TWI774476B

TWI774476B - 應用於顯示器的控制方法

Info

Publication number: TWI774476B
Application number: TW110126439A
Authority: TW
Inventors: 謝坤霖; 陳翰緯; 林嘉興
Original assignee: 義隆電子股份有限公司
Priority date: 2021-07-19
Filing date: 2021-07-19
Publication date: 2022-08-11
Also published as: TW202305781A; CN113870798A; CN113870798B

Abstract

一種應用於顯示器的控制方法包括：根據一影像決定一第一背光資訊，該第一背光資訊包括多個第一亮度值；當該影像為一第一型態的影像時，將該第一背光資訊轉換成一第二背光資訊，該第二背光資訊包括多個第二亮度值；以及根據該多個第二亮度值分別控制該顯示器的背光板的多個發光區域的亮度。

Description

應用於顯示器的控制方法

本發明是有關一種應用於顯示器的控制方法，特別是關於一種顯示器的背光板的控制方法。

具有區域調光系統(local dimming system)的液晶顯示器是根據影像分別控制背光板的每個區塊(zone)的亮度，因此需要對影像的各個像素作補償以符合影像的亮度要求。以顯示一具有大面積灰色區域及一小面積白色區域的影像為例，從灰色區域到白色區域的背光亮度分佈是會改變的，這意謂著影像的像素需要被補償，以得到期望中的影像該有的亮度和顏色。然而，補償後的像素實際輸出的亮度可能不同於所希望的亮度，造成了補償誤差。如果灰色區域到白色區域的背光亮度差異很大，則需要對像素作更多的補償，造成的補償誤差可能會明顯到人眼可以輕易察覺。

本發明的目的，在於提出一種應用於顯示器的控制方法。

根據本發明，一種應用於顯示器的控制方法，該顯示器包含一背光板，該背光板包括多個發光區域，該控制方法包括下列步驟：根據一影像決定一第一背光資訊，該第一背光資訊包括多個第一亮度值，該多個第一亮度值包括一第一最大亮度值與一第一最小亮度值，該第一最大亮度值與該第一最小亮度值具有一第一差值；當該影像為一第一型態的影像時，將該第一背光資訊轉換成一第二背光資訊，該第二背光資訊包括多個第二亮度值，其中該多個第二亮度值包括一第二最大亮度值與一第二最小亮度值，該第二最大亮度值與該第二最小亮度值具有一第二差值，該第二差值小於該第一差值；以及根據該多個第二亮度值分別控制該多個發光區域的亮度。

本發明的控制方法是當影像為第一型態的影像時，縮小背光板的亮度動態範圍以避免顯示器所顯示的影像出現非預期的偏差。

圖1顯示本發明控制方法的流程圖。本發明的控制方法是應用於一顯示器。如圖2所示，顯示器10包含一顯示面板12及一背光板14。顯示面板12是用以顯示圖像。背光板14位於顯示面板12的下方且具有多個發光區域142，每一個發光區域142包含多個發光元件(圖中未示)，例如發光二極體。圖3顯示用於顯示在顯示器10的影像20，影像20可劃分為多個子區域22分別對應多個發光區域142，每一個子區域22包含多個像素。圖1所示的控制方法是由顯示器10裡的一處理單元(圖中未示出)執行，該處理單元可以是整合到顯示器10的時序控制器(timing controller)(圖中未示出)中。

影像20是以一組影像訊號的形式傳送到顯示器10，該組影像信號的內容包括亮度資訊，決定影像20的所有像素的亮度。顯示器10根據該組影像訊號而顯示出影像20。為了讓本發明更為容易被理解，本說明書以影像20來說明各種實施例，但熟習顯示器技術領域的人士當能理解，以下的實施例，實際上仍是利用對應影像20的影像信號進行各種的運算，處理及判斷。

參照圖1、圖2及圖3，步驟S10包括根據影像20決定一第一背光資訊。第一背光資訊包括多個第一亮度值BK_original，其中多個第一亮度值BK_original包括一第一最大亮度值Max1與一第一最小亮度值Min1，如圖4所示，第一最大亮度值Max1與第一最小亮度值Min1具有一第一差值Dif1。該第一背光資訊裡的多個第一亮度值BK_original分別對應背光板的多個發光區域142，原意是要用來控制該多個發光區域142的亮度。關於根據一影像來計算背光板的多個發光區域的亮度值是熟習局部調光技藝人士所熟知，細節在此就不再贅述。

在決定第一背光資訊後，進行步驟S12。步驟S12包括判斷一影像20是否為一第一型態的影像。影像20是被傳送到顯示器10的多張連續影像中的其中一張影像，用於在顯示器10顯示。在一實施例中，第一型態的影像大部份的亮度分布不劇烈變化，僅有小部份的亮度與其他部份差異較大。該第一型態的影像包括但不限於大部分為單色的影像，或者是大部份為漸層的影像。當步驟S12判斷影像20為該第一型態的影像時，進行步驟S14。步驟S12也可以被理解為判斷影像20是否需要進行處理，如果需要，才繼續進行後續的步驟S14~S16。當步驟S12判斷影像20並非第一型態的影像時，則無需進行處理，因而結束操作。在圖1的實施例中，步驟S12是接續在步驟S10之後，但本發明並不限於此，例如，步驟S10與步驟S12也可以同時進行。

當判斷影像20為第一型態的影像時，進行步驟S14。步驟S14包括將該第一背光資訊轉換成一第二背光資訊，該第二背光資訊包括多個第二亮度值BK_remapped，其中該多個第二亮度值BK_remapped包括一第二最大亮度值Max2與一第二最小亮度值Min2，如圖4所示，第二最大亮度值Max2與第二最小亮度值Min2具有一第二差值Dif2，該第二差值Dif2小於該第一差值Dif1。圖4的斜線32可以被理解為第一亮度值BK_original與第二亮度值BK_remapped之間的關係。最後，進行步驟S16，根據多個第二亮度值BK_remapped分別控制多個發光區域142的亮度。在一實施例中，步驟S16更包括根據一影像A (圖中未示出) 更新顯示面板12，該影像A是根據該第二背光資訊補償一影像B(圖中未示出)所產生的影像。該影像B可以是影像20、影像20的前一張影像或影像20的前兩張影像，

在一實施例中，步驟S14將第一背光資訊轉換成第二背光資訊的方法，包括根據第一最大亮度值Max1、第一最小亮度值Min1、第二最大亮度值Max2及第二最小亮度值Min2之間的關係決定一公式，例如

。將第一背光資訊的多個第一亮度值BK_original代入該公式可得到第二背光資訊的多個第二亮度值BK_remapped。

在另一實施例中，將第一背光資訊轉換成第二背光資訊的方法包括根據第一最大亮度值Max1、第一最小亮度值Min1、第二最大亮度值Max2及第二最小亮度值Min2之間的關係決定一查找表(look up table)，並利用該查找表將第一背光資訊的多個第一亮度值BK_original轉換成第二背光資訊的多個第二亮度值BK_remapped。

在一實施例中，第二最大亮度值Max2與第二最小亮度值Min2可以是預設值。在一實施例中，第二差值Dif2可以是預設值，第二最大亮度值Max2可以根據第一最大亮度值Max1而決定，第二最小亮度值Min2可透過第二最大亮度值Max2減去第二差值Dif2而得。其中根據第一最大亮度值Max1決定第二最大亮度值Max2的方式包括以第一最大亮度值Max1作為第二最大亮度值Max2。

在一實施例中，步驟S12包括兩個階段，第一階段是對每一個子區域22執行圖5所示的流程，第二階段是根據第一階段所獲得的結果，判斷影像20是否符合為第一型態的影像。在圖5中，步驟S1211包括統計一子區域22中不同亮度值對應的像素數量。根據步驟S1211的統計結果，步驟S1212決定出一最大像素數量Z及其對應的第三亮度值K。舉例來說，根據在一子區域22中各個像素的亮度值，可以統計出該子區域22中每一個亮度值的像素數量，得到如圖6或圖7所示的結果。根據前述統計的結果，可以找出最大像素數量Z及其具有的第三亮度值K。以圖6為例，具有第三亮度值K的像素數量最多，有Z1個像素具有該第三亮度值K。以圖7為例，具有第三亮度值K的像素數量最多，有Z2個像素具有該第三亮度值K。接下來進行步驟S1213判斷最大像素數量Z是否大於第一臨界值VT1。當最大像素數量Z大於第一臨界值VT1時(例如圖7所示)，進行步驟S1214將該子區域22的主要亮度值設定為這Z個像素具有的第三亮度值K。當最大像素數量Z小於第一臨界值VT1時(例如圖6所示)，進行步驟S1215標記該子區域22。標記子區域22的方式係例如將該子區域22標記為“0”或“NaN”。在所有子區域22都完成主要亮度值的設定或標記之後，即可進行步驟S12的第二階段。

第一臨界值VT1可以被設定成一子區域22的像素數量的一半或以上。舉例來說，子區域22包括100個像素，第一臨界值可以被設定為50。當最大像素數量Z大於50時，意謂著子區域22一半以上的像素都是第三亮度值K，因此，第三亮度值K可以用來代表子區域22的主要亮度。當最大像素數量Z小於50時，意謂著子區域22裡的亮度分佈並不是明顯集中在某個亮度值，因此標記該子區域22以表示沒有一個亮度可以用來代表這個子區域22。經由步驟S12的第一階段，每一個子區域22都被決定其主要亮度值或者被標記。步驟S12的第二階段係根據該第一階段的結果判斷影像20是否為第一型態的影像。在一實施例中，步驟S12的第二階段包括圖8顯示的流程。步驟S12201包括從影像20中選取一個目標區域。每一個目標區域包括多個相鄰的子區域22。選擇目標區域的一個實施例係如圖9所示。圖9是以滑動(sliding)方式來依序選取目標區域24、26及28，每次選的目標區域包括3×3個子區域22。顯示器10可以先選取目標區域24，接著向右移動以選取目標區域26，或是向下移動以選取目標區域28。步驟S12201可依此方式依序選取目標區域。在所有子區域22都被選擇過之後，步驟S12206即判斷所有目標區域都已執行過判斷流程。圖9的滑動方式為其中一個選取目標區域的方式，本發明不限於此。

在選取一目標區域後進行步驟S12202。步驟S12202是在判斷選取的目標區域是否包含被標記的子區域22。若目標區域包含被標記的子區域22則進行步驟S12203忽略此目標區域，並且進行步驟S12206判斷所有目標區域是否都已被選取。若步驟S12206的判斷為否，則回到步驟S12201選擇下一個目標區域。若步驟S12206的判斷為是，則判斷影像20並非第一型態的影像，如步驟S12210所示。

若在步驟S12202判斷目標區域不包含被標記的子區域22，則進行步驟S12204取得目標區域的多個相鄰的子區域22的主要亮度值的最大值與最小值，並計算該最大值及最小值之間的第三差值。接下來的步驟S12205判斷第三差值是否小於第二臨界值VT2。若步驟S12205判斷第三差值不小於第二臨界值VT2，則進行步驟S12206判斷所有目標區域是否都已被選取。若步驟S12205判斷該第三差值小於第二臨界值VT2，則進行步驟S12207累計第三差值小於第二臨界值VT2的目標區域的區域數量。在一實施例中，顯示器10包括一計數器(圖中未示)，每當有一個第三差值小於第二臨界值VT2的目標區域時，計數器的計數值加1以累計區域數量。步驟S12208是判斷步驟S12207累計的區域數量是否大於一第三預設值VT3。當步驟S12208判斷區域數量大於一第三臨界值VT3時，則進行步驟S12209判斷影像20為第一型態的影像。若在步驟S12208中判斷區域數量小於第三臨界值VT3時，則進行步驟S12206檢查所有目標區域是否都已被選取。

圖10A~圖10C說明本發明的效果。假設圖10A是希望顯示的影像，其中大部份為灰色，只有一個小面積的三角形是白色。如果直接用根據圖10A決定的第一背光資訊控制背光板以及對影像進行補償，在顯示器上顯示的圖像會是如圖10B所示，在白色三角形周圍的灰色區域出現了不均勻的現象。這是因為第一背光資訊的動態範圍(Min1~Max1)較大，利用第一背光資訊補償後的影像也會具有較大亮度動態範圍，因而使得影像的補償誤差變得更為明顯，造成了圖10B所示的不均勻現象。而藉由本發明提出的控制方法，在顯示器上顯示的圖像會是如圖10C所示，在白色三角形周圍的灰色區域沒有發生不均勻的現象。這是因為本發明將第一背光資訊轉換成第二背光資訊具有較小的動態範圍((Min2~Max2)，因此，利用第二背光資訊補償後的影像也會具有較小的亮度動態範圍，影像的補償誤差也就變得比較不明顯。

根據以上的說明，本發明的控制方法可以被理解為包括下列步驟： A.根據一影像決定一第一背光資訊，該第一背光資訊包括多個第一亮度值，該多個第一亮度值包括一第一最大亮度值與一第一最小亮度值，該第一最大亮度值與該第一最小亮度值具有一第一差值； B.當該影像為一第一型態的影像時，將該第一背光資訊轉換成一第二背光資訊，該第二背光資訊包括多個第二亮度值，其中該多個第二亮度值包括一第二最大亮度值與一第二最小亮度值，該第二最大亮度值與該第二最小亮度值具有一第二差值，該第二差值小於該第一差值；以及 C.根據該多個第二亮度值分別控制背光板的多個發光區域的亮度。

以上所述僅是本發明的實施例而已，並非對本發明做任何形式上的限制，雖然本發明已以實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。

10:顯示器 12:顯示面板 14:背光板 142:發光區域 20:影像 22:子區域 24:目標區域 26:目標區域 28:目標區域 32:斜線

圖1顯示本發明控制方法的流程圖。圖2顯示本發明顯示器的實施例。圖3顯示用於顯示在圖2的顯示器的影像。圖4顯示第一亮度值及第二亮度值之間的關係。圖5顯示圖1中步驟S10的第一階段的實施例。圖6顯示像素數量小於第一臨界值VT1的實施例。圖7顯示像素數量大於第一臨界值VT1的實施例。圖8顯示圖1中步驟S10的第二階段的實施例。圖9顯示選取目標區域的實施例。圖10A~圖10C說明本發明控制方法的效果。

Claims

一種應用於顯示器的控制方法，該顯示器包含一背光板，該背光板包括多個發光區域，該控制方法包括下列步驟：A.根據一第一影像決定一第一背光資訊，該第一背光資訊包括多個第一亮度值，該多個第一亮度值包括一第一最大亮度值與一第一最小亮度值，該第一最大亮度值與該第一最小亮度值具有一第一差值；B.當該第一影像為一第一型態的影像時，將該第一背光資訊轉換成一第二背光資訊，該第二背光資訊包括多個第二亮度值，其中該多個第二亮度值包括一第二最大亮度值與一第二最小亮度值，該第二最大亮度值與該第二最小亮度值具有一第二差值，該第二差值小於該第一差值；以及C.根據該多個第二亮度值分別控制該多個發光區域的亮度。
如請求項1的控制方法，其中該第二最大亮度值與該第二最小亮度值為預設值。
如請求項1的控制方法，其中該第二差值為一預設值，且該步驟B更包括：根據該第一最大亮度值決定該第二最大亮度值；以及將該第二最大亮度值減去該第二差值獲得該第二最小亮度值。
如請求項3的控制方法，其中該決定該第二最大亮度值的步驟包括以該第一最大亮度值作為該第二最大亮度值。
如請求項1的控制方法，其中該第一影像包括多個子區域分別對應該多個發光區域，該方法更包括判斷該第一影像是否為該第一型態的影像，該判斷該第一影像是否為該第一型態的影像的方法包括： D1.對每一該子區域進行以下步驟；D11.統計不同的亮度值對應的像素數量D12.根據步驟D11的統計結果，決定一最大像素數量及其對應的第三亮度值；以及D13.當該最大像素數量大於一第一臨界值時，以該第三亮度值作為該子區域的主要亮度值，而當該最大像素數量小於該第一臨界值時，標記該子區域；以及D2.根據步驟D1的結果，判斷該第一影像是否為該第一型態的影像。
如請求項5的控制方法，其中該步驟D2包括：D21.從該第一影像中選取多個目標區域，其中每一該目標區域包含多個相鄰的該子區域；D22.對每一該目標區域進行以下步驟：判斷該目標區域是否包括一被標記的子區域；當該目標區域不包括該被標記的子區域時，計算該目標區域中的該多個相鄰的該子區域的主要亮度值的最大值與最小值之間的一第三差值；以及判斷該第三差值是否小於一第二臨界值；D23.計算該第三差值小於該第二臨界值的該目標區域的區域數量；以及D24.當該區域數量大於一第三臨界值時，判斷該第一影像為該第一型態的影像。
如請求項1的控制方法，其中該步驟B包括：根據該第一最大亮度值、該第一最小亮度與該第二最大亮度值與該第二最小亮度值的關係決定一公式

；以及將該第一背光資訊的多個第一亮值度代入該公式

以獲得該第二背光資訊的多個第二亮度值；其中，Dif2為該第二差值，Max1為該第一最大亮度值，Min1為該第一最小亮度值，Max2為該第二最大亮度值，BK_original為該第一亮度值，BK_remapped為該第二亮度值。
如請求項1的控制方法，其中該步驟B包括：根據該第一最大亮度值，該第一最小亮度值與該第二最大亮度值與該第二最小亮度值的關係決定一查找表；以及利用該查找表將該第一背光資訊的多個第一亮度值轉換成該第二背光資訊的多個第二亮度值。
如請求項1的控制方法，其中該顯示器更包括一顯示面板，該控制方法更包括：根據一第二影像更新該顯示面板，其中該第二影像是根據該第二背光資訊補償一第三影像所產生的影像。
如請求項9的控制方法，其中該第三影像為該第一影像、該第一影像的前一張影像或該第一影像的前兩張影像。
如請求項1的控制方法，其中更包括判斷該第一影像是否為該第一型態的影像，其中該第一型態的影像包括大部份為單色的影像或是大部份為漸層的影像。