與降低的刷新率相關(guān)聯(lián)的顯示器亮度變化的補(bǔ)償方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 該申請(qǐng)要求2013年3月13日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?3/801,918以及2013年10 月21日提交的美國(guó)部分繼續(xù)申請(qǐng)專利申請(qǐng)14/059, 329的優(yōu)先權(quán)，其在此全文以引用方式 并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本文所述的實(shí)施例總體涉及顯示器的面板自刷新（PSR)。更具體地講，某些實(shí)施例 涉及用于補(bǔ)償由刷新率變化導(dǎo)致的亮度變化的方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 面板自刷新（PSR)以降低的刷新率更新顯示器。一般來(lái)講，降低的刷新率比顯示 器的幀速率低，顯示器的幀速率通常為60Hz。當(dāng)顯示器以降低的刷新率更新時(shí)，可消耗更 少的功率，因?yàn)轱@示器的每次更新都需要一定的功率消耗。例如，如果顯示器以面板自刷新 (PSR)期間的刷新率30Hz、或者甚至更低的刷新率被刷新，則顯示器減少對(duì)功率的使用。然 而，當(dāng)顯示器的刷新率被降低以節(jié)省功率時(shí)，顯示器可能顯示降低的亮度或者以其他方式 變得更暗淡，達(dá)到這個(gè)亮度變化可被肉眼感知到的程度。因此，希望開發(fā)出方法來(lái)使得能夠 實(shí)現(xiàn)顯示器中的功率節(jié)省，而又不影響視覺效應(yīng)或亮度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本文所述的實(shí)施例可提供用于補(bǔ)償由于進(jìn)入或退出可變刷新率（VRR)或由于在 面板自刷新（PSR)期間降低的刷新率而導(dǎo)致的亮度變化的方法和系統(tǒng)。這個(gè)補(bǔ)償可在像素 或子像素級(jí)上執(zhí)行，并且可有助于節(jié)省顯示器中所消耗的功率，同時(shí)限制使用者注意到顯 示器亮度的任何變化。在一些實(shí)施例中，補(bǔ)償是通過(guò)從圖形處理單元（GPU)接收信號(hào)并將 補(bǔ)償后的信號(hào)或適配的像素值傳輸給顯示器的定時(shí)控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。定時(shí)控制器基于存儲(chǔ) 在緩存器中的查找表（LUT)來(lái)執(zhí)行補(bǔ)償。適配的像素值可基于LUT和原始像素值而獲得。例 如，適配的像素值可從原始像素值增大來(lái)補(bǔ)償亮度改變，以獲得在默認(rèn)刷新率（諸如60Hz) 下所期望的亮度。LUT是基于在給定VRR或降低的刷新率以及在顯示面板的幀速率下針對(duì) 彩色顯示面板的各個(gè)像素級(jí)或子像素級(jí)的亮度測(cè)量而生成的。每個(gè)LUT包括各個(gè)像素級(jí)處 的補(bǔ)償值。補(bǔ)償值可以是對(duì)于給定顏色，默認(rèn)刷新率（例如60Hz)下的亮度與降低的刷新 率下的亮度之間的A亮度、或在降低的刷新率下的實(shí)際亮度。每個(gè)像素級(jí)的A亮度對(duì)給 定刷新率下像素的亮度變化提供補(bǔ)償。一般來(lái)講，補(bǔ)償可以像素為基礎(chǔ)或者逐個(gè)像素地被 應(yīng)用。在具體實(shí)施定時(shí)控制器（T-CON)中的查找表（LUT)時(shí)，具體實(shí)施具有低的硬件成本。
[0005] 在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種用于補(bǔ)償顯示器亮度變化的方法。該方法包括存儲(chǔ) 多個(gè)查找表（LUT)，其中每個(gè)表都具有在降低的刷新率下的多個(gè)像素級(jí)和在刷新率在面板 自刷新（PSR)期間改變時(shí)提供對(duì)亮度變化的補(bǔ)償?shù)亩鄠€(gè)亮度信號(hào)。該方法還包括從圖形處 理單元（GPU)接收輸入信號(hào)以及確定來(lái)自GPU的輸入信號(hào)的降低的刷新率。該方法還包括 獲取在輸入信號(hào)的所確定的降低的刷新率下的LUT以及基于所確定的降低的刷新率下的 LUT來(lái)調(diào)節(jié)輸入信號(hào)以生成在定時(shí)控制器中對(duì)每個(gè)像素或子像素的亮度變化進(jìn)行補(bǔ)償?shù)妮?出信號(hào)。該方法還包括將輸出信號(hào)傳輸給顯不器。
[0006] 在另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種顯示系統(tǒng)，其具有在刷新率在面板自刷新階段期 間改變時(shí)對(duì)亮度變化的補(bǔ)償。該系統(tǒng)包括時(shí)間控制器，該時(shí)間控制器具有接收器、發(fā)射器、 和存儲(chǔ)多個(gè)查找表（LUT)的存儲(chǔ)器。每個(gè)表都具有在降低的刷新率下的多個(gè)像素級(jí)和補(bǔ) 償亮度變化的多個(gè)亮度信號(hào)。該系統(tǒng)還包括耦接到時(shí)間控制器的接收器的圖形處理單元 (GPU)、和耦接到時(shí)間控制器的發(fā)射器的顯示器。時(shí)間控制器被配置為在輸入信號(hào)的降低的 刷新率下基于所述多個(gè)LUT來(lái)針對(duì)單個(gè)像素或子像素的亮度變化進(jìn)行補(bǔ)償。
[0007] 附加的實(shí)施例和特征部分地在下面的描述中進(jìn)行了陳述，并且部分地對(duì)于本領(lǐng)域 的技術(shù)人員在閱讀本說(shuō)明書后將變得顯而易見或者可通過(guò)實(shí)踐本文所述的實(shí)施例而獲知。 對(duì)某些實(shí)施例的實(shí)質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)的進(jìn)一步理解可參考本說(shuō)明書的其它部分以及構(gòu)成本公開一 部分的附圖來(lái)實(shí)現(xiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0008] 圖1示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的一種顯示器的系統(tǒng)示意圖。
[0009] 圖2是示出根據(jù)本公開的實(shí)施例在PSR期間進(jìn)入或退出VRR時(shí)用于補(bǔ)償亮度變化 的步驟的流程圖。
[0010] 圖3是示出根據(jù)本公開某些實(shí)施例的用于補(bǔ)償亮度變化的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 可結(jié)合下面所描述的附圖參考下面的詳細(xì)描述來(lái)理解本公開。需注意，為了例示 清楚，各個(gè)圖中的某些元件可能沒有按比例繪制。
[0012] 本公開提供了用于補(bǔ)償在顯示器的刷新率被降低時(shí)、尤其是在顯示器操作的刷新 階段期間可能發(fā)生的可能的亮度變化的設(shè)備和方法。刷新率例如可在這樣的自刷新階段期 間被降低，并且在顯示面板的另一序列或操作期間被提高。因此，面板可具有可變刷新率。
[0013] 如果在刷新率降低時(shí)顯示器的所預(yù)測(cè)或?qū)嶋H的未補(bǔ)償亮度變化相對(duì)較大，則可以 像素或子像素為基礎(chǔ)來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。對(duì)于特定顯示面板，每個(gè)像素級(jí)的亮度可在各種刷新率 下被測(cè)量，并與在默認(rèn)操作刷新率（諸如60HZ)下的默認(rèn)亮度進(jìn)行比較。
[0014] 基于在降低的刷新率下和默認(rèn)操作刷新率下的亮度測(cè)量，可生成LUT來(lái)包括補(bǔ)償 值，諸如對(duì)于不同灰度級(jí)在降低的刷新率下的亮度與在默認(rèn)操作刷新率下的默認(rèn)亮度之間 的A亮度或者在降低的刷新率下的實(shí)際亮度。LUT通過(guò)將補(bǔ)償值提供給處理器或圖形單 元來(lái)允許通過(guò)對(duì)于一個(gè)或多個(gè)像素將原始像素值（例如表1中的像素級(jí)或?qū)ο袼氐妮斎腚?壓）調(diào)節(jié)為適配的或所期望的像素值（例如調(diào)節(jié)的輸入電壓或灰度級(jí)）而將在降低的刷新 率下的任何像素亮度值調(diào)節(jié)為適配的像素亮度值。適配的像素亮度值（例如在應(yīng)用LUT中 的A或其他補(bǔ)償因子之后的亮度）等于或接近于在標(biāo)準(zhǔn)或默認(rèn)刷新率下像素的亮度。例 如，顯示器的亮度一般在其像素或子像素上是變化的。同樣地，在降低的刷新率下對(duì)亮度的 補(bǔ)償也可隨著像素或子像素而變化?；旧希琇UT提供可補(bǔ)償由于顯示器刷新率變化而導(dǎo) 致的像素亮度變化的補(bǔ)償值。
[0015] 作為另外一種選擇，LUT可包括對(duì)于各個(gè)灰度級(jí)在降低的刷新率下的亮度值，而不 是亮度的變化或A。適配的像素亮度值或在標(biāo)準(zhǔn)或默認(rèn)刷新率（諸如60Hz)下顯示器的亮 度也可被存儲(chǔ)在LUT中或被存儲(chǔ)在某個(gè)地方諸如存儲(chǔ)在緩沖器中。另外，適配的像素值可 基于原始像素值和LUT中的補(bǔ)償值來(lái)估計(jì)。每個(gè)像素或灰度級(jí)下的A亮度是每個(gè)灰度級(jí) 所需要的補(bǔ)償。
[0016] 在一些實(shí)施例中，在降低的刷新率下像素亮度的補(bǔ)償值可通過(guò)對(duì)該像素在最接近 所述降低的刷新率的刷新率下的亮度補(bǔ)償值進(jìn)行線性插值來(lái)獲得。也就是說(shuō)，如果在任何 LUT中都沒有存儲(chǔ)特定的降低的刷新率的具體補(bǔ)償因子，則實(shí)施例可在來(lái)自用于同一像素 級(jí)的兩個(gè)LUT的兩個(gè)補(bǔ)償值之間進(jìn)行插值，每個(gè)LUT對(duì)應(yīng)于最接近的相鄰刷新率。
[0017] 在一些實(shí)施例中，可針對(duì)不同顏色（諸如各種刷新率下的紅色、綠、色和藍(lán)色）測(cè) 量在降低的刷新率下的亮度。測(cè)量可以標(biāo)準(zhǔn)背光源、標(biāo)準(zhǔn)溫度（諸如室溫）、或標(biāo)準(zhǔn)像素透 射率來(lái)執(zhí)行。可為其他背光源、溫度、或透射率獲取亮度的校正因子或補(bǔ)償因子。
[0018] 本公開還提供了用于在所預(yù)測(cè)的由于顯示器的刷新率變化而導(dǎo)致的亮度變化相 對(duì)較小的情況下補(bǔ)償整個(gè)顯示器（例如所有像素）的所預(yù)測(cè)亮度變化的方法。即，對(duì)于大 的亮度變化，可調(diào)節(jié)單個(gè)像素或子像素的亮度，而對(duì)于小的總體亮度變化，可調(diào)節(jié)整個(gè)顯示 器的亮度。當(dāng)亮度變化小時(shí)，可能不需要基于LUT中的值來(lái)單獨(dú)地調(diào)節(jié)每個(gè)像素，因?yàn)椴煌?像素的亮度級(jí)之間的差異小得足以忽略。因此，顯示器的功率消耗可在刷新率降低時(shí)被降 低；一般來(lái)講，任何指定像素或像素集的附加亮度消耗比在更高刷新率下操作顯示器更少 的功率。因此，在某些實(shí)施例中，刷新率越低，功率節(jié)省越多。
[0019] 圖1示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的一種顯示器的系統(tǒng)示意圖。在一些實(shí)施例中， 顯示系統(tǒng)100包括顯示器106、圖形處理單元（GPU) 102、和定時(shí)控制器（T-CON) 104。T-CON 104可耦接到顯示器106和GPU102。T-CON104可從顯示系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)部件（諸如 GPU102)接收視頻圖像和幀數(shù)據(jù)。在T-CON104接收這些信號(hào)時(shí)，其可處理信號(hào)并將其以 與顯示器106兼容的格式進(jìn)行傳輸。顯示器106可以是任何類型的，包括液晶顯示器（I