專利名稱：具有自適應(yīng)亮度增強器功能的液晶顯示器及其驅(qū)動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示器(LCD)及其驅(qū)動方法。本發(fā)明尤其是涉及一種具有自適應(yīng)亮度增強功能的LCD及其驅(qū)動方法，用于根據(jù)提供在所述LCD上的圖像來修改背景光亮度。
背景技術(shù)：
通常，關(guān)于用于LCD光源的冷陰極熒光燈(CCFL)的特性，它的亮度與其壽命成反比。也就是說，如果用高電流驅(qū)動CCFL來增加亮度，其壽命減少，而如果用低電流驅(qū)動CCFL來增加其壽命，很難得到高亮度。然而，在多數(shù)情況下實際產(chǎn)品同時要求高亮度和長壽命。
為了滿足上述要求，在預(yù)定亮度級下驅(qū)動一般LCD板，而在驅(qū)動需要特殊高亮度屏幕的情況下，高電流臨時地提供給背景光燈來增加顯示元件亮度的激活區(qū)域。
此外，顯示元件使用的電流根據(jù)顯示在LCD屏幕上的圖像來變化。例如，在正常白色模式情況下，其中當提供電壓并隔離入射線時，液晶分子布置在電場方向，當屏幕上亮像素的數(shù)量增加時，所述板消耗的電能減少，而當屏幕上暗像素的數(shù)量增加時，所述板消耗的電能增加。根據(jù)顯示板消耗的電能來控制燈電流的方法主要使用這個特性。
在應(yīng)用上述技術(shù)情況下，需要一附加電路來檢測板消耗的電流和修改電流來適應(yīng)背景光驅(qū)動倒相器的亮度控制信號的變化范圍。
同樣，由于整個屏幕的亮度受到控制，與控制所需屏幕部分亮度的情況相比，使用更多電能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有自適應(yīng)亮度增強功能的LCD，該功能用于根據(jù)顯示圖像數(shù)據(jù)的灰度級來控制背景光亮度。
在本發(fā)明一個方面中，提供了一種具有自適應(yīng)亮度增強功能的LCD，其包含一LCD板，其包含多個門線路、多個數(shù)據(jù)線、連接到所述門線路和數(shù)據(jù)線的開關(guān)、和連接到所述開關(guān)并響應(yīng)所述開關(guān)操作的像素電極；一掃描驅(qū)動器，其用于循序地輸出掃描信號給門線路；一數(shù)據(jù)驅(qū)動器，其用于輸出圖像信號給數(shù)據(jù)線；一倒相器，其用于輸出預(yù)定背景光驅(qū)動電壓；一背景光單元，其設(shè)置在LCD板背面，用于當提供背景光驅(qū)動電壓時輸出預(yù)定射線；和一定時控制器，其用于從外面接收圖像信號和定時信號，把它們轉(zhuǎn)換成用于圖像信號和掃描信號輸出的信號，分別把它們輸出給所述數(shù)據(jù)驅(qū)動器和所述掃描驅(qū)動器，檢查所述圖像信號，當發(fā)現(xiàn)所述圖像信號是運動圖像時，根據(jù)所述圖像信號是需要高亮度級驅(qū)動還是低亮度級驅(qū)動，輸出高電壓或低電壓給所述倒相器來增加或降低LCD板亮度級，當發(fā)現(xiàn)所述圖像信號是靜止圖像時，輸出預(yù)定亮度級輸出的控制信號。
在本發(fā)明的另一方面中，提供了一種在驅(qū)動液晶顯示器(LCD)的方法中具有自適應(yīng)亮度增強功能的LCD驅(qū)動方法，其中，所述液晶顯示器包含一包括LCD板和背景光單元的LCD模塊、用于輸出掃描信號給LCD板的一掃描驅(qū)動器、和用于輸出圖像信號給LCD板的一數(shù)據(jù)驅(qū)動器，該方法包含(a)設(shè)定多個單元；(b)存儲分別與外面輸入第k幀上的單元相對應(yīng)的第一數(shù)據(jù)；(c)在第N幀經(jīng)過后，存儲分別與第(k+N)幀上的單元相對應(yīng)的第二數(shù)據(jù)，把所述第一數(shù)據(jù)與第二數(shù)據(jù)進行比較，當它們匹配時，設(shè)定第一值，當它們不同時，設(shè)定第二值，并計數(shù)多個第一比較值；(d)當所有第一比較值是第二值時，設(shè)定輸入屏幕為運動圖像模式；(e)當?shù)谝槐容^值中的一個不是第二值時，檢查為第二值的第一比較值的數(shù)量是否大于預(yù)定整數(shù)；(f)當為第二值的第一比較值的數(shù)量大于預(yù)定整數(shù)時，設(shè)定輸入屏幕為運動圖像模式，和當為第二值的第一比較值的數(shù)量小于預(yù)定整數(shù)時，設(shè)定輸入屏幕為靜止圖像模式；(g)當所述輸入圖像設(shè)定為運動圖像模式時，根據(jù)顯示為每個圖像幀的圖像數(shù)據(jù)的灰度級來啟動所述自適應(yīng)亮度增強功能，其用于控制背景光亮度，在上述步驟(d)或(f)中輸出所述圖像數(shù)據(jù)；和(h)當在上述步驟(f)中輸入圖像設(shè)定為靜止圖像模式時，無效所述自適應(yīng)亮度增強功能和根據(jù)預(yù)定參考亮度級輸出圖像數(shù)據(jù)。


附解了本發(fā)明實施例，其合成一體構(gòu)成說明書一部分，并與該說明書一起用于解釋本發(fā)明原理。
圖1表示根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實施例具有自適應(yīng)亮度增強功能的LCD；圖2表示用灰度級描述總數(shù)據(jù)量的圖形；
圖3表示用于根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實施例具有自適應(yīng)亮度增強功能的LCD顯示方法的流程圖；圖4表示根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例調(diào)諧前后的灰度對亮度的圖形；圖5表示根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例依照背景光亮度變化調(diào)諧灰度級的圖形；圖6表示根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實施例具有自適應(yīng)亮度增強功能的LCD；圖7表示用于描述根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例建立的單元的示意圖；和圖8(a)和8(b)表示用于描述根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實施例具有自適應(yīng)亮度增強功能的LCD的驅(qū)動方法的流程圖。
具體實施例方式
在下面詳細描述中，僅僅簡單地以實現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明人認為最好的方式表示和描述本發(fā)明優(yōu)選實施例。正如實現(xiàn)的那樣，本發(fā)明能夠在各種明顯方面修改，而不背離本發(fā)明。因此，把這些附圖和說明書看作實質(zhì)上說明，而不是限定。
圖1表示根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實施例具有自適應(yīng)亮度增強功能的LCD。
如圖所示，具有自適應(yīng)亮度增強功能的LCD包含LCD驅(qū)動器，其包含包括LCD板110和背景光單元120的LCD單元100；定時控制器200；門驅(qū)動器300；數(shù)據(jù)驅(qū)動器400；背景光倒相器500；和灰度電壓發(fā)生器600。
LCD板110包含多個(m×n)矩陣型像素電極。由于門驅(qū)動器300提供的門電壓(或掃描信號)G1到Gn提供給相應(yīng)的像素，響應(yīng)數(shù)據(jù)驅(qū)動器400提供的數(shù)據(jù)電壓(或像素信號)D1到Dm，LCD板驅(qū)動相應(yīng)的內(nèi)置像素電極，并且根據(jù)由背景光單元120發(fā)射的光源來顯示圖像。
定時控制器200包含數(shù)據(jù)計數(shù)器210；第一加法器單元220；第二加法器單元230；比較器240；存儲器控制器250；和SRAM單元260。與第一優(yōu)選實施例的描述相聯(lián)系，所述定時控制器200把各自的RGB灰度數(shù)據(jù)分成用于每個幀的三個灰度級組并對其計數(shù)。
在亮灰度級的圖像數(shù)據(jù)輸入給計數(shù)的單個幀情況下，定時控制器200提供一大于正常驅(qū)動電壓的驅(qū)動電壓給背景光倒相器500來增加亮度。
此外，在暗灰度級的圖像數(shù)據(jù)輸入到計數(shù)的單個幀情況下，定時控制器200提供一正常驅(qū)動電壓給背景光倒相器500來保持亮度，并且調(diào)節(jié)提供給LCD單元100的灰度級電壓來產(chǎn)生較暗的亮度。
詳細地講，數(shù)據(jù)計數(shù)器210包含R數(shù)據(jù)計數(shù)器212；G數(shù)據(jù)計數(shù)器214；和B數(shù)據(jù)計數(shù)器216，每個計數(shù)器包括數(shù)據(jù)確定器、第一計數(shù)器、第二計數(shù)器、第一加法器和第二加法器。數(shù)據(jù)計數(shù)器210對由外部圖像控制器(未圖示)提供的各個R、G和B灰度數(shù)據(jù)的數(shù)量進行計數(shù)，對高級的R、G和B灰度數(shù)據(jù)R3、G3和B3計數(shù)，并輸出計數(shù)結(jié)果給第一加法器單元220，并且計數(shù)低級的R、G和B灰度數(shù)據(jù)R1、G1和B1，并輸出計數(shù)結(jié)果給第二加法器單元230。
以選擇R數(shù)據(jù)計數(shù)器212作為例子來詳細描述本發(fā)明優(yōu)選實施例，其包括數(shù)據(jù)確定器212-1、第一計數(shù)器212-3、第二計數(shù)器212-5、第一加法器212-7和第二加法器212-9。
數(shù)據(jù)確定器212-1檢查輸入R圖像數(shù)據(jù)的灰度級，并且在發(fā)現(xiàn)灰度級高的情況下，數(shù)據(jù)確定器212-1提供高灰度級R數(shù)據(jù)給第一計數(shù)器212-3，并且在發(fā)現(xiàn)灰度低的情況下，數(shù)據(jù)確定器212-1提供低灰度級R數(shù)據(jù)給第二計數(shù)器212-5。
第一計數(shù)器212-3從數(shù)據(jù)確定器212-1中接收高灰度級R數(shù)據(jù)，計數(shù)該數(shù)據(jù)并提供計數(shù)的數(shù)量給第一加法器212-7，而第二計數(shù)器212-5從數(shù)據(jù)確定器212-1中接收低灰度級R數(shù)據(jù)，計數(shù)該數(shù)據(jù)并提供計數(shù)的數(shù)量給第二加法器212-9。
第一加法器212-7從第一計數(shù)器212-3中接收計數(shù)的數(shù)量，響應(yīng)單個垂直同步信號Vsync來計算每個幀的高級的R數(shù)據(jù)的數(shù)量之和，并把該加法結(jié)果輸出給第一加法器單元220，而第二加法器212-9從第二計數(shù)器212-5中接收計數(shù)的數(shù)量，響應(yīng)單個垂直同步信號Vsync來計算每個幀的低級的R數(shù)據(jù)的數(shù)量之和，并把該加法結(jié)果輸出給第二加法器單元230。
第一加法器單元220從數(shù)據(jù)計數(shù)器210中接收每個幀的各自的高灰度級R、G和B圖象數(shù)據(jù)的數(shù)量，計算它們之和并把結(jié)果提供給比較器240，而第二加法器單元230從數(shù)據(jù)計數(shù)器210中接收每個幀的各自的低灰度級R、G和B圖象數(shù)據(jù)的數(shù)量，計數(shù)它們之和并把結(jié)果提供給比較器240。
比較器240把從第一加法器單元220中輸入的每個幀的各自的高灰度級R、G和B圖象數(shù)據(jù)的數(shù)量與從第二加法器單元230輸入的每個幀的各自的低灰度級R、G和B圖象數(shù)據(jù)的數(shù)量進行比較，在各自高灰度級R、G和B圖象數(shù)據(jù)的數(shù)量大于各自低灰度級R、G和B圖象數(shù)據(jù)的數(shù)量情況下，比較器240輸出亮度控制信號241，用于提供高驅(qū)動電壓給背景光倒相器500來增加亮度。同樣，在相反的情況下，比較器240輸出用于提供正常驅(qū)動電壓的亮度控制信號給背景光倒相器500。
在上述輸出用于提供正常驅(qū)動電壓的亮度控制信號241情況下，比較器240輸出亮度控制信號給存儲器控制器250，用于把低灰度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為較低灰度數(shù)據(jù)，以便補償背景光的增加。
存儲器控制器250將由圖像控制器(未圖示)提供的各自R、G和B圖象數(shù)據(jù)提供給SRAM單元260。在顯示預(yù)定范圍圖像數(shù)據(jù)的情況下，存儲器控制器250從ROM 255中提取低灰度級R、G和B圖象數(shù)據(jù)和把其(R’、G’和B’)輸出給SRAM單元260，以補償背景光的增加。在這個優(yōu)選實施例中，用作查找表格(LUT)的ROM 255安裝在定時控制器200外部，而它也可以安裝在定時控制器200內(nèi)部。
SRAM單元260包含用于存儲R數(shù)據(jù)的第一SRAM 262；用于存儲G數(shù)據(jù)的第二SRAM 264；和用于存儲B數(shù)據(jù)的第三SRAM 266，所有的數(shù)據(jù)由存儲器控制器250提供。SRAM單元260從存儲器控制器250接收R、G和B圖象數(shù)據(jù)R’、G’和B’，并提供自適應(yīng)R、G和B圖象數(shù)據(jù)RA、GA和BA給數(shù)據(jù)驅(qū)動器400。
在低灰度級亮度控制信號241由比較器240輸入的情況下，存儲器控制器250輸出控制信號251給灰度電壓發(fā)生器600，用于把低灰度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成較低灰度數(shù)據(jù)，以補償背景光的增加。
灰度電壓發(fā)生器600根據(jù)外部圖形控制器提供的R、G和B數(shù)據(jù)的位數(shù)來產(chǎn)生灰度數(shù)據(jù)，并把其提供給數(shù)據(jù)驅(qū)動器400；而數(shù)據(jù)驅(qū)動器300能使數(shù)據(jù)驅(qū)動器提供的數(shù)據(jù)傳輸給像素。在用于轉(zhuǎn)換成低灰度的控制信號251由定時控制器的存儲器控制器250輸入的情況下，灰度電壓發(fā)生器600產(chǎn)生一低于正?；叶刃盘柕幕叶刃盘柌哑漭敵鼋o數(shù)據(jù)驅(qū)動器400。
數(shù)據(jù)驅(qū)動器400，也稱作源驅(qū)動器，從定時控制器200中接收自適應(yīng)R、G和B圖象數(shù)據(jù)RA、GA和BA，把其存儲在移位寄存器(未圖示)，而當用于指令在LCD板110上加載數(shù)據(jù)的信號LOAD輸入時，數(shù)據(jù)驅(qū)動器400選擇對應(yīng)于各自數(shù)據(jù)的電壓和把其傳輸給LCD板110。
如上所述，在驅(qū)動LCD背景光時，通過在部分屏幕需要高對比率或整個屏幕需要高亮度的情況下增加背景光亮度，和通過在其它情況下正常地保持亮度，可以提高顯示圖像的對比度。
下面將描述根據(jù)本發(fā)明具有自適應(yīng)亮度增強功能的LCD的操作。
圖2表示用灰度級描述數(shù)據(jù)量的曲線圖。
如圖所示，通過計數(shù)超過第一預(yù)定灰度級的數(shù)據(jù)量(例如45/64灰度)和低于第二預(yù)定灰度級的數(shù)據(jù)量(例如32/64灰度)并比較它們，可以容易確定圖象的灰度分布。在該示例中，當顯示器的伽馬(gamma)值設(shè)定為2時，45/64灰度或32/64灰度表示每個亮度是最大亮度的1/2或1/4。
在增加亮度的圖像確定方法中，在超過45/64灰度級的數(shù)據(jù)量大于總數(shù)據(jù)的5％或3％和是超過32/64灰度級的數(shù)據(jù)量10倍情況下，轉(zhuǎn)換背景光亮度和低灰度數(shù)據(jù)的灰度級。
將描述通過根據(jù)驅(qū)動圖像修改亮度以四個步驟驅(qū)動背景光亮度的方法，。
圖3表示根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例在具有自適應(yīng)亮度增強功能的LCD上顯示圖像的流程圖。
如圖所示，圖像的灰度數(shù)據(jù)分類為用于超過45/64灰度的數(shù)據(jù)的組A、用于45/64和32/64之間的數(shù)據(jù)的組B、和用于低于32/64灰度的數(shù)據(jù)的組C，而在步驟S100中計數(shù)每個組中的灰度數(shù)據(jù)量。
在步驟S200中，檢查A/(A+B+C)是否大于0.08和C/A是否大于5，而當滿足這些條件時，在步驟S210中，背景光的燈電流或燈電流的開/斷占空比受到控制，以使得滿白亮度(full white luminance)是300尼特(nit)(或cd/m2)，而在步驟S220中轉(zhuǎn)換低灰度數(shù)據(jù)的灰度級。
在前述步驟S200的條件沒有滿足情況下，在步驟S300中檢查A/(A+B+C)是否大于0.05和C/A是否大于10，當滿足這些條件時，在步驟S310中，背景光的燈電流或燈電流的開/斷占空比受到控制，以使得滿白亮度是450尼特，而在步驟S320中轉(zhuǎn)換低灰度數(shù)據(jù)的灰度級。
在步驟S400中檢查A/(A+B+C)是否大于0.03和C/A是否大于20，當滿足這些條件時，在步驟S410中，背景光的燈電流或燈電流的開/斷占空比受到控制，以使得滿白亮度是600尼特，而在步驟S420中轉(zhuǎn)換低灰度數(shù)據(jù)的灰度級。
在前面步驟S400的條件沒有滿足情況下，在步驟S510中，背景光的燈電流或燈電流的開/斷占空比受到控制，以使得滿白亮度是200尼特，而在步驟S520中轉(zhuǎn)換低灰度數(shù)據(jù)的灰度。
如上所述，圖像的灰度數(shù)據(jù)分成組A(超過45/64灰度)、組B(在45/64和32/64灰度之間)和組C(低于32/64灰度)，計數(shù)每個組中的灰度數(shù)據(jù)量，將A、B和C的數(shù)量進行比較，亮度在四個步驟中得到控制并且亮度狀態(tài)得到控制。
在實際的LCD板中，當背景光亮度增加時，低灰度級像素的亮度同時增加。因此，必須明顯地降低它們的灰度級，以保持與當背景光不增加亮度時的相同的亮度。通過修改灰度，背景光動態(tài)范圍得到增加。
下面參考圖4和5描述灰度修改例子的第二步驟(在亮度設(shè)為450情況下)。
圖4表示調(diào)諧前后每個灰度級的亮度。也就是，圖4表示當背景光亮度調(diào)節(jié)到200和450尼特的板亮度時每個灰度級的亮度，以及在LCD板上沒有執(zhí)行灰度修改的情況下當灰度調(diào)節(jié)時每個灰度級的亮度。
如圖所示，甚至當背景光亮度變得更亮?xí)r，與亮度變得更亮前的亮度相同的亮度在低灰度級下得到實現(xiàn)。
圖5表示根據(jù)背景光亮度修改的灰度調(diào)諧。
如圖所示，可以通過使亮部分更亮和均勻地保持暗部分的亮度，增加當顯示圖像時的對比度。
也就是，200尼特時的對比度是350～400∶1，但是當實現(xiàn)實際運動圖像時的有效對比度的最大值是1000∶1。
如上所述，由于預(yù)定量的圖像數(shù)據(jù)通常集中在高灰度級而大部分圖像數(shù)據(jù)在低灰度級，因此，控制高背景光亮度的產(chǎn)生在高灰度級下加亮上述預(yù)定量數(shù)據(jù)的圖像。同時，關(guān)于低灰度圖像數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)修改為低于原始灰度級的灰度級，和因此背景光亮度得到補償。
在上述具有連續(xù)灰度分布的圖像數(shù)據(jù)的情況下，當消耗電能高或低時，不需要增加背景光亮度。
此外，在通過數(shù)字數(shù)據(jù)的簡單計算把亮度控制信號傳遞給背景光倒相器的情況下，由于不需要附加電路，不用負擔(dān)更多費用。
如上所述，當在LCD上顯示移動的TV和DVD圖像時，該優(yōu)選實施例非常有效。然而，昂貴的LCD電視機通常用于PC電視和PC監(jiān)視器。也就是說，當根據(jù)該優(yōu)選實施例使用數(shù)字自適應(yīng)亮度增強功能的LCD TV用作監(jiān)視器時，可能出現(xiàn)問題。
例如，當用戶使用上述的LCD TV寫文件或瀏覽環(huán)球網(wǎng)(web)時，產(chǎn)生過度高亮度，用戶的眼睛變得疲勞，并且產(chǎn)生LCD屏幕亮度級的嚴重變化。
為了解決這些問題，用戶必須手動操縱該數(shù)字亮度增強功能。
因此，在第二優(yōu)選實施例中，外部輸入圖像信號的特征得到分析，并且確定該輸入圖像是用于TV、視頻信號播放器或DVD播放器的運動圖像信號還是用于監(jiān)視器的靜止圖像。
通常，由于用于TV或視頻播放器的圖像信號是通過使用照相機捕獲實像、把它們轉(zhuǎn)換為模擬或數(shù)字信號、并傳遞或記錄它們而從媒體產(chǎn)生的，甚至當圖像的每個幀預(yù)定部分的圖像轉(zhuǎn)換為模擬或數(shù)字信號時，產(chǎn)生的變化也較小。
此外，靜止圖像信號使用數(shù)字信號生成，和當該靜止圖像顯示在數(shù)字信號處理媒體上時，例如LCD監(jiān)視器，當用戶不手動改變圖像時，它們的灰度級具有達到微小級的同等值。
圖6表示根據(jù)第二優(yōu)選實施例具有自適應(yīng)亮度增強功能的LCD，和圖7表示根據(jù)本發(fā)明建立的單元。
參考圖6，定時控制器200包含數(shù)據(jù)計數(shù)器210；第一加法器單元220；第二加法器單元230；比較器240；圖像查閱器(referrer)270；和亮度控制器280。與圖1組件具有相同功能的組件具有相同的附圖標記并且不提供相應(yīng)的說明。
所述圖像查閱器270包含幀計數(shù)器272、存儲單元274、數(shù)據(jù)比較器276和圖像確定器278，以及其檢查輸入圖像數(shù)據(jù)是運動圖像還是靜止圖像，并根據(jù)檢查結(jié)果輸出不同的圖像確定信號271。
詳細地講，幀計數(shù)器272從外面接收第k幀的圖像數(shù)據(jù)，提取與多個單元相對應(yīng)的第一數(shù)據(jù)，和把它們存儲在存儲單元274，而當?shù)?k+N)幀的圖像數(shù)據(jù)輸入時，其提取與這些單元相對應(yīng)的第二數(shù)據(jù)，和把它們存儲在存儲單元274，然后把第一和第二數(shù)據(jù)提供給比較器276。
這里，如圖7所示，一單個單元是3×3像素塊，而對于這些單元來說，在要顯示于LCD板上的圖像數(shù)據(jù)中，它最好包含與屏幕中心部分相對應(yīng)的第一點E、與屏幕上中心部分相對應(yīng)的第二點B、與屏幕下中心部分相對應(yīng)的第三點H、與屏幕左中心部分相對應(yīng)的第四點D和與屏幕右中心部分相對應(yīng)的第五點F。
另外，這些單元還可以包含與屏幕左上部分相對應(yīng)的第六點A、與屏幕右上部分相對應(yīng)的第七點C、與屏幕左下部分相對應(yīng)的第八點G、和與屏幕右下部分相對應(yīng)的第九點I。
像素塊位置設(shè)置在相對于屏幕上、下、左或右的屏幕的1/6或1/2部分，而本發(fā)明不限定這些值。
存儲單元274包含存儲器和寄存器，并且從幀計數(shù)器272中接收與這些單元相對應(yīng)各自的圖像數(shù)據(jù)并存儲它們。
數(shù)據(jù)比較器276從幀計數(shù)器272中接收第一和第二數(shù)據(jù)，比較它們和提供用于數(shù)據(jù)比較的第一或第二信號給圖像確定器278。例如，在比較與預(yù)定單元相對應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)后，發(fā)現(xiàn)第一和第二數(shù)據(jù)是相同的情況下，將第一信號設(shè)定為‘0’并輸出，而在它們不同的情況下，將第二信號設(shè)定為‘1’并輸出。第一和第二信號可以具有除了‘0’和‘1’之外的值。
當‘0’作為第一信號由數(shù)據(jù)比較器276輸入時，圖像確定器278確定它是靜止圖像并輸出第一圖像確定信號給亮度控制器280，和當‘1’作為第二信號輸入時，圖像確定器278確定它是運動圖像并輸出第二圖像確定信號給亮度控制器280。
亮度控制器280包含背景光亮度處理器282、伽馬控制器284和ROM286，并且它基于第一或第二圖像確定信號輸出與背景光亮度信號相對應(yīng)的背景光級控制信號和伽馬電壓控制信號。
詳細地講，當從圖像查閱器270中接收第一圖像確定信號時，背景亮度處理器282根據(jù)背景光亮度信號輸出第一控制信號給背景光倒相器500，而當從圖像查閱器270中接收第二圖像確定信號時，背景亮度處理器282輸出與背景光亮度信號無關(guān)的第二控制信號給背景光倒相器500。
當?shù)谝豢刂菩盘栞斎霑r，伽馬控制器284輸出修改的伽馬電壓信號，并且從存儲預(yù)定伽馬電壓的ROM 286中提取伽馬電壓，輸出該伽馬電壓給伽馬處理器290。
伽馬處理器290從伽馬控制器284中接收修改的伽馬電壓或預(yù)定伽馬電壓，把其提供給數(shù)據(jù)驅(qū)動器400。這里，伽馬處理器290與定時控制器200分離設(shè)置，但是它也可以包括在定時控制器200中。
如上所述，檢查圖像數(shù)據(jù)，當發(fā)現(xiàn)它們是靜止圖像時，它意味著LCD用作監(jiān)視器，因此亮度增強功能停止，并且不斷地提供基于外部參考信號的預(yù)定亮度信號或自建立的預(yù)定亮度信號，以輸出穩(wěn)定的屏幕圖像，減少電能消耗和保持屏幕對比度。
此外，在發(fā)現(xiàn)輸入圖像是運動圖像情況下，意味著LCD被用作TV、視頻播放器、或DVD播放器，因此啟動亮度增強功能并保持屏幕對比度。
在該示例中，用于檢查圖像數(shù)據(jù)是靜止圖像還是運動圖像的方法是把單個幀分成多個單元，并且以相等的間隔比較每個幀的數(shù)據(jù)信號。
下面將詳細描述用于檢查輸入圖像數(shù)據(jù)的狀態(tài)的方法。
圖8(a)和8(b)表示用于描述根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實施例具有自適應(yīng)亮度增強功能的LCD的驅(qū)動方法的流程圖。
在步驟S610中建立要在單個幀上顯示的多個單元。
在步驟S615中存儲與當前輸入幀相對應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)的所提取第一數(shù)據(jù)。此時，第一數(shù)據(jù)可以是與九個點相對應(yīng)的數(shù)據(jù)或與五個點相對應(yīng)的數(shù)據(jù)，每個點與十字形的五個點中一點相對應(yīng)。
在步驟S620中檢查第N幀是否通過。在第N幀通過情況下，在步驟S625中，存儲與輸入幀中的單元相對應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)的所提取第二數(shù)據(jù)，并且比較第一和第二數(shù)據(jù)。
在步驟S630中，檢查第一和第二數(shù)據(jù)是否匹配，當發(fā)現(xiàn)它們匹配時，在步驟S632中，第一比較數(shù)據(jù)設(shè)置為‘0’，而當發(fā)現(xiàn)它們不同時，在步驟S634中，第一比較數(shù)據(jù)設(shè)置為‘1’。
在步驟S640中，檢查水平方向比較數(shù)據(jù)(例如，三個點)的輸出值是否都是‘1’，在至少它們中一個不是‘1’的情況下，在步驟S645中，檢查是否多于四個比較數(shù)據(jù)是‘1’。這里，也可以檢查垂直方向比較數(shù)據(jù)的輸出值，其如同已描述水平方向比較數(shù)據(jù)。
在多于四個比較數(shù)據(jù)是‘1’情況下，在步驟S650中，模式設(shè)定為運動圖像模式，如果不是，在步驟S652中，模式設(shè)定為靜止圖像模式，在水平方向或垂直方向比較數(shù)據(jù)的輸出值都是‘1’的情況下，在步驟S654中，模式設(shè)定為運動圖像模式。
在步驟S660中檢查第M(大于N的正整數(shù))幀是否通過。在第M幀通過的情況下，在步驟S665中，對第二存儲數(shù)據(jù)和當前輸入數(shù)據(jù)進行第二次比較，存儲第二比較數(shù)據(jù)。
在步驟S670中檢查第二比較數(shù)據(jù)是否為‘1’和設(shè)定屏幕是否為運動圖像模式，當滿足這個條件時，在步驟S675中檢查前述步驟S670是否執(zhí)行了兩次。當檢查到步驟S670執(zhí)行了兩次時，返回到步驟S615，而當沒有執(zhí)行時，返回到步驟S660。這里，步驟S670的執(zhí)行次數(shù)不限定為兩次。
當在前述步驟S670中第二比較數(shù)據(jù)不是‘1’和設(shè)定屏幕不是運動圖像模式時，在步驟S680中，檢查第二比較數(shù)據(jù)的中心比較數(shù)據(jù)是否為‘0’和設(shè)定屏幕是否為靜止圖像模式，當這些滿足時，在步驟S685中檢查前述步驟S680是否執(zhí)行了兩次。當發(fā)現(xiàn)前述步驟S680已經(jīng)執(zhí)行了兩次時，返回到前述步驟S615，當前述步驟S680沒有執(zhí)行兩次時，返回到前述步驟S660。
如上所述，檢查R、G和B圖象數(shù)據(jù)的灰度電壓的級，當根據(jù)所檢查的灰度電壓的數(shù)量發(fā)現(xiàn)該級是高亮度時，控制背景光亮度并使其增加，當發(fā)現(xiàn)該級是低亮度時，保持正常級背景光亮度和同時轉(zhuǎn)換低灰度數(shù)據(jù)的灰度級來實現(xiàn)高對比度。
也就是說，在需要高對比率的屏幕或具有所有高灰度電壓(或需要高亮度)的屏幕情況下，增加背景光亮度，在其它情況下保持正常亮度來增加LCD對比度。
此外，根據(jù)第二優(yōu)選實施例，從顯示屏中選擇預(yù)定部分，跟蹤并監(jiān)視圖像數(shù)據(jù)變化，以限定顯示圖像的特征，并且確定根據(jù)第二優(yōu)選實施例的方法是否應(yīng)用于人工智能(AI)方法來控制背景光亮度級。
另外，通過確定根據(jù)第二優(yōu)選實施例的方法是否可以應(yīng)用于人工智能(AI)方法，可以控制修改的伽馬電平的輸出。依據(jù)背景光亮度級控制和修改的伽馬電壓電平的輸出控制，可以增加顯示屏的對比度和減少電能消耗。
本發(fā)明已經(jīng)參照目前認為最實用和優(yōu)選的實施例進行了描述，應(yīng)理解的是，本發(fā)明不局限于公開的實施例，相反，其旨在覆蓋包括在所附精神和范圍內(nèi)的各種修改和等效布置。
權(quán)利要求
1.一種具有自適應(yīng)亮度增強功能的液晶顯示器(LCD)，其包含LCD板，包含多個門線路、多個數(shù)據(jù)線、連接到所述門線路和數(shù)據(jù)線的開關(guān)、和連接到所述開關(guān)并響應(yīng)所述開關(guān)的操作的像素電極；掃描驅(qū)動器，用于循序地輸出掃描信號給門線路；數(shù)據(jù)驅(qū)動器，用于輸出圖像信號給數(shù)據(jù)線；倒相器，用于輸出預(yù)定背景光驅(qū)動電壓；背景光單元，設(shè)置在LCD板后部，用于當提供背景光驅(qū)動電壓時輸出預(yù)定射線；和定時控制器，用于從外部接收圖像信號和定時信號，把它們轉(zhuǎn)換成用于圖像信號和掃描信號輸出的信號，分別把它們輸出給所述數(shù)據(jù)驅(qū)動器和所述掃描驅(qū)動器，檢查所述圖像信號，當發(fā)現(xiàn)所述圖像信號是運動圖像時，根據(jù)所述圖像信號需要高亮度驅(qū)動還是低亮度驅(qū)動，輸出高電壓或低電壓給所述倒相器，以增加或降低LCD板亮度級，當發(fā)現(xiàn)所述圖像信號是靜止圖像時，輸出預(yù)定亮度級輸出的控制信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LCD，其中所述定時控制器包含圖像查閱器，用于檢查所述輸入圖像信號，并根據(jù)所述檢查圖像信號來輸出圖像確定信號；和亮度控制器，用于基于所述圖像確定信號輸出與背景光亮度信號相對應(yīng)的背景光級控制信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LCD，其中所述亮度控制器還輸出伽馬電壓控制信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LCD，其中當發(fā)現(xiàn)所述圖像確定信號是運動圖像信號的時，所述背景光級控制信號基于背景光亮度信號控制增強亮度，而當發(fā)現(xiàn)所述圖像確定信號是靜止圖像信號的時，輸出預(yù)定亮度級。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LCD，其中當發(fā)現(xiàn)所述圖像確定信號是運動圖像信號的時，所述伽馬電壓控制信號基于背景光亮度信號控制輸出修改的伽馬電壓，當發(fā)現(xiàn)所述圖像確定信號是靜止圖像信號的時，輸出與背景光亮度信號無關(guān)的修改的伽馬電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LCD，其中所述LCD還包含伽馬處理器，用于接收伽馬電壓控制信號和輸出修改的伽馬電壓給數(shù)據(jù)驅(qū)動器。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LCD，其中所述圖像查閱器包含存儲單元；幀計數(shù)器，用于從由外面提供的第k幀的圖像數(shù)據(jù)中提取與多個單元相對應(yīng)的第一數(shù)據(jù)，存儲所述第一數(shù)據(jù)，從第(k+N)(這里N為正整數(shù))幀的圖像數(shù)據(jù)中提取與所述單元相對應(yīng)的第二數(shù)據(jù)，存儲所述第二數(shù)據(jù)，并且輸出第一和第二數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)比較器，用于把第一數(shù)據(jù)與第二數(shù)據(jù)作比較，當它們匹配時，輸出第一信號，當它們不匹配時，輸出第二信號；和圖像確定器，用于當所述數(shù)據(jù)比較器輸入第一信號時，輸出用于靜止圖像設(shè)定的第一圖像確定信號，而當所述數(shù)據(jù)比較器輸入第二信號時，輸出第一圖像確定信號或用于運動圖像設(shè)定的第二圖像確定信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的LCD，其中當所述數(shù)據(jù)比較器輸入第二信號時，所述圖像確定器檢查與第一方向相對應(yīng)的比較數(shù)據(jù)的輸出值是否都是所述第二信號，當它們都是第二信號時，所述圖像確定器輸出用于運動圖像設(shè)定的第二圖像確定信號，而當一個或多個與第一方向相對應(yīng)的比較數(shù)據(jù)的輸出值不是所述第二信號時，所述圖像確定器檢查所述比較數(shù)據(jù)的第二信號是否大于預(yù)定整數(shù)，當所述第二信號大于預(yù)定整數(shù)時，所述圖像確定器輸出用于運動圖像設(shè)定的第二圖像確定信號，當所述第二信號小于預(yù)定整數(shù)時，所述圖像確定器輸出用于靜止圖像設(shè)定的所述第一圖像確定信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的LCD，其中所述預(yù)定整數(shù)是4。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的LCD，其中所述第一方向是水平方向或垂直方向。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的LCD，其中所述單元包含四個像素塊，它們中的每個都提供在十字線上，其等同地把所述LCD板的屏幕分成上、下、右和左屏幕，并且將附加像素塊提供在屏幕中心。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的LCD，其中所述單元還包含與所述LCD板左上部分相對應(yīng)的第一像素塊；與所述LCD板右上部分相對應(yīng)的第二像素塊；與所述LCD板左下部分相對應(yīng)的第三像素塊；與所述LCD板右下部分相對應(yīng)的第四像素塊。
13.一種在驅(qū)動液晶顯示器(LCD)方法中具有自適應(yīng)亮度增強功能的LCD驅(qū)動方法，所述液晶顯示器包含包括LCD板和背景光單元的LCD模塊、用于輸出掃描信號給LCD板的掃描驅(qū)動器、和用于輸出圖像信號給LCD板的數(shù)據(jù)驅(qū)動器，包含(a)設(shè)定多個單元；(b)存儲分別與外面輸入的第k幀上的單元相對應(yīng)的第一數(shù)據(jù)；(c)在第N幀經(jīng)過后，存儲分別與第(k+N)幀上的單元相對應(yīng)的第二數(shù)據(jù)，把所述第一數(shù)據(jù)與第二數(shù)據(jù)進行比較，當它們匹配時，設(shè)定第一值，當它們不同時，設(shè)定第二值，并計算多個第一比較值；(d)當所有第一比較值是第二值時，設(shè)定輸入屏幕為運動圖像模式；(e)當?shù)谝槐容^值中的一個不是第二值時，檢查為第二值的第一比較值的數(shù)量是否大于預(yù)定整數(shù)；(f)當為第二值的第一比較值的數(shù)量大于預(yù)定整數(shù)時，設(shè)定輸入屏幕為運動圖像模式，當為第二值的第一比較值的數(shù)量小于預(yù)定整數(shù)時，設(shè)定輸入屏幕為靜止圖像模式；(g)當所述輸入圖像設(shè)定為運動圖像模式時，根據(jù)為每個圖像幀顯示的圖像數(shù)據(jù)的灰度級來驅(qū)動用于控制背景光亮度的自適應(yīng)亮度增強功能，在上述步驟(d)或(f)中輸出所述圖像數(shù)據(jù)；和(h)當在上述步驟(f)中輸入圖像設(shè)定為靜止圖像模式時，無效所述自適應(yīng)亮度增強功能和根據(jù)預(yù)定參考亮度級輸出圖像數(shù)據(jù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中步驟(g)的自適應(yīng)亮度增強功能包含(g-1)把圖像的灰度數(shù)據(jù)關(guān)于單個圖像幀分成至少三個灰度級組，為每個分割的灰度級組計數(shù)R、G和B圖像數(shù)據(jù)；(g-2)檢查分割的灰度級組的最亮灰度級組的數(shù)據(jù)與總圖像數(shù)據(jù)的比是否大于預(yù)定比率；(g-3)當在步驟(g-2)中所述分割的灰度級組的最亮灰度級組的數(shù)據(jù)與總圖像數(shù)據(jù)的比大于預(yù)定比率時，檢查所述分割的灰度級組的最暗灰度級組的數(shù)據(jù)與總圖像數(shù)據(jù)的比是否大于第二預(yù)定比率；和當所述分割的灰度級組的最暗灰度級組的數(shù)據(jù)與總圖像數(shù)據(jù)的比大于第二預(yù)定比率時，增加背景光亮度和轉(zhuǎn)換低灰度級數(shù)據(jù)的灰度。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述預(yù)定整數(shù)等于或大于4。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述LCD驅(qū)動方法還包含(i)當?shù)贛幀經(jīng)過時，接收輸入的第(K+N+M)幀的第一方向單元數(shù)據(jù)，把所述單元數(shù)據(jù)與第二數(shù)據(jù)比較，和當它們匹配時，設(shè)定第一值，當它們不同時，設(shè)定第二值和計算第二比較值；(j)當所有第二比較值是第二值時，重復(fù)步驟(i)至少一次，和屏幕設(shè)定為運動圖像模式，當屏幕設(shè)定為運動圖像模式時，返回到步驟(b)；(k)當屏幕未設(shè)定為運動圖像模式時，設(shè)定所述比較值中的中心點的比較值為第一值，和當屏幕設(shè)定為靜止圖像模式時，重復(fù)步驟(i)至少一次，當屏幕還設(shè)定為靜止圖像模式時，返回到步驟(b)；和(l)當在步驟(k)中未設(shè)定為靜止圖像模式時，返回到步驟(i)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述第一方向是水平方向或垂直方向。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中當?shù)谝缓偷诙?shù)據(jù)匹配時，確定它們?yōu)殪o止圖像，當它們不同時，確定它們?yōu)檫\動圖像。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述單元包含四個像素塊，它們中的每個都提供在十字線上，其等同地把所述LCD屏幕分成上、下、右和左屏幕，和一附加像素塊提供在屏幕中心。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述單元還包含與所述LCD板左上部分相對應(yīng)的第一像素塊；與所述LCD板右上部分相對應(yīng)的第二像素塊；與所述LCD板左下部分相對應(yīng)的第三像素塊；與所述LCD板右下部分相對應(yīng)的第四像素塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有自適應(yīng)亮度增強功能的液晶顯示器及其驅(qū)動方法。定時控制器檢查外部提供的圖像數(shù)據(jù)的特征,當發(fā)現(xiàn)它們是運動圖像時,其從所述圖像數(shù)據(jù)中確定需要的亮度級和輸出亮度級控制信號,當發(fā)現(xiàn)它們是靜止圖像時,輸出預(yù)定亮度信號。當定時控制器提供高亮度級驅(qū)動的亮度控制信號時,背景光驅(qū)動器輸出高電位背景光驅(qū)動電壓給背景光單元,當輸入恒定亮度信號時,輸出恒定級亮度信號。因此,通過選擇顯示屏的多個部分和跟蹤并監(jiān)視圖像數(shù)據(jù)的變化,確定所述圖像特征和確定亮度增強功能的應(yīng)用條件,以控制背景光的亮度級和伽馬電平輸出。因此,提高了顯示屏對比度和減少了功耗。
文檔編號G09G3/36GK1375814SQ02118688
公開日2002年10月23日 申請日期2002年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月15日
發(fā)明者樸哲佑 申請人:三星電子株式會社