TWI879465B - 區域背光調控模塊、背光驅動晶片及資訊處理裝置 - Google Patents

Abstract

本發明主要揭示一種區域背光調控模塊，係整合在一背光驅動晶片之中，用以將對應一顯示數據的一圖像劃分為X×Y個圖像區塊以分別對應一背光單元的X×Y個背光區域，且在對各所述圖像區塊執行一分區特徵值提取操作、一區域背光值計算操作與一背光值-驅動值映射操作，輸出各所述背光區域的一對應的驅動數據。接著，在對X×Y個所述驅動數據執行濾波處理以對應生成X×Y個背光驅動數據之後，依據X×Y個所述背光驅動數據而對應地產生X×Y個PWM信號傳送至該背光單元的一LED驅動電路。最終，該LED驅動電路依據該X×Y個PWM信號對該X×Y個背光區域進行背光驅動控制。

Description

區域背光調控模塊、背光驅動晶片及資訊處理裝置

本發明為分區背光調控的有關領域，尤指應用於控制具非方形螢幕的顯示器的一種區域背光調控模塊。

隨著汽車製造技術的提高，製造商對於車輛外型及內裝係不斷地進行創新設計，其中一種創新設計係將車載娛樂裝置的顯示器變更為具非方形螢幕的顯示器。圖1為習知的一種具非方形螢幕的顯示器的方塊圖。如圖1所示，所述具非方形螢幕的顯示器1a包括：一液晶顯示模組11a、至少一個顯示驅動晶片12a、至少一個背光驅動晶片13a、以及一時序控制晶片14a，其中，該液晶顯示模組11a包括一非方形液晶顯示面板111a以及一包括M×N個LED元件的背光單元112a，M、N皆為正整數。

近年來，隨著高動態範圍(High-Dynamic Range,HDR)技術被廣泛地應用於液晶顯示器和液晶電視，該背光驅動晶片13a亦被改良設計從而具有區域調光(local dimming)之功能。區域調光是指將該背光單元112a劃分為X×Y個背光區塊域，其中每個背光區域含有s×t個LED元件，s、t、X、Y皆為至少為1的正整數。正常工作時，該時序控制晶片14a將一同步信號和一顯示數據傳送至該顯示驅動晶片12a與該背光驅動晶片13a，使該顯示驅動晶片12a依據該顯示數據對該液晶顯示面板111a進行顯示驅動。同時，該背光驅動晶片13a將 對應該顯示數據的一圖像劃分為X×Y個圖像區塊，並通過一系列計算自每個圖像區塊提取出一區域背光值，接著依據X×Y個區域背光值對應地對該X×Y個背光區域進行背光驅動。

然而，如圖1所示，該非方形液晶顯示面板111a具有多個曲線邊緣。可想而知，這些邊緣區域的有效面積佔比、燈(即，LED元件)中心位置及燈型等方面皆與一般區域(如中心區域)不同，因此，前述之習知技術的區域調光方法並不適用於具非方形螢幕的顯示器1a。換句話說，應對習知的區域調光方法進行變更設計，使其能夠適用於對所述具非方形螢幕的顯示器1a進行區域背光調控，從而提高所述具非方形螢幕的顯示器1a的動態對比度。

由上述說明可知，本領域亟需一種區域背光調控模塊。

本發明之主要目的在於提供用以整合在一背光驅動晶片之中的一種區域背光調控模塊，其係用以將對應一顯示數據的一圖像劃分為X×Y個圖像區塊以分別對應一背光單元的X×Y個背光區域，且在對各所述圖像區塊執行一分區特徵值提取操作、一區域背光值計算操作與一背光值-驅動值映射操作，輸出各所述背光區域的一對應的驅動數據。接著，在對X×Y個所述驅動數據執行濾波處理以對應生成X×Y個背光驅動數據之後，依據X×Y個所述背光驅動數據而對應地產生X×Y個PWM信號傳送至該背光單元的一LED驅動電路。最終，該LED驅動電路依據該X×Y個PWM信號對該X×Y個背光區域進行背光驅動控制。

特別地，包含本發明之區域背光調控模塊的背光驅動晶片係適於對一具非方形螢幕的顯示器進行區域背光調控(Local backlight dimming)，且其具有以下優點：依據有效面積準確地提取出一般區域(如中心區域)和邊緣曲線區域的分區特徵值。並且，包含本發明之區域背光調控模塊的背光驅動晶片還具有以下優點：依據有效面積和分區特徵值準確地計算出區域背光值，使得依據X×Y個區域背光值產生的一幀像素補償數據不會對像素造成過補償或和欠補償。

為達成上述目的，本發明提出所述區域背光調控模塊的一實施例，其係整合在一背光驅動晶片之中，其中該背光驅動晶片和一背光單元包含於一液晶顯示器之中，且該背光單元包括X×Y個背光區域，X、Y皆為正整數；所述區域背光調控模塊包括：一背光值提取單元，用以將對應一顯示數據的一圖像劃分為X×Y個圖像區塊以分別對應該X×Y個背光區域，且在對各所述圖像區塊執行一分區特徵值提取操作、一區域背光值計算操作與一背光值-驅動值映射操作，輸出各所述背光區域的一對應的驅動數據；一濾波單元，耦接該背光值提取單元，用以對X×Y個所述驅動數據執行一濾波處理，該濾波處理包含一空間濾波處理及一時間濾波處理，並對應輸出X×Y個背光驅動數據；以及一PWM信號產生單元，耦接該濾波單元，且用以依據X×Y個所述背光驅動數據而對應地產生X×Y個PWM信號傳送至該背光單元的一LED驅動電路。

在一實施例中，該背光值提取單元包括： 一第一提取單元，用以依據該液晶顯示器的一液晶顯示面板的形狀計算各所述背光區域的一有效面積，接著依據大小給予各所述有效面積一標籤值(lable)，最終利用該標籤值和該有效面積完成所述分區特徵值提取操作，從而獲得對應X×Y個所述背光區域的X×Y個分區特徵值；一第二提取單元，耦接該第一提取單元，且用以依據該X×Y個分區特徵值對X×Y個所述背光區域執行一區域背光值計算操作，從而獲得對應X×Y個所述背光區域的X×Y個區域背光值；以及一映射單元，耦接該第二提取單元，且含有至少一查找表，該查找表包括複數個參考區域背光值以及分別對應該複數個參考區域背光值的複數個驅動值；其中，該映射單元用以在該查找表之中查找獲得分別對應X×Y個所述區域背光值的X×Y個驅動值，從而輸出各所述背光區域的所述驅動數據。

在一實施例中，該第一提取單元利用下式(1)至式(5)完成所述分區特徵值提取操作：If S_area=1.0 * S_normal, R_label=0 and P _feature =1.0 * (P×Q)..............................(1)

If S_area=0, R_label=7 and P _feature =1.0*(P×Q).........(5)

其中，S_area為所述有效面積，S_normal為所述圖像區塊的一常規面積，R_label為所述標籤值，P _feature 為所述分區特徵值，且一個所述圖像區塊含有P×Q像素，P、Q皆為正整數。

在一實施例中，該第二提取單元利用下式(6)完成所述區域背光值計算操作：

其中，avg為所述區域背光值，且sum為所述P×Q像素的一灰階值總和。

在一實施例中，該濾波單元包括：一第一濾波單元，用以將各所述驅動數據和一卷積核(convolution kernel)執行一卷積運算以完成所述空間濾波處理，接著輸出對應所述驅動數據的一第一驅動數據；以及一第二濾波單元，用以對各所述第一驅動數據執行所述時間濾波處理，接著輸出對應所述第一驅動數據的一背光驅動數據。

在一實施例中，執行所述空間濾波處理之前，該第一濾波單元對所述驅動數據執行選自於由K-近鄰演算處理、零填充處理、常數填充處理、鏡像填充處理、和複製填充處理所組成群組之中的一邊界填充(padding)處理。

在可行的實施例中，本發明所述之區域背光調控模塊更包括：一儲存單元，耦接於該第二濾波單元與該PWM信號產生單元之間，用以自該第二濾波單元接收並儲存第n幀的X×Y個所述背光驅動數據，並將第n-1幀的X×Y個所述背光驅動數據傳送給該PWM信號產生單元；以及 一補償單元，耦接該儲存單元以接收第n-1幀的X×Y個所述背光驅動數據，且依據X×Y個所述背光驅動數據產生一幀像素補償數據傳送至該液晶顯示器的至少一顯示驅動晶片；其中，n為正整數。

並且，本發明同時提供一種背光驅動晶片的一實施例，其係應用於包含一背光單元的一液晶顯示裝置之中，且該背光單元包括X×Y個背光區域，X、Y皆為正整數；其特徵在於，一區域背光調控模塊整合在該背光驅動晶片之中，且該區域背光調控模塊包括：一背光值提取單元，用以將對應一顯示數據的一圖像劃分為X×Y個圖像區塊以分別對應該X×Y個背光區域，且在對各所述圖像區塊執行一分區特徵值提取操作、一區域背光值計算操作與一背光值-驅動值映射操作，輸出各所述背光區域的一對應的驅動數據；一濾波單元，耦接該背光值提取單元，用以對X×Y個所述驅動數據執行一濾波處理，該濾波處理包含一空間濾波處理及一時間濾波處理，並對應輸出X×Y個背光驅動數據；以及一PWM信號產生單元，耦接該濾波單元，且用以依據X×Y個所述背光驅動數據而對應地產生X×Y個PWM信號傳送至該背光單元的一LED驅動電路。

在一實施例中，該背光值提取單元包括：一第一提取單元，用以依據該液晶顯示裝置的一液晶顯示面板的形狀計算各所述背光區域的一有效面積，接著依據大小給予各所述有效面積一標籤值(lable)，最終利用該標籤值和該有效面積完成所述分區特徵值提取操作，從而獲得對應X×Y個所述背光區域的X×Y個分區特徵值； 一第二提取單元，耦接該第一提取單元，且用以依據該X×Y個分區特徵值對X×Y個所述背光區域執行一區域背光值計算操作；以及一映射單元，耦接該第二提取單元，且含有至少一查找表，該查找表包括複數個參考區域背光值以及分別對應該複數個參考區域背光值的複數個驅動值；其中，該映射單元用以在該查找表之中查找獲得分別對應X×Y個所述區域背光值的X×Y個驅動值，從而輸出各所述背光區域的所述驅動數據。

在一實施例中，該第一提取單元利用下式(1)至式(5)完成所述分區特徵值提取操作：If S_area=1.0 * S_normal, R_label=0 and P _feature =1.0 * (P×Q)..............................(1)

If S_area=0, R_label=7 and P _feature =1.0*(P×Q).........(5)

其中，S_area為所述有效面積，S_normal為所述圖像區塊的一常規面積，R_label為所述標籤值，P _feature 為所述分區特徵值，且一個所述圖像區塊含有P×Q像素，P、Q皆為正整數。

在一實施例中，該第二提取單元利用下式(6)完成所述區域背光值計算操作：

其中，avg為所述區域背光值，且sum為所述P×Q像素的一灰階值總和。

在一實施例中，該濾波單元包括：一第一濾波單元，用以將各所述驅動數據和一卷積核(convolution kernel)執行一卷積運算以完成所述空間濾波處理，接著輸出對應所述驅動數據的一第一驅動數據；以及一第二濾波單元，用以對各所述第一驅動數據執行所述時間濾波處理，接著輸出對應所述第一驅動數據的一背光驅動數據。

在一實施例中，執行所述空間濾波處理之前，該第一濾波單元對所述驅動數據執行選自於由K-近鄰演算處理、零填充處理、常數填充處理、鏡像填充處理、和複製填充處理所組成群組之中的一邊界填充(padding)處理。

在可行的實施例中，本發明所述之區域背光調控模塊更包括：一儲存單元，耦接於該第二濾波單元與該PWM信號產生單元之間，用以自該第二濾波單元接收並儲存第n幀的X×Y個所述背光驅動數據，並將第n-1幀的X×Y個所述背光驅動數據傳送給該PWM信號產生單元；以及一補償單元，耦接該儲存單元以接收第n-1幀的X×Y個所述背光驅動數據，且依據X×Y個所述背光驅動數據產生一幀像素補償數據傳送至該液晶顯示裝置的至少一顯示驅動晶片；其中，n為正整數。

進一步地，本發明還提供一種資訊處理裝置的一實施例，其特徵在於，具有至少一個如前所述本發明之背光驅動晶片。在一實施例中，該資訊處理裝置為選自於由液晶顯示器、液晶電視、智慧型手機、智慧型手錶、平 板電腦、筆記型電腦、一體式電腦、車載娛樂系統、頭戴式顯示裝置、視訊式門口機、多媒體資訊顯示裝置、和數位相機所組成群組之中的一種電子裝置。

1a:具非方形螢幕的顯示器

11a:液晶顯示模組

111a:非方形液晶顯示面板

112a:背光單元

12a:顯示驅動晶片

13a:背光驅動晶片

14a:時序控制晶片

1:液晶顯示裝置

11:液晶顯示模組

111:液晶顯示面板

112:背光單元

113:LED驅動電路

1120:LED元件

1121:背光區域

12:顯示驅動晶片

13:背光驅動晶片

14:時序控制晶片

10:區域背光調控模塊

101:背光值提取單元

1011:第一提取單元

1012:第二提取單元

1013:映射單元

102:濾波單元

1021:第一濾波單元

1022:第二濾波單元

103:PWM信號產生單元

104:儲存單元

105:補償單元

1051:混光擴散單元

1052:像素補償單元

圖1為習知的一種具非方形螢幕的顯示器的方塊圖；圖2為應用本發明之一種區域背光調控模塊的一種液晶顯示裝置的方塊圖；圖3為圖2所示之區域背光調控模塊的方塊圖；圖4為圖2所示之液晶顯示模組的一邊緣區域的示圖；圖5為位於邊緣區域內且標示有標籤值的5×5個背光區域的示圖；圖6為完成邊界填充處理之後的邊緣區域的驅動數據的示圖；圖7為背光區域內的一個LED元件和液晶顯示面板的側視圖；以及圖8為背光區域內的多個LED元件和液晶顯示面板的側視圖。

為使 貴審查委員能進一步瞭解本發明之結構、特徵、目的、與其優點，茲附以圖式及較佳具體實施例之詳細說明如後。

圖2為應用本發明之一種區域背光調控模塊的一種液晶顯示裝置的方塊圖。如圖2所示，該液晶顯示裝置1包括：一液晶顯示模組11、至少一個顯示驅動晶片12、至少一個本發明之背光驅動晶片13、以及一時序控制晶片14，其中，該液晶顯示模組11包括一液晶顯示面板111以及一包括M×N個 LED元件的背光單元112，該背光單元112包括X×Y個背光區域，且M、N、X、Y皆為正整數。值得注意的是，該液晶顯示面板111具有多個曲線邊緣，因此其形狀為非方形。並且，如圖2所示，本發明提出用以整合在該背光驅動晶片13之中的一區域背光調控模塊10，使得包含本發明之區域背光調控模塊10的該背光驅動晶片13適於對一具非方形螢幕的液晶顯示裝置1進行區域背光調控(Local backlight dimming)。

圖3為圖2所示之區域背光調控模塊10的方塊圖。如圖3所示，本發明之區域背光調控模塊10主要包括：一背光值提取單元101、一濾波單元102、一PWM信號產生單元103、一儲存單元104、以及一補償單元105，其中，該背光值提取單元101，用以將對應一顯示數據的一圖像劃分為X×Y個圖像區塊以分別對應該X×Y個背光區域，且在對各所述圖像區塊執行一分區特徵值提取操作、一區域背光值計算操作與一背光值-驅動值映射操作，輸出各所述背光區域的一對應的驅動數據。

更詳細地說明，該背光值提取單元101包括一第一提取單元1011、一第二提取單元1012、以及一映射單元1013，其中該第一提取單元1011，用以依據該液晶顯示器1的一液晶顯示面板111的形狀計算各所述背光區域的一有效面積，接著依據大小給予各所述有效面積一標籤值(lable)，最終利用該標籤值和該有效面積完成所述分區特徵值提取操作，從而獲得對應X×Y個所述背光區域的X×Y個分區特徵值。具體地，該第一提取單元1011利用下式(1)至式(5)完成所述分區特徵值提取操作：If S_area=1.0 * S_normal, R_label=0 and P _feature =1.0 * (P×Q)..............................(1)

If S_area=0, R_label=7 and P _feature =1.0*(P×Q).........(5)

於上式(1)至式(5)中，S_area為所述有效面積，S_normal為所述圖像區塊的一常規面積，R_label為所述標籤值，P _feature 為有效像素數作為分區特徵值，且一個所述圖像區塊含有P×Q像素，P、Q皆為正整數。

圖4為圖2所示之液晶顯示模組11的一邊緣區域的示圖。如圖4所示，在該背光單元112共有5×5個背光區域1121位於該邊緣區域內，且該5×5個背光區域1121之中只有15個背光區域1121具完整面積，其它位於或靠近邊緣區域的10個背光區域1121則不具完整面積。因此，基於前述特徵，本發明令該第一提取單元1011利用上式(1)至式(5)完成基於各所述背光區域1121的有效面積的分區特徵值提取操作，同時各所述背光區域1121的被賦予一對應的標籤值。圖5為位於邊緣區域內且標示有標籤值的5×5個背光區域的示圖。如圖5所示，具完整面積的15個背光區域1121的標籤值為0，且其它不具完整面積的10個背光區域1121的標籤值為1、2、或3。補充說明的是，該時序控制晶片14所發送的一顯示數據為一矩陣數據，且該矩陣數據包含位於該液晶顯示面板111的一顯示區域內的一主要顯示數據以及位於該顯示區域之外的一無效顯示數據(dummy data)。因此，對應地，本發明以標籤值7表示該背光區域 1121係落在該顯示區域之外，且該背光區域1121對應該矩陣數據所含有的該無效顯示數據。

如圖3所示，該第二提取單元1012耦接該第一提取單元1011，且用以依據該X×Y個分區特徵值對X×Y個所述背光區域執行一區域背光值計算操作，從而獲得對應X×Y個所述背光區域的X×Y個區域背光值。具體地，該第二提取單元1012利用下式(6)完成所述區域背光值計算操作：

於上式(6)中，avg為所述區域背光值，且sum為所述P×Q像素的一灰階值總和。以所述液晶顯示面板111的解析度為1920×1080為例，該背光單元112被劃分為32×18個背光區域1121，且每一個背光區域1121對應的一個圖像區塊含有60×60(即，P×Q)個像素。在此情況下，標籤值為0的背光區域1121的區域背光值為avg=sum/(1.0*60*60)，標籤值為1的背光區域1121的區域背光值為avg=sum/(0.75*60*60)，且標籤值為7的背光區域1121的區域背光值為avg=sum/(1.0*60*60)。補充說明的是，由於所述無效顯示數據(dummy data)通常為灰階0，因此，即使標籤值為7的背光區域1121的區域背光值不特別設定為0，亦不會有任何影響。

如圖3所示，在該背光值提取單元101之中，該映射單元1013耦接該第二提取單元1012，且含有至少一查找表(LUT)，該查找表包括複數個參考區域背光值以及分別對應該複數個參考區域背光值的複數個驅動值。依據本發明之設計，該映射單元1013用以在該查找表之中查找獲得分別對應X×Y個所述區域背光值的X×Y個驅動值，從而輸出各所述背光區塊的所述驅動數據。較佳地，在依據複數個標籤值預設置複數個查找表的情況下，該第二提 取單元1012可以依據所述背光區域1121的標籤值以及區域背光值，在該查找表之中查找獲得對應的驅動值，從而輸出該背光區域1121的所述驅動數據。應可理解，這樣的方式有助於加速該第二提取單元1012依據X×Y個區域背光值而輸出對應的X×Y個驅動值。

依據本發明之設計，該濾波單元102耦接該背光值提取單元101，用以對X×Y個所述驅動數據執行一濾波處理，並對應輸出X×Y個背光驅動數據。在一實施例中，該濾波單元102包括一第一濾波單元1021以及一第二濾波單元1022，其中該第一濾波單元1021用以將各所述驅動數據和一卷積核(convolution kernel)執行一卷積運算以完成一空間濾波處理，接著輸出對應所述驅動數據的一第一驅動數據。並且，該第二濾波單元1022用以對各所述第一驅動數據執行一時間濾波處理，接著輸出對應所述第一驅動數據的一背光驅動數據。熟悉區域調光技術的工程師必然知道，空間濾波處理和時間濾波處理係用以消除空間上的背光不均勻和時間上的背光閃爍。

重複說明的是，該時序控制晶片14所發送的一顯示數據為一矩陣數據，並且，在曲線邊緣區域，該矩陣數據包含位於該液晶顯示面板111的一顯示區域內的一主要顯示數據以及位於該顯示區域之外的一無效顯示數據(dummy data)。因此，若設計一S×T矩陣數據作為所述卷積核(S、T為正整數)，在將邊緣區域的驅動數據和該卷積核執行一卷積運算之前，必須先對邊緣區域處的驅動數據執行一邊界填充(padding)處理，這樣可以讓所有驅動數據的矩陣大小相同於一幀顯示數據的矩陣大小，以確保數據的完整性和正確性。圖6為完成邊界填充處理之後的邊緣區域的驅動數據的示圖。如圖6所 示，粗黑框標示出在邊緣區域的5×5個背光區域的驅動數據，依行(line)分別為BL00~BL04、BL10~BL14、BL20~BL24、BL30~BL34、以及BL40~BL44。

熟悉圖像處理的工程師通常會採用K-近鄰演算處理(K-nearest neighbors,KNN)、零填充處理(Zero padding)、常數填充處理(Constant padding)、鏡像填充處理(reflect padding)、或複製填充處理(replicate padding)作為所述邊界填充處理。舉例而言，如圖6所示，可先將左邊界的驅動數據BL00、BL10、BL20、BL30、BL40向左複製填充兩個矩陣維度(two dimmensions)，接著再將上邊界的驅動數據BL00、BL00、BL00、BL01、BL02、BL03、BL04向上複製填充兩個矩陣維度(two dimmensions)，即完成邊緣區域的5×5個背光區域的驅動數據的邊界填充處理。必須加以說明的是，由於前述之KNN處理、Zero padding處理、Constant padding處理、reflect padding處理、和replicate padding處理皆屬習用的邊界填充處理方法，於此不再重複介紹。

完成邊界填充處理之後，該第一濾波單元1021將各所述背光區域的驅動數據和一卷積核(convolution kernel)執行一卷積運算以完成所述空間濾波處理，接著輸出對應所述驅動數據的一第一驅動數據。接著，該第二濾波單元1022對各所述背光區域的第一驅動數據執行一時間濾波處理，接著輸出對應所述第一驅動數據的一背光驅動數據。如圖3所示，該儲存單元104耦接於該第二濾波單元1022與該PWM信號產生單元103之間，用以自該第二濾波單元1022接收並儲存第n幀的X×Y個所述背光驅動數據，並將第n-1幀(n為正整數)的X×Y個所述背光驅動數據傳送給該PWM信號產生單元103。接著，該 PWM信號產生單元103依據X×Y個所述背光驅動數據而對應地產生X×Y個PWM信號傳送至該背光單元112的一LED驅動電路113。

圖7為背光區域內的一個LED元件和液晶顯示面板的側視圖，且圖8為背光區域內的多個LED元件和液晶顯示面板的側視圖。如圖7所示，由於LED元件1120所發射的光為一漫射光，因此該漫射光會在該液晶顯示面板111上造成一光強度分布。如圖8所示，可想而知，當背光區域內的LED元件1120至一個增加至多個時，相鄰LED元件1120的光強度分布會相互疊合，導致像素背光受到影響。因此，如圖3所示，本發明之區域背光調控模塊10還包括一補償單元105，其耦接該儲存單元104以接收第n-1幀的X×Y個所述背光驅動數據，且依據X×Y個所述背光驅動數據產生一幀像素補償數據傳送至該液晶顯示器1的至少一顯示驅動晶片12。

在一實施例中，該補償單元105包括一混光擴散單元1051與一像素補償單元1052，其中該混光擴散單元1051含有多個點光源擴散函數(Point Spread Function,PSF)。應可理解，該PWM信號產生單元103依據不同的背光驅動數據會產生不同PWM信號，從而驅動LED元件1120發出不同強度的漫射光。因此，各點光源擴散函數用以對應表示該LED元件1120的一種發光模式，且該混光擴散單元1051將接收自該儲存單元104的X×Y個所述背光驅動數據和對應的一個點光源擴散函數進行卷積運算，以獲得X×Y個第一背光驅動數據。於此，第一背光驅動數據為帶有漫射光擴散後的光強度分布的背光驅動數據。接著，該像素補償單元1052被配置用以依據所述第一背光驅動數據而產生一區域像素補償數據，且X×Y個所述區域像素補償數據組成一幀像素補償數據傳送至該顯示驅動晶片12。

如此，上述已完整且清楚地說明本發明之一種區域背光調控模塊；並且，經由上述可得知本發明具有下列優點：

(1)本發明揭示用以整合在一背光驅動晶片之中的一種區域背光調控模塊。特別地，包含本發明之區域背光調控模塊的背光驅動晶片係適於對一具非方形螢幕的顯示器進行區域背光調控(Local backlight dimming)，且其具有以下優點：依據有效面積準確地提取出一般區域(如中心區域)和邊緣曲線區域的分區特徵值。並且，包含本發明之區域背光調控模塊的背光驅動晶片還具有以下優點：依據有效面積和分區特徵值準確地計算出區域背光值，使得依據X×Y個區域背光值產生的一幀像素補償數據不會對像素造成過補償或和欠補償。

(2)本發明同時提供一種背光驅動晶片的一實施例，其特徵在於包含至少一個前述本發明之區域背光調控模塊。

(3)本發明還提供一種資訊處理裝置的一實施例，其特徵在於，具有至少一個如前所述本發明之背光驅動晶片。在一實施例中，該資訊處理裝置為選自於由液晶顯示器、液晶電視、智慧型手機、智慧型手錶、平板電腦、筆記型電腦、一體式電腦、車載娛樂系統、頭戴式顯示裝置、視訊式門口機、多媒體資訊顯示裝置、和數位相機所組成群組之中的一種電子裝置。

必須加以強調的是，前述本案所揭示者乃為較佳實施例，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。

111:液晶顯示面板

113:LED驅動電路

10:區域背光調控模塊

101:背光值提取單元

1011:第一提取單元

1012:第二提取單元

1013:映射單元

102:濾波單元

1021:第一濾波單元

1022:第二濾波單元

103:PWM信號產生單元

104:儲存單元

105:補償單元

1051:混光擴散單元

1052:像素補償單元

Claims (13)

1. 一種區域背光調控模塊，係整合在一背光驅動晶片之中，其中該背光驅動晶片和一背光單元皆包含於一液晶顯示器之中，且該背光單元包括X×Y個背光區域，X、Y皆為正整數；所述區域背光調控模塊包括： 一背光值提取單元，用以將對應一顯示數據的一圖像劃分為X×Y個圖像區塊以分別對應該X×Y個背光區域，且在對各所述圖像區塊執行一分區特徵值提取操作、一區域背光值計算操作與一背光值-驅動值映射操作，輸出各所述背光區域的一對應的驅動數據； 一濾波單元，耦接該背光值提取單元，用以對X×Y個所述驅動數據執行一濾波處理，該濾波處理包含一空間濾波處理及一時間濾波處理，並對應輸出X×Y個背光驅動數據；以及 一PWM信號產生單元，耦接該濾波單元，且用以依據X×Y個所述背光驅動數據而對應地產生X×Y個PWM信號傳送至該背光單元的一LED驅動電路； 其中，該背光值提取單元包括：一第一提取單元，用以依據該液晶顯示器的一液晶顯示面板的形狀計算各所述背光區域的一有效面積，接著依據大小給予各所述有效面積一標籤值，最終利用該標籤值和該有效面積完成所述分區特徵值提取操作，從而獲得對應X×Y個所述背光區域的X×Y個分區特徵值；一第二提取單元，耦接該第一提取單元，且用以依據該X×Y個分區特徵值對X×Y個所述背光區域執行一區域背光值計算操作，從而獲得對應X×Y個所述背光區域的X×Y個區域背光值；以及一映射單元，耦接該第二提取單元，且含有至少一查找表，該查找表包括複數個參考區域背光值以及分別對應該複數個參考區域背光值的複數個驅動值；其中，該映射單元用以在該查找表之中查找獲得分別對應X×Y個所述區域背光值的X×Y個驅動值，從而輸出各所述背光區域的所述驅動數據。
2. 如請求項1所述之區域背光調控模塊，其中，該第一提取單元利用下式(1)至式(5)完成所述分區特徵值提取操作： If S_area=1.0 S_normal, R_label=0 and =1.0 (P×Q)        …………………………(1)； If 0.5 S_normal S_area 1.0 S_normal, R_label=1 and =0.75 (P×Q)     ………(2)； If 0.2 S_normal S_area 0.5 S_normal, R_label=2 and =0.35 (P×Q)     ………(3)； If 0.0 S_normal S_area 0.2 S_normal, R_label=3 and =0.1 (P×Q)       ………(4)； If S_area=0, R_label=7 and =1.0 (P×Q)………(5)； 其中，S_area為所述有效面積，S_normal為所述圖像區塊的一常規面積，R_label為所述標籤值， 為所述分區特徵值，且一個所述圖像區塊含有P×Q像素，P、Q皆為正整數。
3. 如請求項2所述之區域背光調控模塊，其中，該第二提取單元利用下式(6)完成所述區域背光值計算操作： ……………………………(6)； 其中，avg為所述區域背光值，且sum為所述P×Q像素的一灰階值總和。
4. 如請求項1所述之區域背光調控模塊，其中，該濾波單元包括： 一第一濾波單元，用以將各所述驅動數據和一卷積核(convolution kernel)執行一卷積運算以完成所述空間濾波處理，接著輸出對應所述驅動數據的一第一驅動數據；以及 一第二濾波單元，用以對各所述第一驅動數據執行所述時間濾波處理，接著輸出對應所述第一驅動數據的一背光驅動數據。
5. 如請求項4所述之區域背光調控模塊，其中，執行所述空間濾波處理之前，該第一濾波單元對所述驅動數據執行選自於由K-近鄰演算處理、零填充處理、常數填充處理、鏡像填充處理、和複製填充處理所組成群組之中的一邊界填充(padding)處理。
6. 如請求項4所述之區域背光調控模塊，係更包括： 一儲存單元，耦接於該第二濾波單元與該PWM信號產生單元之間，用以自該第二濾波單元接收並儲存第n幀的X×Y個所述背光驅動數據，並將第n-1幀的X×Y個所述背光驅動數據傳送給該PWM信號產生單元；以及 一補償單元，耦接該儲存單元以接收第n-1幀的X×Y個所述背光驅動數據，且依據X×Y個所述背光驅動數據產生一幀像素補償數據傳送至該液晶顯示器的至少一顯示驅動晶片； 其中，n為正整數。
7. 一種背光驅動晶片，係應用於包含一背光單元的一液晶顯示裝置之中，且該背光單元包括X×Y個背光區域，X、Y皆為正整數；其特徵在於，一區域背光調控模塊整合在該背光驅動晶片之中，且該區域背光調控模塊包括： 一背光值提取單元，用以將對應一顯示數據的一圖像劃分為X×Y個圖像區塊以分別對應該X×Y個背光區域，且在對各所述圖像區塊執行一分區特徵值提取操作、一區域背光值計算操作與一背光值-驅動值映射操作，輸出各所述背光區域的一對應的驅動數據； 一濾波單元，耦接該背光值提取單元，用以對X×Y個所述驅動數據執行一濾波處理，該濾波處理包含一空間濾波處理及一時間濾波處理，並對應輸出X×Y個背光驅動數據；以及 一PWM信號產生單元，耦接該濾波單元，且用以依據X×Y個所述背光驅動數據而對應地產生X×Y個PWM信號傳送至該背光單元的一LED驅動電路； 其中，該背光值提取單元包括：一第一提取單元，用以依據該液晶顯示裝置的一液晶顯示面板的形狀計算各所述背光區域的一有效面積，接著依據大小給予各所述有效面積一標籤值(lable)，最終利用該標籤值和該有效面積完成所述分區特徵值提取操作，從而獲得對應X×Y個所述背光區域的X×Y個分區特徵值；一第二提取單元，耦接該第一提取單元，且用以依據該X×Y個分區特徵值對X×Y個所述背光區域執行一區域背光值計算操作，從而獲得對應X×Y個所述背光區域的X×Y個區域背光值；以及一映射單元，耦接該第二提取單元，且含有至少一查找表，該查找表包括複數個參考區域背光值以及分別對應該複數個參考區域背光值的複數個驅動值；其中，該映射單元用以在該查找表之中查找獲得分別對應X×Y個所述區域背光值的X×Y個驅動值，從而輸出各所述背光區域的所述驅動數據。
8. 如請求項7所述之背光驅動晶片，其中，該第一提取單元利用下式(1)至式(5)完成所述分區特徵值提取操作： If S_area=1.0 S_normal, R_label=0 and =1.0 (P×Q)        …………………………(1)； If 0.5 S_normal S_area 1.0 S_normal, R_label=1 and =0.75 (P×Q)     ………(2)； If 0.2 S_normal S_area 0.5 S_normal, R_label=2 and =0.35 (P×Q)     ………(3)； If 0.0 S_normal S_area 0.2 S_normal, R_label=3 and =0.1 (P×Q)       ………(4)； If S_area=0, R_label=7 and =1.0 (P×Q)………(5)； 其中，S_area為所述有效面積，S_normal為所述圖像區塊的一常規面積，R_label為所述標籤值， 為所述分區特徵值，且一個所述圖像區塊含有P×Q像素，P、Q皆為正整數。
9. 如請求項8所述之背光驅動晶片，其中，該第二提取單元利用下式(6)完成所述區域背光值計算操作： ……………………………(6)； 其中，avg為所述區域背光值，且sum為所述P×Q像素的一灰階值總和。
10. 如請求項7所述之背光驅動晶片，其中，該濾波單元包括： 一第一濾波單元，用以將各所述驅動數據和一卷積核(convolution kernel)執行一卷積運算以完成所述空間濾波處理，接著輸出對應所述驅動數據的一第一驅動數據；以及 一第二濾波單元，用以對各所述第一驅動數據執行所述時間濾波處理，接著輸出對應所述第一驅動數據的一背光驅動數據。
11. 如請求項10所述之背光驅動晶片，其中，執行所述空間濾波處理之前，該第一濾波單元對所述驅動數據執行選自於由K-近鄰演算處理、零填充處理、常數填充處理、鏡像填充處理、和複製填充處理所組成群組之中的一邊界填充(padding)處理。
12. 如請求項10所述之背光驅動晶片，係更包括： 一儲存單元，耦接於該第二濾波單元與該PWM信號產生單元之間，用以自該第二濾波單元接收並儲存第n幀的X×Y個所述背光驅動數據，並將第n-1幀的X×Y個所述背光驅動數據傳送給該PWM信號產生單元；以及 一補償單元，耦接該儲存單元以接收第n-1幀的X×Y個所述背光驅動數據，且依據X×Y個所述背光驅動數據產生一幀像素補償數據傳送至該液晶顯示裝置的至少一顯示驅動晶片； 其中，n為正整數。
13. 一種資訊處理裝置，其特徵在於，具有至少一個如請求項7至請求項12之中任一項所述之背光驅動晶片。

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