專利名稱：液晶顯示器及修改其灰度信號的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示器及修改其灰度信號的方法，更具體地，涉及一種液晶顯示器及修改來自信號源的灰度信號的方法。
背景技術(shù)：
典型的液晶顯示器(“LCD”)包括一對顯示屏和置于兩個顯示屏之間的介電各向異性的液晶層。液晶層上加有電場，通過控制該電場來調(diào)節(jié)穿過液晶層的光的透射率，從而獲得預期的圖像。
LCD是易于攜帶的平板顯示器(“FPD”)中最常用的一種。在各種類型的LCD中，采用薄膜晶體管作為開關(guān)元件的薄膜晶體管液晶顯示器(“TFT-LCD”)是最常用的。
TFT-LCD既用于計算機的顯示器又用于電視機的顯示器。因此，對于TFT-LCD來說，實現(xiàn)運動圖像變得越來越重要。但是，傳統(tǒng)的TFT-LCD具有太慢的響應(yīng)時間而不能實現(xiàn)運動圖像。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是，修改灰度信號用于補償液晶的慢響應(yīng)時間。
本發(fā)明的另一個目的是，改善由于不連續(xù)的灰度變化而引起的圖像質(zhì)量惡化。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，用于實現(xiàn)本發(fā)明的目的的液晶顯示器包括包括多個像素的液晶屏部件；灰度信號修改器，基于當前灰度信號和前一灰度信號之間的差值特性，將來自信號源的多個當前灰度信號Gn和前一灰度信號Gn-1的信號對，分成至少兩個組，并且以不同的方式修改各個組的當前灰度信號；數(shù)據(jù)驅(qū)動器，將修改的灰度信號Gn′轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的圖像信號以提供給像素。
最好是，該至少兩個組包括第一組和第二組。屬于第一組的每個信號對的當前灰度信號和前一灰度信號之間的差等于或小于一個預定值，而屬于第二組的每一信號對的當前灰度信號和前一灰度信號之間的差大于該預定值。
第二組最好包括第三組和第四組。第三組的每一信號對的當前灰度信號大于第三組的該信號對的前一灰度信號，而第四組的每一信號對的當前灰度信號小于第四組的該信號對的前一灰度信號。以不同方式修改第三組中的當前灰度信號和第四組中的當前灰度信號。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當前灰度信號和前一灰度信號具有最高有效位(“MSB”)和最低有效位(“LSB”)，并且第三組和第四組包括具有相同MSB的當前灰度信號和前一灰度信號的信號對。
第二組包括第五組，第五組包括具有不同MSB的當前灰度信號和前一灰度信號的信號對，并且以不同于第三組和第四組的當前灰度信號的方式修改第五組的當前灰度信號。
最好是，灰度信號修改器不修改第一組的當前灰度信號。
當前灰度信號和前一灰度信號具有最高有效位(“MSB”)和最低有效位(“LSB”)。
灰度信號修改器包括幀存儲器，存儲當前灰度信號并輸出其中存儲的前一灰度信號；情況選擇器，基于當前灰度信號和來自幀存儲器的前一灰度信號之間的差值特性，將當前灰度信號Gn和前一灰度信號Gn-1的信號對分成至少兩個組，并生成相應(yīng)的信號；查找表，輸出相應(yīng)于當前灰度信號的MSB和來自幀存儲器的前一灰度信號的MSB的變量；計算器，以由來自情況選擇器的信號確定的方式，計算來自查找表的變量、當前灰度信號的LSB和來自幀存儲器的前一灰度信號的LSB，并生成修改的灰度信號。
最好是，對于當前灰度信號的LSB和前一灰度信號的LSM為零的信號對，修改的灰度信號是預定的，并且根據(jù)該預定的修改灰度信號來確定所述變量。
該至少兩個組包括第一到第四組，第一組包括當前灰度信號和前一灰度信號的差等于或小于預定值的信號對，第二組包括當前灰度信號的MSB和前一灰度信號的MSB彼此相等，并且當前灰度信號大于前一灰度信號的信號對，第三組包括當前灰度信號的MSB和前一灰度信號的MSB彼此相等，并且當前灰度信號小于前一灰度信號的信號對，以及第四組包括未包括在第一到第三組中的信號對。
變量包括f、a、b和c，定義為f(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y]＝Gn′(Gn[x+y-1:y]×2y，Gn-1[x+y-1:y]×2y；a(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y]＝f(Gn[x+y-1:y]+1，Gn-1[x+y-1:y]-f(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y]；b(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y]＝f(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y]-f(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y]+1)；以及c(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y]＝f(Gn[x+y-1:y]+1，Gn-1[x+y-1:y]+1)+f(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y]-f(Gn[x+y-1:y]+1，Gn-1[x+y-1:y])-f(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y]+1)。
其中，x是前一灰度信號和當前灰度信號的MSB的數(shù)目，y是前一灰度信號和當前灰度信號的LSB的數(shù)目。
第一組的當前灰度信號不修改。
第二組的當前灰度信號的修改的灰度信號Gn′計算為Gn′＝f+a×Gn[y-1:0]/2y-b×Gn-1[y-1:0/2y+c×Gn-1[y-1:0]/2y；第三組的當前灰度信號的修改的灰度信號計算為Gn′＝f+a×Gn[y-1:0]/2y-b×Gn-1[y-1:0/2y+c×Gn[y-1:0]/2y；以及第四組的當前灰度信號的修改的灰度信號計算為Gn′＝f+a×Gn[y-1:0]/2y-b×Gn-1[y-1:0/2y+c×Gn[y-1:0]×Gn-1[y-1:0]/22y。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用于實現(xiàn)本發(fā)明的目的的液晶顯示器包括包括多個像素的液晶屏部件；灰度信號修改器，基于x位MSB和y位LSB的當前灰度信號Gn和前一灰度信號，修改來自信號源的具有x位最高有效位(“MSB”)和y位最低有效位LSB的多個當前灰度信號Gn，以輸出修改的灰度信號Gn′；數(shù)據(jù)驅(qū)動器，將來自灰度信號修改器的修改的灰度信號Gn′轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的圖像信號以提供給像素，其中，當前灰度信號和前一灰度信號的信號對的一部分的修改的灰度信號是預定的，基于預定的修改的灰度信號，通過插值(interpolation)來確定當前灰度信號和前一灰度信號的剩余信號對的修改的灰度信號，基于部分對中的至少四個對的修改的灰度信號，通過插值來確定剩余信號對的修改的灰度信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用于實現(xiàn)本發(fā)明的目的的修改液晶顯示器的當前灰度信號的方法包括下列步驟計算當前灰度信號和前一灰度信號之間的差；根據(jù)當前灰度信號和前一灰度信號之間的差值特性，將當前灰度信號和前一灰度信號的信號對分成至少兩個組；提取當前灰度信號的最高有效位(“MSB”)和前一灰度信號的MSB；計算由MSB確定的變量；提取當前灰度信號的最低有效位(“LSB”)和前一灰度信號的LSB；以及基于所述變量和LSB修改當前灰度信號，對各個組以不同的方式進行修改。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的LCD的方框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的LCD的像素的等效電路圖；圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明的實施例的灰度修改方法；圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例的LCD的灰度信號修改器的方框圖；以及圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例，通過信號控制器修改灰度信號的方法的流程圖。
具體實施例方式
下文將參考附圖對本發(fā)明進行更加詳細的描述，在附圖中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。但是，本發(fā)明還可以以多種不同形式來實現(xiàn)，并不應(yīng)該被限制為這里提出的實施例。全文中相同的數(shù)字表示相同的元件。
下面將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的液晶顯示器及修改灰度信號的方法。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的LCD的方框圖，以及圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的LCD的像素的等效電路圖。
參考圖1，根據(jù)實施例的LCD包括液晶屏部件300、連接至液晶屏部件300的選通驅(qū)動器420和數(shù)據(jù)驅(qū)動器430、連接至選通驅(qū)動器420的驅(qū)動電壓發(fā)生器560、連接至數(shù)據(jù)驅(qū)動器430的灰度電壓發(fā)生器570以及控制上述元件的信號控制器550。
以等效電路的觀點來看，液晶屏部件300包括多個信號線G0-Gn和D1-Dm，以及連接到上述信號線的多個像素。每個像素包括連接至信號線G0-Gn和D1-Dm的開關(guān)元件Q以及連接至開關(guān)元件Q的液晶電容Clc和存儲電容Cst。信號線G0-Gn和D1-Dm包括在行方向上延伸并發(fā)送掃描信號或選通信號的多個掃描線或選通線G0-Gn，以及在列方向上延伸并發(fā)送圖像信號或數(shù)據(jù)信號的多個數(shù)據(jù)線D1-Dm。開關(guān)元件Q具有三個端子，一個連接至選通線G0-Gn之一的控制端、一個連接至數(shù)據(jù)線D1-Dm之一的輸入端以及一個連接至液晶電容Clc和存儲電容Cst的輸出端。
液晶電容Clc連接在開關(guān)元件Q的輸出端和參考電壓或公共電壓Vcom之間。存儲電容Cst連接在開關(guān)元件Q的輸出端和正位于上面的前一選通線(稱作“前選通線”)之間，該前選通線被稱作前選通類型?；蛘?，存儲電容Cst的另一個端子可以連接至一個預定電壓，例如被稱作獨立線類型的公共電壓Vcom。
圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的液晶屏部件300的結(jié)構(gòu)。為了解釋簡單，圖2中僅示出了一個像素。
如圖2中所示，液晶屏部件300包括下屏100、與下屏100相對的上屏200和置于其中的液晶層3。在下屏100上提供有一對選通線Gi和Gi-1、一個數(shù)據(jù)線Dj、一個開關(guān)元件Q和一個存儲電容Cst。下屏100上的像素電極190和上屏200上的公共電極270形成液晶電容Clc的兩個端子。置于兩個電極190和270之間的液晶層3用作液晶電容Clc的電介質(zhì)。
像素電極190連接至開關(guān)元件Q，公共電極270連接至公共電壓Vcom并覆蓋上屏200的整個表面。通過像素電極190和公共電極270所生成的電場的變化來改變液晶層3中的液晶分子的取向。分子取向的變化改變穿過液晶層3的光的偏振，通過附加到屏100和200中的至少一個上的偏振器(未示出)，這又可引起光的透射率的變化。
像素電極190通過一個絕緣體搭接它的前一選通線Gi-1，以形成存儲電容Cst的一個端子，而前一選通線Gi-1形成存儲電容Cst的另一個端子。對于獨立線類型，在下屏100上提供并被施加諸如公共電壓Vcom的電壓的獨立線，搭接像素電極190以形成存儲電容Cst。
圖2示出MOS晶體管作為開關(guān)元件，該MOS晶體管在實際制造過程中被實現(xiàn)為包括非晶硅或多晶硅通道層的薄膜晶體管(“TFT”)。
與圖2不同，公共電極270可以被提供在下屏100上。在此情況下，電極190和270均為條型。
為了實現(xiàn)彩色顯示器，通過在相應(yīng)于像素電極190的區(qū)域中提供多個紅、綠和藍色濾色器230中的一個，每一個像素可以表示一種顏色。圖2中示出的濾色器230被提供在上屏200的對應(yīng)區(qū)域內(nèi)?；蛘撸瑸V色器230被提供在下屏100上的像素電極190的上面或下面。
再次參考圖1，通常被分別稱為掃描驅(qū)動器和源驅(qū)動器的選通驅(qū)動器420和數(shù)據(jù)驅(qū)動器430，可以分別包括多個選通驅(qū)動集成電路(“IC”)和多個數(shù)據(jù)驅(qū)動IC。IC被獨立地置于液晶屏部件300的外部或安裝在液晶屏部件300上?；蛘撸琁C還可以通過與信號線G0-Gn和D1-Dm以及TFT Q相同的處理形成在液晶屏部件300上。
選通驅(qū)動器420被連接至液晶屏部件300的選通線G0-Gn，并將來自驅(qū)動電壓發(fā)生器560的選通信號應(yīng)用到選通信號線G0-Gn，每一個選通信號都是選通導通電壓Von和選通關(guān)閉電壓Voff的組合。
數(shù)據(jù)驅(qū)動器430被連接至液晶屏部件300的數(shù)據(jù)線D1-Dm，并從灰度電壓發(fā)生器570中選擇灰度電壓作為數(shù)據(jù)信號提供給數(shù)據(jù)線D1-Dm。
選通驅(qū)動器420、數(shù)據(jù)驅(qū)動器430和驅(qū)動電壓發(fā)生器560由其連接的位于液晶屏部件300外部的信號控制器400控制。下面將詳細描述這些操作。
從外部圖像控制器(未示出)向信號控制器550提供RGB灰度信號R、G和B以及控制其顯示的輸入控制信號，例如垂直同步信號Vsync、水平同步信號Hsync、主時鐘CLK、數(shù)據(jù)使能信號DE等。當在輸入控制信號的基礎(chǔ)上生成選通控制信號和數(shù)據(jù)控制信號，并處理灰度信號R、G和B適于液晶屏部件300的操作之后，信號控制器550向選通驅(qū)動器420提供選通控制信號，并向數(shù)據(jù)驅(qū)動器430提供處理后的灰度信號R′、G′和B′和數(shù)據(jù)控制信號。下面將詳細描述信號控制器所進行的灰度信號的處理。
選通控制信號包括用于指示開始輸出選通導通脈沖(即選通信號的高部分)的垂直同步開始信號STV、用于控制選通導通脈沖的輸出周期的選通時鐘信號CPV和用于定義選通導通脈沖的寬度的輸出使能信號OE。在選通控制信號當中，輸出使能信號OE和選通時鐘信號CPV被提供給驅(qū)動電壓發(fā)生器560。數(shù)據(jù)控制信號包括用于指示開始輸出灰度信號的水平同步開始信號STH、用于指示向數(shù)據(jù)線施加適當?shù)臄?shù)據(jù)電壓的加載信號LOAD或TP和數(shù)據(jù)時鐘信號HCLK。
響應(yīng)來自信號控制器550的選通控制信號，選通驅(qū)動器420依次向選通線G0-Gn施加選通導通脈沖，從而依次接通其連接的開關(guān)元件Q。響應(yīng)來自信號控制器550的數(shù)據(jù)控制信號，數(shù)據(jù)驅(qū)動器430將來自灰度電壓發(fā)生器570的相應(yīng)于輸入灰度信號R′、G′和B′的模擬電壓施加到相應(yīng)的數(shù)據(jù)線D1-Dm作為圖像信號。然后，圖像信號又通過導通的開關(guān)元件Q施加給相應(yīng)的像素。通過執(zhí)行這個過程，所有的選通線G0-Gn在一個幀內(nèi)被施加選通導通脈沖，從而將圖像信號施加給所有的像素行。
由根據(jù)本發(fā)明的實施例的信號控制器550進行的灰度信號的處理，目的是基于當前幀的灰度信號(此后被稱為“當前灰度信號”)和前一幀的灰度信號(此后被稱為“前一灰度信號”)生成修改的灰度信號，以補償液晶的慢響應(yīng)時間。由發(fā)明者建議的灰度信號的這種修改披露在下列專利申請中2001年2月2日提交的美國專利申請09/773,603，2000年2月3日提交的韓國專利申請10-2000-0005442，和2000年12月6日提交的10-2000-0073672，2001年1月31日提交的EP專利申請01102227.4，2001年2月3日提交的中國專利申請01111679.X，2001年2月5日提交的日本專利申請2001-28541和2000年11月2日提交的臺灣專利申請89123095和2001年1月30日提交的90101788，這些申請在此引入作為參考。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，首先通過使用前一灰度信號和當前灰度信號的最高有效位(“MSB”)來確定操作所需的多個變量，然后通過使用這些變量和前一灰度信號和當前灰度信號的最低有效位(“LSB”)來計算修改的灰度信號。
上述步驟將參考圖3進行詳細描述。
為了方便，假定灰度信號是8位的數(shù)據(jù)，并且其MSB和LSB分別為4位。因此，將表示的灰度等級或灰度的數(shù)目為28＝256。
如圖3中所示，垂直軸表示第n個幀的灰度信號(被稱為“當前灰度信號”)，而水平軸表示第(n-1)個幀的灰度信號(被稱為“前一灰度信號”)。
因為灰度等級的數(shù)目為256，前一灰度信號和當前灰度信號的組合的數(shù)目為256×256＝65536。
要被處理的灰度信號被分成適當?shù)慕M，以節(jié)省獨立進行確定并生成對于所有組合的巨大數(shù)目的修改的信號所需的時間和空間。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，基于前一灰度信號和當前灰度信號的MSB值來定義多個塊，這些塊被表示為如圖3所示的實線封閉的方形區(qū)域。位于塊的邊界的點表示前一灰度信號Gn-1和當前灰度信號Gn中的至少一個具有為零的LSB值的前一灰度信號Gn-1和當前灰度信號Gn的組合。對于前一灰度信號和當前灰度信號，位于每個塊內(nèi)的點的MSB值彼此相等。同樣，位于每個塊的左邊界和上邊界上的點的MSB值等于塊內(nèi)的點的MSB值，而位于右邊界和下邊界上的點的MSB值與塊內(nèi)的點的MSB值不同。(因此，塊被定義為包括塊內(nèi)的點以及塊的左邊界和右邊界上的點。)例如，對于位于塊A中的所有點，前一灰度信號Gn-1的MSB值(被稱為“前一MSB值”并表示為Gn-1[7:4])為 ，以及對于那些點，當前灰度信號Gn的MSB值(被稱為“當前MSB值”并被表示為Gn[7:4])也為 。同樣，對于位于塊B中的所有點，前一MSB值為 ，這些點的當前MSB值為 。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，首先確定位于限定塊的頂點的點，即前一灰度信號Gn-1和當前灰度信號Gn的LSB值為零的點的修改的灰度信號。通過使用插值來計算用于其它點的修改的灰度信號。基于限定塊的四個頂點的修改的灰度信號，對塊內(nèi)的點應(yīng)用插值。四個頂點的坐標如下表示第一個點＝(Gn[7:4]，Gn-1[7:4])；第二個點＝(Gn[7:4]+1，Gn-1[7:4])；第三個點＝(Gn[7:4]，Gn-1[7:4]+1)；以及第四個點＝(Gn[7:4]+1，Gn-1[7:4]+1)。
基于四個頂點對每個塊的點進行插值的原因例如是，當插值是基于第一和第二個點或第一和第三個點時，在塊邊界的附近，修改的灰度信號是不連續(xù)的。但是，基于限定塊的四個頂點的插值去除了該不連續(xù)性，如本發(fā)明的即使前一灰度和當前灰度之間的差值很小，在修改后該差值可以被放大。特別地，前一灰度信號Gn-1和當前灰度信號Gn彼此相等的部分(圖3中的對角線D)表示靜止圖像。因此，即使修改的前一灰度信號和修改的當前灰度信號之間的差值非常小，該差值在顯示屏上顯現(xiàn)為嚴重的噪聲。
另外，例如存在前一灰度信號Gn-1和當前灰度信號Gn之間的差值比較小的部分，比如對角線D和虛線E之間的區(qū)域。由于該差值更可能是由噪聲引起的，而不是由圖像變化引起的，灰度修改并不用于此部分，以最小化灰度等級的變化，而不是快速響應(yīng)灰度等級的變化。
最后，在下面將詳細描述具有對角線D的部分的修改，如圖3中所示的塊A。
與塊B不同，塊A包括由對角線D分割的兩個子塊A1和A2。在位于對角線D上面的子塊A1中，當前灰度等級小于前一灰度等級(即下降)。但是，在位于對角線D下面的子塊A2中，當前灰度等級大于前一灰度等級(即上升)。那樣，因為子塊A1和A2的特性彼此不同，與其它部分類似的基于塊的頂點的灰度修改可能導致嚴重的誤差，特別是在塊的中心。
此外，因為子塊A1和A2中的前一灰度等級和當前灰度等級之間的差值比較小，不管多小的誤差都可能是突出的。因此，對各個子塊A1和A2獨立執(zhí)行灰度修改。在本發(fā)明的該實施例中，對角線D上面的子塊A1的插值是基于第一、第三和第四個點，而對角線D下面的子塊A2的插值是基于第一、第二和第四個點。
根據(jù)本發(fā)明，由上述理論確定的修改的灰度信號可以由公式來表示。
假定x表示MSB的位數(shù)目，y表示LSB的位數(shù)目，修改的灰度信號為Gn′。
與對角線D無關(guān)的一般塊B的修改的灰度信號Gn′如下所示公式1Gn′＝f+a×Gn[y-1:0]/2y-b×Gn-1[y-1:0]/2y+c×Gn[y-1:0]×Gn-1[y-1:0]/22yf為塊B的左上頂點的修改的灰度信號。即，公式2af(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y])＝Gn′(Gn[x+y-1:y]×2y，Gn-1[x+y-1:y]×2y)a為塊B的左下頂點的修改的灰度信號減去左上頂點的修改的灰度信號的值。即，公式2ba(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y])＝f(Gn[x+y-1:y]+1，Gn-1[x+y-1:y])-f(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y])此外，b為塊B的左上頂點的修改的灰度信號減去右上頂點的修改的灰度信號的值。即，
公式2cb(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y])＝f(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y])-f(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y]+1)c為塊B的左上頂點和右下頂點的修改的灰度信號之和減去左下頂點和右上頂點的修改的灰度信號的值。即，公式2dc(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y])＝f(Gn[x+y-1:y]+1，Gn-1[x+y-1:y]+1)+f(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y])-f(Gn[x+y-1:y]+1，Gn-1[x+y-1:y])-f(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y]+1)對于前一灰度信號Gn-1和當前灰度信號Gn基本相同的部分，即對角線D及其周圍，例如對于情況|Gn-Gn-1|≤α(其中α為一個預定的常數(shù))，公式3Gn′＝Gn。
在包括對角線D的塊A中，對于當前灰度信號Gn小于前一灰度信號Gn-1的子塊A1，修改的灰度信號Gn′如下面的公式4表示，該公式通過將公式1的最后一項“c×Gn[y-1:0]×Gn-1[y-1:0]/22y”替換為“c×Gn[y-1:0]/2y”而得到。
公式4Gn′＝f+a×Gn[y-1:0]/2y-b×Gn-1[y-1:0]/2y+c×Gn[y-1:0]/2y類似地，在塊A中，對于當前灰度信號Gn大于前一灰度信號Gn-1的子塊A2，由下面的公式5給出修改的灰度信號Gn′，通過將公式1的最后一項“c×Gn[y-1:0]×Gn-1[y-1:0]/22y”替換為“c×Gn-1[y-1:0]/2y”而得到該公式。
公式5Gn′＝f+a×Gn[y-1:0]/2y-b×Gn-1[y-1:0]/2y+c×Gn-1[y-1:0]/2y綜上所述，通過根據(jù)前一灰度信號和當前灰度信號之間的差值特性使用適當?shù)墓蕉筛鶕?jù)本發(fā)明的實施例的修改的灰度信號。
參考圖4，將詳細描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的灰度信號的修改。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的LCD的灰度信號修改器的方框圖。
如圖4所示，該灰度信號修改器600包括信號合成器61、連接至信號合成器61的幀存儲器62、連接至幀存儲器62的控制器63、連接至信號合成器61和幀存儲器62的灰度信號轉(zhuǎn)換器64和連接至灰度信號轉(zhuǎn)換器64的信號分離器65。
灰度信號轉(zhuǎn)換器64包括連接至信號合成器61和幀存儲器62的查找表641、計算器643和情況選擇器642。計算器643的輸入端連接至查找表641、信號合成器61和幀存儲器62，計算器643的輸出端連接至信號分離器65。情況選擇器642的一個輸入端連接至幀存儲器62，情況選擇器642的輸出端連接至計算器643。
為了方便起見，灰度信號為8位數(shù)據(jù)，它的MSB和LSB分別為4位。在從信號源(未示出)收到灰度信號Gm后，圖4中所示的灰度信號修改器600的信號合成器61轉(zhuǎn)換灰度信號Gm的數(shù)據(jù)流的頻率，這樣灰度信號Gm可以由灰度信號修改器600進行處理，例如，使得灰度信號Gm的數(shù)據(jù)流的頻率與至幀存儲器62的訪問時鐘同步。合成器61向幀存儲器62和灰度信號轉(zhuǎn)換器64提供頻率轉(zhuǎn)換后的灰度信號Gm。例如，如果具有8位的R、G、B總共24位的灰度信號Gm被從信號源以65MHz的頻率輸入，而灰度信號修改器600的組件的最大處理頻率為500MHz，則信號合成器61將每兩個24位的灰度信號Gm合成為一個48位的灰度信號Gn。信號合成器61將合成后的灰度信號Gn作為當前灰度信號提供給幀存儲器62和灰度信號轉(zhuǎn)換器64。此時，合成后的灰度信號被分成MSB(Gn[7:4])和LSB(Gn[3:0])以提供給灰度信號轉(zhuǎn)換器64。
控制器63將存儲在幀存儲器62中的前一灰度信號Gn-1提供給灰度信號轉(zhuǎn)換器64，并將來自信號合成器61的合成后的灰度信號Gn存儲在幀存儲器62中作為前一灰度信號Gn-1。
灰度信號轉(zhuǎn)換器64基于來自信號合成器61的當前灰度信號Gn和來自幀存儲器62的前一灰度信號Gn-1，生成修改的灰度信號Gn′，并將修改的灰度信號Gn′提供給分離器65。分離器65將修改的48位的灰度信號Gn′分離并輸出修改的24位的灰度信號Gm′。
來自合成器61和幀存儲器62的灰度信號Gn和Gn-1被分為MSB(Gn[7:4])和LSB(Gn[3:0])，以提供給灰度信號轉(zhuǎn)換器64。MSB(Gn[7:4])被提供給查找表641，LSB(Gn[3:0])被提供給計算器643。同時，來自合成器61和幀存儲器62的灰度信號Gn和Gn-1作為整體被提供給情況選擇器642。
如上所述，在灰度信號轉(zhuǎn)換器64的查找表641中，存儲由圖3中所示的每個塊的四個頂點，即對于當前LSB和前一LSB均為零的情況的修改的灰度信號確定的四個變量f、a、b和c。
因為灰度信號為8位的數(shù)據(jù)，MSB和LSB中的每一個都是4位，變量f、a、b和c如下確定公式6af(Gn[7:4]，Gn-1[7:4])＝Gn′(Gn[7:4]×16，Gn-1[7:4]×16)；公式6ba(Gn[7:4]，Gn-1[7:4])＝f(Gn[7:4]+1，Gn-1[7:4])-f(Gn[7:4]，Gn-1[7:4])；公式6cb(Gn[7:4]，Gn-1[7:4])＝f(Gn[7:4]，Gn-1[7:4])-f(Gn[7:4]，Gn-1[7:4]+1)；以及公式6dc(Gn[7:4]，Gn-1[7:4])＝f(Gn[7:4]+1，Gn-1[7:4]+1)+f(Gn[7:4]，Gn-1[7:4])-f(Gn[7:4]+1，Gn-1[7:4])-f(Gn[7:4]，Gn-1[7:4]+1)。
假設(shè)屬于圖3中的塊B的一個點，例如，當前灰度信號Gn為51＝
以及前一灰度信號Gn-1為87＝
。當前MSB(Gn[7:4])為 ＝3，前一MSB(Gn-1[7:4])為 ＝5。
因此，變量f、a、b和c如下確定公式7af(3，5)＝Gn′(Gn＝48，Gn-1＝80)公式7ba(3，5)＝f(4，5)-f(3，5)＝Gn′(Gn＝64，Gn-1＝80)-Gn′(Gn＝48，Gn-1＝80)公式7cb(3，5)＝f(3，5)-f(3，6)＝Gn′(Gn＝48，Gn-1＝80)-Gn′(Gn＝48，Gn-1＝96)公式7dc(3，5)＝f(4，6)+f(3，5)-f(4，5)-f(3，6)＝Gn′(Gn＝64，Gn-1＝96)+Gn′(Gn＝48，Gn-1＝80)-Gn′(Gn＝64，Gn-1＝80)-Gn′(Gn＝48，Gn-1＝96)查找表641取到相應(yīng)于前一MSB和當前MSB的變量f、a、b和c，并將變量f、a、b和c提供給計算器643。
情況選擇器642基于來自幀存儲器62的前一灰度信號Gn-1和來自合成器61的當前灰度信號Gn，選擇一種情況。然后，計算器643根據(jù)來自情況選擇器642的信號確定所述情況，以選擇相應(yīng)于所述情況的公式，并計算修改的灰度信號Gn′。
情況選擇器642和計算器643的操作將參考圖5進行詳細描述。
圖5是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的情況選擇器642和計算器643的操作的流程圖。
首先，在操作開始時(S10)，情況選擇器642從幀存儲器62中讀出前一灰度信號(Gn-1[7:0])，并從信號合成器61中讀出當前灰度信號(Gn[7:0])(S11)。
之后，情況選擇器642計算前一灰度信號Gn-1和當前灰度信號Gn之間的差值，然后將該差值與一個預定值α進行比較。
此時，確定的值α可以根據(jù)灰度信號和環(huán)境的狀態(tài)而變化。通常，在灰度信號嚴重地經(jīng)歷噪聲的情況下，值α可以被設(shè)置得較大；如果相反，則值α可以被設(shè)置得較小。最好是，值α的范圍為從零到灰度等級的總數(shù)除以16。例如，對于總共256個灰度等級，值α最好是在0到16之間。
在比較了前一灰度信號Gn-1和當前灰度信號Gn之后，當差值等于或小于預定值α時，情況選擇器642選擇并提供一個相應(yīng)的信號給計算器643。
于是，計算器643提供當前灰度信號作為修改的灰度信號Gn′，而不做修改(S13)。
但是，當前一灰度信號Gn-1和當前灰度信號Gn之間的差值大于預定值α時，情況選擇器642確定前一MSB(Gn-1[7:4])是否等于當前MSB(Gn[7:4])(S14)。
如果前一MSB(Gn-1[7:4])和當前MSB(Gn[7:4])彼此相等，情況選擇器642比較前一LSB(Gn-1[3:0])和當前LSB(Gn[3:0])(S15)。當前LSB(Gn[3:0])大于前一LSB(Gn-1[3:0])時，情況選擇器642向計算器643提供一個相應(yīng)的信號。
因此，計算器643選擇公式5，并替換從查找表641中取得的變量f、a、b和c、前一LSB(Gn-1[3:0])和當前LSB(Gn[3:0])，來計算修改的灰度信號Gn′(S16)。修改的灰度信號Gn′如下Gn′＝f+a×Gn[3:0]/24-b×Gn-1[3:0]/24+c×Gn-1[3:0]/24。
但是，如果當前LSB(Gn[3:0])小于前一LSB(Gn-1[3:0])，情況選擇器642向計算器643提供一個相應(yīng)的信號(S17)。計算器643選擇公式4，并替換從查找表641中取得的變量f、a、b和c、前一LSB(Gn-1[3:0])和當前LSB(Gn[3:0])，來計算修改的灰度信號Gn′(S17)。修改的灰度信號Gn′如下Gn′＝f+a×Gn[3:0]/24-b×Gn-1[3:0]/24+c×Gn[3:0]/24。
當步驟S14中的判斷結(jié)果為“否”時，即，MSB(Gn-1[7:4])和MSB(Gn[7:4])不相等時，情況選擇器642向計算器643提供一個相應(yīng)的信號。
因此，計算器643選擇公式1，并替換變量f、a、b和c、前一LSB(Gn-1[3:0])和當前LSB(Gn[3:0])，以計算修改的灰度信號Gn′(S16)。修改的灰度信號Gn′如下Gn′＝f+a×Gn[3:0]/24-b×Gn-1[3:0]/24+c×Gn[3:0]×Gn-1[3:0]/28。
根據(jù)上面的方式，灰度信號轉(zhuǎn)換器64通過基于前一灰度信號Gn-1和當前灰度信號Gn的情況而使用適當?shù)墓?，來計算修改的灰度信號Gn′，并將其提供給信號分離器65。
在本發(fā)明的該實施例中，因為與灰度信號同步的時鐘頻率與訪問幀存儲器62的時鐘頻率不同，所以需要分別合成和分離灰度信號的信號合成器61和信號分離器65。但是，當兩個頻率彼此相等時，信號合成器61和信號分離器65是不需要的。
根據(jù)本發(fā)明的該實施例的灰度信號轉(zhuǎn)換器64生成一個查找表，將此表存儲在ROM(只讀存儲器)中，并訪問ROM以計算公式。但是，也可以制造和使用數(shù)字電路來計算公式。
根據(jù)本發(fā)明的該實施例的灰度信號轉(zhuǎn)換器64被表示為信號控制器550的一部分，但是也可以被制造成一個與信號控制器550分離的獨立設(shè)備。此時，灰度信號轉(zhuǎn)換器64可以被包含在外部圖像控制器中。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實施例的液晶顯示器中的當前灰度信號的修改，大大降低了修改誤差和不連續(xù)性。同樣，通過根據(jù)前一灰度信號和當前灰度信號之間的差值特性來修改灰度信號，提高了圖像質(zhì)量。
盡管本發(fā)明的優(yōu)選實施例在上文中進行了詳細描述，應(yīng)該清楚地知道，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員可以領(lǐng)悟到的對此處提出的基本發(fā)明概念的各種變化和修改，都將落入本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，如附屬權(quán)利要求所定義。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器，包括包括多個像素的液晶屏部件；灰度信號修改器，基于當前灰度信號和前一灰度信號之間的差值特性，將來自信號源的當前灰度信號Gn和前一灰度信號Gn-1的多個信號對分成至少兩個組，并且以不同的方式修改各個組的當前灰度信號；以及數(shù)據(jù)驅(qū)動器，將修改的灰度信號Gn′轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的圖像信號以提供給所述像素。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中，所述至少兩個組包括第一組和第二組，其中，屬于第一組的每個信號對的當前灰度信號和前一灰度信號之間的差等于或小于一個預定值，而屬于第二組的每個信號對的當前灰度信號和前一灰度信號之間的差大于所述預定值。
3.如權(quán)利要求2所述的液晶顯示器，其中，所述第二組包括第三組和第四組，其中，第三組的每個信號對的當前灰度信號大于第三組的該信號對的前一灰度信號，而第四組的每個信號對的當前灰度信號小于第四組的每個信號對的前一灰度信號，并且以不同的方式修改第三組中的當前灰度信號和第四組中的當前灰度信號。
4.如權(quán)利要求3所述的液晶顯示器，其中，當前灰度信號和前一灰度信具有最高有效位(“MSB”)和最低有效位(“LSB”)，以及所述第三組和第四組包括具有相同MSB的當前灰度信號和前一灰度信號的信號對。
5.如權(quán)利要求4所述的液晶顯示器，其中，所述第二組包括一個第五組，該第五組包括具有不同MSB的當前灰度信號和前一灰度信號的信號對，以及以不同于第三組和第四組的當前灰度信號的方式，修改所述第五組的當前灰度信號。
6.如權(quán)利要求2至5所述的液晶顯示器，其中，所述灰度信號修改器不修改第一組的當前灰度信號。
7.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中，所述當前灰度信號和前一灰度信號具有最高有效位(“MSB”)和最低有效位(“LSB”)。
8.如權(quán)利要求7所述的液晶顯示器，其中，所述灰度信號修改器包括幀存儲器，存儲當前灰度信號并輸出在其中存儲的前一灰度信號；情況選擇器，基于當前灰度信號和來自幀存儲器的前一灰度信號之間的差值特性，將當前灰度信號Gn和前一灰度信號Gn-1的信號對分成至少兩個組，并生成相應(yīng)的信號；查找表，輸出相應(yīng)于當前灰度信號的MSB和來自幀存儲器的前一灰度信號的MSB的變量；以及計算器，以由來自所述情況選擇器的信號確定的方式，計算來自查找表的變量、當前灰度信號的LSB和來自幀存儲器的前一灰度信號的LSB，并生成修改的灰度信號。
9.如權(quán)利要求8所述的液晶顯示器，其中，對于當前灰度信號的LSB和前一灰度信號的LSB為零的信號對，修改的灰度信號是預定的，并根據(jù)該預定的修改灰度信號來確定所述變量。
10.如權(quán)利要求9所述的液晶顯示器，其中，所述至少兩個組包括第一到第四組，所述第一組包括當前灰度信號和前一灰度信號之間的差等于或小于預定值的信號對，所述第二組包括當前灰度信號的MSB和前一灰度信號的MSB彼此相等，并且當前灰度信號大于前一灰度信號的信號對，所述第三組包括當前灰度信號的MSB和前一灰度信號的MSB彼此相等，并且當前灰度信號小于前一灰度信號的信號對，以及所述第四組包括未包括在第一到第三組中的信號對。
11.如權(quán)利要求10所述的液晶顯示器，其中，所述變量包括f、a、b和c，f(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y])＝Gn′(Gn[x+y-1:y]×2y，Gn-1[x+y-1:y]×2y，a(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y])＝f(Gn[x+y-1:y]+1，Gn-1[x+y-1:y]-f(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y]，b(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y])＝f(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y]-f(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y]+1)，c(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y])＝f(Gn[x+y-1:y]+1，Gn-1[x+y-1:y]+1)+f(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y])-f(Gn[x+y-1:y]+1，Gn-1[x+y-1:y])-f(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y]+1)，其中，x是前一灰度信號和當前灰度信號的MSB的數(shù)目，y是前一灰度信號和當前灰度信號的LSB的數(shù)目，并且其中第一組的當前灰度信號不被修改，第二組的當前灰度信號的修改的灰度信號Gn′計算為Gn′＝f+a×Gn[y-1:0]/2y-b×Gn-1[y-1:0]/2y+c×Gn-1[y-1:0]/2y，第三組的當前灰度信號的修改的灰度信號Gn′計算為Gn′＝f+a×Gn[y-1:0]/2y-b×Gn-1[y-1:0/2y+c×Gn[y-1:0]/2y，以及第四組的當前灰度信號的修改的灰度信號Gn′計算為Gn′＝f+a×Gn[y-1:0]/2y-b×Gn-1[y-1:0]/2y+c×Gn[y-1:0]×Gn-1[y-1:0]/22y。
12.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中，所述至少兩個組包括一個組，該組包括當前灰度信號大于前一灰度信號的信號對，以及另一個組，該組包括當前灰度信號小于前一灰度信號的信號對，并且以不同的方式修改這兩個組。
13.一種液晶顯示器，包括包括多個像素的液晶屏部件；灰度信號修改器，基于具有x位最高有效位(“MSB”)和y位最低有效位LSB的當前灰度信號Gn和前一灰度信號，修改來自信號源的具有x位MSB和y位LSB的多個當前灰度信號Gn，以輸出修改的灰度信號Gn′；以及數(shù)據(jù)驅(qū)動器，將來自灰度信號修改器的修改的灰度信號Gn′轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的圖像信號以提供給所述像素，其中，當前灰度信號和前一灰度信號的信號對中的一部分的修改的灰度信號是預定的，基于預定的修改的灰度信號，通過插值來確定當前灰度信號和前一灰度信號的剩余信號對的修改的灰度信號，以及基于部分信號對的至少四個對的修改的灰度信號，通過插值來確定剩余對的修改的灰度信號。
14.如權(quán)利要求13所述的液晶顯示器，其中，所述至少四個信號對的當前灰度信號的LSB和前一灰度信號的LSB為零，以及所述至少四個信號對包括(Gn[x+y-1:x]，Gn-1[x+y-1，x])，(Gn-1[x+y-1:x]+1，Gn-1[x+y-1:y])，(Gn[x+y-1:x]，Gn-1[x+y-1，x]+1)和(Gn-1[x+y-1:y]+1，Gn-1[x+y-1:x]+1)，其中，前一灰度信號和當前灰度信號的MSB的位數(shù)目為x，前一灰度信號和當前灰度信號的LSB的位數(shù)目為y，當前灰度信號的MSB和LSB分別是Gn([x+y-1:y])和Gn([y-1:0])，前一灰度信號的MSB和LSB分別是Gn-1([x+y-1:y])和Gn-1([y-1:0])。
15.如權(quán)利要求14所述的液晶顯示器，其中，修改的灰度信號由下式給出Gn′＝f+a×Gn[y-1:0]/2y-b×Gn-1[y-1:0/2y+c×Gn[y-1:0]×Gn-1[y-1:0]/22y其中f(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y])＝Gn′(Gn[x+y-1:y]×2y，Gn-1[x+y-1:y]×2y)，a(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y])＝f(Gn[x+y-1:y]+1，Gn-1[x+y-1:y])-f(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y])，b(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y])＝f(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y])-f(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y]+1)，c(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y])＝f(Gn[x+y-1:y]+1，Gn-1[x+y-1:y]+1)+f(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y])-f(Gn[x+y-1:y]+1，Gn-1[x+y-1:y])-f(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y]+1)，其中，x是前一灰度信號和當前灰度信號的MSB的數(shù)目，y是前一灰度信號和當前灰度信號的LSB的數(shù)目。
16.一種參考前一灰度信號修改液晶顯示器的當前灰度信號的方法，該方法包括下列步驟計算當前灰度信號和前一灰度信號之間的差；基于當前灰度信號和前一灰度信號之間的差值特性，將當前灰度信號和前一灰度信號的信號對分成至少兩個組；提取當前灰度信號的最高有效位(“MSB”)和前一灰度信號的MSB；計算由MSB確定的變量；提取當前灰度信號的最低有效位(“LSB”)和前一灰度信號的LSB；以及基于變量和LSB修改當前灰度信號，對于各個組以不同的方式執(zhí)行修改。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述至少兩個組包括第一到第四組，所述第一組包括當前灰度信號和前一灰度信號之間的差等于或小于預定值的信號對，所述第二組包括當前灰度信號的MSB和前一灰度信號的MSB彼此相等，并且當前灰度信號大于前一灰度信號的信號對，所述第三組包括當前灰度信號的MSB和前一灰度信號的MSB彼此相等，并且當前灰度信號小于前一灰度信號的信號對，以及所述第四組包括未包括在第一到第三組中的信號對。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述變量包括f、a、b和c，由下式定義f(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y]＝Gn′(Gn[x+y-1:y]×2y，Gn-1[x+y-1:y]×2y)，a(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y]＝f(Gn[x+y-1:y]+1，Gn-1[x+y-1:y])-f(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y]，b(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y]＝f(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y]-f(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y]+1)，c(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y]＝f(Gn[x+y-1:y]+1，Gn-1[x+y-1:y]+1)+f(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y])-f(Gn[x+y-1:y]+1，Gn-1[x+y-1:y])-f(Gn[x+y-1:y]，Gn-1[x+y-1:y]+1)，其中，x是前一灰度信號和當前灰度信號的MSB的位數(shù)目，y是前一灰度信號和當前灰度信號的LSB的位數(shù)目。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述第一組的當前灰度信號不被修改，所述第二組的當前灰度信號的修改的灰度信號Gn′計算為Gn′＝f+a×Gn[y-1:0]/2y-b×Gn-1[y-1:0]/2y+c×Gn-1[y-1:0]/2y，所述第三組的當前灰度信號的修改的灰度信號Gn′計算為Gn′＝f+a×Gn[y-1:0]/2y-b×Gn-1[y-1:0]/2y+c×Gn[y-1:0]/2y，以及所述第四組的當前灰度信號的修改的灰度信號Gn′計算為Gn′＝f+a×Gn[y-1:0]/2y-b×Gn-1[y-1:0]/2y+c×Gn[y-1:0]×Gn-1[y-1:0]/22y。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液晶顯示器和修改灰度信號的方法?；叶刃盘栃薷钠靼ù鎯Ξ斍盎叶刃盘柌⑤敵鲈谄渲写鎯Φ那耙换叶刃盘柕膸鎯ζ鳎桓鶕?jù)當前灰度信號和來自幀存儲器的前一灰度信號之間的差值特性，將當前灰度信號和前一灰度信號的信號對分成至少兩個組，并生成相應(yīng)信號的情況選擇器；輸出相應(yīng)于當前灰度信號的MSB和來自幀存儲器的前一灰度信號的MSB的變量的查找表。灰度信號和來自幀存儲器的前一灰度信號的MSB?；叶刃盘栃薷钠鬟€包括一個計算器，用于以由來自情況選擇器的信號確定的方式，計算來自查找表的變量、當前灰度信號的LSB和來自幀存儲器的前一灰度信號的LSB，并生成修改的灰度信號。當前灰度信號的LSB和前一灰度信號的LSB為零的信號對的修改的灰度信號是預定的，根據(jù)預定的修改的灰度信號來確定所述變量。因此，當前灰度信號的修改大大降低了修改誤差和不連續(xù)性。同樣，通過根據(jù)前一灰度信號和當前灰度信號之間的差值特性來修改灰度信號，提高了圖像質(zhì)量。
文檔編號H04N5/66GK1625764SQ02828910
公開日2005年6月8日 申請日期2002年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月8日
發(fā)明者李白云 申請人:三星電子株式會社