用于电泳显示器的带有误差扩散的伽马调节的制作方法
专利名称：用于电泳显示器的带有误差扩散的伽马调节的制作方法
用于电泳显示器的带有误差扩散的伽马调节
背景技术：
电泳显示设备的灰度等级经常通过向显示介质应用一系列离散的脉冲而产生。然 而电泳介质与脉冲数量并不是线性关系。事实上，光学响应曲线在灰度区间的中间部分是 非常陡峭的，而在接近关闭和打开状态时不那么陡峭。所以，在该灰度区间的中部的驱动时 间或电压的微小改变可以引起反射率的显著改变。此外，因为在关闭和打开之间仅存在有 限数量的脉冲，所以获得所需的反射率通常是困难的。这会导致不想要的非均勻性以及与 目标反射率和输入水平之间的曲线的不匹配，该曲线通常称为“伽马”曲线。为了更好地将伽马曲线与电泳显示器的驱动特性匹配，脉宽调制的带宽能够被增 加，从而在关闭和打开之间存在更多可用的等级。通过具有较短的脉宽，反射率可以更精确 地控制。然而这种方法具有缺点，即需要带有较高成本的复杂的硬件平台(尤其对于有源 矩阵显示设备)。
发明内容
在一实施例中，一方法利用图像处理，以提高显示质量(使用有限数量的脉冲)并 且校正反射率和所需的伽马之间的误差。用于驱动显示设备的硬件的复杂度则可以被降至 最低。此外，在多个实施例中，该方法能够用于补偿光学响应曲线由于批变异、温度变化、曝 光或显示设备的老化(aging)而发生的改变。在一实施例中，用于电泳显示器的图像处理的方法包括(i)将多个图像数据值 和多个真实的灰度等级值输入图像处理器；(ii)使用图像数据值和真实的灰度等级值作 为输入，执行误差扩散，由此产生包括抖动的灰度等级值的多个输出数据值；和(iii)将输 出数据值输出至电泳显示设备。在一实施例中，该方法进一步包括，确定多个真实的灰度等级值，通过(a)选择光 学响应曲线；(b)选择整数脉冲数；(c)从光学响应曲线中识别对于每个整数脉冲数的真实 的反射率水平的值；和(d)从其对应的真实的反射率水平的值确定真实的灰度等级值。在一实施例中，该方法进一步包括，确定多个真实的灰度等级值，通过(a)选择整 数脉冲数；(b)由光学传感器获取对于每个整数脉冲数的真实的反射率水平的值；和(c)从 其对应的真实的反射率水平的值确定真实的灰度等级值。在一实施例中，该方法进一步包括，确定多个真实的灰度等级值，通过(a)选择光 学响应曲线；(b)选择整数脉冲数；(C)由光学传感器获取对于每个整数脉冲数的真实的反 射率水平的值；和(d)从其对应的真实的反射率水平的值确定真实的灰度等级值。在一实施例中，真实的灰度等级是预先计算的。在一实施例中，用于电泳显示器的图像处理的方法包括(a)选择光学响应曲线； (b)选择整数脉冲数；(c)从光学响应曲线中识别对于每个整数脉冲数的真实的反射率水 平；(d)对于每个真实的反射率水平，计算真实的灰度等级；(e)将图像数据和真实的灰度 等级输入图像处理器；(f)执行误差扩散；和(g)输出具有期望数量的灰度等级的图像数 据。在一实施例中，在步骤(b)中，整数脉冲数被选择为对应伽马曲线的最接近的反射率水平。在一实施例中，在步骤(b)中，整数脉冲数是任意选择的。在一实施例中，在步骤(d) 中，真实的灰度等级被计算为真实的灰度等级=(灰度等级总数-i)x (归一化的真实的 反射率)1/Υ，其中Y代表与输入水平特征相比所期望的反射率。在一实施例中，步骤(e) 中的真实的灰度等级是8比特数据格式，而步骤(g)中的灰度等级是4比特数据格式。在一实施例中，光学响应曲线根据环境条件被选择。在一实施例中，光学响应曲线根据电泳显示器的老化被选择。在一实施例中，伽马曲线是伽马1.8曲线或伽马2.2曲线。在一实施例中，误差扩散由二维误差扩散方法执行。在一实施例中，显示器驱动电路包括第一存储器单元，第一存储器单元配置为接 收和存储多个图像数据；误差扩散逻辑，误差扩散逻辑与第一存储器单元耦合，并且配置为 使用图像数据值和真实的灰度等级值作为输入而执行误差扩散，以及产生和存储包括抖动 的灰度等级值的多个输出数据值；显示器驱动器，显示器驱动器配置为与电泳显示器耦合 并且使用输出数据值而驱动电泳显示器。在一实施例中，该电路进一步包括第二存储器单元，第二存储器单元配置为存储 光学响应曲线数据，其中误差扩散逻辑配置为确定多个真实的灰度等级值，通过读取光学 响应曲线数据、选择整数脉冲数、从光学响应曲线数据中识别对于每个整数脉冲数的真实 的反射率水平的值，以及通过从其对应的真实的反射率水平的值确定真实的灰度等级值。 光学响应曲线数据可以代表反射率与脉冲数的关系。在一实施例中，误差扩散逻辑配置为与光学传感器耦合、通过选择整数脉冲数确 定多个真实的灰度等级值、接收来自光学传感器的对于每个整数脉冲数的真实的反射率水 平的值，以及从其对应的真实的反射率水平的值确定真实的灰度等级值。在一实施例中，该电路进一步包括第二存储器单元，第二存储器单元配置为存储 光学响应曲线数据，其中误差扩散逻辑配置为通过选择光学响应曲线而确定多个真实的灰 度等级值、选择整数脉冲数、通过光学传感器接收对于每个整数脉冲数的真实的反射率水 平的值，以及从其对应的真实的反射率的值确定真实的灰度等级值。光学响应曲线数据可 以代表反射率与脉冲数的关系。在一实施例中，数据显示系统包括电泳显示器；第一存储器单元，第一存储器单元 配置为接收和存储多个图像数据值；误差扩散逻辑，误差扩散逻辑与第一存储器单元耦合， 并且配置为使用图像数据值和真实的灰度等级值作为输入而执行误差扩散，以及产生和存 储包括抖动的灰度等级值的多个输出数据值；第二存储器单元，第二存储器单元与误差扩 散逻辑耦合并且配置为存储光学响应曲线数据，其中误差扩散逻辑配置为确定多个真实的 灰度等级值，通过读取光学响应曲线数据、选择整数脉冲数、从光学响应曲线数据中识别对 于每个整数脉冲数的真实的反射率水平的值，以及通过从其对应的真实的反射率水平的值 确定真实的灰度等级值；还包括显示器驱动器，显示器驱动器与电泳显示器耦合并且配置 为使用输出数据值驱动电泳显示器。光学响应数据可以代表反射率与脉冲数的关系。在一实施例中，误差扩散逻辑配置为与光学传感器耦合、通过选择整数脉冲数确 定多个真实的灰度等级值、接收来自光学传感器的对于每个整数脉冲数的真实的反射率水 平的值，以及从其对应的真实的反射率水平的值确定真实的灰度等级值。
图1示出了典型的γ = 1. 8和γ = 2. 2曲线；图2是电泳显示器的光学响应曲线；图3是反射率与脉冲数关系的光学响应曲线；图4是图3以归一化的反射率数据的重新绘制；图5和6示出了使用图4的数据分别与Y = 2. 2和γ = 1. 8的最好的拟合；图7是误差扩散的示例；图8是可以用于执行此处的技术的显示器驱动器子系统的框图；图9是可以用于执行此处的技术的可选择的显示器驱动器子系统的框图。
具体实施例方式反射率的水平与向显示设备的灰度等级输入不是线性关系。事实上，为了匹配人 类视觉系统(HVS)，反射率的水平应当与灰度等级的某一幂次成比例。该幂函数的指数的数 值称为“伽马”。图1示出了具有伽马2. 2的第一曲线100，其与HVS匹配很好，图1还示出了具有 伽马1.8的第二曲线102，其在灰色区间的中部具有更高的亮度。图1中的X轴和Y轴分别 代表灰度等级和反射率水平。在X轴上存在16个灰度等级(0-15)，而在Y轴上，反射率水 平表示为从0%至100%。基于伽马曲线，每一灰度等级均具有对应的反射率的百分比。多 数显示器，例如IXD、等离子体、OLED、CRT等被调节为具有2. 2的伽马。图2是电泳显示器的光学响应曲线。光学响应曲线200示出为毫秒(msec)级的 驱动时间的函数。光学响应曲线可以根据设备而变化，并且还可能对同一设备因为例如曝 光、温度变化或者设备的老化而发生变化。曲线202和204是作为显示器温度的函数的不 同的光学响应曲线的示例；例如，曲线204是对于上升的温度的而曲线202是对于下降的温 度的。通过比较图1和2，清楚的是，在所需的伽马和电泳显示器的实际性能之间没有很好 的匹配。典型的有源矩阵电泳设备使用30msec的脉冲驱动，并且需要大约16个脉冲或 500msec以获得室温下完全的反射。对于较高的温度，需要较少的脉冲，而对于较低的温度， 需要较多的脉冲。在图3中，图1的曲线100被重新绘制为曲线300，其中反射率被量化。 对于其它温度或者对于材料特性的变化，可以示出相似的曲线。对于有源矩阵驱动方案，电压脉冲一次施加一行并且电压保持在每个像素上，而 其它行通过像素的电容值保持。一旦已经施加所需数量的脉冲，则由于电泳介质的特性，灰 度等级被固定并且是稳定的，并且电压能够被消除。在图4中，为了容易理解一实施例，图3的数据被重新绘制。反射率数据已经被归 一化，从而黑色态是0%而白色态是100%。下文的讨论中将采用这一方式，而不管实际的 反射率的值。使用图4中的数据，对于2. 2和1. 8的伽马的最佳拟合分别在图5和图6中示出。 注意，由于在黑色和白色之间缺少足够的脉冲，所以在曲线中存在平点，以获得所需的伽 马。例如，在伽马2. 2下的灰度等级9处，显示设备需要表现出32. 5%的反射率；但是最接 近的拟合只有26. 2%。这将不仅导致在所需的反射率中的误差，还在黑色和白色之间产生较少的总的灰度等级的梯级。例如，对于伽马2. 2，曲线502仅具有11个不同的灰度等级。在本发明中，在一实施例中，在电泳显示器或者显示器驱动系统的操作过程中，或 者在数据处理方法的操作使用中，选择最接近的整数脉冲数，如图5和6所示。因为选择的 脉冲数不是精确的数，所以对不同的反射率水平可以选择相同的数。表 权利要求
1.一种用于电泳显示器的图像处理方法，包括(i)将多个图像数据值和多个真实的灰度等级值输入图像处理器；( )使用图像数据值和真实的灰度等级值作为输入，执行误差扩散，由此产生包括抖 动的灰度等级值的多个输出数据值；和(iii)将所述输出数据值输出至电泳显示设备。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括确定所述多个真实的灰度等级值，通过 (a)选择光学响应曲线；(b)选择整数脉冲数；(c)从所述光学响应曲线中识别对于每个整 数脉冲数的真实的反射率水平的值；和(d)从其对应的真实的反射率水平的值确定真实的 灰度等级值。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括确定所述多个真实的灰度等级值，通过 (a)选择整数脉冲数；(b)由光学传感器获取对于每个整数脉冲数的真实的反射率水平的 值；和(c)从其对应的真实的反射率水平的值确定真实的灰度等级值。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括确定所述多个真实的灰度等级值，通过 (a)选择光学响应曲线；(b)选择整数脉冲数；(c)由光学传感器获取对于每个整数脉冲数 的真实的反射率水平的值；和(d)从其对应的真实的反射率水平的值确定真实的灰度等级 值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述真实的灰度等级是预先计算的。
6.一种用于电泳显示器的图像处理方法，所述方法包括(a)选择光学响应曲线；(b)选择整数脉冲数；(c)从所述光学响应曲线中识别对于每个整数脉冲数的真实的反射率水平；(d)对于每个真实的反射率水平，计算真实的灰度等级；(e)将图像数据和所述真实的灰度等级输入图像处理器；(f)执行误差扩散；和(g)输出具有期望数量的灰度等级的图像数据。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述光学响应曲线根据环境条件而选择。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述光学响应曲线根据电泳显示器的老 化而选择。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于在步骤(b)中，所述整数脉冲数选择为对 应伽马曲线的最接近的反射率水平。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述伽马曲线是伽马1.8曲线。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述伽马曲线是伽马2.2曲线。
12.根据权利要求6所述的方法，其特征在于在步骤(b)中，所述整数脉冲数是任意 选择的。
13.根据权利要求6所述的方法，其特征在于在步骤(d)中，所述真实的灰度等级计 算为真实的灰度等级=(灰度等级总数-i)x (归一化的真实的反射率)1/γ，其中Υ代表 与输入水平特征相比所期望的反射率。
14.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述误差扩散由二维误差扩散方法执行。
15.根据权利要求6所述的方法，其特征在于步骤(e)中的所述真实的灰度等级是8 比特数据格式，而步骤(g)中的所述灰度等级是4比特数据格式。
16.一种显示器驱动电路，包括第一存储器单元，所述第一存储器单元配置为接收和存储多个图像数据；误差扩散逻辑，所述误差扩散逻辑与所述第一存储器单元耦合，并且配置为使用图像 数据值和真实的灰度等级值作为输入而执行误差扩散，以及产生和存储包括抖动的灰度等 级值的多个输出数据值；显示器驱动器，所述显示器驱动器配置为与电泳显示器耦合并且使用输出数据值而驱 动所述电泳显示器。
17.根据权利要求16所述的电路，进一步包括第二存储器单元，所述第二存储器单 元配置为存储光学响应曲线数据，其中所述误差扩散逻辑配置为确定多个真实的灰度等级 值，通过读取所述光学响应曲线、选择整数脉冲数、从所述光学响应曲线数据中识别对于每 个整数脉冲数的真实的反射率水平的值，以及通过从其对应的真实的反射率水平的值确定 真实的灰度等级值。
18.根据权利要求16所述的电路，其特征在于所述误差扩散逻辑配置为与光学传感 器耦合、通过选择整数脉冲数确定多个真实的灰度等级值、接收来自所述光学传感器的对 于每个整数脉冲数的真实的反射率水平的值，以及从其对应的真实的反射率水平的值确定 真实的灰度等级值。
19.根据权利要求16所述的电路，进一步包括第二存储器单元，所述第二存储器单元 配置为存储光学响应曲线数据，其中所述误差扩散逻辑配置为通过选择光学响应曲线而确 定多个真实的灰度等级值、选择整数脉冲数、通过光学传感器接收对于每个整数脉冲数的 真实的反射率水平的值，以及从其对应的真实的反射率的值，确定真实的灰度等级值。
20.一种数据显示系统，包括电泳显示器；第一存储器单元，所述第一存储器单元配置为接收和存储多个图像数据；误差扩散逻辑，所述误差扩散逻辑与所述第一存储器单元耦合，并且配置为使用图像 数据值和真实的灰度等级值作为输入而执行误差扩散，以及产生和存储包括抖动的灰度等 级值的多个输出数据值；第二存储器单元，所述第二存储器单元与所述误差扩散逻辑耦合并且配置为存储光学 响应曲线数据；其中所述误差扩散逻辑配置为确定多个真实的灰度等级值，通过读取所述光学响应曲 线数据、选择整数脉冲数、识别来自所述光学响应曲线数据的对于每个整数脉冲数的真实 的反射率水平的值，以及通过从其对应的真实的反射率水平的值确定真实的灰度等级值；显示器驱动器，所述显示器驱动器与所述电泳显示器耦合并且配置为使用输出数据值 驱动电泳显示器。
21.根据权利要求20所述的系统，其特征在于所述误差扩散逻辑配置为与光学传感 器耦合、通过选择整数脉冲数确定多个真实的灰度等级值、接收来自所述光学传感器的对 于每个整数脉冲数的真实的反射率水平的值，以及从其对应的真实的反射率水平的值确定 真实的灰度等级值。
全文摘要
本发明涉及图像处理方法，以提高显示质量(使用有限数量的脉冲)并且校正反射率和所需的伽马之间的误差。用于驱动显示设备的硬件的复杂度则可以被降至最低。此外，在多个实施例中，该方法也能够用于补偿光学响应曲线由于批变异、温度变化、曝光或显示设备的老化而发生的改变。
文档编号G09G5/02GK102113046SQ200980130665
公开日2011年6月29日 申请日期2009年7月7日 优先权日2008年8月1日
发明者托马斯·L··格雷德莱, 格雷·林 申请人:希毕克斯影像有限公司
用于电泳显示器的带有误差扩散的伽马调节
背景技术：
电泳显示设备的灰度等级经常通过向显示介质应用一系列离散的脉冲而产生。然 而电泳介质与脉冲数量并不是线性关系。事实上，光学响应曲线在灰度区间的中间部分是 非常陡峭的，而在接近关闭和打开状态时不那么陡峭。所以，在该灰度区间的中部的驱动时 间或电压的微小改变可以引起反射率的显著改变。此外，因为在关闭和打开之间仅存在有 限数量的脉冲，所以获得所需的反射率通常是困难的。这会导致不想要的非均勻性以及与 目标反射率和输入水平之间的曲线的不匹配，该曲线通常称为“伽马”曲线。为了更好地将伽马曲线与电泳显示器的驱动特性匹配，脉宽调制的带宽能够被增 加，从而在关闭和打开之间存在更多可用的等级。通过具有较短的脉宽，反射率可以更精确 地控制。然而这种方法具有缺点，即需要带有较高成本的复杂的硬件平台(尤其对于有源 矩阵显示设备)。
发明内容
在一实施例中，一方法利用图像处理，以提高显示质量(使用有限数量的脉冲)并 且校正反射率和所需的伽马之间的误差。用于驱动显示设备的硬件的复杂度则可以被降至 最低。此外，在多个实施例中，该方法能够用于补偿光学响应曲线由于批变异、温度变化、曝 光或显示设备的老化(aging)而发生的改变。在一实施例中，用于电泳显示器的图像处理的方法包括(i)将多个图像数据值 和多个真实的灰度等级值输入图像处理器；(ii)使用图像数据值和真实的灰度等级值作 为输入，执行误差扩散，由此产生包括抖动的灰度等级值的多个输出数据值；和(iii)将输 出数据值输出至电泳显示设备。在一实施例中，该方法进一步包括，确定多个真实的灰度等级值，通过(a)选择光 学响应曲线；(b)选择整数脉冲数；(c)从光学响应曲线中识别对于每个整数脉冲数的真实 的反射率水平的值；和(d)从其对应的真实的反射率水平的值确定真实的灰度等级值。在一实施例中，该方法进一步包括，确定多个真实的灰度等级值，通过(a)选择整 数脉冲数；(b)由光学传感器获取对于每个整数脉冲数的真实的反射率水平的值；和(c)从 其对应的真实的反射率水平的值确定真实的灰度等级值。在一实施例中，该方法进一步包括，确定多个真实的灰度等级值，通过(a)选择光 学响应曲线；(b)选择整数脉冲数；(C)由光学传感器获取对于每个整数脉冲数的真实的反 射率水平的值；和(d)从其对应的真实的反射率水平的值确定真实的灰度等级值。在一实施例中，真实的灰度等级是预先计算的。在一实施例中，用于电泳显示器的图像处理的方法包括(a)选择光学响应曲线； (b)选择整数脉冲数；(c)从光学响应曲线中识别对于每个整数脉冲数的真实的反射率水 平；(d)对于每个真实的反射率水平，计算真实的灰度等级；(e)将图像数据和真实的灰度 等级输入图像处理器；(f)执行误差扩散；和(g)输出具有期望数量的灰度等级的图像数 据。在一实施例中，在步骤(b)中，整数脉冲数被选择为对应伽马曲线的最接近的反射率水平。在一实施例中，在步骤(b)中，整数脉冲数是任意选择的。在一实施例中，在步骤(d) 中，真实的灰度等级被计算为真实的灰度等级=(灰度等级总数-i)x (归一化的真实的 反射率)1/Υ，其中Y代表与输入水平特征相比所期望的反射率。在一实施例中，步骤(e) 中的真实的灰度等级是8比特数据格式，而步骤(g)中的灰度等级是4比特数据格式。在一实施例中，光学响应曲线根据环境条件被选择。在一实施例中，光学响应曲线根据电泳显示器的老化被选择。在一实施例中，伽马曲线是伽马1.8曲线或伽马2.2曲线。在一实施例中，误差扩散由二维误差扩散方法执行。在一实施例中，显示器驱动电路包括第一存储器单元，第一存储器单元配置为接 收和存储多个图像数据；误差扩散逻辑，误差扩散逻辑与第一存储器单元耦合，并且配置为 使用图像数据值和真实的灰度等级值作为输入而执行误差扩散，以及产生和存储包括抖动 的灰度等级值的多个输出数据值；显示器驱动器，显示器驱动器配置为与电泳显示器耦合 并且使用输出数据值而驱动电泳显示器。在一实施例中，该电路进一步包括第二存储器单元，第二存储器单元配置为存储 光学响应曲线数据，其中误差扩散逻辑配置为确定多个真实的灰度等级值，通过读取光学 响应曲线数据、选择整数脉冲数、从光学响应曲线数据中识别对于每个整数脉冲数的真实 的反射率水平的值，以及通过从其对应的真实的反射率水平的值确定真实的灰度等级值。 光学响应曲线数据可以代表反射率与脉冲数的关系。在一实施例中，误差扩散逻辑配置为与光学传感器耦合、通过选择整数脉冲数确 定多个真实的灰度等级值、接收来自光学传感器的对于每个整数脉冲数的真实的反射率水 平的值，以及从其对应的真实的反射率水平的值确定真实的灰度等级值。在一实施例中，该电路进一步包括第二存储器单元，第二存储器单元配置为存储 光学响应曲线数据，其中误差扩散逻辑配置为通过选择光学响应曲线而确定多个真实的灰 度等级值、选择整数脉冲数、通过光学传感器接收对于每个整数脉冲数的真实的反射率水 平的值，以及从其对应的真实的反射率的值确定真实的灰度等级值。光学响应曲线数据可 以代表反射率与脉冲数的关系。在一实施例中，数据显示系统包括电泳显示器；第一存储器单元，第一存储器单元 配置为接收和存储多个图像数据值；误差扩散逻辑，误差扩散逻辑与第一存储器单元耦合， 并且配置为使用图像数据值和真实的灰度等级值作为输入而执行误差扩散，以及产生和存 储包括抖动的灰度等级值的多个输出数据值；第二存储器单元，第二存储器单元与误差扩 散逻辑耦合并且配置为存储光学响应曲线数据，其中误差扩散逻辑配置为确定多个真实的 灰度等级值，通过读取光学响应曲线数据、选择整数脉冲数、从光学响应曲线数据中识别对 于每个整数脉冲数的真实的反射率水平的值，以及通过从其对应的真实的反射率水平的值 确定真实的灰度等级值；还包括显示器驱动器，显示器驱动器与电泳显示器耦合并且配置 为使用输出数据值驱动电泳显示器。光学响应数据可以代表反射率与脉冲数的关系。在一实施例中，误差扩散逻辑配置为与光学传感器耦合、通过选择整数脉冲数确 定多个真实的灰度等级值、接收来自光学传感器的对于每个整数脉冲数的真实的反射率水 平的值，以及从其对应的真实的反射率水平的值确定真实的灰度等级值。
图1示出了典型的γ = 1. 8和γ = 2. 2曲线；图2是电泳显示器的光学响应曲线；图3是反射率与脉冲数关系的光学响应曲线；图4是图3以归一化的反射率数据的重新绘制；图5和6示出了使用图4的数据分别与Y = 2. 2和γ = 1. 8的最好的拟合；图7是误差扩散的示例；图8是可以用于执行此处的技术的显示器驱动器子系统的框图；图9是可以用于执行此处的技术的可选择的显示器驱动器子系统的框图。
具体实施例方式反射率的水平与向显示设备的灰度等级输入不是线性关系。事实上，为了匹配人 类视觉系统(HVS)，反射率的水平应当与灰度等级的某一幂次成比例。该幂函数的指数的数 值称为“伽马”。图1示出了具有伽马2. 2的第一曲线100，其与HVS匹配很好，图1还示出了具有 伽马1.8的第二曲线102，其在灰色区间的中部具有更高的亮度。图1中的X轴和Y轴分别 代表灰度等级和反射率水平。在X轴上存在16个灰度等级(0-15)，而在Y轴上，反射率水 平表示为从0%至100%。基于伽马曲线，每一灰度等级均具有对应的反射率的百分比。多 数显示器，例如IXD、等离子体、OLED、CRT等被调节为具有2. 2的伽马。图2是电泳显示器的光学响应曲线。光学响应曲线200示出为毫秒(msec)级的 驱动时间的函数。光学响应曲线可以根据设备而变化，并且还可能对同一设备因为例如曝 光、温度变化或者设备的老化而发生变化。曲线202和204是作为显示器温度的函数的不 同的光学响应曲线的示例；例如，曲线204是对于上升的温度的而曲线202是对于下降的温 度的。通过比较图1和2，清楚的是，在所需的伽马和电泳显示器的实际性能之间没有很好 的匹配。典型的有源矩阵电泳设备使用30msec的脉冲驱动，并且需要大约16个脉冲或 500msec以获得室温下完全的反射。对于较高的温度，需要较少的脉冲，而对于较低的温度， 需要较多的脉冲。在图3中，图1的曲线100被重新绘制为曲线300，其中反射率被量化。 对于其它温度或者对于材料特性的变化，可以示出相似的曲线。对于有源矩阵驱动方案，电压脉冲一次施加一行并且电压保持在每个像素上，而 其它行通过像素的电容值保持。一旦已经施加所需数量的脉冲，则由于电泳介质的特性，灰 度等级被固定并且是稳定的，并且电压能够被消除。在图4中，为了容易理解一实施例，图3的数据被重新绘制。反射率数据已经被归 一化，从而黑色态是0%而白色态是100%。下文的讨论中将采用这一方式，而不管实际的 反射率的值。使用图4中的数据，对于2. 2和1. 8的伽马的最佳拟合分别在图5和图6中示出。 注意，由于在黑色和白色之间缺少足够的脉冲，所以在曲线中存在平点，以获得所需的伽 马。例如，在伽马2. 2下的灰度等级9处，显示设备需要表现出32. 5%的反射率；但是最接 近的拟合只有26. 2%。这将不仅导致在所需的反射率中的误差，还在黑色和白色之间产生较少的总的灰度等级的梯级。例如，对于伽马2. 2，曲线502仅具有11个不同的灰度等级。在本发明中，在一实施例中，在电泳显示器或者显示器驱动系统的操作过程中，或 者在数据处理方法的操作使用中，选择最接近的整数脉冲数，如图5和6所示。因为选择的 脉冲数不是精确的数，所以对不同的反射率水平可以选择相同的数。表 权利要求
1.一种用于电泳显示器的图像处理方法，包括(i)将多个图像数据值和多个真实的灰度等级值输入图像处理器；( )使用图像数据值和真实的灰度等级值作为输入，执行误差扩散，由此产生包括抖 动的灰度等级值的多个输出数据值；和(iii)将所述输出数据值输出至电泳显示设备。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括确定所述多个真实的灰度等级值，通过 (a)选择光学响应曲线；(b)选择整数脉冲数；(c)从所述光学响应曲线中识别对于每个整 数脉冲数的真实的反射率水平的值；和(d)从其对应的真实的反射率水平的值确定真实的 灰度等级值。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括确定所述多个真实的灰度等级值，通过 (a)选择整数脉冲数；(b)由光学传感器获取对于每个整数脉冲数的真实的反射率水平的 值；和(c)从其对应的真实的反射率水平的值确定真实的灰度等级值。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括确定所述多个真实的灰度等级值，通过 (a)选择光学响应曲线；(b)选择整数脉冲数；(c)由光学传感器获取对于每个整数脉冲数 的真实的反射率水平的值；和(d)从其对应的真实的反射率水平的值确定真实的灰度等级 值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述真实的灰度等级是预先计算的。
6.一种用于电泳显示器的图像处理方法，所述方法包括(a)选择光学响应曲线；(b)选择整数脉冲数；(c)从所述光学响应曲线中识别对于每个整数脉冲数的真实的反射率水平；(d)对于每个真实的反射率水平，计算真实的灰度等级；(e)将图像数据和所述真实的灰度等级输入图像处理器；(f)执行误差扩散；和(g)输出具有期望数量的灰度等级的图像数据。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述光学响应曲线根据环境条件而选择。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述光学响应曲线根据电泳显示器的老 化而选择。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于在步骤(b)中，所述整数脉冲数选择为对 应伽马曲线的最接近的反射率水平。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述伽马曲线是伽马1.8曲线。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述伽马曲线是伽马2.2曲线。
12.根据权利要求6所述的方法，其特征在于在步骤(b)中，所述整数脉冲数是任意 选择的。
13.根据权利要求6所述的方法，其特征在于在步骤(d)中，所述真实的灰度等级计 算为真实的灰度等级=(灰度等级总数-i)x (归一化的真实的反射率)1/γ，其中Υ代表 与输入水平特征相比所期望的反射率。
14.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述误差扩散由二维误差扩散方法执行。
15.根据权利要求6所述的方法，其特征在于步骤(e)中的所述真实的灰度等级是8 比特数据格式，而步骤(g)中的所述灰度等级是4比特数据格式。
16.一种显示器驱动电路，包括第一存储器单元，所述第一存储器单元配置为接收和存储多个图像数据；误差扩散逻辑，所述误差扩散逻辑与所述第一存储器单元耦合，并且配置为使用图像 数据值和真实的灰度等级值作为输入而执行误差扩散，以及产生和存储包括抖动的灰度等 级值的多个输出数据值；显示器驱动器，所述显示器驱动器配置为与电泳显示器耦合并且使用输出数据值而驱 动所述电泳显示器。
17.根据权利要求16所述的电路，进一步包括第二存储器单元，所述第二存储器单 元配置为存储光学响应曲线数据，其中所述误差扩散逻辑配置为确定多个真实的灰度等级 值，通过读取所述光学响应曲线、选择整数脉冲数、从所述光学响应曲线数据中识别对于每 个整数脉冲数的真实的反射率水平的值，以及通过从其对应的真实的反射率水平的值确定 真实的灰度等级值。
18.根据权利要求16所述的电路，其特征在于所述误差扩散逻辑配置为与光学传感 器耦合、通过选择整数脉冲数确定多个真实的灰度等级值、接收来自所述光学传感器的对 于每个整数脉冲数的真实的反射率水平的值，以及从其对应的真实的反射率水平的值确定 真实的灰度等级值。
19.根据权利要求16所述的电路，进一步包括第二存储器单元，所述第二存储器单元 配置为存储光学响应曲线数据，其中所述误差扩散逻辑配置为通过选择光学响应曲线而确 定多个真实的灰度等级值、选择整数脉冲数、通过光学传感器接收对于每个整数脉冲数的 真实的反射率水平的值，以及从其对应的真实的反射率的值，确定真实的灰度等级值。
20.一种数据显示系统，包括电泳显示器；第一存储器单元，所述第一存储器单元配置为接收和存储多个图像数据；误差扩散逻辑，所述误差扩散逻辑与所述第一存储器单元耦合，并且配置为使用图像 数据值和真实的灰度等级值作为输入而执行误差扩散，以及产生和存储包括抖动的灰度等 级值的多个输出数据值；第二存储器单元，所述第二存储器单元与所述误差扩散逻辑耦合并且配置为存储光学 响应曲线数据；其中所述误差扩散逻辑配置为确定多个真实的灰度等级值，通过读取所述光学响应曲 线数据、选择整数脉冲数、识别来自所述光学响应曲线数据的对于每个整数脉冲数的真实 的反射率水平的值，以及通过从其对应的真实的反射率水平的值确定真实的灰度等级值；显示器驱动器，所述显示器驱动器与所述电泳显示器耦合并且配置为使用输出数据值 驱动电泳显示器。
21.根据权利要求20所述的系统，其特征在于所述误差扩散逻辑配置为与光学传感 器耦合、通过选择整数脉冲数确定多个真实的灰度等级值、接收来自所述光学传感器的对 于每个整数脉冲数的真实的反射率水平的值，以及从其对应的真实的反射率水平的值确定 真实的灰度等级值。
全文摘要
本发明涉及图像处理方法，以提高显示质量(使用有限数量的脉冲)并且校正反射率和所需的伽马之间的误差。用于驱动显示设备的硬件的复杂度则可以被降至最低。此外，在多个实施例中，该方法也能够用于补偿光学响应曲线由于批变异、温度变化、曝光或显示设备的老化而发生的改变。
文档编号G09G5/02GK102113046SQ200980130665
公开日2011年6月29日 申请日期2009年7月7日 优先权日2008年8月1日
发明者托马斯·L··格雷德莱, 格雷·林 申请人:希毕克斯影像有限公司
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