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    一種雙穩態顯示器的多線式定址方法及多線式定址裝置在此揭露，其中之多線式定址方法包括下列步驟：首先，基於數位影像以提供基底矩陣；接著，透過搜尋基底矩陣中的獨立向量以因式分解該基底矩陣，藉此縮減基底矩陣的秩；然後，基於已被因式分解的基底矩陣去發送複數個定址信號至該雙穩態顯示器中數個像素的矩形陣列。
    公开号:TW201314667A
    申请号:TW101134746
    申请日:2012-09-21
    公开日:2013-04-01
    发明作者:Chang-Jing Yang
    申请人:Delta Electronics Inc；
    IPC主号:G09G3-00
    专利说明:
    雙穩態顯示器的多線式定址方法及裝置
    本發明是有關於一種定址方法及定址裝置，且特別是有關於一種雙穩態顯示器的多線式定址方法及多線式定址裝置。
    雙穩態顯示器相較於其他類型顯示器之區別處在於：即使電源關閉後，雙穩態顯示器仍可保持當前所顯示的影像，直到下一次電源恢復時，雙穩態顯示器又可刷新影像。總之，影像顯示是處於雙穩態或者是在兩個（或者更多）的狀態。例如在辦公室午休期間，電腦顯示器通常會閒置很長一段時間，特別是可攜式電腦系統的顯示器運作是相當耗電的，因此在這段時間若能關閉顯示器的電源，則可以節約電池電力。第1圖是一種雙穩態顯示器的習知定址方法的示意圖，此雙穩態顯示器包括由多行（如：第1～3行）及多列（如：第1～3列）所排列成的陣列形式。於習知定址方法中，當全週期的信號發送至第1列的期間，數個脈波分別發送至第1～3行，其中各別的脈波可具有不同的脈寬，用以在第1列上呈現不同的灰階。接著，當全週期的另一信號發送至第2列的期間，數個脈波分別發送至第1～3行，其中各別的脈波可具有不同的脈寬，用以在第2列上呈現不同的灰階。接著，當全週期的又一信號發送至第3列的期間，數個脈波分別發送至第1～3行，其中各別的脈波可具有不同的脈寬，用以在第3列上呈現不同的灰階。然而，於習知定址方法中，需要一個長時期的驅動波形才能顯示出具有高對比度和均勻的灰度分佈的影像。由此可見，習知的定址方式，顯然仍存在不便與缺陷，而有待加以進一步改進。為了解決上述問題，相關領域莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的方式被發展完成。因此，如何能解決上述問題，實屬當前重要研發課題之一，亦成爲當前相關領域亟需改進的目標。
    因此，本發明之一目的是在提供一種雙穩態顯示器的多線式定址的技術方案，透過修改成本函數，提出了一種無損矩陣分解算法（Lossless Matrix Factorization, LMF），實現更快的圖像刷新率。依據本發明一實施例，一種雙穩態顯示器的多線式定址方法包括下列步驟：基於一數位影像以提供一基底矩陣；透過搜尋基底矩陣中的複數個獨立向量以因式分解基底矩陣，藉此縮減基底矩陣的秩；基於已被因式分解的基底矩陣去發送複數個定址信號至雙穩態顯示器中複數個像素的矩形陣列。依據本發明另一實施例，一種雙穩態顯示器的多線式定址包括處理單元與驅動單元。處理單元用以因式分解基於一數位影像的一基底矩陣基，其中處理單元包括第一搜尋模組，搜尋模組用以搜尋基底矩陣中的複數個獨立向量，藉此縮減基底矩陣的秩。驅動單元用以基於已被因式分解的基底矩陣去發送複數個定址信號至雙穩態顯示器中複數個像素的矩形陣列。以下將以實施方式對上述之說明作詳細的描述，並對本發明之技術方案提供更進一步的解釋。
    為了使本發明之敘述更加詳盡與完備，可參照所附之圖式及以下所述各種實施例，圖式中相同之號碼代表相同或相似之元件。另一方面，眾所週知的元件與步驟並未描述於實施例中，以避免對本發明造成不必要的限制。參照第2圖，一種雙穩態顯示器300的多線式定址裝置包括處理單元100與驅動單元200。於本實施例中，處理單元100電性連接驅動單元200，驅動單元200電性連接。於其他實施例中，舉例來說，處理單元100與驅動單元200可整合至雙穩態顯示器300中（未示於第2圖）；或者，處理單元100、驅動單元200與雙穩態顯示器300可整合至一顯示裝置中（未示於第2圖）。處理單元100可因式分解基於一數位影像的一基底矩陣基，其中處理單元100包括第一搜尋模組110，搜尋模組110用以搜尋基底矩陣中的複數個獨立向量，藉此縮減基底矩陣的秩。驅動單元200用以基於已被因式分解的基底矩陣去發送複數個定址信號至雙穩態顯示器300中複數個像素的矩形陣列。由於基底矩陣已被簡化，多線式定址裝置得以實現更快的圖像刷新率，而無需消耗多餘的電力。處理單元100亦可包括第二搜尋模組120。第二搜尋模組120用以搜尋基底矩陣中的複數個相依向量，並分配權重至已搜尋到的這些相依向量。藉此，基底矩陣課被更進一步簡化。具體而言，當採用多線式定址的技術方案時，則可實現矩陣分解而不導致損失，其目的是將基底矩陣的秩最小化，且限制為A = WH，其中影像A的因式分解得以無損失。再者，由於基底及係數矩陣的構成要素為自然數，因此量化損失是不存在的。無損矩陣分解算法（LMF）的成本函數如下所示： 本演算法的基本概念是要減少影像A的秩，假設影像A=[a1...am]是一個n×m矩陣，基底矩陣W=[w1...wr]以及係數H= [h1...hr]t為分解矩陣的秩r。更新規則如下所示： 如此，本演算法可找到影像A的獨立向量。當影像A的行向量ai與基底矩陣W的向量wj一致時，該演算法忽略行向量ai並分配權重至係數矩陣的Hj,i。反之，當影像A的行向量ai與基底矩陣W的向量wj是相互獨立時，影像A的行向量ai則被加入到基底矩陣，亦分配一權重至Hj,i。本演算法搜尋影像A中的m個向量，其匹配於W中的基底向量。在最壞的情況下，本演算法的計算時間為O(m2)。本演算法藉由消除基底矩陣W中多餘的向量wj以縮減基底矩陣W的秩，其中縮減的秩數取決於影像A中獨立的基底矩陣。實務上，基底矩陣W可由影像A中的數個行向量或數個列向量所組成，為了快速定址，因此選擇較大的向量被為基底矩陣的向量。另一方面，處理單元100亦可包括識別模組130、第一設定模組140與第二設定模組150。識別模組130可判斷數位影像是否為文字影像、或圖片影像、抑或其複合影像。當數位影像為文字影像時，第一設定模組140可對基底矩陣設定第一分解基準；當數位影像為圖片影像時，第二設定模組150可對基底矩陣設定一第二分解基準，其中第一分解基準有別於第二分解基準，且可依實際需要而定義第一、第二分解基準。此外，值得注意的是，第一設定模組140與第二設定模組150亦可用於設定其他適用的分解基準，熟習此項技藝者應可輕易瞭解之。處理單元100亦可包括判斷模組160與調整模組170。當數位影像為文字影像時，判斷模組160可判斷上述數個獨立向量中任兩個獨立向量之間的誤差是否在第一分解基準的第一預定限度內；當誤差在第一預定限度內時，調整模組170可用這兩個獨立向量中之一者來取代這兩個獨立向量中之另一者。藉此，本演算法中所要掃描的向量數目可以減少，判斷模組160可判斷原始影像與遭分解得影像之間可接收的誤差。在判斷模組160被使用時，需在可接收的誤差與掃描的向量數目之間作出權衡；當掃描的向量數目減少時，計算時間會減少，但誤差也會隨之增加。或者或再者，當數位影像為圖片影像時，判斷模組160可判斷上述數個獨立向量中任兩個獨立向量之間的誤差是否在第二分解基準的第二預定限度內；當誤差在第二預定限度內時，調整模組170可用這兩個獨立向量中之一者來取代這兩個獨立向量中之另一者，其中第一預定限度有別於第二預定限度，且可依實際需要而定義第一、第二預定限度。此外，值得注意的是，調整模組170亦可用於設定其他適用的限度，熟習此項技藝者應可輕易瞭解之。於一實施例中，雙穩態顯示器300可為快速反應液態粉狀顯示器（quick response liquid powder display, QR-LPD）。快速反應液態粉狀顯示器是一種低功率的反射式顯示器，其可保持當前顯示的影像而無需電力，這種顯示器可以採用被動矩陣（PM）驅動，而無需薄膜電晶體背板，可以毫無困難地實現大尺寸或可撓性的面板，但是掃描線數愈多，則更新時間愈長。於其他實施例中，雙穩態顯示器300可為雙穩態電泳顯示器（bistable electrophoretic display, EPD）、雙穩態扭轉向列型液晶顯示器（bistable twisted nematic liquid crystal display）、或類似的顯示器。如上所述之第一搜尋模組110、第二搜尋模組120、識別模組130、第一設定模組140、第二設定模組150、判斷模組160與調整模組170…等模組，其具體實施方式可為軟體、硬體與/或軔體。舉例來說，若以執行速度及精確性為首要考量，則該等單元基本上可選用硬體與/或軔體為主；若以設計彈性為首要考量，則該等單元基本上可選用軟體為主；或者，該等單元可同時採用軟體、硬體及軔體協同作業。應瞭解到，以上所舉的這些例子並沒有所謂孰優孰劣之分，亦並非用以限制本發明，熟習此項技藝者當視當時需要，彈性選擇該等模組的具體實施方式。第3圖是依照本發明一實施例之一種多線式定址方法的流程圖。如第3圖所示，多線式定址方法包括步驟S410 - S430。應瞭解到，在第3圖中所提及的步驟，除特別敘明其順序者外，均可依實際需要調整其前後順序，甚至可同時或部分同時執行。至於實施該些步驟的硬體裝置，由於以上實施例已具體揭露，因此不再重複贅述之。於步驟S410中，基於一數位影像以提供一基底矩陣。於步驟S420中，透過搜尋基底矩陣中的複數個獨立向量以因式分解基底矩陣，藉此縮減基底矩陣的秩。於步驟S430中，基於已被因式分解的基底矩陣去發送複數個定址信號至雙穩態顯示器中複數個像素的矩形陣列。於步驟S420中，可搜尋基底矩陣中的複數個相依向量，並分配權重至已搜尋到的這些相依向量。此多線式定址方法亦可包括下列步驟：判斷數位影像是否為文字影像、或圖片影像、抑或其複合影像；當數位影像為文字影像時，對基底矩陣設定第一分解基準；反之，當數位影像為圖片影像時，對基底矩陣設定第二分解基準，其中第一分解基準有別於第二分解基準，且可依實際需要而定義第一、第二分解基準。當數位影像為文字影像時，於步驟S420中，判斷上述數個獨立向量中任兩個獨立向量之間的誤差是否在第一分解基準的第一預定限度內；當誤差在第一預定限度內時，用這兩個獨立向量中之一者來取代這兩個獨立向量中之另一者。當數位影像為圖片影像時，於步驟S420中，判斷上述數個獨立向量中任兩個獨立向量之間的誤差是否在第二分解基準的第二預定限度內；當誤差在第二預定限度內時，用這兩個獨立向量中之一者來取代這兩個獨立向量中之另一者，其中可依實際需要而定義第一、第二預定限度。雙穩態顯示器的驅動電壓是越來越低，但仍高於習知的液晶顯示器，使得脈數調變（PNM）或波寬調變（PWM）較適用於灰階顯示，而不採用脈波振幅調變（PAM）去呈現半色調影像，其原因在於適用高電壓的數位類比轉換電路在大型積體電路（LSI）中需佔用很大的面積。此外，脈數調變（PNM）無需在各個輸出電路中設置計數器。脈數調變（PNM）基本上類似於波寬調變（PWM），為了對脈數調變作進一步闡述，參照第4圖。相較於第1圖，第4圖是依照本發明一實施例之一種多線式定址方法的示意圖。於第4圖中，藉由調整在第1～3行及第1～3列上的脈波數目，以顯示各個不同的灰階。雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
    100．．．處理單元
    110．．．第一搜尋模組
    120．．．第二搜尋模組
    130．．．識別模組
    140．．．第一設定模組
    150．．．第二設定模組
    160．．．判斷模組
    170．．．調整模組
    200．．．驅動單元
    300．．．雙穩態顯示器
    S410．．．步驟
    S420．．．步驟
    S430．．．步驟
    為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖是一種雙穩態顯示器的習知定址方法的示意圖；第2圖是依照本發明一實施例之一種多線式定址裝置的方塊圖；第3圖是依照本發明一實施例之一種多線式定址方法的流程圖；以及第4圖是依照本發明一實施例之一種多線式定址方法的示意圖。
    S410．．．步驟
    S420．．．步驟
    S430．．．步驟
    权利要求:
    Claims (12)
    [1] 一種雙穩態顯示器的多線式定址方法，該多線式定址方法包括：基於一數位影像以提供一基底矩陣；透過搜尋該基底矩陣中的複數個獨立向量以因式分解該基底矩陣，藉此縮減該基底矩陣的秩；以及基於已被因式分解的該基底矩陣去發送複數個定址信號至該雙穩態顯示器中複數個像素的矩形陣列。
    [2] 如請求項1所述之多線式定址方法，其中因式分解該基底矩陣之步驟更包括：搜尋該基底矩陣中的複數個相依向量；以及分配權重至已搜尋到的該些相依向量。
    [3] 如請求項1所述之多線式定址方法，更包括：判斷該數位影像是否為一文字影像或一圖片影像；以及當該數位影像為該文字影像時，對該基底矩陣設定一第一分解基準；以及當該數位影像為該圖片影像時，對該基底矩陣設定一第二分解基準，其中該第一分解基準有別於該第二分解基準。
    [4] 如請求項3所述之多線式定址方法，其中當該數位影像為該文字影像時，因式分解該基底矩陣之步驟更包括：判斷該些獨立向量中任兩個獨立向量之間的誤差是否在該第一分解基準的預定限度內；以及當該誤差在該第一分解基準的預定限度內時，用該兩個獨立向量中之一者來取代該兩個獨立向量中之另一者。
    [5] 如請求項3所述之多線式定址方法，其中當該數位影像為該圖片影像時，因式分解該基底矩陣之步驟更包括：判斷該些獨立向量中任兩個獨立向量之間的誤差是否在該第二分解基準的預定限度內；以及當該誤差在該第二分解基準的預定限度內時，用該兩個獨立向量中之一者來取代該兩個獨立向量中之另一者。
    [6] 如請求項1所述之多線式定址方法，其中該雙穩態顯示器為一快速反應液態粉狀顯示器（quick response liquid powder display）、一雙穩態電泳顯示器或一雙穩態扭轉向列型液晶顯示器。
    [7] 一種雙穩態顯示器的多線式定址裝置，該多線式定址裝置包括：一處理單元，用以因式分解基於一數位影像的一基底矩陣基，其中該處理單元包括一第一搜尋模組，該搜尋模組用以搜尋該基底矩陣中的複數個獨立向量，藉此縮減該基底矩陣的秩；以及一驅動單元，用以基於已被因式分解的該基底矩陣去發送複數個定址信號至該雙穩態顯示器中複數個像素的矩形陣列。
    [8] 如請求項7所述之多線式定址裝置，其中該處理單元更包括：一第二搜尋模組，用以搜尋該基底矩陣中的複數個相依向量，並分配權重至已搜尋到的該些相依向量。
    [9] 如請求項7所述之多線式定址裝置，其中該處理單元更包括：一識別模組，用以判斷該數位影像是否為一文字影像或一圖片影像；一第一設定模組，用以當該數位影像為該文字影像時，對該基底矩陣設定一第一分解基準；以及一第二設定模組，用以當該數位影像為該圖片影像時，對該基底矩陣設定一第二分解基準，其中該第一分解基準有別於該第二分解基準。
    [10] 如請求項9所述之多線式定址裝置，其中當該數位影像為該文字影像時，該處理單元更包括：一判斷模組，用以判斷該些獨立向量中任兩個獨立向量之間的誤差是否在該第一分解基準的預定限度內；以及一調整模組，用以當該誤差在該第一分解基準的預定限度內時，用該兩個獨立向量中之一者來取代該兩個獨立向量中之另一者。
    [11] 如請求項9所述之多線式定址裝置，其中當該數位影像為該圖片影像時，該處理單元更包括：一判斷模組，用以判斷該些獨立向量中任兩個獨立向量之間的誤差是否在該第二分解基準的預定限度內；以及一調整模組，用以當該誤差在該第二分解基準的預定限度內時，用該兩個獨立向量中之一者來取代該兩個獨立向量中之另一者。
    [12] 如請求項7所述之多線式定址裝置，其中該雙穩態顯示器為一快速反應液態粉狀顯示器、一雙穩態電泳顯示器或一雙穩態扭轉向列型液晶顯示器。
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