CN100351878C - 改善等离子平面显示器上色彩饱和度及图像品质的补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改善等离子平面显示器(Plasma Display Panel，简称PDP)上色彩饱和度及图像品质的补偿方法，针对等离子平面显示器上因环境光所产生的可见光，利用色彩混合原理，通过数值运算方式，计算出其每一像点的三色放电单元所对应产生的色光亮度，通过增加或降低各该放电单元的输入图像信号强度，将该额外的可见光，自该红色、绿色及蓝色放电单元所产生的色光中扣除，以有效改善该环境光对等离子平面显示器所造成的不良影响，令其可呈现出最佳色彩饱和度及图像品质的图像画面，并大幅降低成本。

Description

改善等离子平面显示器上色彩饱和度及图像品质的补偿方法

技术领域

本发明涉及一种等离子平面显示器图像的改进方法，尤指一种改善等离子平面显示器上色彩饱和度及图像品质的补偿方法。

背景技术

在传统交流放电型等离子平面显示器10的制作技术中，参阅图1所示，主要在二玻璃基板11、12上制作不同作用层，再将二者的周边封合，并在其间的放电空间中，封入依一定比例混合的特殊气体(如：氦(He)、氖(Ne)、氙(Xe)或氩(Ar))，该结构中面向观看者的基板为前基板11，该前基板11内侧依序布设有复数条平行的透明电极111、辅助(bus)电极112、诱电层113及保护层114，其对应的背基板12上则依序布设有复数条平行的定址(data)电极121、诱电层124、复数条平行排列的阻隔壁122及均匀涂布的荧光体123，当施加电压于相关位置的该等电极111、112、121时，对应位置的诱电层113、124将于相邻阻隔壁122间所形成的对应放电单元(Cell)13内放电，令该荧光体123感应出对应的色光。

由于，在前述传统等离子平面显示器10中，其背基板12上主要设有复数条平行排列的白色阻隔壁122及均匀涂布的荧光体123，故等离子平面显示器10在受到到环境光照射时，其背基板12上的白色阻隔壁122及荧光体123，极易将该环境光漫射出，造成等离子平面显示器10在光亮的环境空间下，发生色彩饱和度下降及图像品质劣化的问题。

传统上，各等离子平面显示器的制造业者，均针对此一问题，设计有独特的解决方法，以日本NEC公司为例，该公司利用彩色滤光膜(CaPsulated ColorFilter)技术，在该前基板11上对应于红色(Red)、绿色(Greed)及蓝色(Blue)等放电单元13的位置，分别加设滤光膜20，参阅图2所示，以滤除高亮度环境光对各该放电单元13所产生的反色光，有效提高等离子平面显示器在光亮环境空间下的色彩饱和度，但由于增设彩色滤光膜20的加工技术繁琐，故大幅增加了等离子平面显示器的制造成本；而日本Plasmaco公司则利用圆偏光的滤光片(circular polarizing filter)，来抑制高亮度环境光的影响，但由于圆偏光滤光片的透光率太低，故对等离子平面显示器本身的亮度将造成负面影响，因此，该作法显然并不尽理想。

由以上所述可知，传统作法均仅系利用加设滤光元件的方式，试图滤除高亮度环境光对各该放电单元13所产生的反色光，但该等传统作法同时亦造成等离子平面显示器在低亮度的环境空间下，亮度不足的缺陷，故该等传统作法均仅属治标，而非治本的改善技术。

发明内容

本发明的主要目的就是克服前述传统等离子平面显示器在高亮度环境空间下，所发生的色彩饱和度下降及图像品质劣化的缺陷，令其画面可呈现出最佳饱和度及品质的图像，并大幅降低因改善此等问题所付出的成本。

本发明的目的是这样实现的：针对等离子平面显示器上因环境光所产生的可见光，利用色彩混合原理，通过数值运算方式，计算出等离子平面显示器上每一像点的三色放电单元所对应产生的色光亮度，通过增加或降低各该放电单元的输入图像信号强度，将该额外的可见光，自该红色、绿色及蓝色放电单元所产生的色光中扣除，以有效改善该环境光对等离子平面显示器所造成的不良影响。

本发明的另一技术方案为，利用光感测器侦测环境光的数值，再通过数值运算，计算出等离子平面显示器上每一像点的三色放电单元所对应产生的色光亮度，再通过调整该等放电单元的输入图像信号强度，将该额外的可见光，自各该放电单元所产生的色光中扣除，以对等离子平面显示器进行色彩饱和度补偿，有效改善该环境光对等离子平面显示器所造成的不良影响。

本发明的又一技术方案为，借预先在该等离子平面显示器的电路架构中，设定好各种不同环境的环境光设定模式，如：强光模式、一般室内照明模式、展示会模式…等，让使用者可根据该等离子平面显示器被置放的环境，自行选择设定模式，直接对等离子平面显示器进行色彩饱和度补偿，以有效改善该环境光对等离子平面显示器所造成的不良影响。

本发明的有益效果来自于其可直接借由增加或降低其上每一像点对应的三色放电单元的输入图像信号强度，调整所产生的红色、绿色或蓝色色光的亮度，令其恰可扣除环境光对图像色彩饱和度所造成的不良影响，完全无需改变等离子平面显示器的结构设计，或对其进行额外的加工处理，故其作法不仅简便，成本亦极为低廉。

附图说明

以下为本发明附图：

图1为一传统等离子平面显示器的结构示意图；

图2为日本NEC公司利用彩色滤光膜(Capsulated Color Filter)技术，在传统等离子平面显示器的前基板上加设滤光膜的结构示意图；

图3为本发明的一实施例的处理流程示意图；

图4为取输入图像的各该色光的前128灰阶数为例，且设定各该色光的临界灰阶值Th＝20时，在高亮度环境下，利用本发明对等离子平面显示器进行色彩饱和度补偿所得的结果；

图5为本发明的另一实施例的处理流程示意图；

图6为本发明的又一实施例的处理流程示意图。

图中符号说明：

前基板......11           后基板......12

透明电极......111        辅助电极......112

诱电层......113          保护层......114

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细说明：

在一般等离子平面显示器上，由于所呈现的图像是由数量庞大的像点(pixel)所组成(像点数量的多寡依等离子平面显示器的解析度而定)，而任一像点(pixel)均由产生红色(Red)、绿色(Green)和蓝色(Blue)等三颜色的对应放电单元(Cell)组成，故，等离子平面显示器在显示图像时，每一像点(pixel)所呈现的色彩，实际上，是由各该放电单元(Cell)产生的红色、绿色及蓝色等三色光所混合而成的色彩。

因此，若将等离子平面显示器上每一像点的各该放电单元(Cell)所产生的红色、绿色及蓝色色光，分别以a、b、c代表其灰阶值，且每一像点(plxel)所对应的三色放电单元(Cell)内荧光粉的单位灰阶所产生的亮度，分别以R_cell、G_cell、B_cell表示，则在暗室环境下(即无环境光影响的情形下)，红色放电单元、绿色放电单元、蓝色放电单元所产生的亮度，将可分别由下列公式(1)、(2)、(3)表示，所以在暗室环境下所观察到的每一像点的图像Image_Dark。由公式(4)表示：

红色放电单元的亮度＝a R_cell   ……(1)

绿色放电单元的亮度＝b G_cell   ……(2)

蓝色放电单元的亮度＝C B_cell   ……(3)

Image_Dark＝红色放电单元的亮度+绿色放电单元的亮度+蓝色放电单元的亮度

＝a R_cell+b G_cell+c B_cell ……(4)

当等离子平面显示器受到环境光照射时，其背基板上所布设的复数条平行排列的白色阻隔壁及均匀涂布的荧光体，将因漫射出环境光，而令等离子平面显示器产生额外的可见光w。本发明为有效消除该可见光W对等离子平面显示器在色彩饱和度及图像品质上所造成的不良影响，利用了Grassman配色定律(laws of color matching)，通过数值运算，依下列公式(5)，计算出由红色、绿色及蓝色放电单元所对应产生的该额外可见光W的数值：

W＝αR_cell+βG_cell+γB_cell ……(5)

其中R_cell、G_cell、B_cell分别表示红色、绿色及蓝色放电单元的单位灰阶所产生的亮度，α、β、γ则分别表示红色、绿色及蓝色放电单元的灰阶数。

由于，该等由阻隔壁及荧光体所漫射出的可见光W，将令等离子平面显示器在高亮度的环境空间下，发生色彩饱和度下降及图像品质劣化的问题，因此，本发明的等离子平面显示器在显示图像时，可利用等离子平面显示器的控制电路，借增加或降低各该放电单元的输入图像信号(可为输入电压)强度，将额外可见光W所造成的影响，自该红色、绿色及蓝色放电单元所产生的色光中扣除。如此，即可彻底消除该可见光W对等离子平面显示器的影响，使其画面能呈现出最佳色彩饱和度及图像品质。

在本发明的一实施例中，主要是基于等离子平面显示器上由环境光所产生的可见光W，利用色彩混合原理，以红色、绿色及蓝色色光，依适当比例调配出来。所以在高亮度环境空间下，等离子平面显示器所漫射出来的额外可见光W，即可由公式(5)表示，而所观察到的图像Image_Bright，则为下列公式(6)所示，即公式(4)加上公式(5)：

Image_Bfight＝Image_Dark+W

           ＝a R_cell+b G_cell+c B_cell+α R_cell+β G_cell+γ B_cell……(6)

其中αR_cell+βG_cell+γB_cell即该额外可见光w对等离子平面显示器所造成的影响，亦即前述造成色彩饱和度下降及图像品质劣化的主要因素。

故，在该实施例中，参阅图3所示，若欲在高亮度环境下，对等离子平面显示器进行色彩饱和度补偿时，需先侦测出环境光所造成的影响(即该额外可见光W)，在图像输出前，利用其控制电路，调整各该放电单元的输入图像信号强度，令所产生的色光亮度，恰可依下列公式(7)、(8)、(9)所示，将该额外可见光W所造成的影响扣除：

红色放电单元补偿后的亮度＝aR_cell-αR_cell……   (7)

绿色放电单元补偿后的亮度＝bG_cell…l-βG_cell……(8)

蓝色放电单元补偿后的亮度＝cB_cell-γB_cell……   (9)

为避免各放电单元依前述公式进行数值运算，产生负值，在该实施例中，可借由选定色光的临界值(如：红色临界值＝Th_Red、绿色临界值＝Th_Green及蓝色临界值＝Th_Blue)，以在判断出原输入图像的色光灰阶(如：红色灰阶＝a、绿色灰阶＝b、蓝色灰阶＝c)，大于或等于该色光的临界值时，才在图像输出前，令控制电路依前述公式(7)、(8)、(9)进行数值运算，调整各该放电单元的输入图像信号强度。

因此，利用本发明对等离子平面显示器所产生的图像进行补偿后，其上各该像点的亮度，将如下列公式(10)所示：补偿后像点亮度＝红色放电单元补偿后的亮度+绿色放电单元补偿后的亮度+蓝色放电单元补偿后的亮度+W＝aR_cell-αR_cell+bG_cell-βG_cell+cB_cell-γB_cell+(αR_cell+βG_cell+γB_cell)＝aR_cell+bG_cell+cB_cell……  (10)

如前所述，由于该可见光W的亮度，系可以红色、绿色及蓝色放电单元所产生的色光亮度R_cell、G_cell、B_cell来表示，即W＝αR_cell+βG_cell+γB_cell，所以由公式(10)可知，补偿后像点的亮度，已将该可见光W在等离子平面显示器上所造成的不良影响彻底消除。图4所示系取输入图像的各该色光的前128灰阶为例，且各该色光的设定临界值Th＝20时，在高亮度环境下，利用本发明对等离子平面显示器进行色彩饱和度补偿后所带来的结果，其中可清楚观察出在低灰阶处，确可有效避免公式(7)-(9)产生负值的问题，彻底消除高亮度环境光对等离子平面显示器的影响。

在该实施例中，若原输入图像的色光灰阶(如：红色灰阶＝a、绿色灰阶＝b、蓝色灰阶＝c)，为小于各该色光的临界值时，则根据下列公式(11)：

补偿后像点亮度＝红色放电单元补偿后的亮度+绿色放电单元补偿后的亮度+蓝色放电单元补偿后的亮度+W

$=a\×\frac{\mathrm{\α}}{{\mathrm{Th}}_{\mathrm{Red}}}{R}_{\mathrm{Cell}}+b\×\frac{\mathrm{\β}}{{\mathrm{Th}}_{\mathrm{Green}}}{G}_{\mathrm{Cell}}+c\×\frac{\mathrm{\γ}}{{\mathrm{Th}}_{\mathrm{Blue}}}{B}_{\mathrm{Cell}}+({\mathrm{\αR}}_{\mathrm{Cell}}+{\mathrm{\βG}}_{\mathrm{Cell}}+{\mathrm{\γB}}_{\mathrm{Cell}})\·\·\·\·\·\·\left(11\right)$

依原输入图像的色光灰阶及所设定的临界灰阶间的比例关系，调整各该放电单元的输入图像信号强度，使所产生的色光亮度，不致发生负值问题，且可消除环境光对等离子平面显示器的影响。

本发明的另一实施例，系针对等离子平面显示器，在高亮度环境空间下，进行主动式的色彩饱和度补偿，参阅图5所示，该另一实施例主要系以一光感器侦测环境光的数值，并通过数值运算，计算出环境光对等离子平面显示器的影响，再依前述公式，对等离子平面显示器进行色彩饱和度补偿。

本发明的又一实施例，系针对等离子平面显示器在高亮度环境空间下，进行被动式的色彩饱和度补偿，参阅图6所示，该又一实施例主要系于等离子平面显示器的控制电路中，预先设定好各种不同环境光的设定模式，如：强光模式、一般室内照明模式、展示模式等，让使用者可通过该等离子平面显示器被放置的环境，自行选择设定模式，直接对等离子平面显示器进行色彩饱和度的补偿。

以上仅为本发明的实施例，但本发明所主张的权利范围并不局限于此，凡本领域的普通技术人员，依据本发明所公开的技术内容，可轻易思及的等效变化，均应属不脱离本发明的保护范畴。

Claims (5)

1、一种改善等离子平面显示器上色彩饱和度及图像品质的补偿方法，其特征是：针对等离子平面显示器上因环境光所产生的可见光，利用色彩混合原理，通过数值运算方式，计算出等离子平面显示器上每一像点的三色放电单元所对应产生的色光亮度，通过增加或降低各该放电单元的输入图像信号强度，将该额外的可见光，自该红色、绿色及蓝色放电单元所产生的色光中扣除，以有效改善该环境光对等离子平面显示器所造成的不良影响，环境光所产生的可见光对于等离子平面显示器上每一像点的三色放电单元所对应产生的色光亮度分别为αR_cell、βG_cell、γB_cell，其中R_cell、G_cell、B_cell分别代表红色、绿色及蓝色放电单元的单位灰阶所产生的色光亮度，而α、β、γ分别代表该环境光所代表的红色、绿色及蓝色的灰阶数，而在无环境光影响下的红色、绿色、蓝色放电单元的亮度分别为aR_cell、bG_cell、cB_cell，其中a、b、c分别代表原输入图像信号强度所代表的红色、绿色及蓝色的灰阶数，以及设定红色光、绿色光及蓝色光的临界灰阶值分别为Th_Red、Th_Green、Th_Blue，

其中，当a、b、c分别大于或等于Th_Red、Th_Green、Th_Blue时，则补偿后的输入图像信号强度分别为(aR_cell-αR_cell)、(bG_cell-βG_cell)、(cB_cell-γB_cell)，或者当a、b、c分别小于Th_Red、Th_Green、Th_Blue时，则红色、绿色、蓝色放电单元补偿后的亮度分别为

2、如权利要求1所述的改善等离子平面显示器上色彩饱和度及图像品质的补偿方法，其特征是：根据所计算出的色光数值，调整各该放电单元的输入图像信号强度，令所产生的色光，恰可扣除该额外可见光对等离子平面显示器所造成的影响。

3、如权利要求2所述的改善等离子平面显示器上色彩饱和度及图像品质的补偿方法，其特征是：利用一光感测器侦测环境光的数值，并利用色彩混合原理，通过数值运算方式，计算出等离子平面显示器上每一像点的三色放电单元所对应产生的色光亮度，对等离子平面显示器进行色彩饱和度的补偿。

4、如权利要求2所述的改善等离子平面显示器上色彩饱和度及图像品质的补偿方法，其特征是：在等离子平面显示器的控制电路中，预先设定好各种不同环境光的设定模式，再根据该等离子平面显示器被置放的环境，选择设定模式，直接对等离子平面显示器进行色彩饱和度的补偿。

5、如权利要求1所述的改善等离子平面显示器上色彩饱和度及图像品质的补偿方法，其特征是：各该放电单元的输入图像信号的强度，可为输入各该放电单元的电压强度。

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