顯示圖像的方法和裝置以及驅動顯示裝置的方法和裝置的製作方法
2023-04-25 14:18:16
專利名稱：顯示圖像的方法和裝置以及驅動顯示裝置的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及顯示圖像的方法和裝置，以及驅動顯示裝置的方法和裝置。尤其是，本發明公開涉及用自適應顏色變換和增加的亮度來顯示圖像的方法和裝置，以及驅動該顯示裝置的方法和裝置。
背景技術：
在圖像顯示裝置中，可以將另外的顏色增加到每個像素的三原色，以便增加亮度和提高圖像顯示質量。所述三原色包括紅色(R)、綠色(G)、以及藍色(B)。
圖1A到1C是示出像素的傳統排列的平面圖。圖1A是示出R、G和B子像素的平面圖。圖1B是示出R、G、B和白色(W)子像素的平面圖。圖1C是示出R、G、B、青色(C)、品紅(M)、和黃色(Y)子像素的平面圖。
參考圖1B，將W子像素添加到三原色的子像素中，以便增加顯示圖像的亮度。
參考圖1C，將C、M和Y色的子像素添加到三原色的子像素中，以便增加顯示裝置的色域(color gamut)。
當通過顯示裝置顯示三原色中具有高色度(chroma)的顏色時，顯示裝置的亮度可能降低。另外，儘管具有RGBW子像素的顯示裝置顯示具有增加的亮度的非彩色，原色的亮度也可能降低。
例如，當使用RGBW子像素在白色背景上顯示具有不同顏色的花卉圖像時，背景的亮度與具有原色的花卉的亮度成反比地增加。因此，花卉的圖像顯示質量可能被惡化。
當使用RGBCMY子像素顯示相同圖像時，背景的亮度也與具有原色的花卉的亮度成反比地增加。而且，RGBCMY型顯示裝置中的原色的亮度與RGB子像素的面積成比例下降。
除了使用具有分割的區域的子像素，也可以使用分割的時間段來顯示多色圖像，在所分割的時間段期間激活了子像素。然而，上述所討論的問題也與使用分割的時間段顯示的圖像有關。
因此，需要一種在其中控制亮度和顏色變換以提高圖像質量的圖像顯示裝置。
發明內容
根據本發明的示例性實施例的、使用圖像顯示裝置來顯示圖像的方法，其中所述圖像顯示裝置具有人造光源，所述方法包括將原始圖像信號輸入到圖像顯示裝置；對於每個圖像幀確定原始圖像信號的色度狀態；和對於每個圖像幀確定原始圖像信號的灰度級狀態。響應於所確定的原始圖像的色度狀態和灰度級狀態，將原始圖像信號變換成多色圖像信號，並且控制人造光源的亮度。
根據本發明示例性實施例的圖像顯示裝置，其包括變換控制器，用於響應於所確定的原始圖像信號的色度狀態和灰度級狀態，將原始圖像信號變換成多色圖像信號，並且輸出一個亮度控制信號。數據驅動器響應於所述多色圖像信號而輸出數據信號，掃描驅動器連續地輸出掃描信號。顯示板響應於所述掃描信號而顯示對應於所述數據信號的圖像。光源響應於所述亮度控制信號而將光提供給顯示板。
根據本發明的示例性實施例的、用於驅動圖像顯示裝置的方法，所述圖像顯示裝置包括顯示板和光源，所述方法包括將原始圖像信號輸入到圖像顯示裝置；對於每個圖像幀確定原始圖像信號的色度狀態；並且對於每個圖像幀確定原始圖像信號的灰度級狀態。響應於所確定的原始圖像信號的色度狀態和灰度級狀態，將所述原始圖像信號變換成多色圖像信號，並且輸出亮度控制信號。響應於多色圖像信號，將圖像數據施加到顯示板。響應於所述控制信號來控制所述光源，從而將光輸出到所述顯示板。
根據本發明的示例性實施例的、用於驅動圖像顯示板的裝置，其中所述圖像顯示板包括多條柵極線、多條數據線、電連接到一條柵極線和一條數據線的開關元件、以及電連接到所述開關元件的像素電極，所述顯示板響應於掃描信號而顯示對應於數據信號的圖像，所述裝置包括變換控制器，其響應於所確定的原始圖像信號的亮度狀態和灰度級狀態，將原始圖像信號變換成多色圖像信號，並且輸出色度控制信號。數據驅動器響應於所述多色圖像信號而將數據信號輸出至多條數據線。掃描驅動器向所述多條柵極線依次輸出掃描信號。光源響應於亮度控制信號而將光提供給顯示板。
將參考附圖來詳細描述本發明的示例性實施例，其中圖1A到1C是示出傳統像素排列的平面圖；圖2是示出根據本發明示例性實施例的LCD裝置的示意圖；圖3是示出根據本發明示例性實施例的擴展顏色區的色度圖；圖4A到4G是示出根據本發明示例性實施例的灰度級與色度之間的關係圖；圖5A到5C是示出根據本發明示例性實施例的用於驅動LCD裝置的方法流程圖；圖6是示出圖2的變換控制器的示意圖；圖7是示出圖6的灰度級鑑別器的示意圖；圖8是示出圖6的色度鑑別器的示意圖；和圖9是示出圖2的多色變換器的示意圖。
具體實施例方式
現在將對在附圖中圖解說明了其示例的本發明的實施例做出詳細的描述，附圖中相同的附圖標記指向相應的元件。
圖2是示出根據本發明示例性實施例的LCD裝置的示意圖。LCD裝置可以顯示多色圖像。通過使用每個包括至少四種具有彼此不同的彩色坐標的子像素的多個像素，可以顯示多色圖像。多色圖像可以包括四種原色。
原始圖像信號在x-y彩色坐標的可見色域中定義一個三角形。多色圖像信號定義一個包括在x-y彩色坐標的可見色域中定義的三角形的多邊形。該多邊形至少包括四條邊。紅(R)、綠(G)、和藍(B)原色分別對應於大約650nm、大約550nm以及大約450nm的波長。
參看圖2，根據本發明實施例的LCD裝置包括變換控制器100、數據驅動器200、背光燈300、掃描驅動器400和LCD板500。
變換控制器100包括鑑別部件110、多色變換器120以及背光燈控制器130。變換控制器100接收原始圖像信號(R、G和B)，以便響應於每個原始圖像信號(R、G和B)的色度和每個原始圖像信號(R、G和B)的灰度級而輸出多色圖像信號(R1、G1、B1、C、M和Y)。變換控制器100向數據驅動器200輸出多色圖像信號(R1、G1、B1、C、M和Y)。相對於非彩色，來測量顏色的色度。例如，如果非彩色的色度是0，則原色的色度為10。
變換控制器100將第一控制信號輸出到數據驅動器200。第一控制信號響應於與原始圖像信號(R、G、和B)一起提供的垂直同步信號(Vsync)、水平同步信號(Hsync)、數據使能信號(DE)、和主時鐘(MCLK)而控制多色圖像信號(R1、G1、B1、C、M和Y)的輸出。第一控制信號包括水平同步開始信號(STH)和負載信號(LOAD)。水平同步開始信號(STH)控制普通數據或預定數據的存儲。負載信號(LOAD)控制所存儲的多色圖像信號(R1、G1、B1、C、M和Y)的輸出。
變換控制器100在1H期間向掃描驅動器400輸出第二控制信號。該第二控制信號響應於多色圖像信號(R1、G1、B1、C、M和Y)而控制圖像信號顯示。該第二控制信號包括柵極時鐘(gate clock)(GATE CLK)和垂直同步開始信號(STV)。柵極時鐘(GATE CLK)對應於下一條掃描線。垂直同步開始信號(STV)對應於第一掃描線。
數據驅動器200接收水平同步開始信號(STH)，並且存儲多色圖像信號(R1、G1、B1、C、M和Y)。數據驅動器200響應於負載信號(LOAD)而輸出從所存儲的多色圖像信號(R1、G1、B1、C、M和Y)變換來的模擬變換數據(D)。數據驅動器200向LCD板500輸出模擬變換的數據(D)。
背光燈300包括燈單元和用於向燈單元提供電源的倒相器。背光燈300響應於亮度控制信號131而將光提供給LCD板500。當亮度控制信號131是高電平時，背光燈300將具有高強度的光提供給LCD板500。當亮度控制信號131是低電平時，背光燈300將具有低強度的光提供給LCD板。因此，可以調節LCD裝置的亮度。
掃描驅動器400響應於柵極時鐘(GATE CLK)和垂直同步開始信號(STV)而連續地輸出掃描信號(S)。
LCD板500包括以矩陣形狀排列的多個像素電極。該矩陣由m×n個像素電極組成。當將掃描信號(S)提供給每個像素時，響應於數據信號(D)來操作像素電極。數據驅動器200將數據信號(D)提供給LCD板500。因此，LCD板500使用從背光燈300產生的光來顯示圖像。
通過連接對於三種顏色的坐標的三角形，在色度圖上呈現可以通過組合諸如藍、綠和紅的給定一組三原色來匹配的顏色。當將原始圖像信號提供給LCD裝置時，LCD裝置顯示從由R、G和B原色形成的三角形區域匹配的顏色，從而多色圖像信號定義了包括該三角形的多邊形。該多邊形至少包括四條邊。
圖3是示出根據本發明示例性實施例的擴展顏色區的色度圖。
參看圖3，在彼此不同的位置處畫出了對應於原始圖像信號(R、G和B)的1943 CIE彩色坐標，以便在該色度圖中形成三角形。可以通過組合R、G和B來匹配的圖像的顏色落入連接R、G和B坐標的三角形之內。
對應於原始圖像信號(R、G和B)的彩色坐標之間的差滿足公式1。
公式1(Δx2+Δy2)1/2＜0.15由對應於多色圖像信號(R1、G1、B1、C、M和Y)的彩色坐標形成的多邊形包括該三角形，從而可以提高圖像顯示質量。對應於多色圖像信號(R1、G1、B1、C、M和Y)的彩色坐標之間的差也滿足公式1。
因此，對應於多色圖像信號(R1、G1、B1、C、M和Y)的區域大於對應於三角形的圖像信號(R、G和B)的區域。
圖4A到4G是示出根據本發明示例性實施例的灰度級與色度之間的關係的圖。表1說明了用於處理灰度級的原始圖像信號和方法。
表1
參考圖4A至4G，在該示例性實施例的情況I中，當原始圖像信號包括高色度和低灰度級時，增加原始圖像信號的灰度級來輸出多色圖像信號，並且正常地操作背光燈。也就是，不增加背光燈的亮度，儘管原始圖像信號包括高色度。因此，提高了圖像顯示質量。
儘管對應於一幀的原始圖像信號具有高色度，但是也不增加背光燈的亮度，因為背光燈的功耗與背光燈的亮度成比例的增加。
在該示例性實施例的條件II中，當原始圖像信號包括對應於高灰度級的高色度時，多色圖像變換可能不足以補償。因此，正常地多色變換原始圖像信號，並且增加背光燈的亮度來提高圖像顯示質量。
當原始圖像信號包括高色度和低色度的混合時，可能會降低彩色圖像信號的亮度，這就導致了圖像顯示質量的惡化。例如，當原始圖像信號包括對應於高灰度級的高色度以及對應於高灰度級的低色度的混合時，則降低對應於高色度的顏色亮度，這就導致圖像顯示質量的惡化。例如，當在白色背景中顯示紅色花朵時，該紅色花朵的亮度可能降低，從而可能顯示棕紅色花朵。當背光燈的亮度增加時，背景的亮度與整個LCD板的亮度成比例的增加，從而惡化了顯示質量。
在示例性實施例的示例VII中，儘管原始圖像信號包括對應於高灰度級的高色度與對應於高灰度級的低色度的混合，但是非彩色的亮度降低，並且背光燈的亮度不增加，從而提高了圖像顯示質量。
圖5A到5C是示出根據本發明示例性實施例的用於驅動LCD裝置的方法的流程圖。
參考圖5A到5C，檢查原始圖像信號(R、G和B)的接收(步驟S110)。當接收到原始圖像信號(R、G和B)時，關於參考原始圖像信號(R』、G』和B』)檢查色度和灰度級(步驟S112)。響應於原始圖像信號(R、G和B)，可以確定參考原始圖像信號(R』、G』和B』)。參考原始圖像信號(R』、G』和B』)也可以是對應於前一幀的原始圖像信號。
將原始圖像信號(R、G和B)與參考原始圖像信號(R』、G』和B』)進行比較，以便確定一幀的原始圖像信號(R、G和B)是否包括對應於低灰度級的高色度(步驟S120)。當該幀的原始圖像信號(R、G和B)包括對應於低灰度級的高色度時，將原始圖像信號(R、G和B)顏色變換成多色圖像信號(R1、G1、B1、C、M和Y)，並且在顏色變換期間，增加對應於多色圖像信號(R1、G1、B1、C、M和Y)的所有灰度級數據的灰度級(步驟S122)。正常操作背光燈(步驟S124)，並且處理返回到步驟S110。在本發明的另一個示例性實施例中，步驟S124可以在步驟S122之前執行。
當所述幀的原始圖像信號(R、G和B)不包括對應於低灰度級的高色度時，將原始圖像信號(R、G和B)與參考原始圖像信號(R』、G』和B』)進行比較，以便確定該幀的原始圖像信號(R、G和B)是否包括對應於高灰度級的高色度(步驟S130)。當該幀的原始圖像信號(R、G和B)包括對應於高灰度級的高色度時，將對應於原始圖像信號(R、G和B)的所有灰度級數據的灰度級顏色變換成多色圖像信號(R1、G1、B1、C、M和Y)(步驟S132)，並且增加背光燈的亮度(步驟S134)。處理返回到步驟S110。
當所述幀的原始圖像信號(R、G和B)不包括對應於高灰度級的高色度時，將原始圖像信號(R、G和B)與參考原始圖像信號(R』、G』和B』)進行比較，以便確定該幀的原始圖像信號(R、G和B)是否包括低色度(步驟S140)。當該幀的原始圖像信號(R、G和B)包括低色度時，將對應於原始圖像信號(R、G和B)的所有灰度級數據的灰度級顏色變換成多色圖像信號(R1、G1、B1、C、M和Y)(步驟S142)，並且正常操作背光燈(步驟S144)。處理返回到步驟S110。
當所述幀的原始圖像信號(R、G和B)不包括低色度時，將原始圖像信號(R、G和B)與參考原始圖像信號(R』、G』和B』)進行比較，以便確定該幀的原始圖像信號(R、G和B)是否包括對應於低灰度級的高色度與對應於低灰度級的低色度的混合(步驟S150)。當該幀的原始圖像信號(R、G和B)包括對應於低灰度級的高色度與對應於低灰度級的低色度的混合時，將對應於低色度的灰度級數據的灰度級正常地顏色變換成多色圖像信號(R1、G1、B1、C、M和Y)，並且在顏色變換期間，增加對應於高色度的灰度級(步驟S152)。正常地操作背光燈(步驟S154)。處理返回到步驟S110。
當所述幀的原始圖像信號(R、G和B)不包括對應於低灰度級的高色度與對應於低灰度級的低色度的混合時，將原始圖像信號(R、G和B)與參考原始圖像信號(R』、G』和B』)進行比較，以便確定該幀的原始圖像信號(R、G和B)是否包括對應於低灰度級的高色度與對應於高灰度級的低色度的混合(步驟S160)。當該幀的原始圖像信號(R、G和B)包括對應於低灰度級的高色度與對應於高灰度級的低色度的混合時，將對應於低色度的灰度級數據的灰度級顏色變換成多色圖像信號(R1、G1、B1、C、M和Y)，並且在顏色變換期間，增加對應於高色度的灰度級(步驟S162)。正常地操作背光燈(步驟S164)。處理返回到步驟S110。
當所述幀的原始圖像信號(R、G和B)不包括對應於低灰度級的高色度與對應於高灰度級的低色度的混合時，將原始圖像信號(R、G和B)與參考原始圖像信號(R』、G』和B』)進行比較，以便確定該幀的原始圖像信號(R、G和B)是否包括對應於高灰度級的高色度與對應於低灰度級的低色度的混合(步驟S170)。當該幀的原始圖像信號(R、G和B)包括對應於高灰度級的高色度與對應於低灰度級的低色度的混合時，將對應於原始圖像信號(R、G和B)的所有灰度級數據的灰度級顏色變換成多色圖像信號(R1、G1、B1、C、M和Y)(步驟S172)。正常地操作背光燈，或者增加背光燈的亮度(步驟S174)。處理返回到步驟S110。
當所述幀的原始圖像信號(R、G和B)包括對應於高灰度級的高色度與對應於低灰度級的低色度的混合時，將原始圖像信號(R、G和B)與參考原始圖像信號(R』、G』和B』)進行比較，以便確定該幀的原始圖像信號(R、G和B)是否包括對應於高灰度級的高色度與對應於高灰度級的低色度的混合(步驟S180)。當該幀的原始圖像信號(R、G和B)包括對應於高灰度級的高色度與對應於高灰度級的低色度的混合時，將對應於低色度的所有灰度級數據的灰度級顏色變換成多色圖像信號(R1、G1、B1、C、M和Y)，並且降低高色度的灰度級(步驟S182)。增加背光燈的亮度(步驟S184)。處理返回到步驟S110。
當所述幀的原始圖像信號(R、G和B)不包括對應於高灰度級的高色度與對應於高灰度級的低色度的混合時，將對應於原始圖像信號(R、G和B)的所有灰度級數據的灰度級正常地顏色變換成多色圖像信號(R1、G1、B1、C、M和Y)(步驟S192)，並且正常地操作背光燈(步驟S194)。處理返回到步驟S110。
圖6是示出圖2的變換控制器的示意圖。
參考圖6，變換控制器100包括鑑別部件110、多色變換器120以及背光燈控制器130。變換控制器100接收原始圖像信號(R、G和B)，以便響應於原始圖像信號(R、G和B)的色度和灰度級而輸出亮度控制信號131。
鑑別部件110包括灰度級鑑別器112和色度鑑別器114。鑑別部件110鑑別原始圖像信號(R、G和B)的色度和灰度級，以便將灰度級狀態信號111a和色度狀態信號111b輸出至多色變換器120和背光燈控制器130。
灰度級鑑別器112鑑別每個原始圖像信號(R、G和B)的灰度級狀態，以便向多色變換器120和背光燈控制器130輸出對應於低灰度級、中灰度級或高灰度級的灰度級狀態信號111a。例如，當滿灰度級(full gray-scale)為256，並且原始圖像信號(R、G和B)分別是10、10和255時，對應於R原始圖像信號的灰度級狀態信號和對應於G原始圖像信號的灰度級狀態信號處於低灰度級狀態，並且對應於B原始圖像信號的灰度級狀態信號處於高灰度級狀態。
色度鑑別器114對每個原始圖像信號(R、G和B)的色度狀態進行鑑別，以便向多色變換器120和背光燈控制器130輸出對應於低色度、中色度或高色度的色度狀態信號111b。色度狀態是原始圖像信號(R、G和B)的灰度級當中的最小灰度級與最大灰度級的比率。
色度狀態信號是大約為0到1的有理數。高色度狀態大約為0到0.3，低色度狀態大約為0.7到1。例如，當滿灰度級為256，並且原始圖像信號(R、G和B)分別是10、10和225時，最小和最大灰度級分別為10和225。因此，最小灰度級與最大灰度級的比率大約為0.039，色度狀態信號處於高色度狀態。另外，當原始圖像信號(R、G和B)分別是200、200和200時，最小灰度級和最大灰度級都是200。因此，最小灰度級與最大灰度級的比率是1，灰度級狀態信號處於低灰度級狀態。
多色變換器120響應於灰度級狀態信號111a和色度狀態信號111b將原始圖像信號(R、G和B)變換成多色圖像信號(R1、G1、B1、C、M和Y)，以便將多色圖像信號(R1、G1、B1、C、M和Y)輸出至數據驅動部件200。
背光燈控制器130響應於灰度級狀態信號111a和色度狀態信號111b而將亮度控制信號131輸出至背光燈300。
圖7是示出圖6的灰度級鑑別器的示意圖。
參考圖7，灰度級鑑別器112包括第一灰度級鑑別器610、第二灰度級鑑別器620、第三灰度級鑑別器630、第一加法器640、第二加法器650、第三加法器660和比較器670。
第一灰度級鑑別器610包括數據鑑別器612、第一計數器614、第二計數器616和第三計數器618。第一灰度級鑑別器610對相應於R原始圖像信號的高、中和低灰度級狀態的數量進行計數，並且將計數數據分別輸出至第一、第二和第三加法器640、650和660。
數據鑑別器612鑑別R原始圖像信號，以便將灰度級狀態輸出至第一、第二和第三計數器614、616和618。也就是，當R原始圖像信號處於高灰度級狀態(RH)時，數據鑑別器612向第一計數器614輸出該高灰度級狀態(RH)。當R原始圖像信號處於中灰度級狀態(RM)時，鑑別器612向第二計數器616輸出該中灰度級狀態(RM)。當R原始圖像信號處於低灰度級狀態(RL)時，鑑別器612向第三計數器618輸出該低灰度級狀態(RL)。
當將包括高灰度級狀態(RH)的R原始圖像信號施加到第一計數器614時，對包括高灰度級狀態(RH)的R原始圖像信號的數量進行計數，從而第一計數器614將第一R計數數據(GRH)輸出至第一加法器640。
當將包括中灰度級狀態(RM)的R原始圖像信號施加到第二計數器616時，對包括中灰度級狀態(RM)的R原始圖像信號的數量進行計數，從而第二計數器616將第二R計數數據(GRM)輸出至第二加法器650。
當將包括低灰度級狀態(RL)的R原始圖像信號施加到第三計數器618時，對包括低灰度級狀態(RL)的R原始圖像信號的數量進行計數，從而第三計數器618將第三R計數數據(GRL)輸出至第三加法器660。
第二灰度級鑑別器620包括G數據鑑別器(未示出)、第一G計數器(未示出)、第二G計數器(未示出)和第三G計數器(未示出)。第二灰度級鑑別器620對相應於G原始圖像信號的高、中和低灰度級狀態的數量進行計數，並且將計數數據分別輸出至第一、第二和第三加法器640、650和660。第二灰度級鑑別器620對包括高、中和低灰度級狀態(GH、GM和GL)的G原始圖像信號的數量進行計數，以便將第一G計數數據(GGH)、第二G計數數據(GGM)和第三G計數數據(GGL)分別輸出至第一、第二和第三加法器640、650和660。
第三灰度級鑑別器630包括B數據鑑別器(未示出)、第一B計數器(未示出)、第二B計數器(未示出)和第三B計數器(未示出)。第三灰度級鑑別器630對相應於B原始圖像信號的高、中和低灰度級狀態的數量進行計數，並且將計數數據分別輸出至第一、第二和第三加法器640、650和660。第三灰度級鑑別器630對包括高、中和低灰度級狀態(BH、BM和BL)的B原始圖像信號的數量進行計數，以便將第一B計數數據(GBH)、第二B計數數據(GBM)和第三B計數數據(GBL)分別輸出至第一、第二和第三加法器640、650和660。
第一加法器640向比較器670輸出第一總和數據641，該第一總和數據為第一R計數數據(GRH)、第一G計數數據(GGH)和第一B計數數據(GBH)的總和。
第二加法器650向比較器670輸出第二總和數據651，該第二總和數據為第二R計數數據(GRM)、第二G計數數據(GGM)和第二B計數數據(GBM)的總和。
第三加法器660向比較器670輸出第三總和數據661，該第三總和數據為第三R計數數據(GRL)、第三G計數數據(GGL)和第三B計數數據(GBL)的總和。
比較器670比較該第一、第二和第三總和數據641、651和661，從而輸出灰度級狀態信號111a。
圖8是示出圖6的色度鑑別器的示意圖。
參考圖8，色度鑑別器114包括提取器710、除法器720、色度比較器730、計數部件740和加法器750。
提取器710從第一至第三原始圖像信號中提取最大原始圖像信號(GMAX)和最小原始圖像信號(GMIN)，以將該最大和最小原始圖像信號(GMAX和GMIN)輸出至除法器720。
除法器720用最大原始圖像信號(GMAX)去除最小原始圖像信號(GMIN)，從而將除以後的數據(GMIN/GMAX)輸出至色度比較器730。
色度比較器730響應於除以後的數據(GMIN/GMAX)將高色度狀態(H)或低色度狀態(L)輸出至計數部件740。
計數部件740包括高計數器742和低計數器744。高和低計數器742和744對高和低色度狀態(H和L)的數量進行計數，從而將對應於高和低色度狀態(H和L)的所計數的數量(CH和CL)輸出值加法器750。
在一幀期間，加法器750將對應於高色度狀態(H)的計數的數量(CH)與對應於低色度狀態(L)的計數的數量(CL)進行比較，從而將對應於高色度狀態(H)或低色度狀態(L)的色度狀態信號111b輸出至多色變換器120和背光燈控制器130。所述幀是由提供給色度鑑別器114的垂直同步信號(Vsync)來確定的。
例如，當對應於高色度狀態(H)的計數的數量(CH)大約為對應於低色度狀態(L)的計數的數量(CL)的兩倍時，加法器750將對應於高色度狀態(H)的色度狀態信號111b輸出至多色變換器120和背光燈控制器130。當對應於高色度狀態(H)的計數的數量(CH)大約為對應於低色度狀態(L)的計數的數量(CL)的一半時，加法器750將對應於低色度狀態(L)的色度狀態信號111b輸出至多色變換器120和背光燈控制器130。當對應於高和低色度狀態(H和L)的計數的數量(CH和CL)基本上相同時，加法器750將對應於中色度狀態(M)的色度狀態信號111b輸出至多色變換器120和背光燈控制器130。
圖9是示出圖2的多色變換器的示意圖。
參考圖9，多色變換器120包括顏色擴展器122和亮度補償器124。多色變換器120響應於灰度級狀態信號111a和色度狀態信號111b將原始圖像信號(R、G和B)變換成多色圖像信號(R1、G1、B1、C、M和Y)，從而將多色圖像信號(R1、G1、B1、C、M和Y)輸出至數據驅動器200。
顏色擴展器122將原始圖像信號(R、G和B)變換成原始多色圖像信號(R1、G1、B1、C、M和Y)，從而將原始多色圖像信號(R2、G2、B2、C1、M1和Y1)輸出至亮度補償器124。
亮度補償器124響應於灰度級狀態信號111a和色度狀態信號111b對原始多色圖像信號(R2、G2、B2、C1、M1和Y1)的亮度進行補償，從而將多色圖像信號(R1、G1、B1、C、M和Y)輸出至數據驅動器200。
使用自適應顏色變換和亮度控制來操作根據本發明各種示例性實施例的顯示裝置，從而即使當原始圖像信號包括高色度、低色度或高和低色度的混合時，也能增加LCD裝置的再現能力。
響應於原始圖像信號的灰度級狀態和色度狀態來調節多色信號的灰度級，並且響應於該原始圖像信號來控制背光燈的強度，從而顯示多色的圖像。因此，提高了圖像顯示質量。
雖然參考本發明的示例性實施例具體示出和描述了本發明，但是本領域的技術人員應當理解，在不背離所附權利要求所定義的本發明的精神和範圍的情況下，可以在形式和細節上對本發明做出各種變換。
權利要求
1.一種使用圖像顯示裝置來顯示圖像的方法，所述圖像顯示裝置包括人造光源，所述方法包括步驟將原始圖像信號輸入到所述圖像顯示裝置；對於每個圖像幀確定所述原始圖像信號的色度狀態；對於每個圖像幀確定所述原始圖像信號的灰度級狀態；和響應於所確定的原始圖像信號的色度狀態和灰度級狀態，將所述原始圖像信號變換成多色圖像信號並控制所述人造光源的亮度。
2.如權利要求1所述的方法，其中確定所述原始圖像信號的色度狀態的步驟包括確定所述原始信號是處於低色度狀態、中色度狀態還是高色度狀態。
3.如權利要求2所述的方法，其中確定所述原始圖像信號的灰度級狀態的步驟包括確定所述原始信號是處於低灰度級狀態、中灰度級狀態還是高灰度級狀態。
4.如權利要求3所述的方法，其中，當所述原始圖像信號處於高色度狀態和低灰度級狀態時，將所述原始圖像信號變換成多色圖像信號並且控制所述人造光源的亮度的步驟包括增加對應於所述原始圖像信號的灰度級數據的灰度級並正常操作所述人造光源。
5.如權利要求3所述的方法，其中，當所述原始圖像信號處於高色度狀態和高灰度級狀態時，將所述原始圖像信號變換成多色圖像信號並且控制所述人造光源的亮度的步驟包括增加所述人造光源的亮度。
6.如權利要求3所述的方法，其中，當所述原始圖像信號處於低色度狀態時，將所述原始圖像信號變換成多色圖像信號並且控制所述人造光源的亮度的步驟包括正常操作所述人造光源。
7.如權利要求3所述的方法，其中，當所述原始圖像信號包括處於高色度狀態和低灰度級狀態的原始圖像信號以及處於低色度狀態和低灰度級狀態的原始圖像信號的混合時，將所述原始圖像信號變換成多色圖像信號並且控制所述人造光源的亮度的步驟包括增加對應於所述高色度狀態圖像信號的灰度級數據的灰度級並正常操作所述人造光源。
8.如權利要求3所述的方法，其中，當所述原始圖像信號包括處於高色度狀態和低灰度級狀態的原始圖像信號以及處於低色度狀態和高灰度級狀態的原始圖像信號的混合時，將所述原始圖像信號變換成多色圖像信號並且控制所述人造光源的亮度的步驟包括增加對應於所述高色度狀態圖像信號的灰度級數據的灰度級並正常操作所述人造光源。
9.如權利要求3所述的方法，其中，當所述原始圖像信號包括處於高色度狀態和高灰度級狀態的原始圖像信號以及處於低色度狀態和低灰度級狀態的原始圖像信號的混合時，將所述原始圖像信號變換成多色圖像信號並且控制所述人造光源的亮度的步驟包括正常操作所述人造光源或者增加所述人造光源的亮度。
10.如權利要求3所述的方法，其中，當所述原始圖像信號包括處於高色度狀態和高灰度級狀態的原始圖像信號以及處於低色度狀態和高灰度級狀態的原始圖像信號的混合時，將所述原始圖像信號變換成多色圖像信號並且控制所述人造光源的亮度的步驟包括降低對應於所述高色度狀態圖像信號的灰度級數據的灰度級並且增加所述人造光源的亮度。
11.如權利要求1所述的方法，其中確定所述色度狀態的步驟包括從所述原始圖像信號中提取最小灰度級和最大灰度級；將所述原始圖像信號的最小灰度級除以最大灰度級，從而輸出除以後的數據；響應於除以後的數據而輸出高色度狀態或低色度狀態；對高和低色度狀態的數量進行計數；和將高色度狀態的數量與低色度狀態的數量進行比較，以便確定當前幀的色度狀態。
12.如權利要求2所述的方法，其中確定所述灰度級狀態的步驟包括確定處於高灰度級狀態的原始圖像信號的數量、處於中灰度級狀態的原始圖像信號的數量、以及處於低灰度級狀態的原始圖像信號的數量；和將處於高灰度級狀態的原始圖像信號的數量、處於中灰度級狀態的原始圖像信號的數量、以及處於低灰度級狀態的原始圖像信號的數量進行比較，以便確定當前幀的灰度級狀態。
13.一種圖像顯示裝置，包括變換控制器，響應於所確定的原始圖像信號的色度狀態和灰度級狀態，將原始圖像信號變換成多色圖像信號，並且輸出一個亮度控制信號；數據驅動器，響應於所述多色圖像信號而輸出數據信號；掃描驅動器，用於連續地輸出掃描信號；顯示板，響應於所述掃描信號而顯示對應於所述數據信號的圖像；和光源，響應於所述亮度控制信號而將光提供給所述顯示板。
14.如權利要求13所述的圖像顯示裝置，其中所述變換控制器包括灰度級鑑別器，用於鑑別每個原始信號的灰度級狀態，從而輸出灰度級狀態信號；色度鑑別器，用於鑑別每個原始信號的色度狀態，從而輸出色度狀態信號；多色變換器，響應於所述灰度級狀態信號和所述色度狀態信號而將原始圖像信號變換成多色圖像信號；和背光燈控制器，響應於所述灰度級狀態信號和所述色度狀態信號而輸出所述亮度控制信號。
15.如權利要求14所述的圖像顯示裝置，其中所述色度鑑別器包括提取器，用於從所述原始圖像信號中提取最小灰度級和最大灰度級；除法器，用於將所述原始圖像的最小灰度級除以最大灰度級，從而輸出除以後的數據；色度比較器，響應於除以後的數據而輸出高色度狀態或低色度狀態；計數器，用於對高和低色度狀態的數量進行計數；和加法器，用於對高色度狀態的數量和低色度狀態的數量進行比較，從而輸出所述色度狀態信號。
16.如權利要求14所述的圖像顯示裝置，其中所述灰度級鑑別器包括第一加法器，用於確定處於高灰度級狀態的原始圖像信號的數量；第二加法器，用於確定處於中灰度級狀態的原始圖像信號的數量；第三加法器，用於確定處於低灰度級狀態的原始圖像信號的數量；比較器，用於對處於高灰度級狀態的原始圖像信號的數量、處於中灰度級狀態的原始圖像信號的數量、以及處於低灰度級狀態的原始圖像信號的數量進行比較，從而確定當前幀的灰度級狀態。
17.如權利要求14所述的圖像顯示裝置，其中所述多色變換器包括顏色擴展器，用於將所述原始圖像信號變換成原始多色圖像信號；和亮度補償器，其響應於所述灰度級狀態信號和所述色度狀態信號而補償所述原始多色圖像信號的亮度，從而輸出多色圖像信號。
18.一種用於驅動圖像顯示裝置的方法，所述圖像顯示裝置包括顯示板和光源，所述方法包括將原始圖像信號輸入到所述圖像顯示裝置；對於每個圖像幀確定所述原始圖像信號的色度狀態；對於每個圖像幀確定所述原始圖像信號的灰度級狀態；響應於所確定的所述原始圖像的色度狀態和灰度級狀態，將所述原始圖像信號變換成多色圖像信號，並且輸出亮度控制信號；響應於所述多色圖像信號，將圖像數據施加到所述顯示板；和響應於所述亮度控制信號來控制所述光源，從而將光輸出到所述顯示板。
19.如權利要求18所述的方法，其中確定所述原始圖像信號的色度狀態的步驟包括確定所述原始信號是處於低色度狀態、中色度狀態還是高色度狀態。
20.如權利要求19所述的方法，其中確定所述原始圖像信號的灰度級狀態的步驟包括確定所述原始信號是處於低灰度級狀態、中灰度級狀態還是高灰度級狀態。
21.如權利要求20所述的方法，其中，當所述原始圖像信號處於高色度狀態和低灰度級狀態時，將所述原始圖像信號變換成多色圖像信號並且控制所述人造光源的亮度的步驟包括增加對應於所述原始圖像信號的灰度級數據的灰度級並正常操作所述人造光源。
22.如權利要求20所述的方法，其中，當所述原始圖像信號處於高色度狀態和高灰度級狀態時，將所述原始圖像信號變換成多色圖像信號並且控制所述人造光源的亮度的步驟包括增加所述人造光源的亮度。
23.如權利要求20所述的方法，其中，當所述原始圖像信號處於低色度狀態時，將所述原始圖像信號變換成多色圖像信號並且控制所述人造光源的亮度的步驟包括正常操作所述人造光源。
24.如權利要求20所述的方法，其中，當所述原始圖像信號包括處於高色度狀態和低灰度級狀態的原始圖像信號以及處於低色度狀態和低灰度級狀態的原始圖像信號的混合時，將所述原始圖像信號變換成多色圖像信號並且控制所述人造光源的亮度的步驟包括增加對應於所述高色度狀態圖像信號的灰度級數據的灰度級並正常操作所述人造光源。
25.如權利要求20所述的方法，其中，當所述原始圖像信號包括處於高色度狀態和低灰度級狀態的原始圖像信號以及處於低色度狀態和高灰度級狀態的原始圖像信號的混合時，將所述原始圖像信號變換成多色圖像信號並且控制所述人造光源的亮度的步驟包括增加對應於所述高色度狀態圖像信號的灰度級數據的灰度級並正常操作所述人造光源。
26.如權利要求20所述的方法，其中，當所述原始圖像信號包括處於高色度狀態和高灰度級狀態的原始圖像信號以及處於低色度狀態和低灰度級狀態的原始圖像信號的混合時，將所述原始圖像信號變換成多色圖像信號並且控制所述人造光源的亮度的步驟包括正常操作所述人造光源或者增加所述人造光源的亮度。
27.如權利要求20所述的方法，其中，當所述原始圖像信號包括處於高色度狀態和高灰度級狀態的原始圖像信號以及處於低色度狀態和高灰度級狀態的原始圖像信號的混合時，將所述原始圖像信號變換成多色圖像信號並且控制所述人造光源的亮度的步驟包括降低對應於所述高色度狀態圖像信號的灰度級數據的灰度級並且增加所述人造光源的亮度。
28.如權利要求18所述的方法，其中確定所述色度狀態的步驟包括從所述原始圖像信號中提取最小灰度級和最大灰度級；將所述原始圖像信號的最小灰度級除以最大灰度級，從而輸出除以後的數據；響應於除以後的數據而輸出高色度狀態或低色度狀態；對高和低色度狀態的數量進行計數；和將高色度狀態的數量與低色度狀態的數量進行比較，以便確定當前幀的色度狀態。
29.如權利要求19所述的方法，其中確定所述灰度級狀態的步驟包括確定處於高灰度級狀態的原始圖像信號的數量、處於中灰度級狀態的原始圖像信號的數量、以及處於低灰度級狀態的原始圖像信號的數量；和將處於高灰度級狀態的原始圖像信號的數量、處於中灰度級狀態的原始圖像信號的數量、以及處於低灰度級狀態的原始圖像信號的數量進行比較，以便確定當前幀的灰度級狀態。
30.一種用於驅動圖像顯示板的裝置，所述圖像顯示板包括多條柵極線、多條數據線、電連接到一條柵極線和一條數據線的開關元件、以及電連接到所述開關元件的像素電極，所述顯示板響應於掃描信號而顯示對應於數據信號的圖像，所述裝置包括變換控制器，響應於所確定的原始圖像信號的色度狀態和灰度級狀態，將原始圖像信號變換成多色圖像信號，並且輸出一個亮度控制信號；數據驅動器，響應於所述多色圖像信號而將所述數據信號輸出至多條數據線；掃描驅動器，用於向所述多條柵極線連續地輸出所述掃描信號；和光源，響應於所述亮度控制信號而將光提供給所述顯示板。
31.如權利要求30所述的裝置，其中所述變換控制器包括灰度級鑑別器，用於鑑別每個原始信號的灰度級狀態，從而輸出灰度級狀態信號；色度鑑別器，用於鑑別每個原始信號的色度狀態，從而輸出色度狀態信號；多色變換器，響應於所述灰度級狀態信號和所述色度狀態信號而將原始圖像信號變換成多色圖像信號；和背光燈控制器，響應於所述灰度級狀態信號和所述色度狀態信號而輸出所述亮度控制信號。
32.如權利要求31所述的裝置，其中所述色度鑑別器包括提取器，用於從所述原始圖像信號中提取最小灰度級和最大灰度級；除法器，用於將所述原始圖像的最小灰度級除以最大灰度級，從而輸出除以後的數據；色度比較器，響應於除以後的數據而輸出高色度狀態或低色度狀態；計數器，用於對高和低色度狀態的數量進行計數；和加法器，用於對高色度狀態的數量和低色度狀態的數量進行比較，從而輸出所述色度狀態信號。
33.如權利要求31所述的裝置，其中所述灰度級鑑別器包括第一加法器，用於確定處於高灰度級狀態的原始圖像信號的數量；第二加法器，用於確定處於中灰度級狀態的原始圖像信號的數量；第三加法器，用於確定處於低灰度級狀態的原始圖像信號的數量；比較器，用於對處於高灰度級狀態的原始圖像信號的數量、處於中灰度級狀態的原始圖像信號的數量、以及處於低灰度級狀態的原始圖像信號的數量進行比較，從而確定當前幀的灰度級狀態。
34.如權利要求31所述的裝置，其中所述多色變換器包括顏色擴展器，用於將所述原始圖像信號變換成原始多色圖像信號；和亮度補償器，其響應於所述灰度級狀態信號和所述色度狀態信號而補償所述原始多色圖像信號的亮度，從而輸出多色圖像信號。
全文摘要
一種使用圖像顯示裝置來顯示圖像的方法，其中所述圖像顯示裝置具有人造光源，所述方法包括將原始圖像信號輸入到所述圖像顯示裝置；對於每個圖像幀確定所述原始圖像信號的色度狀態；和對於每個圖像幀確定所述原始圖像信號的灰度級狀態。響應於所確定的所述原始圖像的色度狀態和灰度級狀態，將所述原始圖像信號變換成多色圖像信號，並且控制所述人造光源的亮度。
文檔編號G09G5/10GK1661664SQ2004100598
公開日2005年8月31日 申請日期2004年6月22日 優先權日2004年2月23日
發明者梁英喆, 洪雯勺, 宋根圭, 盧水貴, 盧南錫, 鄭昊勇 申請人:三星電子株式會社