过驱动装置制造方法
【专利摘要】一种过驱动(Overdrive)装置，包括训练单元、分析单元及对比调整单元。训练单元建立亮度差值查表，其具有R2笔亮度差值，各R2笔亮度差值分别表示当第一及第二视角图像对应至灰阶值范围R中任一数值时，显示器的实测显示亮度值与目标亮度值间的亮度差值。分析单元根据第一及第二视角输入图像数据中对应至相同像素位置的像素数据查询亮度差值查表，以对应地找出一笔查询亮度差值，并据以计算一笔亮度差值指标。对比调整单元根据亮度差值指标局部调整第二视角图像的灰阶值，以争取实现过驱动操作的操作空间(Headroom)。
【专利说明】过驱动装置【技术领域】
[0001]本发明涉及一种过驱动(Overdrive)装置，且特别是一种应用在主动快门立体显不系统中(Active Shutter Three Dimensional System)的过驱动装置。
【背景技术】
[0002]在科技发展日新月异的现今时代中，三维立体(Three Dimensional, 3D)显示技术已被开发出来，以增进人们的视听娱乐效果。一般来说，主动快门式(Active Shutter) 3D系统为目前广泛使用的一种3D显示技术。举例来说主动快门是3D系统包括快门眼镜(Shutter Glasses)及显示器。显示器交替地在左眼及右眼显示期间中，分别输出对应至左眼视角及右眼视角的显示画面；快门眼镜对应地在左眼及右眼显示期间中遮蔽使用者的右眼视线及左眼视线。据此，主动快门式3D系统可有效地针对使用者的左眼及右眼提供不同视角的显示图像，进而达到3D显示效果。
[0003]然而，在现有主动快门式3D系统中，显示器需交替地显示两个不同视角的显示图像，这样一来，将使得显示器中的液晶分子面临反应时间不足及对应产生串音(Crosstalk)的情形。据此，如何针对主动快门式3D系统提出可有效克服液晶分子反应不及显示质量不佳等问题的驱动机制，为业界不断致力的方向之一。
【发明内容】
[0004]根据本公开的第一方面,提出一种过驱动(Overdrive)装置,应用于主动快门立体显不系统中(Active Shutter Three Dimensional System),以驱动显不器在相邻且依序触发的第一及第二视角显 示期间中，分别显示第一及第二视角图像。各第一及第二视角图像具有灰阶值范围R，R为大于I的自然数。过驱动装置包括训练单元、分析单元、对比调整单元及过驱动单元。训练单元建立亮度差值查表，其具有R2笔亮度差值，各R2笔亮度差值分别表示当第一视角图像对应至灰阶值范围R中任一数值且第二视角图像对应至灰阶值范围R中任一数值时，显示器的实测显示亮度值与目标亮度值间的亮度差值。分析单元依序地接收第一及第二视角输入图像数据，并根据第一及第二视角输入图像数据中对应至相同像素位置的第一及第二像素数据查询亮度差值查表，以对应地找出一笔查询亮度差值；分析单元更根据查询亮度差值来针对各个像素位置产生亮度差值指标。对比调整单元回应于与各个像素位置对应的亮度差值指标转换得到亮度差值调整增益值，并据以针对第二像素数据进行灰阶值调整，以找出修正像素数据。过驱动单元根据修正像素数据提供过驱动电压来驱动显示器。
[0005]为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下:
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1绘示依照一实施范例的过驱动装置的方块图。[0007]图2绘示依照一实施范例的亮度差值查表Table_L的示意图。
[0008]图3绘示本实施例的训练单元110的详细方块图。
[0009]第4A及4B图显示器的一亮度变化时序示意图。
[0010]图5A及图5B显不器的另一売度变化时序不意图。
[0011]图6绘示乃分析单元120的详细方块图。
[0012]图7绘示统计分区Rl-Rw及其中的子分区SRl-SRz的示意图。
[0013]图8绘示亮度差值调整增益值Gain(x，y)与亮度差值指标LD0_ind(x，y)间的对应关系的不意图。
[0014]图9绘示修正像素数据P2’ (x,y)与第二像素数据P2(x，y)间的对应关系的示意图。
[0015]【主要元件符号说明】
[0016]1:过驱动装置
[0017]110:训练单元
[0018]120:分析单元
[0019]130:对比调整单元
[0020]140:过驱动单元
[0021]111:第一驱动模块
[0022]113:第二驱动模块
[0023]115:亮度测量模块
[0024]117:计算模块
[0025]121:查表模块
[0026]122:指标产生子模块
[0027]123:丛集子模块
[0028]124:内插运算子模块
【具体实施方式】
[0029]本实施例所提出的过驱动(Overdrive)装置通过针对第二视角图像数据进行部分对比度调降的方式，来争取实现过驱动操作的操作空间(Headroom)。
[0030]请参照图1，其绘示依照一实施范例的过驱动装置的方块图。本实施例的过驱动装置I应用于主动快门立体显不系统中(Active Shutter Three Dimensional System)(未绘示)，其中主动快门立体显示系统包括快门眼镜及显示器。过驱动装置I驱动此显示器在相邻且依序触发的第一及第二视角显示期间中，分别显示第一及第二视角图像。举例来说，第一视角图像及第二视角图像例如分别为左眼视角图像及右眼视角图像，而第一视角图像
中的各笔像素数据选择性地具有R阶灰阶值GL (O)、GL (I).....GL (R-1)，第二视角图像中
的各笔像素数据亦选择性地具有R阶灰阶值范围GL(O)-GL(R-1)，其中R为大于I的自然数。
[0031]快门眼镜分别在此第一及此第二视角显示期间中，分别遮蔽使用者的右眼视线及遮蔽使用者的左眼视线。这样一来，使用者的左右眼可分别接收到对应至不同视角的第一及第二视角图像，进而实现三维立体(Three Dimensional, 3D)显示效果。[0032]过驱动装置I包括训练单元110，用以在一训练阶段中，针对此显示器的实际显示亮度进行测量，以找出第一视角图像对应至任一灰阶值GL(O)-GL(R-1)且第二视角图像对应至任一灰阶值GL (O)-GL (R-1)时，此显示器的R2笔实际显示亮度LR (0，O)-LR (R-l，R-1)与对应的R2笔目标显示亮度LT(0，O)-LT(R-l，R-1)的R2笔亮度差值LD(0，O)-LD(R-1，R-1)，并据以建立亮度差值查表Table_L，如图2所示。举例来说，亮度差值查表Table_L用以根据对应至灰阶值范围R中任一数值GL (O)-GL (R-1)的此第一视角图像及对应至此灰阶值范围R中任一数值GL (O)-GL (R-1)的此第二视角图像，映射得到对应的一笔亮度差值LD(0,0)-LD(R-l, R-1)。
[0033]过驱动装置I还包括分析单元120、对比调整单元130及过驱动单元140，其用以在一驱动阶段中，参考亮度差值查表Table_L，来针对第一及第二视角图像中各笔像素数据的灰阶值进行分析、数值调整及映射至过驱动电压，以对此显示器进行过驱动操作。接下来举例，来分别针对过驱动装置I在此训练阶段及在此驱动阶段中的操作作进一步的说明。
[0034]训练阶段
[0035]在训练阶段中，训练单元110针对此显示器进行驱动及亮度测量操作，以产生亮度差值查表Table_L。
[0036]请参照图3,其绘示本实施例的训练单元110的详细方块图。训练单元110包括第一驱动模块111、第二驱动模块113、亮度测量模块115及计算模块117。
[0037]第一驱动模块111在第一及第二视角测量期间TPr_l及TPr_2中，分别提供对应至相同灰阶值的第一测试视角图像数据Frl及第二测试视角图像数据Fr2驱动此显示器，如图4A所示。举例来说，第一及第二测试视角图像数据Frl及Fr2均对应至灰阶值GL (j)，而于第一及第二视角测量期间TPr_l及TPr_2中，此显示器对应地显示目标显示亮度值LT(j，j)，其中j为小于或等于R的自然数。举例来说，目标显示亮度值LT(j，j)例如为在期间TPr_l中对发光强度I (j)进行积分所得到的数值，其可如图4A中的斜线区块来表示。
[0038]第二驱动模块135在第三及第四视角测量期间TPr_3及TPr_4中，分别提供对应至不同灰阶值的第三测试视角图像数据Fr3及第四测试视角图像数据Fr4驱动此显示器，如图4B所示。举例来说，第三及第四测试视角图像数据Fr3及Fr4分别对应至灰阶值GL (i)及GL (j)，而于第四视角测量期间TPr_4中，此显示器对应地显示实际显示亮度值LR(i，j)，其中i为小于j且小于或等于R的自然数。显示实际显示亮度值LR(i，j)例如为在期间TPr_4中对发光强度进行积分所得到的数值，其可以图4B中减号标示区块来表示，而亮度差值LD(i，j)可以图4B中加号标示区域来表示。
[0039]亮度测量模块117在第一视角测量期间TPr_l中测量此显示器的显示亮度值，以测量得到目标显示亮度值LT(j，j)。相似地，亮度测量模块117更在第四视角测量期间TPr_4中测量此显示器的显示亮度值，以测量得到实际显示亮度值LR(i，j)。
[0040]计算模块119接收目标显示亮度值LT (j，j)及实际显示亮度值LR(i，j)，并将实际显示亮度值LR(i，j)减去目标显示亮度值LT(j，j)，藉此以找出亮度差值LD(i，j)。
[0041]请参照图5A及图5B,其绘不本实施例的显不器的另一売度变化时序不意图。在另一个操作实例中，参数j’实质上小于参数i’，而此显示器的亮度变化时序图如图5A及图5B所示。据此,经由训练单元110中前述模块的操作,本实施例的训练单元110可有效地找出亮度差值LD(i’，j’)。[0042]经由调整参数i与j，并驱动前述模块重复地执行其的操作，本实施例的训练单元110可有效地找出所有对应的R2笔亮度差值LD(0，0)-LD(R-1，R-l)，以对应地建立亮度差值查表Table_L。
[0043]在本实施例中，虽仅以训练单元110建立单一个亮度差值查表Table_L的情形为例作说明，然而，本实施例的训练单元110并不局限于此。在其他例子中，训练单元110也可根据亮度差值LD(0，0)-LD(R-1，R-l)的极性，来将实质上大于零的亮度差值(即是实际显示亮度值LR(i，j)高于目标显示亮度值LT(j，j)的操作实例)存储在亮度过剩子查表Table_+中，并将实质上小于零的亮度差值(即是实际显示亮度值LR(i，j)低于目标显示亮度值LT (j，j)的操作实例)存储在亮度不足查表Table_-中。
[0044]驱动阶段
[0045]在驱动阶段中，过驱动装置I参考亮度差值查表Table_L来针对此显示器进行过驱动操作。
[0046]请再次参照图1。分析单元120依序地接收第一及第二视角输入图像数据Fl及F2，并找出其中对应至相同像素位置(x，y)的第一及第二像素数据Pl (x，y)及P2(x，y)，其中第一及第二视角输入图像数据Fl及F2的横向解析度及纵向解析度例如分别等于大于I的自然数m及n，而X及y为分别小于或等于m及小于或等于η的自然数。第一及第二像素数据Pl(x，y)及P2(x，y)例如分别对应至灰阶值GL (a)及GL (b)，其中a及b为小于或等于R的非负整数。
[0047]分析单元120根据灰阶值GL (a)及GL(b)来查询亮度差值查表Table_L，以对应地找出查询亮度差值LD0_(x，y)。分析单元120更根据查询亮度差值LD0_(x，y)与临界值LD_th的数值关系来针对各个像素位置(l，l)-(m，η)产生亮度差值指标LD0_ind(l，l)_LD0_ind(m, η)。
[0048]请参照图6，其绘示乃分析单元120的详细方块图。举例来说，分析单元120包括查表模块121、指标产生子模块122、丛集子模块123及内插运算子模块124。查表模块121根据第一及第二像素数据Pl (X，y)及P2(x，y)来查询亮度差值查表Table_L，以找出与显示位置(x，y)对应的笔查询亮度差值LD0_(x，y)。查表模块121更调整参数x及y，以针对所有的像素位置(1，l)-(m, η)找出对应的mXn笔查询亮度差值LD0_(1，l)-LD0_(m, η)。
[0049]指标产生子模块122将查表得到的各笔查询亮度差值LD0_(I，l)_LD0_(m，n)与临界值LD_th进行数值比较，以找出mXn笔数值指标LD0_n(l，l)-LD0_n(m, η)。举例来说，当亮度差值LD0_(x,y)实质上大于或等于临界值LD_th时,数值指标LD0_n(x,y)对应至数值I。举例来说，大于临界值DL_th的亮度差值LD0_(x，y)多发生在灰阶值GL(a)及GL(b)的差值较大的情况中，例如GL(a)及GL(b)分别接近最大灰阶值GL(R-1)及接近最小灰阶值GL (O)的情形。
[0050]相对地,当亮度差值LD0_(x,y)实质上小于临界值LD_th时,数值指标LD0_n (x, y)对应至数值O。举例来说，小于临界值DL_th的亮度差值LD0_(x，y)多发生在灰阶值GL(a)及GL(b)的数值接近的情况中，例如GL(a)及GL(b)均接近最大灰阶值GL(R-1)或均接近最小灰阶值GL(O)的情形。
[0051]这样一来，经由指标产生子模块122的操作，分析单元110可有效地把亮度差值大于临界值DL_th的像素数据挑选出来，并对应地给予权重数值I。[0052]丛集子模块123将数值指标LD0_n (1,1) _LD0_n (m, η)依据其对应的像素位置划分为多个统计分区Rl、R2、…、Rw，其中各个统计分区Rl-Rw中还包括多个统计子分区SR1、
SR2.....SRz，其中《与2为大于I的自然数。举例来说，w及z分别等于256及9，而各统
计分区R1-R256及其中的统计子分区SR1-SR9的示意图可如图7所示。
[0053]针对各个统计子分区SRl-SRz，丛集子模块123针对其中各个像素位置所对应的多笔数值指标进行加总，以得到累计数值指标Status(SRl)-Status(SRz)。举例来说，前述加总操作可以下列方程式(I)来表示:
[0054]Status(SRi) = [ LDO — n[P I (x, y), P2(x, y)](I)
(s.y)eSRi
[0055]重复上述操作，以针对各个统计分区Rl-Rw中的各个统计子分区SRl-SRz计算得到对应的一笔累计数值指标Status (SRl) -Status (SRz)。
[0056]针对各个统计分区Rl-Rw，丛集子模块123更找出其中z个统计子分区SRl-SRz所对应的z累计数值指标Status(SRl)-Status(SRz)中的一笔最大累计数值指标，并以其做为统计数值指标Status (Rl) -Status (Rw)。举例来说，前述决定统计数值指标Status (Rl) -Status (Rw)的操作可以下列方程式(2)来表示:
[0057]Status (Ri) =maxSEJ e Ei (Status (SRj))(2)
[0058]据此，经由前述操作，丛集子模块123针对统计分区Rl-Rw分别找出w笔统计数值指标 Status (Rl) -Status (Rw)。
[0059]内插运算子模块124根据统计分区Rl-Rw的统计数值指标Status(Rl)-Status(Rw)来针对各个像素位置内插得到亮度差值指标LD0_ind(l，1)_LD0_ind(m,n)。举例来说，内插运算子模块124经由双线性内插(Bilinear Interpolation)步骤，来根据各统计分区Rl-Rw的统计数值指标Status (Rl) -Status (Rw)内插得到各个像素位置(l，l)_(m，n)的亮度差值指标 LD0_ind(l，l)-LD0_ind(m，n)。
[0060]对比调整单元130回应于与各个像素位置(l，l)-(m，η)对应的亮度差值指标LD0_ind(l,l)-LD0_ind(m, η)转换得到亮度差值调整增益值 Gain(l，l)_Gain(m，η)，并据以针对第二像素数据P2(l，l)_P2(m，η)进行灰阶值调整，以找出修正像素数据Ρ2’ (I,1)-P2，(m，n)。
[0061]过驱动单元140根据修正像素数据P2’ (1,1)-P2’ (m, η)提供过驱动电压来驱动
此显示器。
[0062] 举例来说，亮度差值调整增益值Gain(x，y)与亮度差值指标LD0_ind(x，y)具有如图8所示的线性对应关系；而修正像素数据P2’(X，y)与第二像素数据P2(x，y)具有如图9所示的线性对应关系。参考图8及图9可知，对于实质上接近最高灰阶值GL(R-1)的第二像素数据P2(x，y)来说，其所对应的修正像素数据P2’ (x,y)的数值对应地被降低，而对于实质上接近最低灰阶值GL (O)的第二像素数据P2(x，y)来说，其所对应的修正像素数据P2’(x，y)的数值对应地被提升。相对地，对于第二像素数据？2(1，1)42 011，11)中接近中间值GL(R/2)的像素数据来说，对比调整单元130维持其与其对应的修正像素数据P2’ (x,y)的线性对应关系。
[0063]换句话说，在对比调整单元130的操作之后，修正像素数据P2’ (x,y)的灰阶值范围由原本的GL(O)-GL(R-1)调整为缩减后的灰阶值范围GL’ (O)-GLj (R-1)。这样一来，SP便在本实施例的对比调整单元130可有效地在仅针对第二像素数据P2 (I, I) -P2 (m，n)中灰阶值接近极大值或极小值的像素数据进行局部性的对比度调降的情况下，争取到灰阶值范围GL(O)至GL’ (O)之间及灰阶值GL(R-1)至GL’ (R-1)之间的过驱动操作空间。也就是说，相较于传统过驱动装置，本实施例的过驱动装置具有可在不针对像素数据P2(x，y)进行全域性(Global)的对比度调整的情况下，额外地腾出过驱动操作空间的优点。
[0064]综上所述，虽然本发明已以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。
【权利要求】
1.一种过驱动(Overdrive)装置，应用于一主动快门立体显示系统中(ActiveShutter Three Dimensional System),以驱动一显示器在相邻且依序触发的一第一及一第二视角显示期间中，分别显示一第一及一第二视角图像，各该第一及该第二视角图像具有灰阶值范围R，R为大于I的自然数，该过驱动装置包括: 一训练单元，用以建立一亮度差值查表，其具有R2笔亮度差值，各该R2笔亮度差值分别表示当该第一视角图像对应至该灰阶值范围R中任一数值且该第二视角图像对应至该灰阶值范围R中任一数值时，该显示器的一实测显示亮度值与一目标亮度值间的一亮度差值； 一分析单元，用以依序地接收一第一及一第二视角输入图像数据，并根据该第一及该第二视角输入图像数据中对应至相同像素位置的一第一及一第二像素数据查询该亮度差值查表，以对应地找出一笔查询亮度差值，该分析单元更根据该查询亮度差值来针对各个像素位置产生一亮度差值指标； 一对比调整单元，回应于与各个像素位置对应的该亮度差值指标转换得到一亮度差值调整增益值，并据以针对该第二像素数据进行灰阶值调整，以找出一修正像素数据；以及一过驱动单元，根据该修正像素数据提供一过驱动电压来驱动该显示器。
2.如权利要求1所述的过驱动装置，其中该训练单元包括: 一第一驱动模块，用以在一第一及一第二视角测量期间中，分别提供对应至相同灰阶值的一第一测试视角图像数据及一第二测试视角图像数据驱动该显示器； 一第二驱动模块，用以在一第三及一第四视角测量期间中，分别提供对应至该灰阶值范围R中任一数值的一第三测试视角图像数据及该第二测试视角图像数据驱动该显示器；一亮度测量模块，用以在该第二 视角测量期间中测量该显示器的一目标显示亮度值，并在该第四视角测量期间中测量该显示器的一实际显示亮度值；及 一计算模块，用以计算该实际及该目标显示亮度值的差，以找出该亮度差值，并据以建立该亮度差值查表。
3.如权利要求2所述的过驱动装置，其中该亮度差值查表包括一亮度值不足子查表及一亮度过剩子查表，当该实际显示亮度值实质上低于该目标显示亮度值时，该计算模块将该亮度差值存储于该亮度值不足子查表中； 其中，当该实际显示亮度值实质上高于该目标显示亮度值时，该计算模块将该亮度差值存储于该亮度过剩子查表中。
4.如权利要求1所述的过驱动装置，其中该分析单元包括: 一查表模块，用以根据该第一像素数据及该第二像素数据来查询该亮度差值查表，以找出与该显示位置对应的该笔查询亮度差值；及 一指标产生子模块，用以将查表得到的各复数笔查询亮度差值与一临界值进行数值比较，以对应地找出一数值指标； 一丛集子模块，用以将这些数值指标依据对应的像素位置划分为多个统计子分区，并根据各这些统计子分区中的复数笔数值指标加总得到一累计数值指标；该丛集子模块还将这些统计子分区依据各这些统计子分区的显示位置划分为多个统计分区，并根据各这些统计分区中的多个统计子分区对应的复数笔累计数值指标找出一统计数值指标；及 一内插运算子模块，根据这些统计分区的复数笔统计数值指标来针对各个像素位置内插得到该亮度差值指标。
5.如权利要求4所述的过驱动装置，其中当各这些查询亮度差值实质上大于该临界值时，该统计模块设定对应的该数值指标具有一第一数值，当各这些查询亮度差值实质上小于该临界值时，该统计模块设定对应的该数值指标具有一第二数值。
6.如权利要求1所述的过驱动装置，其中该各个像素位置对应的该亮度差值指标与该亮度差值调整增益值经由一线性函数相互对应。
7.如权利要求1所述的过驱动装置，其中该修正像素数据为该亮度差值调整增益值的一次函数。
【文档编号】G09G3/36GK103531158SQ201210229459
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2012年7月3日 优先权日:2012年7月3日
【发明者】刘广智, 姜建德 申请人:联咏科技股份有限公司