整數且N≧2)個區間，例如圖5所示的8個區間S1~S8，且該8個區間S1~S8的範圍不固定，亦即區間S1~S8的範圍可以相同或不同，例如圖5所示。且顯示驅動模組30於8個暫存器中設定與該8個區間S1~S8分別對應的一增益值，且該等區間S1~S8的該增益值可以是先高後低或者依序遞增(如本實施例所示)，並不以此為限。例如若增益值範圍設在0~2之間時，可以視實際應用需求，從下表1所示的17組增益值中任選8個依序遞增的增益值填入相對應的暫存器中，即完成該8個區間S1~S8的增益值的設定。以暫存器具有5位元為例，下表1列出暫存器中設定的位元值所對應的17組增益值。例如當與區間S1對應的暫存 器被填入位元值00010，則表示區間S1的增益值設定為0.25，當與區間S5對應的暫存器被填入位元值01010，則表示區間S5之增益值設定為1.25。

因此，如圖5所示，8個區間S1~S8的範圍及其對應的增益值由低至高可以是例如0.25、0.5、0.75、1、1.25、1.5、1.75、2，或者其它依序遞增的增益值或其它依實際應用需求設定的增益值，並不以此為限。

且如圖2的步驟S3，顯示驅動模組30判斷要輸出至顯示面板32的圖像的飽和度主要落於該等區間S1~S8其中的哪一個區間，以取得該區間所對應的增益值；更確切地說，為了得知圖像 的飽和度，顯示驅動模組30會將圖像的RGB值轉換到HSL域(空間)，或者轉換到HSV域(空間)，以求得該圖像中每一個圖素的飽和度，並統計每一個圖素的飽和度是落入該等區間S1~S8中的哪一個區間，藉此得到與各該區間對應的一個統計值，並以具有最大統計值的該區間做為該圖像的飽和度主要落入的該區間。

然後，如圖2的步驟S4，顯示驅動模組30根據上述步驟S1得到的該背光值及上述步驟S3得到的該增益值，求得一調整後背光值，例如在本實施例中，顯示驅動模組30是將該背光值與該增益值相乘而得到該調整後背光值，且顯示驅動模組30會在輸出該調整後圖像至顯示面板32時，同時輸出該調整後背光值給背光模組31，藉此，如圖2的步驟S5，使背光模組31在顯示面板32顯示該調整後圖像的同時，根據該調整後背光值產生背光亮度。

更確切地說，如圖6所示，本實施例的背光模組31包括一驅動電路33及一受驅動電路33輸出的一PWM訊號驅動的背光源34，例如複數顆串聯的發光二極體，且驅動電路33是根據顯示驅動模組30提供的該調整後背光值決定該PWM訊號的工作周期，藉此控制背光源34產生的背光亮度。所以，當顯示驅動模組30計算產生之調整後背光值小於1時，該PWM訊號的工作周期則小於100%，並對應調整後背光值的改變而變化，而若顯示驅動模組30計算產生之調整後背光值大於或等於1時，則PWM訊號的工作周期 維持在100%。

因此，當圖像的飽和度越高時，藉由上述步驟S3求得之與圖像飽和度對應的增益值適時調整CABC演算法決定的背光值，使調整後背光值能隨著圖像之飽和度增加而相對調高，讓背光模組31能在圖像具有高飽和度時產生足夠的背光亮度，從而提升圖像在顯示面板32上的顯示品質。

綜上所述，本發明上述實施例藉由CABC演算法根據所要顯示的圖像內容彈性調降用以控制背光模組31的背光值，且根據所要顯示的圖像的飽和度求得相對應的一增益值，並根據該增益值調整該背光值，使調整後背光值除了能降低背光模組31的耗電量外，並能在圖像飽和度越高時，對應調高背光模組31產生的背光亮度，而提升圖像在顯示器3上的顯示品質，故確實能達成本發明兼顧降低功耗及顯示品質的目的。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

S1~S5‧‧‧步驟

Claims (10)

1. 一種提升顯示器之顯示品質的方法，該顯示器具有一接受一圖像輸入的顯示驅動模組及與該顯示驅動模組電耦接的一背光模組及一顯示面板；該方法包括：(A)該顯示驅動模組利用內容對應背光控制(Content Adaptive Brightness Control)演算法調整該圖像的灰階值成為一調整後圖像，並產生一與該調整後圖像對應的背光值；(B)該顯示驅動模組將色彩飽和度範圍劃分成N(N為整數且N≧2)個區間，並設定每一區間對應一增益值；(C)該顯示驅動模組判斷該圖像的飽和度主要落入該等區間其中的哪一個區間，以取得該區間所對應的該增益值；及(D)該顯示驅動模組根據該背光值及該增益值求得一調整後背光值，並輸出該調整後圖像至該顯示面板，以及輸出該調整後背光值至該背光模組，使該背光模組在該顯示面板顯示該調整後圖像的同時，根據該調整後背光值產生背光亮度。
2. 如請求項1所述提升顯示器之顯示品質的方法，在步驟(B)中，N為8，每個區間的範圍不固定，且該等增益值是從0~2中取出的8個值。
3. 如請求項1所述提升顯示器之顯示品質的方法，在步驟(C)中，該顯示驅動模組將該圖像的RGB值轉到色相(Hue)、飽和度(Saturation)、亮度(Lightness)域或色相(Hue)、飽和 度(Saturation)、明度(Value)域，以求得該圖像中每一個圖素的飽和度並統計其落入該等區間中的哪一個區間，而得到與各該區間對應的一個統計值，並以具有最大統計值的該區間做為該圖像的飽和度主要落入的該區間。
4. 如請求項1所述提升顯示器之顯示品質的方法，在步驟(D)中，該顯示驅動模組將該背光值與該增益值相乘而得到該調整後背光值，該背光模組包括一驅動電路及一受該驅動電路輸出的一PWM訊號驅動的背光源，且該驅動電路根據該調整後背光值決定該PWM訊號的工作周期。
5. 如請求項1所述提升顯示器之顯示品質的方法，在步驟(B)中，該等區間的該增益值依序遞增。
6. 一種顯示器，包括一接受一圖像輸入的顯示驅動模組及與該顯示驅動模組電耦接的一背光模組及一顯示面板；其特徵在於：該顯示驅動模組利用內容對應背光控制(Content Adaptive Brightness Control)演算法調整該圖像的灰階值成為一調整後圖像，並產生一與該調整後圖像對應的背光值，且將色彩飽和度範圍劃分成N(N為整數且N≧2)個區間，並設定每一區間對應一增益值；且該顯示驅動模組判斷該圖像的飽和度主要落於該等區間其中的哪一個區間，以取得該區間所對應的該增益值，並根據該背光值及該增益值求得一調整後背光值，且輸出該調整後圖像至該顯示面板以及輸出該調整後背光值至該背光模組，使該背光模組在該顯示面板顯示該調整後圖像的同時，根據該 調整後背光值產生背光亮度。
7. 如請求項6所述的顯示器，其中，N為8，每個區間的範圍不固定，且該等增益值是從0~2中取出的8個值，且該等區間的該增益值依序遞增。
8. 如請求項6所述的顯示器，其中，該顯示驅動模組將該圖像的RGB值轉到色相(Hue)、飽和度(Saturation)、亮度(Lightness)域或色相(Hue)、飽和度(Saturation)、明度(Value)域，以求得該圖像中每一個圖素的飽和度並統計其落於該等區間中的哪一個區間，以將最多圖素的飽和度落入的該區間做為該圖像的飽和度主要落入的該區間。
9. 如請求項6所述的顯示器，其中，該顯示驅動模組將該背光值與該增益值相乘而得到該調整後背光值，該背光模組包括一驅動電路及一受該驅動電路輸出的一PWM訊號驅動的背光源，且該驅動電路根據該調整後背光值決定該PWM訊號的工作周期。
10. 如請求項6所述的顯示器，其中，該等區間的該增益值依序遞增。