TWI394465B - 顯示裝置 - Google Patents

Description

顯示裝置

本發明是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種針對顯示裝置的顯示影像對比調整的裝置。

在電子科技日益普及化的今天，電子產品已成為人們生活中不可獲缺的工具。而為提供使用者更優良的使用品質，一個高效能的顯示裝置是現今電子產品所不可獲缺的必要裝備。

為提升顯示裝置的顯示效能，影像的對比調整是一個很重要的功能。而在習知的技術領域中，在忽略影像顯示內容的情況下，僅提出單一條輸入影像資料與輸出影像資料的亮度對應關係的直線式的影像調整曲線，以作為影像對比調整的依據。這種直線式的影像調整曲線當然在實施上是相當容易，但是由於影像的亮度是動態改變的。這種習知的直線式影像調整曲線的調整技術，並不適用於所有亮度的顯示影像。也因此，在提升顯示效能上大打折扣。

對應於此，習知技術(例如美國專利案號6,870,955)另提出一種利用如圖1所繪示的非線性的影像調整曲線110來進行影像的對比調整。這種影像調整曲線110由於是一個二次曲線，因此在實施上在計算上較為複雜。雖然較直線式的影像調整曲線有較佳的效能，但在實施的硬體成本上卻較高，並無法兼顧到成本與效能的雙重考量。

本發明提供一種顯示裝置，可依據影像資料動態調整影像對比。

本發明提出一種顯示裝置，包括影像統計模組、參數計算模組以及影像調整模組。影像統計模組接收多個影像資料，並計算影像資料中不同亮度所對應的畫素數量，藉以獲得亮度分布參數。參數計算模組耦接影像統計模組，用以接收該亮度分布參數並依據亮度分布參數查找出現機率為第一特定比例的設定亮度，且依據亮度分布參數查找出現機率為第二特定比例及第三特定比例的第一調整亮度及第二調整亮度。參數計算模組依據設定亮度、第一及第二調整亮度計算出片段線性(piece-wise linear)的輸入影像資料與輸出影像資料的亮度對應關係。其中，當輸入影像資料等於設定亮度時，輸出影像資料等於輸入影像資料。影像調整模組耦接參數計算模組，接收亮度對應關係以及影像資料。影像調整模組依據亮度對應關係調整影像資料以產生多個顯示影像資料。

在本發明之一實施例中，上述之第一特定比例大於第二特定比例，且第三特定比例大於第一特定比例。

在本發明之一實施例中，上述之第一特定比例大於第三特定比例，且第二特定比例大於第一特定比例。

在本發明之一實施例中，上述之輸入影像資料的亮度等於第一調整亮度時，輸出影像資料小於輸入影像資料，且輸入影像資料的亮度等於第二調整亮度時，輸出影像資料大於輸入影像資料。

在本發明之一實施例中，上述之輸入影像資料的亮度等於第一調整亮度時，輸出影像資料大於輸入影像資料，且輸入影像資料的亮度等於第二調整亮度時，輸出影像資料小於輸入影像資料。

在本發明之一實施例中，上述之參數計算模組更包括依據亮度分布參數以及至少一第四特定比例查找出現機率為第四特定比例的至少一個的第三調整亮度。

在本發明之一實施例中，上述之輸入影像資料的亮度等於第三調整亮度時，輸出影像資料大於或小於該輸入影像資料。

在本發明之一實施例中，上述之影像調整模組利用一內插運算法來依據亮度對應關係調整影像資料以產生顯示影像資料。

在本發明之一實施例中，上述之亮度對應關係為查找表(look-up table)。

基於上述，本發明利用動態接收的多個影像資料來獲得亮度分布參數，並依據亮度分布參數中，亮度出現機率為第一、二及三特定比例的設定亮度及第一、二調整亮度來產生輸入影像資料與輸出影像資料的片段線性的亮度對應關係。再藉由亮度對應關係來調整即時接收的影像資料，以產生用來進行顯示的顯示影像資料。如此一來，可以簡單且有效的達成動態調整顯示影像對比的功效。並且，影顯示像對比的調整是依據目前顯示的影像亮度分布來進行的，使對比的調整更具功效。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

請參照圖2，圖2繪示本發明一實施例的顯示裝置200的示意圖。顯示裝置200包括影像統計模組210、參數計算模組220以及影像調整模組230。其中，影像統計模組210接收多個影像資料DIN，並計算影像資料DIN中不同亮度所對應的畫素數量，藉以獲得亮度分布參數HIS。具體一點來說，影像統計模組210是藉由計算多個的影像資料DIN中對應顯示各個不同亮度的像素總數。請參照圖2A繪示的亮度分布參數250的長條圖(histogram)。其中，亮度分布參數長條圖250的橫軸為亮度，縱軸則為各亮度對應的像素總數。以亮度A1及A2為例，在影像資料DIN中，顯示亮度為A1的像素有7個。而在影像資料DIN中，顯示亮度為A2的像素則有10個。

請注意，影像資料DIN是一個隨著顯示畫面變化而動態改變的資料，也就是說，亮度分布參數250也是動態變化的。而用來建立亮度分布參數250的影像資料DIN可以是一個畫框或多個畫框的資料，在影像資料數量上，並沒有一定的限制。

再請重新參照圖2，參數計算模組220耦接影像統計模組210。參數計算模組220接收影像統計模組210所產生的亮度分布參數HIS，並依據亮度分布參數HIS來查找出現機率為第一特定比例的設定亮度、第二特定比例的第一調整亮度以及第三特定比例的第二調整亮度。在此。所謂的第一特定比例、第二特定比例以及第三特定比例並沒有限制其比例值，設計者可以依需求自行設定。而第一、二及三特定比例間的關係則為第一特定比例介於第二及三特定比例間，第二特定比例則可以大於(不等於)第三特定比例也可以小於第三特定比例。舉個例子來說，用來查找設定亮度的第一特定比例可以被設定為50%，而第二及三特定比例則可以分別被設定為25%以及75%。

再請重新參照圖2A，依據上述範例中，第一、二及三特定比例分別被設定為50%、25%以及75%的情況下，參數計算模組220依據亮度分布參數的長條圖250可查找出設定亮度為亮度C，第一調整亮度以及第二調整亮度則分別為亮度A及亮度B。

在查找出設定亮度、第一調整亮度以及第二調整亮度後，參數計算模組220依據設定亮度、第一及第二調整亮度來獲得片段線性的輸入影像資料與輸出影像資料的亮度對應關係。在此請參照圖2B，圖2B繪示依據圖2A的亮度分布參數所獲得的亮度對應關係280。其中，在亮度對應關係280中，當輸入影像資料等於設定亮度(亮度C)時，輸出影像資料與輸入影像資料的亮度均等於亮度C。也就是說，依據設定亮度C定位出的設定點P1落在對角線281間。另外，在亮度對應關係280中，當輸入影像資料等於第一調整亮度(亮度A)時，對應輸出影像資料的亮度則被設定為小於亮度A，也就是說，依據第一調整亮度A定位出的設定點P2落在對角線281的下方。並且，當輸入影像資料等於第二調整亮度(亮度B)時，對應輸出影像資料的亮度則被設定為大於亮度B，也就是說，依據第一調整亮度B定位出的設定點P3落在對角線281的上方。

據此，參數計算模組220只需要依序連接原點O、設定點P2、設定點P1、設定點P3以及對角線281的終點T，即可以獲得亮度對應關係280。

在此請注意，依據第一調整亮度A所定位出的設定點P2也可以被定位在對角線281的上方，而依據第二調整亮度B所定位出的設定點P3也可以被定位在對角線281的下方。其中的設定點P2、P3並沒有限制其設定的位置，可以依據使用者或設計者的需求來進行改變。

另外，由於作為亮度對應關係280的建立依據的亮度分布參數是動態改變的，因此亮度對應關係280也是會動態改變的。

值得注意的是，在數位設計的方式下，亮度對應關係可以利用查找表的方式來實施。簡單來說，以8位元解析度的亮度為範例，就是依據輸入影像的亮度0~255藉由亮度對應關係280依序計算出的輸出影像的亮度的資料紀錄在查找表中。

另外，請參照圖2C，圖2C繪示依據圖2B的亮度分布參數所獲得的另一亮度對應關係290。其中，亮度對應關係290中，更依據不同的特定比例，來在亮度分布參數中查找出不同的調整亮度D及E。並使亮度對應關係290增加多個的設定點P4、P5。如此一來，亮度對應關係290的轉折點將會更多於亮度對應關係280，可以提供更細微的影像對比調整。

也就是說，本發明實施例中的亮度對應關係290上的設定點並不限定其數量，其中作為轉折點的設定點數量可以依設計者或使用者的需求來進行增減及調整。

請重新參照圖2，影像調整模組230耦接參數計算模組220，用以接收亮度對應關係以及影像資料DIN。影像調整模組230依據亮度對應關係來調整影像資料DIN以產生多數個用來進行顯示的顯示影像資料DOUT。進一步來說明，當亮度對應關係是以查找表來實施時，影像調整模組230僅需依據所接收的影像資料DIN為輸入影像來查表找出對應的輸出影像的亮度即可獲得顯示影像資料DOUT。另外，當亮度對應關係非是以查找表來實施時，由於亮度對應關係是一個片段線性的曲線，因此，影像調整模組230可以接收亮度對應關係上的所有設定點的資訊(設定點的輸入及輸出影像的亮度)，並依據各影像資料DIN相鄰的兩個設定點的資訊來進行內插運算，便可獲得各影像資料DIN對應的各顯示影像資料DOUT。

上述進行內插運算的內插運算法為本領域具通常知識者所熟知的技術，在此恕不多作說明。

以下請參照圖3，圖3繪示本發明實施例的顯示裝置進行對比調整的動作流程圖。首先，接收影像資料(S310)，接著，計算影像資料中不同亮度所對應的畫素數量，藉以獲得亮度分布參數(S320)。在獲取亮度分布參數後，依據亮度分布參數查找出現機率為第一特定比例的設定亮度，並依據亮度分布參數查找出現機率為第二特定比例及第三特定比例的第一調整亮度及第二調整亮度，再計算出片段線性的輸入影像資料與輸出影像資料的亮度對應關係(S330)。最後，依據亮度對應關係調整影像資料以產生多個顯示影像資料(S340)。

綜上所述，本發明利用依據動態的統計多數個的影像資料，以獲得的亮度分布參數。並藉由亮度分布參數來查找不同比例的出現機率的設定亮度與調整亮度，且依據這些設定亮度與調整亮度計算出片段線性的輸入影像資料與輸出影像資料的亮度對應關係。如此一來，輸入的影像資料亮度，就可以依據動態調整的亮度對應關係，來調整獲得實際用來顯示的顯示影像資料。在不同亮度的顯示畫面中，都可以達到優良的對比調整的功效。並且，由於亮度對應關係的片段線性特性，也有效的簡化顯示裝置的硬體複雜度，有效降低電路成本。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其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，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故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。

110‧‧‧影像調整曲線

200‧‧‧顯示裝置

210‧‧‧影像統計模組

220‧‧‧參數計算模組

230‧‧‧影像調整模組

250‧‧‧亮度分布參數

280、290‧‧‧亮度對應關係

281‧‧‧對角線

P1~P5‧‧‧設定點

A~E‧‧‧亮度

HIS‧‧‧亮度分布參數

DIN‧‧‧影像資料

DOUT‧‧‧顯示影像資料

S310~S340‧‧‧對比調整步驟

圖1繪示非線性的影像調整曲線110。

圖2繪示本發明一實施例的顯示裝置200的示意圖。

圖2A繪示的亮度分布參數250的長條圖。

圖2B繪示依據圖2A的亮度分布參數所獲得的亮度對應關係280。

圖2C繪示依據圖2B的亮度分布參數所獲得的另一亮度對應關係290。

圖3繪示本發明實施例的顯示裝置進行對比調整的動作流程圖。

200．．．顯示裝置

210．．．影像統計模組

220．．．參數計算模組

230．．．影像調整模組

HIS．．．亮度分布參數

DIN．．．影像資料

DOUT．．．顯示影像資料

Claims (10)

1. 一種顯示裝置，包括：一影像統計模組，接收多數個影像資料，並計算該些影像資料中不同亮度所對應的畫素數量，藉以獲得一亮度分布參數；一參數計算模組，耦接該影像統計模組，接收該亮度分布參數，依據該亮度分布參數查找出現機率為一第一特定比例的一設定亮度，並依據該亮度分布參數查找出現機率為一第二特定比例及一第三特定比例的一第一調整亮度及一第二調整亮度，並依據該設定亮度、該第一及第二調整亮度計算出片段線性的一輸入影像資料與一輸出影像資料的一亮度對應關係，其中，當該輸入影像資料的亮度等於該設定亮度時，該輸出影像資料的亮度等於該輸入影像資料的亮度；以及一影像調整模組，耦接該參數計算模組，接收該亮度對應關係以及該些影像資料，依據該亮度對應關係調整該些影像資料以產生多數個顯示影像資料。
2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該第一特定比例大於該第二特定比例，且該第三特定比例大於該第一特定比例。
3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該第一特定比例大於該第三特定比例，且該第二特定比例大於該第一特定比例。
4. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該 輸入影像資料的亮度等於該第一調整亮度時，該輸出影像資料的亮度小於該輸入影像資料的亮度，且該輸入影像資料的亮度等於該第二調整亮度時，該輸出影像資料的亮度大於該輸入影像資料的亮度。
5. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該輸入影像資料的亮度等於該第一調整亮度時，該輸出影像資料的亮度大於該輸入影像資料的亮度，且該輸入影像資料的亮度等於該第二調整亮度時，該輸出影像資料的亮度小於該輸入影像資料的亮度。
6. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該參數計算模組更包括依據該亮度分布參數以及至少一第四特定比例查找出現機率為該至少一第四特定比例的至少一第三調整亮度。
7. 如申請專利範圍第6項所述之顯示裝置，其中該參數計算模組更依據該至少一第三調整亮度以調整該亮度對應關係。
8. 如申請專利範圍第6項所述之顯示裝置，其中該輸入影像資料的亮度等於該至少一第三調整亮度時，該輸出影像資料的亮度大於或小於該輸入影像資料的亮度。
9. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該影像調整模組利用一內插運算法來依據該亮度對應關係調整該些影像資料以產生該些顯示影像資料。
10. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該亮度對應關係為一查找表。