TWI315151B - System and method of performing multi-scaled clocks for dynamic gamma correction - Google Patents

Description

1315151 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 口口本發明係關於-種迦瑪校正系統及其方法，特別是一種透過 Kramp voltage)it^^ 迦瑪校正的系統及其方法。 【先前技術】 -般顯示H的亮度輸出麟雜的，所以藉由迦瑪曲線校正 可以使得我雛_，靡种的統，糖㈣細㈣曲線是 什麼呢？過去在映像管（CRT)顯示器時代，電子槍打出的電壓 與亮度有-定的關係：亮度（B)與電壓㈤的γ次方成正比， 亚可紛出者名的γ曲線圖。而電視台發射出來的訊號必須配合這 γ曲線因此到了液晶顯示器時代’液晶顯示器也要做成類似 的γ峰，晝_暗對比與色彩表現才會正確。 IT時代習慣將一切標準化，γ曲線也必須訂定鮮，如υ 一 1=不過到J液晶電視時代，因為每個人對電視晝面的認知非 錢淡’有人喜歡濃，有人喜歡亮，有人喜歡暗， 不同的色彩靖=己侧心職_，可產生 据弁m固黑暗的晝面中，很難分辨出細節，若把全部亮度 會褪色。=传ϋ暗處’但是又會造成失真，例如藍天的部分就 加^比。1"改變局部的迦瑪(γ)曲線，即可修正局部的亮度，增 Ϊ315151 傳統液晶面板調整迦瑪曲線的方法，係利用電阻來分壓參考 電壓源並搭輯補，以劇迦瑪校正的目的。顯示面板採 用高壓的資料線驅動器(DataDriver)，其切灰階的方式係利用均句 的計數_(C〇unterCi〇ck) ’以產生出所需的灰階，所對應出的迦 瑪曲線類似指數曲線，無法對應出正確灰階。更有一些作法是關 於提出多組斜坡電壓(RamP Voltage)波型的迦瑪校正方法、或者提 出PWM的迦瑪校正方法等等。 習知迦瑪校正方法如美國專利US6，137,462A揭露一種液晶顯 示驅動電路’其主要技術特徵係依據τ_ν曲線設計多組斜坡電壓 (Ramp波形）’並透過一斜坡電雖啊波形隨擇器結合一計數 益(Countei*)輯輪人影像資料’來調整時間以選擇輸人影像資料 所對應電壓’達到亮度-電壓的線性校正。 另一習知迦瑪校正方法如美國公開專利us2〇〇4〇〇9〇4〇2ai揭 路-種針對顯示面板之灰階迦瑪校正的裝置及其方法，其主要技 術特徵係依據所產生非線性的斜坡電壓⑽叫波型广並搭配

Supertex的HV623的DriverIC進行迦瑪校正。 更有-習知迦瑪校正方法如美國公開專利US2〇〇4〇135778ai 揭路麵讀置，轉考簡產生電路來妨迦瑪校正，根據 。十數為之健預設仙決料數的鮮。透過單—斜坡電壓(Ramp 波型）’以預設的綠頻率查表方式「選擇」以切灰階，其所提供 的技術方案係細定的、事先決定的、有限的乡翻率進行迦瑪 校正。 I315151 /前述提及亮度對電壓的曲線通常皆為非線性的，因此須要進 丁k馬才乂正以件到豐愚與正確的色彩。傳統的多叙斜坡電壓⑽叫 波型)迦瑪校正’有電路複雜與成本高的問題；而傳統的屬迦 瑪校正’則有高頻寬驅動1C的需求，成本與EMI同樣難以下降。 因此’採用單-斜坡電壓(Ramp波型）與多頻率計數時脈 (C_erC1。罐切灰階’應是比較節省設計成本的作法，計數時 脈的頻率可根據亮麟龍的轉斜率來計算，鱗法可得到線 =化的迦瑪轉，由於計數時脈的鮮是計算而得，因此是非固 疋的、可無段調整的，所以，迦瑪轉的雜度因此可無限提升。 本發聊針對上逑需求與問題，提出低成本與高性能的解決 方案。 【發明内容】 /馨於社的問題，本發聽要提供—解醉賴迦瑪校正 糸統及其方法，具體包括—迦瑪斜率運算單元及—計數時脈多頻 率運算科，藉由輸人—斜坡電壓與計數時脈，校正—顯示面板 之影像資料之-亮度-電制絲性關係。 /本發明更提出-種多頻率計算方法，依據—亮度_灰階的曲線 關係以分別計算出多區間的多迦瑪斜率，然後再依據每一迦瑪斜 率計算出多頻率的一計數時脈。 ▲本發明實際操作上更_離線或線上調整、且可依影像内容 調整，頻率無限多，峡鱗之線性度因此可無限提升。 本發月不仁可正確地還原影像色彩，亦可呈現使用者喜好的 I315151 色彩，也可進一步提升影像晝質。 本發明的詳細紐及優歸在實施对帽細魏，其内容 足以使任何熟習_技藝者了解本發明之技術並據以實施，且任 =與本發明相關之伽及目的係可㈣地從本制書所揭露之内 容、申請專利範圍及圖式中理解。 以上之關於本發明内容之說明及以下之實施方式之說明係用 以示範與㈣本發明之原理，並且提供树批糊申請範圍更 進—步之解釋。 【實施方式】 有關本發卿舰財作，聽合圖式作最佳實施例詳細談 明如下，為方便說明本發明所提方法的可行性，描緣所適用之習 知顯示面板的迦瑪校正電路，請參考第丨包括時序控制 _崎⑺咖1)11G、動態迦瑪校正核⑽、·_動器⑽、 知晦線驅動器14〇、顯示面板15G及斜坡糕產生電路⑽。在此 特別強調’本發明所提之動純瑪校正系統12㈣透過一機哭描 述語言燒錄紐GA或雛巾，藉__ ___ P瑪校正電路的可行性，無需再另行設計電路，可降低設計成 ’本發明所指之顯示面板15G係為—液晶顯示面板或電藥顯示 面板。 —發明主要的技術特徵在於透過動態迦瑪校正系統12〇 · i坡電额域計職魏，.功驗正影像資和 济電壓的雜性_，使終麵輯__線性化， 1-315151 以提升影像畫質，第2圖係 動態㈣校正系統肖包括;^ .麵瑪校正系統方塊圖， 斜他-迦瑪斜率運:=坡:生電路16°，供- 數^ 依據每—該迦瑪斜率計算出多頻率的一叶 坡電壓與該計數時脈輪人資料線驅動器 像貝料之亮度-的非線性關係。 為本糾之_迦秘正示雜，—般顯示面板的 貝^终1壓的物1係呈現非線性的_，透過本發明 =動態迦瑪校正後’可以得出亮度边階的曲線關係逼近線 關係，使影像資料的色彩及亮度表現更好，本發明所提之不同 區間的頻率計算方式請參考後續說明。 ▲請參考第4Α圖所示’係為本發明之第一實施例，提供一在 線调整動態迦驗正方法，包括下列步^接收—影像資料(步驟 400) ’提供單—斜坡電壓(步驟);依據該影像資料，產生亮度 —灰階的曲線關係，以分別計算出多區間的多迦瑪斜率（步驟 42〇)，依據每一該迦瑪斜率計算出多頻率的一計數時脈（步驟 430)，最後再依據該斜坡電壓與該計數時脈，校正該影像資料之 一党度—電壓的非線性關係（步驟440)。 请參考第4Β圖所示，係為本發明之第二實施例，提供一離 線調整動態迦馳正方法，包括下列步驟：接收-影像資料(步驟 4〇〇);提供單—斜坡電壓（步驟41〇);依據預設之一亮度_灰階的 10 I315151 轉關係，以分別計算出多區間的多迦瑪斜率(步驟奶）；依據每 2迦瑪斜率計异出多頻率的—計數時脈(步驟43G);最後再依據 =坡電_該計數時脈，校正該影像資料之—亮度—賴的 性關係（步驟440)。 、’ 第5 ®係為本發明之祕迦瑪校正之斜坡電壓與計數時脈波 =示意圖’說明本發明所採用之動態迦瑪校正的方式係透過單_ 斜坡電壓與計數時脈，自動進行多種_的計算以做階於 「贿則決定，因此: 便用#可雜線八線上調整、 瑪曲線之線性度因此可無限提升W &周整’頻率無限多，迦 第6嶋迦瑪校正處理之亮度都的峨係比較示意 ㈤均勻（左）vs非均勻（右）計數時脈切灰階的方式， =迦瑪曲線。均勾(左)計數時脈呈現非常不好的指數曲 灰===飽和了，灰階數變得非常少，迦瑪曲線需 =，，=:數時―式，使峨加 第7圖係為返瑪校正處理採用均勾計數時脈之亮戶 曲線_ ’（左圖)均勾頻率的計數時脈來_(左:)的斜 坡電昼，其對應到的電麈所切出的灰階•瑪 正 的，咖嫩階肋聰爾，如㈣辭 第8®係麵瑪校正處雖 曲線關係圖，C左圖）㈣均__^數時脈之亮度-灰階的 、彳數盼脈來切割（左圖）的 12 1315151 斜坡電壓，所對應的灰階較為線性，如（右圖）所示。由於計數 時脈的解正_迦瑪鱗的斜率，騎麵則㈣較高的頻 率’如此可達迦瑪校正的目的。斜率計算如下. (Hh - H〇 / (Gh-.Gl )* t 〇 . ^Ft(Gray Level) H:亮度(Luminanee)。 計异頻率方式如下：

計數時脈全部區間=Δ7 分為η段斜率，每段斜率為心 δ]+δ2+.·..··疋i+H, 计數時脈為cc

7L，CC 決定不同區間的頻率又： 51xAcc + 52x^c + ····._ + (?„_, xAcc + 5„xAcc = Acc n=~~ ； xAcc /2 = AT i n δ 2 x Acc δ„ x Acc 以計數時脈全部區間為50000個puise為例： 如果分五段的不同斜率分別為：1+5+i〇+5+1=22 如果計數時脈為128個pulse 128/22 = 6 12 1315151 決定不同區間的頻率人： ^1+6x5+6x10+6x5+6x1 此預處理方式可以修改前後區間的pUlse，或修改中間區間的 pulse，使其滿足計數時脈個數。以此說明為例，各減少前後區間 2個pulse ’使其滿足符合128個pulse的總數，修改如下： ' 4+30+60+30+4=128 - 則各區間的頻率分別為： # fl = 10000/4=2500 £2=10000/30=333 f3 = 10000/60=167 f4= 10000/30=333 f5 = 10000/4=2500 由於計數時脈_率正比於迦瑪曲線的斜率，因此，可得出 不__錢料數時脈，此，計數時脈將相縣現出^同 ♦絲程度馳型，料縣的波型呈财式如為疏♦疏的波 型，可使低灰階舆高灰階都盡量呈現線性狀態，可使迦瑪曲線之 線性度因此而無限提升。 雖然本發明以《之麵賊如上 娜。在娜綱娜_，恤== ^屬本發明之補減制。_本發明料定之保護範圍請參 考所附之申請專利範圍。 【圖式簡要說明】 13 1315151 第1圖係為習知之顯示面板的迦瑪校正電路系統方塊圖； 第2圖係為本發明之動態％瑪校正系統方塊圖； ’ 第3圖係為本發明之動態迦瑪校正示意圖； 第4A圖係為本發明之第一實施例方法流程圖，· 第4B圖係為本發明之第二實施例方法流程圖，· -第5圖係為本發明之動態迦瑪校正之斜坡電塵與計數時脈波 型示意圖； 弟6圖係為迦瑪校正處理之亮度_灰階的曲線關係比較示意 圍； —圖係為迦瑪校正處理採用均勻計數時脈之亮度-灰階的 曲線關係圖；及 的曲二'圖係為迦瑪板正處理採用非均勻計數時脈之亮度 -灰階 的曲線關係圖。 【圖式符號說明】 110·· 120. 130. 140. 150. 160, 170. 時序控制器 動態迦瑪校正系統 資料線驅動器 掃瞄線驅動器 顯不面板 斜坡電壓產生電路 迦瑪斜率運算單元 計數時脈多頻率運算單元 14 180. 1315151 步驟400 ........接收一影像資料 步驟410........提供單一斜坡電壓 步驟該影像資料，產生亮度-灰階的曲線 關係，以分別計算出多區間的多迦瑪斜率 步驟425 ........依據預設之一亮度-灰階的曲線關係，以 分別計鼻出多區間的多迦瑪斜率 步驟430........依據每一該迦瑪斜率計算出多頻率的一 計數時脈 步驟440........依據該斜坡電壓與該計數時脈，校正該影 像資料之一亮度-電壓的非線性關係

Claims (1)

1315151 十、申請專利範圍·· 1·-種多頻率_迦瑪校正系統，包括： 、瑪斜率私單元，接收—影像資料，依據-亮度-灰 階的曲線關係以分別計算出多區間的多迦瑪斜率； 一計數^^解運算單元，依縣_該迦瑪斜率計算出 多頻率的一計數時脈；及

其中上述，藉由輸入一斜坡電壓與該計數時脈，校正一顯 不面板之該影像資料之一亮度-電壓的非線性關係。 2·如申請專利範圍第1項所述之多鮮動態迦瑪校正系統，其中 係透過一機器描述語言燒錄在FPGA或ASIC中。 3 如申請專利翻第1項所述之多頻率動態迦瑪校正系統，其中 § ^ _示面板係為一液晶顯示面板或電漿顯示面板。

如申請專利範圍第1項所述之多頻率動態迦瑪校正系統，其中 讀斜坡電壓係由一斜坡電壓產生電路所產生。 如申請專利範圍第1項所述之多頻率動態迦瑪校正系统，其中 铸計數時脈的該多頻率係指不同區間的頻率乂，其計算方式係 為： 1 ft , _ 計數時脈全部區間，n段斜率’每段斜率為δ C〇/ /t。，—，計數時脈為cc。 種多頻率動態迦瑪校正方法，包括有下列步驟： 接收一影像資料； 16 1315151 k供單一斜坡電壓； μ依據該影像資料，產生亮度_灰階的曲線關係， 异出多區間的多迦瑪斜率； 依據每-該峡斜料算出多鱗的—魏時脈；及 依據該斜坡電_該計數雜，校正該影像資料之一 -電壓的非線性關係。 儿又

7.如申請專利翻第6項所述之多頻率動態迦瑪校正方法 該植時脈的該多頻率係指不同區間的頻率人，其計算方_ 為· ’、 r _ AT/n ’心計數時脈全部區間，η段斜率，每段斜率為& ，計數時脈為CC。 8. 一種多__峡校正方法，包括有下列步驟： 接收一影像資料；

以分別計 提供單一斜坡電壓； 以分別計算出多區 依據預設之〜亮度_灰_曲線關係， 間的多迦瑪斜率； 依據每-該％瑪斜率計算出多頻率的—計麵脈；及 依據該斜坡％壓與該計數時脈，校正該影像轉之—由 -電壓的非線性關係。 冗度 9.如申請專利範_8項之錢率祕喊校正方法，发 該計數時脈的該多頻率係指不同區間的頻率乂，其計曾方=、 17 1315151 /n=_^L，Δ7=計數時脈全部區間，η段斜率，每段斜率為〜， δη X Acc ΞΔπ，計數時脈為CC。 / 0 Total

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