TWI766795B - 自發光顯示器之適應性限流方法、驅動電路及自發光顯示器 - Google Patents
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Abstract
一種自發光顯示器之適應性限流方法，其包括：對前一幀RGB資料進行一色域轉換以獲得在一色彩空間中之一像素亮度分布；統計該像素亮度分布以獲得一高亮度像素群及一低亮度像素群，並對該高亮度像素群及該低亮度像素群分別進行一加權平均計算以獲得一第一平均值及一第二平均值，及對該第一平均值與該第二平均值進行一減法運算以獲得一差值；依該差值決定一亮度查找表並依該亮度查找表映射一輸入像素亮度以產生一輸出像素亮度；以及對該輸出像素亮度及一輸入像素彩度進行該色域轉換之逆轉換以產生一(R,G,B) 輸出資料。
Description
本發明係有關於自發光顯示器，特別是關於一種自發光顯示器之適應性限流方法。
一般的自發光顯示器，例如OLED或LED 顯示器，為了降低功耗並延長其發光元件的壽命，會在顯示畫面符合某些條件(例如顯示畫面為一高亮度的靜態畫面)時降低驅動電流。
一個可能的降低整體操作電流的方式就是 ACL (automatic current limiter；自動電流限制器)，其係依一幀先前畫面的像素亮度平均值決定目前幀畫面的亮度下壓程度。
然而，當顯示器顯示一靜態畫面時，若該靜態畫面中的一半畫面的像素資料屬於高亮度(例如亮度值為255)，而另一半畫面的畫素資料屬於低亮度(例如亮度值為0)時，其畫素亮度平均值約為127，此時一般的ACL會認為此畫面屬中亮度而幾乎不予調降亮度，但事實上若ACL對屬於高亮度的該半畫面進行大幅度的亮度調降，該靜態畫面的視覺內容基本上會維持不變，而顯示器的功耗則可進一步降低，且顯示器的發光元件的壽命亦可進一步延長。
為解決上述的問題，本領域亟需一新穎的自發光顯示器之限流方法。
本發明之一目的在於揭露一種自發光顯示器之適應性限流方法，其能夠依一幀顯示資料之高亮度分群與低亮度分群間之亮度平均值差決定各像素在一高亮度範圍的亮度調降量分布，從而在不影響畫面的彩度內容的情況下進一步降低一自發光顯示器的功耗，並從而延長其使用壽命。
本發明之另一目的在於揭露一種自發光顯示器之適應性限流方法，其可動態更新所述的亮度調降量分布以對具有不同亮度平均值差的不同畫面資料即時提供對應的高亮度像素下壓處理，從而適應性地降低自發光顯示器的功耗並延長其使用壽命。
為達前述目的，一種自發光顯示器之適應性限流方法乃被提出，其包含：
對前一幀RGB資料進行一色域轉換以獲得在一色彩空間中之一像素亮度分布；
統計該像素亮度分布以獲得一高亮度像素群及一低亮度像素群，並對該高亮度像素群及該低亮度像素群分別進行一加權平均計算以獲得一第一平均值及一第二平均值，及對該第一平均值與該第二平均值進行一減法運算以獲得一差值；
依該差值決定一亮度查找表並依該亮度查找表映射一輸入像素亮度以產生一輸出像素亮度；以及
對該輸出像素亮度及一輸入像素彩度進行該色域轉換之逆轉換以產生一(R,G,B) 輸出資料。
在一實施例中，該色彩空間係以一亮度資料及一彩度資料代表各像素。
在一實施例中，該色彩空間可為一YUV空間或一YCbCr空間。
在一實施例中，該高亮度像素群及該低亮度像素群係以一中亮度值做為分界點，亦即大於或等於該中亮度值的像素被歸類於該高亮度像素群，小於該中亮度值的像素被歸類於該低亮度像素群。
在一實施例中，該亮度查找表係用以將一輸入亮度映射至一輸出亮度，其中，在所述輸入亮度不高於一閾值時，所述輸出亮度等於所述輸入亮度；而在所述輸入亮度高於該閾值時，所述輸出亮度等於所述輸入亮度減去一調降量，且該調降量係與所述輸入亮度成正比及與該差值成正比。
在一實施例中，各筆所述(R,G,B)輸出資料係用以產生對應的電流以驅動一自發光顯示面板，且所述的自發光顯示面板可為微發光二極體顯示面板、迷你發光二極體顯示面板、量子點發光二極體顯示面板或有機發光二極體顯示面板。
為達前述目的，本發明進一步提出一種驅動電路，其包括一色域轉換單元、一亮度分布分析單元、一查找表產生單元、一亮度調整單元及一色域逆轉換單元以對一自發光顯示面板執行一限流程序，該限流程序包括：
該色域轉換單元由一RGB輸入串流接收RGB資料，並對該RGB資料進行一色域轉換以獲得在一色彩空間中之一像素亮度及一像素彩度；
該亮度分布分析單元執行以下的操作：接收一幀所述像素亮度並對其進行一亮度分布分析以獲得代表前一幀畫面資料之一像素亮度分布N(Y)，其中，Y代表所述像素亮度，N代表像素數目；以及統計該像素亮度分布N(Y)以獲得一高亮度像素群及一低亮度像素群，並對該高亮度像素群及該低亮度像素群分別進行一加權平均計算以獲得一第一平均值及一第二平均值，及對該第一平均值與該第二平均值進行一減法運算以獲得一差值；
該查找表產生單元依該差值決定一亮度查找表，其中，該亮度查找表係用以將一所述像素亮度映射至一輸出亮度，其中，在所述像素亮度不高於一閾值時，所述輸出亮度等於所述像素亮度；而在所述像素亮度高於該閾值時，所述輸出亮度等於所述像素亮度減去一調降量，且該調降量係與所述像素亮度成正比及與該差值成正比；
該亮度調整單元依該亮度查找表映射目前的所述像素亮度以產生所述輸出亮度；以及
該色域逆轉換單元對所述輸出亮度及目前的所述像素彩度進行該色域轉換之逆轉換操作以產生一 (R,G,B) 輸出資料，從而產生一RGB輸出串流。
在一實施例中，該色彩空間可為一YUV空間或一YCbCr空間。
在一實施例中，該高亮度像素群及該低亮度像素群係以一中亮度值做為分界點，亦即大於或等於該中亮度值的像素被歸類於該高亮度像素群，小於該中亮度值的像素被歸類於該低亮度像素群。
在一實施例中，各筆所述(R,G,B)輸出資料係用以產生對應的電流以驅動該自發光顯示面板，且所述的自發光顯示面板可為微發光二極體顯示面板、迷你發光二極體顯示面板、量子點發光二極體顯示面板或有機發光二極體顯示面板。
為達前述目的，本發明進一步提出一種自發光顯示器，其具有如前述之驅動電路及自發光顯示面板。
為使 貴審查委員能進一步瞭解本發明之結構、特徵及其目的，茲附以圖式及較佳具體實施例之詳細說明如後。
本發明的原理在於：
(一)統計前一幀RGB資料在一色彩空間中之一像素亮度分布以獲得一高亮度像素群及一低亮度像素群；
(二)依該高亮度像素群及該低亮度像素群之平均值的差決定各像素在一高亮度範圍的亮度調降量分布；以及
(三)依所述亮度調降量分布調降一目前幀RGB資料在該色彩空間中之該高亮度範圍內之像素亮度值，再由該色彩空間轉回RGB空間以產生一幀RGB 輸出資料，以使一自發光顯示器在顯示具有兩個高亮度差異區域之一畫面時可進一步降低功耗，並從而延長其使用壽命。
請參照圖1，其繪示本發明之自發光顯示器之適應性限流方法之一實施例的流程圖。如圖1所示，該自發光顯示器之適應性限流方法包括：對前一幀RGB資料進行一色域轉換以獲得在一色彩空間中之一像素亮度分布(步驟a)；統計該像素亮度分布以獲得一高亮度像素群及一低亮度像素群，並對該高亮度像素群及該低亮度像素群分別進行一加權平均計算以獲得一第一平均值及一第二平均值，及對該第一平均值與該第二平均值進行一減法運算以獲得一差值(步驟b)；依該差值決定一亮度查找表並依該亮度查找表映射一輸入像素亮度以產生一輸出像素亮度(步驟c)；以及對該輸出像素亮度及一輸入像素彩度進行該色域轉換之逆轉換以產生一(R,G,B) 輸出資料(步驟d)。
在步驟a中，該色彩空間可為以一亮度資料及一彩度資料代表各像素之色彩空間，例如，該色彩空間可為一YUV空間或一YCbCr空間，其中，Y代表亮度，(U,V)及(Cb,Cr)均合以代表彩度。
在步驟b中，該高亮度像素群及該低亮度像素群係以一中亮度值(例如128)做為分界點，亦即大於或等於該中亮度值的像素被歸類於該高亮度像素群，小於該中亮度值的像素被歸類於該低亮度像素群。例如，若該像素亮度分布有N個亮度值介於0至127之間，M個亮度值介於128至255之間，N、M均為非負整數，則該低亮度像素群具有N個亮度值，而該高亮度像素群具有M個亮度值。
在步驟c中，該亮度查找表係用以將一輸入像素亮度映射至一輸出像素亮度，其中，在所述輸入像素亮度不高於一閾值(例如127)時，所述輸出像素亮度等於所述輸入像素亮度；而在所述輸入像素亮度高於該閾值時，所述輸出像素亮度等於所述輸入像素亮度減去一亮度調降量，且該亮度調降量係與所述輸入像素亮度成正比及與該差值成正比。請參照圖2，其繪示與該亮度查找表相對應之一亮度轉換曲線，其中，該亮度轉換曲線的下壓程度係與該差值成正比。
在步驟d中，各筆 (R,G,B) 輸出資料係用以產生對應的電流以驅動一自發光顯示面板，而所述的自發光顯示面板可為微發光二極體顯示面板、迷你發光二極體顯示面板、量子點發光二極體顯示面板或有機發光二極體顯示面板。
依上述的說明，本發明提出一種驅動電路。請參照圖3，其繪示本發明之驅動電路之一實施例的方塊圖。如圖3所示，一驅動電路100包括一色域轉換單元110、一亮度分布分析單元120、一查找表產生單元130、一亮度調整單元140、一色域逆轉換單元150及一驅動單元160以對一自發光顯示面板200執行一限流程序，該限流程序包括：
(一)色域轉換單元110由一RGB輸入串流RGB
IN接收RGB資料，並對該RGB資料進行一色域轉換以獲得在一色彩空間中之一像素亮度Y及一像素彩度D
COLOR，其中，該色彩空間可為以一亮度資料及一彩度資料代表各像素之色彩空間，例如，該色彩空間可為一YUV空間或一YCbCr空間，其中，Y代表亮度，(U,V)及(Cb,Cr)均合以代表彩度。
(二)亮度分布分析單元120執行以下的操作：接收一幀像素亮度Y並對其進行一亮度分布分析以獲得代表前一幀畫面資料之一像素亮度分布N(Y)，其中，Y代表像素亮度，N代表像素數目，亦即，相對於目前的RGB輸入串流RGB
IN，亮度分布分析單元120所產生的像素亮度分布N(Y)代表前一幀RGB資料的像素亮度分布；以及統計該像素亮度分布N(Y)以獲得一高亮度像素群及一低亮度像素群，並對該高亮度像素群及該低亮度像素群分別進行一加權平均計算以獲得一第一平均值及一第二平均值，及對該第一平均值與該第二平均值進行一減法運算以獲得一差值Y
D。另外，該高亮度像素群及該低亮度像素群係以一中亮度值(例如128)做為分界點，亦即大於或等於該中亮度值的像素被歸類於該高亮度像素群，小於該中亮度值的像素被歸類於該低亮度像素群。例如，若該像素亮度分布有N個亮度值介於0至127之間，M個亮度值介於128至255之間，N、M均為非負整數，則該低亮度像素群具有N個亮度值，而該高亮度像素群具有M個亮度值。
(三)查找表產生單元130依該差值Y
D決定一亮度查找表LUT，其中，該亮度查找表LUT係用以將一輸入亮度映射至一輸出亮度，其中，在所述輸入亮度不高於一閾值(例如127)時，所述輸出亮度等於所述輸入亮度；而在所述輸入亮度高於該閾值時，所述輸出亮度等於所述輸入亮度減去一調降量，且該調降量係與所述輸入亮度成正比及與該差值Y
D成正比。
(四)亮度調整單元140依該亮度查找表LUT映射與目前的RGB輸入串流RGB
IN中之一筆 (R,G,B) 輸入資料對應之亮度Y以產生一輸出亮度Y
OUT。
(五)色域逆轉換單元150對該輸出亮度Y
OUT及目前的所述像素彩度D
COLOR進行該色域轉換之逆轉換操作以產生一 (R,G,B) 輸出資料，從而產生一RGB輸出串流RGB
OUT，其中，各筆 (R,G,B) 輸出資料係用以使驅動單元160產生對應的類比電壓V
A以驅動自發光顯示面板200產生對應的像素電流。另外，自發光顯示面板200可為微發光二極體顯示面板、迷你發光二極體顯示面板、量子點發光二極體顯示面板或有機發光二極體顯示面板。
依上述的說明，本發明進一步提出一種自發光顯示器。請參照圖4，其繪示本發明之自發光顯示器之一實施例的方塊圖。如圖4所示，一自發光顯示器300具有一驅動電路310及一自發光顯示面板320，其中，驅動電路310係由驅動電路100實現，自發光顯示面板320係由自發光顯示面板200實現。
藉由前述所揭露的設計，本發明乃具有以下的優點：
1.本發明的自發光顯示器之適應性限流方法能夠依一幀顯示資料之高亮度分群與低亮度分群間之亮度平均值差決定各像素在一高亮度範圍的亮度調降量分布，從而在不影響畫面的彩度內容的情況下進一步降低一自發光顯示器的功耗，並從而延長其使用壽命。
2.本發明的自發光顯示器之適應性限流方法可動態更新所述的亮度調降量分布以對具有不同亮度平均值差的不同畫面資料即時提供對應的高亮度像素下壓處理，從而適應性地降低自發光顯示器的功耗並延長其使用壽命。
本案所揭示者，乃較佳實施例，舉凡局部之變更或修飾而源於本案之技術思想而為熟習該項技藝之人所易於推知者，俱不脫本案之專利權範疇。
綜上所陳，本案無論目的、手段與功效，皆顯示其迥異於習知技術，且其首先發明合於實用，確實符合發明之專利要件，懇請 貴審查委員明察，並早日賜予專利俾嘉惠社會，是為至禱。
100:驅動電路
110:色域轉換單元
120:亮度分布分析單元
130:查找表產生單元
140:亮度調整單元
150:色域逆轉換單元
160:驅動單元
200:自發光顯示面板
300:自發光顯示器
310:驅動電路
320:自發光顯示面板
步驟a:對前一幀RGB資料進行一色域轉換以獲得在一色彩空間中之一像素亮度分布
步驟b:統計該像素亮度分布以獲得一高亮度像素群及一低亮度像素群，並對該高亮度像素群及該低亮度像素群分別進行一加權平均計算以獲得一第一平均值及一第二平均值，及對該第一平均值與該第二平均值進行一減法運算以獲得一差值
步驟c:依該差值決定一亮度查找表並依該亮度查找表映射一輸入像素亮度以產生一輸出像素亮度
步驟d:對該輸出像素亮度及一輸入像素彩度進行該色域轉換之逆轉換以產生一(R,G,B) 輸出資料
圖1繪示本發明之自發光顯示器之適應性限流方法之一實施例的流程圖。
圖2繪示與圖1所示之流程中所述之亮度查找表相對應之一亮度轉換曲線。
圖3繪示本發明之驅動電路之一實施例的方塊圖。
圖4繪示本發明之顯示器之一實施例的方塊圖。
步驟a:對前一幀RGB資料進行一色域轉換以獲得在一色彩空間中之一像素亮度分布
步驟b:統計該像素亮度分布以獲得一高亮度像素群及一低亮度像素群，並對該高亮度像素群及該低亮度像素群分別進行一加權平均計算以獲得一第一平均值及一第二平均值，及對該第一平均值與該第二平均值進行一減法運算以獲得一差值
步驟c:依該差值決定一亮度查找表並依該亮度查找表映射一輸入像素亮度以產生一輸出像素亮度
步驟d:對該輸出像素亮度及一輸入像素彩度進行該色域轉換之逆轉換以產生一(R,G,B)輸出資料
Claims (10)
- 一種自發光顯示器之適應性限流方法，其包括：對前一幀RGB資料進行一色域轉換以獲得在一色彩空間中之一像素亮度分布；統計該像素亮度分布以獲得一高亮度像素群及一低亮度像素群，並對該高亮度像素群及該低亮度像素群分別進行一加權平均計算以獲得一第一平均值及一第二平均值，及對該第一平均值與該第二平均值進行一減法運算以獲得一差值；依該差值決定一亮度查找表並依該亮度查找表映射一輸入像素亮度以產生一輸出像素亮度；以及對該輸出像素亮度及一輸入像素彩度進行該色域轉換之逆轉換以產生一(R,G,B)輸出資料；其中，該亮度查找表係用以將一輸入亮度映射至一輸出亮度，其中，在所述輸入亮度不高於一閾值時，所述輸出亮度等於所述輸入亮度；而在所述輸入亮度高於該閾值時，所述輸出亮度等於所述輸入亮度減去一調降量，且該調降量係與所述輸入亮度成正比及與該差值成正比。
- 如申請專利範圍第1項所述之自發光顯示器之適應性限流方法，其中，該色彩空間係以一亮度資料及一彩度資料代表各像素。
- 如申請專利範圍第2項所述之自發光顯示器之適應性限流方法，其中，該色彩空間係一YUV空間或一YCbCr空間。
- 如申請專利範圍第1項所述之自發光顯示器之適應性限流方法，其中，該高亮度像素群及該低亮度像素群係以一中亮度值做為分界點，亦即大於或等於該中亮度值的像素被歸類於該高亮度像素群，小於該中亮度值的像素被歸類於該低亮度像素群。
- 如申請專利範圍第1項所述之自發光顯示器之適應性限流方法，其中，各筆所述(R,G,B)輸出資料係用以產生對應的電流以驅動一自發光顯示面板，而所述的自發光顯示面板係由微發光二極體顯示面板、迷你發光二極 體顯示面板、量子點發光二極體顯示面板和有機發光二極體顯示面板所組成群組所選擇的一種顯示面板。
- 一種驅動電路，包括一色域轉換單元、一亮度分布分析單元、一查找表產生單元、一亮度調整單元及一色域逆轉換單元以對一自發光顯示面板執行一限流程序，該限流程序包括：該色域轉換單元由一RGB輸入串流接收RGB資料，並對該RGB資料進行一色域轉換以獲得在一色彩空間中之一像素亮度及一像素彩度；該亮度分布分析單元執行以下的操作：接收一幀所述像素亮度並對其進行一亮度分布分析以獲得代表前一幀畫面資料之一像素亮度分布N(Y)，其中，Y代表所述像素亮度，N代表像素數目；以及統計該像素亮度分布N(Y)以獲得一高亮度像素群及一低亮度像素群，並對該高亮度像素群及該低亮度像素群分別進行一加權平均計算以獲得一第一平均值及一第二平均值，及對該第一平均值與該第二平均值進行一減法運算以獲得一差值；該查找表產生單元依該差值決定一亮度查找表，其中，該亮度查找表係用以將一所述像素亮度映射至一輸出亮度，其中，在所述像素亮度不高於一閾值時，所述輸出亮度等於所述像素亮度；而在所述像素亮度高於該閾值時，所述輸出亮度等於所述像素亮度減去一調降量，且該調降量係與所述像素亮度成正比及與該差值成正比；該亮度調整單元依該亮度查找表映射目前的所述像素亮度以產生所述輸出亮度；以及該色域逆轉換單元對所述輸出亮度及目前的所述像素彩度進行該色域轉換之逆轉換操作以產生一(R,G,B)輸出資料，從而產生一RGB輸出串流。
- 如申請專利範圍第6項所述之驅動電路，其中，該色彩空間係一YUV空間或一YCbCr空間。
- 如申請專利範圍第6項所述之驅動電路，其中，該高亮度像素群及該低亮度像素群係以一中亮度值做為分界點，亦即大於或等於該中亮度值的像素被歸類於該高亮度像素群，小於該中亮度值的像素被歸類於該低亮度 像素群。
- 如申請專利範圍第6項所述之驅動電路，其中，各筆所述(R,G,B)輸出資料係用以產生對應的電流以驅動該自發光顯示面板，而所述的自發光顯示面板係由微發光二極體顯示面板、迷你發光二極體顯示面板、量子點發光二極體顯示面板和有機發光二極體顯示面板所組成群組所選擇的一種顯示面板。
- 一種顯示器，其具有如申請專利範圍第6至9項中任一項所述之驅動電路及自發光顯示面板。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023024933A1 (zh) * | 2021-08-23 | 2023-03-02 | 集创北方(珠海)科技有限公司 | 显示控制方法、显示控制装置和显示装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202310598A (zh) | 2023-03-01 |
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