本揭露涉及一种透明式显示器的控制，尤其涉及一种透明式显示器的信号处理方法。
背景技术：
透明式显示器可以在显示图像时，也允许背景的环境光穿透，如此所要显示的图像与背景的图像会同时被使用者观视。
在实际显示图像内容时，如果背景的图像亮度过大，可能会降低图像主体的对比，或是图像主体的特征边缘容易产生模糊。因此与图像主体对应的透明区域需要适当控制，以提升图像的显示质量。
技术实现要素：
本揭露提供一种透明式显示器的信号处理方法。信号处理方法包括:接收输入信号；从该输入信号产生图像信号与控制信号；输出该图像信号，用于该透明式显示器的发光调整；以及输出该控制信号，用于该透明式显示器的透明度调整。
为了对本揭露的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：
附图说明
图1a到图1c示出依据本揭露一实施例，透明式显示器的结构示意图；
图2示出依据本揭露一实施例，透明式显示器的系统结构示意图；
图3示出依据本揭露一实施例，灰阶信号识别的电路示意图；
图4示出依据本揭露一实施例，输入信号的像素灰阶度示意图；
图5示出依据本揭露一实施例，输入信号的像素灰阶度与透明度判断值示意图；
图6示出依据本揭露一实施例，透明式显示器结合灰阶信号转换与信号识别的电路示意图；
图7示出依据本揭露一实施例，透明式显示器的灰阶信号转换机制示意图；
图8示出依据本揭露一实施例，通过色相进行识别的电路示意图；
图9示出依据本揭露一实施例，通过色相进行识别的效果示意图；
图10示出依据本揭露一实施例，根据时间变化进行识别的电路示意图；及
图11示出依据本揭露一实施例的再一种识别机制的示意图。
符号说明
1、2、3:范围
50、52:面板
60:发光区域
62:透明区域
90:图像信号源
100:输入信号
100_1:灰阶信号转换单元
102:系统系统
104:控制信号
106:图像信号
104d、106d:输出
108:时间控制单元
110:数据驱动器
112:分析单元
114:栅极驱动器
114a:信号转换单元
114b:信号识别单元
116:透明式显示面板
118:图像主体
130r、130g、130b、132:选择器
140、140’:图像内容
142:图像主体
144:背景
146:被检测区域
150_1、150_2、150_3、150_4:图像区域
152_1、152_2、152_3、180、182:图像
184:差异图像
200:系统处理单元
s100–s104:步骤
b:蓝色灰阶度
g:绿色灰阶度
r:红色灰阶度
gray:转换灰阶度
n:法线方向
t:透明度
t1、t2、t3:时间点
具体实施方式
在本文中，参照附图描述本揭露的一些实施例。实际上，这些实施例可使用多种不同的变形，且并不限于本文中的实施例。附图中相同的参考符号用来表示相同或相似的元件。
通过参考以下的详细描述并同时结合附图可以理解本揭露，须注意的是，为了使读者能容易了解及附图的简洁，本揭露中的多张附图只绘出电子装置的一部分，且附图中的特定元件并非依照实际比例绘图。此外，图中各元件的数量及尺寸仅作为示意，并非用来限制本揭露的范围。
本揭露通篇说明书与后附的权利要求中会使用某些词汇来指称特定元件。本领域技术人员应理解，电子设备制造商可能会以不同的名称来指称相同的元件。本文并不意在区分那些功能相同但名称不同的元件。在下文说明书与权利要求中，“包括”、“含有”、“具有”等词为开放式词语，因此其应被解释为“含有但不限定为…”的意思。因此，当本揭露的描述中使用术语“包括”、“含有”和/或“具有”时，其指定了相应的特征、区域、步骤、操作和/或构件的存在，但不排除一个或多个相应的特征、区域、步骤、操作和/或构件的存在。
本文中所提到的方向用语，例如：“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而并非用来限制本揭露。在附图中，各附图示出的是特定实施例中所使用的方法、结构和/或材料的通常性特征。然而，这些附图不应被解释为界定或限制由这些实施例所涵盖的范围或性质。举例来说，为了清楚起见，各膜层、区域和/或结构的相对尺寸、厚度及位置可能缩小或放大。
当相应的构件例如膜层或区域被称为“在另一个构件上”时，它可以直接在另一个构件上，或者两者之间可存在有其他构件。另一方面，当构件被称为“直接在另一个构件上”时，则两者之间不存在任何构件。另外，当一构件被称为“在另一个构件上”时，两者在俯视方向上有上下关系，而此构件可在另一个构件的上方或下方，而此上下关系取决于装置的取向(orientation)。
应当理解到，当构件或膜层被称为“连接至”另一个构件或膜层时，它可以直接连接到此另一构件或膜层，或者两者之间存在有插入的构件或膜层。当构件被称为“直接连接至”另一个构件或膜层时，两者之间不存在有插入的构件或膜层。另外，当构件被称为“耦接于另一个构件(或其变体)”时，它可以直接地连接到此另一构件，通过一或多个构件间接地连接(例如电性连接)到此另一构件。
术语“大约”、“等于”、“相等”或“相同”、“实质上”或“大致上”一般解释为在所给定的值的正负20％范围以内，或解释为在所给定的值的正负10％、正负5％、正负3％、正负2％、正负1％或正负0.5％的范围以内。
说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”等的用词用以修饰元件，其本身并不意含及代表该，或该些，元件有任何之前的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的元件得以和另一具有相同命名的元件能作出清楚区分。权利要求与说明书中可不使用相同用词，据此，说明书中的第一构件在权利要求中可能为第二构件。
本揭露包括透明式显示器的透明区域的透明度控制。透明区域的透明度调整是根据对输入的图像信号通过信号分析单元进行分析所产生的控制信号进行调整。对应图像区域的透明区域的透明度适当调整后，图像的显示效果，例如对比等可以有效提升。
以下举一些实施例来说明，但是本揭露并不限于所举的实施例。另外，所举的实施例之间也存在可以结合的情形。
图1a到图1c示出了依据本揭露一实施例，透明式显示器的结构示意图。参阅图1a，在侧视方向上，透明式显示器的一局部区域中所包含的发光区域60与透明区域62分别配置于例如不同的显示单元52与显示单元50，而箭头代表光线的发射或通过路径。由图1a可知，显示单元50与显示单元52在显示单元50的法线方向n重叠，但透明区域62并未与发光区域60重叠。发光区域60可以依据该局部区域所对应的颜色以及图像信号中的灰阶度信息而发出光线。而透明区域62的透明像素的透明度可以被控制，以调整通过该透明区域62的光线来配合发光区域60的图像显示。需说明的是，在本揭露中的一些实施例中，局部区域可为一像素(pixel)或是多个像素的集合。而在本揭露的透明式显示器中，一个像素可例如包含三个子像素(sub-pixel)与至少一个透明区域，但不以此为限。其中，三个子像素可对应不同色光的三个发光区域。而在一些实施例中，各子像素可分别对应一透明区域，而在本揭露的另一些实施例中，也可以是多个子像素对应一个透明区域。本揭露并不限制透明区域的配置方式。
另外，发光区域60可包含一有机发光二极管(organiclightemittingdiode,oled)、无机发光二极管(inorganiclightemittingdiode,led)、次毫米发光二极管(miniled)、微发光二极管(microled)、量子点(quantumdot,qd)、量子点发光二极管(qled/qdled)，荧光(fluorescence)、磷光(phosphor)、其他适合的材料或上述材料的组合，但不以此为限。而本揭露中的透明区域62可包含液晶(liquidcrystal)、电泳式墨水(electrophoreticink)等材料，但不以此为限。
参阅图1b，在不同的制造设计的实施例，发光区域60所在的显示单元52与透明区域62所在的显示单元50也可以整合在相同面板中而未重叠。参阅图1c，在另一实施例中，显示单元50与显示单元52可在显示单元50的法线方向n重叠，且透明区域62可与发光区域60部分重叠。
图1a到图1c中所示出的发光区域60与透明区域62配置方式仅为示例，在一些实施例中，透明式显示器的发光区域60与透明区域62可以有不同的配置方式或设计结构。
本揭露提出根据输入的图像信号的分析，产生控制透明区域62的透明度的控制信号。对应于当下显示图像的透明区域62的透明度可以适当被控制，以提升图像的质量。
图2示出依据本揭露一实施例，透明式显示器的系统结构示意图。参阅图2，透明式显示器的系统系统(systemonchip，soc)102，接收来自于终端设备(如电脑)中的储藏装置(如硬盘)、外部存储媒体(如dvd)或是云端(如网络)的图像信号源90的输入信号100。在一实施例，系统系统102与分析单元112可以结合成为一个系统处理单元200以进行输入信号100的分析，例如包括图像色彩与灰阶度的分析，但不限于此。输入信号100通过处理后，从系统系统102产生图像信号106与控制信号104。图像信号106与控制信号104通过时间控制单元(timingcontroller,t-con)108分别控制数据驱动器110及栅极驱动器114。数据驱动器110的输出104d与106d及栅极驱动器114的输出可控制透明式显示面板116显示图像118。透明式显示面板116的透明区域可以允许来自背景的光线穿过。然而在图像118显示的区域，其所对应的透明区域需要适当调整，使得图像显示时减少来自背景的光线的干扰。
以图像主体118的边缘区域为例，取一检测区域来细看，每一个发光区域以ea表示，而透明区域以ta表示。其中一些不涉及图像主体118的透明区域ta(例如无斜影的透明区域ta)可依控制信号104调整为高透明度，但是其他涉及图像主体118的透明区域ta(例如有斜影的透明区域ta)的透明度可依控制信号104而调整为低透明度。
图3示出依据本揭露一实施例，灰阶信号识别的电路示意图。参阅图2与图3，在图2的系统处理单元200的信号处理可以分为三个步骤，包括接收步骤s100、产生步骤s102以及输出步骤s104。
接收步骤s100接收输入信号100，而输入信号100对应于图像内容140。以图3所示的水母游动图像为例，作为背景144的海水在图像内容140中呈现蓝色，而作为图像主体142的水母主要是棕色。
分析单元112可包含分别对应红色、绿色及蓝色的选择器130r、选择器130g及选择器130b。于此，选择器130r、选择器130g及选择器130b可以是硬件(hardware)或是由固件(firmware)来达成。通过分析单元112分析输入信号100，在输入信号100所对应的图像内容140中，如果一被检测区域被判断为属于背景的区域时，所对应的透明区域可以设定为高透明度，而判断为不属于背景的区域时，所对应的透明区域可设定为低透明度，但本揭露并不以此为限。
以图3所示的实施例中，背景144内的一被检测区域146为例，其输入信号100中对应于所述被检测区域146的红色灰阶度r、绿色灰阶度g及蓝色灰阶度b分别例如是r＝5、g＝5及b＝150。通过与数据库所提供的红色、绿色及蓝色的灰阶临界值(例如rth＝10、gth＝10及bth＝128)的比较，识别出该局部区域偏向蓝色。此时对应于该被检测区域146的输入信号100的红色、绿色及蓝色的灰阶度可直接输出以作为图像信号106。在本实施例中，红色、绿色与蓝色选择器130r、130g、130b的输出信号106中红色灰阶度r与绿色灰阶度g分别小于临界值rth、gth，而蓝色灰阶度b则大于临界值蓝色bth。另外，判断所输出的控制信号104是否对应于背景的区域的判别条件可为例如式(1):
r<rth；g<gth；b>bth(1)
在此判别条件下，当输入信号100符合式(1)而判断该局部区域是属于背景时，其可以设定透明区域为高透明度(例如透明度t＝tmax)，而输出对应的控制信号104。而当输入信号100中一局部区域的各色光的灰阶度没有符合式(1)时，对应该局部区域的透明区域则设定为低透明度而另外输出对应的其他控制信号104。
要注意到，以上图3的实施例是以检测海水的蓝色背景为例。但是本揭露不限于此。数据库所提供的数据是经过统计后的各种可能的背景条件。针对不同背景有其识别的方式。本揭露的分析单元112是从输入信号100进行分析以识别出可能是属于背景144或图像主体142的区域，而产生控制信号104来调整相对应透明区域的透明度。
图4示出依据本揭露一实施例，输入信号的像素灰阶度示意图。参阅图4，图中每一个像素的三个值，由上而下分别是红色、绿色与蓝色的灰阶度。以图像内容140中图像主体(水母)142与背景(海水)144交界边缘的被检测区域146为例，属于背景144的像素其蓝色灰阶度为255(灰阶度越高，所对应的亮度越高)，而属于图像主体142的像素蓝色的灰阶度b为0，而红色的灰阶度r与绿色的灰阶度g可分别例如为125。
图5示出依据本揭露一实施例，输入信号的像素灰阶度与透明度判断值示意图。参阅图2与图5，在一实施例中，将输入信号100进行处理后得到图像信号106与控制信号104。最后在数据驱动器110的输出104d与106d中，对应于图像信号106的输出106d保持图像的原始的红色、绿色与蓝色的灰阶度。而对应于控制信号104的输出104d将透明度t以二值化(binarization)的两个判断值来调整，判断值0代表透明区域是处于高透明度t，例如透明度t＝tmax以对应背景。判断值1代表透明区域是处于低透明度，以对应图像主体。需说明的是，在本揭露中将透明度t二值化为两个判断值(0跟1)仅为一范例，可依实际需求将不同的透明度t对应到更多的判断值。
在一些本实施例中，系统处理单元200中的信号处理包含信号转换单元(未示出)与信号识别单元(未示出)。在该些实施例中，信号识别单元的作用与图2的分析单元112相似，对一个像素的三个子像素进行色彩的分析，以识别是否属于背景的像素。但在本实施例中，在执行信号识别单元的作用前，先由信号转换单元将图像的灰阶值进行转换成另一个图像。其后根据转换后的图像进行识别，再依照识别结果产生对应的控制信号104。
图6示出依据本揭露一实施例，透明式显示器结合灰阶信号转换与信号识别的电路示意图。参阅图6，以识别如图3中图像内容140的蓝色背景为例，信号转换单元114a与信号识别单元114b的机制说明如下。
在接收步骤s100，其接收输入信号100对应到图像内容140。在该图像内容140中需要识别像素所处的位置是否属于背景，进而根据识别结果决定各像素对应的透明区域的透明度t。例如在本实施例中，若一像素的红色灰阶度r、绿色灰阶度g与蓝色灰阶度b分别例如是r＝5、g＝5、b＝150，则该像素会被判断为属于背景，例如海水而呈现蓝色。在步骤s102，信号转换单元114a对应红色、绿色与蓝色分别设置转换器132r、转换器132g、转换器132b，并依照设定的系数0.3、0.5、0.2，分别乘上接收的红色灰阶度r、绿色灰阶度g与蓝色灰阶度b，而得到该像素的转换灰阶度，以gray表示。需说明的是，在本实施例中的转换器132r、转换器132g、转换器132b的系数设定值仅为一示例，本揭露并不以此为限，实际上，转换器132r、转换器132g、转换器132b的系数可依照人眼视觉的相关统计数据(例如公开的研究数据)来设定，或是因厂商或市场等因素改变。在本实施例中，像素的转换灰阶度gray的计算可依据例如式(2):
gray＝0.3*r 0.5*g 0.2*b(2)
以r＝5、g＝5、b＝150输入后得到此像素的转换灰阶度gray＝34。此转换灰阶度gray输入到信号识别单元114b(例如选择器132)。选择器132的临界值可例如是gray_th＝128。判断所输出的控制信号104是否对应于背景的区域的判别条件可为例如式(3):
gray<gray_th,t＝tmax(3)
控制信号104可对应于透明度t，例如在gray<gray_th的条件下可以判断此检测的像素趋向蓝色，进而识别该像素为属于背景的范围，因此控制信号104可以对应高透明度，例如透明度t＝tmax的状况。
在步骤s104，输入信号100包含了原始的图像灰阶度，并直接当作图像信号106输出。控制信号104也同时输出，后续用于透明区域的透明度调整。需说明的是，虽然在本实施例中，图像信号106与输入信号100相同，但在一些实施例中，输入信号100与图像信号106之间也可能存在一转换机制，使输入信号100与图像信号106不同。
图7示出依据本揭露一实施例中透明式显示器的灰阶信号转换机制示意图。参阅图7，从灰阶信号转换的效果来看，输入信号100的图像，其经过灰阶信号转换单元100_1的转换后所得到转换后的图像内容140’，以呈现与图像内容140所对应的转换灰阶度gray分布。在图像内容140’中，属于背景144的蓝色容易被显现出来，以与实际图像主体142(水母)有区分，使得信号识别单元114b可以较有效识别。
于此要说明，前面的转换机制是灰阶度转换，但是本揭露不限于特定的转换机制。其例如也可以进行二值化(binarization)的转换机制或是边缘强化(edgeenhancement)的转换机制。二值化(binarization)的转换机制，可例如根据已知转换灰阶度gray的值，再以一个临界值m将图像内容140’区分为两种灰阶度，例如0(最暗)与255(最亮)的两个值，用于呈现仅有黑与白两色的图像。边缘强化的转换机制可以采用一般所知的方式，例如移差法(shift-and-difference)、梯度法(gradient)或是拉普拉辛法(laplacian)等，但本揭露并不限于此。
图8示出依据本揭露一实施例，通过色相进行识别的处理电路示意图。参阅图8，信号处理的方式也可以根据色相来分析。色相的类型可以依照红色、绿色与蓝色的灰阶度的范围决定一种色相。换句话说，当显示装置包含了第一像素与第二像素，且第一像素的红色灰阶度r1与第二像素的红色灰阶度r2位于同一红色灰阶范围内，第一像素的绿色灰阶度g1与第二像素的绿色灰阶度g2位于同一绿色灰阶范围内，且第一像素的蓝色灰阶度b1与第二像素的蓝色灰阶度b2位于同一蓝色灰阶范围内时，则第一像素与第二像素属于同一个色相。通过将图像内容中红色、绿色与蓝色的灰阶度分别划分多个范围的方式，可以定义出多种色相。需说明的是，色相的划分方式可能随着制造厂商或产品所对应市场等因素而改变。以本实施例中的色相1为例，其所对应的红色灰阶度r的范围例如是120与130之间。绿色灰阶度g的范围例如是120与140之间。蓝色灰阶度b的范围例如是0与10之间。如此可以依据预设的灰阶度范围来区分出多个图像区域150_1、150_2、150_3、150_4的色相。并将色相种类输入到选择器132进行识别。
在识别图像内容时，当属于同一色相的区域越小时，该区域可能对应到图像主体的本身，对应该区域的控制信号104可以设定为低透明度。相对的，当属于同一色相的区域变大时，该区域可能对应到背景，对应该区域的控制信号104可对应到高透明度。例如在图10所示的实施例中，连续多个图像区域150_1、150_2、150_3为同一色相，因此这些区域有可能被判定为背景而对应于高透明度，而仅有一个图像区域150_4为另一色相，因此有可能被判定为图像主体本身而对应于低透明度。需说明的是，本实施例仅为一范例，本揭露也不限制色相种类的定义以及色相的分析机制。
图9示出依据本揭露一实施例，通过色相进行识别的效果示意图。参阅图9，对于一张输入的图像内容140，可分析出所述图像内容中各色相所对应的像素范围分布，或是在一定范围内所包含的色相数量(色相密度)以判断图像主体与背景。例如在图像内容140的范围1或范围2中，色相变化不大，较为可能是背景。而在范围3的部分的色相数量较多，例如色相密度较高，其较为可能是图像主体本身。需注意的是，不同位置例如图9中的范围1与范围2的背景，其色相有可能不同。
图10示出依据本揭露一实施例，根据时间变化进行识别的电路示意图。参阅图10，当输入信号对应到一连串动态图像时，识别的机制也可以根据色相在时间上的变化来判断。例如图像152_1的时间点是t1，图像152_2的时间点是t2，图像152_3的时间点是t3。一般可知，由于图像主体(例如本实施例中的水母)会移动，但是背景的图像大多为缓慢变化。因此对应于图像主体位置的像素的色相变化较明显。因此检测多个连续图像，例如对应t1到t3的三个连续图像中，像素的色相随时间的变化可判断图像中属于背景或图像主体的区域。举例来说，对于一个被检测的像素，若在连续三个时间的三张图像中的色相变化较小，可以判断是属于背景，可以设定为高透明度。反之，对于色相变化较大的像素，则判断是属于图像主体，可以设定为低透明度。需说明的是，在本揭露中用于进行时间判断的图像数量并不限于三张，被判断的图像也不一定是数个连续图像中的最后一个图像，在一些实施例中，被判断的图像可能是数个连续图像中的最前面一张或位于中间的图像。
图11示出依据本揭露一实施例的再一种识别机制的示意图。参阅图11，再一种识别机制是，对于一个检测区域，可通过不同时间点所显示的图像180与图像182之间比较两张图像之间的差异点。以差异值大于或小于差异临界值来进行图像判断。这个识别机制是在图像180所对应的时间点存在图像主体与背景，而在图像182所对应的时间点图像主体消失，仅留下背景。由此可判断图像180与图像182的差异在于所述图像主体的范围，因此可将该图像主体范围的透明度调整为低透明度，背景范围的透明度调整为高透明度。
因此如采用图11的方式，可以将图像180与图像182相减而得到一差异图像184，如此背景的灰阶度会被有效移除，得到相对较为单纯的图像主体，其后根据此信号转换的图像进行信号识别，其有利于识别出属于背景的区域，而设定为高透明度。
如前面所描述，本揭露的透明式显示器可于接收输入信号后，依照预设的识别机制，大略识别出属于背景的区域。对于，其中对应于背景的区域的像素的透明区域，其透明度可以较高，以允许较多的环境光通过其透明区域。对应于图像主体的像素的透明区域，其透明度可以较低，减少受环境光的影响，提高图像的对比度。
虽然本揭露的实施例及其优点已揭露如上，但应该了解的是，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本揭露的精神和范围内，当可作更动、替代与润饰。此外，本揭露的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的装置、方法及步骤，任何所属技术领域中技术人员可从本揭露揭示内容中理解现行或未来所发展出的装置、方法及步骤，只要可以在此处所述实施例中实施大抵相同功能或获得大抵相同结果皆可根据本揭露使用。因此，本揭露的保护范围包括上述装置、方法及步骤。另外，每一权利要求构成个别的实施例，且本揭露的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。本揭露的保护范围当视后附的权利要求所界定为准。
1.一种透明式显示器的信号处理方法，其特征在于，所述信号处理方法包括:
接收输入信号；
从所述输入信号产生图像信号与控制信号；
输出所述图像信号，用于所述透明式显示器的发光调整；以及
输出所述控制信号，用于所述透明式显示器的透明度调整。
2.根据权利要求1所述的信号处理方法，其特征在于，根据对所述输入信号执行信号识别步骤而产生所述图像信号与所述控制信号。
3.根据权利要求2所述的信号处理方法，其特征在于，执行所述信号识别步骤包含比较所述输入信号的灰阶度与预定的灰阶度。
4.根据权利要求2所述的信号处理方法，其特征在于，产生所述图像信号与所述控制信号还包括在执行所述信号识别步骤前，先对所述输入信号执行信号转换步骤。
5.根据权利要求4所述的信号处理方法，其特征在于，所述信号转换步骤是根据灰阶度、二值化或边缘强化的其中一者来执行。
技术总结