专利名称：动态阶调补偿电路以及动态阶调补偿的方法
技术领域：
本发明是关于一种补偿电路及方法，且特别是关于一种显示器的动态阶调补偿电路及方法的发明。
背景技术：
科技昌明使人类生活更加便利。人们生活中处处需仰赖各种电子产品，例如提款机、个人计算机、移动电话以及电视机等。人们通过显示器可以获得电子产品所提供的信息及了解电子产品之状态。
显示器依其显像原理分为多种显示器，其中平面显示器(flatpanel display，FPD)已逐渐取代传统阴极射线显像管(cathode raytube，CRT)显示器。FPD是显示面板形状之总称，包括液晶显示器(liquid crystal display，LCD)、等离子体显示器(plasma displaypanel，PDP)、有机发光显示器(organic light emitting display，OLED)以及场发射平面显示器(field emission display，FED)等。
一般而言，液晶显示器是通过施加特定的驱动电压以使液晶偏转特定角度，用以驱动液晶来显示图像，而此驱动电压是由图像信号(一般为数字信号)转换提供。然而，前述之图像信号、驱动电压大小与液晶偏转角度甚至于像素透光率的关并非呈线性关，所以就需要伽玛校正电路来调整图像信号所提供的驱动电压，以使图像信号所提供的驱动电压与液晶偏转角度或是像素穿透率(transmittance)呈线性关(linear relationship)。
公知的迦玛校正方法依据单一迦玛特性曲线(gammacharacteristic curve)而将数字式的图像信号转换为模拟式的驱动电压，以驱动液晶分子。也就是说，输入显示器中的所有图像信号均是以相同的迦玛值来换算为显示器的驱动电压，所以公知的迦玛校正方法并未随着图像信号的改变来调整迦玛值，因而使得观赏者无法在背景偏黑或偏白的画面中清楚地观赏到画面中的各图像。由此可知，公知的迦玛校正方法并无法针对动态图像信号各别提供最佳的阶调，因而无法提供最佳的显示质量。
发明内容
因此，本发明的目的就是提供一种动态阶调补偿电路，可依照不同的图像信号而以不同的迦玛特性曲线来决定显示器的驱动电压。
本发明的另一目的是提供一种动态阶调补偿的方法，可针对各动态图像而动态补偿其阶调，以改善图像的质量。
本发明提出一种动态阶调补偿电路，适于补偿输入至显示器的动态图像信号。此动态阶调补偿电路主要包括分析单元、多个迦玛电压产生器(gamma voltage generator)以及选择器(selector)。其中，分析单元用以分析此动态图像信号的灰阶分布情形，并依据分析结果而输出分析信号，而每一个迦玛电压产生器用以依据迦玛特性曲线而产生迦玛电压。选择器则电耦接至分析单元与迦玛电压产生器之间，用以依据此分析信号而选择这些迦玛电压产生器中的一个，再通过这些迦玛电压产生器中之迦玛特性曲线而产生对应于动态图像信号的迦玛电压。
本发明提出一种动态阶调补偿的方法，适于补偿输入至显示器的动态图像信号，此动态阶调补偿的方法先分析动态图像信号之灰阶分布情形，并依据分析结果而输出分析信号。接着依据此分析信号来选择迦玛特性曲线，再依据所选择的迦玛特性曲线来输出对应于此动态图像信号的迦玛电压。
本发明可应用于动态画面的显示过程中，并依据动态图像信号在每一帧时间(frame time)中的灰阶来改变欲将动态图像信号转换为显示器之驱动电压的迦玛值，进而提高画面的显示质量。
为让本发明之上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
图1为本发明一较佳实施例的一种动态阶调补偿的方法的流程示意图。
图2为本发明一较佳实施例的一种动态阶调补偿电路的方框示意图。
主要元件标记说明S100分析输入至显示器的动态图像信号，并依据分析结果而输出分析信号
S102依据分析信号来选择迦玛特性曲线S104依据所选择之迦玛特性曲线而输出对应于此动态图像信号的迦玛电压200动态阶调补偿电路202分析单元204、204_1、204_2、204_3、204_n迦玛电压产生器206选择器208开关元件AS分析信号DIS动态图像信号具体实施方式
图1为本发明一较佳实施例的一种动态阶调补偿的方法的流程示意图。此种动态阶调补偿的方法适用于补偿输入至显示器(图中未表示出)的动态图像信号之灰阶，此动态图像信号在不同的帧时间中具有不同的灰阶分布。请参照图1，此方法先对输入至显示器的动态图像信号的灰阶分布进行分析，并依据分析结果而输出分析信号，如步骤S100所述。在一较佳实施例中，步骤S100例如是通过特定功能集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASC)来分析动态图像信号，以便于获得动态图像信号的灰阶分布。
接着，依据步骤S100中所输出的分析信号来选择迦玛特性曲线，如步骤S102所述。其中，当分析信号所显示出的结果是动态图像信号在此帧时间内的灰阶大多分布于低阶调时，则选择迦玛值较小之迦玛特性曲线。在一较佳实施例中，例如是选择迦玛值等于2.0的迦玛特性曲线。若分析信号所显示出的结果是动态图像信号在此帧时间内的灰阶大多分布于高阶调时，则选择迦玛值较大之迦玛特性曲线。在一较佳实施例中，例如是选择迦玛值等于2.4的迦玛特性曲线。此外，在一实施例中，若分析信号所显示出的结果是动态图像信号在此帧时间内的灰阶大多分布于高阶与低阶之间的中间阶调时，则选择迦玛值等于2.2的迦玛特性曲线。
承上所述，之后再依据所选择之迦玛特性曲线而输出对应于此动态图像信号的迦玛电压，如步骤S104所述。在一较佳实施例中，步骤S104例如是通过多个串联电阻与运算器(operator，OP)所构成的迦玛电压产生器来输出对应于动态图像信号的迦玛电压。
值得注意的是，本发明在显示画面的每一帧时间中都重复步骤S100至步骤S104，以便于应对各动态图像信号之灰阶分布的变化来输出较为适当的迦玛电压，进而使观赏者能观赏到较佳的图像质量。
本发明之动态阶调补偿的方法视图像信号的灰阶分布情形来决定将此动态图像信号转变为显示器之驱动电压的迦玛值，因此本发明可提高显示器在动态画面中的显示质量。以下将举一实施例说明实行本发明之动态阶调补偿方法的电路，但其并非用以限定本发明。所以，发明所属技术领域的普通专业人员应该知道，本发明之动态阶调补偿的方法仍可以其它形式的电路来实行。
图2为本发明一较佳实施例的一种动态阶调补偿电路的方框示意图。请参照图2，动态阶调补偿电路200设置在显示器(图中未表示出)中，以便于将显示器所接收到的动态图像信号DIS由数字信号转换为模拟信号，并使此模拟信号与液晶偏转角度或像素的穿透率呈线性关系。动态阶调补偿电路200主要包括分析单元202、多个迦玛电压产生器204以及选择器206。其中，分析单元202用以分析输入至显示器的动态图像信号DIS之灰阶分布的情形，并且依据分析结果而输出分析信号AS至选择器206。在一较佳实施例中，分析单元202例如是特定功能集成电路，用以分析动态图像信号在不同的帧时间内的灰阶分布情况。特别是，分析单元202例如是以统计图来表示动态图像信号之灰阶分布情况的，并据此统计图来判断此动态图像信号所显示出的画面是偏向黑色(低阶调)、偏向白色(高阶调)还是偏向中间阶调。
选择器206电耦接于分析单元202与迦玛电压产生器204之间，且当选择器206接收到分析单元202所输出的分析信号AS之后，选择器206将依据分析信号AS而从多个迦玛电压产生器204中选择一个。在一较佳实施例中，这些迦玛电压产生器204至少包括有迦玛电压产生器204_1、迦玛电压产生器204_2以及迦玛电压产生器204_3。其中，迦玛电压产生器204_1例如是具有迦玛值等于2.0的迦玛特性曲线，迦玛电压产生器204_2例如是具有迦玛值等于2.2的迦玛特性曲线，而迦玛电压产生器204_3例如是具有迦玛值等于2.4的迦玛特性曲线。当然，在其它实施例中，这些迦玛电压产生器204还可以包括具有其它迦玛特性曲线的迦玛电压产生器，本发明并未限定迦玛电压产生器204的数量，熟悉此项技术的人可依据实际所需而自行决定迦玛电压产生器204的数量。
特别值得注意的是，在上述这些迦玛电压产生器204中，均依据其所具有之迦玛特性曲线来产生迦玛电压。此外，迦玛电压产生器204例如是分别由多个串联的电阻以及运算器所构成，且其大致上与目前常见之迦玛电压产生器相同，熟悉此项技术的人应该知道其详细结构，此处将不再赘述。
另外，在一实施例中，选择器206与这些迦玛电压产生器204之间可以设置有开关元件208，用以控制选择器206与这些迦玛电压产生器204之间的通路。
举例来说，当分析单元202所输出的分析信号显示图像信号所显现的画面颜色偏向黑色时，则选择器206会通过开关元件208导通与迦玛值等于2.0之迦玛特性曲线的迦玛电压产生器204_1之间的通路，并使迦玛电压产生器204_1依据其所具有的迦玛特性曲线来产生对应于动态图像信号的迦玛电压，以使观看画面的观赏者可在这个偏向黑色的画面中清楚的观赏到该画面中的景物。反之，当分析单元202所输出的分析信号显示图像信号所显现的画面颜色偏向白色时，则选择器206会通过开关元件208导通与迦玛值等于2.4之迦玛特性曲线的迦玛电压产生器204_3之间的通路，并使迦玛电压产生器204_3依据其所具有的迦玛特性曲线来产生对应于动态图像信号的迦玛电压。此外，当分析单元202所输出的分析信号显示图像信号所显现的画面颜色适中时，则选择器206亦会通过开关元件208导通与迦玛值等于2.2之迦玛特性曲线的迦玛电压产生器204_2之间的通路，以使此图像信号可显现出质量较佳的画面。
本发明先对输入至显示器中的动态图像信号进行分析，并获得此图像信号之灰阶分布的情形。之后再依据此分析结果选择适当的迦玛电压，以便于驱动显示器，进而使显示器所显示出的画面之颜色较为明显。因此，本发明可应用于动态画面的显示过程中，以依据动态图像信号在每一帧时间中不同的灰阶分布来改变迦玛值，进而提高画面的显示质量。而且，由于本发明之动态阶调补偿电路中的迦玛电压产生器由多个串联的电阻与运算器所构成，元件成本不高，因此并不会增加制造上的成本。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何发明所属技术领域的普通专业人员，在不脱离本发明之思想和范围内，当可作些许之更动与改进，因此本发明之保护范围当视权利要求书所界定者为准。
权利要求
1.一种动态阶调补偿电路，适于补偿输入至显示器之动态图像信号，其特征是该动态图像信号在不同的帧时间中具有不同的灰阶分布情形，该动态阶调补偿电路包括分析单元，用以分析该动态图像信号之灰阶分布，并依据分析结果而输出分析信号；多个迦玛电压产生器，各上述这些迦玛电压产生器分别依据迦玛特性曲线而产生迦玛电压；以及选择器，电耦接于该分析单元与上述这些迦玛电压产生器之间，该选择器依据该分析信号而选择上述这些迦玛电压产生器中的一个，并通过被选择的该迦玛电压产生器输出对应于该动态图像信号之灰阶分布的该迦玛电压。
2.根据权利要求1所述之动态阶调补偿电路，其特征是该分析单元包括一特定功能集成电路。
3.根据权利要求1所述之动态阶调补偿电路，其特征是还包括多个开关元件，上述这些开关元件分别电耦接于该选择器与上述这些迦玛电压产生器之间，且上述这些开关元件之开启或关闭状态由该选择器控制。
4.根据权利要求1所述之动态阶调补偿电路，其特征是上述这些迦玛电压产生器至少包括三个迦玛电压产生器，且上述这些迦玛电压产生器中的上述这些迦玛特性曲线至少包括迦玛值等于2.0的迦玛特性曲线、迦玛值等于2.2的迦玛特性曲线以及迦玛值等于2.4的迦玛特性曲线。
5.一种动态阶调补偿的方法，适于补偿显示器之动态图像信号，其特征是该动态图像信号在不同的帧时间中具有不同的灰阶分布情形，且在一帧时间中，该动态阶调补偿的方法包括(a)分析该动态图像信号之灰阶分布，并依据分析结果而输出分析信号；(b)依据该分析信号选择对应的迦玛特性曲线；以及(c)依据所选择的该迦玛特性曲线而输出对应于该动态图像信号之灰阶的迦玛电压。
6.根据权利要求5所述之动态阶调补偿的方法，其特征是分析该图像信号的步骤包括以特定功能集成电路对该图像信号进行分析。
7.根据权利要求5所述之动态阶调补偿的方法，其特征是还包括在下一帧时间中重复步骤(a)至步骤(c)。
8.根据权利要求5所述之动态阶调补偿的方法，其特征是在选择对应于该分析信号的该迦玛特性曲线的步骤中，包括至少从迦玛值等于2.0的迦玛特性曲线、迦玛值等于2.2的迦玛特性曲线以及迦玛值等于2.4的迦玛特性曲线之中选择一个。
全文摘要
一种动态阶调补偿电路，适于补偿输入至显示器的动态图像信号，而此动态阶调补偿电路主要包括分析单元、多个迦玛电压产生器以及选择器。其中，分析单元用以分析动态图像信号之灰阶分布情形，每一个迦玛电压产生器分别依据迦玛特性曲线而产生迦玛电压。选择器电耦接于分析单元与迦玛电压产生器之间，用以依据分析结果来选择这些迦玛电压产生器中的一个，以输出对应于动态图像信号的迦玛电压。此动态阶调补偿电路依据分析动态图像信号之灰阶分布情形的结果来改变显示器之驱动电压的迦玛值，进而提高画面的显示质量。
文档编号G02F1/133GK1770250SQ20041008843
公开日2006年5月10日 申请日期2004年11月3日 优先权日2004年11月3日
发明者廖木山, 曾文泽 申请人:中华映管股份有限公司