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TWI488171B - 顯示裝置之影像處理方法及其顯示裝置 - Google Patents

顯示裝置之影像處理方法及其顯示裝置 Download PDF

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TWI488171B
TWI488171B TW102113660A TW102113660A TWI488171B TW I488171 B TWI488171 B TW I488171B TW 102113660 A TW102113660 A TW 102113660A TW 102113660 A TW102113660 A TW 102113660A TW I488171 B TWI488171 B TW I488171B
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Description

顯示裝置之影像處理方法及其顯示裝置
本發明係相關於一種顯示裝置之影像處理方法及其顯示裝置，尤指一種可維持色溫及伽瑪曲線一致之顯示裝置之影像處理方法及其顯示裝置。
由於液晶顯示面板無法自行發光，因此液晶顯示面板必須搭配一背光模組以作為光源。一般而言，調整背光模組亮度的方式有兩種，一種是直流調光方式，另一種是交流調光方式。直流調光方式是調整供應至背光模組的直流電流大小，以進而調整背光模組的亮度。交流調光方式是調整供應至背光模組的交流電源訊號的脈波寬度，以進而調整背光模組的亮度。
請參考第1圖，第1圖為習知交流調光方式的交流電源訊號的波形示意圖。如第1圖所示，交流電源訊號係一不連續電流，且電流的大小係為固定值Imax。習知交流調光方式係根據一佔空比(Duty Ratio)控制電源開關的開啟時間Ton與關閉時間Toff以調整交流電源訊號的脈波寬度。佔空比等於開啟時間Ton與週期總時間T之比值。
雖然直流調光方式可以解決交流調光方式的閃爍問題，然而，在先前技術中，當利用直流調光方式調整背光模組的亮度時，液晶顯示面板之畫素的顏色會飄移，使得液晶顯示面板的色溫及伽瑪曲線改變。因此，習知 背光模組的直流調光方式無法維持色溫及伽瑪曲線一致。
本發明之目的在於提供一種可維持色溫及伽瑪曲線一致之顯示裝置之影像處理方法及其顯示裝置，以解決先前技術的問題。
本發明顯示裝置之影像處理方法包含提供一直流電流至一顯示裝置之背光模組；根據一亮度控制訊號調整該直流電流之大小，以控制該背光模組之亮度；以及當該背光模組之亮度改變時，調整該顯示裝置之色溫及伽瑪曲線，以使該顯示裝置之色溫及伽瑪曲線相同於該背光模組於一預設亮度時該顯示裝置之色溫及伽瑪曲線。
本發明顯示裝置包含一背光模組；一直流電流供應單元，用以提供一直流電流至該背光模組，並根據一亮度控制訊號調整該直流電流之大小，以控制該背光模組之亮度；以及一影像處理單元，用以當該背光模組之亮度改變時，調整該顯示裝置之色溫及伽瑪曲線，以使該顯示裝置之色溫及伽瑪曲線相同於該背光模組於一預設亮度時該顯示裝置之色溫及伽瑪曲線。
相較於先前技術，本發明顯示裝置之影像處理方法可以在利用直流調光方式調整背光模組的亮度時補償顯示資料，以調整顯示裝置之色溫及伽瑪曲線，進而使顯示裝置之色溫及伽瑪曲線能維持一致。因此本發明顯示裝置的顯示畫面品質不會受到直流調光方式之影響。
100‧‧‧顯示裝置
110‧‧‧顯示面板
112‧‧‧螢幕顯示介面
120‧‧‧背光模組
130‧‧‧直流電流供應單元
140‧‧‧影像處理單元
142a‧‧‧第一查找表
142b‧‧‧第二查找表
144‧‧‧影像補償單元
700‧‧‧流程圖
710至730‧‧‧步驟
Imax‧‧‧電流最大值
I1,I2‧‧‧電流值
Isen1‧‧‧驅動電路之感測端
Comp1‧‧‧驅動電路之控制端
Sc‧‧‧控制訊號
Ton‧‧‧電源開關開啟時間
Toff‧‧‧電源開關關閉時間
T‧‧‧週期總時間
Vout‧‧‧輸出電壓
第1圖為習知交流調光方式的交流電源訊號的波形示意圖。
第2圖為直流調光方式的直流電流的波形示意圖。
第3圖為直流調光方式畫素顏色飄移的示意圖。
第4圖為本發明顯示裝置的示意圖。
第5圖為第4圖之影像處理單元的功能方塊示意圖。
第6圖為本發明背光模組及直流電流供應單元之一實施例的示意圖。
第7圖為本發明顯示裝置之影像處理方法之流程圖。
請同時參考第2圖及第3圖。第2圖為直流調光方式的直流電流的波形示意圖。第3圖為直流調光方式中畫素顏色飄移的示意圖。如第2圖所示，直流調光方式係控制直流電流之大小以調整背光模組的亮度，每一直流電流之大小係對應於一特定亮度。舉例來說，當要調整背光模組的亮度至最亮時，直流調光方式係控制直流電流之大小為最大值Imax，而當要調暗背光模組的亮度時，直流調光方式係降低直流電流之大小至較小值，例如I1或I2等。然而，如第3圖所示，當直流調光方式降低直流電流之大小時，畫素的顏色會飄移，進而使得畫素的伽瑪值偏離原本之伽瑪曲線(例如伽瑪2.2曲線)。另外，畫素的色溫也會相對地改變。
為了在直流調光方式中使顯示裝置之色溫及伽瑪曲線能維持一致，本發明提供一種顯示裝置。請參考第4圖，第4圖為本發明顯示裝置的示意圖。如第4圖所示，本發明顯示裝置100包含一顯示面板110，一背光模組120，一直流電流供應單元130，以及一影像處理單元140。顯示面板110包含複數個畫素用以顯示影像。背光模組120係設置於顯示面板110之一側，用以發出光線至顯示面板110。直流電流供應單元130係電連接於背光模組120，用以提供一直流電流至背光模組120以使背光模組120發光，直流電流供應單元130另可根據一亮度控制訊號調整直流電流之大小，以控制背光模組120之亮度。舉例來說，亮度控制訊號可以根據一螢幕顯示(on screen display, OSD)介面112之設定值所產生，當使用者經由螢幕顯示介面112輸入亮度之設定值時，螢幕顯示介面112會產生相對應之亮度控制訊號，以命令直流電流供應單元130調整直流電流之大小，進而控制背光模組120之亮度至相對應亮度。影像處理單元140用以當背光模組120之亮度改變時，調整顯示裝置之色溫及伽瑪曲線，以使顯示裝置之色溫及伽瑪曲線相同於背光模組120於一預設亮度時顯示裝置之色溫及伽瑪曲線。
請參考第5圖，並一併參考第4圖，第5圖為第4圖之影像處理單元140的功能方塊示意圖。如第5圖所示，影像處理單元140可包含複數個查找表，以及一影像補償單元144。在本實施例中，影像處理單元140係包含兩個查找表，亦即第一查找表142a和第二查找表142b，但本發明影像處理單元140包含之查找表的數目並不以此為限，本發明影像處理單元140可包含更多之查找表。第一查找表142a用以儲存一第一組色彩增益調整值，而第二查找表142b用以儲存一第二組色彩增益調整值。第一組色彩增益調整值係根據背光模組120於一第一亮度時顯示裝置之影像之一第一色座標及背光模組120於一預設亮度時顯示裝置之影像之一預定色座標所產生，而第二組色彩增益調整值係根據背光模組120於一第二亮度時顯示裝置之影像之一第二色座標及背光模組120於預設亮度時顯示裝置之影像之預定色座標所產生。舉例來說，本發明可預先量測背光模組120於第一亮度時顯示面板110顯示影像之第一色座標，之後本發明再根據第一色座標和背光模組120於預設亮度時顯示面板110顯示影像之預定色座標之間的差異，產生第一組色彩增益調整值；本發明可另預先量測背光模組120於第二亮度時顯示面板110顯示影像之第二色座標，之後本發明再根據第二色座標和背光模組120於預設亮度時顯示面板110顯示影像之預定色座標之間的差異，產生第二組色彩增益調整值。第一組色彩增益調整值及第二組色彩增益調整值再分別儲存於第一查找表142a及第二查找表142b中。
當直流電流供應單元130根據亮度控制訊號控制背光模組120之亮度為第一亮度時，影像補償單元144可利用第一查找表142a中的第一組色彩增益調整值調整及更新顯示資料，以調整顯示面板110之畫素(例如紅、藍、綠畫素)的色彩增益，進而調整顯示裝置之色溫及伽瑪值。由於第一組色彩增益調整值係根據第一色座標和預定色座標之間的差異所產生，因此背光模組120於第一亮度時顯示裝置之色溫及伽瑪曲線會相同於背光模組120於預設亮度時顯示裝置之色溫及伽瑪曲線。
相似地，當直流電流供應單元130根據亮度控制訊號控制背光模組120之亮度為第二亮度時，影像補償單元144可利用第二查找表142b中的第二組色彩增益調整值調整及更新顯示資料，以調整顯示面板110之畫素(例如紅、藍、綠畫素)的色彩增益，進而調整顯示裝置之色溫及伽瑪值。由於第二組色彩增益調整值係根據第二色座標和預定色座標之間的差異所產生，因此背光模組120於第二亮度時顯示裝置之色溫及伽瑪曲線會相同於背光模組120於預設亮度時顯示裝置之色溫及伽瑪曲線。需注意，查找表中的色彩增益調整值更新顯示資料，以調整顯示面板110之畫素(例如紅、藍、綠畫素)的色彩增益，進而單獨調整顯示裝置之色溫、伽瑪值或其他顯示相關資訊。
換句話說，當亮度控制訊號係為一第一亮度控制訊號，且第一亮度控制訊號對應第一亮度時，影像處理單元140針對輸入影像資料進行伽瑪校正及色溫校正，使得校正後影像資料對應一預設伽瑪曲線及一預設色溫值，而當該亮度控制訊號從第一亮度控制訊號調整為一第二亮度控制訊號，且第二亮度控制訊號對應第二亮度時(第一亮度大於第二亮度)，影像處理單元140根據第二亮度控制訊號針對輸入影像資料進行伽瑪校正及色溫校正，使得校正後影像資料對應預設伽瑪曲線及預設色溫值。其中第一組色彩增益調 整值及第二組色彩增益調整值係分別根據第一亮度控制訊號及第二亮度控制訊號產生。
依據上述配置，本發明可根據不同亮度值產生相對應之色彩增益調整值，用以當背光模組120於不同亮度時維持顯示裝置之色溫及伽瑪曲線一致。再者，在不同組色彩增益調整值之間，影像補償單元144可另外利用內插法或其他演算法得到其他亮度相對應之色彩增益調整值。
另外，預設亮度可根據設計需求而決定。舉例來說，若螢幕顯示介面112的亮度設定值的範圍是0至100，則本發明可將預設亮度設定為對應至亮度設定值為50時之亮度，而預設亮度相對應之色溫及伽瑪曲線將作為其他亮度之參考基準。
請參考第6圖，第6圖為本發明背光模組及直流電流供應單元之一實施例的示意圖。如第6圖所示，直流電流供應單元130之驅動電路之控制端Comp1係根據控制訊號Sc控制電源開關SW之閘極端電壓，以調整流經背光模組120之發光二極體LED之電流。驅動電路之感測端Isen1係感測流經背光模組120之發光二極體LED之電流，以使驅動電路能準確控制流經背光模組120之發光二極體LED之電流。另外，驅動電路亦控制輸出電壓Vout，以提供直流電流至背光模組120。
請參考第7圖，第7圖為本發明顯示裝置之影像處理方法之流程圖700。本發明顯示裝置之影像處理方法之流程如下列步驟：步驟710：提供一直流電流至一顯示裝置之背光模組；步驟720：根據一亮度控制訊號調整該直流電流之大小，以控制該背光模組之亮度；以及 步驟730：當該背光模組之亮度改變時，調整該顯示裝置之色溫及伽瑪曲線，以使該顯示裝置之色溫及伽瑪曲線相同於該背光模組於一預設亮度時該顯示裝置之色溫及伽瑪曲線。
相較於先前技術，本發明顯示裝置之影像處理方法可以在利用直流調光方式調整背光模組的亮度時補償顯示資料，以調整顯示裝置之色溫及伽瑪曲線，進而使顯示裝置之色溫及伽瑪曲線能維持一致。因此本發明顯示裝置的顯示畫面品質不會受到直流調光方式之影響。
700‧‧‧流程圖
710至730‧‧‧步驟

Claims (14)

  1. 一種顯示裝置之影像處理方法，包含：提供一直流電流至一顯示裝置之背光模組；根據一亮度控制訊號調整該直流電流之大小，以控制該背光模組之亮度；以及當該直流電流之大小被調整以使該背光模組之亮度改變時，調整該顯示裝置之色溫及伽瑪曲線，以使該顯示裝置之色溫及伽瑪曲線相同於該背光模組於一預設亮度時該顯示裝置之色溫及伽瑪曲線。
  2. 如請求項1所述之影像處理方法，其中調整該顯示裝置之色溫及伽瑪曲線包含利用一第一查找表調整該背光模組於一第一亮度時該顯示裝置之色溫及伽瑪值，以及利用一第二查找表調整該背光模組於一第二亮度時該顯示裝置之色溫及伽瑪值。
  3. 如請求項1所述之影像處理方法，其中調整該顯示裝置之色溫及伽瑪曲線包含調整該背光模組於一第一亮度時該顯示裝置之色彩增益，以及調整該背光模組於一第二亮度時該顯示裝置之色彩增益。
  4. 如請求項1所述之影像處理方法，另包含：預先量測該背光模組於一第一亮度時該顯示裝置之影像之一第一色座標；根據該第一色座標及該背光模組於該預設亮度時該顯示裝置之影像之一預定色座標，產生一第一組色彩增益調整值；預先量測該背光模組於一第二亮度時該顯示裝置之影像之一第二色座標；根據該第二色座標及該背光模組於該預設亮度時該顯示裝置之影像之該 預定色座標，產生一第二組色彩增益調整值；分別儲存該第一組色彩增益調整值及該第二組色彩增益調整值於一第一查找表及一第二查找表中；其中調整該顯示裝置之色溫及伽瑪曲線包含利用該第一查找表調整該背光模組於該第一亮度時該顯示裝置之色溫及伽瑪值，以及利用該第二查找表調整該背光模組於該第二亮度時該顯示裝置之色溫及伽瑪值。
  5. 如請求項1所述之影像處理方法，其中該亮度控制訊號係根據一螢幕顯示(on screen display,OSD)介面之設定值所產生。
  6. 一種顯示裝置，包含：一背光模組；一直流電流供應單元，用以提供一直流電流至該背光模組，並根據一亮度控制訊號調整該直流電流之大小，以控制該背光模組之亮度；以及一影像處理單元，用以當該直流電流之大小被調整以使該背光模組之亮度改變時，調整該顯示裝置之色溫及伽瑪曲線，以使該顯示裝置之色溫及伽瑪曲線相同於該背光模組於一預設亮度時該顯示裝置之色溫及伽瑪曲線。
  7. 如請求項6所述之顯示裝置，其中該影像處理單元係用以利用一第一查找表調整該背光模組於一第一亮度時該顯示裝置之色溫及伽瑪值，以及利用一第二查找表調整該背光模組於一第二亮度時該顯示裝置之色溫及伽瑪值。
  8. 如請求項6所述之顯示裝置，其中該影像處理單元調整該顯示裝置之色溫及伽瑪曲線，係為該影像處理單元調整該背光模組於一第一亮度時該顯示裝置之色彩增益，以及調整該背光模組於一第二亮度時該顯示裝置之色彩增益。
  9. 如請求項6所述之顯示裝置，其中該影像處理單元包含：一第一查找表，用以儲存一第一組色彩增益調整值，該第一組色彩增益調整值係根據該背光模組於一第一亮度時該顯示裝置之影像之一第一色座標及該背光模組於該預設亮度時該顯示裝置之影像之一預定色座標所產生；一第二查找表，用以儲存一第二組色彩增益調整值，該第二組色彩增益調整值係根據該背光模組於一第二亮度時該顯示裝置之影像之一第二色座標及該背光模組於該預設亮度時該顯示裝置之影像之該預定色座標所產生；一影像補償單元，利用該第一查找表調整該背光模組於該第一亮度時該顯示裝置之色溫及伽瑪值，以及利用該第二查找表調整該背光模組於該第二亮度時該顯示裝置之色溫及伽瑪值。
  10. 如請求項6所述之顯示裝置，另包含一螢幕顯示(on screen display,OSD)介面，其中該亮度控制訊號係根據該螢幕顯示介面之設定值所產生。
  11. 一種顯示裝置，包含：一背光模組；一直流電流供應單元，用以提供一直流電流至該背光模組，並根據一亮度控制訊號調整該直流電流之大小，以控制該背光模組之亮度；以及 一影像處理單元，耦接該直流電流供應單元，用以當該亮度控制訊號於一第一亮度控制訊號時針對一輸入影像資料進行伽瑪校正，使得校正後影像資料對應一預設伽瑪曲線；其中，當該亮度控制訊號由該第一亮度控制訊號調整為一第二亮度控制訊號而調整該直流電流之大小，以改變該背光模組之亮度時，該影像處理單元根據該第二亮度控制訊號針對該輸入影像資料進行伽瑪校正，使得校正後影像資料對應該預設伽瑪曲線。
  12. 如請求項11所述之顯示裝置，其中該影像處理單元另用以在該亮度控制訊號於該第一亮度控制訊號時針對該輸入影像資料進行色溫校正，使得校正後影像資料對應一預設色溫值；以及其中，當該亮度控制訊號於由該第一亮度控制訊號調整為該第二亮度控制訊號時，該影像處理單元根據該第二亮度控制訊號針對該輸入影像資料進行色溫校正，使得校正後影像資料對應該預設色溫值。
  13. 如請求項11所述之顯示裝置，其中該影像處理單元包含：一第一查找表，用以儲存一第一組色彩增益調整值，該第一組色彩增益調整值係根據該第一亮度控制訊號產生；一第二查找表，用以儲存一第二組色彩增益調整值，該第二組色彩增益調整值係根據第二亮度控制訊號產生；一影像補償單元，利用該第一查找表調整該輸入影像資料，以及利用該第二查找表調整該輸入影像資料。
  14. 如請求項11所述之顯示裝置，其中該第一亮度控制訊號與該第二亮度控制訊號於該背光模組分別對應一第一亮度與一第二亮度，該第一亮度大於該第二亮度。
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