CN101075415A - 显示装置、显示面板驱动器以及驱动显示面板的方法 - Google Patents

Abstract

根据本发明的LCD装置(1)具有：LCD面板(2)；运算和校正电路(14)，其被构成以通过使用算术表达式对目标帧图像的输入灰阶数据进行校正操作，以产生输出灰阶数据；数据线驱动器(15至17)，其被构成以根据输出灰阶数据来驱动LCD面板(2)；以及校正数据计算电路(13)，其被构成以根据目标帧图像的输入灰阶数据或目标帧图像之前的先前帧图像的输入灰阶数据产生校正数据，该校正数据规定了目标帧图像的输入灰阶数据和输出灰阶数据之间的关系。运算和校正电路(14)根据校正数据确定算术表达式的系数。

Description

显示装置、显示面板驱动器以及驱动显示面板的方法

技术领域

本发明涉及一种显示装置以及驱动显示面板的方法。尤其，本发明涉及一种用于通过对灰阶数据进行校正而令人满意地调整显示面板上的灰阶的技术。

背景技术

近些年，移动电话或PDA(个人数据助理)等移动终端已被要求支持显示影片的功能。例如，支持数字地面广播的移动电话是移动电话制造商的关键产品之一。

一个问题在于，与CRT(阴极射线管)或大LCD装置相比，移动终端的小LCD(液晶显示)装置影片在显示质量方面较差，尤其是当图像不够亮时的对比度特性较差。在移动终端的LCD装置中，从降低电功耗的角度来看，其背光亮度被设置得很低。结果，当显示影片时，由于当图像不够亮时的不充分的对比度，可能会发生图片质量变劣。

用于改善显示质量的一种方法是进行校正操作，例如对输入的灰阶数据进行伽马校正以增强对比度。日本特开专利申请JP-H07-281633(专利No.3201449)公开了一种根据所显示图像的APL(平均图像电平)和亮度变化(或者标准偏差)来确定伽马值、并通过使用所确定的伽马值进行伽马校正来控制对比度的技术。根据该专利文献中描述的技术，当伽马值被确定时，一查阅表(LUT)被存储到RAM中，在该查阅表(LUT)中描述了用于对使用所确定的伽马值进行的伽马校正进行表示的输入-输出特征。当给出输入的灰阶数据时，从LUT读出对应于输入灰阶数据的输出灰阶数据，并由此进行伽马校正。而且，日本特开专利申请JP-H09-80378公开了一种根据背光的亮度进行校正操作并由此控制图像对比度的技术。根据该专利文献中描述的LCD装置，准备了描述输入-输出特征的LUT，通过使用该输入-输出特征，能够获得在输入像素数据和输出像素数据之间的线性关系，且校正操作是使用该LUT来执行的。

本申请的发明人已经意识到以下几点。对图像数据进行校正操作的LCD装置电路需要尺寸小且电功耗低。然而，使用LUT进行校正操作的LCD装置不能满足这种要求。

首先，在使用LUT进行校正操作的LCD装置的情况下，需要准备用于存储LUT的高容量存储器，这导致电路尺寸增加。例如，在通过分别为红(R)、绿(G)和蓝(B)使用不同的伽马值来进行伽马校正的情况下，输入灰阶数据为6位且输出灰阶数据为8位，因此需要准备尺寸为1536位(＝2⁶×8×3)的LUT。

而且，使用LUT进行校正操作的LCD装置存在以下问题，当在校正操作中的输入灰阶数据和输出灰阶曲线之间的关系被转换时，电功耗很大。即，根据使用LUT进行校正操作的LCD装置，需要重写LUT以改变输入灰阶数据和输出灰阶曲线之间的关系。然而，需要进行大量的数据传输来重写LUT。大量数据传输导致电功耗的增加，这对于在移动终端中使用的LCD装置来讲尤其是个问题。

如上所述，在被配置成依据所要显示的图像对在校正操作中的输入灰阶数据和输出灰阶曲线之间关系进行转换的显示装置中，一项重要问题是以小的电路尺寸来实现，并且进一步降低转换所必需的电功耗。

发明内容

在本发明的一个实施例中，显示装置包括：显示面板；构成为通过使用算术表达式对目标画面图像的输入灰阶数据进行校正操作以产生输出灰阶数据的运算和校正电路；构成为根据输出灰阶数据驱动显示面板的驱动器；以及构成为产生校正数据的校正数据计算电路。该校正数据计算电路根据目标画面图像的输入灰阶数据或目标画面图像之前的先前画面图像的输入灰阶数据产生校正数据，以便规定目标画面图像的输入灰阶数据和输出灰阶数据之间的关系。运算和校正电路根据校正数据确定算术表达式的系数。

本显示装置根据画面图像产生规定输入灰阶数据和输出灰阶数据之间关系的校正数据，并且根据校正数据关于输入灰阶数据确定在校正操作中使用的算术表达式的系数。也就是说，本显示装置不使用校正操作中的LUT，其有效地降低了电路尺寸。此外，由于校正数据的变化，输入灰阶数据和输出灰阶数据之间的关系通过转换算术表达式的系数而变化。因此，本发明的显示装置能够通过小量的数据传输转换输入灰阶数据和输出灰阶数据之间的关系，这在降低电功耗方面是有效的。

根据本发明，可以实现小电路尺寸的显示装置，将该显示装置构成为根据将要显示的图像转换校正操作中输入灰阶数据和输出灰阶曲线之间的关系。而且，可以降低对于转换该关系必须的电功耗。

附图说明

结合附图、根据以下某些优选实施例的描述，本发明的上述和其他目的、优点和特征将更明显，附图中：

图1是示出根据本发明第一实施例液晶显示装置结构的框图；

图2是示出第一实施例中校正点数据计算电路结构的框图；

图3是示出第一实施例中近似运算和校正电路的结构的框图；

图4A是表示对应于比1小的伽马值γ的校正点数据组的校正点数据CP0至CP5含义的图；

图4B是表示对应于等于或大于1的伽马值γ的校正点数据组的校正点数据CP0至CP5含义的图；

图5是表示第一实施例液晶显示装置中的APL和由APL规定的伽马值之间关系的图；

图6是示出第二实施例中校正点数据计算电路结构的框图；

图7是表示第二实施例液晶显示装置中的APL和由APL规定的伽马值之间关系的图；

图8是示出第二实施例液晶显示装置中通过校正点数据的线性内插获得的伽马曲线的图；

图9是示出第三实施例中校正点数据计算电路结构的框图；

图10是说明第三实施例中差值数据Dif1的图；

图11是示出第四实施例中校正点数据计算电路结构的框图；

图12A是说明第四实施例中差值数据Dif1的图；

图12B是示出对应于根据第四实施例中的差值数据Dif1选择的所选校正点数据组CP_L^K的伽马曲线的图；

图13A是说明第四实施例中差值数据Dif2和Dif3的图；

图13B是表示输入灰阶数据和根据差值数据Dif2和Dif3获得的输出灰阶数据之间最后关系的图；

图14是示出第四实施例中液晶显示装置操作的流程图；

图15A是示出根据第一和第二实施例液晶显示装置改进实例的框图；

图15B是示出根据第三和第四实施例液晶显示装置改进实例的框图；和

图16是示出根据第一实施例液晶显示装置另一改进实例的框图。

具体实施方式

在此，现在将参考解释性实施例描来述本发明。本领域技术人员将意识到使用本发明的技术能实现很多替换实施例，且本发明不限于为说明目而被示出的实施例。

1.第一实施例

(总体结构)

图1是示出包括根据本发明实施例的液晶显示(LCD)装置1的系统的结构的框图。LCD装置1提供有LCD面板2、控制器驱动器4、扫描线驱动器5和用于照亮LCD面板2的背光8。LCD装置1构成为响应于从图像显示电路3发送来的各种数据和控制信号，在LCD面板2上显示图像。

图像显示电路3产生与将要在LCD面板2上显示的图像相对应的输入灰阶数据D_IN，并将其提供到控制器驱动器4。在本实施例中，输入灰阶数据D_IN是6位数据。以下将与LCD面板2的红色像素(R像素)相关联的输入灰阶数据D_IN称作输入灰阶数据D_IN ^R。相似地，将与绿色像素(G像素)和蓝色像素(B像素)相关联的输入灰阶数据D_IN分别称作输入灰阶数据D_IN ^G和输入灰阶数据D_IN ^B。

而且，图像显示电路3产生在对控制器驱动器4进行控制时使用的存储器控制信号6和校正点数据CP^(1)～(m)，并将它们提供到控制器驱动器4。每一个校正点数据组CP⁽¹⁾是对由控制器驱动器4执行的校正操作的输入输出关系进行规定的数据。在本实施例中，每个校正点数据组CP⁽ⁱ⁾都是一组用于确定在伽马校正中使用的伽马曲线形状的数据。各校正点数据组CP^(1)～(m)对应于相互不同的伽马值。由于从图像显示电路3提供了多个校正点数据组CP^(1)～(m)，因此控制器驱动器4能够基于该多个伽马值γ来执行伽马校正。每个校正点数据组CP⁽ⁱ⁾由六个校正点数据构成：CP0至CP5。与伽马值γ对应的伽马曲线的形状是通过校正点数据CP0至CP5中的一组来规定的。以下将描述校正点数据组CP⁽ⁱ⁾的细节。例如，关于图像显示电路3，使用CPU(中央处理单元)或DSP(数字信号处理器)。

LCD面板2具有v条扫描线(栅极线)、3h条数据线(源极线)以及在其交叉处提供的v*3h个像素；在此，v和h是自然数。

控制器驱动器4从图像显示电路3接收输入灰阶数据D_IN，并根据该输入灰阶数据D_IN来驱动LCD面板2的数据线(源极线)。该控制器驱动器4进一步具有产生扫描线驱动器控制信号7以控制扫描线驱动器5的功能。在本实施例中，控制器驱动器4被集成到与图像显示电路3的芯片不同的半导体芯片上。

扫描线驱动器5响应于扫描线驱动器控制信号7，驱动LCD面板2的扫描线(栅极线)。

控制器驱动器4提供有存储控制器11、显示存储器12、校正点(CP)数据计算电路13、近似运算和校正电路14、减色电路15、锁存电路16、数据线驱动器17、灰阶电压产生电路18和定时控制器19。

存储控制器11具有控制显示存储器12、并在显示存储器12中存储从图像显示电路3传送来的输入灰阶数据D_IN的功能。更具体来讲，存储控制器11通过基于从图像显示电路3传送来的存储控制信号6和从定时控制器19传送来的定时控制信号21来产生显示存储控制信号22，对显示存储器12进行控制。而且，存储控制器11与存储控制信号6同步地，将从图像显示电路3传送来的输入灰阶数据D_IN传送至显示存储器12，并将输入灰阶数据D_IN写入显示存储器12中。

显示存储器12用于将从图像显示线路3传送来的输入灰阶数据D_IN临时地保持在控制器驱动器4内部。显示存储器12具有与一帧图像对应的容量，即，v*3h*6比特的容量。响应于从存储控制器11传送来的显示存储控制信号22，显示存储器12串行输出所保持的输入灰阶数据D_IN。按照LCD面板2的每一行像素来执行输入灰阶数据D_IN的输出。

校正点数据计算电路13从自图像显示电路3接收的校正点数据组CP^(1)～(m)中选择期望的校正点数据组，并将所选的校正点数据组提供到近似运算和校正电路14。在本实施例中，分别相对于R像素、G像素和B像素来选择校正点数据组，以能够使用不同的伽马值对R像素、G像素和B像素的各自的输入灰阶数据D_IN执行伽马校正。相对于R像素所选择的校正点数据组称作“所选校正点数据组CP_sel^R”，相对于G像素选择的校正点数据组称作“所选校正点数据组CP_sel^G”，且相对于B像素选择的校正点数据组称作“所选校正点数据组CP_sel^B。与在校正点数据组CP^(1)～(m)中相同，每一个所选校正点数据组CP_sel^R、CP_sel^G和CP_sel^B由六个校正点数据：CP0至CP5构成。当彼此没有区别的时候，所选校正点数据组CP_sel^R、CP_sel^G和CP_sel^B被总称为所选校正点数据组CP_sel^k。

在本实施例中，校正点数据计算电路13根据输入灰阶数据D_IN来计算每一帧图像(或每一场图像)的APL(平均图像电平)，并根据(依据)所计算出的APL选择出所选校正点数据组CP_sel^k。由于所选校正点数据组CP_sel^k是依据APL来选择的，因此通过使用适合于所要显示的帧图像的适当伽马值来进行伽马校正，正如稍后将要描述的。

近似运算和校正电路14从校正点数据计算电路13接收所选校正点数据组CP_sel^k，并通过使用由所选校正点数据组CP_sel^k规定的伽马曲线，对输入灰阶数据D_IN进行伽马校正，以产生输出灰阶数据D_OUT。更具体来说，根据所选校正点数据组CP_sel^R，近似运算和校正电路14对与R像素相关的输入灰阶数据D_IN ^R进行伽马校正，以产生输出灰阶数据D_OUT ^R。相似地，根据所选校正点数据组CP_sel^G和CP_sel^B，近似运算和校正电路14对与G像素和B像素相关的输入灰阶数据D_IN ^G和D_IN ^B进行伽马校正，以分别产生输出灰阶数据D_OUT ^G和D_OUT ^B。输出灰阶数据D_OUT是与R像素相关的输出灰阶数据D_OUT ^R、与G像素相关的输出灰阶数据D_OUT ^G、和与B像素相关的输出灰阶数据D_OUT ^B的总称。

输出灰阶数据D_OUT的是具有比输入灰阶数据D_IN更多位数的8位数据。将输出灰阶数据D_OUT的位数设置成大于输入灰阶数据D_IN的位数对于避免由于校正操作导致的像素灰阶信息损失是有效的。

在由近似运算和校正电路14执行的伽马校正中所使用的不是LUT(查阅表)，而是算术表达式。从近似运算和校正电路14中除去LUT对于降低近似运算和校正电路14的电路尺寸和降低伽马值转换所必须的电功耗是有效的。应当注意，为通过近似运算和校正电路14进行的伽马校正使用的不是精确表达式，而是近似表达式。近似运算和校正电路14根据从校正点数据计算电路13传送来的所选校正点数据组CP_sel^k确定伽马校正中所使用的近似表达式的系数，且由此使用期望的伽马值来执行伽马校正。为了使用精确表达式来执行伽马校正，必须执行功率函数计算，这增大了电路尺寸。在本实施例中，通过使用近似表达式来执行伽马校正，该近似表达式不包括任何功函数，因此降低了电路尺寸。

减色电路15对由近似运算和校正电路14产生的输出灰阶数据D_OUT执行减色处理，以产生减色后的输出灰阶数据D_OUT-D。

锁存电路16响应于锁存信号24，对来自于减色电路15的减色后的输出灰阶数据D_OUT-D进行锁存，并将所锁存的减色后的输出灰阶数据D_OUT-D传送到数据线驱动器17。

根据从锁存电路16传送来的减色后的输出灰阶数据D_OUT-D，数据线驱动器17驱动LCD面板2的相应数据线。更具体来讲，根据减色后的输出灰阶数据D_OUT-D，数据线驱动器17从自灰阶电压产生电路18提供的多个灰阶电压中选择相应的灰阶电压，并将LCD面板2的相应数据线驱动为所选的灰阶电压。在本实施例中，自灰阶电压产生电路18提供的多个灰阶电压的数目是64。

定时控制器19起到对液晶显示装置1的定时进行控制的作用。更具体来讲，定时控制器19产生扫描线驱动器控制信号7、定时控制信号21、帧信号23和锁存信号24，并将其分别提供到扫描线驱动器5、存储控制器11、校正点数据计算电路13和锁存电路16。扫描线驱动器控制信号7是用于控制扫描线驱动器5的操作定时的信号。定时控制信号21是用于控制存储控制器11的操作定时的信号。上述显示存储控制信号22是响应于定时控制信号21而产生的。帧信号23是用于向校正点数据计算电路13通知每帧周期开始的信号。帧信号23在每帧周期开始时被激活。锁存信号24是用于使锁存电路16能够锁存减色后的输出灰阶数据D_OUT-D的信号。扫描线驱动器5、存储控制器11、校正点数据计算电路13以及锁存电路16的操作定时分别由扫描线驱动器控制信号7、定时控制信号21、帧信号23和锁存信号24来控制。

接下来，下文将详细说明校正点数据组CP⁽¹⁾的校正点数据CP0至CP5、校正点计算电路13以及近似运算和计算电路14。

(产生校正点数据组CP⁽¹⁾的校正点数据CP0至CP5的方法)

如上所述，校正点数据组CP⁽ⁱ⁾的校正点数据CP0至CP5是对伽马曲线的形状进行规定的一组参数。通过以下等式(1a)或(1b)给出与某一伽马值γ对应的校正点数据组CP⁽ⁱ⁾的校正点数据CP0至CP5。

(1)在伽马值γ小于1的情况下：

CP0＝0，

$\mathrm{CP}1=\frac{4\·\mathrm{Gamma}[K/4]-\mathrm{Gamma}\left[K\right]}{2},$

CP2＝Gamma[K-1]，                                …(1a)

CP3＝Gamma[K]，

CP4＝2·Gamma[(D_IN ^MAX+K-1)/2]-D_OUT ^MAX，

CP5＝D_OUT ^MAX，

(2)在伽马值γ小等于或大于1的情况下：

CP0＝0，

CP1＝2·Gamma[K/2]-Gamma[K]，

CP2＝Gamma[K-1]，                                …(1b)

CP3＝Gamma[K]，

CP4＝2·Gamma[(D_IN ^MAX+K-1)/2]-D_OUT ^MAX，

CP5＝D_OUT ^MAX，

在此，D_IN ^MAX是输入灰阶数据D_IN的最大值，D_OUT ^MAX是输出灰阶数据D_OUT的最大值。参数K是通过以下等式(2)给出的常数：

K＝(D_IN ^MAX+1)/2                                   (2)

函数Gamma[x]是表示伽马校正的精确表达式的函数，且通过以下等式(3)定义：

Gamma[x]＝D_OUT ^MAX·(x/D_IN ^MAX)^y，                …(3)

图4A是表示与小于1的伽马值γ对应的校正点数据组CP⁽ⁱ⁾的校正点数据CP0至CP5的图。在x轴是输入灰阶数据D_IN和y轴是输出灰阶数据D_OUT的坐标系中，校正的点数据CP0至CP5通过近似表达式规定了伽马曲线的形状。校正点数据CP0、CP2、CP3和CP5表示伽马曲线上点的y坐标，其x坐标分别是0、K-1、K和D_IN ^MAX。也就是说，位于坐标(0，CP0)、(K-1，CP2)、(K，CP3)和(D_IN ^MAX，CP5)上的点是在通过精确表达式定义的伽马曲线上，如从上述等式(1a)至(3)可明显得出的。另一方面，校正点数据CP1和CP4表示其x坐标分别是K/4和(D_IN ^MAX+K-1)/2的点的y坐标。尽管坐标(K/4，CP1)和((D_IN ^MAX+K-1)/2，CP4)不位于伽马曲线上，但是其在与伽马曲线的形状相关的位置上。

另一方面，图4B是表示与等于或大于1的伽马值γ对应的校正点数据组CP⁽ⁱ⁾的校正点数据CP0至CP5的图。位于坐标(0，CP0)、(K-1，CP2)、(K，CP3)和(D_IN ^MAX，CP5)上的点是在通过精确表达式定义的伽马曲线上，如从上述等式(1a)至(3)可明显得出的。另一方面，校正点数据CP1和CP4表示其x坐标分别是K/2和(D_IN ^MAX+K-1)/2的点的y坐标。尽管坐标(K/2，CP1)和((D_IN ^MAX+K-1)/2，CP4)不位于伽马曲线上，但是其也位于与伽马曲线的形状相关的位置上。

应当注意，根据伽马值γ是否小于1，对于校正点数据CP1给出不同的定义。在伽马值γ小于1的情况下，伽马曲线在原点附近快速上升。因此，这种情况下，对伽马曲线的形状进行规定的校正点数据CP1是通过相对小的x坐标来定义的。

(校正点数据计算电路的结构和功能)

校正点数据计算电路13存储由通过上述等式(1a)或(1b)计算的校正点数据CP0至CP5构成的校正点数据组CP^(1)～(m)，并从所存储的校正点数据组CP^(1)～(m)中选择出所选的校正点数据组CP_sel^R、CP_sel^G和CP_sel^B。

图2是示出校正点数据计算电路13的结构的框图。校正点(CP)数据计算电路13提供有校正点(CP)数据存储寄存器31、APL计算电路32和选择电路33。校正点数据存储寄存器31被构成为存储从图像显示电路3接收的校正点数据组CP^(1)～(m)。

APL计算电路32根据输入灰阶数据D_IN计算每帧图像的APL。某一帧图像的APL是与该帧图像对应的输入灰阶数据D_IN的平均值。

在本实施例中，通过APL计算电路32计算而计算出的APL是M位数据。存储在校正点数据存储寄存器31中的校正点数据组CP^(1)～(m)的数目是2^M。也就是说，m等于2^M。

基于所计算的APL，选择电路32从存储在校正点数据存储寄存器31中的校正点数据组CP^(1)～(m)中选择所选的校正点数据组CP_sel^R、CP_sel^G和CP_sel^B。选择电路33选择所选的校正点数据组CP_sel^R、CP_sel^G和CP_sel^B，以使在伽马校正中使用的伽马值γ随着所计算的APL变小而变小。换句话说，随着所计算的APL变小，选择电路33选择与较小伽马值γ对应的校正点数据组CP⁽¹⁾作为所选的校正点数据组CP_sel^k。结果，当该帧图像整体为黑色且其对比度不清楚时，该对比度被增强，并因此能获得优异的画面质量。所选的校正点数据组CP_sel^R、CP_sel^G和CP_sel^B被传送到近似运算和校正电路14。所选的校正点数据组CP_sel^k被送往向近似运算和校正电路14的传送过程是与帧信号23同步执行的。

(近似运算和校正电路的结构和功能)

近似运算和校正电路14通过使用从校正点数计算电路13传送来的所选校正点数据组CP_sel^k，基于算术表达式进行输入灰阶数据D_IN的伽马校正。结果，通过使用与每一帧图像的APL相适合的适当伽马值来执行伽马校正。

应当注意，近似运算和校正电路14不使用LUT来进行伽马校正。如上所述，当将LUT用在伽马校正中时，必须提供具有足够存储LUT的容量的存储器，这增加了电路尺寸。此外，需要大量的数据传送来转换伽马值，这导致不希望的电功耗增加。根据本发明，由于从近似运算和校正电路14中省略了LUT，因此电路尺寸得到了抑制。此外，伽马校正中使用的伽马值的转换是通过对所选的校正点数据组CP_sel^k进行转换来实现的，并由此，能够通过少量的数据传送来实现伽马值的转换。

图3是示出近似运算和校正电路14的结构的框图。近似运算和校正电路14提供有分别为R像素、G像素和B像素准备的近似运算单元25_R、25_G和25_B。

近似运算单元25_R、25_G和25_B基于算术表达式，对输入灰阶数据D_IN ^R、D_IN ^G和D_IN ^B进行伽马校正，以产生输出灰阶数据D_OUT ^R、D_OUT ^R和D_OUT ^R。如上所述，D_OUT ^R、D_OUT ^R和D_OUT ^R中每一个的位数都是8，其大于输入灰阶数据D_IN ^R、D_IN ^G和D_IN ^B中的每一个的位数。

近似运算单元25_R在伽马校正中使用的算术表达式的系数是依据所选校正点数据组CP_sel^R的校正点数据CP0至CP5来确定的。相似地，近似运算单元25_G和25_B在伽马校正中使用的算术表达式的系数分别是依据所选校正点数据组CP_sel^G和CP_sel^B的校正点数据CP0至CP5来确定的。

近似运算单元25_R、25_G和25_B的功能除了输入灰阶数据和校正点数据相互不同之外，是相同的。当彼此之间不存在不同时，下文将通过省略下标，将近似运算单元25_R、25_G和25_B称作近似运算单元25。

近似运算单元25根据以下等式(4a)、(4b)或(4c)来计算输出灰阶数据D_OUT。

(1)在D_IN小于D_IN ^Center且CP1大于CP0的情况下：

$D_{\mathrm{OUT}}=\frac{2(\mathrm{CP}1-\mathrm{CP}0)\·{\mathrm{PD}}_{\mathrm{INS}}}{K^2}+\frac{(\mathrm{CP}3-\mathrm{CP}0)D_{\mathrm{INS}}}{K}+\mathrm{CP}0...\left(4a\right)$

应当注意，大于校正点数据CP0的校正点数据CP1意味着在伽马校正中使用的伽马值γ小于1(参考图4A)。

(2)在D_IN小于D_IN ^Center且CP1等于或小于CP0的情况下：

$D_{\mathrm{OUT}}=\frac{2(\mathrm{CP}1-\mathrm{CP}0)\·{\mathrm{ND}}_{\mathrm{INS}}}{K^2}+\frac{(\mathrm{CP}3-\mathrm{CP}0)D_{\mathrm{INS}}}{K}+\mathrm{CP}0...\left(4b\right)$

应当注意，校正点数据CP1等于或小于校正点数据CP0意味着伽马校正中使用的伽马值γ等于或大于1(参考图4B)。

(3)在D_IN大于D_IN ^Center的情况下：

$D_{\mathrm{OUT}}=\frac{2(\mathrm{CP}4-\mathrm{CP}2)\·{\mathrm{ND}}_{\mathrm{INS}}}{K^2}+\frac{(\mathrm{CP}5-\mathrm{CP}2)D_{\mathrm{INS}}}{K}+\mathrm{CP}2...\left(4c\right)$

中间数据值D_IN ^Center是按照以下等式(5)，使用输入灰阶数据D_IN的最大值D_IN ^MAX而定义的值：

D_IN ^Center＝D_IN ^MAX/2                   (5)

参数K通过上述等式(2)给出。在等式(4a)至(4c)中出现的D_INS、PD_INS和ND_INS是如下定义的值。

(a)D_INS

D_INS是取决于输入灰阶数据D_IN的值，且通过以下等式(6a)和(6b)给出：

D_INS＝D_IN(对于D_IN＜D_IN ^Center)        …(6a)

D_INS＝D_IN+1-K(对于D_IN＞D_IN ^Center)    …(6b)

(b)PD_INS

PD_INS是通过使用由以下等式(7b)定义的参数R，通过以下等式(7a)来定义的：

PD_INS＝(K-R)·R， …(7a)

R＝K^1/2·D_INS ^1/2，…(7b)

如根据等式(6a)、(6b)、(7a)和(7b)所能理解的，参数R是与D_IN的平方根成比例的值，且因此D_INS是通过包括与D_IN的平方根成比例的项和与D_IN成比例的项的等式而计算出的值。

(C)ND_INS

ND_INS通过以下等式(8)给出：

ND_INS＝(K-D_INS)·D_INS        …(8)

如根据等式(6a)、(6b)和(8)能理解的，ND_INS是通过包括与输入灰阶数据D_IN的平方成比例的项的等式而计算出的值。

应当注意，参数K是通过2的n次幂表达的数字(n是大于1的数)。输入灰阶数据D_IN的最大值D_IN ^MAX等于通过从通过2的n次幂表达的数字中减去1获得的值。因此，通过上述等式(2)给出的参数K是通过2的n次幂来表达的。例如，在输入灰阶数据D_IN为6位的情况下，最大值D_IN ^MAX是63，且参数K是32。这对于用简单电路计算等式(4a)至(4c)是有用的。其原因是能够通过使用右移电路，来容易地实现用2的n次幂表达的数的除法运算。尽管等式(4a)至(4c)包括通过参数K进行的除法，但是，由于参数K是一个用2的n次幂表达的数，因此该除法能用简单电路实现。

上述等式(4a)至(4c)的一个特征是等式(4a)至(4c)包括表示曲线的项、表示直线的项和常数项。等式(4a)至(4c)的第一项表示曲线，这能够根据如下事实来理解：值PD_INS取决于输入灰阶数据D_IN的平方根，而值ND_INS取决于输入灰阶数据D_IN的平方。与D_INS成比例的第二项表示直线。不依赖于输入灰阶数据D_IN的CP0和CP2中的任一个都是常数项。通过在伽马校正中使用这种等式，可以在减少误差的同时，近似地进行伽马校正。

(液晶显示装置的操作)

接下来，以下将说明根据本实施例的LCD装置1的操作。

校正点数据组CP^(1)～(m)被预先从图像显示电路3传送到控制器驱动器4的校正点数据计算电路13。校正点数据组CP^(1)～(m)被存储在校正点数据计算电路13的校正点数据存储寄存器31中。

将要在第F帧周期中于LCD面板2上显示的帧图像的输入灰阶数据D_IN在之前的帧周期中、即在第(F-1)帧周期中，被传送到控制器驱动器4。控制器驱动器4的存储控制器11接收输入灰阶数据D_IN，并将所接收的输入灰阶数据D_IN写入到显示存储器12中。

传送到控制器驱动器4的输入灰阶数据D_IN还被传输到校正点数据计算电路13。基于所接收的输入灰阶数据D_IN，校正点数据计算电路13的APL计算电路32计算将要在第F帧周期中在LCD面板2上显示的帧图像的APL。根据所计算的APL，校正点数据计算电路13的选择电路33选择所选校正点数据组CP_sel^R、CP_sel^G和CP_sel^B。

当第F帧周期开始时，定时控制器19激活帧信号23。响应于帧信号23的激活，选择电路33将所选校正点数据组CP_sel^R、CP_sel^G和CP_sel^B提供到近似运算和校正电路14。

而且，将要在LCD面板2上显示的帧图像的输入灰阶数据D_IN被从显示存储器12传输到近似运算和校正电路14。近似运算和校正电路14通过使用上述等式(4a)至(4c)来计算输出灰阶数据D_OUT，并将所计算的输出灰阶数据D_OUT传输到减色电路15。该减色电路15对由近似运算和校正电路13产生的输出灰阶数据D_OUT执行减色操作，以产生减色后的输出灰阶数据D_OUT-D。锁存电路16对从减色电路15送来的减色后的输出灰阶数据D_OUT-D进行锁存，并将所锁存的减色后的输出灰阶数据D_OUT-D传送到数据线驱动器17。根据从锁存电路16来的减色后的输出灰阶数据D_OUT-D，数据线驱动器17驱动LCD面板2的对应数据线。以这种方式，第F帧周期的帧图像被显示在LCD面板2上。

根据上述操作，基于帧图像的APL而选择了所选校正点数据组CP_sel^k，且由此通过使用适合于每一帧图像的伽马值γ来进行伽马校正。

如上所述，本实施例的液晶显示装置1在依据每一帧图像的APL来转换伽马值γ的同时，基于近似表达式来执行伽马校正。由于LUT未被用于执行该伽马校正，因此电路尺寸被降低。此外，伽马值γ的转换是通过根据所选的校正点数据组CP_sel^k对近似表达式的系数进行转换来实现的。因此，本实施例的液晶显示装置1能够以少量的数据传送来实现伽马值的转换，这对于降低电功耗是有效的。

而且，在本实施例的控制器驱动器4具有用于调整背光8的亮度的背光亮度调整电路26的情形中，如图15A中所示，该背光亮度调整电路26优选的是依据由校正点数据计算电路13计算出的APL来控制背光8的亮度。这种情况下，背光8的亮度被控制为随着APL变小而变低。根据这种控制，可以实现电功耗的降低，而不使画面质量变劣。对于具有小APL的帧图像、即暗的帧图像，背光8的亮度被背光亮度调整电路26控制成较低，且伽马值被校正点数据计算电路13以及近似运算和校正电路14控制成较小。由于在显示暗的帧图像时，背光8的亮度被设置成较小且显示图像被设置为较亮，因此可以降低电功耗而不使画面质量变劣。

在图1中示出的本实施例中，使用了减色电路15。应当注意，没有使用减色电路15的结构也是可行的。在这种情况下，减色电路15被除去，并且8位的输出灰阶数据D_OUT被直接输入到锁存电路16。然后，根据输出灰阶数据D_OUT，数据线驱动器17从自灰阶电压产生电路18提供的多个灰阶电压中选择相应的灰阶电压。然后，数据线驱动器17将LCD面板2的对应数据线驱动为所选的灰阶电压。自灰阶电压产生电路18提供的灰阶电压数目是256。

2.第二实施例

在伽马校正中使用的伽马值的调整精确度取决于在校正点计算电路13中存储的校正点数据组CP^(1)～(m)的数目m。例如，在m为16的情况下，可在16个等级中对伽马校正中使用的伽马值进行调整。这种情况下，APL被计算为4位数据，从而可以实现在16个等级中的伽马值转换。

如图5中所示，当存储在校正点数据计算电路13中的校正点数据组CP^(1)～(m)的数目m很小时，允许仅粗略地调整在伽马校正中使用的伽马值。例如，当APL增加且由此所选校正点数据组CP_sel^k被从校正点数据组CP⁽ⁱ⁾转换为校正点数据组CP⁽ⁱ⁺¹⁾时，在伽马校正中使用的伽马值γ发生很大变化。如果伽马值γ变化很大，则显示图像会突然变化，这会给LCD面板2的观看者带来不适。

为了精细调整伽马校正中使用的伽马值，可以考虑增加存储在校正点数据计算电路13中的校正点数据组CP^(1)～(m)的数目m。然而，这增加了校正点数据存储寄存器31的电路尺寸，这是不利的。

在第二实施例中，为了以小的电路尺寸来精细调整伽马值的目的，所选校正点数据组CP_sel^k的校正点数据CP0至CP5是通过对校正点数据组CP⁽¹⁾～CP^(m)的校正点数据CP0至CP5进行插值计算来获得的。为了进行插值计算，图6中示出的校正点数据计算电路13A被用来代替图2中示出的校正点数据计算电路13。在校正点数据计算电路13A中，插值运算和选择电路33A被用来代替选择电路33。插值运算和选择电路33A通过对校正点数据组CP⁽¹⁾～CP^(m)的校正点数据CP0至CP5进行插值计算，来计算所选校正点数据组CP_sel^k的校正点数据CP0至CP5。而且，插值运算和选择电路33A将所选校正点数据组CP_sel^k提供到近似运算和校正电路14。

校正点数据计算电路13A如下操作。APL计算电路32计算APL作为M位数据。存储在校正点数据存储寄存器31中的是2^M-N个校正点数据组CP⁽¹⁾～CP^(m)。即，m等于2^M-N。

依据由APL计算电路32计算出的APL的较高(M-N)位，插值运算和选择电路33A相对于所选校正点数据组CP_sel^R、CP_sel^G和CP_sel^B中的每一个，选择存储在校正点数据存储寄存器31中的校正点数据组CP⁽¹⁾～CP^(m)中的两个；相对于所选校正点数据组CP_sel^k(k是“R”、“G”和“B”中的任一个)而被选出的这两个校正点数据组在以下被称作校正点数据组CP^(i)，k和CP^(i+1)，k。

而且，插值运算和选择电路33A通过对所选的两个校正点数据组CP^(i)，k和CP^(i+1)，k的CP0至CP5进行插值计算，来计算相应的所选校正点数据组CP_sel^R、CP_sel^G和CP_sel^B的校正点数据CP0至CP5。更具体来讲，所选校正点数据组CP_sel^k(k是“R”、“G”和“B”中的任一个)的校正点数据CP0至CP5是通过以下等式(9)计算的：

CPα_sel^k＝CPα^(i)，k+{(CPα^(i+1)，k-CPα^(i)，k)/2^N}*APL[N-1:0]，              (9)

α：不小于0且不大于5的数字，

CPα_sel^k：所选校正点数据组CP_sel^k的校正点数据CPα，

CPα^(i)，k：关于所选校正点数据组CP_sel^k选择的校正点数据组CP⁽ⁱ⁾：的校正点数据CPα，和

APL[N-1:0]：APL的较低N位。

由此计算出的所选校正点数据组CP_sel^R、CP_sel^G和CP_sel^B被传送到近似运算和校正电路14，并被用于伽马校正。

图7是示出在使用图6中示出的校正点数据计算电路13A的情况下，在伽马校正中使用的APL和伽马值之间关系的图。通过用插值计算来对所选校正点数据组CP_sel^k的校正点数据CP0至CP5执行计算，可以通过使用在与校正点数据组CP⁽¹⁾～CP^(m)对应的各伽马值之间的一伽马值来进行伽马校正。例如，如图8中所示，可以执行通过位于与校正点数据组CP⁽ⁱ⁾对应的伽马值的伽马曲线和与校正点数据组CP⁽ⁱ⁺¹⁾对应的伽马值的伽马曲线之间的伽马曲线表示的伽马校正。如上所述，通过用插值计算来计算所选校正点数据组CP_sel^k的校正点数据CP0至CP5，可以以小电路尺寸来精细调整伽马值，同时抑制存储在校正点数据计算电路13A中的校正点数据组CP⁽¹⁾～CP^(m)的数目m。

与第一实施例中相同，第二实施例的控制器驱动器4可以具有用于调整背光8的亮度的背光亮度调整电路。这种情况下，背光亮度调整电路优选的是依据由校正点数据计算电路13计算的APL，来控制背光8的亮度。

3.第三实施例

在第三实施例中，所选校正点数据组CP_sel^R、CP_sel^G和CP_sel^B是依据每一帧图像的输入灰阶数据的频率分布来选择的，而不是依据帧图像的APL来选择；并由此实现了在伽马校正中使用的伽马值γ的转换。换句话说，输入灰阶数据的频率分布被用作每一帧图像亮度的指示，且在伽马校正中使用的伽马值γ是依据每一帧图像的亮度而转换的。为了依据输入灰阶数据的频率分布来转换伽马值γ的目的，在第三实施例中使用了图9中示出的校正点数据计算电路13B代替图2中示出的校正点数据计算电路13。

校正点数据计算电路13B提供有校正点数据存储寄存器31、频率曲线(histogram)差值计算电路32B和选择电路33B。校正点数据存储寄存器31存储m个校正点数据组CP⁽¹⁾～CP^(m)。

频率曲线差值计算电路32B获得每一帧图像d输入灰阶数据的频率分布。如图10中所示，根据本实施例，频率曲线差值计算电路32B将输入灰阶数据D_In的值的范围分成以下两级：级“1”和级“2”，并且计算各级“1”和“2”的频率(次数)。在此，级“1”对应于其中输入灰阶数据小于中间数据值D_IN ^Center的范围，而级“2”对应于其中输入灰阶数据大于中间数据值D_IN ^Center的范围。中间数据值D_IN ^Center等于输入灰阶数据D_IN最大值D_IN ^MAX的一半，如通过上述等式(5)定义的那样。例如，在输入灰阶数据是6位的情况下，输入灰阶数据D_IN的最大值D_IN ^MAX是63且中间数据值D_IN ^Center是31.5。可通过参考输入灰阶数据的最高有效位(MSB)来容易地确定每个输入灰阶数据属于级“1”还是级“2”。如果输入灰阶数据的最高有效位是“1”，则频率曲线差值计算电路32B确定输入灰阶数据属于级“2”，否则确定输入灰阶数据属于级“1”。

而且，频率曲线差值计算电路32B根据所获得的频率分布，计算差值数据Dif1。差值数据Dif1表示级“1”和级“2”之间频率的差值，并且通过以下等式(10)来定义：

Dif1＝n₂-n₁              (10)

在此，n₁和n₂分别是级“1”和级“2”的频率。差值数据Dif1表示帧图像的亮度。在帧图像整体亮的情况下，级“2”的频率变高且因此差值数据Dif1增加。相反，在帧图像整体暗的情况下，级“1”的频率变高且因此差值数据Dif1降低。由此计算的差值数据Dif1呗传输到选择电路33B。

选择电路33B依据差值数据Dif1，从校正点数据组CP⁽¹⁾～CP^(m)中选择所选校正点数据组CP_sel^R、CP_sel^G和CP_sel^B。更具体来说，选择电路33B随着所计算的差值数据Dif1变小，而选择对应于较小伽马值γ的所选校正点数据组CP_sel^k。结果，当帧图像整体暗且其对比度不清楚时，对比度得到增强，并因此能获得优良的画面质量。所选校正点数据组CP_sel^R、CP_sel^G和CP_sel^B被传输到近似运算和校正电路14，并用在校正操作中。所选校正点数据组CP_sel^k向近似运算和校正电路14的传输是与帧信号23同步进行的。

在本实施例的控制器驱动器4具有用于调整背光8的亮度的背光亮度调整电路26的情形中，如图15B中所示，该背光亮度调整电路26优选的是依据由校正点数据计算电路13B计算出的差值数据Dif1，来控制背光8的亮度。在这种情况下，背光8的亮度被控制为随着差值数据Dif1变小而变低。对于具有小差值数据Dif1的帧图像、即暗的帧图像，背光8的亮度被背光亮度调整电路26控制为较低，且伽马值被校正点数据计算电路13B和近似运算和校正电路14控制为较小。由于当显示暗的帧图像时将背光8的亮度设置成较小且使得显示图像更亮，因此可以降低电功耗而不使画面质量变劣。

4.第四实施例

根据第四实施例，不仅依据输入灰阶数据的频率分布来转换伽马值γ，而且还依据输入灰阶数据的频率分布来修正该校正点数据CP0至CP5，并由此能更优地控制图像的对比度。如上所述，校正点数据CP0至CP5基本上是通过等式(1a)或(1b)来确定的。在第四实施例中，依据输入灰阶数据的频率分布，对由等式(1a)或(1b)确定的校正点数据CP0至CP5之中的校正点数据CP1和CP4进行修正，且由此能更适当地控制图像的对比度。为了根据输入灰阶数据的频率分布来转换伽马值γ和进一步修正校正点数据CP1和CP4的目的，第四实施例中使用图11中示出的校正点数据计算电路13C代替图2中示出的校正点数据计算电路13。

校正点数据计算电路13C提供有校正点数据存储寄存器31、频率曲线差值计算电路32C、选择电路33C和校正点数据加减电路34。

校正点数据存储寄存器31存储m个校正点数据组CP⁽¹⁾～CP^(m)。频率曲线差值计算电路32C计算每帧图像的输入灰阶数据的频率分布，并基于所计算的频率分布来产生差值数据Dif1、Dif2和Dif3。稍后将描述该差值数据Dif1、Dif2和Dif3的细节。选择电路33C依据差值数据Dif1，从校正点数据组CP⁽¹⁾～CP^(m)中选择校正点数据组CP_L^R、CP_L^G和CP_L^B，并将所选择的校正点数据组CP_L^R、CP_L^G和CP_L^B提供到校正点数据加减电路34。所选的校正点数据组CP_L^R、CP_L^G和CP_L^B中的任一个都是由校正点数据CP0至CP5构成的数据组。校正点数据加减电路34根据从频率曲线差值计算电路32C输出的差值数据Dif2和Dif3，对所选的校正点数据组CP_L^R、CP_L^G和CP_L^B中的校正点数据CP1和CP4进行修正，以产生将被提供到近似运算和校正电路14的所选校正点数据组CP_L^R CP_L^G和CP_L^B。应当注意，从选择电路33C输出的所选校正点数据组CP_L^R、CP_L^G和CP_L^B不必与传输到近似运算和校正电路14的相应的所选校正点数据组CP_sel^R、CP_sel^G和CP_sel^B相同，不过所选校正点数据组CP_L^R、CP_L^G和CP_L^B对应于相应的所选校正点数据组CP_sel^R、CP_sel^G和CP_sel^B。

图12A至图14是用于说明频率曲线差值计算电路32C、选择电路33C和校正点数据加减电路34的操作细节的图。参考图14，频率曲线差值计算电路32C获得输入灰阶数据的频率分布(步骤S01)。在本实施例中，频率曲线差值计算电路32C将输入灰阶数据D_IN值的范围分成四级“A”至“D”，并计算各级“A”至“D”的频率(次数)。在此，级“A”对应于低于输入灰阶数据最大值D_IN ^MAX四分之一的范围。级“B”对应于等于或高于输入灰阶数据最大值D_IN ^MAX四分之一并低于其一半的范围。级“C”对应于等于或高于输入灰阶数据最大值D_IN ^MAX一半并低于其四分之三的范围。级“D”对应于等于或高于输入灰阶数据最大值D_IN ^MAX四分之三的范围。

可通过参考输入灰阶数据的较高两位来确定每个输入灰阶数据属于级“A”至“D”中的哪一个。更具体来讲，当输入灰阶数据的较高两位是“00”、“01”、“10”和“11”时，频率曲线差值计算电路32C确定输入灰阶数据分别属于级“A”、“B”、“C”和“D”。

而且，频率曲线差值计算电路32C基于各级“A”、“B”、“C”和“D”的频率n_A、n_B、n_C和n_D计算差值数据Dif1(步骤S02)。更具体来讲，如图12A中所示，频率曲线差值计算电路32C根据以下等式计算差值数据Dif1：

Dif1＝(n_C+n_D)-(n_A+n_B)

由此计算的差值数据Dif1表示帧图像的整体亮度。在帧图像整体亮的情况下，级“C”和“D”的频率变高且由此差值数据Dif1增加。相反，在帧图像整体暗的情况下，级“A”和“B”的频率变高且由此差值数据Dif1降低。由此计算的差值数据Dif1被传输到选择电路33C。

选择电路33C依照差值数据Dif1，从校正点数据组CP⁽¹⁾～CP^(m)中选择所选校正点数据组CP_L^R、CP_L^G和CP_L^B(步骤S03)。如图12B中所示，由近似运算和校正电路14执行的校正操作的伽马曲线形状暂时是通过所选校正点数据组CP_L^R、CP_L^G和CP_L^B来确定的。当所计算的差值数据Dif1较小时，选择电路33C选择与较小伽马值γ对应的校正点数据组CP⁽ⁱ⁾作为所选校正点数据组CP_L^k。结果，当帧图像整体暗且其对比度不清楚时，对比度得到增强且由此能获得优良的画面质量。

如图14中所示，频率曲线差值计算电路32C基于各级“A”、“B”、“C”和“D”的频率n_A、n_B、n_C和n_D计算差值数据Dif2和Dif3(步骤S04)。更具体来讲，如图13A中所示，频率曲线差值计算电路32C根据以下等式计算差值数据Dif2和Dif3：

Dif2＝n_B-n_A                   (11a)

Dif3＝n_C-n_D                   (11b)

差值数据Dif2是表示在暗灰阶侧中的输入灰阶数据的分布的数据，而差值数据Dif3是表示在亮灰阶侧中的输入灰阶数据的分布的数据。差值数据Dif2和Dif3大的事实意味着输入灰阶数据的分布集中在中间数据值D_IN ^Center附近，且所显示的帧图像缺乏对比度。

校正点数据加减电路34根据由频率曲线差值计算电路32C计算的差值数据Dif2和Dif3，对所选校正点数据组CP_L^k中的校正点数据CP1和CP4进行修正，并由此调整对比度。具体地，在级“B”的频率n_B大于级“A”的频率n_A的情况下(即，在差值数据Dif2为正的情况下)，校正点数据加减电路34对所选校正点数据组CP_L^k的校正点数据CP1进行修正，以获得所选校正点数据组CP_sel^k的校正点数据CP1(步骤S05)。更具体来讲，所选校正点数据组CP_sel^k的校正点数据CP1是通过以下等式(12)计算的：

CP1_sel＝CP1_L-Dif2*K₁                   (12)

在此，等式(12)中的CP1_sel是所选校正点数据组CP_sel^k的校正点数据CP1，CP1_L是所选校正点数据组CP_L^k的校正点数据CP1。参数K₁是表示对比度的调整程度的常数。另一方面，在级“B”的频率n_B等于或小于级“A”的频率n_A的情况下，不对所选校正点数据组CP_L^k的校正点数据CP1进行修正。即，所选校正点数据组CP_sel^k的校正点数据CP1被设置成与所选校正点数据组CP_L^k的校正点数据CP1相同(步骤S06)。

而且，在级“C”的频率n_C大于级“D”的频率n_D的情况下(即，在差值数据Dif3为正的情况下)，校正点数据加减电路34对所选校正点数据组CP_L^k的校正点数据CP4进行修正，以获得所选校正点数据组CP_sel^k的校正点数据CP4(步骤S07)。更具体来讲，所选校正点数据组CP_sel^k的校正点数据CP4是通过以下等式(13)计算的：

CP4_sel＝CP4_L-Dif3*K₁                   (13)

在此，等式(13)中的CP4_sel是所选校正点数据组CP_sel^k的校正点数据CP4，CP4_L是所选校正点数据组CP_L^k的校正点数据CP4。参数K₁是表示对比度调整等级的常数。另一方面，在级“C”的频率n_C等于或小于级“D”的频率n_D的情况下，不对所选校正点数据组CP_L^k的校正点数据CP4进行修正。即，所选校正点数据组CP_sel^k的校正点数据CP4被设置成与所选校正点数据组CP_L^k的校正点数据CP4相同(步骤S08)。

如上所述，所选校正点数据组CP_sel^k的校正点数据CP0、CP2、CP3和CP4与所选校正点数据组CP_L^k的校正点数据CP0、CP2、CP3和CP4相同。

而且，校正点数据加减电路34将所选校正点数据组CP_sel^k的校正点数据CP0至CP5传送到近似运算和校正电路14(步骤S09)。近似运算和校正电路14根据所选校正点数据组CP_sel^k的校正点数据CP0至CP5，对输入灰阶数据D_IN执行校正操作。

如上所述，根据差值数据Dif2和Dif3，对基于差值数据Dif1确定的所选校正点数据组CP_L^k的校正点数据CP1和CP4进行修正，并由此确定所选校正点数据组CP_sel^k的校正点数据CP1和CP4。结果，可以更适当地控制对比度。例如，在差值数据Dif2大的情况下，即在输入灰阶数据在暗灰阶侧中缺乏对比度的情况下，所选校正点数据组CP_sel^k的校正点数据CP1根据由差值数据Dif2表示的差值而降低，如图13B中所示。结果，暗灰阶侧的图像对比度得到增强。另一方面，在差值数据Dif3大的情况下，即在输入灰阶数据在亮灰阶侧中缺乏对比度的情况下，所选校正点数据组CP_sel^k的校正点数据CP4依据由差值数据Dif3表示的差值而增加，如图13B中所示。结果，亮灰阶侧的图像对比度得到增强。通过以这种方式确定所选校正点数据组CP_sel^k的校正点数据CP1和CP4，能更适当地控制对比度。

与第三实施例中相同，第四实施例中的控制器驱动器4可具有用于调整背光8的亮度的背光亮度调整电路。在这种情况下，背光亮度调整电路优选的是根据由校正点数据计算电路13计算的差值数据Dif1来控制背光8的亮度。

根据前述实施例中的LCD装置1，向控制器驱动器4提供的输入灰阶数据D_IN被一次存储在显示存储器12中，且之后被从显示存储器12读出到近似运算和校正电路14。根据这种结构，当某一帧图像的输入灰阶数据D_IN被存储在显示存储器12中时，计算出在为该帧图像的输入灰阶数据D_IN执行的校正操作中所使用的所选校正点数据组CP_sel^k的校正点数据CP0至CP5。

替换地，也可从控制器驱动器4中去除存储控制器11和显示存储器12，如图16中所示。在这种情况下，代替存储控制信号6的同步信号6A被提供到控制器驱动器4。同步信号6A由水平同步信号和垂直同步信号构成，且被提供到定时控制器19。定时控制器19响应于同步信号6A，进行控制器驱动器4的定时控制。应当注意，图16中示出的是其中从第一实施例的LCD装置的控制器驱动器4中去除了存储控制器11和显示存储器12的结构。相似地，存储控制器11和显示存储器12也可从其他实施例的控制器驱动器4中去除掉。

在从控制器驱动器4中去除存储控制器11和显示存储器12的情况下，根据之前的第(F-1)帧中显示的帧图像的输入灰阶数据D_IN，计算在第F帧周期中显示的帧图像的输入灰阶数据D_IN的校正操作中使用的所选校正点数据组CP_sel^k的校正点数据CP1至CP5。由于在很多情况下，相邻帧的帧图像之间在亮度和对比度方面没有很大差别，因此，通过使用根据先前帧图像的输入灰阶数据D_IN计算的所选校正点数据组CP_sel^k进行目标帧图像输入灰阶数据D_IN的校正操作并没有很大问题。

更具体来讲，在从第一或第二实施例的控制器驱动器4中去除显示存储器12的情况下，APL是根据第(F-1)帧中显示的帧图像的输入灰阶数据D_IN计算的，且所选校正点数据组CP_sel^k是基于该APL计算的。在将于第F帧中显示的帧图像的输入灰阶数据D_IN的校正操作中，使用所获得的所选校正点数据组CP_sel^k。

另一方面，在从第三或第四实施例的控制器驱动器4中去除显示存储器12的情况下，差值数据Dif1(或者差值数据Dif1至Dif3)是根据第(F-1)帧中显示的帧图像的输入灰阶数据D_IN计算的，且所选校正点数据组CP_sel^k是基于该差值数据计算的。在将于第F帧中显示的帧图像的输入灰阶数据D_IN的校正操作中，使用所获得的所选校正点数据组CP_sel^k。

在之前的实施例中，作为实例描述了使用LCD面板的液晶显示装置。然而，本发明不限于此。对于本领域技术人员很明显的是，本发明还可用于使用其他显示面板如等离子体显示面板(PDP)等的显示装置。

很明显，本发明不限于上述实施例，且可对其作出修改或变化而不超出本发明的范围和精神。

Claims (22)

1.一种显示装置，包括：

显示面板；

运算和校正电路，其被构成以通过使用算术表达式对目标帧图像的输入灰阶数据进行校正操作，以产生输出灰阶数据；

驱动器，其被构成以根据所述输出灰阶数据，驱动所述显示面板；和

校正数据计算电路，其被构成以根据所述目标帧图像的所述输入灰阶数据或者所述目标帧图像之前的先前帧图像的输入灰阶数据，产生校正数据，该校正数据规定了所述目标帧图像的所述输入灰阶数据和所述输出灰阶数据之间的关系，

其中所述运算和校正电路根据所述校正数据，来确定所述算术表达式的系数。

2.如权利要求1的显示装置，

其中所述运算和校正电路被构成，以基于近似表达式来进行伽马校正，

所述校正数据包括由校正点数据构成的校正点数据组，该校正点数据规定了所述伽马校正的伽马曲线的形状，和

所述运算和校正电路根据所述校正点数据组，确定所述近似表达式的系数。

3.如权利要求2的显示装置，

其中所述校正数据计算电路具有：

存储电路，其被构成以存储与不同伽马值对应的多个校正点数据组；和

选择电路，其被构成以根据所述目标帧图像的所述输入灰阶数据或所述目标帧图像之前的所述先前帧图像的所述输入灰阶数据，从所述多个校正点数据组中选择被提供到所述运算和校正电路的所述校正点数据组。

4.如权利要求2的显示装置，

其中所述校正数据计算电路根据所述目标帧图像或所述先前帧图像的所述输入灰阶数据来计算APL，并且基于所述计算出的APL，计算被提供到所述运算和校正电路的所述校正点数据组。

5.如权利要求4的显示装置，

其中所述校正数据计算电路具有：

存储电路，其被构成以存储与不同伽马值对应的多个校正点数据组；和

选择电路，其被构成以根据所述计算出的APL，从所述多个校正点数据组中选择被提供到所述运算和校正电路的所述校正点数据组。

6.如权利要求4的显示装置，

其中所述校正数据计算电路具有：

存储电路，其被构成以存储多个校正点数据组；和

插值运算和选择电路，其被构成以根据所述计算出的APL的较高位，从所述多个校正点数据组中选择两个校正点数据组，并根据所述计算出的APL的较低位，通过对所述两个校正点数据组进行插值来产生被提供到所述运算和校正电路的所述校正点数据组。

7.如权利要求4的显示装置，

其中所述显示面板是液晶显示面板，

其中显示装置还包括：

背光，其被构成以照亮所述液晶显示面板；和

背光亮度调整电路，其被构成以根据所述计算出的APL，控制所述背光的亮度。

8.如权利要求2的显示装置，

其中所述校正数据计算电路计算所述目标帧图像或所述先前帧图像的所述输入灰阶数据的频率分布，并基于所述计算出的频率分布计算被提供到所述运算和校正电路的所述校正点数据组。

9.如权利要求8的显示装置，

其中所述校正数据计算电路计算与其中所述输入灰阶数据的值相对低的范围对应的第一级的频率、和与其中所述输入灰阶数据的值相对高的范围对应的第二级的频率，

其中所述校正数据计算电路根据所述第一级和所述第二级之间的所述频率的差值，计算被提供到所述运算和校正电路的所述校正点数据组。

10.如权利要求9的显示装置，

其中所述校正数据计算电路具有：

存储电路，其被构成以存储与不同伽马值对应的多个校正点数据组；和

选择电路，其被构成以根据所述第一级和所述第二级之间的所述频率的所述差值，从所述多个校正点数据组中选择被提供到所述运算和校正电路的所述校正点数据组。

11.如权利要求9的显示装置，

其中所述显示面板是液晶显示面板，

其中显示装置还包括：

背光，其被构成以照亮所述液晶显示面板；和

背光亮度调整电路，其被构成以根据所述第一级和所述第二级之间的所述频率的所述差别，来控制所述背光的亮度。

12.如权利要求2的显示装置，

其中所述校正数据计算电路具有：

频率分布计算电路，其被构成以计算所述目标帧图像或所述先前帧图像的所述输入灰阶数据的频率分布；

存储电路，其被构成以存储与不同伽马值对应的多个校正点数据组；

选择电路，其被构成以根据所述计算出的频率分布，从所述多个校正点数据组中选择所选校正点数据组；和

校正点数据运算电路，其被构成以根据所述计算出的频率分布，对在所述所选校正点数据组中包括的校正点数据进行修正，

其中所述校正点数据运算电路将包括所述被修正的校正点数据的所述所选校正点数据组确定为被提供到所述运算和校正电路的所述校正点数据组。

13.如权利要求12的显示装置，

其中存储在所述存储电路中的所述多个校正点数据组中的每一个都包括校正点数据CP0至CP5，在相应的伽马值γ小于1的情况下该校正点数据CP0至CP5由以下的等式(1a)定义，或者在相应的伽马值γ大于1的情况下该校正点数据CP0至CP5由以下的等式(1b)定义：

CP0＝0，

$\mathrm{CP}1=\frac{4\·\mathrm{Gamma}[K/4]-\mathrm{Gamma}\left[K\right]}{2},$

CP2＝Gamma[K-1]，                    …(1a)

CP3＝Gamma[K]，

CP4＝2·Gamma[(D_IN ^MAX+K-1)/2]-D_OUT ^MAX，

CP5＝D_OUT ^MAX，

CP0＝0，

CP1＝2·Gamma[K/2]-Gamma[K]，

CP2＝Gamma[K-1]，                    …(1b)

CP3＝Gamma[K]，

CP4＝2·Gamma[(D_IN ^MAX+K-1)/2]-D_OUT ^MAX，

CP5＝D_OUT ^MAX，

其中，所述Gamma[x]是表示所述伽马校正的精确表达式的函数，且通过以下等式(2)来表达：

Gamma[x]＝D_OUT ^MAX·(x/D_IN ^MAX)^γ，

其中，所述频率分布计算电路计算与其中所述输入灰阶数据值最低的四分之一范围对应的第一级的频率、与其中所述输入灰阶数据值相对高于所述第一级值的四分之一范围对应的第二级的频率、与其中所述输入灰阶数据值相对高于所述第二级值的四分之一范围对应的第三级的频率、和与其中所述输入灰阶数据值相对高于所述第三级值且为最高值的四分之一范围对应的第四级的频率，

其中，所述选择电路根据所述第一组的所述频率和所述第二组的所述频率的总数和所述第三组的所述频率和所述第四组的所述频率的总数之间的差值，从存储在所述存储电路中的所述多个校正点数据组选择出所述所选校正点数据组，

其中，所述校正点数据运算电路根据所述第一组和所述第二组之间所述频率的差别修改所述所选校正点数据组的所述校正点数据CP1，并根据所述第三组和所述第四组之间所述频率的差别修改所述所选校正点数据组的所述校正点数据CP4，

其中，当所述输入灰阶数据由D_IN表示，且所述输出灰阶数据由D_OUT表示时，所述运算和校正电路基于包括所述所修改的校正点数据CP1和CP4的所述所选校正点数据组、根据以下等式(3a)至(3c)计算所述输出灰阶数据：

(1)在D_IN＜D_IN ^Cecter且CP1＞CP0的情况下：

$D_{\mathrm{OUT}}=\frac{2(\mathrm{CP}1-\mathrm{CP}0)\·{\mathrm{PD}}_{\mathrm{INS}}}{K^2}+\frac{(\mathrm{CP}3-\mathrm{CP}0)D_{\mathrm{INS}}}{K}+\mathrm{CP}0\·\·\·\left(3a\right)$

(2)在D_IN≤D_IN ^Cecter且CP1＜CP0的情况下：

$D_{\mathrm{OUT}}=\frac{2(\mathrm{CP}1-\mathrm{CP}0)\·{\mathrm{ND}}_{\mathrm{INS}}}{K^2}+\frac{(\mathrm{CP}3-\mathrm{CP}0)D_{\mathrm{INS}}}{K}+\mathrm{CP}0\·\·\·\left(3b\right)$

(3)在D_IN＞D_IN ^Cecter的情况下：

$D_{\mathrm{OUT}}=\frac{2(\mathrm{CP}4-\mathrm{CP}2)\·{\mathrm{ND}}_{\mathrm{INS}}}{K^2}+\frac{(\mathrm{CP}5-\mathrm{CP}2)D_{\mathrm{INS}}}{K}+\mathrm{CP}2\·\·\·\left(3c\right)$

其中，所述K通过以下等式(4)表示：

K＝(D_IN ^MAX+1)/2         (4)

所述D_IN ^Cecter是通过以下等式(5)表示：

D_IN ^Cecter＝D_IN ^MAX/2     (5)

参数R通过以下等式(6)给出：

R＝K^1/2*D_INS ^1/2         (6)

所述D_INS、所述PD_INS和所述ND_INS通过以下等式(7a)至(7d)给出：

D_INS＝D_IN(在D_IN＜D_IN ^Cecter的情况下)    (7a)

D_INS＝D_IN+1-K(在D_IN＞D_IN ^Cecter的情况下)    (7b)

PD_INS＝(K-R)*R          (7c)

ND_INS＝(K-D_INS)*D_INS    (7d)

                            。

14.如权利要求13的显示装置，

其中所述显示面板是液晶显示面板，

其中显示装置还包括：

背光，其被构成以照亮所述液晶显示面板；和

背光亮度调整电路，其被构成以根据所述第一组的所述频率和所述第二组的所述频率的所述总数和所述第三组的所述频率和所述第四组的所述频率的所述总数之间的所述差别控制所述背光的亮度。

15.如权利要求2的显示装置，

其中当所述输入灰阶数据的最大值是D_IN ^MAX和所述输出灰阶数据的最大值是D_OUT ^MAX时，通过所述校正数据计算电路产生的所述校正点数据组包括由以下等式(1a)或(1b)定义的校正点数据CP0至CP5：

CP0＝0，

$\mathrm{CP}1=\frac{4\·\mathrm{Gamma}[K/4]-\mathrm{Gamma}\left[K\right]}{2},$

CP2＝Gamma[K-1]，    …(1a)

CP3＝Gamma[K]，

CP4＝2·Gamma[(D_IN ^MA+K-1)/2]-D_OUT ^MAX，

CP5＝D_OUT ^MAX，

CP0＝0，

CP1＝2·Gamma[K/2]-Gamma[K]，

CP2＝Gamma[K-1]，             …(1b)

CP3＝Gamma[K]，

CP4＝2·Gamma[(D_IN ^MAX+K-1)/2]-D_OUT ^MAX，

CP5＝D_OUT ^MAX，

其中，所述Gamma[x]是表示所述伽马校正的精确表达式的函数，且当对应于通过所述校正数据计算电路产生的所述校正点数据组的伽马值是γ时，所述Gamma[x]通过以下等式(2)定义：

Gamma[x]＝D_OUT ^MAX·(x/D_IN ^MAX)^y，            ...(2)

其中当所述输入灰阶数据由D_IN表示且所述输出灰阶数据由D_OUT表示时，所述运算和校正电路根据以下等式(3a)至(3c)计算所述输出灰阶数据：

(1)在D_IN＜D_IN ^Cecter且CP1＞CP0的情况下：

$D_{\mathrm{OUT}}=\frac{2(\mathrm{CP}1-\mathrm{CP}0)\·{\mathrm{PD}}_{\mathrm{INS}}}{K^2}+\frac{(\mathrm{CP}3-\mathrm{CP}0)D_{\mathrm{INS}}}{K}+\mathrm{CP}0\·\·\·\left(3a\right)$

(2)在D_IN≤D_IN ^Cecter且CP1＜CP0的情况下：

$D_{\mathrm{OUT}}=\frac{2(\mathrm{CP}1-\mathrm{CP}0)\·{\mathrm{ND}}_{\mathrm{INS}}}{K^2}+\frac{(\mathrm{CP}3-\mathrm{CP}0)D_{\mathrm{INS}}}{K}+\mathrm{CP}0\·\·\·\left(3b\right)$

(3)在D_IN＞D_IN ^Cecter的情况下：

$D_{\mathrm{OUT}}=\frac{2(\mathrm{CP}4-\mathrm{CP}2)\·{\mathrm{ND}}_{\mathrm{INS}}}{K^2}+\frac{(\mathrm{CP}5-\mathrm{CP}2)D_{\mathrm{INS}}}{K}+\mathrm{CP}2\·\·\·\left(3c\right)$

其中，所述K通过以下等式(4)表示：

K＝(D_IN ^MAX+1)/2                 (4)

所述D_IN ^Cecter是通过以下等式(5)表示：

D_IN ^Center＝D_IN ^MAX/2             (5)

参数R通过以下等式(6)给出：

R＝K^1/2*D_INS ^1/2                 (6)

所述D_INS、所述PD_INS和所述ND_INS通过以下等式(7a)至(7d)给出：

D_INS＝D_IN(在D_IN＜D_IN ^Cecter的情况下)    (7a)

D_INS＝D_IN+1-K(在D_IN＞D_IN ^Cecter的情况下)    (7b)

PD_INS＝(K-R)*R          (7c)

ND_INS＝(K-D_INS)*D_INS    (7d)

                            。

16.一种显示面板驱动器，包括：

运算和校正电路，其被构成以通过使用算术表达式关于目标帧图像的输入灰阶数据进行校正操作以产生输出灰阶数据；

驱动器，其被构成以根据所述输出灰阶数据驱动显示面板；和

校正数据计算电路，其被构成以根据所述目标帧图像的所述输入灰阶数据或者所述目标帧图像之前的先前帧图像的所述灰阶数据，产生校正数据，该校正数据规定了所述目标帧图像的所述输入灰阶数据和所述输出灰阶数据之间的关系，

其中，所述运算和校正电路根据所述校正数据去顶所述算术表达式的系数。

17.如权利要求16的显示面板驱动器，

其中所述运算和校正电路构成为基于近似表达式进行伽马校正，

所述校正数据包括校正点数据组，该校正点数据组由规定了所述伽马校正的伽马曲线形状的校正点数据构成，和

所述运算和校正电路根据所述校正点数据组确定所述近似表达式的系数。

18.如权利要求17的显示面板驱动器，

其中所述校正数据计算电路具有：

存储电路，其被构成以存储对应于不同伽马值的多个校正点数据组；和

选择电路，其被构成以根据所述目标帧图像的所述输入灰阶数据或者所述目标帧图像之前的所述先前帧图像的所述输入灰阶数据，从所述多个校正点数据组中选择提供到所述运算和校正电路的所述校正点数据组。

19.如权利要求17的显示面板驱动器，

其中所述校正数据计算电路根据所述目标帧图像或者所述先前帧图像的所述输入灰阶数据计算APL每并且基于所属所计算的APL计算提供到所述运算和校正电路的所述校正点数据组。

20.如权利要求17的显示面板驱动器，

其中所述校正数据计算电路计算所述目前帧图像或者所述先前帧图像的所述输入灰阶数据的频率分布，并基于所述所计算的频率分布计算提供到所述运算和校正电路的所述校正点数据组。

21.如权利要求17的显示面板驱动器，

其中所述校正数据计算电路具有：

频率分布计算电路，其被构成以计算所述目标帧图像或者所述先前帧图像的所述输入灰阶数据的频率分布；

存储电路，其被构成以存储对应于不同伽马值的多个校正点数据组；

选择电路，其被构成以根据所述所计算的频率分布，从所述多个校正点数据组中选择提供到所述运算和校正电路的所述校正点数据组；和

校正点数据运算电路，其被构成以根据所述所计算的频率分布修改包括在所述所选校正点数据组中的校正点数据。

22.一种驱动显示面板的方法，包括：

通过使用算术表达式关于目标帧图像的输入灰阶数据进行校正操作，以产生输出灰阶数据；

根据所述输出灰阶数据驱动显示面板；和

根据所述目标帧图像的所述输入灰阶数据或者所述目标帧图像之前的先前帧图像的输入灰阶数据，产生校正数据，该校正数据规定了所述目标帧图像的所述输入灰阶数据和所述输出灰阶数据之间的关系，

其中所述算术表达式的系数根据所述校正数据确定。

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