CN114842781A - 显示驱动装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种显示驱动装置及其操作方法。显示驱动装置包括时序控制电路以及驱动电路。时序控制电路对原始图像帧进行斜向滤波器处理，以产生经处理图像帧。驱动电路耦接至时序控制电路，以接收经处理图像帧。驱动电路依据经处理图像帧去驱动显示面板模块。其中，显示面板模块包含具有第一倾斜角的倾斜式柱状透镜层，以及斜向滤波器处理的滤波器屏蔽的第二倾斜角对应于所述第一倾斜角。

Description

显示驱动装置及其操作方法

技术领域

本发明涉及一种三维(three-dimensional，3D)图像显示设备，尤其涉及一种3D图像显示驱动装置及其操作方法。

背景技术

现今三维(three-dimensional，3D)显示技术包括视差屏障式(parallaxbarriers)、柱状透镜式(lenticular lens)与指向光源式(directional backlight)。其中，柱状透镜式的3D成像技术是在显示面板上设置直条状(圆柱状)凸透镜薄膜(柱状透镜层)，进而利用透镜折射角度造成视差的效果。一般显示面板的背光排列方式为横向式排列(stripe pixels)，而这样的背光排列搭配柱状透镜所呈现出的3D图像常会产生莫列(Moiré)波纹。莫列波纹为高频干扰的不规则条纹。

发明内容

本发明提供一种显示驱动装置及其操作方法，以尽可能地提升三维(three-dimensional，3D)图像的显示质量。

在本发明的一实施例中，上述的显示驱动装置包括时序控制电路以及驱动电路。时序控制电路用以对原始图像帧进行斜向滤波器处理，以产生经处理图像帧。驱动电路耦接至时序控制电路，以接收经处理图像帧。驱动电路用以依据经处理图像帧去驱动显示面板模块。其中，显示面板模块包含具有第一倾斜角的倾斜式柱状透镜层，以及斜向滤波器处理的滤波器屏蔽(mask)的第二倾斜角对应于所述第一倾斜角。

在本发明的一实施例中，上述的操作方法包括：对原始图像帧进行斜向滤波器处理，以产生经处理图像帧；以及依据经处理图像帧去驱动显示面板模块。其中，显示面板模块包含具有第一倾斜角的倾斜式柱状透镜层，以及斜向滤波器处理的滤波器屏蔽的第二倾斜角对应于所述第一倾斜角。

基于上述，本发明诸实施例所述显示驱动装置及其操作方法可以采用具有倾斜角的滤波器屏蔽去对原始图像帧进行斜向滤波器处理，以尽可能地提升三维(three-dimensional，3D)图像的显示质量。

附图说明

图1是依照一实施例的一种三维(3D)图像显示设备的应用情境的俯视示意图；

图2是依照一实施例的一种倾斜式柱状透镜层的部分放大示意图；

图3是依照本发明的一实施例的一种显示驱动装置的电路方块(circuit block)示意图；

图4是依照本发明的一实施例的一种显示驱动装置的操作方法的流程示意图。

附图标记说明

20:观赏者

21:右眼

22:左眼

30、120、200:显示面板模块

100:3D图像显示设备

110:背光

121、210:显示面板

122:柱状透镜层

211:列(column)方向

220:倾斜式柱状透镜层

221:柱轴方向

300:显示驱动装置

310:时序控制电路

311:经处理图像帧

320:驱动电路

θ₁:第一倾斜角

B:蓝色子像素

G:绿色子像素

R:红色子像素

S410、S420:步骤

具体实施方式

现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。

在本案说明书全文(包括权利要求)中所使用的“耦接(或连接)”一词可指任何直接或间接的连接手段。举例而言，若文中描述第一装置耦接(或连接)于第二装置，则应该被解释成该第一装置可以直接连接于该第二装置，或者该第一装置可以通过其他装置或某种连接手段而间接地连接至该第二装置。本案说明书全文(包括权利要求)中提及的“第一”、“第二”等用语是用以命名组件(element)的名称，或区别不同实施例或范围，而并非用来限制组件数量的上限或下限，亦非用来限制组件的次序。另外，凡可能之处，在附图及实施方式中使用相同标号的组件/构件/步骤代表相同或类似部分。不同实施例中使用相同标号或使用相同用语的组件/构件/步骤可以相互参照相关说明。

图1是依照一实施例的一种三维(three-dimensional，3D)图像显示设备10的应用情境的俯视示意图。3D图像显示设备100可以显示3D图像给观赏者20观看。3D图像显示设备100包括背光110与显示面板模块120。显示面板模块120的3D成像技术是在显示面板121上设置直条状(圆柱状)凸透镜薄膜(柱状透镜层122)。利用透镜折射角度造成视差的效果，观赏者20的右眼21所看到的图像可以不同于观赏者20的左眼22所看到的图像。显示面板121的背光110的排列方式为横向式排列(stripe pixels)，而这样的背光排列搭配柱状透镜所呈现出的3D图像可能会产生莫列(Moiré)波纹。莫列波纹为高频干扰的不规则条纹。为了减少莫列波纹，显示面板模块120可以采用倾斜式柱状透镜(Tilt lenticular lens)。

图2是依照一实施例的一种倾斜式柱状透镜层220的部分放大示意图。图2所示显示面板模块200包括显示面板210与倾斜式柱状透镜层220。图2所示显示面板210的每一个小方块表示一个子像素，而图2所示“R”、“G”与“B”分别表示红色子像素、绿色子像素与蓝色子像素。图2所示显示面板模块200、显示面板210与倾斜式柱状透镜层220可以参照图1所示显示面板模块120、显示面板121与柱状透镜层122的相关说明，以及(或是)图1所示显示面板模块120、显示面板121与柱状透镜层122可以参照图2所示显示面板模块200、显示面板210与倾斜式柱状透镜层220的相关说明。

在图2所示实施例中，倾斜式柱状透镜层220具有第一倾斜角θ₁。如图2所示，第一倾斜角θ₁为倾斜式柱状透镜层220的柱轴方向221的倾角，亦即柱轴方向221与显示面板210的列(column)方向211之间的夹角。依照实际设计，第一倾斜角θ₁可以是17°或是其他角度。第一倾斜角θ₁大于0°且小于90°。须注意的是，在图2所示实施例中，倾斜式柱状透镜层220的柱轴方向221是向左倾斜，然而在其他实施例中，倾斜式柱状透镜层220的柱轴方向221可以向右倾斜。

倾斜式柱状透镜层220可以减少(或消除)上述莫列波纹。然而在一些应用中，倾斜式柱状透镜层220可能会产生串扰(crosstalk)问题。其主要原因在于，受到倾斜式成像方式的影响，多个子像素并非以完整面积拼凑为一个像素。尤其在白黑相间的对象边缘处，人眼视觉感受到边缘亮暗不一致所形成的残影。为解决倾斜式柱状透镜层220所带来的串扰，以下诸实施例将说明图像处理方式。

图3是依照本发明的一实施例的一种显示驱动装置300的电路方块(circuitblock)示意图。显示驱动装置300可以驱动显示面板模块30，以显示三维(three-dimensional，3D)图像。图3所示显示面板模块30可以参照图1所示显示面板模块120的相关说明，以及(或是)参照图2所示显示面板模块200的相关说明，故不再赘述。图3所示显示面板模块30具有倾斜式柱状透镜层(例如图2所示倾斜式柱状透镜层220)，而所述倾斜式柱状透镜层具有第一倾斜角(例如图2所示第一倾斜角θ₁)。

图4是依照本发明的一实施例的一种显示驱动装置的操作方法的流程示意图。请参照图3与图4。图3所示显示驱动装置300包括时序控制电路310以及驱动电路320。在步骤S410中，时序控制电路310可以采用具有第二倾斜角θ₂的滤波器屏蔽(mask)去对原始图像帧进行斜向滤波器处理，以产生经处理图像帧311给驱动电路320。其中，所述斜向滤波器处理的滤波器屏蔽的第二倾斜角θ₂对应于显示面板模块30的第一倾斜角θ₁。举例来说(但不限于此)，第二倾斜角θ₂相同于第一倾斜角θ₁。驱动电路320耦接至时序控制电路310，以接收经处理图像帧311。在步骤S420中，驱动电路320可以依据经处理图像帧311去驱动显示面板模块30，以显示3D图像。

在步骤S410中所执行的所述斜向滤波器处理可以使用斜向滤波器。举例来说，所述斜向滤波器处理可以使用斜向高通滤波器、平滑滤波器或是其他滤波器。一般滤波器处理所使用的滤波器屏蔽可以表示为下述矩阵1。须注意的是，矩阵1虽为3*3矩阵，但是滤波器屏蔽的尺寸可以依照实际设计来决定。

在矩阵1中，所述W11、W12、W13、W21、W22、W23、W31、W32与W33表示滤波器屏蔽中的不同元素(权重值)，x₀表示在原始图像帧中的一个目前像素的坐标的x分量，y₀表示在所述目前像素的坐标的y分量。所述元素W11～W33可以依照实际设计来决定。在高通滤波器的应用例中，所述元素W11、W13、W31与W33可以是0，所述元素W12、W21、W32与W23可以是-b，而所述元素W22可以是a，其中a与b可以是任何实数。

假设原始图像帧包括像素P[x₀-1,y₀-1]、P[x₀,y₀-1]、P[x₀+1,y₀-1]、P[x₀-1,y₀]、P[x₀,y₀]、P[x₀+1,y₀]、P[x₀-1,y₀+1]、P[x₀,y₀+1]与P[x₀+1,y₀+1]，其中P[x₀,y₀]为目前像素。当矩阵1所示滤波器屏蔽被使用于目前像素P[x₀,y₀]时，目前像素P[x₀,y₀]的原像素数据会被置换为新像素数据，亦即为W11*P[x₀-1,y₀-1]+W12*P[x₀,y₀-1]+W13*P[x₀+1,y₀-1]+W21*P[x₀-1,y₀]+W22*P[x₀,y₀]+W23*P[x₀+1,y₀]+W31*P[x₀-1,y₀+1]+W32*P[x₀,y₀+1]+W33*P[x₀+1,y₀+1]。

矩阵1所示滤波器屏蔽不是斜向滤波器屏蔽。为解决倾斜式柱状透镜层220所带来的串扰，矩阵1所示滤波器屏蔽需要被倾斜(旋转)第二倾斜角θ₂。依照实际设计，第二倾斜角θ₂可以是17°或是其他角度。若要将矩阵1所示滤波器屏蔽倾斜(旋转)第二倾斜角θ₂，则需将旋转矩阵乘M(θ₂)以矩阵1的每一个元素所对应的在原始图像帧中的像素的坐标。若以图2所示倾斜式柱状透镜层220为例，因为倾斜式柱状透镜层220的柱轴方向221是向左倾斜，所以所述旋转矩阵M(θ₂)可以是下述矩阵2。若倾斜式柱状透镜层220的柱轴方向221是向右倾斜，则所述旋转矩阵M(θ₂)可以是下述矩阵3。假设滤波器屏蔽中的某一元素(例如W11[x₀-1,y₀-1])所对应的在原始图像帧中的像素的坐标为[x₁,y₁]，亦即x₁为x₀-1且y₁为y₀-1，则将原坐标[x₁,y₁]向左倾斜(旋转)第二倾斜角θ₂而得到新坐标[cos(θ₂)*x₁-sin(θ₂)*y₁,sin(θ₂)*x₁+cos(θ₂)*y₁]。

假设在原始图像帧中的目前像素的坐标为[x₀,y₀]，以及在原始图像帧中的目前像素P[x₀,y₀]的邻近像素的坐标为[x₀+s,y₀+t]，其中s为-a至a的范围中的一个整数，t为-b至b的范围中的一个整数，a为滤波器屏蔽的X轴方向的径长，以及b为滤波器屏蔽的Y轴方向的径长。亦即，滤波器屏蔽为(2*a+1)*(2*b+1)的矩阵，而径长a与径长b可以依照实际设计来决定。时序控制电路310可以将旋转矩阵M(θ₂)(例如矩阵2或是矩阵3)乘以坐标[x₀+s,y₀+t]而得到新坐标，以及时序控制电路310可以将所述新坐标作为滤波器屏蔽中的一个元素所对应的在原始图像帧中的一个像素的坐标。假设滤波器屏蔽中的某一元素(例如W11[x₀-1,y₀-1])所对应的在原始图像帧中的像素的坐标为[x₁,y₁]，亦即x₁为x₀-1且y₁为y₀-1，则将矩阵2所示旋转矩阵M(θ₂)乘以原坐标[x₁,y₁]而得到新坐标[cos(θ₂)*x₁-sin(θ₂)*y₁,sin(θ₂)*x₁+cos(θ₂)*y₁]。

依照上述说明内容加以类推，通过将旋转矩阵M(θ₂)(例如矩阵2或是矩阵3)乘以非斜向滤波器屏蔽(例如矩阵1)的每一的元素所对应的像素坐标，非斜向滤波器屏蔽可以被倾斜(旋转)第二倾斜角θ₂而得到斜向滤波器屏蔽。这样的斜向滤波器屏蔽中的元素所对应的像素坐标为[cos(θ₂)*x₁-sin(θ₂)*y₁,sin(θ₂)*x₁+cos(θ₂)*y₁]，其中x₁为x₀+s，y₁为y₀+t，x₀为在原始图像帧中的目前像素的坐标的x分量，y₀为在所述目前像素的坐标的y分量，s为-a至a的范围中的一个整数，t为-b至b的范围中的一个整数，a为这样的斜向滤波器屏蔽的X轴方向的径长，以及s为这样的斜向滤波器屏蔽的Y轴方向的径长。

综上所述，上述诸实施例所述时序控制电路310可以采用具有倾斜角的滤波器屏蔽去对原始图像帧进行斜向滤波器处理，以尽可能地减少倾斜式柱状透镜层220所带来的串扰，进而提升3D图像的显示质量。

依照不同的设计需求，上述时序控制电路310的实现方式可以是硬件(hardware)、固件(firmware)、软件(software，即程序)或是前述三者中的多者的组合形式。以硬件形式而言，上述时序控制电路310可以实现于集成电路(integrated circuit)上的逻辑电路。上述时序控制电路310的相关功能可以利用硬件描述语言(hardware descriptionlanguages，例如Verilog HDL或VHDL)或其他合适的编程语言来实现为硬件。举例来说，上述时序控制电路310的相关功能可以被实现于一或多个控制器、微控制器、微处理器、特殊应用集成电路(Application-specific integrated circuit,ASIC)、数字信号处理器(digital signal processor,DSP)、场可程序逻辑门阵列(Field Programmable GateArray,FPGA)和/或其他处理单元中的各种逻辑区块、模块和电路。

以软件形式和/或固件形式而言，上述时序控制电路310的相关功能可以被实现为编程码(programming codes)。例如，利用一般的编程语言(programming languages，例如C、C++或汇编语言)或其他合适的编程语言来实现上述时序控制电路310。所述编程码可以被记录/存放在记录媒体中，例如只读存储器(Read Only Memory，ROM)、存储装置以及(或是)其他非临时的计算机可读取媒体(non-transitory computer readable medium)。所述存储装置包括硬盘(hard disk drive，HDD)、固态硬盘(Solid-state drive，SSD)或是其他存储装置。中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器或微处理器可以从所述记录媒体中读取并执行所述编程码，从而实现上述时序控制电路310的相关功能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种显示驱动装置，其特征在于，所述显示驱动装置包括：

时序控制电路，用以对原始图像帧进行斜向滤波器处理以产生经处理图像帧；以及

驱动电路，耦接至所述时序控制电路以接收所述经处理图像帧，用以依据所述经处理图像帧去驱动显示面板模块，

其中所述显示面板模块包含具有第一倾斜角的倾斜式柱状透镜层，以及所述斜向滤波器处理的滤波器屏蔽的第二倾斜角对应于所述第一倾斜角。

2.根据权利要求1所述的显示驱动装置，其特征在于，所述第二倾斜角相同于所述第一倾斜角，所述第一倾斜角为所述倾斜式柱状透镜层的柱轴方向的倾角。

3.根据权利要求1所述的显示驱动装置，其特征在于，所述第二倾斜角大于0°且小于90°，且所述第一倾斜角大于0°且小于90°。

4.根据权利要求1所述的显示驱动装置，其特征在于，所述滤波器屏蔽中的元素所对应的在所述原始图像帧中的像素的坐标为[cos(θ₂)*x₁-sin(θ₂)*y₁,sin(θ₂)*x₁+cos(θ₂)*y₁]，θ₂为所述第二倾斜角，x₁为x₀+s，y₁为y₀+t，x₀为在所述原始图像帧中的目前像素的坐标的x分量，y₀为在所述目前像素的所述坐标的y分量，s为-a至a的范围中的整数，t为-b至b的范围中的整数，a为所述滤波器屏蔽的X轴方向的径长，以及s为所述滤波器屏蔽的Y轴方向的径长。

5.根据权利要求1所述的显示驱动装置，其特征在于，在所述原始图像帧中的目前像素的坐标为[x₀,y₀]，在所述原始图像帧中的所述目前像素的邻近像素的坐标为[x₀+s,y₀+t]，s为-a至a的范围中的整数，t为-b至b的范围中的整数，a为所述滤波器屏蔽的X轴方向的径长，b为所述滤波器屏蔽的Y轴方向的径长，所述时序控制电路将旋转矩阵乘以所述坐标[x₀+s,y₀+t]而得到新坐标，以及所述时序控制电路将所述新坐标作为所述滤波器屏蔽中的元素所对应的在所述原始图像帧中的像素的坐标。

6.一种显示驱动装置的操作方法，其特征在于，所述操作方法包括：

对原始图像帧进行斜向滤波器处理，以产生经处理图像帧；以及

依据所述经处理图像帧去驱动显示面板模块，

其中所述显示面板模块包含具有第一倾斜角的倾斜式柱状透镜层，以及所述斜向滤波器处理的滤波器屏蔽的第二倾斜角对应于所述第一倾斜角。

7.根据权利要求6所述的操作方法，其特征在于，所述第二倾斜角相同于所述第一倾斜角，所述第一倾斜角为所述倾斜式柱状透镜层的柱轴方向的倾角。

8.根据权利要求6所述的操作方法，其特征在于，所述第二倾斜角大于0°且小于90°，且所述第一倾斜角大于0°且小于90°。

9.根据权利要求6所述的操作方法，其特征在于，所述滤波器屏蔽中的元素所对应的在所述原始图像帧中的像素的坐标为[cos(θ₂)*x₁-sin(θ₂)*y₁,sin(θ₂)*x₁+cos(θ₂)*y₁]，θ₂为所述第二倾斜角，x₁为x₀+s，y₁为y₀+t，x₀为在所述原始图像帧中的目前像素的坐标的x分量，y₀为在所述目前像素的所述坐标的y分量，s为-a至a的范围中的整数，t为-b至b的范围中的整数，a为所述滤波器屏蔽的X轴方向的径长，以及b为所述滤波器屏蔽的Y轴方向的径长。

10.根据权利要求6所述的操作方法，其特征在于，在所述原始图像帧中的目前像素的坐标为[x₀,y₀]，在所述原始图像帧中的所述目前像素的邻近像素的坐标为[x₀+s,y₀+t]，s为-a至a的范围中的整数，t为-b至b的范围中的整数，a为所述滤波器屏蔽的X轴方向的径长，s为所述滤波器屏蔽的Y轴方向的径长，所述操作方法还包括：

将旋转矩阵乘以所述坐标[x0+s,y0+t]而得到新坐标；以及

将所述新坐标作为所述滤波器屏蔽中的元素所对应的在所述原始图像帧中的像素的坐标。

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