评估显示面板劣化的装置和方法及使用劣化评估值的显示驱动器与流程

1.本公开涉及显示面板的劣化的评估，更具体地，涉及用于评估显示面板的劣化、用于评估显示面板的诸如不均匀(mura)的劣化状态的装置和方法、以及使用该劣化评估值的显示驱动器。


背景技术：

2.理想的显示面板响应于具有目标灰度级的显示数据输出具有与目标灰度级相同的灰度级的图像。
3.然而，当在显示面板中出现诸如不均匀的劣化时，具有与目标灰度级不同的灰度级的图像通过显示面板的劣化的像素或区域输出。
4.在大多数情况下，可以使用由工人直接视觉评估显示面板的方法来确定诸如不均匀的劣化的程度。
5.当显示面板中存在劣化时，显示系统采用补偿技术来解决诸如不均匀的劣化。因此，显示面板响应于通过补偿技术校正的显示数据而输出具有降低的劣化程度的图像。
6.为了更精确地补偿劣化，需要定量地评估显示面板的劣化状态。此外，尽管已经通过应用补偿技术降低了劣化程度，但是仍需要定量地评估显示面板的具有降低的劣化程度的劣化状态。
7.因此，有必要开发能够定量地评估显示面板的劣化状态或具有降低的劣化程度的劣化状态的技术。


技术实现要素：

8.各实施方式涉及提供可以定量地评估显示面板的诸如不均匀的劣化状态的评估显示面板的劣化的装置和方法。
9.此外，各实施方式涉及提供通过分析参考图像的参考帧与评估图像的评估帧之间的相关性来评估劣化程度的评估显示面板的劣化的装置和方法。
10.此外，各实施方式涉及提供能够通过使用通过评估劣化状态而获得的评估值来补偿显示数据以解决显示面板的劣化的显示驱动器。
11.在实施方式中，用于评估显示面板的劣化的装置包括：第一柱状图分析单元，配置成输出具有目标灰度级的参考帧的第一柱状图分布矢量；第二柱状图分析单元，配置成输出响应于目标灰度级而显示在显示面板上的评估帧的第二柱状图分布矢量；相关性分析单元，配置成通过使用第一柱状图分布矢量和第二柱状图分布矢量来生成互信息，并生成互信息的归一化互信息；权重提供单元，配置成提供并入有评估帧的像素的灰度级分布的认知性特征的权重；以及输出单元，配置成输出通过计算归一化互信息和权重而获得的评估值。
12.在实施方式中，评估显示面板的劣化的方法包括：输出具有目标灰度级的参考帧
的第一柱状图分布矢量；输出响应于目标灰度级而显示在显示面板上的评估帧的第二柱状图分布矢量；通过使用第一柱状图分布矢量和第二柱状图分布矢量来生成互信息；生成互信息的归一化互信息；提供并入有评估帧的像素的灰度级分布的认知性特征的权重，并输出通过将归一化互信息与权重相乘而获得的评估值。
13.在实施方式中，显示驱动器包括：评估值存储单元，配置成存储评估值；劣化补偿器，配置成接收评估值并通过基于评估值转换显示数据来补偿劣化。评估值与通过计算归一化互信息和权重而获得的值对应。
14.本公开的优点在于，其可以计算响应于显示面板的诸如不均匀的劣化状态的定量的评估值。
15.此外，本公开的优点在于，其可以基于通过分析参考图像的参考帧与评估图像的评估帧之间的相关性来计算的定量的评估值来确定显示面板的劣化程度。
16.此外，本公开的优点在于，其可以通过使用通过评估劣化状态而获得的评估值补偿显示数据来解决显示面板的劣化。
附图说明
17.图1是示出根据本公开的优选实施方式的用于评估显示面板的劣化的装置的框图。
18.图2是参考帧的柱状图的示例图。
19.图3是评估帧的柱状图的示例图。
20.图4是以频带图形式示出熵与互信息之间的关系的示例图。
21.图5是像素周围的局部像素的示例图。
22.图6是示出刚好可察觉的差异和平均亮度值之间的关系的曲线图。
23.图7是示出显示系统的框图。
24.图8是本公开的显示驱动器的详细框图。
具体实施方式
25.本公开公开了输出用于评估显示面板(未示出)中存在的诸如不均匀的劣化程度的定量结果的技术。
26.本公开配置成通过分析参考图像的参考帧与评估图像的评估帧之间的相关性来输出评估值以评估劣化程度。
27.在这种情况下，参考图像可以被理解为提前设置用于与评估图像进行比较的图像。参考图像的一个帧被称为参考帧。参考帧的所有像素被设置成具有相同的目标灰度级。
28.评估图像可以被理解为显示在显示面板上的图像。评估图像的一个帧被称为评估帧。评估帧可以被理解为通过具有目标灰度级的显示数据显示在显示面板上的一个帧的图像。
29.在这种情况下，参考帧的目标灰度级和提供用于显示评估帧的显示数据的目标灰度级可以被理解为是相同的。
30.本公开配置成通过分析参考帧和评估帧之间的相关性来评估评估图像的劣化程度，并输出评估值作为评估的结果。
31.本公开的实施方式可以如图1所示构造。图1的实施方式包括第一柱状图分析单元10、第二柱状图分析单元20、相关性分析单元30、权重提供单元40和输出单元50。
32.第一柱状图分析单元10输出具有目标灰度级的参考帧的第一柱状图分布矢量x。
33.为此，第一柱状图分析单元10生成示出参考帧中每灰度级的像素数量的诸如图2的柱状图的第一柱状图。从第一柱状图中可以看出，参考帧的像素的灰度级仅分布在目标灰度级中。
34.第一柱状图分析单元10可以输出表示每个灰度级的像素分布的变化的柱状图分布矢量x，诸如图2。
35.第二柱状图分析单元20输出响应于目标灰度级而显示在显示面板上的评估帧的第二柱状图分布矢量y。
36.为此，第二柱状图分析单元20生成表示评估帧中每灰度级的像素数量的诸如图3的柱状图的第二柱状图。从第二柱状图中可以看出，评估帧的像素的灰度级分布在目标灰度级周围。评估帧的具有目标灰度级的像素可以被理解为没有劣化。评估帧的目标灰度级之外的像素可以被理解为具有由于劣化而变形的灰度级。
37.第二柱状图分析单元20可以输出表示每个灰度级的像素分布的变化的柱状图分布矢量y，诸如图3。
38.相关性分析单元30配置成通过使用第一柱状图分布矢量x和第二柱状图分布矢量y来生成互信息(以下称为“mi”)，并生成互信息mi的归一化互信息(以下称为“nmi”)。
39.为此，相关性分析单元30可以包括mi生成器32和nmi生成器34。
40.在互信息mi生成器32和nmi生成器34之中，互信息mi生成器32可以根据下面的等式1生成互信息mi。
41.[等式1]
[0042][0043]
在等式1中，mi(x，y)表示第一柱状图分布矢量x和第二柱状图分布矢量y之间的互信息。x是第一柱状图分布矢量x的离散概率变量。y是第二柱状图分布矢量y的离散概率变量。p(x，y)是离散概率变量x和y的联合概率分布。p(x)是参考帧的柱状图分布矢量x的离散概率变量x的周围概率分布。(y)是参考帧的柱状图分布矢量y的离散概率变量y的周围概率分布。
[0044]
互信息mi(x，y)是表示离散概率变量x和y具有何种关系的信息量。更具体地，互信息mi(x，y)意指离散概率变量x和y之间的相互依赖，即，由一个概率变量相对于另一概率变量提供的信息量。
[0045]
当离散概率变量x和y的联合概率分布是p(x，y)并且离散概率变量x和y的周围概率分布是p(x)和p(y)时，可以按等式1计算互信息mi(x，y)。
[0046]
互信息mi(x，y)可以根据下面的等式2使用熵来生成。在这种情况下，熵意指所有情况的信息量的期望值，并且用于表示所有情况的概率分布的不确定性的大小。
[0047]
[等式2]
[0048]
mi(x，y)＝h(x)+h(y)-h(x，y)
[0049]
在等式2中，mi(x，y)表示第一柱状图分布矢量x和第二柱状图分布矢量y之间的互
信息。h(x)是第一柱状图分布矢量x的周围熵，并且表示参考帧的灰度级的分布。h(y)是第二柱状图分布矢量y的周围熵，并且表示评估帧的灰度级的分布。h(x，y)是联合熵，并且表示参考帧的不与评估帧的灰度级重叠的灰度级分布与评估帧的不与参考帧的灰度级重叠的灰度级分布的总和。
[0050]
在等式2中，h(x)是p(x)的香农熵。h(y)是p(y)的香农熵。香农熵h(x)可以通过下面的等式3来计算。香农熵h(y)可以通过下面的等式4来计算。
[0051]
[等式3]
[0052]
h(x)＝-σ
x
p(x)*logp(x)
[0053]
[等式4]
[0054]
h(y)＝-∑yp(y)*logp(y)
[0055]
在等式3和4中，p(x)是第一柱状图分布矢量x的概率分布。p(y)是第二柱状图分布矢量y的概率分布。x是第一柱状图分布矢量x的离散概率变量。y是第二柱状图分布矢量y的离散概率变量。
[0056]
等式2、3和4可以在2009年的proceedings of gscl 31-40中介绍的bouma,gerlof的“normalized(pointwise)mutual information in collocation extraction”中确认。
[0057]
熵和互信息mi(x，y)之间的关系可以示出为图4的频带图。
[0058]
在图4中，互信息mi(x，y)对应于香农熵h(x)和香农熵h(y)的交集。此外，联合熵h(x，y)与作为h(x|y)和h(y|x)的总和的并集对应，h(x|y)在参考帧的香农熵h(x)中不与评估帧重叠，h(y|x)在评估帧的香农熵h(y)中不与参考帧重叠。
[0059]
根据图4可以更清楚地理解，互信息mi(x，y)使用根据等式2的熵来生成。
[0060]
互信息mi(x，y)可能存在的问题在于，它用于聚类分类，因此需要进行普遍归一化。
[0061]
nmi生成器34用于归一化互信息mi(x，y)，并且配置成将互信息mi(x，y)转换为具有预设范围的nmi。在这种情况下，为了归一化nmi，预设范围例如可以为0至1。
[0062]
nmi生成器34可以根据下面的等式5将mi转换为nmi。
[0063]
[等式5]
[0064][0065]
在等式5中，通过上面的等式3计算香农熵h(x)，并且通过上面的等式4计算香农熵h(y)。
[0066]
nmi可以根据上面的等式5表示为0至1之间的值。当nmi接近1时，第一柱状图分布矢量x和第二柱状图分布矢量y之间的相似度高。当nmi接近0时，第一柱状图分布矢量x和第二柱状图分布矢量y之间的差异大。
[0067]
输出单元50改变由相关性分析单元30的nmi生成器34提供的nmi，从而将评估帧的像素的灰度级分布的认知性特征并入nmi中，并输出对应于该改变的评估值。认知性特征可以被理解为量化人感知评估帧的像素的灰度级分布的程度。
[0068]
为此，输出单元50配置成输出通过将nmi与权重提供单元40的权重wt相乘而获得的评估值。
[0069]
用于并入评估帧的像素的灰度级分布的认知性特征的权重wt由权重提供单元40
提供。
[0070]
为此，权重提供单元40包括刚好可察觉差异(以下称为“jnd”)生成器42、jnd平均值生成器44和权重生成器46。
[0071]
在这种情况下，jnd基于图像信号的局部特征之中的亮度平均值来限定平均亮度值的认知最小亮度差。
[0072]
jnd由jnd生成器42生成。即，jnd生成器42生成每个像素的评估帧的jnd。
[0073]
更具体地，jnd生成器42首先针对评估帧的每个像素计算每个像素周围的局部像素的平均亮度值。
[0074]
坐标(x，y)周围的局部像素的平均亮度值可以被限定为i(x，y)。在图5中，平均亮度值i(x，y)可以被理解为属于坐标(x，y)周围的五列和五行的像素的平均亮度值。
[0075]
jnd生成器42计算评估帧的所有像素的局部像素的平均亮度值。
[0076]
此外，jnd生成器42提供对应于平均亮度值的jnd。
[0077]
当坐标(x，y)处的像素的亮度与i(x，y)(即，局部像素的平均值)相差jnd或更多时，坐标(x，y)可以被人识别。相反，当坐标(x，y)处的像素的亮度与i(x，y)(即，局部像素的平均值)相差小于jnd时，坐标(x，y)不被人识别。
[0078]
即，jnd可以被理解为被人察觉的阈值，并且可以如图6中所示针对平均亮度值i(x，y)设置。
[0079]
参照图6，基于平均亮度值范围的中部，jnd具有沿着第一曲线随着平均亮度值增加而增加的值，并且具有沿着第二曲线随着平均亮度值减小而增加的值。在这种情况下，第二曲线具有比第一曲线更高的增长率。
[0080]
例如，在限定在0和255之间的平均亮度值的范围内，128周围的中部亮度区域的灵敏度最低。此外，灵敏度沿着第一曲线随着亮度从平均亮度值128逐渐变亮而增加。灵敏度沿着第二曲线随着亮度从平均亮度值128逐渐变暗而增加。此外，在从平均亮度值128逐渐变暗的区域中的灵敏度的变化大于在从平均亮度值128逐渐变亮的区域中的灵敏度的变化。
[0081]
jnd生成器42可以提供与如图6所示的评估帧的像素的平均亮度值对应的jnd值。
[0082]
jnd平均值生成器44生成评估帧的jnd的平均值jndm。
[0083]
此外，权重生成器46提供与平均值jndm对应的权重wt。
[0084]
权重生成器46可以配置成将形成平均值的范围划分为多个加权范围，将预设权重分配给每个加权范围，并且响应于该平均值输出对应于该平均值的加权范围的权重。
[0085]
例如，如果平均值形成在0至12的范围内，则加权范围可以被划分成平均值大于0且小于4的第一加权范围、平均值大于4且小于8的第二加权范围、以及平均值大于8且小于12的第三加权范围。
[0086]
此外，第一加权范围的权重wt可以被设置为0.9。第二加权范围的权重wt可以被设置为0.95。第三加权范围的权重wt可以被设置为1。
[0087]
因此，权重生成器46可以基于平均值来选择9.9、9.95和1中的一个，并且可以输出所选择的值作为权重wt。
[0088]
输出单元50可以输出通过将权重wt与nmi相乘而获得的评估值。因此，评估值可以具有其中并入有在低灰度级和高灰度级中不同的jnd特征的值。
[0089]
参考图1至图6描述的根据本公开的用于评估显示面板的劣化的装置实现了依次执行以下步骤的劣化评估方法。
[0090]
即，评估劣化方法包括以下步骤：输出具有目标灰度级的参考帧的第一柱状图分布矢量x；输出响应于目标灰度级而显示在显示面板上的评估帧的第二柱状图分布矢量y；利用第一柱状图分布矢量x和第二柱状图分布矢量y生成mi；生成互信息mi的nmi；提供并入有评估帧的像素的灰度级分布的认知性特征的权重wt；以及输出通过将nmi与wt相乘得到的评估值。
[0091]
本公开可以计算能够定量地评估显示面板的诸如不均匀的劣化状态的评估值。
[0092]
当根据本公开计算的评估值大时，参考帧和评估帧的柱状图分布矢量相似，并且评估帧的劣化程度可以被确定为低。当计算的评估值小时，评估帧的劣化程度可以被确定为高，因为参考帧和评估帧的柱状图分布矢量之间的差异大。
[0093]
如上所述，本公开的优点在于，其可以通过分析参考图像的参考帧与评估图像的评估帧之间的相关性来评估显示面板的劣化程度。
[0094]
如图7所示，显示数据由时序控制器100提供。时序控制器100构造显示数据的数据包pkt，并将该数据包提供给显示驱动器110。
[0095]
显示驱动器110配置成在接收到数据包之后恢复显示数据，生成与显示数据对应的源信号sout，并将源信号sout提供给显示面板120。
[0096]
图7的显示驱动器110可以被示例性地构造为如图8所示。
[0097]
参照图8，显示驱动器110可以包括数据包接收器200、劣化补偿器210、源信号生成器220、源信号输出单元230和评估值存储单元240。
[0098]
数据包接收器200接收由时序控制器100提供的显示数据的数据包pkt，并从数据包pkt中恢复显示数据。
[0099]
劣化补偿器210接收数据包接收器200的显示数据和评估值存储单元240的评估值，并且可以通过基于评估值转换显示数据来补偿劣化。
[0100]
可以在显示面板的像素单元中执行基于评估值的显示数据的转换。显示数据可以通过使用评估值的操作结果或使用评估值作为系数的补偿等式的操作结果来转换。
[0101]
源信号输出单元220响应于劣化已经被补偿的显示数据来驱动源信号sout，并将源信号sout提供给显示面板120。
[0102]
评估值存储单元240可以使用诸如eeprom的存储器来构造，并且可以存储和提供根据图1至图6的本公开的实施方式计算的评估值。
[0103]
如上所述，本公开的显示驱动器可以通过基于评估值补偿显示数据来解决显示面板的劣化问题。