背光控制装置、调整参数的全域搜寻方法及区域搜寻方法
专利名称：背光控制装置、调整参数的全域搜寻方法及区域搜寻方法
技术领域：
本发明涉及一种背光控制装置，且特别涉及一种可根据输入液晶显示器
的帧数据的灰阶值(Gray Level)统计结果来对背光的亮度做调整的背光控制 装置。
背景技术：
在科技发展日新月异的现今时代中，液晶显示器已经广泛地应用在电子 显示产品上，如电视、计算机屏幕、笔记本型计算机、移动电话或个人数字 助理等。液晶显示器具有背光模块(Backlight Module)及液晶显示面板。背 光模块用以提供亮度固定的背光来通过液晶显示面板，而液晶显示面板中液 晶分子的旋转角度用以控制背光的穿透与否，进而显示出欲显示的图像。
传统液晶显示器中的背光的亮度为固定，当液晶显示器欲显示暗色或黑 色画面时是经由液晶分子的旋转来遮住背光以显示出暗色或黑色画面。然而， 持续产生背光将使得背光模块的耗电量增加，并使得长时间工作的背光模块 的寿命缩短。另外，由于液晶分子无法完全地遮住背光，使得传统液晶显示 器在显示暗色或黑色的帧画面时对比(Contrast Ratio)较低，使得传统液晶
显示器显示画面的品质较差。
发明内容
本发明有关于一种背光控制装置及其方法，可有效地改善传统液晶显示 器中的背光模块(Backlight Module)耗电量较高、寿命较短、应用其的液晶 显示器的暗色帧画面的对比(Contrast Ratio)及画面的品质较差的缺点，可 使应用其的背光模块的耗电量较低、寿命较长、应用其的液晶显示器的对比 较佳及画面品质较佳的优点。
根据本发明提出一种背光(Backlight)控制装置，用以产生调整参数来对 液晶显示器的背光的亮度进行控制，此背光控制器包括统计单元及调整参数 选择装置。统计单元用以产生液晶显示器的输入帧数据的统计数据。调整参数选择装置包括失真估计单元及循环控制单元。失真估计单元#4居统计数据 来计算出与多个目标调整参数对应的多个亮度失真估计值。循环控制单元自 目标调整参数中选择调整参数来控制背光的亮度。调整参数对应至亮度失真 估计值中的最高可容许亮度失真值。
根据本发明提出一种调整参数的全域搜寻(Full Range Search)方法，用 以寻找调整参数来对液晶显示器的背光的亮度进行控制，此全域搜寻方法包 括下列的步骤。首先，响应于液晶显示器的输入帧数据来产生统计数据。接 着，根据统计数据来计算出与多个目标调整参数对应的多个亮度失真估计值。 目标调整参数包括调整参数的绝对上限值、绝对下限值及介于绝对上限与绝 对下限值间的所有数值。之后，自目标调整参数中选择调整参数来控制背光 的亮度，调整参数对应至亮度失真估计值中的最高可容许亮度失真值。
根据本发明提出一种调整参数的区域搜寻(Local Range Search)方法，
用以寻找调整参数来对液晶显示器的背光的亮度进行控制，此区域搜寻方法 包括下列的步骤。首先，响应于液晶显示器的输入帧数据来产生统计数据。 接着，接收前一个调整参数。然后，根据统计数据来计算出与多个目标调整 参数对应的多个亮度失真估计值，目标调整参数包括介于前一个调整参数附 近一附近数值区域间的所有数值。之后，自目标调整参数中选择调整参数来 控制背光的亮度，调整参数对应至亮度失真估计值中的最高可容许亮度失真 值。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合 附图，作详细说明如下。
图1示出了应用本实施例的背光控制装置的液晶显示器的方块图。 图2示出了依照本发明第一实施例的背光控制装置的一方块图。 图3示出了图1中巾贞数据FS(N)中各像素数据的灰阶值的直方图。 图4示出了图1中帧数据FS (N)与FSp (N)中各像素数据的灰阶值间的对 应曲线。
图5示出了图1中与帧数据FS (N)中各像素数据的灰阶值对应的亮度误 差曲线。
图6示出了图1中失真估计值De.与目标调整参数P'的对应曲线。图7示出了本实施例调整参数P (N)的全域搜寻方法的流程图。
图8绘示依照本发明第二实施例的背光控制装置的方块图。
图9示出了图8中失真估计值Dp.与目标调整参数P，的对应曲线。
图IO示出了本实施例调整参数P (N)的区域搜寻方法的流程图。
附图符号说明
10:液晶显示器
11:补偿单元
12:背光模块
13:液晶显示面^反
20、 80:背光控制装置
21、 81:统计单元
22、 82:调整参数选择装置
221、 821:失真估计单元
222、 822:循环控制单元 702-712、 1002-1012:操作步骤
具体实施方式
第一实施例
请参照图1，其示出了应用本实施例的背光控制装置的液晶显示器的方 块图。液晶显示器10包括补偿单元11、背光模块(Backlight Module)12、 液晶显示面板13及背光控制装置20。背光控制装置20用以响应于第N个帧 画面的帧数据FS(N)来产生调整参数(Scaling Factor) (3 (N)，并输出其至补 偿单元11及背光模块12。背光模块12响应于调整参数(3 (N)来调降其的原 始背光亮度，以产生修正背光"(N)， N为自然数。
补偿单元11接收帧数据FS (N)并响应于调整参数P (N)来对帧数据FS (N) 进行补偿，以输出帧数据FS。(N)至液晶显示面板13。液晶显示面板13响应 帧数据FS 。 (N)来显示帧画面。
请参照图2,其示出了依照本发明第一实施例的背光控制装置的一方块 图。背光控制单元20包括统计单元21及调整参数选#^装置22。统计单元21 接收帧数据FS(N),并对其中的像素数据的灰阶值进行统计，以产生统计结 果S(N),如图3所示，其中，包括帧数据FS(N)中各灰阶值(Gray Level)等于0-255的像素数据的统计数量。在本实施例中，像素数据包括8个位(Bit), 其灰阶值具有0-255的数值范围。
调整参数选择装置"包括失真估计单元221及循环控制单元222。失真 估计单元2H用以根据统计结果S (N)来计算出与目标调整参数(3 ，对应的失 真估计值D e.，其中目标调整参数(3，例如为大于或等于O，且小于或等于 1的实数。循环控制单元222响应于失真估计值De.及误差信号Dm来选择调 整参数P (N),并输出其至背光模块12及补偿单元11。其中，调整参数P (N) 例如与误差信号Dm对应，其例如为失真估计值D e.的最大可容许数值。
本实施例的背光模块12例如控制修正背光"(N)的亮度等于原始背光的 亮度与调整参数P (N)的乘积，例如当调整参数e (N)等于0. 5时，修正背光 Lp (N)的亮度实质上等于原始背光的亮度的一半。
补偿单元11例如根据等式FSP (N) = FS (N) / (3 (N)来调整帧数据FS (N)， 其中，帧数据FS(N)及FSp(N)间的对应曲线如图4所示。在图4中调整参数 (3 (N)等于0. 5，而帧数据FSe (N)中各像素数据的灰阶值实质上等于像素数据 FS(N)中的两倍。如此，可在背光模块12的修正背光U(N)的亮度降低为原 始背光的一半时提升帧数据FSe (N)为帧数据FS (N)的两倍以修正帧画面。
如此，当液晶显示器IO欲显示暗色或黑色画面时，本实施例的背光控制 器20可有效地产生对应的调整参数P (N)来调低背光模块l2的修正背光L e (N)亮度。这样一来，本实施例的液晶显示器IO可有效地改善传统液晶显示 器的背光模块耗电量较高、寿命较短及液晶显示器在显示暗色或黑色的帧画 面时对比(Cont ras t Ra t i 0)较低及帧画面的显示品质较差的缺点。
而由图4可知，当帧数据FS(N)中灰阶值高于127的像素数据在帧数据F Se(N)中均最高仅能修正为灰阶值255,而无法转换为其的两倍。如此，将使 得显示此些像素数据时产生亮度误差IE(K), K为大于或等于U8且小于或等 于255。像素数据FS(N)中各灰阶值与对应的亮度误差IE(K)的对应曲线如图 5所示。
本实施例的失真估计单元221根据统计结果S (N)来对帧数据FS (N)中与 各灰阶值对应的亮度误差IE(K)进行统计累加，以得到与调整参数(3 (N)及帧 数据FS (N)对应的失真估计值De (N),其中失真估计值De.与目标调整参数(3 ' 的对应曲线如图6所示。
本实施例的循环控制单元222例如经由全域搜寻(Full Range Search方法来提供介于0与1的所有目标调整参数(3 ，至失真估计单元221,以找 出与其对应的失真估计值D e.。之后，循环控制单元222再响应于误差信号 Dm来找出调整参数P (N)及失真估计值D e (N)。
如此，本实施例的背光控制装置10可通过循环控制单元222来接收误差 信号Dm，亦即是失真估计值D e.的最大可容许凄t值，并据以来自目标调整 参数(3'中选择调整参数(3 (N),来调降原始背光的亮度。这样一来，本实施 例的背光控制装置10具有可根据误差信号Dm来设定帧画面的亮度误差上限， 使得液晶显示器IO具有显示画面的亮度误差较小的优点。
请参照图7，其示出了本实施例调整参数P (N)的全域搜寻方法的流程图。 首先，如步骤702，统计单元21响应于帧数据FS(N)来产生统计结果S(N)。 接着，如步骤704，循环控制单元222接收误差信号Dm,其实质上等于失真 估计值D P.的可最大可容许数值。
然后，如步骤706，根据统计结果S (N)来计算与所有介于0与1的目标 调整参数I3'对应的失真估计值D 。.。之后，如步骤708,循环控制模块222 自目标调整参数(3 ，中选^r调整参数P (N),其例如是与失真估计值D p.中 小于或等于误差信号Dm的所有失真估计值D p.中的最大失真估计值对应。
在步骤708之后更包括步骤710,循环控制单元222输出调整参数[3 (N) 至背光模块12,以调降其的原始背光为修正背光"(N)，其中，修正背光" (N)的亮度实质上等于原始背光的亮度与调整参数P (N)的乘积。在步骤708 之后更包括步骤712,循环控制单元222更输出调整参数(3 (N)至补偿单元ll, 补偿单元11用于对帧数据FS(N)进行补偿，之后输出帧数据FSe (N)至液晶显 示面+反13,以显示帧画面。
本实施例的背光控制装置是对帧数据中的所有像素数据的灰阶值进行统 计，并根据统计结果来求得与所有的目标调整参数对应的失真估计值。本实 施例的背光控制装置更接收一失真估计值的最大可容许数值，并据以来自目 标调整参数中选出较佳的调整参数。如此，本实施例的背光控制装置可有效 地改善传统液晶显示器的背光模块耗电量较高、使用寿命较短及液晶显示器 在显示暗色帧画面时对比较差的缺点，而可实质上使背光模块的耗电量较低、 使用寿命较长、液晶显示器的对比较佳及画面品质较佳的优点。
另外，本实施例的背光控制装置更可根据误差信号来限制本实施例的液 晶显示器的帧画面的亮度误差上限。如此，应用本实施例的背光控制装置的液晶显示器更具有帧画面的亮度误差较低的优点。 第二实施例
请参照图8，其示出了依照本发明第二实施例的背光控制装置的方块图。
本实施例的背光控制装置80与第一实施例的背光控制装置20不同之处在于 其具有延迟单元83，延迟单元83用以接收调整参数(3 (N)并将其延迟帧时间 后输出。而循环控制单元822与第一实施例中的循环控制单元222不同之处 在于循环控制单元822例如经由区域搜寻(Local Range Search)方式，其例 如以介于前一个调整参数P (N-l)的数值范围R内的所有数值为目标调整参 数(3 ',并在其中来寻找调整参数P (N)。数值范围R、前一个调整参数(3 (N-l) 的关系图如图9所示。
请参照图10,其示出了本实施例调整参数)3 (N)的区域搜寻方法的流程 图。本实施例调整参数(3 (N)的区域搜寻方法与第一实施例的完全区域搜寻方 法不同之处在于在步骤1006之前更包括步骤1005，延迟单元83提供前一 个调整参数P (N-l)至循环控制单元822;在步骤1006中，循环控制单元822 是以前一个调整参数P (N-l)附近数值范围R内所有的数值为目标调整参数 (3，，来找出对应的失真估计值De.;在步骤1008之后更包括步骤809，延迟 单元83接收调整参数|3 (N),并将其延迟帧时间后输出，以在下一次计算调 整参数(3 (N)提供其做为前一个调整参数& (N-l)。
本实施例分别以循环控制单元822经由区域搜寻方法来寻找调整参数(3 (N)为例作说明，然，循环控制单元822更可经由其它运算方法来自目标调整 参数(3'中选择调整参数(3 (N)，例如其是经由二元搜寻(Binary Search)来 在数值范围R中寻找调整参数e (N)。
在大部分的情况中，前后两个帧画面的亮度为实质上相近，使得前后两 个帧画面的调整参数P (N-1)及(3 (N)的数值亦为实质上相近。如此，本实施 例的背光控制装置80可有效地通过区域搜寻的方式以前一个帧画面的调整 参数|3 (N-l)附近数值范围R中找出与调整参数P (N)。这样一来，本实施例 的背光控制装置除了具有使背光模块的耗电量较低、使用寿命较长、应用本 实施例的背光调整装置的液晶显示器对比较佳、画面品质较佳及显示的帧画 面的亮度误差较低的优点，而更具有可节省循环控制单元搜寻调整参数的运 算资源的优点。
综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，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本发明申 请专利范围所界定者为准。
权利要求
1. 一种背光控制装置，用以产生一调整参数来对一液晶显示器的一背光的亮度进行控制，该背光控制器包括统计单元，用以产生该液晶显示器的一输入帧数据的一统计数据；以及调整参数选择装置，包括失真估计单元，根据该统计数据来计算出与多个目标调整参数对应的多个亮度失真估计值；及循环控制单元，自所述目标调整参数中选择该调整参数来控制该背光的亮度，该调整参数对应至所述亮度失真估计值中的一最高可容许亮度失真值。
2. 如权利要求1所述的背光控制装置，其中，所述目标调整参数包括该 调整参数的绝对上限值、绝对下限值及介于该调整参数的绝对上限值与下限 值间的所有数值。
3. 如权利要求1所述的背光控制装置，其中，更包括延迟单元，用以接 收前一个调整参数，并将其输入至该循环控制单元；其中，该调整参数选择装置根据前一个调整参数来找出该调整参数。
4. 如权利要求3所述的背光控制装置，其中，所述目标调整参数包括介 于前一个调整参数附近一区域数值范围中的所有数值。
5. 如权利要求1所述的背光控制装置，其中，该调整参数用以修正该输 入帧数据中各像素数据的灰阶值。
6. —种调整参数的全域搜寻方法，用以寻找一调整参数来对一液晶显示 器的 一 背光的亮度进行控制，该全域搜寻方法包括响应于该液晶显示器的 一输入帧婆t据来产生 一统计lt据； 根据该统计数据来计算出与多个目标调整参数对应的多个亮度失真估计值，所述目标调整参数包括该调整参数的绝对上限值、绝对下限值及介于该绝对上限与该绝对下限值间的所有数值；以及自所述目标调整参数中选择该调整参数来控制该背光的亮度，该调整参数对应至所述亮度失真估计值中的一最高可容许亮度失真值。
7. 如权利要求6所述的全域搜寻方法，其中，更包括 才艮据该调整参数来对该输入帧数据中各像素数据的灰阶值进行修正。
8. 如权利要求6所述的全域搜寻方法，其中，更包括接收该最高可容许亮度失真值。
9. 一种调整参数的区域搜寻方法，用以寻找一调整参数来对一液晶显示器的一背光的亮度进行控制，该区域搜寻方法包括响应于该液晶显示器的一输入帧数据来产生一统计数据； 接收前一个调整参数；根据该统计数据来计算出与多个目标调整参数对应的多个亮度失真估计 值，所述目标调整参数包括介于前一个调整参数附近一附近数值区域间的所 有数值；以及自所述目标调整参数中选择该调整参数来控制该背光的亮度，该调整参 数对应至所述亮度失真估计值中的一最高可容许亮度失真值。
10. 如权利要求9所述的区域搜寻方法，其中，更包括 延迟该调整参数一个帧周期，之后以该调整参数做为前一个调整参数。
11. 如权利要求9所述的区域搜寻方法，其中，更包括 根据该调整参数来对该输入帧数据中各像素数据的灰阶值进行修正。
12. 如权利要求9所述的区域搜寻方法，其中，更包括 接收该最高可容许亮度失真值。
13. 如权利要求9所述的区域搜寻方法，其中，自所述目标调整参数中 选择该调整参数的步骤是经由二元搜寻的方式来自所述目标调整参数中选该 调整参数。
全文摘要
一种背光(Backlight)控制装置，用以产生调整参数来对液晶显示器的背光的亮度进行控制，此背光控制器包括统计单元及调整参数选择装置。统计单元用以产生液晶显示器的输入帧数据的统计数据。调整参数选择装置包括失真估计单元及循环控制单元。失真估计单元根据统计数据来计算出与多个目标调整参数对应的多个亮度失真估计值。循环控制单元自目标调整参数中选择调整参数来控制背光的亮度。调整参数对应至亮度失真估计值中的最高可容许亮度失真值。
文档编号G09G3/34GK101261811SQ20071014008
公开日2008年9月10日 申请日期2007年8月14日 优先权日2007年3月5日
发明者黄铃琇 申请人:奇景光电股份有限公司
技术领域：
本发明涉及一种背光控制装置，且特别涉及一种可根据输入液晶显示器
的帧数据的灰阶值(Gray Level)统计结果来对背光的亮度做调整的背光控制 装置。
背景技术：
在科技发展日新月异的现今时代中，液晶显示器已经广泛地应用在电子 显示产品上，如电视、计算机屏幕、笔记本型计算机、移动电话或个人数字 助理等。液晶显示器具有背光模块(Backlight Module)及液晶显示面板。背 光模块用以提供亮度固定的背光来通过液晶显示面板，而液晶显示面板中液 晶分子的旋转角度用以控制背光的穿透与否，进而显示出欲显示的图像。
传统液晶显示器中的背光的亮度为固定，当液晶显示器欲显示暗色或黑 色画面时是经由液晶分子的旋转来遮住背光以显示出暗色或黑色画面。然而， 持续产生背光将使得背光模块的耗电量增加，并使得长时间工作的背光模块 的寿命缩短。另外，由于液晶分子无法完全地遮住背光，使得传统液晶显示 器在显示暗色或黑色的帧画面时对比(Contrast Ratio)较低，使得传统液晶
显示器显示画面的品质较差。
发明内容
本发明有关于一种背光控制装置及其方法，可有效地改善传统液晶显示 器中的背光模块(Backlight Module)耗电量较高、寿命较短、应用其的液晶 显示器的暗色帧画面的对比(Contrast Ratio)及画面的品质较差的缺点，可 使应用其的背光模块的耗电量较低、寿命较长、应用其的液晶显示器的对比 较佳及画面品质较佳的优点。
根据本发明提出一种背光(Backlight)控制装置，用以产生调整参数来对 液晶显示器的背光的亮度进行控制，此背光控制器包括统计单元及调整参数 选择装置。统计单元用以产生液晶显示器的输入帧数据的统计数据。调整参数选择装置包括失真估计单元及循环控制单元。失真估计单元#4居统计数据 来计算出与多个目标调整参数对应的多个亮度失真估计值。循环控制单元自 目标调整参数中选择调整参数来控制背光的亮度。调整参数对应至亮度失真 估计值中的最高可容许亮度失真值。
根据本发明提出一种调整参数的全域搜寻(Full Range Search)方法，用 以寻找调整参数来对液晶显示器的背光的亮度进行控制，此全域搜寻方法包 括下列的步骤。首先，响应于液晶显示器的输入帧数据来产生统计数据。接 着，根据统计数据来计算出与多个目标调整参数对应的多个亮度失真估计值。 目标调整参数包括调整参数的绝对上限值、绝对下限值及介于绝对上限与绝 对下限值间的所有数值。之后，自目标调整参数中选择调整参数来控制背光 的亮度，调整参数对应至亮度失真估计值中的最高可容许亮度失真值。
根据本发明提出一种调整参数的区域搜寻(Local Range Search)方法，
用以寻找调整参数来对液晶显示器的背光的亮度进行控制，此区域搜寻方法 包括下列的步骤。首先，响应于液晶显示器的输入帧数据来产生统计数据。 接着，接收前一个调整参数。然后，根据统计数据来计算出与多个目标调整 参数对应的多个亮度失真估计值，目标调整参数包括介于前一个调整参数附 近一附近数值区域间的所有数值。之后，自目标调整参数中选择调整参数来 控制背光的亮度，调整参数对应至亮度失真估计值中的最高可容许亮度失真 值。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合 附图，作详细说明如下。
图1示出了应用本实施例的背光控制装置的液晶显示器的方块图。 图2示出了依照本发明第一实施例的背光控制装置的一方块图。 图3示出了图1中巾贞数据FS(N)中各像素数据的灰阶值的直方图。 图4示出了图1中帧数据FS (N)与FSp (N)中各像素数据的灰阶值间的对 应曲线。
图5示出了图1中与帧数据FS (N)中各像素数据的灰阶值对应的亮度误 差曲线。
图6示出了图1中失真估计值De.与目标调整参数P'的对应曲线。图7示出了本实施例调整参数P (N)的全域搜寻方法的流程图。
图8绘示依照本发明第二实施例的背光控制装置的方块图。
图9示出了图8中失真估计值Dp.与目标调整参数P，的对应曲线。
图IO示出了本实施例调整参数P (N)的区域搜寻方法的流程图。
附图符号说明
10:液晶显示器
11:补偿单元
12:背光模块
13:液晶显示面^反
20、 80:背光控制装置
21、 81:统计单元
22、 82:调整参数选择装置
221、 821:失真估计单元
222、 822:循环控制单元 702-712、 1002-1012:操作步骤
具体实施方式
第一实施例
请参照图1，其示出了应用本实施例的背光控制装置的液晶显示器的方 块图。液晶显示器10包括补偿单元11、背光模块(Backlight Module)12、 液晶显示面板13及背光控制装置20。背光控制装置20用以响应于第N个帧 画面的帧数据FS(N)来产生调整参数(Scaling Factor) (3 (N)，并输出其至补 偿单元11及背光模块12。背光模块12响应于调整参数(3 (N)来调降其的原 始背光亮度，以产生修正背光"(N)， N为自然数。
补偿单元11接收帧数据FS (N)并响应于调整参数P (N)来对帧数据FS (N) 进行补偿，以输出帧数据FS。(N)至液晶显示面板13。液晶显示面板13响应 帧数据FS 。 (N)来显示帧画面。
请参照图2,其示出了依照本发明第一实施例的背光控制装置的一方块 图。背光控制单元20包括统计单元21及调整参数选#^装置22。统计单元21 接收帧数据FS(N),并对其中的像素数据的灰阶值进行统计，以产生统计结 果S(N),如图3所示，其中，包括帧数据FS(N)中各灰阶值(Gray Level)等于0-255的像素数据的统计数量。在本实施例中，像素数据包括8个位(Bit), 其灰阶值具有0-255的数值范围。
调整参数选择装置"包括失真估计单元221及循环控制单元222。失真 估计单元2H用以根据统计结果S (N)来计算出与目标调整参数(3 ，对应的失 真估计值D e.，其中目标调整参数(3，例如为大于或等于O，且小于或等于 1的实数。循环控制单元222响应于失真估计值De.及误差信号Dm来选择调 整参数P (N),并输出其至背光模块12及补偿单元11。其中，调整参数P (N) 例如与误差信号Dm对应，其例如为失真估计值D e.的最大可容许数值。
本实施例的背光模块12例如控制修正背光"(N)的亮度等于原始背光的 亮度与调整参数P (N)的乘积，例如当调整参数e (N)等于0. 5时，修正背光 Lp (N)的亮度实质上等于原始背光的亮度的一半。
补偿单元11例如根据等式FSP (N) = FS (N) / (3 (N)来调整帧数据FS (N)， 其中，帧数据FS(N)及FSp(N)间的对应曲线如图4所示。在图4中调整参数 (3 (N)等于0. 5，而帧数据FSe (N)中各像素数据的灰阶值实质上等于像素数据 FS(N)中的两倍。如此，可在背光模块12的修正背光U(N)的亮度降低为原 始背光的一半时提升帧数据FSe (N)为帧数据FS (N)的两倍以修正帧画面。
如此，当液晶显示器IO欲显示暗色或黑色画面时，本实施例的背光控制 器20可有效地产生对应的调整参数P (N)来调低背光模块l2的修正背光L e (N)亮度。这样一来，本实施例的液晶显示器IO可有效地改善传统液晶显示 器的背光模块耗电量较高、寿命较短及液晶显示器在显示暗色或黑色的帧画 面时对比(Cont ras t Ra t i 0)较低及帧画面的显示品质较差的缺点。
而由图4可知，当帧数据FS(N)中灰阶值高于127的像素数据在帧数据F Se(N)中均最高仅能修正为灰阶值255,而无法转换为其的两倍。如此，将使 得显示此些像素数据时产生亮度误差IE(K), K为大于或等于U8且小于或等 于255。像素数据FS(N)中各灰阶值与对应的亮度误差IE(K)的对应曲线如图 5所示。
本实施例的失真估计单元221根据统计结果S (N)来对帧数据FS (N)中与 各灰阶值对应的亮度误差IE(K)进行统计累加，以得到与调整参数(3 (N)及帧 数据FS (N)对应的失真估计值De (N),其中失真估计值De.与目标调整参数(3 ' 的对应曲线如图6所示。
本实施例的循环控制单元222例如经由全域搜寻(Full Range Search方法来提供介于0与1的所有目标调整参数(3 ，至失真估计单元221,以找 出与其对应的失真估计值D e.。之后，循环控制单元222再响应于误差信号 Dm来找出调整参数P (N)及失真估计值D e (N)。
如此，本实施例的背光控制装置10可通过循环控制单元222来接收误差 信号Dm，亦即是失真估计值D e.的最大可容许凄t值，并据以来自目标调整 参数(3'中选择调整参数(3 (N),来调降原始背光的亮度。这样一来，本实施 例的背光控制装置10具有可根据误差信号Dm来设定帧画面的亮度误差上限， 使得液晶显示器IO具有显示画面的亮度误差较小的优点。
请参照图7，其示出了本实施例调整参数P (N)的全域搜寻方法的流程图。 首先，如步骤702，统计单元21响应于帧数据FS(N)来产生统计结果S(N)。 接着，如步骤704，循环控制单元222接收误差信号Dm,其实质上等于失真 估计值D P.的可最大可容许数值。
然后，如步骤706，根据统计结果S (N)来计算与所有介于0与1的目标 调整参数I3'对应的失真估计值D 。.。之后，如步骤708,循环控制模块222 自目标调整参数(3 ，中选^r调整参数P (N),其例如是与失真估计值D p.中 小于或等于误差信号Dm的所有失真估计值D p.中的最大失真估计值对应。
在步骤708之后更包括步骤710,循环控制单元222输出调整参数[3 (N) 至背光模块12,以调降其的原始背光为修正背光"(N)，其中，修正背光" (N)的亮度实质上等于原始背光的亮度与调整参数P (N)的乘积。在步骤708 之后更包括步骤712,循环控制单元222更输出调整参数(3 (N)至补偿单元ll, 补偿单元11用于对帧数据FS(N)进行补偿，之后输出帧数据FSe (N)至液晶显 示面+反13,以显示帧画面。
本实施例的背光控制装置是对帧数据中的所有像素数据的灰阶值进行统 计，并根据统计结果来求得与所有的目标调整参数对应的失真估计值。本实 施例的背光控制装置更接收一失真估计值的最大可容许数值，并据以来自目 标调整参数中选出较佳的调整参数。如此，本实施例的背光控制装置可有效 地改善传统液晶显示器的背光模块耗电量较高、使用寿命较短及液晶显示器 在显示暗色帧画面时对比较差的缺点，而可实质上使背光模块的耗电量较低、 使用寿命较长、液晶显示器的对比较佳及画面品质较佳的优点。
另外，本实施例的背光控制装置更可根据误差信号来限制本实施例的液 晶显示器的帧画面的亮度误差上限。如此，应用本实施例的背光控制装置的液晶显示器更具有帧画面的亮度误差较低的优点。 第二实施例
请参照图8，其示出了依照本发明第二实施例的背光控制装置的方块图。
本实施例的背光控制装置80与第一实施例的背光控制装置20不同之处在于 其具有延迟单元83，延迟单元83用以接收调整参数(3 (N)并将其延迟帧时间 后输出。而循环控制单元822与第一实施例中的循环控制单元222不同之处 在于循环控制单元822例如经由区域搜寻(Local Range Search)方式，其例 如以介于前一个调整参数P (N-l)的数值范围R内的所有数值为目标调整参 数(3 ',并在其中来寻找调整参数P (N)。数值范围R、前一个调整参数(3 (N-l) 的关系图如图9所示。
请参照图10,其示出了本实施例调整参数)3 (N)的区域搜寻方法的流程 图。本实施例调整参数(3 (N)的区域搜寻方法与第一实施例的完全区域搜寻方 法不同之处在于在步骤1006之前更包括步骤1005，延迟单元83提供前一 个调整参数P (N-l)至循环控制单元822;在步骤1006中，循环控制单元822 是以前一个调整参数P (N-l)附近数值范围R内所有的数值为目标调整参数 (3，，来找出对应的失真估计值De.;在步骤1008之后更包括步骤809，延迟 单元83接收调整参数|3 (N),并将其延迟帧时间后输出，以在下一次计算调 整参数(3 (N)提供其做为前一个调整参数& (N-l)。
本实施例分别以循环控制单元822经由区域搜寻方法来寻找调整参数(3 (N)为例作说明，然，循环控制单元822更可经由其它运算方法来自目标调整 参数(3'中选择调整参数(3 (N)，例如其是经由二元搜寻(Binary Search)来 在数值范围R中寻找调整参数e (N)。
在大部分的情况中，前后两个帧画面的亮度为实质上相近，使得前后两 个帧画面的调整参数P (N-1)及(3 (N)的数值亦为实质上相近。如此，本实施 例的背光控制装置80可有效地通过区域搜寻的方式以前一个帧画面的调整 参数|3 (N-l)附近数值范围R中找出与调整参数P (N)。这样一来，本实施例 的背光控制装置除了具有使背光模块的耗电量较低、使用寿命较长、应用本 实施例的背光调整装置的液晶显示器对比较佳、画面品质较佳及显示的帧画 面的亮度误差较低的优点，而更具有可节省循环控制单元搜寻调整参数的运 算资源的优点。
综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，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本发明申 请专利范围所界定者为准。
权利要求
1. 一种背光控制装置，用以产生一调整参数来对一液晶显示器的一背光的亮度进行控制，该背光控制器包括统计单元，用以产生该液晶显示器的一输入帧数据的一统计数据；以及调整参数选择装置，包括失真估计单元，根据该统计数据来计算出与多个目标调整参数对应的多个亮度失真估计值；及循环控制单元，自所述目标调整参数中选择该调整参数来控制该背光的亮度，该调整参数对应至所述亮度失真估计值中的一最高可容许亮度失真值。
2. 如权利要求1所述的背光控制装置，其中，所述目标调整参数包括该 调整参数的绝对上限值、绝对下限值及介于该调整参数的绝对上限值与下限 值间的所有数值。
3. 如权利要求1所述的背光控制装置，其中，更包括延迟单元，用以接 收前一个调整参数，并将其输入至该循环控制单元；其中，该调整参数选择装置根据前一个调整参数来找出该调整参数。
4. 如权利要求3所述的背光控制装置，其中，所述目标调整参数包括介 于前一个调整参数附近一区域数值范围中的所有数值。
5. 如权利要求1所述的背光控制装置，其中，该调整参数用以修正该输 入帧数据中各像素数据的灰阶值。
6. —种调整参数的全域搜寻方法，用以寻找一调整参数来对一液晶显示 器的 一 背光的亮度进行控制，该全域搜寻方法包括响应于该液晶显示器的 一输入帧婆t据来产生 一统计lt据； 根据该统计数据来计算出与多个目标调整参数对应的多个亮度失真估计值，所述目标调整参数包括该调整参数的绝对上限值、绝对下限值及介于该绝对上限与该绝对下限值间的所有数值；以及自所述目标调整参数中选择该调整参数来控制该背光的亮度，该调整参数对应至所述亮度失真估计值中的一最高可容许亮度失真值。
7. 如权利要求6所述的全域搜寻方法，其中，更包括 才艮据该调整参数来对该输入帧数据中各像素数据的灰阶值进行修正。
8. 如权利要求6所述的全域搜寻方法，其中，更包括接收该最高可容许亮度失真值。
9. 一种调整参数的区域搜寻方法，用以寻找一调整参数来对一液晶显示器的一背光的亮度进行控制，该区域搜寻方法包括响应于该液晶显示器的一输入帧数据来产生一统计数据； 接收前一个调整参数；根据该统计数据来计算出与多个目标调整参数对应的多个亮度失真估计 值，所述目标调整参数包括介于前一个调整参数附近一附近数值区域间的所 有数值；以及自所述目标调整参数中选择该调整参数来控制该背光的亮度，该调整参 数对应至所述亮度失真估计值中的一最高可容许亮度失真值。
10. 如权利要求9所述的区域搜寻方法，其中，更包括 延迟该调整参数一个帧周期，之后以该调整参数做为前一个调整参数。
11. 如权利要求9所述的区域搜寻方法，其中，更包括 根据该调整参数来对该输入帧数据中各像素数据的灰阶值进行修正。
12. 如权利要求9所述的区域搜寻方法，其中，更包括 接收该最高可容许亮度失真值。
13. 如权利要求9所述的区域搜寻方法，其中，自所述目标调整参数中 选择该调整参数的步骤是经由二元搜寻的方式来自所述目标调整参数中选该 调整参数。
全文摘要
一种背光(Backlight)控制装置，用以产生调整参数来对液晶显示器的背光的亮度进行控制，此背光控制器包括统计单元及调整参数选择装置。统计单元用以产生液晶显示器的输入帧数据的统计数据。调整参数选择装置包括失真估计单元及循环控制单元。失真估计单元根据统计数据来计算出与多个目标调整参数对应的多个亮度失真估计值。循环控制单元自目标调整参数中选择调整参数来控制背光的亮度。调整参数对应至亮度失真估计值中的最高可容许亮度失真值。
文档编号G09G3/34GK101261811SQ20071014008
公开日2008年9月10日 申请日期2007年8月14日 优先权日2007年3月5日
发明者黄铃琇 申请人:奇景光电股份有限公司
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