與降低的刷新率相關聯的顯示器亮度變化的補償方法
【專利說明】
[0001] 該申請要求2013年3月13日提交的美國專利申請號13/801,918以及2013年10 月21日提交的美國部分繼續申請專利申請14/059, 329的優先權，其在此全文以引用方式 并入本文。
技術領域
[0002] 本文所述的實施例總體涉及顯示器的面板自刷新（PSR)。更具體地講，某些實施例 涉及用于補償由刷新率變化導致的亮度變化的方法。
【背景技術】
[0003] 面板自刷新（PSR)以降低的刷新率更新顯示器。一般來講，降低的刷新率比顯示 器的幀速率低，顯示器的幀速率通常為60Hz。當顯示器以降低的刷新率更新時，可消耗更 少的功率，因為顯示器的每次更新都需要一定的功率消耗。例如，如果顯示器以面板自刷新 (PSR)期間的刷新率30Hz、或者甚至更低的刷新率被刷新，則顯示器減少對功率的使用。然 而，當顯示器的刷新率被降低以節省功率時，顯示器可能顯示降低的亮度或者以其他方式 變得更暗淡，達到這個亮度變化可被肉眼感知到的程度。因此，希望開發出方法來使得能夠 實現顯示器中的功率節省，而又不影響視覺效應或亮度。

【發明內容】

[0004] 本文所述的實施例可提供用于補償由于進入或退出可變刷新率（VRR)或由于在 面板自刷新（PSR)期間降低的刷新率而導致的亮度變化的方法和系統。這個補償可在像素 或子像素級上執行，并且可有助于節省顯示器中所消耗的功率，同時限制使用者注意到顯 示器亮度的任何變化。在一些實施例中，補償是通過從圖形處理單元（GPU)接收信號并將 補償后的信號或適配的像素值傳輸給顯示器的定時控制器來實現的。定時控制器基于存儲 在緩存器中的查找表（LUT)來執行補償。適配的像素值可基于LUT和原始像素值而獲得。例 如，適配的像素值可從原始像素值增大來補償亮度改變，以獲得在默認刷新率（諸如60Hz) 下所期望的亮度。LUT是基于在給定VRR或降低的刷新率以及在顯示面板的幀速率下針對 彩色顯示面板的各個像素級或子像素級的亮度測量而生成的。每個LUT包括各個像素級處 的補償值。補償值可以是對于給定顏色，默認刷新率（例如60Hz)下的亮度與降低的刷新 率下的亮度之間的A亮度、或在降低的刷新率下的實際亮度。每個像素級的A亮度對給 定刷新率下像素的亮度變化提供補償。一般來講，補償可以像素為基礎或者逐個像素地被 應用。在具體實施定時控制器（T-CON)中的查找表（LUT)時，具體實施具有低的硬件成本。
[0005] 在一個實施例中，提供了一種用于補償顯示器亮度變化的方法。該方法包括存儲 多個查找表（LUT)，其中每個表都具有在降低的刷新率下的多個像素級和在刷新率在面板 自刷新（PSR)期間改變時提供對亮度變化的補償的多個亮度信號。該方法還包括從圖形處 理單元（GPU)接收輸入信號以及確定來自GPU的輸入信號的降低的刷新率。該方法還包括 獲取在輸入信號的所確定的降低的刷新率下的LUT以及基于所確定的降低的刷新率下的 LUT來調節輸入信號以生成在定時控制器中對每個像素或子像素的亮度變化進行補償的輸 出信號。該方法還包括將輸出信號傳輸給顯不器。
[0006] 在另一個實施例中，提供了一種顯示系統，其具有在刷新率在面板自刷新階段期 間改變時對亮度變化的補償。該系統包括時間控制器，該時間控制器具有接收器、發射器、 和存儲多個查找表（LUT)的存儲器。每個表都具有在降低的刷新率下的多個像素級和補 償亮度變化的多個亮度信號。該系統還包括耦接到時間控制器的接收器的圖形處理單元 (GPU)、和耦接到時間控制器的發射器的顯示器。時間控制器被配置為在輸入信號的降低的 刷新率下基于所述多個LUT來針對單個像素或子像素的亮度變化進行補償。
[0007] 附加的實施例和特征部分地在下面的描述中進行了陳述，并且部分地對于本領域 的技術人員在閱讀本說明書后將變得顯而易見或者可通過實踐本文所述的實施例而獲知。 對某些實施例的實質和優點的進一步理解可參考本說明書的其它部分以及構成本公開一 部分的附圖來實現。
【附圖說明】
[0008] 圖1示出了根據本公開的實施例的一種顯示器的系統示意圖。
[0009] 圖2是示出根據本公開的實施例在PSR期間進入或退出VRR時用于補償亮度變化 的步驟的流程圖。
[0010] 圖3是示出根據本公開某些實施例的用于補償亮度變化的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0011] 可結合下面所描述的附圖參考下面的詳細描述來理解本公開。需注意，為了例示 清楚，各個圖中的某些元件可能沒有按比例繪制。
[0012] 本公開提供了用于補償在顯示器的刷新率被降低時、尤其是在顯示器操作的刷新 階段期間可能發生的可能的亮度變化的設備和方法。刷新率例如可在這樣的自刷新階段期 間被降低，并且在顯示面板的另一序列或操作期間被提高。因此，面板可具有可變刷新率。
[0013] 如果在刷新率降低時顯示器的所預測或實際的未補償亮度變化相對較大，則可以 像素或子像素為基礎來進行補償。對于特定顯示面板，每個像素級的亮度可在各種刷新率 下被測量，并與在默認操作刷新率（諸如60HZ)下的默認亮度進行比較。
[0014] 基于在降低的刷新率下和默認操作刷新率下的亮度測量，可生成LUT來包括補償 值，諸如對于不同灰度級在降低的刷新率下的亮度與在默認操作刷新率下的默認亮度之間 的A亮度或者在降低的刷新率下的實際亮度。LUT通過將補償值提供給處理器或圖形單 元來允許通過對于一個或多個像素將原始像素值（例如表1中的像素級或對像素的輸入電 壓）調節為適配的或所期望的像素值（例如調節的輸入電壓或灰度級）而將在降低的刷新 率下的任何像素亮度值調節為適配的像素亮度值。適配的像素亮度值（例如在應用LUT中 的A或其他補償因子之后的亮度）等于或接近于在標準或默認刷新率下像素的亮度。例 如，顯示器的亮度一般在其像素或子像素上是變化的。同樣地，在降低的刷新率下對亮度的 補償也可隨著像素或子像素而變化。基本上，LUT提供可補償由于顯示器刷新率變化而導 致的像素亮度變化的補償值。
[0015] 作為另外一種選擇，LUT可包括對于各個灰度級在降低的刷新率下的亮度值，而不 是亮度的變化或A。適配的像素亮度值或在標準或默認刷新率（諸如60Hz)下顯示器的亮 度也可被存儲在LUT中或被存儲在某個地方諸如存儲在緩沖器中。另外，適配的像素值可 基于原始像素值和LUT中的補償值來估計。每個像素或灰度級下的A亮度是每個灰度級 所需要的補償。
[0016] 在一些實施例中，在降低的刷新率下像素亮度的補償值可通過對該像素在最接近 所述降低的刷新率的刷新率下的亮度補償值進行線性插值來獲得。也就是說，如果在任何 LUT中都沒有存儲特定的降低的刷新率的具體補償因子，則實施例可在來自用于同一像素 級的兩個LUT的兩個補償值之間進行插值，每個LUT對應于最接近的相鄰刷新率。
[0017] 在一些實施例中，可針對不同顏色（諸如各種刷新率下的紅色、綠、色和藍色）測 量在降低的刷新率下的亮度。測量可以標準背光源、標準溫度（諸如室溫）、或標準像素透 射率來執行。可為其他背光源、溫度、或透射率獲取亮度的校正因子或補償因子。
[0018] 本公開還提供了用于在所預測的由于顯示器的刷新率變化而導致的亮度變化相 對較小的情況下補償整個顯示器（例如所有像素）的所預測亮度變化的方法。即，對于大 的亮度變化，可調節單個像素或子像素的亮度，而對于小的總體亮度變化，可調節整個顯示 器的亮度。當亮度變化小時，可能不需要基于LUT中的值來單獨地調節每個像素，因為不同 像素的亮度級之間的差異小得足以忽略。因此，顯示器的功率消耗可在刷新率降低時被降 低；一般來講，任何指定像素或像素集的附加亮度消耗比在更高刷新率下操作顯示器更少 的功率。因此，在某些實施例中，刷新率越低，功率節省越多。
[0019] 圖1示出了根據本公開的實施例的一種顯示器的系統示意圖。在一些實施例中， 顯示系統100包括顯示器106、圖形處理單元（GPU) 102、和定時控制器（T-CON) 104。T-CON 104可耦接到顯示器106和GPU102。T-CON104可從顯示系統的一個或多個部件（諸如 GPU102)接收視頻圖像和幀數據。在T-CON104接收這些信號時，其可處理信號并將其以 與顯示器106兼容的格式進行傳輸。顯示器106可以是任何類型的，包括液晶顯示器（I