基于定向调制和抖动的帧速率转换装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于定向调制和抖动的帧速率转换装置，所述帧速率转换装置包括定向微分调制生成器，其被配置为接收表示输入像素颜色的颜色分量的多个输入颜色数据、多个同步信号和控制信号并针对所述多个输入颜色数据分别生成多个调制数据；以及多个抖动模块，其被配置为针对每个输入颜色数据执行K位抖动以将相应输入颜色转换为每个分量具有K位色深的相应输出颜色，其中K为等于或大于1的整数。本发明专利技术使得显示设备可以支持高于其标准配置的帧速率，而不会出现可观察到的颜色深度下降。而不会出现可观察到的颜色深度下降。而不会出现可观察到的颜色深度下降。

【技术实现步骤摘要】
基于定向调制和抖动的帧速率转换装置及方法


[0001]本专利技术一般涉及有源矩阵显示装置。更具体地，本专利技术涉及基于数字驱动信号的帧速率可转换的有源矩阵显示装置。

技术介绍

[0002]显示设备经常需要处理各种类型的视频内容和图像源以显示流畅和真实色彩的视频。一般来说，有源矩阵显示设备包含像素，且每一像素包含驱动器电路，所述驱动器电路包括例如晶体管等开关元件和例如电容器等存储元件，用于主动地寻址像素并维持像素状态。通常，由栅极驱动器经由多条扫描线逐行选择像素，且接着由源极驱动器经由相应的数据线控制选定行处的每一像素发光来显示图像。
[0003]有源矩阵显示装置可利用模拟或数字驱动信号来驱动。在模拟方法中，利用例如驱动信号的电压或电流电平等模拟信号控制像素的亮度，而在数字方法中，利用驱动信号的脉冲宽度控制像素的亮度。数字方法比模拟方法更为普及，因为数字方法可直接将数字视频信号用于像素驱动，因此需要相对简单的驱动器电路且功率消耗较小。数字方法还具有较好的亮度均匀度，因为显示质量对像素驱动器电路中的晶体管的电流
‑
电压特性的变化不太敏感。
[0004]在数字调制方法中，每一像素的图像帧划分成若干子帧，每一子帧对应于要显示的数字图像数据中的一个位元。子帧可具有不同持续时间，根据要分别表示的位元的位置且基于如下规则对所述不同持续时间进行加权：子帧表示的有效位元越高，则子帧持续时间越长。
[0005]对于每一子帧，每一行像素会被扫描某一扫描时间。接着控制被扫描行的像素以固定亮度(接通)或零亮度(关断)发光以分别表示逻辑值“1”或“0”且在子帧持续时间内保持该状态。如此，可借助于在每一帧内像素被接通的保持时间的合计来实现2
K
个层级的灰度级。
[0006]常规上，在每一子帧中循序地扫描扫描线，且子帧以升序/降序循序地布置并周期性地重复。然而，为了实现高分辨率或动态范围，扫描速度可能不够高而使得在下一帧开始之前无法完成扫描。如果当前帧的扫描时间比最后一个子帧的周期长且溢出到下一帧的第一子帧中，则在下一帧的第一子帧期间有两条扫描线同时在操作中。
[0007]因此在有限的显示能力下，显示设备需要在色深和帧速率之间取得良好的平衡，才能达到最佳的显示质量。例如，在60Hz帧速率下具有24位色深的标准配置足以满足大多数一般应用的显示设备，亦可以更高的帧速率(例如120Hz)显示快速移动的物体以避免运动模糊，但会导致较低的色深(例如，12位)。色深的减少可能会导致不准确的颜色呈现。例如，当最初以24位色深显示的图像(如图1A所示)以9位色深显示时，在某些区域会产生明显的色带(如图1B所示)。因此，会希望显示设备能够支持高于其标准配置的帧速率的同时不会出现可观察到的颜色深度下降。

技术实现思路

[0008]根据本专利技术的一个方面，提供了基于定向调制和抖动的帧速率转换装置，所述帧速率转换装置包括定向微分调制生成器，其被配置为接收表示输入像素颜色的颜色分量的多个输入颜色数据、多个同步信号和控制信号并针对所述多个输入颜色数据分别生成多个调制数据；以及多个抖动模块，其被配置为针对每个输入颜色数据执行K位抖动以将相应输入颜色转换为每个分量具有K位色深的相应输出颜色，其中K为等于或大于1的整数。
[0009]根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种用于显示的动态运动检测方法，包括检测视频的运动内容并产生运动检测信号，并基于所述运动检测信号产生用于控制所述视频的显示颜色深度的控制信号。如果所述运动检测信号表示所述视频包含明显的运动内容，则所述显示设备以比标准配置较高的帧速率和较低的色深显示所述视频；以及如果所述运动检测信号表示表示所述视频是相对静态的，则所述显示设备以比标准配置较低的帧速率和较高的色深显示该视频。
[0010]通过在对每个输入颜色数据执行K位抖动转换之前应用定向调制以生成具有每个分量K位颜色深度的输出颜色数据，显示设备可以支持高于其标准配置的帧速率，而不会出现可观察到的颜色深度下降。如图1C所示，通过实施本专利技术提供的帧速率转换方法，即使将图像的色深从24位降低到9位，也不会出现因色深降低而导致的色带。此外，通过促进显示设备根据视频的运动内容动态转换其显示输出格式，可以进一步优化显示质量。
附图说明
[0011]下文参看图式更详细地描述本专利技术的实施例，图式中：
[0012]图1A显示了最初以24位色深显示的图像；图1B显示了9位色深的减色图像；以及图1C示出了通过本专利技术提供的驱动方法改进的9位色深的减色图像；
[0013]图2示出了根据本专利技术一个实施例的帧速率可转换有源矩阵显示设备的简化系统框图；
[0014]图3描绘了根据本专利技术的一个实施例的基于定向调制和抖动的帧速率转换装置的框图：
[0015]图4A示出了如何将具有每分量8位色深的输入颜色转换为具有每分量1位色深的输出颜色；图4B显示了如何将具有每分量8位色深的输入颜色转换为具有每分量3位色深的输出颜色；
[0016]图5A
‑
5C描绘了如何基于不同的颜色深度来划分颜色空间；
[0017]图6A
‑
6G图示了通过将调制阈值设置为像素颜色最大值的一半而确定的一些示例性微分调制方向；
[0018]图7A
‑
7C图示了如何应用调制以及如何为调制周期内像素的颜色数据确定色阶；
[0019]图8A
‑
8D示出了具有不同显示格式的输入图像源如何被转换为具有不同显示格式的混合的输出图像源；
[0020]图9示出了根据本专利技术一个实施例的动态运动检测装置的简化框图；
[0021]图10示出了示范性视频剪辑如何被划分为不同的视频片段以执行运动检测；以及
[0022]图11A
‑
11C示出了如何基于示例视频剪辑中不同视频段的运动检测来确定不同的显示输出格式。
具体实施方式
[0023]在以下描述中，作为优选示例阐述了用于驱动有源矩阵显示器进行帧速率转换的方法及其实现的系统。所属领域的技术人员将显而易见，可在不脱离本专利技术的范围和精神的情况下作出包含添加和/或替换在内的修改。可省略特定细节以免使本专利技术模糊不清；然而，撰写本公开是为了使所属领域的技术人员能够在无需进行过度实验的情况下实践本文中的教示。
[0024]图2示出了根据本专利技术一实施例的帧速率可转换有源矩阵显示设备1的简化系统框图。在本实施例中，每个像素颜色可以包括红色、绿色和蓝色(RGB)像素颜色分量。相应地，每个像素颜色数据可以包括分别代表红色、绿色和蓝色(RGB)像素颜色分量的颜色分量数据。
[0025]如图2所示，显示设备1可以包括主处理器11；时序控制器12连接至主机处理器11；栅极驱动器13连接在时序控制器12和有源矩阵显示面板(未示出)之间；源极驱动器14连接在时序控制器12和有源矩阵显示面板之间。主机处理器11可以被配置为产生表示输入像素颜色的RGB颜色分量的多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于定向调制和抖动的帧速率转换装置，包括：定向微分调制生成器，被配置为接收表示输入像素颜色的颜色分量的多个输入颜色数据、多个同步信号和控制信号并针对所述多个输入颜色数据分别生成多个调制数据；以及多个抖动模块，被配置为针对每个输入颜色数据执行K位抖动以将相应输入颜色转换为每个分量具有K位色深的相应输出颜色，其中K为等于或大于1的整数，每个抖动模块包括：余差线缓冲器，被配置为追踪相应抖动转换中的余差并生成相应余差数据；适配器，被配置为接收相应的输入颜色数据、来自所述定向微分调制生成器的相应调制数据，以及来自相应余差线缓冲器的相应余差数据，以通过将相应调制数据和相应余差数据相加来调整相应输入颜色数据以产生相应适配颜色数据；以及抖动引擎，被配置为从相应的适配器接收相应适配颜色数据以及将相应适配颜色数据与(2
K
‑
1)个抖动阈值进行比较以生成相应输出颜色数据的2
K
个可能的输出色阶并生成相应输出颜色数据。2.根据权利要求1的帧速率转换装置，其中所述定向微分调制生成器还可以被配置为：通过将每个输入颜色数据与调制阈值进行比较；针对每个颜色分量的获得调制标志值来确定微分调制的调制方向；以及基于所确定的调制方向施加定向微分调制于所述输入像素颜色的每个颜色分量以获得针对所述颜色分量的调制数据。3.根据权利要求2的帧速率转换装置，其中所述调制阈值设置为输入像素颜色分量最大值的一半。4.根据权利要求3的帧速率转换装置，其中所述微分调制在调制周期上跨越图像帧序列使用微分调制数据序列执行。5.根据权利要求4的帧速率转换装置，其中在所述调制周期内第i帧中得到的颜色分量的调制数据可由下式给出：H
mi
＝X
oi
+d
i
，for i＝1，2，
…
，N，其中X
mi
是在第i帧中得到的输入像素颜色分量的调制数据，X
oi
是第i帧中输入像素颜色分量的原始输入数据，d
i
是第i帧中使用的微分调制值，其可能有正值或负值，N为所述调制周期内的总帧数。6.根据权利要求5的帧速率转换装置，其中所述微分调制值序列d
i
的和等于0。7.根据权利要求6的帧速率转换装置，其中所述抖动引擎还被配置为分别基于跨越N个帧所获得的调制数据确定输出像素颜色分量的N个色阶。8.根据权利要求7的帧速率转换装置，其中所述基于在第i帧中获得的调制数据X
mi
的输出像素颜色分量的色阶可以用下式给出的算法确定：其中，C
i
是在第i个图像帧中获得的输出颜色数据的色阶，L
k
是在要显示的具有每个分
量K位色深的颜色空间中所定义的第k个色阶。9.根据权利要求6的帧速率转换装置，其中抖动引擎还被配置为对在调制周期内跨帧序列确定的输出像素颜色分量的色阶取平均值以获得显示颜色平均值；并且将显示颜色平均值设置为输出颜色值。10.一种帧速率可转换的有源矩阵显示装置，包括根据权利要求1所述的基于抖动和定向调制的帧速率转换装置。...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈永志，李志伟，吴伟汉，庄振荣，
申请(专利权)人：晶门科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：