CN100458887C - 用于减小线负载效应的方法、装置和等离子显示面板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及这样的方法，其用于处理要在具有持久发光元件的显示面板上显示的画面的数据，以便减小所述显示组件中的负载效应。该方法包括以下步骤：为每个子场计算显示面板的发光元件的每条线中的激活的发光元件的数量，其被称为线负载，为每个子场计算显示面板的两条连续的线的线负载的最大差，以及根据每个子场的最大负载差，而为每个子场选择维持频率，以便减小线负载效应。

Description

用于减小线负载效应的方法、装置和等离子显示面板

技术领域

本发明涉及这样的方法，其用于处理要在具有持久发光元件的显示面板上显示的画面的数据，以便减小所述显示组件中的负载效应(load effect)。

背景技术

高对比度是用于评价每一个显示技术的画面质量的主要因素。在这一点上，总是需要高峰白(peak white)亮度，以实现良好的对比率、以及由此实现与环境光条件相一致的良好的画面性能。另一方面，新显示技术的成功也需要均衡的功耗。对于每一种主动显示器，较高的峰值亮度还对应于在显示器的电子器件中流动的较高的功率。因此，如果不进行特定的管理，则给定的电子功效(electronic efficacy)的峰值亮度的增强将导致功耗的增加。于是，通常使用功率管理概念，以使显示器的功耗稳定。与峰白增强相关联的每一种功率管理概念之后的主要思想是基于取决于画面内容的峰值亮度的变化，以便如图1所示使功耗稳定到特定值。在此图中，峰值亮度随着画面负载的增加而减小。使功耗保持恒定。

图1上描述的概念允许避免任何电源的过载、以及给定画面的最大对比度。这样的概念非常适于人类视觉系统，其中，人类视觉系统在全白色画面(画面负载＝100％)的情况下会目眩，而实际上对暗画面(例如，有月亮的黑夜)的情况中的动态敏感。因此，为了增加暗画面上的高对比度的印象，峰值亮度被设为非常高的值，而其在高能画面(全白)的情况下减小。

在例如阴极射线管(CRT)的模拟显示器的情况下，功率管理是基于所谓的ABM功能(平均电子束限流器)，其通过模拟组件而实现，并且，其减小作为通常在RC级上测定的平均亮度的函数的视频增益。在等离子显示器的情况下，亮度以及功耗直接与每帧的维持脉冲(光脉冲)的数目相联系。如图2所示，为了使功耗保持恒定，用于峰白的维持脉冲的数目随着与画面的平均功率级别(APL)相对应的画面负载的增加而减小。

例如，通过以下函数而对画面P的平均功率级别(APL)进行计算：

$\mathrm{APL}\left(P\right)=\frac{1}{C\×L}\·\underset{x,y}{\mathrm{\Σ}}1(x,y)$

其中，1(x，y)表示在画面P中具有坐标(x，y)的像素的亮度，C为列的数目，而L为画面P的线的数目。

随后，对于每一个可能的APL值，为了使PDP的功耗保持恒定，对于峰白像素而固定维持脉冲的最大数目。由于仅可使用整数个维持脉冲，所以，仅存在有限数目的可用APL值。理论上，可用于峰白像素而显示的维持脉冲的数目可以非常高。实际上，如果画面负载趋向于0，则功耗也趋向于0，并且，用于恒定功耗的维持脉冲的最大数目趋向于无穷大。然而，规定最大峰白(对于0％的画面负载的峰白)的维持脉冲的最大数目受到用于维持的帧中的可用时间、以及维持脉冲的最小持续时间的限制。图3图解了包括具有不同权重的12个子场的帧的持续时间和内容，其中每个子场包括用于激活面板的放电室(cell)的寻址周期、以及用于点亮(illuminate)所激活的面板的放电室的维持周期。寻址周期的持续时间对于每个子场都相同，而维持周期的持续时间与子场的权重成比例。当画面负载较高时，在给定时间消耗能量的放电室的数目较高；于是，为了使平均功耗保持恒定，维持周期的持续时间应当减小。这是帧的维持持续时间对于低画面负载比对于高画面负载要高的原因。

另外，为了实现高最大峰白，使子场的数目保持为最小，从而确保可接受的灰度级描绘(portrayal)(具有一些错误轮廓效应)，将寻址速度增大为最大，从而保持可接受的面板状态(behavior)(响应保真度)，并且，将维持脉冲持续时间保持为最小，但具有可接受的功效。

但是，在此阶段，PDP制造方面对将在下面说明的被称为负载效应的另一个问题。如前所述，高峰白需要能够缩短维持脉冲的持续时间。然而，维持频率的这个增大具有严重的不足：它增加了负载效应，尤其是在PDP放电室的气体中的氙百分比较高时。图4图解了此效应。它表示了在黑色背景上交叉的白色。对于高维持频率，由于线容量效应而造成的损耗出现，并具有对面板亮度的强烈影响。在高维持频率模式(图4的右部)中，交叉的白色水平线比在低维持频率模式(左部)中的亮度低。此例子示出了线负载效应。

线负载效应自身表示子场亮度对其水平分布的依赖性。在该情况下，这是无关紧要的，即：知晓子场的负载，而不是知晓用于同一子场的两条连续的线之间的负载的差。

当子场分布为“几何的(geometrical)”(例如，用于显示人工几何图案)时，与主要受全局负载效应损害的视频画面相比，线负载效应更为重要。

通常，负载效应不仅限于线负载，还涉及帧中的子场的全局负载。实际上，如果一个子场在整个屏幕上比另一个被全局使用得更多，那么，由于此负载效应(在屏幕和电子电路中出现损耗)，对于每维持周期的它将具有较小的亮度。

因此，一方面，对于峰白模式来说，需要较高数目的维持脉冲、以及高维持频率，另一方面，在峰白模式的情况下，面板将损失其均匀性。这可能如图5所示对自然场景有显著影响。

负载效应以看起来如同灰度级缺失的一种曝光过度效应的形式影响对灰度级描绘。在该情况下，与左边的画面相比，右边的画面看似是用较少的位而被编码的。这是由于一些子场与它们应当具有的亮度相比而急剧地减小了亮度的事实而造成的。在该情况下，如果我们考虑应具有类似亮度的两个视频电平，并且，如果它们之中的一个正在使用这样的子场，那么，与另一视频电平相比，其全局亮度将过低，从而引入干扰效应。

本发明的方法的目的在于，减小直接与线的容量相联系的线负载效应、而不是可通过其它方法补偿的全局负载效应。可与在选择了PC模式时的那些方法相独立地使用本发明的方法，或者，由于它们是兼容的，所以，可除了它们之中的一个之外附加地使用本发明的方法。

总体上，本发明是基于每个子场的线负载的分布曲线(profile)分析来确定此子场对于线负载效应来说较重要还是较不重要。如果检测到这样的子场，则减小其维持频率，以使负载效应最小。

发明内容

本发明涉及一种用于减小在具有持久发光元件的显示面板中的这样的负载效应的方法和装置。

本发明涉及这样的方法，其用于在包括多个子场的帧期间处理要在具有持久发光元件的显示面板上显示的画面的数据，其中每个子场包括：寻址阶段(phase)，在其期间，根据画面数据而激活或不激活面板的发光元件；以及维持阶段，在其期间，通过维持脉冲而点亮激活的发光元件。它包括以下步骤：

-为每个子场计算显示面板的发光元件的每条线中的激活的发光元件的数量，其被称为线负载，

-为每个子场计算显示面板的两条连续的线的线负载的最大差，以及

-根据每个子场的最大负载差，而为每个子场选择维持频率，以便减小线负载效应。

优选地，仅对于其负载大于最小负载的线而进行最大负载差的计算。例如，此最小负载等于显示面板的线中的发光元件的数量的10％。

在特定实施例中，在当前帧和所述当前帧之前的多个帧上，为每个子场计算显示面板的两条连续的线之间的最大负载差，以便避免在发生一些较小的修改时的画面亮度的改变。那么，用于选择维持频率的最大负载差是为所述多个帧计算的最大负载差的平均值。

优选地，根据要被激活以便显示当前画面的发光元件的数目、以及用于所述子场的所选维持频率，而调整每个子场的维持脉冲的数目。

根据本发明，还可通过调整每个子场的维持脉冲的数目而补偿负载效应。

在该情况下，该方法还包括以下步骤：

-将画面数据编码为子场数据，

-基于所述子场数据而计算每个子场的负载，以及

-基于子场的负载而调整子场的维持脉冲的数目，以便在由用于子场的持久发光元件产生的亮度和子场的权重之间具有相同的比例关系。

对于调整子场的维持脉冲的数目，该方法包括以下步骤：

-提供所述子场的维持脉冲的第一数目，

-基于所述子场的负载和维持脉冲的数目，而对于所述维持脉冲的第一数目规定要被减去的校正值，

-从所述维持脉冲的第一数目中减去所述校正值，以便具有用于所述子场的维持脉冲的第二数目。

在优选实施例中，利用作为输入信号的子场的负载和维持脉冲的数目，通过查找表而规定子场的校正值。可以至少两种不同方式来实现存储在查找表中的校正值。

在第一实施例中，通过以下步骤而计算校正值：

-对于在1和最高权重的子场的维持脉冲的第一数目M之间包括的维持脉冲的所有第一数目、以及多个非0负载，测定由显示组件的多个发光元件产生的亮度，

-对于所述维持脉冲的第一数目中的每一个、以及所述负载中的每一个，确定与为维持脉冲的相同数目、以及所述负载中的最高一个而测定的参照亮度相比而言的亮度衰减，以及

-对于所述维持脉冲的第一数目中的每一个、以及所述负载中的每一个，通过将所确定的亮度衰减与所述维持脉冲的第一数目相乘，而计算校正值。

在第二实施例中，由于该衰减不随着维持脉冲的数目而变化很多，所以，还有可能对于维持脉冲的特定数目而计算校正值。在此情况下，通过以下步骤而实现包括在查找表中的校正值：

-对于维持脉冲的特定第一数目、以及多个非0负载，测定由显示组件的多个发光元件产生的亮度，

-对于所述负载中的每一个，确定与为所述负载中的最高一个而测定的参照亮度相比而言的亮度衰减，以及

-对于所述负载中的每一个、以及所述维持脉冲的特定第一数目，通过将所确定的亮度衰减与所述维持脉冲的特定第一数目相乘，而计算校正值。

为了避免测定误差，优选地，维持脉冲的特定第一数目大于20。

在改进实施例中，本发明的方法还包括这样的步骤，其用于重新调整多个子场的维持脉冲的第二数目，以便与每个子场的维持脉冲的第二数目成比例地，在每个子场中重新分配所减去的维持脉冲的数量。

在另一个改进实施例中，在基于每个子场的负载而调整每个子场的维持脉冲的数目之前，重新调整所述维持脉冲的数目，以使得用于显示画面的显示组件所需的平均功率级别近似等于固定的目标值。

本发明还涉及这样的装置，其用于在包括多个子场的帧期间处理要在具有持久发光元件的显示面板上显示的画面的数据，其中每个子场包括：寻址阶段，在其期间，根据画面数据而激活或不激活面板的发光元件；以及维持阶段，在其期间，通过维持脉冲而点亮激活的发光元件。它包括：

-用于为每个子场计算被称为线负载的显示面板的发光元件的每条线中的激活的发光元件的数量、并用于为每个子场计算显示面板的两条连续的线的线负载的最大差的组件，

-用于根据每个子场的最大负载差而为每个子场选择维持频率、以便减小线负载效应的组件。

本发明还涉及等离子显示面板，其包括以行和列的方式排列的多个持久发光元件、以及所述用于减小负载效应的装置。

附图说明

本发明的示范实施例在附图中被图解，并在下面的描述中被更详细地说明，附图中：

图1为表示根据传统的等离子显示面板中的画面负载的峰值亮度和功耗的图；

图2为表示根据传统的等离子显示面板中的画面负载的用于峰白的维持脉冲的数目的图；

图3为根据传统的等离子显示面板中的画面负载的帧的持续时间；

图4为在维持频率较高时、传统的等离子显示面板中的负载效应；

图5为由于负载效应而造成的自然场景的曝光过度效应；

图6为视频画面、以及所关联的示出该画面的每个子场的负载的直方图；

图7为示出用于显示图6的视频画面的每个子场的线负载的图；

图8为计算机画面、以及所关联的示出该画面的每个子场的负载的直方图；

图9为示出对于用于显示图8的视频画面的每个子场的线负载的图；

图10为图8的计算机画面，其中，示出了线负载效应；

图11为示出根据用于对应的子场的面板的两条连续的线之间的最大负载差而要为子场选择的维持频率的曲线；

图12为示出适应子场的维持频率的、用于每个子场的维持脉冲的数目的生成；

图13为示出根据画面负载的帧中的维持脉冲的数目的曲线；

图14为图解由于维持频率的修改而造成的用于峰白的维持脉冲的减少的两条曲线；

图15为根据本发明的等离子显示装置的电路实现的框图；

图16为示出根据负载的亮度功效的图；

图17为基于子场的负载而实现的子场的维持脉冲的调整的等离子显示装置的电路实现的框图；以及

图18为LUT，其包括对于每个子场的维持脉冲的数目要被减去以便补偿负载效应的校正值。

具体实施方式

本发明的方法是基于每个子场的线负载的分析，以便确定此子场对于所谓的“线负载效应”来说较重要还是较不重要。如果检测到这样的子场，则减小其维持频率，以使负载效应最小。

在本实施例中，帧包括具有以下权重的11个子场：

1-2-3-5-8-12-18-27-41-58-80(∑＝255)

为了更好地理解对线负载效应敏感的画面序列的类型，下面分析两个画面序列。第一个是对线负载效应不重要的视频序列，而第二个是对线负载效应更重要的包括几何图案的计算机序列。

视频序列的分析

图6的左侧示出的视频序列表示“欧洲男人脸”。通过图左侧的直方图、以及下面的表，而给出对于在具有852×480×3个放电室(或发光元件)的WVGA屏幕上显示的那个序列的每子场的全局负载。子场的负载是在所述子场的期间的面板的激活放电室的数量(或数目)。在下面的表中，将子场负载表示为面板的放电室的总数量的百分比。

在子场的全局负载中存在巨大差异：与其相邻子场(SF1、SF2、SF3、SF4、SF5、SF6、SF8)相比，较少地加载子场SF7。由于子场SF7将成比例地比其它子场更亮，所以，这引入了所谓的曝光过度、或量化效应。

通过图7来表示每个子场的全局负载的逐线分布。横轴表示画面的线(WVGA中的480条线)，而竖轴表示每条线的点亮的像素的数目(WVGA中多达852个)。对于每个子场而绘出了曲线。

从此图中，可以看出，对于子场SF0、SF1、SF2、SF3、SF4、SF5和SF7来说，线负载相当稳定，而对于其它子场来说，存在更多的变化。在任一情况下，两条连续的线之间的最大差为105。在该情况下，两条连续的线之间的一个子场的亮度的负载差不是非常高，且不是很大的问题。因此，在这样的画面的情况下，线负载效应并不烦人。

用于监视器的计算机画面(模式PC)的分析

图8的左侧示出的计算机画面是具有一些文本的直方图的画面，其中，可以看出：在画面的顶端的暗区域上的标题“线负载效应的分析”，以及在画面的底部的白色区域上的注释“结果示出了画面质量的严重问题”。通过图8的右侧的直方图以及下面的表，而给出用于该序列的每子场的全局负载：

与视频序列的情况相比，在该序列中，各个子场的负载更为均匀。通过图9而表示每个子场的全局负载的逐线分布，以与图7相比较。在每个子场的线负载中存在严重的不连续，并且，两条连续的线之间的最大线负载差要高得多。对于子场SF9和SF10来说，最大线负载差等于590。对于这些子场来说，其引入了从一条线到下一条线的亮度的巨大差异。

在该序列中，如图10所示，通过标题的暗区域之后的背景的亮度的增强，而表明负载效应自身。在画面的底部则相反。由于更多地加载对应的线，所以，白色区域引入了背景的亮度的减小。

维持频率调整

本发明的主要思想在于根据每个子场的负载而调整每个子场的维持频率。更具体地，对于每个子场而分析两条连续的线之间的线负载差，并且，根据其最大线负载差而选择子场的维持频率。

优选地，不分析具有用于当前子场的低负载的线。实际上，如果未足够地使用一个子场，则评估此子场的负载的影响是没有意义的。因此，在两条连续的线之间的差的分析中，我们将分析限制为具有至少10％的点亮的放电室的线。此限制被称为MinLoad。

随后，对于每个子场，如下计算用于子场n的两条连续的线L和L+1之间的线负载差Diff(L，n)：

其中，Load(L，n)为用于子场n的线L的负载。随后计算被称为MaxDiff(n)的用于子场n的最大线负载差：MaxDiff(n)＝MAX_{对于所有L}(Diff(L；n))。

通过下表而给出用于图8的计算机画面的每个子场n的最大线负载差：

随后，取决于如由图11的曲线所指示的值MaxDiff(n)，而调整每个子场n的维持频率。此曲线被存储在查找表(LUT)中。子场n的维持频率随着MaxDiff(n)的增大而减小。

取决于这些值，随后，根据预定表而选择所显示的画面的维持频率。当最大负载差较低时，线负载效应较低，且维持频率可较高(例如，250kHz)。相反，当最大负载差较高时，线负载效应较高，且维持频率应较低(例如，200kHz)，以使其最小。必须注意，当放电室的气体中的氙的百分比较重要时，线负载效应也较高。

在本发明中，通过对维持频率的明智选择，有可能以2的因子而减小负载效应。

应慎重地进行这样的维持频率的调整，以避免在发生画面的较小改变时的画面亮度的任何剧烈改变。因此，优选地例如通过时间滤波器而缓慢地减小负载效应。

由此，优选地，在T个先前的帧上对关于子场n和帧t的最大负载差MaxDiff(n；t)进行滤波，以如下提供值MaxDiff′(n；t)：

$\mathrm{MaxDiff}(n;t)=\frac{1}{T}\·\underset{k=t-T+1}{\overset{k=t}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{MaxDiff}(n;t);$

例如，当通过场景切换(cut)检测组件而检测到新场景时、T个先前的帧的值MaxDiff(n；t)并且MaxDiff′(n；t)直接被认为等于MaxDiff(n；t)。

可通过为每个画面计算平均功率级别，与如前所述的功率管理方法相并行地实现本发明的方法，并且，本发明的方法用于修改帧中的维持脉冲的总数量，并由此用于修改每个子场的维持脉冲的数量。

优化每个子场的维持频率的行为修改了用来生成维持脉冲的可用时间。实际上，如果高权重子场的维持频率减小，则用来生成其所有维持脉冲的时间较长，并且，如果没有足够的时间来生成它们，则其可限制峰白值。例如，如果最重要的子场(具有最高权重的子场)的维持频率从250kHz减小到200kHz，那么，此子场的维持脉冲所需的时间增加20％。

因此，有必要根据所选维持频率而修改每个子场的维持脉冲的数目，以便具有足够的时间来执行所有维持脉冲。

对此，进行由图12图解的操作：

-使用最大负载差MaxDiff(n；t)或者在滤波情况下的MaxDiff′(n；t)，以便选择用于调整子场n的维持脉冲的数目的调整系数Adj(n；t)；此系数与通过将频率从最大频率(例如，250kHz)减小到所选频率而得到的维持脉冲的减小的数目相对应；例如，如果MaxDiff′(n；t)＝640，那么，所选维持频率为200kHz(-20％)，并且，那么，系数值为0.8(少了20％的时间)。

-并行地，通过对画面t的所有像素的视频电平求和，而为与帧t相对应的画面计算平均功率级别APL(t)，

-将系数Adj(n；t)乘以用于子场n的维持脉冲的最大数目(其被称为MaxSustainNb(n))，以便得到新的维持脉冲的最大数目MaxSustainNb′(n)。维持脉冲的最大数目MaxSustainNb(n)与用于0画面负载(APL＝0)的维持脉冲的数目相对应。

-对用于所有子场的新的维持脉冲的最大数目求和，以给出调整之后的维持脉冲的总数量，其被称为Sum(t)： $\mathrm{Sum}\left(t\right)=\underset{n=0}{\overset{n=11}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{MaxSustainN}{b}^{\′}(n,t).$

-通过逆向APL表而将值Sum(t)转换为平均功率级别APL′(t)。此表为调整之后的维持脉冲的每个总数量Sum(t)而提供与维持脉冲的该值相对应的最接近的APL。存储在此表中的值遵循图13的曲线的倒置。例如，如果Sum(t)等于800，则APL′(t)等于16％。

-比较两个值APL(t)和APL′(t)，并且，选择被称为APL″(t)的最大值；例如，如果APL(t)＝20％而APL′(t)＝16％，则APL″(t)＝20％。

-随后，通过APL表而将值APL″(t)转换为用于每个子场n的维持脉冲的数目，其被称为SustainNb(n)。存储在此表中的值遵循图13的曲线。根据此曲线，帧中的维持脉冲的总数量随着画面负载APL的增大而减小。

图14图解了APL′(t)大于APL(t)的情况。在该情况下，减小最大峰白，以使得用于生成所述减小的维持脉冲的数量的维持持续时间不会较长。

电路实现

图15图解了本发明的方法的可能的电路实现。将用于三色RGB的输入画面数据D_in转发到去伽玛(degamma)块10，其中，对数据施加以下操作： $D_{\mathrm{out}}=65535\×{\left(\frac{D_{\mathrm{in}}}{1023}\right)}^{\mathrm{\γ}},$ 其中，γ＝2.2。在我们的例子中，输入数据包括10位，而输出数据包括16位。随后，通过块12来处理该数据，以便如前所述而提供用于每个帧t的平均功率级别APL(t)，其中， $\mathrm{APL}\left(t\right)=\frac{1}{C\×L}\·\underset{x,y}{\mathrm{\Σ}}1(x,y).$ 并行地，通过抖动块11而处理由去伽玛块10输出的数据，以便得到8位数据(对于3色来说是24位)。随后，通过编码块13而处理由抖动块13提供的数据，其中，编码块13通过LUT而将它们转换子场数据(在本情况下是11位数据)。随后，将子场数据存储在帧存储器14中，并且，在由显示面板显示之前，将其转换为串行数据。

为了实现本发明的方法，该电路包括计算块15，其处理由抖动块11输出的数据。计算块15为每个帧t以及每个子场n而计算面板的两条连续的线之间的最大负载差MaxDiff(n；t)。随后，由滤波器16对值MaxDiff(n；t)进行时间滤波，以便得到MaxDiff′(n；t)。如果未检测到场景切换，则无滤波。

第一LUT 17使用MaxDiff′(n；t)，以根据所述MaxDiff′(n；t)值、且如图11所示而提供用于每个子场n的维持频率SustainFreq(n)。将值SustainFreq(n)传送到显示面板的控制单元。

还由LUT 18使用值MaxDiff′(n；t)，以便如前所述而确定用于每个子场n的调整系数Adj(n)。随后，使用乘法器19，以便将此系数乘以帧中的维持脉冲的最大数目MaxSustainNb(n；t)，并且，结果为值MaxSustainNb′(n；t)。

在块20中，对所有子场的维持脉冲的最大数目MaxSustainNb′(n；t)求和如下： $\mathrm{Sum}\left(t\right)=\underset{n=0}{\overset{n=11}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{MaxSustainN}{b}^{\′}(n,t).$

如前所述，基于这个新的维持脉冲的总数量Sum(t)，逆向APL表21提供平均功率级别APL′(t)。随后，通过块22而选择APL(t)和APL′(t)之间的最大值。随后，由APL表23使用此值APL″(t)，以便为每个子场n而提供应被面板所采用的维持的总数量SustainNb(n)，以显示画面t。

根据本发明，还可通过调整每个子场的维持脉冲的数目而补偿负载效应。为每个子场而计算校正值。取决于子场的负载和维持脉冲的数目，将此值减小为子场的维持脉冲的数目。可根据每个子场的最大负载差，而将这些方法与每个子场的维持频率的调整相组合。还可独立地使用此方法。

优选地，与它们的新的维持脉冲的数量成比例地将减去的维持脉冲重新分配到子场，以便避免亮度的损失(减小的峰值亮度)。

优选地，例如，在通过计算平均功率级别(APL)的画面负载的计算之后、且在重新调整(rescale)每个子场的维持脉冲的数目之后，实现调整步骤，以便使显示面板的功耗保持恒定。

在容许的预备步骤(facultative preliminary step)中，例如，通过如图3所示的APL而重新调整子场的维持脉冲的数目，以便使功耗保持恒定。在此步骤的结束，最大峰白可从200个维持脉冲到多达1080个维持脉冲不等。

此方法包括三个主要步骤：

-子场负载计算步骤；

-根据子场负载而调整每个子场的维持脉冲的数目的步骤；以及

-优选地，所减去的维持脉冲的重新分配的步骤。

子场负载计算

此步骤包括：在用于要显示的画面的每个子场期间，对要被点亮的发光元件进行计数。

可通过为每个子场而使用对与“接通(ON)”的发光元件相对应的子场数据进行计数的计数器，而容易地实现此步骤。

维持脉冲的调整步骤

此步骤引起用于使负载效应最小的每个子场的维持脉冲的数目的规定。

对于具有1080个维持脉冲的峰白值来说，最高权重的子场的维持脉冲的数目为80/225*1080＝339。于是，为了确定由于负载效应而造成的所有子场的衰减，有必要从1个维持脉冲的最小值直到340个维持脉冲的最大值而测定面板亮度状态。显然，不是必须测定所有值，而是测定所述值的子集。由于负载效应大于或小于成比例的效应，所以，通过插值而计算其它值。

例如，对屏幕的方形区域进行测定。例如，使画面负载从8.5％直到100％进行演变。仅通过具有连续的所述子集的所有维持脉冲数目的一个子场，而对此区域中的灰度级编码。在下面的表中，仅对于一些测定点而呈现了测定结果的例子(从1个维持脉冲到130个维持脉冲，其中负载从8.5％变化到100％)。以坎德拉每平方米(cd/m²)的方式表示亮度状态结果。在表的左列中竖向给出了负载，而在表的顶行中横向给出了维持脉冲的数目。此表包括值的减小的数量，以使本发明的解释简化。

基于此测定步骤，可对于维持脉冲的每个数目、以及负载而计算亮度功效，以提供与用于最低的非0负载相比的每个子场的功效(在当前情况下为8.5％)。在下面的表中给出了针对于前一个表中的负载和维持脉冲数目的值的功效结果。在此表中，将100％的功效分配给对于8.5％的负载而得到的值。

可为每个子场而从这些功效值推出代表负载效应的亮度衰减：

衰减＝100％-功效

前一个表示出了：事实上，负载效应与维持脉冲的数目相当地无关。实际上，如果我们排除对于非常低的维持脉冲数目(其中，因为亮度过低，所以，可能作出很多测定失败)而得到的值，则可以看出，总体上，对于给定画面负载的衰减相当稳定。功效均可接近每个的平均值(不考虑最初的值)。表的左列给出了用于每个负载的此平均值。图16示出了图解功效对负载的平均值的曲线。如可在此曲线上看到的，功效对负载的演变相当单调且平滑。这是有可能通过测定点的插值而为一些负载值计算衰减值(代表负载效应)的原因。此曲线用来计算用于每个子场的校正值。

对于100％的负载而得到最小功效(66.29％)。其对应于33.71％的亮度衰减。

为了与负载无关地具有子场的均匀亮度状态，本发明提出了：调整每子场的维持脉冲的数目，以对于每个子场而获得66.29％的功效。例如，对于应具有107个维持脉冲的子场，在通过APL重新调整之后：

■如果负载为100％，则无动作，并且，保持当前子场的107个维持脉冲。在该情况下，107个维持脉冲与具有107×0.6629＝71个维持脉冲的子场的亮度相同，其中无亮度衰减。

■如果负载仅为70％，则功效为71.77％。为实现与100％负载相同的亮度，有必要应用验证以下等式的x个维持脉冲的校正：(107-x)×0.7177＝71。在该情况下，x＝8。校正包括：对于子场的维持脉冲的理论数目，将8个维持脉冲减去。

■如果负载为30％，则功效为88.01％。为实现与100％负载相同的亮度，有必要应用验证以下等式的x个维持脉冲的校正：(107-x)×0.8801＝71。在该情况下，x＝26。校正包括：对于子场的维持脉冲的理论数目，将26个维持脉冲减去。

■如果负载为17％，则功效为95.01％。为实现与100％负载相同的亮度，有必要应用验证以下等式的x个维持脉冲的校正：(107-x)×0.9501＝71。在该情况下，x＝32。校正包括：对于子场的维持脉冲的理论数目，将32个维持脉冲去。

可通过以下等式来说明用于子场SFn的此调整步骤：

NB₂[SFn]＝NB₁(SFn)-Corr[SFn，Load(SFn)]

其中，

■NB₁(SFn)为在调整之前的子场SFn的维持脉冲的数目，

■NB₂(SFn)为在调整之后的子场SFn的维持脉冲的数目，并且

■Corr[SFn，Load(SFn)]为对于其负荷(charge)是Load(SFn)的子场SFn而计算的校正值。

在变形(variant)中，由于亮度衰减不随着维持脉冲的数目而变化很多，所以，有可能为了实现校正值而可以仅对于特定数目的维持脉冲和所有预先引用(precite)的负载而测定由显示面板的多个发光元件产生的亮度。随后，对于所述负载中的每一个而确定与为所述负载中的最高一个测定的参照亮度相比的亮度衰减的值。随后，可通过将所确定的亮度衰减与所述维持脉冲的特定第一数目相乘，而为所述负载中的每一个和所述维持脉冲的特定第一数目计算校正值。

所减去的维持脉冲的重新分配

在先前步骤中，校正子场，以提供66.29％的亮度的最大值。由此，减小了显示器的最大峰值亮度。

根据本发明，提出了：通过在每个子场中与其新的维持脉冲的数目成比例地重新分配已在先前步骤期间移除的维持脉冲的数量，而重新调整每个子场的维持脉冲的数目。

对此，通过计数器而对所有子场的校正值求和。此和被称为CorrSum：

$\mathrm{CorrSum}=\underset{n=0}{\overset{n=10}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Corr}[\mathrm{SFn};\mathrm{Load}\left(\mathrm{SFn}\right)]$

可通过以下等式而说明所减去的维持脉冲的重新分配：

${\mathrm{NB}}_3\left(\mathrm{SFn}\right)={\mathrm{NB}}_2\left(\mathrm{SFn}\right)+{\mathrm{NB}}_2\left(\mathrm{SFn}\right)\×\frac{\mathrm{CorrSum}}{\underset{n=0}{\overset{n=10}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{NB}}_2\left(\mathrm{SFn}\right)}$

其中，NB₃(SFn)为在所减去的维持脉冲的重新分配之后的子场SFn的维持脉冲的数目。

电路实现

图17图解了先前描述的方法的可能的电路实现。将输入画面数据RGB转发到去伽玛块10，其中，施加以下操作：

$D_{\mathrm{out}}=65535\×{\left(\frac{D_{\mathrm{in}}}{1023}\right)}^{\mathrm{\γ}}$

其中，D_IN为输入数据，

D_OUT为输出数据，并且，

γ＝2.2。

在我们的例子中，输入数据包括10位，而输出数据具有16位。如前所述，通过平均功率测定块12而对输出数据求和，以提供平均功率级别APL。

通过接收APL值的功率管理LUT 20而为每个子场SFn确定维持脉冲的第一数目NB₁(SFn)，以便使用于显示画面的PDP所需的平均功率近似等于预定目标值。

由抖动块11并行地处理来自去伽玛块10的输出数据，以返回到8位分辨率。通过编码块13而将由抖动块11输出的数据编码为子场数据。随后，将子场数据存储在帧存储器14中。通过负载子场块21而计算用于每个子场SFn的有源像素负载(SFn)的数量。

基于Load(SFn)和NB₁(SFn)，校正LUT 22对于维持脉冲的数目NB₁(SFn)规定要被减去的校正值Corr(SFn，Load(SFn))。使用另一个块23来实现以下操作：NB₁(SFn)-Corr(SFn，Load(SFn))。子场SFn的新的维持脉冲的数目被称为NB₂(SFn)。

随后，使用块24，以便与所有子场的维持脉冲的数目NB₂(SFn)成比例地、重新分配所有子场中的所减去的维持脉冲，并实现以下操作：

${\mathrm{NB}}_3\left(\mathrm{SFn}\right)=({\mathrm{NB}}_2\left(\mathrm{SFn}\right)\·[1+\frac{\mathrm{CorrSum}}{\mathrm{\Σ}{\mathrm{NB}}_2\left(\mathrm{SFn}\right)}\left]\right)$

计算维持脉冲的数目，并使用其来控制PDP显示存储在帧存储器14中并被串行转换的子场数据。

本发明的负载效应补偿概念基于具有两个输入的LUT 22，所述两个输入即：维持脉冲的数目和子场负载。它提供应被减为某个维持脉冲的数目以得到与全负载子场相同的亮度的维持脉冲的数量。由图18图解了这样的LUT。

在先前描述的例子中，维持脉冲的数目从1进行到339。该表包括339个横向输入。为了实现用于负载效应的6位的精度，应通过6位来表示子场负载。该表包括64个竖向输入。将应被施加的最大校正与应被调整到33.71％的衰减的值339相联系(在此情况下，应减去114个维持脉冲)。这意味着：校正需要7位的精度。在该情况下，总体的存储需求将为大约339×64×7位＝148千位。

对于当前子场包含的维持脉冲的每个数目(1至339)、并且对于此子场的每个负载(通过1.5％的步长而测定)，LUT 22提供应从最初的维持脉冲的数目减去的维持脉冲的确切数量。

此表的利用需要为每个子场计算其全局负载(激活的发光元件的数目除以发光元件的总数量)。对此，负载子场块21包括11个计数器(优选地，设计16个计数器来覆盖多至16个子场模式)，一个计数器用于子场数据的每位，并且，基于V同步脉冲而在每帧重置所述计数器中的每个。随后，对于每个像素，将适当的子场计数器递增子场数据的对应位。将每个计数器递增子场数据的位的值(如果该子场对于当前视频值而未被激活，则为0，如果该子场被激活，则为1)。如果串行地处理三种颜色(通过同一编码器而同时处理一种颜色)，则11个计数器是足够的。否则，如果与三个LUT相并行地对三种颜色编码，则我们将具有33个计数器。计数器的大小取决于所分析的发光元件的最大数量：WXGA面板包括1365×768×3＝3144960个发光元件，这意味着22位计数器(2²²＝4194304)。由于用于子场负载计算的7位的精度是足够的，所以，将计数器的输出限于7位。

为了改进电路的工作，可以在负载子场块21的输出值上添加滞后函数(hysteresis function)，以便避免任何跳动(jitter)或振动。这与子场负载的值的滤波的种类相对应。

由于此解决方案基于LUT、且与所使用的子场结构完全无关，所以，在很大程度上简化了硬件实现。

Claims (30)

1、一种方法，其用于在包括多个子场的帧期间处理要在具有持久发光元件的显示面板上显示的画面的数据，其中每个子场包括：寻址阶段，在其期间，根据画面数据而激活或不激活面板的发光元件；以及维持阶段，在其期间，通过维持脉冲而点亮激活的发光元件，其特征在于，该方法包括以下步骤：

-为每个子场计算显示面板的每条线中的激活的发光元件的数量，该数量被称为该线的负载，

-为每个子场计算显示面板的两条连续的线的最大负载差，以及

-根据每个子场的最大负载差，而为每个子场选择维持频率，以便减小线负载效应。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，仅对于负载大于预定最小负载的线进行最大负载差的计算。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述最小负载等于显示面板的线中的发光元件的数量的10％。

4、如权利要求1至3中的一个所述的方法，其特征在于，在当前帧和所述当前帧之前的多个帧上，为每个子场计算显示面板的两条连续的线之间的最大负载差，并且，用于选择维持频率的最大负载差是为所述多个帧计算的最大负载差的平均值。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据要被激活以便显示当前画面的发光元件的数目、以及用于所述子场的所选维持频率，而调整每个子场的维持脉冲的数目。

6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，为了根据要被激活以便显示当前画面的发光元件的数目、以及用于所述子场的所选维持频率而调整每个子场的维持脉冲的数目，该方法包括以下步骤：

-测定代表要被激活以便显示当前画面的发光元件的数目的第一平均功率级别(APL(t))，

-为每个子场计算与所选维持频率和标准维持频率之间的比率相对应的调整系数(Adj(n))，

-计算帧中的维持脉冲的总数量(Sum(t))，所述总数量与维持脉冲的基本数量的和相对应，维持脉冲的每个基本数量与子场相关、且为用于所述子场的维持脉冲的最大数量与所述子场的调整系数的积，

-计算代表帧中的所述维持脉冲的总数量(Sum(t))的第二平均功率级别(APL′(t))，以及

-根据所述第一和第二平均功率级别(APL(t)、APL′(t))中的最大值，而为每个子场选择维持脉冲的数目。

7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：

-将画面数据编码为子场数据，

-基于所述子场数据而计算每个子场的负载，以及

-基于子场的负载而调整子场的维持脉冲的数目，以便在由用于子场的持久发光元件产生的亮度和子场的权重之间具有相同的成比例的关系。

8、如权利要求7所述的方法，其特征在于，为了调整子场的维持脉冲的数目，该方法包括以下步骤：

-提供用于所述子场的维持脉冲的第一数目(NB₁)，

-基于所述子场的负载和维持脉冲的第一数目，而对于所述维持脉冲的第一数目规定要被减去的校正值；

-从所述维持脉冲的第一数目中减去所述校正值，以便具有用于所述子场的维持脉冲的第二数目(NB₂)。

9、如权利要求8所述的方法，其特征在于，利用作为输入信号的所述子场的负载和维持脉冲的数目，通过查找表而规定子场的校正值。

10、如权利要求9所述的方法，其特征在于，通过以下步骤来实现存储在查找表中的校正值：

-对于在1和最高权重的子场的维持脉冲的第一数目M之间包括的维持脉冲的所有第一数目、以及多个非0负载，测定由显示组件的多个发光元件产生的亮度，

-对于所述维持脉冲的第一数目中的每一个、以及所述负载中的每一个，确定与对于维持脉冲的相同数目、以及所述负载中的最高一个而测定的参照亮度相比而言的亮度衰减，以及

-对于所述维持脉冲的第一数目中的每一个、以及所述负载中的每一个，通过将所确定的亮度衰减与所述维持脉冲的第一数目相乘，而计算校正值。

11、如权利要求9所述的方法，其特征在于，通过以下步骤来实现存储在查找表中的校正值：

-对于维持脉冲的特定第一数目、以及多个非0负载，测定由显示组件的多个发光元件产生的亮度，

-对于所述负载中的每一个，确定与对于所述负载中的最高一个而测定的参照亮度相比而言的亮度衰减，以及

-对于所述负载中的每一个、以及所述维持脉冲的特定第一数目，通过将所确定的亮度衰减与所述维持脉冲的特定第一数目相乘，而计算校正值。

12、如权利要求11所述的方法，其特征在于，维持脉冲的特定第一数目大于20。

13、如权利要求8至12中的一个所述的方法，其特征在于，重新调整多个子场的维持脉冲的第二数目，以便与每个子场的维持脉冲的第二数目成比例地，在每个子场中重新分配所减去的维持脉冲的数量。

14、如权利要求7至12中的一个所述的方法，其特征在于，在基于每个子场的负载而调整每个子场的维持脉冲的数目之前，重新调整所述维持脉冲的数目，以使得用于显示画面的显示组件所需的平均功率级别近似等于固定的目标值。

15、如权利要求7至12中的一个所述的方法，其特征在于，子场的负载的计算包括：对要在所述子场期间被点亮的发光元件计数。

16、一种装置，其用于在包括多个子场的帧期间处理要在具有持久发光元件的显示面板上显示的画面的数据，其中每个子场包括：寻址阶段，在其期间，根据画面数据而激活或不激活面板的发光元件；以及维持阶段，在其期间，通过维持脉冲而点亮激活的发光元件，其特征在于，该装置包括：

-用于为每个子场计算被称为线的负载的显示面板的每条线中的激活的发光元件的数量、并用于为每个子场计算显示面板的两条连续的线的最大负载差的组件(15)，以及

-用于根据每个子场的最大负载差而为每个子场选择维持频率、以便减小线负载效应的组件(17)。

17、如权利要求16所述的装置，其特征在于，仅对于负载大于预定最小负载的线而进行最大负载差的计算。

18、如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述最小负载等于显示面板的线中的发光元件的数量的10％。

19、如权利要求16至18中的一个所述的装置，其特征在于，该装置还包括时间滤波器(16)，其用于在当前帧和所述当前帧之前的多个帧上，为每个子场计算两条连续的线之间的最大负载差的平均值，并且，由选择组件(17)使用所述平均值，以便选择维持频率。

20、如权利要求16所述的装置，其特征在于，根据要被激活以便显示当前画面的发光元件的数目、以及用于所述子场的所选维持频率，而调整每个子场的维持脉冲的数目。

21、如权利要求20所述的装置，其特征在于，该装置包括：

-计算组件(12)，用于计算代表用于根据参照维持频率而显示当前画面的显示面板所需的功率的第一平均功率级别(APL(t))，

-第一查找表(18)，用于根据对应的线负载的最大差，而为每个子场提供调整系数(Adj(n))，所述调整系数(Adj(n))与所选的用于所述子场的维持频率和标准维持频率之间的比率相对应，

-乘法器(19)，用于为每个子场而将所述调整系数与维持脉冲的最大数量相乘，并为每个子场而提供调整后的维持脉冲的最大数量，

-加法器(20)，用于对帧的所有子场的调整后的维持脉冲的最大数量求和，

-第二查找表(21)，用于将所述调整后的维持脉冲的最大数量的和转换为第二平均功率级别(APL′(t))

-用于在第一和第二平均功率级别(APL(t)、APL′(t))之间选择最大级别(APL″(t))的组件(22)，以及

-第三查找表(23)，用于将所述最大级别(APL″(t))转换为用于每个子场的维持脉冲的数量。

22、如权利要求16所述的装置，其特征在于，该装置还包括：

-用于将画面数据编码为子场数据的组件(13)，

-用于基于所述子场数据而计算每个子场的负载的组件(21)，以及

-用于基于子场的负载而调整子场的维持脉冲的数目、以便在由用于子场的持久发光元件产生的亮度和子场的权重之间具有相同的成比例的关系的组件(22、23)。

23、如权利要求22所述的装置，其特征在于，用于调整子场的维持脉冲的数目的组件包括：

-用于提供用于所述子场的维持脉冲的第一数目(NB₁)的组件(12、13)，

-校正组件(22)，用于基于所述子场的负载和维持脉冲的第一数目而对于所述维持脉冲的第一数目规定要被减去的校正值；以及

-用于从所述维持脉冲的第一数目中减去所述校正值、以便具有用于所述子场的维持脉冲的第二数目(NB₂)的组件(23)。

24、如权利要求23所述的装置，其特征在于，校正组件为利用作为输入信号的所述子场的负载和维持脉冲的数目的查找表(22)。

25、如权利要求24所述的装置，其特征在于，通过以下步骤来实现存储在查找表(22)中的校正值：

-对于在1和最高权重的子场的维持脉冲的第一数目M之间包括的维持脉冲的所有第一数目、以及多个非0负载，测定由显示组件的多个发光元件产生的亮度，

-对于所述维持脉冲的第一数目中的每一个、以及所述负载中的每一个，确定与对于维持脉冲的相同数目、以及所述负载中的最高一个而测定的参照亮度相比而言的亮度衰减，以及

-对于所述维持脉冲的第一数目中的每一个、以及所述负载中的每一个，通过将所确定的亮度衰减与所述维持脉冲的第一数目相乘，而计算校正值。

26、如权利要求24所述的装置，其特征在于，通过以下步骤来实现存储在查找表(22)中的校正值：

-对于维持脉冲的特定第一数目、以及多个非0负载，测定由显示组件的多个发光元件产生的亮度，

-对于所述负载中的每一个，确定与为所述负载中的最高一个而测定的参照亮度相比而言的亮度衰减，以及

-对于所述负载中的每一个、以及所述维持脉冲的特定第一数目，通过将所确定的亮度衰减与所述维持脉冲的特定第一数目相乘，而计算校正值。

27、如权利要求26所述的装置，其特征在于，维持脉冲的特定第一数目大于20。

28、如权利要求23至27中的一个所述的装置，其特征在于，该装置包括：用于重新调整多个子场的维持脉冲的第二数目、以便与每个子场的维持脉冲的第二数目成比例地在每个子场中重新分配所减去的维持脉冲的数量的组件(24)。

29、如权利要求22至27中的一个所述的装置，其特征在于，该装置包括：用于在基于每个子场的负载而调整每个子场的维持脉冲的数目之前重新调整所述维持脉冲的数目、以使得用于显示画面的显示组件所需的平均功率级别近似等于固定的目标值的组件(12、13)。

30、一种等离子显示面板，其包括以行和列的方式排列的多个持久发光元件，其特征在于，该等离子显示面板包括：根据权利要求16至29中的一个所述的用于补偿负载效应的装置。

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