專利名稱：：根據(jù)圖像調(diào)整顯示器的亮度的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明關(guān)于一種應(yīng)用在顯示器中的管理方法及裝置，并且特別地，本發(fā)明關(guān)于一種根據(jù)圖像特性調(diào)整顯示器的亮度的方法及裝置。
背景技術(shù)：
：一般而言，采用背光光源(backlightsource)的液晶顯示器固定光源的發(fā)光亮度，再利用液晶分子的旋轉(zhuǎn)角度來控制穿過液晶分子的透光量；以此即可改變呈現(xiàn)在使用者眼前的畫面的亮度。另一方面，一張畫面通常是由多個(gè)具有不同灰度值(也就是不同亮度)的像素所組成。對(duì)應(yīng)于不同的灰度值，顯示器中各個(gè)液晶分子的旋轉(zhuǎn)角度也各不相同。以可顯示256種灰度值的顯示器為例，灰度值255對(duì)應(yīng)于最高亮度，而灰度值0則是對(duì)應(yīng)于最低亮度。請(qǐng)參閱圖1，圖1表示一灰度與亮度的關(guān)系的范例。由這個(gè)范例可以看出，液晶顯示器的灰度值與亮度大致成正比。實(shí)際上，未必每張畫面都包含有對(duì)應(yīng)于灰度值255的像素。某些畫面中亮度最高的像素可能僅對(duì)應(yīng)于灰度值200左右，或者更低。在現(xiàn)有技術(shù)中，即使某一畫面中亮度最高的像素僅對(duì)應(yīng)于灰度值200，液晶顯示器的光源的發(fā)光亮度還是被固定在至少可提供對(duì)應(yīng)于灰度值255的亮度。在這樣的情況下，光源的發(fā)光亮度就沒有被充分地利用，有一部分的光線會(huì)被旋轉(zhuǎn)后的液晶分子所遮蔽。因此，用以顯示亮度較低的畫面時(shí)，液晶顯示器的光源可能只發(fā)揮了百分的八十的作用，還有百分的二十的光線未被充分利用。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，液晶顯示器的背光光源的功率消耗很大，有時(shí)候甚至占了顯示器整體耗電量的70％-80％。背光光源的亮度愈高，顯示器消耗的功率就愈大。此外，在液晶顯示器運(yùn)作的過程中，液晶顯示器的光源經(jīng)常性地保持在開啟的狀態(tài)。顯然，上述的光源利用效率不高的問題會(huì)造成許多不必要的功率浪費(fèi)。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述問題，本發(fā)明提供一種根據(jù)圖像特性調(diào)整顯示器的亮度的方法及裝置。以液晶顯示器的背光光源為例，該光源的發(fā)光亮度通常與一控制電壓有固定的關(guān)系。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法及裝置可通過調(diào)整該控制電壓來改變顯示器的亮度。由于本發(fā)明可根據(jù)顯示每一張圖像所需要的亮度來調(diào)整顯示器的光源的亮度，而非如現(xiàn)有技術(shù)將光源的亮度設(shè)為定值，因此可大幅提升光源的利用效率。假設(shè)該顯示器共可顯示M種預(yù)設(shè)灰度值，并且用以顯示一視頻信號(hào)流(videostream)中的一目標(biāo)畫面。于該視頻信號(hào)流中，該目標(biāo)畫面鄰近于N個(gè)鄰近畫面。該目標(biāo)畫面與每一個(gè)該鄰近畫面各自具有一最大灰度值。該目標(biāo)畫面包含多個(gè)目標(biāo)像素，并且每一個(gè)該目標(biāo)像素具有一目標(biāo)灰度值。根據(jù)本發(fā)明的一較佳具體實(shí)施例為一種決定一顯示器的一控制電壓的方法。該控制方法首先選擇性地根據(jù)該多個(gè)最大灰度值，為該目標(biāo)畫面產(chǎn)生一參考灰度值(R)。接著，該方法由一查找表(look-uptable)中選出對(duì)應(yīng)于該參考灰度值(R)的一目標(biāo)控制電壓。根據(jù)該參考灰度值(R)與M，該方法可產(chǎn)生一增益(gain)。分別將每一個(gè)該目標(biāo)灰度值乘以該增益，即可為該目標(biāo)畫面中的該多個(gè)目標(biāo)像素產(chǎn)生多個(gè)新灰度值。最后，該方法將該目標(biāo)控制電壓設(shè)定為該顯示器的該控制電壓，并且以該多個(gè)新灰度值將該目標(biāo)畫面顯示于該顯示器上。根據(jù)本發(fā)明的另一較佳具體實(shí)施例為一種決定一顯示器的一控制電壓的裝置。該控制裝置包含一產(chǎn)生模塊、一選擇模塊、一增益模塊、一乘法模塊與一設(shè)定模塊。該產(chǎn)生模塊用以選擇性地根據(jù)該多個(gè)最大灰度值為該目標(biāo)畫面產(chǎn)生一參考灰度值(R)。該選擇模塊用以由一查找表中選出對(duì)應(yīng)于該參考灰度值(R)的一目標(biāo)控制電壓。該增益模塊則是用以根據(jù)該參考灰度值(R)與M產(chǎn)生一增益。該乘法模塊用以分別將每一個(gè)該目標(biāo)灰度值乘以該增益，以此為該目標(biāo)畫面中的該多個(gè)目標(biāo)像素產(chǎn)生多個(gè)新灰度值。該設(shè)定模塊用以將該目標(biāo)控制電壓設(shè)定為該顯示器的該控制電壓，并且以該多個(gè)新灰度值將該目標(biāo)畫面顯示于該顯示器上。關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及附圖得到進(jìn)一步的了解。圖1表示一灰度與亮度的關(guān)系的范例。圖2表示根據(jù)本發(fā)明的第一較佳具體實(shí)施例的控制方法的流程圖。圖3表示根據(jù)本發(fā)明的第二較佳具體實(shí)施例的控制裝置的方塊圖主要元件符號(hào)說明S21-S25流程步驟30控制裝置31產(chǎn)生模塊32選擇模塊33增益模塊34乘法模塊35設(shè)定模塊36查找表具體實(shí)施方式本發(fā)明的主要目的提供一種根據(jù)圖像特性調(diào)整顯示器的亮度的方法及裝置。以液晶屏幕的背光光源為例，該光源的發(fā)光亮度通常與一控制電壓有固定的關(guān)系。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法及裝置可通過調(diào)整該控制電壓來改變顯示器的亮度。假設(shè)該液晶顯示器正要被用以顯示一視頻信號(hào)流中的一目標(biāo)畫面，并且于該視頻信號(hào)流中，該目標(biāo)畫面鄰近于N個(gè)鄰近畫面。舉例而言，若N等于32，該N個(gè)鄰近畫面可能是出現(xiàn)在該目標(biāo)畫面之前的32個(gè)畫面。該目標(biāo)畫面由多個(gè)目標(biāo)像素組成，并且每一個(gè)該目標(biāo)像素分別具有對(duì)應(yīng)的一目標(biāo)灰度值。此外，該目標(biāo)畫面與每一個(gè)該鄰近畫面各自具有對(duì)應(yīng)的一最大灰度值。而最大灰度值可以利用不同的判斷方式產(chǎn)生，例如特定畫面的最大灰度值可以是該畫面中亮度最高的灰度值，亦可以是取特定畫面中全部灰度值的平均數(shù)或加權(quán)平均...等，或是對(duì)特定畫面的圖像特性圖進(jìn)行統(tǒng)計(jì)所得到的閾值(threshold)，亦即是通過計(jì)算圖像特性圖的面積來決定，由整個(gè)圖像特性圖的高灰度值部分向低灰度值部分的方向積分，當(dāng)積分面積與總面積的比例達(dá)到設(shè)定值時(shí)，其所對(duì)應(yīng)的灰度值即可作為最大灰度值。本發(fā)明預(yù)先利用儀器，在固定的控制電壓(例如5伏特)之下，測(cè)量一顯示器的各種不同灰度值所對(duì)應(yīng)的亮度(如圖1所示的范例)。接著，本發(fā)明可根據(jù)上述測(cè)量結(jié)果建立一灰度值與亮度的對(duì)照表。請(qǐng)參見表一，表一即為該對(duì)照表的范例。表一、灰度值與亮度的對(duì)照表的范例假設(shè)該顯示器共可顯示M種預(yù)設(shè)灰度值(M為一正整數(shù))，則該對(duì)照表就可能包含M個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系。在現(xiàn)有的顯示系統(tǒng)中，M通常等于256。表一僅為用以示意的范例，因此未列出所有的灰度值及其對(duì)應(yīng)的亮度。除了灰度值與亮度的關(guān)系之外，本發(fā)明亦預(yù)先找出在灰度值255的情況下，各種控制電壓值(單位為伏特)與光源的亮度的對(duì)應(yīng)關(guān)系。請(qǐng)參見表二，表二即為該對(duì)應(yīng)關(guān)系的范例。表二、控制電壓與亮度的對(duì)應(yīng)關(guān)系的范例(灰度值255)假設(shè)該目標(biāo)畫面的最大灰度值為175，我們可由表一中看出灰度值175所對(duì)應(yīng)的亮度為339.71。也就是說，顯示該目標(biāo)畫面所需要的最高亮度為339.71，而非灰度值255所對(duì)應(yīng)的亮度505.38。接下來，我們由表二中可看出，當(dāng)控制電壓等于1.6伏特時(shí)，灰度值255所對(duì)應(yīng)的亮度為340.4。由此可推得，當(dāng)控制電壓等于1.6伏特時(shí)，灰度值255所對(duì)應(yīng)的最高亮度即足以呈現(xiàn)該目標(biāo)畫面。根據(jù)本發(fā)明的控制方法或控制裝置可利用上述的對(duì)應(yīng)關(guān)系，于顯示該目標(biāo)畫面時(shí)將光源的一目標(biāo)控制電壓設(shè)定為1.6伏特，亦即令該顯示器的光源的最高發(fā)光亮度等于340.4。以此，本發(fā)明可維持該目標(biāo)畫面原有的最高亮度，并可將該顯示器的光源的最高發(fā)光亮度由505.38調(diào)降為340.4，以大幅降低該光源的功率消耗。除了設(shè)定該目標(biāo)控制電壓之外，本發(fā)明也必須將該目標(biāo)畫面中各目標(biāo)像素的目標(biāo)灰度值作一相對(duì)應(yīng)的調(diào)整。舉例而言，該目標(biāo)畫面的最大灰度值必須乘上一增益，由175被調(diào)整為255，才能維持該目標(biāo)畫面原有的最大亮度。相對(duì)地，每一個(gè)目標(biāo)灰度值都必須被乘以相同的增益值，為該目標(biāo)畫面中每一個(gè)目標(biāo)像素產(chǎn)生新的灰度值。綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的第一較佳具體實(shí)施例為一種決定一顯示器的該控制電壓的方法。請(qǐng)參閱圖2。圖2為該控制方法的流程圖。步驟S21首先選擇性地根據(jù)該目標(biāo)畫面與該多個(gè)鄰近畫面的最大灰度值，為該目標(biāo)畫面產(chǎn)生一參考灰度值(R)。接著，步驟S22由一查找表中選出對(duì)應(yīng)于該參考灰度值(R)的一目標(biāo)控制電壓。步驟S23根據(jù)該參考灰度值(R)與M產(chǎn)生一增益。步驟S24接著分別將每一個(gè)該目標(biāo)灰度值乘以該增益，為該目標(biāo)畫面中的該多個(gè)目標(biāo)像素產(chǎn)生多個(gè)新灰度值。最后，步驟S25將該目標(biāo)控制電壓設(shè)定為該顯示器的該控制電壓，并且以該多個(gè)新灰度值將該目標(biāo)畫面顯示于該顯示器上。其中，若該增益等于顯示器可顯示的灰度值(M)與參考灰度值(R)的比值(M/R)，上述范例中的增益則等于(255/175)。該目標(biāo)畫面的最大灰度值乘以該增益(例如255/175)后，將由175被調(diào)整為255。同樣地，該目標(biāo)畫面中每一個(gè)該目標(biāo)灰度值都必須被乘以該增益(255/175)，以維持原有的灰度值的相對(duì)比例。于實(shí)際應(yīng)用中，該查找表可為整合表一與表二后的單一對(duì)照表，用以存儲(chǔ)該參考灰度值(R)與該目標(biāo)控制電壓之間的多組對(duì)應(yīng)關(guān)系。此外，該目標(biāo)控制電壓可以如表二所示的直流電壓，也可以為一脈寬調(diào)制(pulsewidthmodulation，PWM)方波。實(shí)際上，參考灰度值(R)未必為該目標(biāo)畫面本身的最大灰度值，而是該N個(gè)鄰近畫面的最大灰度值的平均值。由于該目標(biāo)畫面可能會(huì)受到噪聲干擾，造成該目標(biāo)畫面的最大灰度值有不正常的偏高或偏低的現(xiàn)象。因此，采用鄰近畫面的最大灰度值的平均值可消除噪聲的影響，避免該目標(biāo)畫面的亮度產(chǎn)生不正常的變動(dòng)。舉例而言，該目標(biāo)畫面的參考灰度值(R)可以是前32張鄰近畫面的最大灰度值的平均值。根據(jù)本發(fā)明的第二較佳具體實(shí)施例為一種決定一顯示器的一控制電壓的裝置。圖3為該控制裝置的方塊圖?？刂蒲b置30包含一產(chǎn)生模塊31、一選擇模塊32、一增益模塊33、一乘法模塊34與一設(shè)定模塊35。該產(chǎn)生模塊31用以選擇性地根據(jù)該多個(gè)最大灰度值為該目標(biāo)畫面產(chǎn)生一參考灰度值(R)。該選擇模塊32用以由一查找表36中選出對(duì)應(yīng)于該參考灰度值(R)的一目標(biāo)控制電壓。該增益模塊33則是用以根據(jù)該參考灰度值(R)與M產(chǎn)生一增益。該乘法模塊34用以分別將每一個(gè)該目標(biāo)灰度值乘以該增益，以此為該目標(biāo)畫面中的該多個(gè)目標(biāo)像素產(chǎn)生多個(gè)新灰度值。該設(shè)定模塊35用以將該目標(biāo)控制電壓設(shè)定為該顯示器的該控制電壓，并且以該多個(gè)新灰度值將該目標(biāo)畫面顯示于該顯示器上。在降低顯示器的光源的控制電壓后，本發(fā)明仍然可維持該目標(biāo)畫面原有的最高亮度，并可大幅降低該光源的功率消耗。相較于現(xiàn)有技術(shù)，應(yīng)用本發(fā)明的顯示器可節(jié)省許多不必要的功率消耗。除此之外，降低控制電壓和光源亮度更可以使顯示器的溫度下降，延長(zhǎng)顯示器面板的使用壽命。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，當(dāng)灰度值等于0時(shí)，顯示器的亮度并非完全等于零，也就是會(huì)有所謂漏光的現(xiàn)象。根據(jù)本發(fā)明，降低光源的最高亮度也會(huì)相對(duì)地讓屏幕的漏光量減少。因此，在目標(biāo)畫面的最高亮度不變、最低亮度降低的情況下，畫面的整體對(duì)比會(huì)相對(duì)會(huì)提高。通過以上較佳具體實(shí)施例的詳述，希望能更加清楚描述本發(fā)明的特征與精神，而并非以上述所公開的較佳具體實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明的范疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及等效性的安排于本發(fā)明所欲申請(qǐng)的權(quán)利要求范圍的范疇內(nèi)。權(quán)利要求1.一種決定一顯示器的一控制電壓的方法，該控制電壓與該顯示器的一最高亮度有關(guān)，該顯示器用以顯示一視頻信號(hào)流(videostream)中的一目標(biāo)畫面，于該視頻信號(hào)流中，該目標(biāo)畫面鄰近于N個(gè)鄰近畫面，N為一正整數(shù)，該目標(biāo)畫面與每一個(gè)該鄰近畫面各自具有一最大灰度值，該目標(biāo)畫面包含多個(gè)目標(biāo)像素，每一個(gè)該目標(biāo)像素具有一目標(biāo)灰度值，該顯示器共可顯示M種預(yù)設(shè)灰度值，M為一正整數(shù)，該方法包含下列步驟選擇性地根據(jù)該多個(gè)最大灰度值，為該目標(biāo)畫面產(chǎn)生一參考灰度值(R)；由一查找表中選出對(duì)應(yīng)于該參考灰度值(R)的一目標(biāo)控制電壓；根據(jù)該參考灰度值(R)與M產(chǎn)生一增益；分別將每一個(gè)該目標(biāo)灰度值乘以該增益，以此為該目標(biāo)畫面中的該多個(gè)目標(biāo)像素產(chǎn)生多個(gè)新灰度值；以及將該目標(biāo)控制電壓設(shè)定為該顯示器的該控制電壓，并且以該多個(gè)新灰度值將該目標(biāo)畫面顯示于該顯示器上。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該增益等于(M/R)。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該顯示器為一采用背光光源的液晶屏幕。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該目標(biāo)控制電壓為一直流電壓或一脈寬調(diào)制方波。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該查找表用以存儲(chǔ)該參考灰度值(R)與該目標(biāo)控制電壓之間的多組對(duì)應(yīng)關(guān)系。6.一種決定一顯示器的一控制電壓的裝置，該控制電壓與該顯示器的一最高亮度有關(guān)，該顯示器用以顯示一視頻信號(hào)流(videostream)中的一目標(biāo)畫面，于該視頻信號(hào)流中，該目標(biāo)畫面鄰近于N個(gè)鄰近畫面，N為一正整數(shù)，該目標(biāo)畫面與每一個(gè)該鄰近畫面各自具有一最大灰度值，該目標(biāo)畫面包含多個(gè)目標(biāo)像素，每一個(gè)該目標(biāo)像素具有一目標(biāo)灰度值，該顯示器共可顯示M種預(yù)設(shè)灰度值，M為一正整數(shù)，該裝置包含一產(chǎn)生模塊，用以選擇性地根據(jù)該多個(gè)最大灰度值為該目標(biāo)畫面產(chǎn)生一參考灰度值(R)；一選擇模塊，用以由一查找表中選出對(duì)應(yīng)于該參考灰度值(R)的一目標(biāo)控制電壓；一增益模塊，用以根據(jù)該參考灰度值(R)與M產(chǎn)生一增益；一乘法模塊，用以分別將每一個(gè)該目標(biāo)灰度值乘以該增益，以此為該目標(biāo)畫面中的該多個(gè)目標(biāo)像素產(chǎn)生多個(gè)新灰度值；以及一設(shè)定模塊，用以將該目標(biāo)控制電壓設(shè)定為該顯示器的該控制電壓，并且以該多個(gè)新灰度值將該目標(biāo)畫面顯示于該顯示器上。7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中該增益等于(M/R)。8.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中該顯示器為一采用背光光源的液晶屏幕。9.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中該目標(biāo)控制電壓為一直流電壓或一脈寬調(diào)制方波。10.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中該查找表用以存儲(chǔ)該參考灰度值(R)與該目標(biāo)控制電壓之間的多組對(duì)應(yīng)關(guān)系。全文摘要本發(fā)明提供一種決定一顯示器的最高亮度的方法。該顯示器用以顯示一包含多個(gè)目標(biāo)像素的目標(biāo)畫面。每一個(gè)目標(biāo)像素具有一目標(biāo)灰度值。該目標(biāo)畫面與N個(gè)鄰近畫面各自具有一最大灰度值。該顯示器共可顯示M種預(yù)設(shè)灰度值。本發(fā)明首先選擇性地根據(jù)該多個(gè)最大灰度值為該目標(biāo)畫面產(chǎn)生一參考灰度值(R)。接著，本發(fā)明由查找表中選出對(duì)應(yīng)于R的一目標(biāo)控制電壓，并根據(jù)R與M產(chǎn)生一增益。分別將每一個(gè)目標(biāo)灰度值乘以該增益，即可產(chǎn)生多個(gè)新灰度值。最后，本發(fā)明將該目標(biāo)控制電壓設(shè)定為該顯示器的控制電壓，并且以該多個(gè)新灰度值顯示該目標(biāo)畫面。文檔編號(hào)G02F1/133GK101051443SQ20061007389公開日2007年10月10日申請(qǐng)日期2006年4月5日優(yōu)先權(quán)日2006年4月5日發(fā)明者李信宏,陳旭宏,黃煜翔申請(qǐng)人:廣達(dá)電腦股份有限公司