專(zhuān)利名稱(chēng)：液晶顯示器亮度補(bǔ)償方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示器亮度補(bǔ)償?shù)姆椒把b置，特別是一種調(diào)整輸入訊號(hào)強(qiáng)度，以獲致較佳影像品質(zhì)的亮度補(bǔ)償方法及裝置，適用于各種液晶顯示器或類(lèi)似顯示器的影像調(diào)整。
背景技術(shù)：
液晶顯示器的流行，主要是其具有低耗電、重量輕薄及高影像品質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于數(shù)字電視、筆記型計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)屏幕，因而漸漸取代傳統(tǒng)陰極射線(xiàn)管(CRT)成為顯示器產(chǎn)業(yè)的主流，然受限于液晶分子的特性，諸如黏滯是數(shù)、介電常數(shù)以及彈性是數(shù)等，液晶顯示器會(huì)有響應(yīng)時(shí)間過(guò)久與殘影現(xiàn)象的問(wèn)題，尤其相對(duì)于CRT，液晶顯示器的影像畫(huà)面有亮度不足的問(wèn)題，若輸入畫(huà)面屬于較灰暗的影像如夜景，則顯示器產(chǎn)生的亮度或?qū)Ρ蕊@得不足，使觀(guān)賞者無(wú)法看到影像的細(xì)節(jié)，若輸入畫(huà)面屬于反差過(guò)大的影像，如背光情況下所拍攝的畫(huà)面，則較亮及較暗的影像灰階值較多，使得畫(huà)面中較暗的區(qū)域偏暗、較亮的區(qū)域偏亮，兩區(qū)域的畫(huà)面皆無(wú)法顯示細(xì)膩的層次感，通常顯示器上會(huì)設(shè)有亮度對(duì)比調(diào)整鈕，觀(guān)賞者可手動(dòng)調(diào)整影像的亮度和對(duì)比，使影像較清晰及色彩豐富，然而這種手動(dòng)調(diào)整對(duì)于動(dòng)態(tài)影像觀(guān)賞來(lái)說(shuō)非常麻煩，因?yàn)閯?dòng)態(tài)影像的畫(huà)面切換快速多樣，單一亮度和對(duì)比比例難以適應(yīng)各種場(chǎng)面影像，因此須藉由顯示器內(nèi)部單元調(diào)整，加強(qiáng)影像對(duì)比程度，使畫(huà)面的層次更明顯。
請(qǐng)參閱圖1，習(xí)知技術(shù)為了加強(qiáng)影像，透過(guò)一伽瑪調(diào)整方法，將灰階亮度控制裝置設(shè)置于液晶顯示器的電壓驅(qū)動(dòng)器上，當(dāng)系統(tǒng)判斷出影像的亮度不足或?qū)Ρ炔粔驎r(shí)，將原始伽瑪曲線(xiàn)調(diào)升為調(diào)整伽瑪曲線(xiàn)，亦即將伽瑪電壓值提升，相對(duì)地顯示器亮度亦提高，使影像對(duì)比和亮度獲得改善，然而此種技術(shù)有以下缺點(diǎn)1、于顯示器內(nèi)部需另設(shè)一控制裝置以控制電壓變化，使顯示器內(nèi)部耗電量增加及資源消耗。
2、每一顯示器面特性皆不同，而控制裝置的單一特性無(wú)法針對(duì)不同面板特性作調(diào)整，對(duì)影像的控制能力顯得不夠彈性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新穎的亮度補(bǔ)償方法，考慮液晶顯示器面板特性，以處理影像訊號(hào)的方法改善顯示器的影像品質(zhì)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種亮度補(bǔ)償方法，利用對(duì)照表的簡(jiǎn)單對(duì)應(yīng)，快速獲得適當(dāng)亮度表現(xiàn)的調(diào)整灰階值。
本發(fā)明的又一目的是提供一種新穎的亮度補(bǔ)償裝置，用以執(zhí)行上述的亮度補(bǔ)償方法，迅速輸出調(diào)整灰階值改善顯示器畫(huà)面品質(zhì)的效果良好，可供各式液晶顯示器面板的應(yīng)用。
本發(fā)明的方法包括(1)測(cè)量面板的原始伽瑪曲線(xiàn)；(2)設(shè)定一目標(biāo)伽瑪曲線(xiàn)；(3)輸入一初始灰階值得到對(duì)應(yīng)于目標(biāo)伽瑪曲線(xiàn)的亮度，于原始伽瑪曲線(xiàn)上找出表現(xiàn)該亮度的調(diào)整灰階值；(4)重復(fù)上述(2)至(3)步驟產(chǎn)生數(shù)組初始灰階值與數(shù)組調(diào)整灰階值，將該數(shù)組調(diào)整灰階值歸納為一比例陣列；(5)重復(fù)上述(2)至(4)步驟于不同目標(biāo)曲線(xiàn)下產(chǎn)生數(shù)組比例陣列以制成一對(duì)照表；(6)計(jì)算影像的輸入灰階值的數(shù)量分布；(7)分別計(jì)算暗階比例和亮階比例；(8)依據(jù)暗階比例的大小從暗階對(duì)照表中選擇一對(duì)應(yīng)的比例陣列，以該比例陣列內(nèi)的調(diào)整灰階值取代輸入灰階值；(9)依據(jù)亮階比例的大小從亮階對(duì)照表中選擇一對(duì)應(yīng)的比例陣列，以該比例陣列內(nèi)的調(diào)整灰階值取代輸入灰階值；以及(10)將調(diào)整后的灰階值輸出以調(diào)整訊號(hào)強(qiáng)度改善影像品質(zhì)。
本發(fā)明中，用以執(zhí)行上述方法的裝置包含一灰階分布分析單元，用以接收影像訊號(hào)，并對(duì)每一輸入灰階值的分布數(shù)計(jì)數(shù)以獲得灰階分布狀態(tài)；一對(duì)照表儲(chǔ)存單元，用以?xún)?chǔ)存對(duì)照表；以及一灰階運(yùn)算單元，用以計(jì)算灰階比例，并代入轉(zhuǎn)換函數(shù)轉(zhuǎn)換成LUT強(qiáng)度以對(duì)應(yīng)至對(duì)照表內(nèi)的比例陣列，以此比例陣列內(nèi)的調(diào)整灰階值取代輸入灰階值并輸出之；藉以調(diào)整輸入訊號(hào)源的強(qiáng)度，以獲得較佳的影像品質(zhì)。
下面結(jié)合附圖以具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是習(xí)知技術(shù)的透過(guò)伽瑪調(diào)整方法，將伽瑪電壓值提升以加強(qiáng)影像的示意圖；圖2是影像的灰階分布圖的示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示器亮度補(bǔ)償方法及其裝置的原始伽瑪曲線(xiàn)與目標(biāo)伽瑪曲線(xiàn)的示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示器亮度補(bǔ)償方法及其裝置的對(duì)照表的示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示器亮度補(bǔ)償方法及其裝置的灰階值的輸入與輸出示意圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示器亮度補(bǔ)償方法及其裝置的影像處理流程圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明21-暗階區(qū)；22-亮階區(qū)；23-暗階區(qū)內(nèi)灰階數(shù)量；24-亮階區(qū)內(nèi)灰階數(shù)量；10-原始伽瑪曲線(xiàn)；11-目標(biāo)伽瑪曲線(xiàn)；12-初始灰階值X1；13-亮度Y1；14-調(diào)整灰階值X2；41-暗階對(duì)照表；42-亮階對(duì)照表；43、43’-初始灰階值；44、44’-比例陣列組；45、45’-比例陣列的強(qiáng)弱方向；46、46’-調(diào)整灰階值；47-暗階對(duì)照表內(nèi)的比例陣列；47’-亮階對(duì)照表內(nèi)的比例陣列；51、52-暗階區(qū)及亮階區(qū)輸入輸出曲線(xiàn)；53-斜率為1的直線(xiàn)(輸入灰階值等于輸出灰階值)；54、55-臨界點(diǎn)；56-直線(xiàn)；61-灰階分布分析單元；62-對(duì)照表儲(chǔ)存單元；63-灰階運(yùn)算單元。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖2，以10bit的液晶顯示器而言，每一影像畫(huà)面具有1024個(gè)灰階值，將存在于影像畫(huà)面內(nèi)的各個(gè)灰階值數(shù)量作運(yùn)算統(tǒng)計(jì)，得到一灰階分布圖，其中將總灰階范圍的一比例以下的范圍設(shè)定為暗階區(qū)21，將總灰階范圍的一比例以上的范圍設(shè)定為亮階區(qū)22，在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中設(shè)定暗階區(qū)的范圍是總灰階范圍的前四分之一灰階范圍，即灰階值0至256，亮階區(qū)的范圍設(shè)定為總灰階范圍的后四分之一灰階范圍，即灰階值768至1024，再定義暗階比例為暗階區(qū)21內(nèi)灰階數(shù)量23占總灰階數(shù)量的比例；亮階比例是指亮階區(qū)22內(nèi)灰階數(shù)量24占總灰階數(shù)量的比例。
請(qǐng)參閱圖3，以一較佳實(shí)施例來(lái)說(shuō)明如何建立提升液晶顯示器面板的亮度所依據(jù)的對(duì)照表，其方法如下(1)首先測(cè)量液晶顯示器的面板得到一原始伽瑪曲線(xiàn)10；(2)設(shè)定一目標(biāo)伽瑪曲線(xiàn)11；(3)輸入一初始灰階值X1(標(biāo)號(hào)12)得到對(duì)應(yīng)于目標(biāo)伽瑪曲線(xiàn)11的亮度Y1(標(biāo)號(hào)13)，于原始伽瑪曲線(xiàn)10上找出表現(xiàn)該亮度的調(diào)整灰階值X2(標(biāo)號(hào)14)；(4)重復(fù)上述(2)至(3)步驟產(chǎn)生數(shù)組初始灰階值X1與數(shù)組調(diào)整灰階值X2，將該數(shù)組調(diào)整灰階值歸納為一比例陣列；以及(5)重復(fù)上述(2)至(4)步驟于不同目標(biāo)曲線(xiàn)下產(chǎn)生數(shù)組比例陣列以制成一對(duì)照表。
如圖4所示，以10bit的顯示分辨率而言，分別依暗階區(qū)及亮階區(qū)設(shè)計(jì)暗階對(duì)照表41及亮階對(duì)照表42，其中對(duì)于暗階對(duì)照表41選擇8組初始灰階值43以及包含6組比例陣列的比例陣列組44，對(duì)于亮階對(duì)照表42選擇8組初始灰階值43’及包含7組比例陣列的比例陣列組44’，各比例陣列組44、44’包含與初始灰階值43、43’對(duì)應(yīng)的調(diào)整灰階值46、46’。
當(dāng)影像資料輸入后，計(jì)算影像的輸入灰階值的數(shù)量分布，得到如圖2的灰階分布圖，分別計(jì)算暗階比例和亮階比例，依據(jù)暗階比例的大小從暗階對(duì)照表41的比例陣列組44中選擇一對(duì)應(yīng)的比例陣列，若暗階比例越高，則于暗階對(duì)照表41的比例陣列組44中選擇越強(qiáng)的比例陣列，如標(biāo)號(hào)45所示，暗階比例與暗階對(duì)照表41的比例陣列的對(duì)應(yīng)方法是將暗階比例代入一暗階轉(zhuǎn)換函數(shù)得到一暗階LUT強(qiáng)度，即暗階LUT強(qiáng)度＝F1(暗階比例)，其中暗階轉(zhuǎn)換函數(shù)是一遞增函數(shù)，即暗階比例越高，暗階LUT強(qiáng)度越大，將此暗階LUT強(qiáng)度對(duì)應(yīng)至比例陣列組44內(nèi)較強(qiáng)的比例陣列，并以該比例陣列的調(diào)整灰階值46取代輸入灰階值；同理，依據(jù)亮階比例的大小從亮階對(duì)照表42的比例陣列組44’中選擇一對(duì)應(yīng)的比例陣列，若亮階比例越高，于亮階對(duì)照表42的比例陣列組44’中選擇越強(qiáng)的比例陣列，如標(biāo)號(hào)45’所示，亮階比例與亮階對(duì)照表42的比例陣列的對(duì)應(yīng)方法是將亮階比例代入一亮階轉(zhuǎn)換函數(shù)得到一亮階LUT強(qiáng)度，即亮階LUT強(qiáng)度＝F2(亮階比例)，其中亮階轉(zhuǎn)換函數(shù)是一遞增函數(shù)，即亮階比例越高，亮階LUT強(qiáng)度越大，將此亮階LUT強(qiáng)度對(duì)應(yīng)至比例陣列組44’內(nèi)較強(qiáng)的比例陣列，并以該比例陣列的調(diào)整灰階值46’取代輸入灰階值，最后，將調(diào)整后的灰階值輸出以調(diào)整訊號(hào)強(qiáng)度改善影像品質(zhì)。
若有一影像畫(huà)面的暗階比例對(duì)應(yīng)到暗階對(duì)照表41的比例陣列47及亮階對(duì)照表42的比例陣列47’，各調(diào)整灰階值間的灰階值可由內(nèi)插運(yùn)算求得，則灰階值的輸入與輸出示意圖為圖5所示，其中調(diào)整后的暗階區(qū)及亮階區(qū)輸入輸出曲線(xiàn)分別如標(biāo)號(hào)51、52，暗階區(qū)的輸入輸出曲線(xiàn)51將會(huì)高于斜率1的直線(xiàn)53，該直線(xiàn)53表示輸入灰階值等于輸出灰階值，亮階區(qū)的輸入輸出曲線(xiàn)52將會(huì)低于斜率1的直線(xiàn)53，而曲線(xiàn)51、52的臨界點(diǎn)54、55將以直線(xiàn)56相連接，曲線(xiàn)51、52及直線(xiàn)56構(gòu)成新的影像訊號(hào)調(diào)整的輸入與輸出關(guān)系，由此可知，若暗階對(duì)照表設(shè)有P組暗階比例陣列，亮階對(duì)照表設(shè)有Q組亮階比例陣列，經(jīng)排列組合后可得到PxQ組比例陣列的組合方式，即會(huì)有PxQ條調(diào)整用的輸入輸出曲線(xiàn)，因此選擇眾多且應(yīng)用彈性。另外，對(duì)照表的階數(shù)可依顯示器分辨率的要求而設(shè)定，若輸入灰階值為10bit，比例陣列中設(shè)定為12bit顯示值，則輸出灰階值即為12bit，因此僅需改變對(duì)照表的階數(shù)即可應(yīng)用于不同顯示器，極具產(chǎn)業(yè)利用性。
請(qǐng)參閱圖6，本發(fā)明中用以執(zhí)行上述方法的裝置包含一灰階分布分析單元61，用以接收影像訊號(hào)，并對(duì)每一輸入灰階值的分布數(shù)計(jì)數(shù)以獲得灰階分布狀態(tài)；一對(duì)照表儲(chǔ)存單元62，用以?xún)?chǔ)存對(duì)照表；以及一灰階運(yùn)算單元63，用以計(jì)算灰階比例，并代入轉(zhuǎn)換函數(shù)轉(zhuǎn)換成LUT強(qiáng)度以對(duì)應(yīng)至對(duì)照表內(nèi)的比例陣列，以此比例陣列內(nèi)的調(diào)整灰階值取代輸入灰階值并輸出之；藉以調(diào)整輸入訊號(hào)源的強(qiáng)度，以獲得較佳的影像品質(zhì)。
因此，本發(fā)明具有以下的優(yōu)點(diǎn)1、改善傳統(tǒng)液晶顯示器亮度及對(duì)比不足的缺點(diǎn)，影像加強(qiáng)后更顯得對(duì)比分明及色彩豐富。
2、本發(fā)明的方法應(yīng)用不受限于單一面板特性，不同面板經(jīng)測(cè)量得到的伽瑪曲線(xiàn)特性即可制成特制的對(duì)照表，根據(jù)此對(duì)照表調(diào)整的影像更能表現(xiàn)色彩的層次。
3、利用對(duì)照表的特性，無(wú)論對(duì)應(yīng)或內(nèi)插灰階值，運(yùn)算簡(jiǎn)單快速，修正影像訊號(hào)的時(shí)間大為縮短，使得影像呈現(xiàn)更迅速修正到目標(biāo)亮度。
4、對(duì)照表內(nèi)的比例陣列數(shù)可依需求設(shè)定數(shù)量，若組數(shù)越多，可選擇調(diào)整的調(diào)整灰階值即越多，因此選擇多樣且應(yīng)用彈性。
5、對(duì)照表的階數(shù)可依顯示器分辨率的要求而設(shè)定，可適用各種不同灰階值階數(shù)的顯示器，應(yīng)用廣泛。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器亮度補(bǔ)償中制作亮度補(bǔ)償對(duì)照表的方法，其特征在于包含(1)測(cè)量面板的原始伽瑪曲線(xiàn)；(2)設(shè)定一目標(biāo)伽瑪曲線(xiàn)；(3)輸入一初始灰階值得到對(duì)應(yīng)于目標(biāo)伽瑪曲線(xiàn)的亮度，于原始伽瑪曲線(xiàn)上找出表現(xiàn)該亮度的調(diào)整灰階值；(4)重復(fù)上述(2)至(3)步驟產(chǎn)生數(shù)組初始灰階值與數(shù)組調(diào)整灰階值，將該數(shù)組調(diào)整灰階值歸納為一比例陣列；以及(5)重復(fù)上述(2)至(4)步驟于不同目標(biāo)曲線(xiàn)下產(chǎn)生數(shù)組比例陣列以制成一對(duì)照表；藉以調(diào)整輸入訊號(hào)源的強(qiáng)度，以獲得較佳的影像品質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明是一種液晶顯示器亮度補(bǔ)償方法及其裝置，其方法包含測(cè)量面板的原始伽馬曲線(xiàn)，設(shè)定一目標(biāo)伽馬曲線(xiàn)，輸入一初始灰階值得到對(duì)應(yīng)于目標(biāo)伽馬曲線(xiàn)的亮度，于原始伽馬曲線(xiàn)上找出表現(xiàn)該亮度的調(diào)整灰階值，重復(fù)上述步驟產(chǎn)生包含數(shù)組比例陣列的對(duì)照表，接著計(jì)算影像的輸入灰階值的數(shù)量分布，依據(jù)暗階和亮階比例的大小從對(duì)照表中選擇一對(duì)應(yīng)的比例陣列，以該比例陣列內(nèi)的調(diào)整灰階值取代輸入灰階值，將調(diào)整后的灰階值輸出以調(diào)整訊號(hào)強(qiáng)度改善影像品質(zhì)，藉以調(diào)整輸入訊號(hào)源的強(qiáng)度，以獲得較佳的影像品質(zhì)。本發(fā)明適用于各式液晶顯示器或類(lèi)似顯示器的影像調(diào)整。
文檔編號(hào)G02F1/13GK101046567SQ20071000125
公開(kāi)日2007年10月3日 申請(qǐng)日期2004年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月13日
發(fā)明者呂奕良, 陳衣凡, 陳政嶸 申請(qǐng)人:鈺瀚科技股份有限公司