專利名稱：：影像訊號背光亮度控制裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種顯示面板的背光亮度調(diào)整裝置及方法，特別是一種修正影像訊號及調(diào)整合適的背光亮度的裝置及方法。
背景技術(shù)：
：顯示面板常有漏光的現(xiàn)象，使得影像上的暗區(qū)域(或稱為黑畫面)因?yàn)槁┕舛粔虬?黑)，通過影像所呈現(xiàn)的灰階調(diào)整背光的亮度，進(jìn)而提高影像的對比。運(yùn)用在薄膜晶體管顯示面板的相關(guān)技術(shù)，是利用連續(xù)之前圖框的影像訊號調(diào)整后圖框的背光亮度以加強(qiáng)后圖框的影像訊號的對比，其調(diào)整方法透過前圖框的影像訊號的輝度累積分布的曲線區(qū)分不同的區(qū)域，對不同的區(qū)域計算出背光調(diào)整幅度，并用于后圖框，此方法的背光調(diào)整非基于同圖框的影像訊號，如果二連續(xù)的圖框的影像訊號的輝度累積分布類似，則此方法可適用，若二圖框的輝度累積分布差異大時，則會失真，且并未解決漏光的問題。圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)的背光亮度控制裝置架構(gòu)示意圖，時序控制器10接收影像的訊號并利用其色彩資料由工作控制器11計算出工作率(dutyrate)訊號，電阻電容回路20連接于時序控制器10，利用工作率訊號換算出工作電壓(dutyvoltage)傳送給反相器30，并通過電壓電流對應(yīng)關(guān)系而限制工作電流，以控制光源40的亮度，本技術(shù)利用模擬調(diào)節(jié)的方式，但未解決漏光所造成的黑畫面太亮的問題，影像資料亦未調(diào)整，對比效果的增益有限。圖2所示為另一現(xiàn)有技術(shù)的背光亮度控制裝置架構(gòu)示意圖。輸入訊號由特征值偵測模塊50計算出三個特征值分別為最大亮度電壓位準(zhǔn)(max)、平均亮度電壓位準(zhǔn)(apl)及最小亮度電壓位準(zhǔn)(min)，控制數(shù)據(jù)產(chǎn)生模塊60連接特征值，偵測模塊50依據(jù)動態(tài)電壓范圍(DynamicalRange)及最大亮度與最小亮度的電壓位準(zhǔn)差的比計算出其增益數(shù)(gain)，固定平均亮度電壓位準(zhǔn)，將最小亮度電壓位準(zhǔn)以增益數(shù)放大，所產(chǎn)生的最小亮度電壓與動態(tài)電壓范圍的最小值的差為位移電壓(offset)，將增益數(shù)及位移電壓傳給訊號調(diào)整模塊70，其中訊號強(qiáng)度調(diào)整模塊71接收增益數(shù)將影像資料放大，訊號位準(zhǔn)調(diào)整模塊72接收位移電壓，訊號強(qiáng)度調(diào)整模塊71將放大的影像資料傳給訊號位準(zhǔn)調(diào)整模塊72并調(diào)整電壓位準(zhǔn)使最小亮度電壓位準(zhǔn)對應(yīng)的電壓位準(zhǔn)同動態(tài)電壓范圍的最小值，再使平均亮度電壓位準(zhǔn)所對應(yīng)的電壓位準(zhǔn)乘以調(diào)整因子回到原始的平均亮度電壓位準(zhǔn)，利用此調(diào)整數(shù)線性修改影像訊號并傳給被動光源調(diào)節(jié)模塊90，增益數(shù)與調(diào)整因子的比即為凈增益數(shù)，利用此增效調(diào)整光源控制模塊80，可知此技術(shù)利用線性的方式調(diào)整輸入影像訊號，并利用凈增益數(shù)調(diào)整背光亮度，但對最大亮度與最小亮度的電壓位準(zhǔn)為動態(tài)電壓范圍并無調(diào)整效果。一般影像訊號背光亮度調(diào)整裝置主要調(diào)整輸入影像訊號及調(diào)整背光亮度以加強(qiáng)其對比效果，然而線性調(diào)整方式或利用前一圖框?yàn)榛鶞?zhǔn)的影像調(diào)整方式并無法得到最佳影像品質(zhì)，因此，利用影像訊號調(diào)整背光的技術(shù)仍為目前研究發(fā)展的重要的課題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明之一目的是提供一種影像訊號背光亮度控制裝置及方法，該裝置及方法是利用指數(shù)調(diào)整方式調(diào)整輸入影像訊號，增加其對比效果。本發(fā)明的另一目的是提供的這種影像訊號背光亮度控制裝置及方法，是利用輸入影像訊號號決定其背光亮度，降低背光源漏光影響其黑畫面的品質(zhì)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種影像訊號背光亮度控制裝置，其包括一分析模塊，接收一圖框影像訊號，擷取一特征輝度；一儲存模塊，連接于該分析模塊，儲存該圖框影像訊號及該特征輝度；一決策模塊，連接該分析模塊，依據(jù)該特征輝度建立一影像訊號轉(zhuǎn)換方式及一背光控制訊號；一增效模塊，連接該儲存模塊及該決策模塊，依據(jù)該影像訊號轉(zhuǎn)換方式將該圖框影像訊號轉(zhuǎn)換為一輸出影像訊號；及一背光控制模塊，連接該決策模塊，依據(jù)該背光控制訊號產(chǎn)生一脈沖寬度調(diào)節(jié)訊號，用以調(diào)整背光亮度。另外，本發(fā)明提供一種影像訊號背光亮度控制方法，其包括下列步驟擷取特征輝度，該分析模塊接收一圖框影像輸入訊號，建立一累積輝度分布，于該累積輝度分布取一定比例所對應(yīng)的輝度，此輝度為特征輝度；儲存該圖框影像輸入訊號，該儲存模塊儲存由該分析模塊所傳入的該圖框影像輸入訊號；計算一影像輸入輸出對應(yīng)表及一水平脈沖的關(guān)閉數(shù)量，該決策模塊依據(jù)該分析模塊所傳入的該特征輝度建立該影像輸入輸出對應(yīng)表及該水平脈沖關(guān)閉的關(guān)閉數(shù)量；轉(zhuǎn)出輸出影像訊號，利用該增效模塊儲存該決策模塊所傳入的該影像輸入輸出對應(yīng)表，將該儲存模塊所傳入的圖框影像輸入訊號轉(zhuǎn)為影像輸出訊號；及輸出背光控制訊號，該背光控制模塊由該決策模塊所傳入的該水平脈沖關(guān)閉的關(guān)閉數(shù)量計算出該脈沖寬度調(diào)節(jié)訊號的關(guān)閉時間，并在同一圖框中以開關(guān)一次以上的方式完成該脈沖寬度調(diào)節(jié)訊號。本發(fā)明利用圖框的影像訊號，取輝度累積分布函數(shù)的一定分布比例，通常取值在0.5～1之間，其方式一、利用指數(shù)方式調(diào)影像訊號使對比較接近人類的視覺感官。二、降低背光亮度一降低漏光對黑畫面的影響，連帶降低背光的電力消耗。圖1為現(xiàn)有技術(shù)的背光亮度控制裝置架構(gòu)示意圖。圖2為另一現(xiàn)有技術(shù)的背光亮度控制裝置架構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明一實(shí)施例影像訊號背光亮度控制裝置的統(tǒng)統(tǒng)架構(gòu)示意圖。圖4為一實(shí)施例的輝度分布5為一實(shí)施例輝度累積分布6為一實(shí)施例的影像訊號輸入輸出對應(yīng)關(guān)系圖。圖7為一實(shí)施例的特征輝度水平脈沖關(guān)閉數(shù)量對應(yīng)關(guān)系圖。圖8為一實(shí)施例的輝度最大亮度對應(yīng)關(guān)系圖。圖9為一實(shí)施例的影像訊號背光亮度控制方法的流程圖。圖中符號說明10時序控制器11作控制器20電阻電容回路21電阻22電容40反相器42光源50特征值偵測模塊60控制數(shù)據(jù)產(chǎn)生模塊70訊號調(diào)整模塊71訊號亮度調(diào)整模塊72訊號位準(zhǔn)調(diào)整模塊80光源控制模塊90被動光源調(diào)節(jié)模塊110分析模塊120決策模塊130儲存模塊140增效模塊150光源控制模塊111輝度分布圖112輝度累積分布圖113特征輝度-背光亮度關(guān)系圖121影像訊號輸入-輸出對應(yīng)關(guān)系圖122特征輝度-水平脈沖關(guān)閉數(shù)量對應(yīng)關(guān)系圖141輸出輝度背光亮度關(guān)系圖210步驟221步驟222步驟230步驟240步驟250步驟具體實(shí)施方式圖3所示為本發(fā)明一實(shí)施例影像訊號背光亮度控制裝置的統(tǒng)統(tǒng)架構(gòu)示意圖。于本實(shí)施例中，分析模塊110接收一圖框影像輸入訊號，擷取其特征輝度(Dmax)，將特征輝度傳輸給決策模塊120，并將輸入影像訊號(Din)傳輸給儲存模塊130儲存起來，決策模塊120依據(jù)特征輝度計算出影像輸入輸出對應(yīng)表(lookuptable，LUT)及背光控制訊號(backlightluminancecontrol，BLC)，光源控制模塊150連接決策模塊120并接收背光控制訊號轉(zhuǎn)化脈沖寬度調(diào)節(jié)訊號(pulsewidthmodulation，PWM)控制背光亮度，增效模塊140連接決策模塊120接收影像輸入輸出對應(yīng)表及儲存模塊130接收輸入影像訊號，透過影像輸入輸出對應(yīng)表調(diào)整為輸出影像訊號。接續(xù)上述說明，于本實(shí)施例中，分析模塊110接收影像輸入訊號得出圖4所示的輝度分布圖111，表示不同輝度時的像點(diǎn)數(shù)量分布圖，本實(shí)施例中最小輝度為0及最大輝度為255，計算輝度的斜線部分面積統(tǒng)計出圖5所示的像點(diǎn)輝度累積分布圖112，表示在某一輝度以下的所有像點(diǎn)數(shù)量，為說明方便已將輝度累積分布圖112作正規(guī)化(normalization)的處理，圖4式中所示的特征輝度為Dmax以下的面積對應(yīng)到圖5輝度累積分布圖112之一定比例，此一定比例介于min及1之間，即分別對應(yīng)到輝度124及最大輝度(即255)，為說明方便實(shí)施例中假設(shè)此一定比例為0.95，所對應(yīng)的特征輝度為Dmax＝200，本發(fā)明即利用此特征輝度為Dmax作為影像訊號調(diào)整及背光亮度調(diào)整。首先說明影像訊號的修正，為符合人類視覺感官，采用指數(shù)方式修正影像資料，其修正方式為Dout＝255x(Din/Dmax)^(Dmax/255)-----(1)其中Din為影像輸入訊號，Dmax為特征輝度及Dout為輸出影像訊號。Dmax＝200，當(dāng)Din＝200其輸出Dout＝255，當(dāng)Din＞200時的亮度被下修，但其影響不大(最多5％)，其對比效果仍然比為修正前增效大，稍后再說明。圖6為實(shí)施例中的影像訊號輸入-輸出對應(yīng)關(guān)系圖121，圖中說明特征輝度Dmax介于124～255間，當(dāng)Din＞Dmax皆被修正為Dout＝255(最大輝度)，不同的Dmax具有不同的修正曲線。再來說明背光亮度的修正，面板透過高頻率的水平脈沖掃描面板，例如一個分辨率1366×768的面板，其水平脈沖數(shù)量至少為768個，關(guān)閉水平脈沖數(shù)量即可降低亮度，利用一脈沖寬度調(diào)節(jié)訊號關(guān)閉水平脈沖，如此便可透過控制脈沖寬度調(diào)節(jié)訊號而適度調(diào)節(jié)背光亮度。圖框中的水平脈沖數(shù)量對應(yīng)到不同背光亮度，控制圖框中的水平脈沖數(shù)量關(guān)閉數(shù)量即可控制亮度。圖7為特征輝度-水平脈沖關(guān)閉(HSYNCOFF)數(shù)量對應(yīng)關(guān)系圖122，說明當(dāng)特征輝度Dmax所對應(yīng)一背光亮度，透過關(guān)閉水平脈沖數(shù)量使最大亮度為此對應(yīng)的亮度，并將Dmax調(diào)整為255(最大輝度)，例如實(shí)施例中的對應(yīng)關(guān)系為當(dāng)Dmax＝192時，水平脈沖關(guān)閉數(shù)量＝199，而當(dāng)Dmax＝200時為182，將脈沖寬度調(diào)節(jié)訊號的關(guān)閉的寬度設(shè)定為182即可。一般在一個圖框中會以一次以上的方式完成脈沖寬度調(diào)節(jié)訊號，掃描頻率為60HZ，于圖框中關(guān)閉兩次，那脈沖寬度調(diào)節(jié)訊號的頻率為120HZ，不會被人類眼睛查覺。接下來說明整個調(diào)整效果，為說明方便假設(shè)最高灰階255所對應(yīng)的最大亮度為585而最低輝度0所對應(yīng)的最小亮度為1.1，而特征輝度Dmax＝200的對應(yīng)的亮度為495，若當(dāng)最大亮度為495時，最小亮度為0.93。圖8為輝度最大亮度對應(yīng)關(guān)系圖，其中特征輝度-背光亮度關(guān)系圖113，圖中輸入影像資料的特征輝度Dmax對應(yīng)背光最大亮度，透過影像訊號背光亮度控制裝置的調(diào)整，得到輸出輝度背光亮度關(guān)系圖141，圖中將背光最大亮度調(diào)整為495，輸入影像訊號將Dmax修正為255，此時最低輝度對應(yīng)的亮度為0.93，黑畫面所對應(yīng)的亮度由1.1調(diào)整為0.93，有效的降低漏光造成黑畫面不夠黑的情況。說明對比的效果，面板對比定義為白畫面的亮度與黑畫面亮度比，實(shí)施例中未調(diào)整前為585/1.1＝531而透過影像訊號背光亮度控制裝置的調(diào)整修改為585/0.93＝629，采取累積輝度分布之一定比例，如實(shí)施例中采用0.95，雖然可能犧牲0.05的比例的影像有下修的情況，但其對比效果仍然比為修正前效果大，另外若采取太低的比例會造成影像訊號失真，本實(shí)施例采用0.95可明顯增加對比效果使黑畫面更黑。圖9為影像訊號背光亮度控制方法之一實(shí)施例流程圖，一是調(diào)整圖框的影像，此發(fā)明采用指數(shù)修正方式符合人類視覺感官，二是調(diào)整背光亮度，利用脈沖寬度調(diào)節(jié)訊號調(diào)整水平脈沖，即當(dāng)脈沖寬度調(diào)節(jié)訊的狀態(tài)為關(guān)閉時，水平脈沖訊號皆為關(guān)閉，開啟時則由水平脈沖訊號的狀態(tài)決定，其步驟配合圖3的裝置結(jié)構(gòu)示意圖說明如下步驟210擷取特征輝度，分析模塊110接收圖框的影像輸入訊號，累積計數(shù)輝度分布次數(shù)建立累積輝度分布函數(shù)，取累積輝度分布之一定比例并將所對應(yīng)的輝度作為特征輝度Dmax。步驟221計算影像輸入輸出對應(yīng)表，決策模塊120依據(jù)由分析模塊110所傳入的特征輝度，利用修正方式(1)計算出所有輸入輝度(Din)的輸出輝度(Dout)并建立一對應(yīng)表，將對應(yīng)表傳給增效模塊140。步驟222計算水平脈沖的關(guān)閉數(shù)量，決策模塊120包含一輝度水平脈沖關(guān)閉對應(yīng)表，由分析模塊110所傳入的特征輝度對應(yīng)輝度水平脈沖關(guān)閉對應(yīng)表，取得水平脈沖關(guān)閉的關(guān)閉數(shù)量并傳給光源控制模塊150。步驟230儲存圖框影像輸入訊號，儲存模塊130儲存由分析模塊110所傳入的該圖框影像輸入訊號，再傳給增效模塊140。步驟240轉(zhuǎn)出輸出影像訊號，增效模塊140儲存決策模塊120所傳入的影像輸入輸出對應(yīng)表，再由儲存模塊130接收輸入影像訊號，利用影像輸入輸出對應(yīng)表輸入將影像訊號轉(zhuǎn)為輸出影像訊號；步驟250輸出背光控制訊號，背光控制模塊150由決策模塊110接收水平脈沖關(guān)閉數(shù)量并計算出該脈沖寬度調(diào)節(jié)訊號的關(guān)閉時間，并在同一圖框中以開關(guān)一次以上的方式完成該脈沖寬度調(diào)節(jié)訊號。以上所述的實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想及特點(diǎn)，其目的在使熟習(xí)此項(xiàng)技藝的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，當(dāng)不能以的限定本發(fā)明的專利范圍，即大凡依本發(fā)明所揭示的精神所作的均等變化或修飾，仍應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的專利范圍內(nèi)。權(quán)利要求1.一種影像訊號背光亮度控制裝置，包含一分析模塊，接收一圖框影像訊號，擷取一特征輝度；一儲存模塊，連接于該分析模塊，儲存該圖框影像訊號及該特征輝度；一決策模塊，連接該分析模塊，依據(jù)該特征輝度建立一影像訊號轉(zhuǎn)換方式及一背光控制訊號；一增效模塊，連接該儲存模塊及該決策模塊，依據(jù)該影像訊號轉(zhuǎn)換方式將該圖框影像訊號轉(zhuǎn)換為一輸出影像訊號；及一背光控制模塊，連接該決策模塊，依據(jù)該背光控制訊號產(chǎn)生一脈沖寬度調(diào)節(jié)訊號，用以調(diào)整背光亮度。2.如權(quán)利要求1所述的影像訊號背光亮度控制裝置，其中該特征輝度為依據(jù)該圖框影像訊號的輝度累積分布之一分布比例所對應(yīng)的輝度。3.如權(quán)利要求2所述的影像訊號背光亮度控制裝置，其中該分布比例介于0.5至1之間。4.如權(quán)利要求1所述的影像訊號背光亮度控制裝置，其中該影像訊號轉(zhuǎn)換方式為一指數(shù)轉(zhuǎn)換方式。5.如權(quán)利要求1所述的影像訊號背光亮度控制裝置，其中該決策模塊依據(jù)該影像訊號轉(zhuǎn)換方式建立一輸入及輸出輝度對應(yīng)表并儲存于該增效模塊，該增效模塊依據(jù)該輸入及輸出輝度對應(yīng)表將該圖框影像訊號轉(zhuǎn)為該輸出影像訊號。6.如權(quán)利要求1所述的影像訊號背光亮度控制裝置，其中該背光控制訊號為該圖框之一水平脈沖關(guān)閉數(shù)量。7.如權(quán)利要求6所述的影像訊號背光亮度控制裝置，其中該決策模塊更包含一灰階與背光水平脈沖關(guān)閉對應(yīng)表，利用該灰階與背光水平脈沖關(guān)閉對應(yīng)表取得該特征輝度所對應(yīng)的背光水平脈沖關(guān)閉數(shù)量。8.如權(quán)利要求1所述的影像訊號背光亮度控制裝置，其中該背光控制模塊依據(jù)該水平脈沖關(guān)閉數(shù)量，調(diào)整脈沖寬度調(diào)節(jié)訊號的開關(guān)次數(shù)為至少一次以上，用以避免可被查覺的閃爍現(xiàn)象。9.一種影像訊號背光亮度控制方法，利用影像訊號及背光亮度控制裝置的控制方法，其包含下列步驟擷取特征輝度，該分析模塊接收一圖框影像輸入訊號，建立一累積輝度分布，于該累積輝度分布取一定比例所對應(yīng)的輝度，此輝度為特征輝度；儲存該圖框影像輸入訊號，該儲存模塊儲存由該分析模塊所傳入的該圖框影像輸入訊號；計算一影像輸入輸出對應(yīng)表及一水平脈沖的關(guān)閉數(shù)量，該決策模塊依據(jù)該分析模塊所傳入的該特征輝度建立該影像輸入輸出對應(yīng)表及該水平脈沖的關(guān)閉數(shù)量；轉(zhuǎn)出輸出影像訊號，該增效模塊儲存該決策模塊所傳入的該影像輸入輸出對應(yīng)表將該儲存模塊所傳入的圖框影像輸入訊號轉(zhuǎn)出影像輸出訊號；及輸出背光控制訊號，該背光控制模塊由該決策模塊所傳入的該水平脈沖關(guān)閉的關(guān)閉數(shù)量計算出該脈沖寬度調(diào)節(jié)訊號的關(guān)閉時間，并在同一圖框中以開關(guān)一次以上的方式完成該脈沖寬度調(diào)節(jié)訊號。10.如權(quán)利要求9所述的影像訊號背光亮度控制方法，其中該脈沖寬度調(diào)節(jié)訊號在同一圖框中開關(guān)兩次。全文摘要一種影像訊號背光亮度控制裝置及方法，包含分析模塊、決策模塊、儲存模塊、增效模塊及背光控制模塊。分析模塊擷取特征輝度，儲存模塊儲存輸入影像資料，決策模塊由該特征輝度及利用指數(shù)調(diào)整方式建立輸入輸出影像對應(yīng)表及取得特征輝度對應(yīng)的水平脈沖關(guān)閉數(shù)量，增效模塊將輸入影像訊號轉(zhuǎn)為輸出影像訊號，背光控制模塊依據(jù)水平脈沖關(guān)閉數(shù)量轉(zhuǎn)出脈沖寬度調(diào)節(jié)訊號并調(diào)節(jié)背光。由此技術(shù)可以增加面板的對比度，降低背光漏光影響黑畫面的品質(zhì)，并有降低背光電力消耗的效果。文檔編號G09G5/10GK101083037SQ20061008998公開日2007年12月5日申請日期2006年5月30日優(yōu)先權(quán)日2006年5月30日發(fā)明者徐天助,吳志良,葉建麟,徐名潭申請人:中華映管股份有限公司