CN102376278B

CN102376278B - 影像补偿装置及其方法与所应用的场色序法液晶显示器

Info

Publication number: CN102376278B
Application number: CN 201010251244
Authority: CN
Inventors: 林冠宏; 吴昭慧; 刘滨达; 魏世泽; 李玉云
Original assignee: Hannstar Display Corp
Current assignee: Hannstar Display Corp
Priority date: 2010-08-09
Filing date: 2010-08-09
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2030-08-09
Also published as: CN102376278A

Abstract

一种影像补偿装置及其方法与所应用的场色序法液晶显示器。本发明所提出的影像补偿方法包括：对第一彩色影像信息进行动态估测，从而获得动态向量；对第一彩色影像信息进行色彩分解，从而获得第一子色场以及残余彩色影像信息；依据动态向量而对所述残余彩色影像信息进行动态补偿，从而获得第二、第三及第四子色场；以及将第二至第四子色场中的白色成分分离至第一子色场，从而使第二至第四子色场其中之一所对应的色彩成分为0，并据以输出第二彩色影像信息以供场色序法液晶显示器显示画面。

Description

影像补偿装置及其方法与所应用的场色序法液晶显示器

技术领域

本发明涉及一种平面显示技术，且特别涉及一种场色序法液晶显示器的影像补偿装置与其方法。

背景技术

随着光电与半导体技术的演进，所以带动了平面显示器的蓬勃发展，而在诸多平面显示器中，液晶显示器（liquid crystal display,LCD）因具有高空间利用效率、低消耗功率、无辐射以及低电磁干扰等优越特性，随即成为市场的主流。而众所皆知的是，液晶显示器包括有液晶显示面板（LCDpanel）与背光模块（backlight module），其中由于液晶显示面板本身并不具备自发光的特性，因此必须将背光模块配置在液晶显示面板下方，以提供液晶显示面板所需的面光源。如此一来，液晶显示器才得以显示影像画面给使用者观看。

传统液晶显示器的背光模块提供给液晶显示面板所需的面光源的设计原理一般为提供一个白光，接着再通过液晶显示面板内各像素（pixel）位置上的彩色滤光片（color filter）后，即可显示各像素所欲呈现的色彩。故依据上述可知的是，在每一个像素位置上就必需要设置红（R）、绿（G）与蓝（B）三色彩色滤光片，而如此作法不仅较为耗费制作成本，且经过彩色滤光片后各像素显示的透光率（transmittance）也比较低。

于是，在近期所设计出的液晶显示器中，有人便提出以发光二极管（LED）的背光源来取代白光的背光源。也就是说，将彩色滤光片在空间轴上混色的作法，亦即空间轴上红（R）、绿（G）与蓝（B）三个子像素（sub-pixel）在小于人眼视角的范围内混色，改为经由发光二极管的背光源在时间轴上的混色，亦即在人眼视觉暂留的时间范围内，将红（R）、绿（G）与蓝（B）三种颜色影像在时间轴上快速切换以产生混色的效果。

举例来说，若以显示动态影像每秒60张画面（frame）为例，在时间轴上快速切换红（R）、绿（G）与蓝（B）三种颜色影像，则红（R）、绿（G）与蓝（B）三种颜色影像更新频率需至少每秒180张影像，亦即画面更新周期为5.56ms（1/180秒），而此种作法也就是所谓的场色序法（Field ColorSequential Method），如此便不需设置彩色滤光片在液晶显示面板内各像素的位置上，从而得以提升各像素显示的透光率。发明专利申请公开CN101587702A也公开了相关技术。

因此，由于人眼在接收外界影像时会有视觉暂留的现象。因此，使用场色序法驱动的液晶显示器可利用高频切换各颜色影像，以搭配人眼的视觉暂留的现象来显示全彩画面。然而，由于场色序法液晶显示器（FSC-LCD）在显示动态画面时特别容易会产生所谓的色彩分离（color breakup）的现象，当然在显示静态画面时也有可能会产生色彩分离的现象。如此一来，将会大大地降低场色序法液晶显示器的显示品质。

因此，如何能够有效地改善/解决色彩分离的问题，已成为业界努力的重要课题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种场色序法液晶显示器的影像补偿装置及其方法，其得以有效地改善/解决场色序法液晶显示器在显示动态/静态画面时所产生的色彩分离的现象。

本发明提供一种场色序法液晶显示器的影像补偿装置，其包括有动态估测单元、分解单元、动态补偿单元，以及调整单元。其中，动态估测单元用以接收第一彩色影像信息，并对第一彩色影像信息进行动态估测，从而获得动态向量。分解单元用以接收第一彩色影像信息，并对第一彩色影像信息进行色彩分解，从而获得第一子色场以及残余彩色影像信息。

动态补偿单元耦接动态估测单元与分解单元，用以接收所述残余彩色影像信息与动态向量，并依据动态向量而对所述残余彩色影像信息进行动态补偿，从而获得第二、第三及第四子色场。调整单元耦接分解单元与动态补偿单元，用以接收第一至第四子色场，并将第二至第四子色场中的白色成分分离至第一子色场，从而使第二至第四子色场其中之一所对应的色彩成分为0，从而输出第二彩色影像信息以供场色序法液晶显示器据以显示画面。

本发明另提供一种场色序法液晶显示器的影像补偿方法，其包括对第一彩色影像信息进行动态估测，从而获得动态向量；对第一彩色影像信息进行色彩分解，从而获得第一子色场以及残余彩色影像信息；依据动态向量而对所述残余彩色影像信息进行动态补偿，从而获得第二、第三及第四子色场；以及将第二至第四子色场中的白色成分分离至第一子色场，从而使第二至第四子色场其中之一所对应的色彩成分为0，并据以输出第二彩色影像信息以供场色序法液晶显示器显示画面。

本发明还提供一种场色序法液晶显示器，其包括有本发明所提供的影像补偿装置与显示模块。其中，显示模块反应于影像补偿装置所输出的第二彩色影像信息来据以显示画面。

于此，通过本发明所提供的影像补偿装置对第一彩色影像信息的处理，本发明所提供的场色序法液晶显示器的显示模块反应于第二彩色影像信息所显示的画面无论是动态画面还是静态画面，都将不会产生色彩分离的现象。如此一来，即可大大地提升场色序法液晶显示器的显示品质。

应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为例示性及阐释性的，其并不能限制本发明所欲主张的范围。

附图说明

图1绘示为本发明一实施例的场色序法液晶显示器（FSC-LCD）的方块图。

图2绘示为本发明一实施例的影像补偿装置的方块图。

图3绘示为本发明一实施例的像素的红（R）、绿（G）以及蓝（B）三色影像信息示意图。

图4A~图4E、图5，以及图6A~图6D分别绘示为本发明一实施例的场色序法液晶显示器（FSC-LCD）的解说示意图。

图7绘示为本发明一实施例的显示模块的方块图。

图8绘示为本发明一实施例的针对场色序法液晶显示器的影像补偿方法流程图。

具体实施方式

现将详细参考本发明的示范性实施例，在附图中说明所述示范性实施例的实例。另外，凡可能之处，在附图及实施方式中使用相同标号的元件/构件代表相同或类似部分。

图1绘示为本发明一实施例的场色序法液晶显示器（FSC-LCD）100的方块图。请参照图1，场色序法液晶显示器100包括有影像补偿装置（imagecompensation apparatus）101与显示模块（display module）103。其中，影像补偿装置101用以对所输入的彩色影像信息（color image information）RGB进行处理，从而输出彩色影像信息WRGB以供显示模块103据以显示动态/静态画面。因此，彩色影像信息RGB可以包含有红（R）、绿（G）以及蓝（B）三色影像信息，但并不限制于此；而彩色影像信息WRGB可以包含有白（W）、红（R）、绿（G）以及蓝（B）四色影像信息，但并不限制于此。

在本实施例中，通过影像补偿装置101对彩色影像信息RGB的处理，显示模块103反应于彩色影像信息WRGB所显示的画面无论是动态画面还是静态画面，都将不会产生色彩分离（color breakup）的现象。如此一来，即可大大地提升场色序法液晶显示器100的显示品质，从而有效地改善/解决先前技术所述及的问题。

更清楚来说，图2绘示为本发明一实施例的影像补偿装置101的方块图。请参照图2，影像补偿装置101包括有动态估测单元（motion estimationunit）201、分解单元（decomposition unit）203、动态补偿单元（motioncompensation unit）205，以及调整单元（adjustment unit）207。其中，动态估测单元201用以接收彩色影像信息RGB，并对彩色影像信息RGB进行动态估测，从而获得动态向量（motion vector）MV。

分解单元203用以接收彩色影像信息RGB，并对彩色影像信息RGB进行色彩分解，从而获得第一子色场（例如为白色子色场）WF以及残余彩色影像信息（residual color image information）RGB’。在本实施例中，第一子色场WF关联于彩色影像信息RGB中的白色成分（white component），而残余彩色影像信息RGB’关联于除了彩色影像信息RGB中的白色成分以外的彩色成分（color component）。

以单一像素（pixel）的彩色影像信息RGB为例，假设像素的红（R）、绿（G）以及蓝（B）三色影像信息绘示如图3的关系，亦即红色像素值（pixelvalue）最小，蓝色像素值次之，而绿色像素值最大。如此一来，彩色影像信息RGB中的白色成分为W；而除了彩色影像信息RGB中的白色成分W以外的彩色成分为绿（G）以及蓝（B）两色影像信息。

动态补偿单元205耦接动态估测单元201与分解单元203，用以接收残余彩色影像信息RGB’与动态向量MV，并依据动态向量MV而对残余彩色影像信息RGB’进行动态补偿（非直接对原始输入的彩色影像信息RGB进行动态补偿），从而获得第二子色场（例如为红色子色场）RF、第三子色场（例如为绿色子色场）GF，以及第四子色场（例如为蓝色子色场）BF。

调整单元207耦接分解单元203与动态补偿单元205，用以接收第一至第四子色场WF、RF、GF、BF，并将第二至第四子色场RF、GF、BF中的白色成分分离至第一子色场WF，从而使第二至第四子色场RF、GF、BF其中之一所对应的色彩成分为0，从而输出彩色影像信息WRGB以供显示模块103据以显示动态/静态画面。

基于上述，以光学补偿弯曲型（optically compensated bend,OCB）的场色序法液晶显示器100依序点亮红色背光源（R_T）、绿色背光源（G_T）以及蓝色背光源（B_T）的显示过程中（如图4A所示），必须有一段时间（K_T）显示全黑画面（亦即红、绿及蓝三色背光源皆不开启），如此等同于插入一张单色（亦即黑色）场画面。接着，再依序以红色场画面、绿色场画面以及蓝色场画面的方式显示。其中，在图4A中所标示的Rv、Gv以及Bv可以看作是单一像素的彩色影像信息RGB。由此可看出，以下将以绿色像素值最小，蓝色像素值次之，而红色像素值最大为例来进行说明。

如此一来，通过分解单元203对彩色影像信息RGB所进行的色彩分解，将使得场色序法液晶显示器100会改以依序点亮白色背光源（W_T，亦即红、绿及蓝三色背光源皆开启）、黑色背光源（K_T，亦即红、绿及蓝三色背光源皆不开启）、红色背光源（亦即R_T）、绿色背光源（亦即G_T）以及蓝色背光源（亦即B_T）（如图4B所示）。以至于，场色序法液晶显示器100会依序以白色场画面、黑色场画面、红色场画面、绿色场画面以及蓝色场画面的方式显示。从图4B可以看出，除了彩色影像信息RGB中的白色成分以外的彩色成分仅剩下红（R）以及蓝（B）两色影像信息，亦即残余彩色影像信息RGB’。

紧接着，通过动态补偿单元205依据动态向量MV而对残余彩色影像信息RGB’在红绿蓝色域（RGB domain）进行动态补偿时，由于所取的位置通常不会位在同一个像素点上，亦即如图5所示，子像素R、G、B在相邻两画面O1与O2上所取的位置并未落在相同的位置上。因此，经由动态补偿单元205依据动态向量MV而对残余彩色影像信息RGB’在红绿蓝色域进行动态补偿后所获得的第二至第四子色场RF、GF、BF（亦即红、绿、蓝三色子色场）可能都会变有值（如图4C所示），且此时红色像素值最小，蓝色像素值次之，而绿色像素值最大。

有鉴于此，必须再通过调整单元207将第二至第四子色场RF、GF、BF（亦即红、绿、蓝三色子色场）中的白色成分分离至第一子色场WF（亦即白色子色场），从而使第二至第四子色场RF、GF、BF其中之一所对应的色彩成分为0，亦即第二子色场RF所对应的色彩成分为0（如图4D所示）。

在本实施例中，由于经由动态补偿单元205依据动态向量MV而对残余彩色影像信息RGB’在红绿蓝色域进行动态补偿后所获得的第二至第四子色场RF、GF、BF（亦即红、绿、蓝三色子色场）以及经由分解单元203对彩色影像信息RGB进行色彩分解所获得的第一子色场WF（亦即白色子色场）会通过调整单元207再进行一次的调整（亦即色彩分解），所以像素所对应的彩色影像信息RGB中的红（R）、绿（G）以及蓝（B）三色影像信息之其一会有一个为0。

因此，以光学补偿弯曲型（OCB）的场色序法液晶显示器100需插入全黑色场画面的特性，可以被像素所对应的彩色影像信息WRGB中的红（R）、绿（G）以及蓝（B）三色影像信息之其一所满足（因其中一者为0）。如此一来，本实施例的场色序法液晶显示器100就不需再加入黑色场画面的显示时间（如图4E所示），因而调整单元207仅需输出具有白（W）、红（R）、绿（G）以及蓝（B）四色影像信息的彩色影像信息WRGB给显示模块103，从而致使显示模块103得以显示没有色彩分离的现象的动态/静态画面。

换个方式来说，请合并参照图6A~图6D，其中图6A~图6D所示的横轴表示为像素位置；纵轴表示为时间；而斜线箭头表示为动态向量MV。在图6A可以看出，绿色像素值为50，蓝色像素值为75，而红色像素值为100。其中，这三色像素值关联于像素所对应的彩色影像信息RGB中的红（R）、绿（G）以及蓝（B）三色影像信息，亦即原始所输入的彩色影像信息RGB中的红（R）、绿（G）以及蓝（B）三色影像信息。

另外，从图6B可以看出，在像素位置相同的状况下，经由分解单元203对原始所输入的彩色影像信息RGB进行色彩分解的结果，将会获得关联于彩色影像信息RGB中的白色成分W的第一子色场WF，以及获得关联于除了彩色影像信息RGB中的白色成分W以外的彩色成分的残余彩色影像信息RGB’。如此一来，彩色影像信息RGB中的白色成分W所对应的像素值为50；而像素位置相同的红（R）与蓝（B）色影像信息各别所对应的像素值为50与25（亦即残余彩色影像信息RGB’）；且像素位置不相同的绿（G）与蓝（B）色影像信息各别所对应的像素值为50与75。

此外，由于动态补偿单元205会依据动态向量MV而对残余彩色影像信息RGB’进行动态补偿，所以物体会进行往右方向的移动而让人眼进行追踪。此时，从图6C可以看出，经由动态补偿单元205依据动态向量MV而对残余彩色影像信息RGB’在红绿蓝色域（RGB domain）进行动态补偿后所获得的第二至第四子色场RF、GF、BF（亦即红、绿、蓝三色子色场）可能都会变有值（因所取的位置通常不会位在同一个像素点上）。因此，第二至第四子色场RF、GF、BF在像素位置相同的状况下，仍然会存在着白色成分W，而其所对应的像素值为50。

也亦因如此，从图6D中可以看出，通过调整单元207将第二至第四子色场RF、GF、BF（亦即红、绿、蓝三色子色场）中的白色成分W分离至第一子色场WF（亦即白色子色场）后，除了会使像素位置相同的红（R）、绿（G）与蓝（B）色影像信息所对应的白色成分W的像素值变为100以外，还会使得像素位置相同的蓝（B）色影像信息所对应的像素值变为25，以及使第二至第四子色场RF、GF、BF其中之一所对应的色彩成分为0（亦即第三子色场GF所对应的色彩成分为0）。

因此，以光学补偿弯曲型（OCB）的场色序法液晶显示器100需插入全黑色场画面的特性，可以被像素所对应的彩色影像信息WRGB中的红（R）、绿（G）以及蓝（B）三色影像信息之其一所满足（因其中一者为0）。如此一来，本实施例的场色序法液晶显示器100就不需再加入黑色场画面的显示时间，因而调整单元207仅需输出具有白（W）、红（R）、绿（G）以及蓝（B）四色影像信息的彩色影像信息WRGB给显示模块103，从而致使显示模块103得以显示没有色彩分离的现象的动态/静态画面。

在本实施例中，一旦调整单元207输出具有白（W）、红（R）、绿（G）以及蓝（B）四色影像信息的彩色影像信息WRGB给显示模块103时，显示模块103即会据以显示没有色彩分离（color breakup）的现象的动态/静态画面。更清楚来说，图7绘示为本发明一实施例的显示模块103的方块图。请参照图7，显示模块103包括有（但不限制于此）时序控制器（timingcontroller,T-con）701、栅极驱动器（gate driver）703、源极驱动器（sourcedriver）705、发光二极管背光模块（LED backlight module）707，以及分辨率（resolution）为M*N（M、N为正整数）的显示面板709。

在本实施例中，当时序控制器701接收到来自于调整单元207所输出的彩色影像信息WRGB时，时序控制器701便会据以产生相关的操作信号，以控制栅极驱动器703、源极驱动器705以及发光二极管背光模块707的运作，从而致使栅极驱动器703与源极驱动器705分别产生扫描信号（scansignal）与数据信号（data signal）来驱动显示面板709，并且致使发光二极管背光模块707依序提供相应颜色（亦即白、红、绿、蓝）的背光源。

如此一来，显示模块103即可反应于调整单元207所输出的彩色影像信息WRGB来显示没有色彩分离的现象的动态/静态画面。然而，由于时序控制器701控制栅极驱动器703、源极驱动器705，以及发光二极管背光模块707的运作方式实属本领域技术人员所熟识的技艺，因而在此并不再加以赘述之。

基于上述实施例的说明，图8绘示为本发明一实施例的针对场色序法液晶显示器的影像补偿方法流程图。请参照图8，本实施例的针对场色序法液晶显示器的影像补偿方法可以包括有以下几个步骤，且其间的顺序可依实际设计做适度的改变：

对第一彩色影像信息（可以包括有红（R）、绿（G）以及蓝（B）色影像信息，但并不限制于此）进行动态估测，从而获得动态向量（步骤S801）；

对第一彩色影像信息进行色彩分解，从而获得第一子色场（例如为白色子色场，且其关联于第一彩色影像信息中的白色成分）以及残余彩色影像信息（其关联于除了第一彩色影像信息中的白色成分以外的彩色成分）（步骤S803）；

依据动态向量而对所述残余彩色影像信息进行动态补偿，从而获得第二、第三及第四子色场（例如为红、绿及蓝色子色场）（步骤S805）；以及

将第二至第四子色场中的白色成分分离至第一子色场，从而使第二至第四子色场其中之一所对应的色彩成分为0，并据以输出第二彩色影像信息（可以包括有白（W）、红（R）、绿（G）以及蓝（B）色影像信息，但并不限制于此）以供场色序法液晶显示器显示画面（步骤S807）。

综上所述，通过本发明所提供的影像补偿装置对第一彩色影像信息的处理，本发明所提供的场色序法液晶显示器的显示模块反应于第二彩色影像信息所显示的画面无论是动态画面还是静态画面，都将不会产生色彩分离的现象。如此一来，即可大大地提升场色序法液晶显示器的显示品质。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作出许多修改与变型，故本发明的保护范围当视所附的权利要求为准。

Claims

1.一种场色序法液晶显示器的影像补偿装置，包括：

动态估测单元，用以接收第一彩色影像信息，并对所述第一彩色影像信息进行动态估测，从而获得动态向量；

分解单元，用以接收所述第一彩色影像信息，并对所述第一彩色影像信息进行色彩分解，从而获得第一子色场以及残余彩色影像信息；

动态补偿单元，耦接所述动态估测单元与所述分解单元，用以接收所述残余彩色影像信息与所述动态向量，并依据所述动态向量而对所述残余彩色影像信息进行动态补偿，从而获得第二、第三及第四子色场；以及

调整单元，耦接所述分解单元与所述动态补偿单元，用以接收所述第一至所述第四子色场，并将所述第二至所述第四子色场中的白色成分分离至所述第一子色场，从而使所述第二至所述第四子色场其中之一所对应的色彩成分为0，从而输出第二彩色影像信息以供所述场色序法液晶显示器据以显示画面。

2.如权利要求1所述的场色序法液晶显示器的影像补偿装置，其中，所述第一子色场关联于所述第一彩色影像信息中的白色成分，而所述残余彩色影像信息关联于除了所述第一彩色影像信息中的白色成分以外的彩色成分。

3.如权利要求1所述的场色序法液晶显示器的影像补偿装置，其中，所述第一彩色影像信息包括红(R)、绿(G)以及蓝(B)色影像信息，而所述第二彩色影像信息包括白(W)、红(R)、绿(G)以及蓝(B)色影像信息。

4.如权利要求1所述的场色序法液晶显示器的影像补偿装置，其中，所述第一至所述第四子色场分别为白(W)、红(R)、绿(G)以及蓝(B)色子色场。

5.一种场色序法液晶显示器的影像补偿方法，包括：

对第一彩色影像信息进行动态估测，从而获得动态向量；

对所述第一彩色影像信息进行色彩分解，从而获得第一子色场以及残余彩色影像信息；

依据所述动态向量而对所述残余彩色影像信息进行动态补偿，从而获得第二、第三及第四子色场；以及

将所述第二至所述第四子色场中的白色成分分离至所述第一子色场，从而使所述第二至所述第四子色场其中之一所对应的色彩成分为0，并据以输出第二彩色影像信息以供所述场色序法液晶显示器显示画面。

6.如权利要求5所述的场色序法液晶显示器的影像补偿方法，其中，所述第一子色场关联于所述第一彩色影像信息中的白色成分，而所述残余彩色影像信息关联于除了所述第一彩色影像信息中的白色成分以外的彩色成分。

7.如权利要求5所述的场色序法液晶显示器的影像补偿方法，其中，所述第一彩色影像信息包括红(R)、绿(G)以及蓝(B)色影像信息，而所述第二彩色影像信息包括白(W)、红(R)、绿(G)以及蓝(B)色影像信息。

8.如权利要求5所述的场色序法液晶显示器的影像补偿方法，其中，所述第一至所述第四子色场分别为白(W)、红(R)、绿(G)以及蓝(B)色子色场。

9.一种场色序法液晶显示器，包括：

显示模块；以及

影像补偿装置，耦接所述显示模块，所述影像补偿装置包括：

调整单元，耦接所述分解单元与所述动态补偿单元，用以接收所述第一至所述第四子色场，并将所述第二至所述第四子色场中的白色成分分离至所述第一子色场，从而使所述第二至所述第四子色场其中之一所对应的色彩成分为0，从而输出第二彩色影像信息以供所述显示模块据以显示画面。

10.如权利要求9所述的场色序法液晶显示器，其中，所述第一子色场关联于所述第一彩色影像信息中的白色成分，而所述残余彩色影像信息关联于除了所述第一彩色影像信息中的白色成分以外的彩色成分。

11.如权利要求9所述的场色序法液晶显示器，其中，所述第一彩色影像信息包括红(R)、绿(G)以及蓝(B)色影像信息，而所述第二彩色影像信息包括白(W)、红(R)、绿(G)以及蓝(B)色影像信息。

12.如权利要求9所述的场色序法液晶显示器，其中，所述第一至所述第四子色场分别为白(W)、红(R)、绿(G)以及蓝(B)色子色场。