CN100496108C - 图象显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种图象显示装置,该装置包括显示面板、扫描装置、校正图象数据算出装置、振幅调整装置和调制装置。其中,振幅调整装置具有检测校正图象数据的值中的最大值的最大值检测部分和算出与校正图象数据或图象数据相乘的增益的增益算出部分,增益算出部分计算出增益以使得最大值或把对应多个帧而检测的多个最大值平均化后得到的值收入调制装置的输入范围内。能使用少量硬件来适宜地校正由显示面板的矩阵布线的电阻和扫描装置的内部电阻引起的电压下降的影响。

Description

图象显示装置
技术领域
本发明涉及具有矩阵状配置的图象形成元件的图象显示装置,例如,涉及具有适用于通过用具有矩阵布线的许多表面传导型发射元件和它的受到电子束照射发光的荧光面的显示面板,接收电视信号和来自计算机等的显示信号,显示图象的电视接收机和显示装置,特别是对由上述显示面板的矩阵布线等所有的电阻引起的的驱动电压的电压下降影响进行校正的图象数据校正装置,和控制校正图象数据的振幅的振幅调整装置的数字图象数据处理装置。
背景技术
以往,作为这种图象显示装置,日本平成8年公开的8-248920号专利公报已经揭示了具有为了校正由连接到电子发射元件的电连接布线等的布线电阻造成的电压下降引起的亮度降低,通过统计运算算出它的校正数据,合成电子束要求值和校正值的构成的图象显示装置。
图63是与现有技术有关的图象显示装置的概略构成的方框图。
下面,说明与图象数据校正有关的构成。
首先,用加法器206合算数字图象信号的1条线的亮度数据,从存储器207读出与这个合算值对应的校正率数据。
另一方面,在移位寄存器204中对数字图象信号进行串行/并行变换,并在锁存器电路205中保持所定时间后,在所定的定时将它输入每条列布线具有的乘法器208。
在乘法器208中,对于每条列布线,将亮度数据和从存储器207读出的校正数据乘起来,将得到的校正后的数据传送到调制信号发生器209,在调制信号发生器209中生成与校正后的数据对应的调制信号,根据这个调制信号在显示面板上显示出图象。
在此,为了在加法器206中进行数字图象信号的1条线的亮度数据的合算处理,对于数字图象信号进行算出总和与平均那样的统计运算处理,根据这些值进行校正。
另一方面,作为一般的信号处理装置,在日本平成1年公开的01-091515号专利公报中已经揭示了具有溢出检测部分和限幅器的脉冲宽度调制装置,又在日本平成7年公开的07-273650号专利公报中已经揭示了具有溢出检测部分和增益控制部分的A/D变换电路。
发明内容
但是,在上述现有技术的情形中,需要每条列布线的乘法器、用于输出校正数据的存储器、用于将地址信号给予存储器的加法器等大规模的硬件。
另外,由于进行校正而在图象数据上发生溢出,从而会引起显示图象的混乱。
本发明正是为了解决上述现有技术中存在的问题而提出的,其目在于:提供能使用少量硬件来适宜地校正由显示面板的矩阵布线的电阻和扫描装置的内部电阻引起的电压下降的影响的、图象质量优异的图象显示装置。
为了达到上述目的,本发明提供一种图象显示装置,其特征在于,包括:
包含多条行布线和列布线、以及与这些布线连接并配置在矩阵上的图象形成元件的显示面板;
依次选择上述行布线进行扫描的扫描装置;
对应于输入的图象数据来算出数据的值比上述输入的图象数据的值大的校正图象数据的校正图象数据算出装置;
对上述校正图象数据或上述图象数据的振幅进行调整的振幅调整装置;和
连接着上述列布线,并把来自上述振幅调整装置的输出作为输入,从而把调制信号输出到上述列布线的调制装置,
上述振幅调整装置具有:检测上述校正图象数据的值中的最大值的最大值检测部分;和算出与上述校正图象数据或上述图象数据相乘的增益的增益算出部分,
上述增益算出部分计算出增益以使得上述最大值或把对应多个帧而检测的多个上述最大值平均化后得到的值收入上述调制装置的输入范围内。
更好是,上述校正图象数据是对应于上述图象数据,至少对由上述行布线的电阻产生的电压下降的影响进行校正的数据。
更好是,上述校正图象数据是对上述图象数据进行了校正的数据,该校正用于补偿由上述行布线的电阻导致的电压下降而产生的亮度降低。
更好是,具有:进行限制以使上述调整的校正图象数据的值完全收入上述调制装置的输入范围内的限幅器。
更好是,上述增益是按每个帧算出的适应型增益。
更好是,上述振幅调整装置具有用于限制每个帧的上述增益的变动的滤波器装置。
更好是,上述振幅调整装置具有将上述增益限制在可以预先设定的上限值以下的增益限制部分。
更好是,上述最大值检测部分检测帧内的校正图象数据中的、不是整个显示区域而是预先设定的区域内的校正图象数据的最大值。
更好是,上述振幅调整装置具有检测上述图象显示装置的周围的照度并输出与检测结果对应的信号的外部照度输入部分,并且与该外部照度输入部分的输出信号相对应地对上述增益进行调整。
更好是,上述振幅调整装置具有包含输出按每个帧算出的适应型增益的第1工作模式和输出对每个帧不变化的预先设定的固定型增益的第2工作模式的至少2个工作模式。
更好是,当输入的图象信号是用于电视的图象信号时,上述振幅调整装置选择上述第1工作模式;当上述输入的图象信号是用于计算机的图象信号时,上述振幅调整装置选择上述第2工作模式。
更好是,上述调制信号是根据上述图象数据对脉冲宽度进行了调制的信号。
更好是,上述图象形成元件是表面传导型发射元件。
附图说明
图1是表示与本发明的实施形态有关的图象显示装置的概观的图。
图2是表示显示面板的电连接的图。
图3是表示表面传导型发射元件的特性的图。
图4是表示显示面板的驱动方法的图。
图5A,5B,5C是说明退缩模型的图。
图6是表示离散地算出的电压下降量的曲线图。
图7是表示离散地算出的发射电流的变化量的曲线图。
图8A,8B,8C是用于说明校正数据的其它算出方法的图。
图9A,9B,9C是表示图象数据大小为192时的校正数据的算出例的图。
图10A,10B是用于说明校正数据的补插方法的图。
图11是表示与第1实施形态有关的图象显示装置的概略构成的方框图。
图12是表示图象显示装置的扫描电路的构成的方框图。
图13是表示图象显示装置的逆γ处理部分的构成的方框图。
图14是表示图象显示装置的数据排列变换部分的构成的方框图。
图15是表示连续帧的例子的图。
图16是表示连续帧中的图象数据大小的曲线图。
图17A,17B是表示连续帧中的增益的曲线图。
图18A,18B,18C是说明图象显示装置的调制装置的构成和工作的图。
图19是图象显示装置的调制装置的定时图。
图20是表示图象显示装置的校正数据算出装置的构成的方框图。
图21A,21B是表示图象显示装置的离散校正数据算出部分的构成的方框图。
图22是表示校正数据补插部分的构成的方框图。
图23是表示直线近似装置的构成的方框图。
图24是图象显示装置的定时图。
图25是表示与第2实施形态有关的图象显示装置的概略构成的方框图。
图26是表示与第3实施形态有关的图象显示装置的概略构成的方框图。
图27是表示与第4实施形态有关的图象显示装置的概略构成的方框图。
图28是表示与第5实施形态有关的图象显示装置的概略构成的方框图。
图29是第5实施形态的增益算出部分的方框图。
图30A,30B是第6实施形态的增益算出部分的方框图。
图31是表示第8实施形态的图象显示装置的概略构成的方框图。
图32是表示第8实施形态的滤波器装置的构成的方框图。
图33是表示第8实施形态的滤波器装置的其它构成的方框图。
图34是表示在第8实施形态中说明的在某个动画像中最大校正数据的变动的图。
图35是在第8实施形态中说明的帧号码对滤波器装置输出的曲线图。
图36是在第8实施形态中说明的帧号码对平均亮度(APL)的曲线图。
图37是在第8实施形态中说明的进行了场景改变的帧号码对滤波器装置输出的曲线图。
图38是表示与第9实施形态有关的图象显示装置的概略构成的方框图。
图39是表示与第10实施形态有关的图象显示装置的概略构成的方框图。
图40是表示第10实施形态的滤波器装置的构成的方框图。
图41是表示在第11实施形态中说明的进入噪声的动画像的最大校正数据的变化的图。
图42是表示与第11实施形态有关的图象显示装置的概略构成的方框图。
图43是表示第11实施形态的范围选择装置的构成的方框图。
图44是表示在第11实施形态中说明的忽略噪声部分时的最大校正图象数据的变化的图。
图45是表示第11实施形态的范围选择装置的其它构成的方框图。
图46是表示第11实施形态的范围选择装置的权重特性的图。
图47是表示与第12实施形态有关的图象显示装置的概略构成的方框图。
图48是表示与第13实施形态有关的图象显示装置的概略构成的方框图。
图49是表示与第14实施形态有关的图象显示装置的概略构成的方框图。
图50是表示与第15实施形态有关的图象显示装置的概略构成的方框图。
图51是表示第15实施形态的增益限制部分的第1构成的方框图。
图52是表示第15实施形态的增益限制部分的第2构成的方框图。
图53A,53B是第15实施形态的增益限制表的增益限制特性的例子。
图54是表示与第16实施形态有关的图象显示装置的概略构成的方框图。
图55是表示第16实施形态的特征量算出装置的构成的方框图。
图56是表示第16实施形态的判定装置的构成的方框图。
图57是表示第16实施形态的特征量算出装置的其它构成的方框图。
图58是表示与第17实施形态有关的图象显示装置的概略构成的方框图。
图59A,59B是表示第17实施形态的限幅器装置的特性的图。
图60是表示第17实施形态的KGAIN表的特性的一个例子的图。
图61是表示第17实施形态的KGAIN表的特性的一个例子的图。
图62是表示第17实施形态的KGAIN表的特性的一个例子的图。
图63是表示已有的图象显示装置的概略构成的方框图。
具体实施方式
下面我们参照附图以用表面传导型发射元件(以下称为SCE)的图象显示装置为例详细说明本发明的优先实施形态。
(第1实施形态)
(总的概要)
在将SCE单纯地配置在矩阵上的显示装置中,存在着由于流入扫描布线的电流和扫描布线的布线电阻产生电压下降,使显示图象恶化那样的现象。因此,在与本发明的实施形态有关的图象显示装置中,设有能够很好地校正这种扫描布线中的电压下降给予显示图象的影响的处理电路,具有能够用比较小的电路规模实现它的构成。
校正电路是预测计算由于与输入图象数据相对应地电压下降产生的显示图象恶化,求得对其进行校正的校正数据,对输入的图象数据实施校正的电路。
作为内藏这种校正电路的图象显示装置,本发明者们对下面所示的那种方式的图象显示装置进行了锐意的研讨。
下面,当说明本发明时,首先,说明与本发明的实施形态有关的图象显示装置的显示面板的概观,显示面板的电连接,表面传导型发射元件的特性,显示面板的驱动方法,由扫描布线的电阻引起的电压下降的机理,对于电压下降影响的校正方法和装置。
(图象显示装置的概观)
图1是用于与本实施形态有关的图象显示装置的显示面板的斜视图,为了表示内部构造,切开显示面板的一部分进行显示。图中,1005是后板,1006是侧壁,1007是前板,由1005~1007形成为了维持显示面板内部真空的气密容器。
将基板1001固定在后板1005上,但是在该基板上形成N×M个作为图象形成元件的SCE1002.如图2所示地连接行布线(扫描布线)1003,列布线(调制布线)1004和SCE。
又,在前板1007的下面,与各元件对应地形成红,蓝,绿的3原色的荧光体1008。
在荧光膜1008的下面,形成金属底板1009。
Hv是高压端子与金属底板1009电连接。通过在Hv端子上加上高电压,在后板1005与前板1007之间加上了高电压。
(SCE特性)
SCE具有图3所示的(发射电流Ie)对(元件所加电压Vf)特性,和(元件电流If)对(元件所加电压Vf)特性。此外,因为发射电流Ie显著地小于元件电流If,在同一尺度中进行图示是困难的,所以将2条曲线在各自不同的尺度中图示出来。
SCE具有与发射电流Ie有关的下述的3个特性。
第一,在元件上加上某个电压(称它为阈值电压Vth)以上的电压时发射电流Ie急剧增加,但是另一方面,在小于阈值电压Vth的电压,几乎不能够检测出发射电流Ie。
第二,发射电流Ie与加在元件上的电压Vf有关地变化,所以通过改变电压Vf,能够控制发射电流Ie的大小。
第三,为了具有高速应答性,能够通过加上电压Vf的时间控制发射电流Ie的发射时间。
在用图1所示的显示面板的图象显示装置中,如果利用第一特性,则可以顺次扫描显示画面进行显示。即,在驱动中的元件上与所要的发光亮度相对应适当地加上阈值电压Vth以上的电压,在非选择状态的元件上加上小于阈值电压Vth的电压。通过顺次切换驱动元件,可以顺次扫描显示画面进行显示。
又,通过利用第二特性,能够用加在元件上的电压Vf,控制荧光体的发光亮度,可以进行图象显示。
又,通过利用第三特性,能够用加在元件上的电压Vf的时间,控制荧光体的发光时间,可以进行图象显示。
在本发明的图象显示装置中,用上述第三特性进行调制。
(显示面板的驱动方法)
图4是当驱动本发明的显示面板时,加在扫描布线和调制布线的电压供给端子上的电压的一个例子。
这里,水平扫描期间I是使第i行元件发光的期间。
为了使第i行元件发光,使第i行扫描线处于选择状态,将选择电位Vs加到它的电压供给端子DXi上。又,除此以外的扫描线的电压供给端子Dxk(k=1,2,........N,但是k≠1)处于非选择状态,加上非选择电位Vns。
在本实施形态中将选择电位Vs设定在图3中记载的电压VSEL的一半-0.5VSEL上,将非选择电位Vns作为GND(接地)电位。
又将电压振幅Vpwm的脉冲宽度调制信号供给调制布线的电压供给端子。供给第j条调制布线的脉冲宽度调制信号的宽度在已有的不进行校正的情形中,与显示图象的第i行第j列元件的图象数据的大小相对应地决定,将与各个元件的图象数据的大小相对应的脉冲宽度调制信号供给所有的调制布线。
此外,在本发明中,如后所述,为了校正由于电压下降引起的亮度降低,供给第j条调制布线的脉冲宽度调制信号的脉冲宽度与显示图象的第i行第j列元件的图象数据的大小和它的校正量相对应地决定,并将脉冲宽度调制信号供给所有的调制布线。
在本实施形态中,设定电压Vpwm的电压为+0.5VSEL.
(关于在扫描布线中的电压下降)
如上所述,本发明的图象显示装置抱有的根本课题是因为由于在显示面板的扫描布线上的电压下降,通过使扫描布线上的电位上升,减少加在SCE上的电压,所以使来自SCE的发射电流降低。下面,我们说明这个电压下降的机理。
SCE的设计性能参数也因制造方法的不同而不同,但是SCE的1个元件的元件电流当加上电压VSEL时约为数百μA。
因此,当在某个水平扫描期间只使选出的扫描线上的1个元件发光,不使除此以外的元件发光时,因为从调制布线流入选择的行扫描布线的元件电流只是1个元件电流(即,上述的数百μA),所以几乎不发生电压下降,发光亮度不降低。
但是,当在某个水平扫描期间,使选择的行的全部元件发光时,因为对于从全部调制布线到处于选择状态的扫描布线,流入全部元件的电流,所以电流总和成为数百mA~数A,由于扫描布线的布线电阻在扫描布线上发生电压下降。
如果在扫描布线上发生电压下降,则加在表面传导型发射元件两端的电压降低。因此,使来自表面传导型发射元件造成发光的发射电流降低,结果发光亮度降低。
又,更复杂地,持有电压下降的大小通过由于脉冲宽度调制进行的调制,即便在1个水平扫描期间内也发生变化的性质。
关于供给各列的脉冲宽度调制信号,我们考虑输出对于如图4所示地输入的数据,脉冲宽度与该数据的大小有关的,前沿同步的脉冲宽度调制信号的情形。这时,也与输入图象数据有关,但是一般地,在1个水平扫描期间内,在脉冲前沿后立即点亮的元件的数目是很多的,此后因为从亮度低的地方开始顺次地熄灭,所以点亮的元件的数目在1个水平扫描期间内,随着时间减少。
所以,在扫描布线上发生的电压下降的大小也具有从1个水平扫描期间开始时的大小逐渐减少的倾向。
关于脉冲宽度调制信号,在每个与调制的1个灰度相当的时间内输出变化,所以电压下降的时间变化也在每个与脉冲宽度调制信号1个灰度相当的时间内发生变化。
以上,我们说明了在扫描布线上的电压下降。
(电压下降的计算方法)
其次,我们详细述说对电压下降影响的校正方法。
为了求得用于减少电压下降影响的校正量,首先作为它的第1阶段,需要实时地预测电压下降的大小和它的时间变化的硬件。
作为本发明那样的图象显示装置的显示面板,一般备有数千条调制布线,要计算所有的调制布线与扫描布线的交点的电压下降是非常困难的,并且制作进行实时计算的硬件也是不现实的。
所以,通过对于同一行中的位置进行分组化,并且也向着图象数据大的方向进行分组化,算出电压下降量。
这种分组化是以电压下降中的下列特征为基础的。
i)在1个水平扫描期间内的某个时刻,在扫描布线上发生的电压下降是扫描布线上空间连续的量,是非常光滑的曲线。
ii)电压下降的大小由于显示图象的不同而不同,但是在每个与脉冲宽度调制的1个灰度相当的时间内变化,概略地说,脉冲前沿部分很大时,存在着或者时间上逐渐变小或者维持它的大小的任何一种情况。
即,用图4那样的驱动方法,在1个水平扫描期间内电压下降的大小不增加。
具体地,通过对多个时刻进行由于下面说明的退缩模型引起的电压下降的计算,概略地预测电压下降的时间变化。
(由于退缩模型引起的电压下降的计算)
图5A是用于说明进行退缩时的分组和节点的图。
在图5中为了使图简略化,只记载选出的扫描布线和各调制布线以及与它们的交叉部分连接的SCE。
现在,可以知道在1个水平扫描期间内的某个时刻,在选出的扫描布线上的各元件的点亮状态(即调制装置的输出为“H”或“L”)。
在这个点亮状态,定义从各调制布线流入选出的扫描布线的元件电流为Ifl(i=1,2,.....,N,i为列号码)。
又,如图5A,5B,5C所示,将n条调制布线和选出的扫描布线与它们交叉的部分以及配置在这些交点上的表面传导型发射元件作为1个分组,定义分组。在本实施形态中,通过进行分组分割,分割出4个分组.
又,在各个分组的边界位置设定称为节点的位置。所谓节点就是用于离散地计算在退缩模型中在扫描布线上发生的电压下降量的水平位置(基准点)。在本实施形态中在分组的边界位置上设定节点0~节点4的5个节点。
图5B是用于说明退缩模型的图。
在退缩模型中在图5A的1个分组中包含的n条调制布线退缩化成1条,退缩化后的1条调制布线,为了位于扫描布线的分组中央那样地进行连接。
又,电流源与退缩化后的各个分组的调制布线连接,来自各电流源的各个分组内的电流的总和IF0~IF3流入退缩化后的各个分组的调制布线。
即,IFj(j=0,1.....3)是由式1表示的电流.
IFj = Σ i = j × n + 1 ( j + 1 ) × n Ifi       (式1)
又,扫描线两端的电位在图5A的例子中为Vs,与此相对,在图5B中,成为GND电位,这是因为在退缩模型中,通过对由于上述电流源从调制布线流入选出的扫描布线的电流进行模型试验,通过将这个馈电部分作为基准(GND)电位算出各部分的电压(电位差),能够计算出在扫描布线上的各部分的电压下降量(即,规定作为算出电压下降的基准电位。)。
又,省略表面传导型发射元件是因为从选出的扫描布线来看,如果从列布线流入同等的电流,则与有无表面传导型发射元件无关,发生的电压下降本身不变。所以,这里,通过将从各分组的电流源流入的电流值设定为各分组内的元件电流的总和的电流值(式1),可以省略表面传导型发射元件。
又,各分组的扫描布线的布线电阻是一个区间的扫描布线的布线电阻r的n倍(这里一个区间指的是扫描布线的与某个列布线的交叉部分和与它相邻的列布线的交叉部分之间的区间。又在本实施形态中,一个区间的扫描布线的布线电阻是均匀的。)。
在这种退缩模型中,在扫描布线上的各节点上发生的电压下降量DV0~DV4能够用下列的乘积和形式公式简单地计算出来。
DV0=a00×IF0+a01×IF1+a02×IF2+a03×IF3
DV1=a10×IF0+a11×IF1+a12×IF2+a13×IF3
DV2=a20×IF0+a21×IF1+a22×IF2+a23×IF3
DV3=a30×IF0+a31×IF1+a32×IF2+a33×IF3
DV4=a40×IF0+a41×IF1+a42×IF2+a43×IF3
即,
DVi = Σ j = 0 3 aij × IFj          (式2)
成立。
但是,aij是在退缩模型中只向第j个分组注入单位电流时,在第i个节点上发生的电压(以下,将它定义为aij。)。
可以从克希霍夫定律导出上述的aij,如果一旦计算出来,则可以制成表进行存储。
进一步,对于由式1决定的各分组的电流总和IF0~IF3,可以近似地由下式表示
IFj = Σ i = j × n + 1 ( j + 1 ) × n IF i = IFS × Σ i = j × n + 1 ( j + 1 ) × n Count i     (式4)
但是,在上式中,Counti是当选出的扫描线上的第i个元件处于点亮状态时为1,处于熄灭状态时为0的变数。
IFS是在表面传导型发射元件的1个元件的两端加上电压VSEL时流动的元件电流IF上乘以取0~1之间的值的系数α得到的量。
即,定义为
IFS=α×IF       (式5)
数3是从各分组的列布线流入选出的扫描布线的与该分组内的点亮数成比例的元件电流。这时,将在1个元件的元件电流IF上乘以系数α得到的量作为1个元件的元件电流IFS,其理由如下。本来,为了计算电压下降量,需要反复计算由电压下降引起的扫描布线的电压上升和因此引起的元件电流的减少量,但是用硬件进行这个收敛计算是不现实的。因此,在本发明中用αIF近似地作为IF的收敛值。具体地,预先估算
当电压下降量最大时(全白时)的IF的下降率(=α1),和
当电压下降量成为(最小=0)时的IF的下降率(=α2),
求得α1和α2的平均值或将平均值作为0.8×α1。
图5C是某个点亮状态,是根据退缩模型计算各节点的电压下降量DV0~DV4所得结果的一个例子。
因为电压下降是非常光滑的曲线,所以我们认为节点和节点之间的电压下降近似地取图5C的虚线表示的值。
这样,如果用本退缩模型,则可以对于输入的图象数据计算在所要时刻的节点位置上的电压下降。
以上,我们用退缩模型简单地计算了在某个点亮状态的电压下降量。
在选出的扫描布线上发生的电压下降在1个水平扫描期间内是随时间变化的,但是通过如上所述地对于在1个水平扫描期间内中的数个时刻,求得这些时刻的点亮状态,对于这些点亮状态用退缩模型计算电压下降量可以预测该变化。
此外,如果参照各分组的图象数据,则能够简单地求得在1个水平扫描期间内中的某个时刻的各分组内的点亮数。
现在,作为1个例子,令输入脉冲宽度调制电路的输入数据的位数为8位,脉冲宽度调制电路输出与输入数据的大小对应的脉冲宽度。
即,当输入数据为0时,输出为“L”,当输入数据为255时,在1个水平扫描期间内输出“H”,当输入数据为128时,在1个水平扫描期间中的前一半期间输出“H”,在后一半期间输出“L”。
这时,如果对输入脉冲宽度调制电路的输入数据比0大的数目进行计数,则能够简单地检测出脉冲宽度调制信号的开始时刻(在本例的调制信号例中为前沿的时刻)的点亮数。
同样,如果对输入脉冲宽度调制电路的输入数据比128大的数目进行计数,则能够简单地检测出1个水平扫描期间的中央时刻的点亮数。
这样,如果对于某个阈值比较图象数据,对比较器的输出为真的数进行计数,则能够简单地计算在任意时间的点亮数。
这里为了使以后的说明简单起见,定义称为时隙的时间量。
即,我们定义时隙表示从1个水平扫描期间内的脉冲宽度调制信号的前沿开始的时间,时隙=0表示立即在脉冲宽度调制信号的开始时刻后的时刻。
定义时隙=64表示从脉冲宽度调制信号的开始时刻经过64个灰度等级的时间的时刻。
同样,定义时隙=128表示从脉冲宽度调制信号的开始时刻经过128个灰度等级的时间的时刻。
此外,在本例中表示脉冲宽度调制将前沿时刻作为基准,对从那里开始的脉冲宽度进行调制的例子,但是同样,即便将脉冲后沿时刻作为基准,对脉冲宽度进行调制时,时间轴的前进方向与时隙的前进方向相反,但是也同样能够适用,这是不言而喻的。
(从电压下降量计算校正数据)
如上所述,通过用退缩模型进行反复计算,能够近似地并且离散地计算1个水平扫描期间中的电压下降的时间变化。
图6是对于某个图象数据,反复计算电压下降,计算在扫描线中的电压下降的时间变化的例子(这里表示的电压下降及其时间变化是对于某个图象数据的一个例子,当然对于别的图象数据的电压下降发生别的变化。)。
在图6中对于时隙=0,64,128,192的4个时刻,应用各自的退缩模型进行计算,离散地计算出各个时刻的电压下降。
在图6中用虚线将在各节点的电压下降量连接起来,但是为了使虚线在图中容易看到那样地进行记载,在□,○,·,Δ表示的各节点位置上离散地计算用退缩模型计算的电压下降。
本发明者们,作为可以计算电压下降的大小及其时间变化的下一阶段,对从电压下降量算出对图象数据进行校正的校正数据的方法进行研讨。
图7是估算在选出的扫描布线上发生图6所示的电压下降时,从处于点亮状态的表面传导型发射元件发射的发射电流的曲线图。
纵轴用百分率表示将没有电压下降时发射的发射电流的大小作为100%,各时间,各位置的发射电流量,横轴表示水平位置。
如图7所示,在节点2的水平位置(基准点),令
时隙=0时的发射电流为Ie0,
时隙=64时的发射电流为Ie1,
时隙=128时的发射电流为Ie2,
时隙=192时的发射电流为Ie3。
图7是从图6的电压下降量和图3的“驱动电流对发射电流”的曲线计算得到的图.具体地图7是机械地画出当从电压VSEL加上引起电压下降量的电压时的发射电流值的图。
所以,图7意味着从处于完全的点亮状态的表面传导型发射元件发射的电流,处于熄灭状态的表面传导型发射元件不发射电流.
下面,我们说明从电压下降量算出对图象数据进行校正的校正数据的方法。
(校正数据算出方法)
图8A,8B,8C是用于说明从图7的发射电流的时间变化计算电压下降量的校正数据的方法的图。图8A,8B,8C是算出对于大小为64的图象数据的校正数据的例子。
亮度的发光量就是对由发射电流脉冲产生的发射电流进行时间积分得到的发射电荷量。所以以后,当考虑由于电压下降引起的亮度变动时根据发射电荷量进行说明。
现在,如果令没有电压下降影响时的发射电流为IE,与脉冲宽度调制的1个灰度相当的时间为Δt,则图象数据为64时的,应该由发射电流脉冲发射的发射电荷量Q0能够表示为发射电流脉冲的振幅IE与脉冲宽度(64×Δt)的乘积。
Q0=IE×64×Δt     (式6)
但是,实际上,发生由于扫描布线上的电压下降发射电流下降的现象。
能够如下地近似计算由考虑电压下降影响的发射电流脉冲引起的发射电荷量.即,如果令节点2的时隙=0,64的发射电流分别为Ie0,Ie1,0~64之间的发射电流近似地在Ie0和Ie1之间直线地变化,则其间的发射电荷量QI等于图8B的台形面积。
即,能够用下列公式计算出来:
Q1=(Ie0+Ie1)×64×Δt×0.5     (式7)
其次,如图8C所示,为了校正由电压下降引起的发射电流下降,当脉冲宽度只伸展DC1时,就能够除去电压下降影响。
又,进行电压下降校正,伸展脉冲宽度时,考虑在各时隙的发射电流量变化,但是这里为了简单起见,如图8C所示,在时隙=0,发射电流为Ie0,在时隙=(64+DC1),发射电流为Ie1。
又,在时隙=0和时隙(64+DC1)之间的发射电流近似为连接2点的发射电流的直线上的值。
这样一来,由校正后的发射电流脉冲引起的发射电荷量Q2能够用下列公式计算出来:
Q2=(Ie0+Ie1)×(64+DC1)×Δt×0.5     (式8)
如果这个值等于上述的Q0,则有
IE×64×Δt=(Ie0+Ie1)×(64+DC1)×Δt×0.5
如果从上式解出DC1,则得到
DC1=((2×IE—Ie0-Ie1)/(Ie0+Ie1))×64   (式9)
这样一来,算出了图象数据为64时的校正数据.
即,节点2的位置大小对于64的图象数据如式9中记载的那样,最好加上只是Cdata=DC1的校正量CData。
同样,对于大小为192的图象数据,如图9A,9B,9C所示,能够对于3个期间的各个期间求得校正量。
又,当脉冲宽度为0时,因为当然没有对于发射电流的电压下降的影响,所以校正数据为0,加在图象数据上的校正数据CData也为0。
此外,这样,如0,64,128,192那样,对于离散的图象数据计算校正数据的目的是为了减少计算量。
图10A表示对于用本方法求得的某个输入数据的离散的校正数据的例子。在图10A中横轴与水平显示位置对应,记载各节点的位置。而,纵轴是是校正数据的大小。
离散校正数据是对于由图中的□,○,·,Δ表示的节点位置和图象数据Data的大小(图象数据的基准值=0,64,128,192)计算得到的。
(离散校正数据的校正方法)
离散地算出的校正数据对于各节点位置是离散的,不给出在任意的水平位置(列布线号码)上的校正数据。又与此同时,作为对于在各节点位置具有数个预定的图象数据的基准值大小的图象数据的校正数据,不给出与实际的图象数据的大小对应的校正数据。
因此,本发明者们,通过对离散地算出的校正数据进行补插,算出适合于在各列布线上的输入图象数据大小的校正数据。
图10B是表示算出与位于节点n和节点n+1之间的x上的图象数据Data相当的校正数据的方法的图。
此外,作为前提,校正数据是已经在节点n和节点n+1的位置Xn和Xn+1上离散地计算出来的数据。
又,作为输入图象数据的Data取在图象数据基准值的Dk和Dk+1之间的值。
现在,如果将对于节点n的第k号的图象数据基准值的离散校正数据标记为CData[k][n],则在位置x的脉冲宽度Dk的校正数据CA能够用CData[k][n]和CData[k][n+1]的值,通过直线近似如下地计算出来。
即,
CA = ( Xn + 1 - x ) × CData [ k ] [ n ] + ( x - Xn ) × CData [ k ] [ n + 1 ] Xn + 1 - Xn
                                           (式17)
但是,Xn和Xn+1分别是节点n,(n+1)的水平显示位置,是当决定上述分组时决定的常数。
又,在位置x的图象数据Dk+1的校正数据CB能够如下地计算出来。
CB = ( Xn + 1 - x ) × CData [ k + 1 ] [ n ] + ( x - Xn ) × CData [ k + 1 ] [ n + 1 ] Xn + 1 - Xn
                                            (式18)
通过用直线近似CA和CB的校正数据,对于在位置x的图象数据的Data的校正数据CD,能够如下地计算出来。
CD = CA × ( Dk + 1 - Data ) + CB × ( Data - Dk ) Dk + 1 - Dk         (式19)
如上所示,为了从离散校正数据算出适合于实际位置和图象数据大小的校正数据,能够用式17~式19中记载的方法简单地进行计算。
如果将这样算出的校正数据加到图象数据上对图象数据进行校正,与校正后的图象数据(称为校正图象数据)相对应地进行脉冲宽度调制,则能够降低在成为已有技术的课题的显示图象中的电压下降影响,能够提高图象质量。
又,成为预测的课题的用于校正的硬件也具有通过导入至此说明的退缩化等的近似,可以用能够使计算量减少的非常小规模的硬件进行构成的那种卓越的优点。
(系统全体和各部分功能的说明)
下面,我们说明内藏校正数据算出装置的图象显示装置的硬件。
图11是表示这个电路构成的概略的方框图。在图中杩是图1的显示面板,Dx1~DxM和Dx1′~DxM′是显示面板1的扫描布线的电压供给端子,Dy1~DyN是显示面板1的调制布线的电压供给端子,Hv是用于在前板和后板之间加上加速电压的高压供给端子,Va是高压电源,2是扫描电路,3是同步信号分离电路,4是定时发生电路,7是用于将由同步分离电路3产生的YPbPr信号变换成RGB的RGB变换电路,23是用于切换电视的图象信号和计算机的图象信号的选择器,17是逆γ处理部分,5是图象数据1行的移位寄存器,6是图象数据1行的锁存器电路,8是将调制信号输出到显示面板的调制布线的脉冲宽度调制装置,12是加法器,14是校正数据算出装置,20是最大值检测装置,21是增益算出装置。
又,在图11中,R,G,B是RGB并行输入图象数据,Ra,Ga,Ba是实施后述的逆γ变换处理的RGB并行图象数据,Data是由数据排列变换部分9进行并行·串行变换后的图象数据,CD是由校正数据算出装置14算出的校正数据,Dout是通过由加法器将校正数据加到图象数据上经过校正后的图象数据(校正图象数据)。
(同步分离电路,选择器)
本实施形态的图象显示装置能够分别显示NTSC,PAL,SECAM,HDTV等的电视信号和是计算机输出的VGA等。
HDTV方式的图象信号,首先由同步信号分离电路3分离同步信号Vsync,Hsync,供给定时发生电路4。将同步分离的图象信号供给RGB变换装置。在RGB变换装置的内部,除了从YPbPr到RGB的变换电路外,还设有图中未画出的低通滤波器和A/D变换器等,将YPbPr变换成数字RGB信号,供给选择器23。
VGA等的计算机输出的图象信号由图中未画出的A/D变换器进行A/D变换,供给选择器23。
选择器23根据用户想要显示的图象信号是哪一个,适当地切换电视信号和计算机信号进行输出。
(定时发生电路)
定时发生电路4是内藏PLL电路,产生与各种图象格式对应的定时信号,产生各部分的工作定时信号的电路。
作为定时发生电路4产生的定时信号,具有控制移位寄存器5的工作定时的Tsft,用于锁定从移位寄存器5到锁存器电路6的数据的控制信号Dataload,调制装置8的脉冲宽度调制开始信号Pwmstart,用于脉冲宽度调制的时钟Pwmclk,控制扫描电路2工作的Tscan等。
(扫描电路)
如图12所示,扫描电路2和2′是为了在1个水平扫描期间内每1行顺次地扫描显示面板,向连接端子Dx1~DxM输出选择电位Vs或非选择电位Vns的电路。
扫描电路2和2′是与来自定时发生电路4的定时信号Tscan同步,顺次地切换在每1个水平扫描期间内选出的扫描布线,进行扫描的电路。
此外,Tscan是从垂直同步信号和水平同步信号等制作的定时信号组。
扫描电路2和2′是如图12所示地分别由M个开关和移位寄存器等构成的。这些开关最好由晶体管和FET构成。
此外,为了减少在扫描布线上的电压下降,最好扫描电路如图11所示地与显示面板1的扫描布线的两端连接,从两端进行驱动。
另一方面,在本发明的实施形态中,即便在扫描电路不与扫描布线的两端连接的情形中,也是有效的,只要变更式3的参数就能够适用。
(逆γ处理部分)
CRT备有对于输入几乎2.2倍的发光特性(以后称为逆γ特性)。
输入图象信号考虑到CRT的这种特性,当在CRT上显示时为了成为线性发光特性一般按照0.45倍的γ特性进行变换。
另一方面,与本发明的实施形态有关的图象显示装置的显示面板当根据驱动电压的加上时间实施变换时,为了具有对于加上电压时间几乎线性的发光特性,需要根据逆γ特性对输入图象信号进行变换(以后称为逆γ变换)。
图13记载的逆γ处理部分17是用于对输入图象信号进行逆γ变换的电路。
本实施形态的逆γ处理部分17用存储器构成上述逆γ变换处理。
逆γ处理部分17,是令图象信号R,G,B的位数为8位,作为逆γ处理部分17的输出的图象信号Ra,Ga,Ba的位数同样为8位,通过对于每种颜色用地址8位,数据8位的存储器构成的(图13)。
(数据排列变换部分)
数据排列变换部分9是与显示面板的元件排列一致地对作为RGB并行图象信号的Ra,Ga,Ba进行并行·串行变换的电路。数据排列变换部分9是如图14所示地由RGB各色的FIFO(First In first Out(先进先出))存储器2021R,2021G,2021B和选择器2022构成的。
虽然图14中没有画出,但是FIFO存储器备有用于奇数行的和用于偶数行的2个水平元件数字的存储器。当输入奇数行的图象数据时,将数据写入用于奇数行的FIFO存储器,另一方面从用于偶数行的FIFO存储器读出在前面的1个水平扫描期间存储的图象数据。当输入用于偶数行的图象数据时将数据写入用于偶数行的FIFO存储器,另一方面从用于奇数行的FIFO存储器读出读出在前面的1个水平扫描期间存储的图象数据。
按照显示面板的元件排列由选择器对从FIFO存储器读出的数据进行并行·串行变换,作为RBG的串行图象数据SData输出。虽然我们不详细地记述它,但是它根据来自定时发生电路4的定时控制信号进行工作。
(延迟电路)
将由数据排列变换部分9进行并列替换的图象数据SData输入校正数据算出装置14和延迟电路19。后述的校正数据算出装置14的校正数据补插部分参照来自定时控制电路的水平位置信息x和图象数据SData的值,算出对于它们的校正数据CD。
延迟电路19是为了吸收进行校正数据算出(上述校正数据的补插处理)的时间而设置的,是当用加法器12将校正数据CD加到图象数据Data上时,进行为了将与它对应的校正数据CD正确地加到图象数据Data上的延迟的装置。该装置能够用双稳态多谐振荡器构成。
(加法器)
加法器12是将来自校正数据算出装置14的校正数据CD和图象数据Data加起来的装置。通过相加对图象数据Data实施校正,作为校正图象数据Dout传送到最大值检测电路20和乘法器。
此外,最好当将校正数据加到图象数据上时不发生溢出那样地决定作为加法器12的输出的校正图象数据Dout的位数。
更具体地,图象数据Data具有8位的数据宽度,最大值为255,校正数据CD持有7位的数据宽度,最大值为120。
这时相加结果的最大值成为255+120=370。
与此相对,作为加法器12的输出的校正图象数据Dout最好是不发生溢出那样地,作为输出位宽的9位输出。
(溢出处理(振幅调整装置))
在本发明中,我们已经述说了用将算出的校正数据CD加到图象数据Data上的校正图象数据Dout实现校正的情形。
现在,调制装置8的位数是8位,作为加法器12的输出的校正图象数据Dout位数是9位。
这样一来,当原封不动地将校正图象数据Dout与调制装置8的输入连接起来时,就会发生溢出。
即,因为在8位的调制装置中对8位以上的数据反复地进行调制,所以使图象质量显著地下降。
因此,在输入调制装置8前,需要调整校正图象数据的振幅。
如果增多调制装置8的输入位数,则能够防止调制装置8的输入中的溢出,但是另一方面,也不能使调制信号输出的脉冲的脉冲宽度伸展到任何地方。
即,因为本发明的图象显示装置顺次选择扫描布线进行驱动,所以不能够通过使调制装置8输出的脉冲宽度超过分配的扫描时间地伸展脉冲。
所以,调制装置8的输入范围的上限由与调制装置8的位数决定的最大输入值或能够进行调制的最大脉冲宽度(即选择1行扫描布线的时间)对应的输出数据值规定。
此外,我们以后说明在本发明的实施形态中,当调制装置8的输入范围的上限由调制装置8的输入数据的最大值规定时的例子。
作为用于防止溢出的构成,当输入图象数据为最大的全白图案(当使图象数据的位数为8位时,预先估算当输入(R,G,B)=(FFh,FFh,FFh))时的校正图象数据Dout的最大值,这也可以通过将收入调制装置8的输入范围内的增益与校正图象数据Dout相乘得到。下面,我们将本方法称为固定增益法。
在固定增益法中,不发生溢出,但是尽管能够用更大的增益显示平均亮度低的图象,因为用小的增益相乘,所以使显示图象的亮度变暗。
与此相对,也可以检测每个帧的校正图象数据Dout的最大值,算出为了将这个最大值收入调制装置8的输入范围内的增益,通过将该增益与校正图象数据Dout相乘防止溢出。下面,我们将本方法称为适应型增益法。
在适应型增益法中,需要用于检测校正图象数据Dout的每个帧的最大值MAX的最大值检测装置20,用于从最大值算出为了与校正图象数据Dout相乘的增益G1的增益算出装置21,和用于校正图象数据Dout与增益G1相乘的乘法器等。
此外,在适应型增益法中,算出为了防止溢出的增益最好是以帧为单位进行算出。
例如,能够通过在每1条水平线算出增益防止溢出,然而这时由于每1条水平线的增益是不同的,在显示图象上发生不协调感,这是不好的。
以上,我们说明了固定增益法和适应型增益法的概略情况。
本发明者们确认即便用无论那个方法算出增益,也都能够很好地调整校正图象数据。
因此在本实施形态中,我们用适应型增益法进行振幅调整。
以后,我们详细说明在本实施形态中,作为为了用适应型增益法进行校正图象数据的振幅调整的装置的电路构成。
(最大值检测装置(最大值检测部分))
本发明的最大值检测装置20如图11所示地与各部分连接起来。
最大值检测装置20是在1帧的校正图象数据Dout中,检测成为最大的值的装置。
最大值检测装置20是能够简单地由比较器和寄存器等构成的电路。最大值检测装置20是比较存储在是在寄存器中的值和顺次传送的校正图象数据Dout的大小,如果校正图象数据Dout比寄存器的值大,则用这个数据值更新寄存器的值的电路。
如果在帧的前头将寄存器的值清除为0,则在帧结束时,将这个帧中的校正图象数据的最大值存储在寄存器中。
将这样检测出的校正图象数据Dout的最大值传送给增益算出装置21.
(增益算出装置(增益算出部分))
增益算出装置21是为了根据适应型增益法将校正图象数据Dout收入调制装置8的输入范围内那样地,算出用于进行振幅调整的增益的装置。
当令最大值检测装置20检测出的最大值为MAX,调制装置8的输入范围的最大值为INMAX时,增益可以如下地决定(第1种方法)ゲインG1≦I NMAX/MAX     (式20)
在增益算出装置21中,通过在垂直回线期间更新增益能够变更每个帧的增益值。
此外,在本发明的图象显示装置的构成中,形成用1个帧前的校正图象数据的最大值,算出与现在帧的校正图象数据相乘的增益的构成。
所以严密地说,因为每个帧的校正图象数据是不同的,所以发生溢出.
关于这种课题,最好对于校正图象数据与增益相乘的乘法器的输出设置后述的限幅器装置,为了将乘法器的输出收入调制装置的输入范围内那样地设计电路。能够将上述的溢出处理考虑为利用邻接的帧之间的校正图象数据(图象数据)的相关性,进行的溢出处理。
此外,如果在最大值检测电路和乘法器之间设置帧存储器,则能够用时间不延迟的构成防止溢出。
又,本发明者们确认适应型增益法的增益决定方法也可以用下面那样的方法算出增益。
即,作为施加在现在帧的校正图象数据上的增益,使在比现在帧以前的帧中检测出的校正图象数据的最大值在帧方向上平滑化(平均化),对于这个平均值AMAX,增益可以如下地决定(第2种方法)
增益G1≦I NMAX/AMAX    (式21)
又,第3种方法也可以用式20算出每个帧的增益G1,对它们进行平均算出现在的增益。
本发明者们确认这3种方法中无论那种方法都是令人满意的,但是另一方面与第1种方法比较,第2,第3种方法具有能够很大地减少显示图象中的闪烁那样的别的效果是非常适合的(后面用图17~图19对它进行说明。)。
本发明者们关于第2种方法,第3种方法,对平均化的帧的个数进行研讨,但是例如对16帧~64帧进行平均时闪烁变得很小,能够得到令人满意的图象。
此外,即便在第2,第3种方法中,与第1种方法相同根据(校正)图象数据中帧之间的相关性,也能够减少发生溢出的概率,但是不能完全防止溢出。
作为它的对策,就好的是用上述方法概略地防止溢出,同时在乘法器的输出上设置限幅器完全防止溢出。
图15是举第1种方法和第2种方法为例,用于说明闪烁的图。
图15是在灰色背景中,白色的棒沿反时钟选旋转的动画像的例子。显示这种图像时,与棒的旋转一致,对于每个帧校正数据CD的大小发生变化。
图16是用于说明当校正这种动画像时的校正图象数据的图。图16中,在各校正图象数据中,抽出各帧中成为最大的校正图象数据进行作图.
此外,图16的白的部分相当于原来的图象数据,灰色的部分相当于由于进行校正而伸长的部分。
当显示图15那样的图象时,连续的帧的校正图象数据的最大值如图18所示地发生变动.
所以,如式20所示地对每个帧设定增益时,如图17A所示因为每个帧的增益急烈变动,所以结果导致显示图象的亮度急烈变动,产生闪烁感。
与此相对,由式21决定增益时,具有由于对增益平均化,如图17B所示,增益变动变小,因为亮度变动变小所以闪烁减少那样的卓越效果。
此外,在图17B中,白图的曲线是由式20求得的增益,黑图的曲线是由式21求得的经过平均化的增益。
这里对第3种方法不作详细考察,但是本发明者们确认与第2种方法相同因为使增益变动变小所以闪烁减少。
又,增益算出装置21,对于上述那样的连续的场景画面,使增益平均化,但是另一方面,当该改变图象的场景时,最好要迅速地改变场景改变后的增益。
对此,增益算出装置21设置成为场景切换阈值Gth的预先设定的阈值,令由式20算出的1个帧前的帧增益为GB,从前一个帧的由最大值检测装置20检测出的上述校正图象数据的最大值用式20算出的增益为GN,和GN-GB的差的绝对值为ΔG时,进行下列运算:
ΔG=|GN-GB|>Gth
如果ΔG=|GN-GB|≤Gth,则
增益G1=(GN-GB)×A+GB
另一方面,最好作为
如果ΔG=|GN-GB|≤Gth,则
增益G1=(GN-GB)×B+GB
(但是A,B是持有1≥A≥B>0的值的实数)
可以对下一个帧的增益进行平滑化算出增益。
特别是作为A和B的值最好设定
A=1,B=1/16~1/64
此外,场景切换判定,和增益算出方法不限于此,也可以通过后述的第8实施形态所示的构成进行检测。
(乘法器)
通过图11的乘法器使由增益算出装置21算出的增益G1和作为加法器12的输出的校正图象数据Dout相乘,作为经过振幅调整的校正图象数据Dmult传送到限幅电路。
(限幅器装置(限制装置))
如上所述,如果能够不发生溢出那样地决定增益则没有问题,但是如果根据上述的数个增益决定方法,则因为一定不发生溢出那样地决定增益是困难的,所以也要设置限幅器(Limiter)。
限幅器具有预先设定的限幅值,比较输入限幅器入的输出数据Dmult与限幅值,如果限幅值比输出数据小,则输出限幅值,如果限幅值比输出数据大,则输出输出数据(图13中的信号名称为校正图象数据Dlim)。
将通过限幅器装置,完全限制在调制装置8的输入范围内的校正图象数据Dlim通过移位寄存器和锁存器供给调制装置8。
(移位寄存器,锁存器电路)
通过移位寄存器5,对作为限幅电路的输出的校正图象数据Dlim,进行从串行的数据格式到每条调制布线的并行图象数据ID1~IDN的串行/并行变换,输出到锁存器电路6。在锁存器电路6中,就在1个水平期间开始前,根据定时信号Dataload锁存来自移位寄存器5的数据。将锁存器电路6的输出作为并行图象数据D1~DN供给调制装置8。
在本实施形态中,图象数据ID1~IDN,D1~DN分别是8位的图象数据.它们的工作定时根据来自定时发生电路4(图11)的定时控制信号TSFT和Dataload进行工作。
(调制装置的详细情况)
将作为锁存器电路6的输出的并行图象数据D1~DN供给调制装置8。
调制装置8,如图18所示,是备有PWM计数器和每条调制布线的比较器和开关(在图18中为FET)的脉冲宽度调制电路(PWM电路)。
图象数据D1~DN和调制装置的输出脉冲宽度的关系是图18B那样的线性关系。
图18C表示调制装置的输出波形的3个例子。
在图18C中,上侧的波形是输入调制装置的输入数据为0时的波形,中央的波形是输入调制装置的输入数据为128时的波形,下侧的波形是输入调制装置的输入数据为255时的波形。
此外,在本例中,输入调制装置的输入数据D1~DN的位数为8位。
此外,在上述说明中,当调制装置的输入数据为255时,存在记载输出与1个水平扫描期间相当的脉冲宽度的调制信号的地方,但是详细地说这是图18C那样非常短的时间,在脉冲的前沿前和后沿后的很少时间中设置不驱动的期间,持有充裕的定时。
图19是表示本发明的调制装置工作的定时图。
在图19中,Hsync是水平同步信号,Dataload是输入锁存器电路6的负载信号,D1~DN是输入上述调制装置的列1~N的输入信号,Pwmstart是PWM计数器的同步清除信号,Pwmclk是PWM计数器的时钟信号。又,XD1~XDN表示调制装置的第1列~第N列的输出。
如图19所示,1个水平扫描期间开始时,锁存器电路6锁存图象数据并将数据传送给调制装置8。
PWM计数器,如图19所示,根据Pwmstart,Pwmclk开始计数,计数值达到255时停止计数,保持计数值255。
设置在每1列的比较器比较PWM计数器的计数值和各列的图象数据,当PWM计数器的值在图象数据以上时输出High,在此以外的期间输出Low。
比较器的输出与各列的开关的栅极连接,比较器的输出为Low的期间同图上侧(Vpwm侧)的开关接通,下侧(GND侧)的开关断开,使调制布线与电压Vpwm连接。
相反,比较器的输出为High的期间同图上侧的开关断开,下侧的开关接通,并使调制布线与GND电位连接。
通过各部分进行以上那样的工作,调制装置输出的脉冲宽度调制信号成为如图19的D1,D2,DN所示那样的与脉冲前沿同步的波形。
(校正数据算出装置)
校正数据算出装置14是用上述校正数据算出方法,算出电压下降的校正数据的电路。校正数据算出装置14如图20所示由离散校正数据算出部分和校正数据补插部分这样2个方框构成。
在离散校正数据算出部分,从输入的图象信号算出电压下降量,从电压下降量离散地计算校正数据。为了减少了计算量和硬件量,离散校正数据算出部分导入上述的退缩模型概念,离散地算出校正数据。
离散地算出的校正数据由校正数据补插部分进行补插,算出适合于图象数据大小及其水平显示位置x的校正数据CD。
(离散校正数据算出部分)
图21是本发明的用于离散地算出校正数据的离散校正数据算出部分。
离散校正数据算出部分是,如下所述地,具有作为将图象数据分成组,算出每个分组的统计量(点亮数),并且从统计量计算在各节点位置上的电压下降量的时间变化的电压下降量算出部分的功能,将每个时间的电压下降量变换成发光亮度的功能,和在时间方向积分发光亮度量,算出发光亮度总量的功能,以及从这些功能在离散的基准点上算出对于图象数据的基准值的校正数据的装置。
在图21A,21B中,100a~100d是点亮数计数装置,101a~101d是存储每个组的,各时刻中的点亮数的寄存器组,102是CPU,103是用于存储式2和式3中记载的参数aij的表存储器,104是用于暂时存储计算结果的暂时寄存器,105是存储CPU的程序的程序存储器,111是记载将电压下降量变换成发射电流量的变换数据的表存储器,106是用于存储上述离散校正数据的计算结果的寄存器组。
点亮数计数装置100a~100d是由图21B记载的比较器和加法器等构成的。将图象信号Ra,Ga,Ba分别输入比较器107a~c,逐次比较Cval的值。
此外,Cval与对于上述的图象数据设定的图象数据的基准值相当。
比较器107a~c进行Cval与图象数据的比较,如果图象数据大则输出High,如果小则输出Low。
通过加法器108和109相互相加地计算比较器的输出,进一步通过加法器110对每个分组进行加法运算,将每个分组的相加结果作为每个分组的点亮数存储在寄存器组101a~d中。
将各个值0,64,128,192作为比较器的比较值Cval输入点亮数计数装置100a~d中。
结果,点亮数计数装置100a对图象数据中大于0的图象数据的个数进行计数,并将每个分组的总计存储在寄存器101a中。
同样,点亮数计数装置100b对图象数据中大于64的图象数据的个数进行计数,并将每个分组的总计存储在寄存器101b中。
同样,点亮数计数装置100c对图象数据中大于128的图象数据的个数进行计数,并将每个分组的总计存储在寄存器101c中。
同样,点亮数计数装置100d对图象数据中大于192的图象数据的个数进行计数,并将每个分组的总计存储在寄存器101d中。
当对每个分组,每个时间的点亮数进行计数时,CPU随时读出存储在表存储器103中的参数表aij,按照式2~式5,计算电压下降值,将计算结果存储在暂时寄存器104中。
在本实施形态中,在CPU中设置用于圆滑地进行式2的计算的积分和运算功能。
作为实现式2提出的运算的装置,既可以在CPU中进行积分和运算,也可以将这个计算结果输入存储器。
即,输入各分组的点亮数,对于考虑的所有的输入方式,也可以将各节点位置的电压下降量存储在存储器中。
当电压下降量的计算结束时,并且CPU从暂时寄存器104读出每个时间,每个分组的电压下降量,参照表存储器2(111),将电压下降量变换成发射电流量,按照式6~16,算出离散校正数据。
将计算得到的离散校正数据存储在寄存器组106中。
(校正数据补插部分)
校正数据补插部分是用于算出与图象数据的显示位置(水平位置)和图象数据大小相对应的校正数据的装置。该装置通过对离散地算出的校正数据进行补插,算出与图象数据的显示位置(水平位置)和图象数据大小相对应的校正数据。
图22是用于说明校正数据补插部分的图。
在图22中,解码器123是用于从图象数据的显示位置(水平位置)x,决定补插使用的离散校正数据的节点号码n和n+1的解码器,解码器124是用于从图象数据的大小决定式17~式19的k和k+1的解码器。
又,选择器125~128是用于选择离散校正数据,供给直线近似装置120,121的选择器。
又,直线近似装置120~122是用于分别进行式17~式19的直线近似的直线近似装置a~c。
图23表示直线近似装置a的构成例。一般直线近似装置如在式17~式19中的运算符号显示的那样,可以由减法器,积分器,加法器,除法器等构成。
但是,我们希望具有算出离散校正数据的节点和节点之间的列布线条数和算出离散校正数据的图象数据基准值的间隔(即算出电压下降的时间间隔)是2的幂乘那样的构成和能够非常简单地构成硬件的优点。如果将它们设定为2的幂乘,则在图23所示的除法器中,最好使Xn+1-Xn具有2的幂乘值,进行比特移位。
Xn+1-Xn的值总是恒定的值,如果是由2的幂乘表示的值,则可以只要使加法器的加法结果的幂乘的乘数移位进行输出,不一定要制作除法器。
又,即便在除此之外的地方通过使算出离散校正数据的节点间隔和图象数据的间隔为2的幂乘,例如能够简单地制作解码器123~124,并且能够将在图25的减法器中进行的运算置换成简单的位运算等,优点是非常多的。
(各部分的工作定时)
图24是表示各部分的工作定时的工作图。
此外,在图24中,Hsync是水平同步信号,DotCLk是由定时发生电路中的PLL电路从水平同步信号Hsync制成的时钟信号,R,G,B是来自输入切换电路的数字图象数据,Data是数据排列变换后的图象数据,Dlim是限幅器装置的输出,是实施了电压下降校正的校正图象数据,TSFT是用于将校正图象数据Dlim传送到移位寄存器5的移位时钟信号,Dataload是用于将数据锁存在锁存器电路6中的负载脉冲,Pwmstart是上述脉冲宽度调制的开始信号,调制信号XD1是供给调制布线1的脉冲宽度调制信号的一个例子。
在1个水平期间开始时,传送来自选择器23的数字图象数据RGB。在图24中在水平扫描期间I,用R_I,G_I,B_I表示输入的图象数据,将这些图象数据作为在1个水平期间将图象数据积蓄在数据排列变换电路9中,在水平扫描期间I+1,与显示面板的元件配置一致的数字图象数据Data_I输出。
将R_I,G_I,B_I在1个水平扫描期间输入校正数据算出装置14。在校正数据算出装置14中,对上述的点亮数进行计数,计数结束时算出电压下降量。
在算出电压下降量后,接着算出离散校正数据,将算出结果存储在寄存器中。
移动到扫描期间I+1,与从数据排列变换部分,输出1个水平扫描期间前的图象数据Data_I同步,用校正数据补插装置对离散校正数据进行补插,算出校正数据。将经过补插的校正数据供给加法器12。
在加法器12中,顺次地将图象数据Data和校正数据CD加起来,将经过校正的校正图象数据Dlim传送给移位寄存器5。移位寄存器5按照TSFT存储1个水平期间的校正图象数据Dlim,并且进行串行并行变换,将并行的图象数据IDI~IDN输出到锁存器电路6。锁存器电路6按照Dataload的前沿对来自移位寄存器5的脉冲图象数据ID1~IDN进行锁存,将锁存的图象数据D1~DN传送给脉冲宽度调制装置8。
脉冲宽度调制装置8输出与锁存的图象数据对应的脉冲宽度的脉冲宽度调制信号。结果,在本实施形态的图象显示装置中,调制装置输出的脉冲宽度,对于输入的图象数据,落后2个水平扫描期间显示出来。
当用这样的图象显示装置进行图象显示时,能够对至今都成为课题的扫描布线上的电压下降量进行校正,能够改善由它引起的显示图象的恶化,能够显示出非常良好的图象。
又,本发明具有通过导入数个近似,能够简单地很好地计算出用于校正电压下降的图象数据的校正量,能够用非常简单的硬件实现这些等的非常卓越的效果。
(第2实施形态)
在第1实施形态中,检测校正图象数据的最大值,使该最大值与调制装置的输入范围的最大值对应地,算出增益,将该增益与校正图象数据相乘,防止溢出。
与此相对,在第2实施形态中,同样检测校正图象数据的最大值,但是使该最大值与调制装置的输入范围的最大值对应地,对实施校正前的图象数据的大小进行限制。
即,为了不发生溢出,在预先输入的图象数据上乘以增益,使它的振幅范围变小,防止溢出。
以后,我们用图25说明本实施形态的溢出处理。
在图25中,22R,22G,22B是乘法器,9是数据排列变换部分,5是图象数据1行的移位寄存器,6是图象数据1行的锁存器电路,8是将调制信号输出到显示面板的调制布线的脉冲宽度调制装置,12是加法器,14是校正数据算出装置,20是用于检测帧内的校正图象数据Dout的最大值的最大值检测电路(装置),21是增益算出装置。
又,R,G,B是RGB并行输入图象数据,Ra,Ga,Ba是实施逆γ变换处理后的RGB并行图象数据,Rx,Gx,Bx是通过乘法器乘上增益G2的图象数据,增益G2是增益算出部分算出的增益,Data是由数据排列变换部分9进行并行·串行变换后的图象数据,CD是由校正数据算出装置14算出的校正数据,Dout是通过由加法器12将校正数据CD加到图象数据Data上经过校正的图象数据(校正图象数据),Dlim是由限幅器将Dout限制在调制装置的输入范围的上限以下的校正图象数据。
(乘法器)
乘法器22R,22G,22B是用于将逆γ变换后的图象数据Ra,Ga,Ba乘以增益G2的装置。
更详细地说,乘法器按照增益算出装置21决定的增益在图象数据上乘以增益G2,输出相乘后的图象数据Rx,Gx,Bx。
增益G2是增益算出装置21算出的值,作为在后述的加法器12中的图象数据Data和校正数据CD的相加结果的校正图象数据Dout是为了收入调制装置8的输入范围内那样地决定的值。
(最大值检测装置(最大值检测部分))
其次,我们说明最大值检测装置20。
本发明的最大值检测装置20如图25所示地与各部分连接起来。
最大值检测装置20是在1帧的校正图象数据Dout中,检测成为最大的值的装置,它的构成和工作与第1实施形态相同。将检测出的校正图象数据的最大值MAX传送到增益算出装置21。
(增益算出装置(增益算出部分))
增益算出装置21是参照最大值检测装置20的检出值MAX,为了将校正图象数据Dout收入调制装置8的输入范围内那样地算出增益的装置。即便在本实施形态中,增益算出装置21根据适应型增益法算出用于调整校正图象数据振幅的增益。
另一方面,作为别的算出增益的方法,在本实施形态(图25)的构成中,也可以用固定增益法算出增益。
增益决定方法,当令1个帧内的校正图象数据Dout的最大值为MAX,调制装置的输入范围的最大值为INAM,对于前一个帧增益算出装置算出的增益G2为GB时,可以如下地决定增益
增益G2≦(I NMAX/MAX)×GB    (式22)
在这个增益算出装置21中,通过在垂直回线期间更新增益能够变更每个帧的增益值。
此外,在本实施形态的图象显示装置的构成中,形成用1个帧前的校正图象数据的最大值,算出与现在帧的校正图象数据相乘的增益的构成(即,利用帧间的校正图象数据(图象数据)的相关性,防止溢出的构成)。
所以严密地说,因为每个帧的校正图象数据是不同的,所以发生溢出。
对于这种课题,更好的是对于校正图象数据与增益相乘的乘法器的输出设置限幅器装置,必须将乘法器的输出收入调制装置的输入范围内那样地设计电路。
又,本发明者们,为了与第1实施形态同样地,得到防止闪烁的其它效果,对在比现在帧以前的帧中检测出的校正图象数据的最大值进行平均,对于这个平均值AMAX,也可以如下地决定增益增益G2≦(I NMAX/AMAX)×GB     (式23)
但是GB是对于1个前面的帧,增益算出装置算出的增益G2。
又,其它的方法也可以用式22算出每个帧中的增益G2,对它们进行平均算出现在的增益。
本发明者们确认这3种方法中无论那种方法从防止溢出的意义上来说都是令人满意的,如果如在第1实施形态中所述的那样考虑闪烁的发生,则最好进行平均化算出增益。
本发明者们,在式23的增益算出法中,对校正图象数据的最大值进行平均化的帧的个数进行研讨,但是最好对从现在的帧到前面的16~64个帧的校正图象数据的最大值进行平均化。
此外,在本方法中,更好的是如图25所示,设置限制加法器输出的限幅器,完全防止溢出,这是不言而喻的。
又,也可以与第1实施形态相同,通过进行场景改变的检测,变更增益算出的方法。
(第3实施形态)
在第1实施形态中,对于输入图象数据,设定离散的图象数据的基准值,并且在行布线上设定基准点,对于在该基准点的图象数据的基准值大的图象数据算出校正数据。
进一步通过对离散地算出的校正数据进行补插,算出输入图象数据的水平显示位置和与它的大小相对应的校正数据,通过用加法器将它与图象数据加起来,实现校正。
另一方面,即便用图26的构成也能够进行同样的校正。下面我们用图26说明第3实施形态。
在图26中,与图11的差异在于删除校正数据算出装置14,加法器12,取而代之地新设置离散校正图象数据算出部分(装置)14a,校正图象数据补插电路(装置)14b。
下面我们说明算出图26的图象显示装置的校正图象数据的流程。
(1)算出对于离散的水平位置和图象数据的基准值的离散校正图象数据CDA(即作为上述离散校正数据和图象数据的基准值之和的校正结果)(离散校正图象数据算出部分)。
(2)对离散地算出的校正图象数据进行补插,算出与输入的图象数据Data的大小和它的水平显示位置x相对应的校正图象数据(校正图象数据补插电路)。
(3)检测补插后的校正图象数据的最大值(最大值检测装置),为了将它收入调制装置的输入范围内那样地,算出增益G1(增益算出装置)。使算出的增益G1与校正图象数据Dout相乘(乘法器),进一步用限幅器完全地限制校正图象数据的振幅,输入移位寄存器,锁存器,和调制装置。
此外,(1)中所述的离散校正图象数据CDA的算出方法,如果是至此的离散校正数据算出方法(式6~式16)的变形,则能够简单地进行计算。
即,式6~式16是用于算出对图象数据的基准值=0,64,128,192的离散校正数据的公式,但是最好将各个图象数据的基准值加到这个离散校正数据上得到的值作为离散校正图象数据CDA。
在这样的构成中,在进行离散地计算阶段,因为算出了将图象数据和校正数据加起来得到的校正图象数据,所以在补插后不需要进行图象数据和校正数据的相加。因此,不需要图11的加法器12。
又,校正图象数据补插电路的构成能够是与在第1实施形态中说明的图22的校正数据补插部分相同的构成。
以上,即便用这样的构成,也能够很好地校正电压下降影响,是非常令人满意的。
此外,在本实施形态中,用于防止校正图象数据的溢出的构成采用第1实施形态的构成,但是并不特别地限于第1实施形态,也可以采用第2实施形态的构成,这是不言而喻的。
(第4实施形态)
在第3实施形态中,对于输入图象数据,设定离散的图象数据的基准值,并且在行布线上设定基准点,算出对于在该基准点上图象数据的基准值大的图象数据的校正数据。
进一步通过对离散地算出的校正图象数据进行补插,算出与输入图象数据的水平显示位置和它的大小对应的校正图象数据。
进一步,通过将增益与算出的校正图象数据Dout相乘,调整校正图象数据Dout的振幅,进行与调制装置的输入范围相对应的调整。
进一步,使1个帧前的校正图象数据的最大值与调制装置的输入范围的最大值相对应那样地按照式22算出增益。
又,从防止闪烁感的其它目的出发,按照式23算出增益。
另一方面,即便用图27的构成也能够得到同样的效果。下面我们用图27说明第4实施形态。
在图27中,与图26的差异在于使增益算出装置21算出的增益值与离散校正图象数据CDA相乘。
通过增益相乘,离散校正图象数据CDA的振幅被调整,作为CDL输出到校正图象数据补插电路14b。
校正图象数据补插电路14b根据作为振幅被调整的离散校正图象数据的CDL,算出与输入的图象数据Data的大小及其水平显示位置x相对应的校正图象数据Dout。
此外,这时,为了使校正图象数据补插电路14b的输出Dout已经收入调制装置的输入范围内那样地对它进行振幅调整。
但是,严密地说,当与离散校正图象数据相乘时的增益G3为
增益G3≦(I NMAX/MAX)×GB     (式24)
或,为了防止闪烁感,由下式决定
增益G3≦(I NMAX/AMAX)×GB     (式25)
但是,其中
1MAX:调制装置的输入范围的最大值
MAX:每个帧的校正图象数据Dout的最大值
AMAX:对每个帧的最大值MAX进行平均化得到的值
GB:在1个帧前的帧上增益算出装置算出的增益G3。
所以,在上述构成中,能够很大地减少发生溢出的频度,但是严密地说,不能够完全防止溢出。
因此,在本实施形态中,最好也通过如图27那样地在校正图象数据补插电路14b和移位寄存器5之间设置限幅器,保持与调制装置的输入范围相等的振幅范围,作成校正图象数据Dlim。
此外,作为设置限幅器的位置,也可以用图27的位置,但是不特别地限定于此。
例如,尽管不设置图27所示的限幅器,但是为了将离散校正图象数据CDL收入调制装置的输入范围,即便设置起限幅作用的别的限幅器也能够得到同样的效果。
(第5实施形态)
作为在第1实施形态中决定增益的方法,我们说明了固定增益法和适应型增益法。
适应型增益法是检测每个帧的校正图象数据的最大值,它是为了不发生溢出那样地适应地算出增益的方法。
在适应型增益法中因为能够既在明亮的图象时也在黑暗的图象时适应地调整范围,与固定增益法比较,具有能够使显示图象明亮的优点,但是另一方面,由于上述那样的增益变动,可以看到亮度的变动。
因此,本发明者们进一步进行研讨时,了解到当显示电视图象时可以不那么注意由于这种增益变动引起的亮度变动,但是当显示计算机输出的图象时要非常注意这种亮度变动.
例如,为了能够很好地观看计算机输出的图象试图设想卷绕的画面。
例如,我们考虑在绿色(在8位中(R,G,B)=(0,FFh,0))的背景中显示白色的卷绕(R,G,B)=(FFh,FFh,FFh)时(下面作为显示图案1)的情形。
这时,在帧内,校正图象数据成为最大的地方,成为显示白色的卷绕的地方。
另一方面,当关闭白色的卷绕只有绿色的背景时(下面作为显示图案2),由绿色的背景决定校正图象数据的最大值。
在本发明的图象显示装置中,因为显示图案1比显示图案2,校正图象数据的最大值大,所以作为增益成为“显示图案1的增益”<“显示图案2的增益”。
这样一来,在绿色背景的地方,当显示显示图案1时比当显示显示图案2时暗。
当进行从显示图案1到显示图案2的连续的工作切换时,绿色的背景部分的亮度由于关闭白色的卷绕变得明亮了。
能够通过对增益进行上述的平均化处理使由这种亮度变动引起的不协调感变得不明显,但是计算机的图象信号等那样的图象信号的大小在画面中是平坦的图象信号,是非常缓慢的,但是由于亮度发生变动是相当不能令人满意的。
因此,本发明者们当显示计算机的图象信号时,用固定增益法算出增益,当显示电视信号时,用适应型增益法算出增益,这是非常令人满意的。
图28是表示本实施形态的图象显示装置的图。
在图28中,与第1实施形态的全部系统图(图11)的差异在于将从选择器23选出的图象信号的类别信号SVS供给增益算出装置21这一点。
因此,增益算出装置21当显示的图象信号是计算机的图象输出信号时,用固定增益法算出增益,当是电视图象时,用适应型增益法算出增益G1。
图29是用于说明本实施形态的增益算出装置21的图。
在增益算出装置21中,根据由最大值检测装置20检测出的校正图象数据的最大值,由适应型增益算出电路用适应型增益法算出增益。将算出的增益GD供给选择器。
又,同样也将固定增益法的增益GS供给选择器。
选择器参照图象类别信号SVS,当显示的图象信号是电视信号时,选择器的输出G1选择用适应型增益法算出的增益GD,并且当是计算机图象信号时,选择固定增益法的增益GS。
此外,在本实施形态中,表示了当显示计算机图象信号时用固定增益法,当显示电视图象信号时,用适应型增益法算出增益的例子,但是例如用户也可以用遥控器等的接口选择设定哪一种模式。
又,可以备有计算机用的图象输入端子和电视机用的图象输入端子,根据现在显示的图象是那一种图象,自动地切换模式。
又,作为选择图象显示装置的显示品位的模式,也可以当希望峰值亮度优先显示明亮的画面时,选择适应型增益法,当与峰值亮度比较希望画面的忠实性优先时,选择固定增益法。
这样,通过当显示电视图象信号时,用适应型增益法算出增益,当显示计算机图象信号时用固定增益法算出增益,当显示电视图象信号时,能够显示明亮的画面,另一方面当显示来自计算机的图象信号时也能够显示出没有不协调感的令人满意的图象。
此外,在本实施形态中,如图28所示,作为为了防止校正图象数据溢出的构成,采用第1实施形态的构成,但是并不特别地限于此构成。
即,即便是如第2实施形态(图25)所示的,调整输入图象数据的振幅范围的构成,也能够得到同样的效果。
又,即便是如第4实施形态(图27)那样地调整离散校正图象数据的振幅范围的构成,也能够得到同样的效果。
(第6实施形态)
在第5实施形态中,当显示计算机图象信号时用固定增益法决定增益,当显示电视图象信号时用适应型增益法决定增益(图29)。
在第6实施形态中,当如图30A那样地构成图29的增益算出装置21时,是更令人满意的。
在图30A中,参照来自最大值检测装置20的校正图象数据的最大值MAX,由适应型增益算出电路算出适应型增益GD。将算出的增益GD输入到限幅器。
限幅器是与用于限幅器的寄存器输出的限幅值相对应地限制增益GD,作为增益G1输出的电路。
此外,将多个限幅值存储在用于限幅器的寄存器中。
在多个限幅值中输出哪一个,是根据图30A所示的图象类别信号SVS和动态模式·低功率模式切换信号MODE决定的。
在本实施形态中,最好如下所述地设定多个限幅值的关系:
动态模式>低功率模式>计算机·模式。
在图30B中显示出对于这样决定的限幅值的限幅器的输入输出特性。
如图30B所示,动态模式时,因为将限幅器的限幅值设定在很大值,所以限幅器的输出等于适应型增益GD。
另一方面,当低功率模式时,限幅器的输出,在适应型增益GD小的范围内,变得与适应型增益GD相同,但是当增益变大时由限幅器进行限幅。因此,当输入图象数据明亮时,用适应型增益法算出增益,当输入图象数据黑暗时,用固定增益法算出增益,能够当画面明亮时明亮,黑暗时没有亮度变动地忠实地显示图象,这是令人满意的。
又,计算机·模式时,当限幅器的输出成为计算机·模式时的限幅值那样地选择限幅值时,能够显示出没有上述不协调感的很好的图象。
此外,在本实施形态中,用适应型增益法算出增益GD后由限幅器加上限制,但是不需要特别地限定于此,例如即便设置对于作为到适应型增益算出电路的输入的校正图象数据的最大值,规定它的最小值那样的最小值规定装置,结果也能够得到同样的效果,这是不言而喻的。
又,作为本实施形态的构成,作为用于调整校正图象数据的振幅范围的构成,第1实施形态(图11),第2实施形态(图25),第4实施形态(图27)中的任何一个构成都是适合的。
(第7实施形态)
在第1实施形态中,作为为了防止校正图象数据溢出的构成,通过使增益与校正图象数据相乘,对它的振幅范围进行限制,
又,我们也说明了通过将经过振幅调整的校正图象数据的振幅范围的上限限制在调制装置的输入上限值上,完全地限制这个振幅范围的情形。
另一方面,作为用于防止溢出并且进行适当的校正的构成,不使增益与校正图象数据相乘,只是简单地将校正图象数据的振幅范围的上限限制在调制装置的输入上限值上,也是适合的。
又,在第2实施形态中,我们述说了作为为了防止校正图象数据溢出的构成,通过使增益与实施校正前的图象数据相乘,对它的振幅范围进行限制,对于乘了增益的图象数据,算出校正图象数据,该校正图象数据的振幅上限值与调制装置的输入上限值相对应地算出增益的构成。
另一方面,作为为了防止溢出并且适当地进行校正的其它构成,对实施校正前的图象数据进行限幅,对于经过限幅的图象数据算出校正图象数据,并且使算出的校正图象数据不溢出调制装置的输入范围那样地,对限幅器的限幅值进行调整,也是适合的。
(第8实施形态)
在本实施形态中,我们涉及将在第1实施形态中说明了的溢出处理作为基础对其进行改良的构成.图31是表示与第8实施形态有关的图象显示装置的简略构成的方框图。
此外,本实施形态的溢出处理方法不限于第1实施形态,也能够适用于其它的实施形态。
在本实施形态中,用检测每个帧的校正图象数据的最大值的最大值检测装置20,输入作为最大值检测装置20的输出的每个帧的校正图象数据的最大值,在高值区域截止的(抑制帧之间的最大值的大小变动)滤波器装置40,接受滤波器装置40的输出算出为了将加法器12的输出收入调制装置的输入范围内的增益的增益算出装置21,和将算出的增益与加法器的输出相乘的乘法器,通过算出每个帧的增益,防止溢出.
这时,备有如下所述的特征量算出装置60作为检测显示图象的场景改变的装置.
又,通过根据特征量算出装置(场景切换判别部分)60的判别结果如下所述地进行滤波器工作,能够进行令人满意的显示。
(特征量算出装置(场景切换判别部分))
本实施形态的特征量算出装置60如图31所示地与各部分连接起来。
特征量算出装置60是算出1个帧的图象数据的平均亮度电平(APL),进一步取帧间差分计算绝对值的装置。
算出平均亮度电平(APL)的电路是能够由加法器和寄存器构成的电路。将算出的平均亮度电平(APL)与存储在寄存器中的值和顺次传送的图象数据加起来,再次存储在寄存器中。而且顺次地与输入的图象数据相加。
如果在帧的前头将寄存器的值清除为0,则在帧结束时求这个帧内的图象数据的相加值(因为1个帧的元件数目是固定的,所以是与平均值成比例的值)。这个值成为平均亮度电平(APL)。在本实施形态中,令平均亮度电平(APL)的最大值为255。
其次,计算帧之间的平均亮度电平(APL)的差分,进一步计算绝对值。
而且,特征量算出装置60输出上述的帧间的平均亮度电平(APL)的差分的绝对值。
(滤波器装置)
本实施形态的滤波器装置40,如图31所示地,输入最大值检测装置20的输出和特征量算出装置60的输出,并输出到进行后面所述的处理的增益算出装置21.
图32表示滤波器装置40的详细构成。
在图32中,41,42是乘法器,43是加法器,44是作为数字滤波器的延迟元件的锁存器电路,45,46和53是系数寄存器,51是开关,52是比较器。
我们说明在上述构成中的滤波器装置40的工作。
(1)当输入比较器52的特征量算出装置60的输出(APL的帧间差分的绝对值)在系数寄存器53的值以下时,作为开关51的输出根据比较器52的输出选择加法器43的输出,将加法器43的输出与滤波器装置40的输出一起输出到锁存器44。
这时系数寄存器45,46以及乘法器41,42,加法器43,锁存器电路44构成循环型数字滤波器。
即,用乘法器41使现在的校正图象数据的最大值与存储在系数寄存器45中的系数1/a相乘。
另一方面,将1个帧前的滤波器装置40的输出存储在锁存器电路44中,通过乘法器42与存储在系数寄存器46中的系数(1-1/a)相乘。
用加法器43将这2个相乘结果加起来。
本发明者们在以上的滤波器装置中用a=64,实现低通滤波器。
此外,系数寄存器45,46即便不是上述的值,也可以是能够形成低通滤波器等那样的值。当用上述的值构成时,通过将用乘法器41,42处理的乘法系数的自然数a为2的n(n是自然数)次方,通过比特位移和减法能够使同等的计算硬件化,并能够减小电路规模。
(2)输入比较器52的特征量算出装置60的输出(APL的帧间差分的绝对值)比系数寄存器53的值大时(如后所述,当判断出场景改变时),根据比较器52的输出选择滤波器装置40的输入作为开关51的输出,滤波器装置40的输入成为滤波器装置40的输出和到锁存器电路44的输出。
即滤波器装置40进行下列工作:
·原封不动地输出输入滤波器装置40的校正图象数据的最大值。
·将锁存器电路44的内容置换成校正图象数据的最大值。
(滤波器装置的其它实施形态)
下面我们说明本实施形态的滤波器装置40的其它实施形态。
图33表示滤波器装置40的其它实施形态。
在33中,41a,41b,41c,41d,41e是乘法器,43a是加法器,44a,44b,44c,44d是作为数字滤波器的延迟元件的锁存器电路,45a,45b,45c,45d,45e,53是系数寄存器,52是比较器。
在图33中,我们说明滤波器装置40的其它实施形态的工作。
(1)输入比较器52的特征量算出装置60的输出(APL的帧间差分的绝对值)在系数寄存器53的值以下时,比较器52不输出,由乘法器41a,41b,41c,41d,41e,系数寄存器45a,45b,45c,45d,45e,加法器43a,和锁存器电路44a,44b,44c,44d构成非循环型数字滤波器。
在图35中为了便于说明起见表示了延迟元件少(抽头数少)的滤波器的例子,但是实际上16到128个抽头左右,最好是30~90个抽头左右的滤波器在视觉上才是良好的。与在图32中说明的循环型数字滤波器一样,图33的数字滤波器也使用作为系数寄存器45a,45b,45c,45d,45e的值,持有低通特性的数字滤波器。
(2)当输入比较器52的特征量算出装置60的输出(APL的帧间差分的绝对值)比系数寄存器53的值大时(如后所述,当判断出场景改变时),比较器52输出作为数字滤波器的延迟元件的锁存器电路44a,44b,44c,44d的负载脉冲(Ld)。
而且,将锁存器电路44a,44b,44c,44d的内容置换成输入的数据。而且,原封不动地输出输入滤波器装置40的校正图象数据的最大值。
而且,进行图32所示的数字滤波器电路同样的工作(为了使系数寄存器45a,45b,45c,45d,45e的总和为1那样地进行选择。)。
(增益算出装置(增益算出部分))
增益算出装置21是为了使校正图象数据Dout收入调制装置的输入范围内那样地算出增益的装置。
令在本实施形态中数字滤波器装置40的输出为MAX′,常数为Kf1时,用下列公式可以很好地算出增益:
增益G=Kf1×INMAX/MAX′
0.7≤Kf1≤1.3
在上式中,即便发生多少溢出,当在自然画等中使增益变大时,因为能够明亮地进行显示所以显示出主观上看起来很漂亮的画面。
在本实施形态中当本发明者们决定
Kf1=1
时,能够得到良好图象。
在本实施形态中增益也是对每1个帧变更增益值的增益.
此外,在本实施形态中,通过设置用于抑制以帧为单位的增益变动的滤波器,严密地说会发生溢出。
关于这种课题,对于使校正图象数据和增益相乘的乘法器的输出设置后述的限幅器装置,为了将乘法器的输出收入调制装置的输入范围内那样地设计电路。
(溢出处理工作)
(1)减少闪烁
当进行溢出处理时,如上所述能够以帧为单位使亮度增加。
没有滤波器装置40时,存在着发生下面那样的妨害感(闪烁)的情形。
例如,作为一个容易理解的例子,我们考虑在下半部分为海上半部分为天空图象中,由下半部分为海的部分的微波引起的太阳反射光闪耀的场景。
这时,与由于波的起伏引起的太阳反射光闪耀的部分相对应,校正图象数据的最大值小刻度地变化。如上所述地以帧为单位决定增益时,因为以帧为单位增益小刻度地变化,所以经过溢出处理的图象特别是与天空部分的明亮度与增益变化相对应,小刻度地变化,发生妨害感(闪烁)。
在本实施形态所示的构成中,当进行溢出处理时,由于滤波器装置40除去高值区域,使最大校正图象数据的变化缓和。
因此,即便是校正图象数据的最大值上述那样的小刻度地变化的图象,增益也只会发生缓和的变化,能够不产生妨害感地提高亮度。
如上所述,为了除去妨害感(闪烁),用除去最大校正图象数据的小刻度变化的低通滤波器,但是不能使截止频率下降过多和按照实际改变增益。
因此,本发明者们确认,在上述图32的循环型数字滤波器中,a=128,a=64,a=32或a=16都很好。特别是,a=64或a=32具有主观评价的最佳结果。又在图33所示的非循环型数字滤波器中,从16到128个抽头左右都很好,特别是从30到90个抽头主观上感觉良好。
图34表示实际图象数据的帧号码对校正图象数据最大值(最大校正图象数据)的曲线图。又,图35表示同一图象的帧号码对本发明的滤波器装置40的输出(在图32的循环型数字滤波器中a=64时)的曲线图。如从这2个曲线图可以看到的那样,能够抑制增益的小刻度变动。图35表示为了使说明简单起见系数寄存器53的值大(例如绝对值与255相当),不进行场景改变时的例子。
(2)减少场景改变时的不协调感
在上述图象中,能够不发生妨害感(闪烁)。
所以,图象当从某个场景移动到下一个场景(场景改变)时存在发生妨害感的情形。
具体地,我们说明例如从白色沙滩那样的明亮的场景改变到夜空那样的黑暗的场景的情形。
在白色沙滩的场景中图象数据大,如上所述校正图象数据也具有大的值,因此使增益具有小的值。
其次,改变到夜空那样的黑暗的场景后,立即图象数据变小,进一步如上所述校正图象数据也具有小的值(使增益变大)。但是,因为由滤波器装置40在校正图象数据上加上低通滤波器,所以滤波器装置40的输出成为比现在的最大校正图象数据大的值,增益变成小的值。
此后,随着时间的经过(数秒钟)增益变化到大的值。
因此,改变到夜空那样的黑暗的场景后开始特别黑暗,在数秒钟内逐渐明亮地进行显示,作为观看图象的人产生不协调感。
为了除去上述不协调感,在本实施形态中,上述滤波器装置40的低通滤波器的特性,当特征量算出装置60的输出(APL的帧间差分的绝对值)比系数寄存器53的值大时,进行
·原封不动地输出输入滤波器装置40的最大校正图象数据
·将锁存器电路44的内容置换成最大校正图象数据。
当特征量算出装置60的输出(APL的帧间差分的绝对值)的最大值为255时(APL的最大值为255时),作为实际系数寄存器53的值在20~5的范围内,特别是10的值为最适合。
即,APL的帧间的差在10以上时,认为场景改变,将输入到低通滤波器的延迟元件的内容变更成输入数据,提高了增益的追从性。
图36是表示图34所示的图象的帧号码对APL值的曲线图.图37是表示系数寄存器53的值为10时的帧号码对滤波器装置40的输出(在图32的循环型数字滤波器中a=64时)的曲线图。在这2个图中,输入的图象是在每240个帧上场景不同的动画像。如从图37可以看到的那样,我们看到场景改变时,滤波器装置的输出以更好的追从性进行变化,能够进一步抑制闪烁。实际显示的图象也没有闪烁妨害感和场景改变时的不协调感,是很好的。
这里,将对输入图象信号进行逆γ变换前的数据输入特征量算出装置60,但是即便将逆γ处理部分的输出输入到特征量算出装置60,算出平均亮度电平(APL)的帧间差分,也能够得到同样的效果。
(第9实施形态)
作为本发明的第9实施形态,我们说明图38所示的构成。
在第9实施形态中,具有对于最大值检测装置20的输出备有滤波器装置40,对于滤波器装置40的输出值算出增益的构成,但是在本实施形态中,具有用增益算出装置21从最大值检测装置20的输出算出增益,对于算出的增益备有滤波器装置40的构成。
即,在滤波器装置40中具有进行抑制增益变动的处理的构成。其它各构成以及滤波器装置40的构成与第8实施形态相同,能够显示出适合的校正图象数据。
(第10实施形态)
在第10实施形态中,特征量算出装置60具有算出输入的图象数据的以1个帧为单位的APL的帧间差分的绝对值和校正图象数据的最大值MAX的帧间差分的绝对值两者的构成,如图39所示地进行连接。
又,在滤波器装置40内,如图40所示,准备好用于判定APL的帧间差分的绝对值的比较器52a和系数寄存器53a,用于判定MAX的帧间差分的绝对值的比较器52b和系数寄存器53b,和用于参照这2个判定结果的判定装置54。在本实施形态中,将判定装置54作为OR电路。其它的构成与到现在为止的实施形态相同。
在只将APL的帧间差分作为特征量进行处理的情形中,例如当从在黑色画面的1/3处显示白色的横线的画面(MAX变大)切换到在整个画面上显示单色的画面(MAX变小)时(两者的APL值相同)不能判定场景改变,出现数秒钟的不协调感。在本实施形态中,这时也通过MAX的帧间差分的判定判断场景改变,能够得到良好的图象。
又,即便在本实施形态中,当算出APL的帧间差分的绝对值时,即便处理逆γ处理部分的输出也能够得到同样的效果。
(第11实施形态)
至今我们已经在数个实施形态的基础上说明了本发明的图象显示装置。另一方面,作为上述所有的实施形态的共同问题,是与输入图象的品质相对应发生下述那样的问题。
当噪声进入输入图象数据,对包含这个噪声的输入图象数据进行校正时,存在着因为在作为校正结果算出的校正图象数据上也进入噪声,所以由于噪声使增益以帧为单位变动,显示图象的明亮度时明时暗(发生闪烁)的情形。
本发明者们对此进行了研讨,结果是了解到这种噪声多在
1)广播电台制作的图象的周边部分,
2)通过按比例放大等制成的图象的周边部分,
3)将隔行扫描信号变换成渐进信号的I/P变换机的输出图象的周边部分,特别是图象上下数条水平扫描线的图象数据,
等的图象中发生。
图象1)~3)是同一个例子,但是在这些情形中,我们看到噪声多在称为图象的周边部分的特定位置上发生。而且由于这种噪声增益发生变化,给予显示图象以妨害感。
图象1)~3)的原因多在变换原图象时发生。即,当对原图象进行滤波运算生成新图象时,必须在滤波运算的输入处在没有原图象的状态中处理图象的周边部分(特别是边缘部分)。因此由于与无数据对应的处理的不同等,图象的周边部分(特别是边缘部分)的图象数据的值恶化(发生噪声)的情形是很多的。
特别是,3)的I/P变换机的输出图象,因为用奇数半帧和偶数半帧进行滤波运算的原图象具有1条水平线的偏移,所以以原图象的半帧为单位即以I/P变换后的帧为单位,图象的上下水平线图象数据的值发生变化。
而且,在3)的情形中,对于噪声的校正图象数据在最大值检测装置20中作为最大值检出时,这个噪声以帧为单位发生变化,增益以帧为单位发生变动,显示图象的明亮度时明时暗(闪烁)。
作为一个例子,图41表示当没有后述的本发明的范围选择装置400时,对来自将隔行扫描信号变换成渐进信号的I/P变换机的某个输出图象进行校正时的最大值检测装置20的输出。
某个连续的输入图象数据的最大校正图象数据在每个帧中大宽度地变动。即这表示增益在每个帧中大宽度地变化,作为闪烁出现在输出图象中。
如上所述,当对原图象进行滤波运算生成新图象时在图象的周边部分(特别是边缘部分)出现成为这个原因的噪声。
因此本发明者们设置下面所示的范围选择装置400。在图42中400是范围选择装置,20是最大值检测装置。
此外,我们以第1实施形态的构成为例说明本实施形态的溢出处理,但是这也能够适用于其它实施形态的溢出处理,这是不言而喻的。
范围选择装置400例如能够如图43所示地构成,401,402,403,404分别是寄存器A1,A2,B1,B2。405,406,407,408分别是比较器A1,A2,B1,B2。409是解码器,410是开关,411是寄存器C。
将想要作为最大值检出的校正图象数据的垂直范围的最小值存储在寄存器A1(401)中,通过比较器A1(405)与作为Dout的垂直位置信息的输入值Y比较,Y大时产生选择信号。
另一方面,将想要作为最大值检出的校正图象数据的垂直范围的最大值存储在寄存器A2(402)中,通过比较器A2(406)与作为Dout的垂直位置信息的输入值Y比较,Y小时产生选择信号。
进一步,寄存器B,比较器B是关于水平位置的选择部分,具有与上述寄存器A,比较器A同样的构成。
从这些选择信号,由AND电路等构成的解码器409产生当将想要检测的范围内的校正图象数据作为Dout输入开关410时的选择信号。具有在寄存器C(411)中例如存储着0,当产生选择信号时开关410使Dout通过,当不产生时输出0的构成。
具体地说,最好作为检测校正图象数据的最大值的范围,能够充分地除去上述噪声,并且可以选择作为能够取入显示图象的特征的范围,例如,从显示区域的上下端部,除去对于1条以上全部行布线数的1/10以下条数的行布线的校正图象数据,选择对于除此之外的中央部分的行布线的校正图象数据。
特别是当输入3)的I/P变换机的输出图象时,选择装置,即便全部行布线数为768条,只使与图象上下水平线条数(1条以上10条以下)相当的输出为0,也是有效的。
图44表示当用范围选择装置400输入图41所示的图象数据时的最大值检测装置20的输出。
从图44,可以看到在每1个帧都没有最大校正图象数据的大宽度变动(即增益变动)。能够防止发生以上那样的显示图象的闪烁。
又,作为其它的实施形态,即便使范围选择装置400具有例如图45所示的构成也能够得到同样的效果。在图45中412是乘法器,413是存储器。存储器413将校正图象数据的位置作为地址存储用于使不想要作为最大值检出的校正图象数据成为小值的权重,用乘法器412将输入的校正图象数据和来自存储器413的输出顺次地乘起来输出。例如不想要将上下端附近的校正图象数据作为最大值检出时,最好使图46所示的上下端为0,中央部分为1的平滑的凸状的权重存储在存储器413中。
因为在图象显示装置外,经过I/P变换的图象等中,存在着很多进入上述噪声的图象,所以通过以上说明的构成,可以很好地抑制最大校正图象数据的由于噪声引起的变动,即增益变动。
(第12实施形态)
作为本发明中的第12实施形态,如图47所示,即便具有对于校正数据算出装置14的输出备有范围选择装置400的构成,也能够得到同样的效果。在图47中,14是校正数据算出装置,400是范围选择装置。这时,对于不想要作为最大值检出的位置的输入数据不进行校正数据的加法运算,或者为了在校正数据上加上小权重进行加法运算,范围选择装置400不选择校正数据,或者进行加上权重的处理。其它的各构成与第11实施形态相同,能够显示出合适的校正图象数据。
(第13实施形态)
现在我们说明作为本发明中的第13实施形态的图48所示的构成。20是最大值检出装置,21是增益算出装置,22R,22G。22B是乘法器。这里,具有通过乘法器22R,22G,22B使由增益算出装置21算出的增益与从逆γ处理部分17输出的Ra,Ga,Ba相乘作为反馈的构成。即,具有为了对校正前的数据进行校正后成为收入调制装置需要的输入范围内的值那样地,预先缩小的构成。其它的各构成与第11,12实施形态相同,能够显示出合适的校正图象数据。
(第14实施形态)
现在我们说明作为本发明中的第14实施形态的图49所示的构成。在本实施形态中具有如第12实施形态那样地连接范围选择装置400,如第13实施形态那样地通过乘法器22R,22G,22B使由增益算出装置21算出的增益与从逆γ处理部分17输出的Ra,Ga,Ba相乘作为反馈的构成。其它的各构成与第11~第13实施形态相同,能够显示出合适的图象数据。
(第15实施形态)
本发明者们了解到由于在到现在为止述说的那种溢出处理中输入的图象,产生下列那样的问题。
下面。我们以第1实施形态的溢出处理为例进行说明。此外,我们以第1实施形态为例说明本实施形态的溢出处理,但是也能够适用于其它实施形态,这是不言而喻的。
例如,当输入调制装置的输入位数是8位,校正图象数据Dout的位数是9位时,某个帧的校正图象数据的最大值即最大值检出装置的输出为255以上时,增益在1倍以下,几乎不能够看到由在校正图象数据Dout上乘以1倍以下的增益引起的图象质量降低的问题。
但是,当夜空那样的整个画面被输入黑暗的图象时,它的帧的校正图象数据的最大值变成小的值。例如,作为一个例子,校正图象数据的值为25时,这时的增益值约为10(=255/25)。当这个增益与校正图象数据Dout相乘时,产生下列问题。
它们是第一,本来黑暗的图象被非常明亮地显示出来,第二,使显示分辨率增益倍地降低,伪轮廓很显著那样的问题。因此,使显示图象的质量显著地降低。即,当增益具有大的值时,产生上述问题。
图50是表示与第15实施形态有关的图象显示装置的概略构成的方框图。
在本实施形态中,为了防止前面所述的显示图象恶化,如后面所述的那样,通过检测每个帧的校正图象数据的最大值的最大值检出装置901,算出为了将加法器的输出(校正图象数据)收入调制装置的输入范围内那样的增益的增益算出装置902,对由增益算出装置算出的增益的最大值进行限制的增益限制部分903,和使增益限制部分的输出与校正图象数据相乘的乘法器904,可以对于全部黑暗的输入图象进行使增益不会大于超过需要那样的控制,对于明亮的图象可以防止溢出。
(最大值检测装置(最大值检测部分))
本实施形态的最大值检测装置901如图50所示地与各部分连接起来。
最大值检测装置901是在1帧的校正图象数据Dout中,检测成为最大的值的装置。将检出的校正图象数据的最大值(最大校正图象数据)传送到增益算出装置902。
(增益算出装置(增益算出部分))
增益算出装置902是为了将校正图象数据Dout收入调制装置的输入范围内那样地算出增益的装置。
在第1实施形态构成中,可以用式20和式21决定增益决定方法。
又,通过在垂直回线期间更新增益,使每个帧的增益值变更。
又,在本实施形态中,也可以与第1实施形态相同,对于使校正图象数据与增益相乘的乘法器的输出设置后面述说的限幅器装置905。
(增益限制部分)
在图50中,增益限制部分903限制由增益算出装置902算出的增益最大值,并将其输出到乘法器904。
增益限制部分903的构成是限幅器电路(也记作增益限幅器),具体的构成如图51所示。
将增益算出装置902的输出输入到比较器9032的输入端和开关9033的接点a。比较器9032的另一个输入端和开关9033的接点b与来自增益限幅寄存器9031的输出端连接。
预先将最大增益值存储在增益限制寄存器9031中,比较器9032比较这个最大增益值与由增益算出装置902算出的增益,如果由增益算出装置902算出的增益比存储在增益限制寄存器9031中的最大增益值大,则开关9033选择接点b,输出存储在增益限制寄存器9031中的最大增益值。
另一方面,如果由增益算出装置902算出的增益比存储在增益限制寄存器9031中的最大增益值小,则开关9033选择接点a,输出由增益算出装置902算出的增益.
存储在增益限制寄存器9031中的最大增益值约为0.5~2就很好,特别其中为1时很好。
又,本发明者们确认除了上述增益限制部分903以外,也可以用图52那样的构成限制增益。
在图52中,9034是增益限制表,是预先存储增益的限制特性的存储器(也记作增益表存储器)。
增益限制表9034(增益表存储器)的地址线与增益算出装置902的输出端连接,增益限制表9034(增益表存储器)的数据线与乘法器904连接。
上述增益的限制特性,例如,为了实现图51所示的增益限制部分903的特性,将图53A的特性存储在增益限制表9034中(在本例中最大增益值为1,但是可以从0.5~2中进行选择)。
又,当如图53B的特性那样地平滑地限制上述增益的限制特性时,能够更好地显示图象(在本例中最大增益值为1,但是可以从0.5~2中进行选择)。
在本实施形态中,将增益算出装置902称为汇集增益限制部分903的限制增益算出装置。
在限制增益算出装置中,增益算出装置902输入由最大值检出装置901求得的1帧的校正图象数据Dout中的最大值(最大校正图象数据),为了使校正图象数据Dout收入调制装置的输入范围内那样地算出应该进行乘法运算的增益。
其次,增益限制部分903限制由增益算出装置902算出的增益最大值并将它输出到乘法器904。
又,即便限制增益算出装置具有下列的构成也能够得到同样的效果。
限制增益算出装置,对于由最大值检出装置901求得的1帧的最大校正图象数据,设置限制它的最小值(设定最小值的下限)的装置(图中未画出的校正图象最大值限制装置)。进一步,由增益算出装置902从校正图象最大值限制装置的输出算出增益。
因为图中未画出的校正图象最大值限制装置的实施形态与上述的增益限制部分903的构成几乎相同,所以在将它的图省略。
以上,如果用本实施形态的图象显示装置,则在通常的图象中,对在扫描布线上产生的电压下降影响进行校正,并且能够提高显示图象的亮度.又,当输入平均亮度低的图象时,对在扫描布线上产生的电压下降影响进行校正,能够防止使黑暗的图象非常明亮地显示出来,使这时的显示分辨率增益倍地降低,伪轮廓很显著那样的问题,因此是非常令人满意的。
(第16实施形态)
本发明者们确认在到现在为止述说的那种溢出处理中,当作进一步的研讨时,作为特征量算出装置(场景切换判定部分)进行下列那样的处理,能够实施更精密的判别。
(特征量算出装置(场景切换判定部分))
本实施形态的特征量算出装置60如图54所示地与各部分连接。
图55所示的特征量算出装置60是在所定的每个区域算出每个帧的图象数据的部分平均亮度电平(L_APL),进一步取帧间差分计算绝对值,将各区域的计算结果与各个所定值比较的结果加起来的装置。
在本本实施形态中,我们说明作为所定的区域选择3个地方的构成。
在图55中,61a,61b,61c是区域判定装置,62a,62b,62c是锁存器,63a,63b,63c是差分算出装置,64a,64b,64c是比较器,65a,65b,65c是系数寄存器,66a,66b,66c,67是加法器。
在加法器66a,66b,66c中,将存储在各个锁存器62a,62b,62c中的值与顺次传送的图象数据相加,再次存储在锁存器62a,62b,62c中。而且顺次地进行输入图象数据的加法运算。
这里,区域判定装置61a,61b,61c比较输入图象数据的位置信息和存储在各自内部的所定区域信息,当一致时分别向锁存器62a,62b,62c输出enable信号。
如果在帧的前头清除锁存器62a,62b,62c的值为0,则帧结束时在每个所定区域上求得这个帧内的图象数据的相加值(因为1个帧的各区域的元件数目是固定的,所以是与平均值成比例的值)。这个值成为各个所定区域的部分平均亮度电平(L_APL)。
其次,在差分算出装置63a,63b,63c中,在每个所定区域上计算帧间的部分平均亮度电平(L_APL)的差分,进一步计算绝对值。
而且,分别用比较器64a,64b,64c比较各个所定区域的绝对值与存储在系数寄存器65a,65b,65c中的所定值,如果比所定值大,则作为在各所定区域存在部分地场景改变输出1。当各所定区域的绝对值比各所定值小时,输出0。
进一步,在加法器67中,将各比较器64a,64b,64c的输出加起来,作为特征量算出装置60的输出。所以,判断为场景改变的区域越多,特征量算出装置60的输出具有越大的值。
(判定装置)
本实施形态的判定装置80如图54所示地输入特征量算出装置60的输出,将与所定值的比较结果输出到滤波器装置40。
在表示判定装置80的构成的图56中,83是系数寄存器,84是比较器。
用比较器84比较特征量算出装置60的输出与存储在系数寄存器83中所定值,如果输入值比所定值大则作为存在场景改变输出High。
这里,特征量算出装置60中备有的加法器67,也可以是将AND电路和OR电路组合起来的电路,这时不需要判定装置80,但是必须使AND电路和OR电路的组合复杂化。
(场景改变的判定)
如上所述,通过场景改变的判定变更滤波器装置40的输出,能够消除不协调感,但是通过帧间的整个画面的平均亮度(APL)的变化判定场景改变时,存在着发生场景改变误检出的情形。
具体地说,存在着广播电视字母机(Telop)对于同一个背景显示画面下面的白色文字的情形。这时,通过Telop提高整个画面的平均亮度(APL),与此相对应,因为判断出场景改变,所以画面在Telop显示后立即急剧地变暗。
为了防止这种现象,在本实施形态中,具有将画面上下分割成3个区域作为在特征量算出装置60中的所定区域进行存储,算出各区域内的部分平均亮度(L_APL)的构成。
如果根据本构成,则Telop显示时变化的只是画面下的区域的部分平均亮度(L_APL),加法器67的输出(即特征量算出装置的输出)成为1。所以,作为系数寄存器83a的值,存储2,防止了场景改变的误检出。
这里,作为存储在实际的各系数寄存器65a,65b,65c中的值,当差分算出装置63a,63b,63c的最大值为255时在5~20的范围内,特别是10的值最适合。
通过以上所述的构成实际显示出来的图象,没有场景改变的误检出,除去了闪烁妨害感和场景改变时的不协调感,是很好的。
此外,在上述例子中,为了简单起见我们述说了对于横的Telop除去不协调感的构成,但是为了除去纵的Telop显示的场景中的不协调感,如果左右分分割区域,则得到很好的效果。实际上因为通过将这些方法复合起来除去不协调感,所以采取用位置信息细分的区域,得到很好的效果。又,各区域不一定是独立的。
又,将逆γ处理部分的输出输入到特征量算出装置60,根据各区域的部分平均亮度电平(L_APL)的帧间差分进行判定,也能够得到同样的效果。
又,将校正图象数据输入到特征量算出装置60,根据各区域的部分平均亮度电平(L_APL)的帧间差分进行判定,也能够得到同样的效果。
又,特征量算出装置60的构成如图57所示,将校正图象数据输入到特征量算出装置60,根据各区域的部分最大值的帧间差分进行判定,也能够得到同样的效果。
在图57中,61a,61b,61c是区域判定装置,62a,62b,62c是锁存器,63a,63b,63c是差分算出装置,64a,64b,64c,66a,66b,66c是比较器,65a,65b,65c是系数寄存器,67是加法器。
在比较器66a,66b,66c中,比较存储在各锁存器62a,62b,62c中的值与顺次传送的校正图象数据,将大的值再次存储在锁存器62a,62b,62c中。而且顺次地比较输入的图象数据。
这里,区域判定装置61a,61b,61c比较输入的校正图象数据的位置信息和存储在各自内部的所定区域信息,当一致时向各锁存器62a,62b,62c输出enable信号。如果在帧的前头清除锁存器的值为0,则帧结束时在每个所定区域中求得在这个帧内的校正图象数据的部分最大值。
其次,在差分算出装置63a,63b,63c中,在每个所定区域上计算部分最大值的差分,进一步计算绝对值。
而且,用各比较器64a,64b,64c比较各所定区域的绝对值与存储在系数寄存器65a,65b,65c中的所定值,如果比所定值大,则作为存在在各所定区域中的场景改变输出1。当各所定区域的绝对值比各所定值小时,输出0。
进一步,在加法器67中,将各比较器64a,64b,64c的输出加起来,作为特征量算出装置60的输出。所以,判断为场景改变的区域越多,特征量算出装置60的输出具有越大的值。
又,特征量算出装置60,即便是作为存储器确保存储各区域的算出值的地址,由CPU进行判定和计算的构成,也能够得到同样的效果。
如上面说明的那样,如果根据本实施形态,则可以减少当进行电压下降校正时的溢出处理时发生的妨害感(闪烁)和场景改变时的不协调感,能够得到优良的图象品质。
(第17实施形态)
本发明者们确认在到现在为止述说的那种溢出处理中,通过进一步的研讨,当下列那样地进行算出增益的处理时,能够更加令人满意。
例如,我们看到当将如第1实施形态所示的溢出处理作为例子时,可以将作为用于溢出处理时与校正图象数据相乘的增益G表示如下。
A.当用比不溢出地计算得到的增益G小的值时,亮度与增益G的值成比例地变化。但是增益G的值小时亮度变暗,进一步使灰度特性恶化。
B.当用比不溢出地计算得到的增益G大的值时,随着增益G的值的增加亮度增加。但是当增益G大时,由于上述限幅器905不能够忠实地显示图象。
进一步,当研讨通过将这种增益G与校正图象数据Dout相乘显示图象时,主观的对于显示图象的评价值随着外部环境,特别是图象显示场所的照度的变化而变化。
C.当图象显示场所的照度比基准值低时(当在黑暗的房间内观看画面时),通过使画面亮度更高地进行显示(即通过明亮地显示),能够正确地校正上述扫描布线的影响引起的图象质量恶化,改善了主观的对于显示图象的评价值。
D.当图象显示场所的照度比基准值高时(当在明亮的房间内观看画面时),通过正确地校正上述扫描布线的影响引起的图象质量恶化,使画面亮度更高地进行显示(即明亮地显示),能够改善主观的对于显示图象的评价值。
这里,作为基准值,不一定单义地决定,但是最好通过考察图象显示装置的特性和它的使用者,使用领域等,将最适合的值作为基准值。例如,可以考虑用在图象显示装置最经常使用的环境中的照度作为基准值
从这种构成的特征和主观评价,本发明者们在下面那样的构成中通过将上述增益G与校正图象数据相乘显示图象,能够得到良好的显示图象.
图58是表示与第17实施形态有关的图象显示装置的概略构成的方框图。
即,除了上述构成外,具有输入外部环境的外部环境输入装置906,和将外部环境输入装置906的输出变换成KGAIN的KGAIN表(变换装置)907,进一步,增益算出装置902从最大值检测装置901的输出和上述KGAIN如后所述地算出增益G,进一步,通过将算出的增益G与校正图象数据的输出相乘的乘法器,算出每个帧的增益,通过计算调制装置的输入数据,能够得到良好的显示图象。
下面我们说明详细情形。
(最大值检测装置(最大值检测部分))
本发明的最大值检测装置如图58所示地与各部分连接起来.
最大值检测装置901是在1帧的校正图象数据Dout中,检测成为最大的值的装置。
将检测出的校正图象数据的最大值(最大校正图象数据)传送到增益算出装置902。
(增益算出装置(增益算出部分))
增益算出装置902是算出与校正图象数据Dout相乘的乘数(增益G)的装置。增益算出装置902的实际计算式的一个例子如下所示。
增益决定方法,在1个帧内,当令最大值检测部分检测出的加法器数据数据的最大值为MAX,调制装置的输入范围的最大值为INMAX,和后述的KGIAN表(变换装置)的输出为KGIAN时,可以如下地决定增益:
增益G≦KGAIN×(I NMAX/MAX)    (式26)
如果用这个方法决定增益G,则由于KGIAN的值比1大,能够使增益G变大,从而能够使显示图象的亮度增大。
由这个增益算出装置902求得的增益G,通过在垂直回线期间更新增益能够变更每个帧的增益值。
当KGIAN比1大时,乘法器904的输出更多地发生超过调制装置8的输入范围的最大值的数据。如后所述,校正图象数据与KGAIN相乘后得到的校正图象数据Dmult发生溢出。
进一步,在本实施形态的图象显示装置的构成中,形成用1个帧前的校正图象数据的最大值,算出与现在帧的校正图象数据相乘的增益的构成。
所以严密地说,因为每个帧的校正图象数据是不同的,所以发生溢出。
这样,对于上述2个溢出的原因,对乘上了KGAIN的校正图象数据Dmult(乘法器的输出)设置后述的限幅器装置905,为了将乘法器904的输出收入调制装置8的输入范围那样地设计电路。
从上述的主观评价结果C,当放置显示装置的环境变暗时,为了使显示图象有很高的忠实度(代之抑制亮度)设定KGAIN=1。
又,从上述的主观评价结果D,当放置显示装置的环境变明亮时,为了提高亮度(代之使显示图象的忠实度下降)设定KGAIN=1~2。
通过如上所示地设定KGAIN,能够实现主观上良好的图象显示。
后面我们述说KGAIN的具体作成法。
(乘法器)
通过图60的乘法器904将增益算出装置902的输出与校正图象数据Dout乘起来,作为校正图象数据Dmult传送到限幅器装置905。乘法器904也可以由所谓的逻辑电路构成,也可以将相乘结果存储在表存储器(ROM或RAM)中,将乘法运算的2个参数输入给地址,从数据输出相乘结果。
又,因为与乘法器904的输出端连接的限幅器装置905也能够由表存储器构成,所以限幅器装置905和乘法器904也可以由一个表存储器构成。
这时,应该存储在表存储器中的内容最好记载对相乘结果进行限幅的数据。
此外,下面我们说明令人满意的限幅特性。
(限幅器装置)
如上所述地,决定增益G,但是如上所述地,经常发生溢出。因此,为了使调制器不发生溢出,设置限幅器。
限幅器装置905具有预先设定的限幅值,比较输入限幅器装置905的输出数据Dmult与限幅值,如果限幅值比输出数据Dmult小,则输出限幅值,如果限幅值比输出数据Dmult大,则输出输出数据Dmult(在图58中的信号名为校正图象数据Dlim。
限幅器装置905既可以如图59A所示地显示出具有直到最大值的恒定斜率的直线的折线的特性,也可以如图59B所示地显示出具有在最大值饱和的饱和特性那样的曲线的特性。具有图59A特性的限幅器能够用比较器实现,具有图59B特性的限幅器能够用表存储器等实现。
通过移位寄存器5,锁存器6将用限幅器装置905,完全限制在调制装置8的输入范围内的校正图象数据Dlim传送到调制装置8。
(外部环境输入装置)
外部环境输入装置906例如是由CdS受光元件和光电二极管等的传感器构成的,设置在显示面板近旁。而且,将放置显示装置的环境的照度变换成电信号,进一步用模拟/数字变换器变换成数字信号输出。
外部环境输入装置906具有图中未画出的低通滤波器,是为了对于环境(照度)的时间变化,使输出慢慢地变化那样地进行设计的,能够使显示图象更好。
(用户输入装置)
用户输入装置908是用开关等实现的,与用户的爱好相对应地选择存储在后述的KGAIN表中的变换特性。当然,也可以用遥控器等的装置。
(KGAIN表)
KGAIN表907是将上述外部环境输入装置的输出变换成KGAIN的变换装置。KGAIN表是,例如如图60a所示,黑暗时输出KGAIN=1,明亮时输出KGAIN=1.5的表,由预先存储上述特性的存储器构成。
又,可以根据上述用户输入装置的输出,与用户的爱好相对应地,选择图60的(a),(b),(c)等。这种功能是通过将上述用户输入装置的输出端与构成KGAIN表907的上述存储器的上位地址连接,切换背景实现的。
图60(a)的特性是当外部环境黑暗时将KGAIN变换成1,当外部环境明亮时将KGAIN变换成1.5的例子。
这时,如后所述,当外部环境黑暗时,算出为了无溢出地显示校正图象数据Dmult的增益G。而且能够忠实地显示图象。
当外部环境明亮时,算出的增益大,使显示亮度增大。当外部环境明亮时,因为校正图象数据Dmult使调制装置8溢出,所以限幅器905对乘法器904的输出(校正图象数据Dmult)进行限幅。因此,虽然使亮度变大但是使忠实度恶化。
通过使用这样的KGAIN的表,如上述的主观评价(C,D)所示,可以得到主观上良好的显示。
图60(b)的特性是当外部环境黑暗时将KGAIN变换成1,当外部环境明亮时将KGAIN变换成2的例子。这时,与图60(a)比较,因为外部环境明亮时的KGAIN变大,所以使忠实度恶化,但是与图60(a)比较,能够显示更明亮的图象。用户根据显示的输入图象的种类,通过用户输入装置,选择良好的变换表。
图60(c)的特性是将KGAIN固定在1上的例子。这时,与外部环境的明亮度无关,因为将KGAIN设定在1,所以能够无溢出地显示校正图象数据Dmult。当对于输入图象想要忠实地显示图象时,用户可以选择它。
进一步,本发明者们反复进行研讨,了解到通过KGAIN表907具有下列那样的特性也可以得到良好的结果。
例如,如图60(d)所示地将KGAIN=1区域作为从低照度到中照度的例子。这时,当外部环境稍稍明亮时能够忠实地显示图象。又,如图60(e)所示地,具有对于外部照度平滑地使KGAIN变化的特性,并且当外部照度变化时,对于观看图象显示面板的人来说不协调感也很小。
又,如图62(f)(g)所示的曲线也是有效的。
由于能够用用户输入装置的输出选择上述的特性,能够根据用户的爱好·输入图象等的种类,进行良好的显示。
如上所述在本发明中,通过设置外部环境输入装置,输入外部环境信息(照度),用将这个值变换成KGAIN的变换装置(KGAIN数据表)得到KGAIN。
而且,用增益算出装置,算出增益G,通过使算出增益G与校正图象数据或输入图象数据相乘,当显示图象的场所的照度比基准值低时(当在黑暗的房间内观看画面时),不使画面的亮度增大(即通过明亮地显示),能够正确地校正由上述扫描布线的影响引起的图象质量的恶化,当图象显示场所的照度比基准值高时(当在明亮的房间内观看画面时),通过正确地校正由上述扫描布线的影响引起的图象质量的恶化,使画面亮度增大(即明亮地显示),能够得到主观上良好的显示图象。
如以上说明的那样,如果根据本发明的图象显示装置,则能够很好地改善成为已有技术的课题的,由扫描布线上的电压下降引起的图象质量恶化。
又,通过导入数个近似,能够简单地很好地计算出用于校正电压下降影响的校正图象数据,能够用非常简单的硬件实现这个目的,从而具有非常卓越的效果。
又,为了不使校正后的图象数据溢出调制装置的输入范围,备有溢出处理电路,在溢出处理中通过用电视图象信号和计算机图象信号改变溢出处理方法,能能够高品位地显示出图象。

Claims (13)

1.一种图象显示装置,其特征在于,包括:
包含多条行布线和列布线、以及与这些布线连接并配置在矩阵上的图象形成元件的显示面板;
依次选择上述行布线进行扫描的扫描装置;
对应于输入的图象数据来算出数据的值比上述输入的图象数据的值大的校正图象数据的校正图象数据算出装置;
对上述校正图象数据或上述图象数据的振幅进行调整的振幅调整装置;和
连接着上述列布线,并把来自上述振幅调整装置的输出作为输入,从而把调制信号输出到上述列布线的调制装置,
上述振幅调整装置具有:检测上述校正图象数据的值中的最大值的最大值检测部分;和算出与上述校正图象数据或上述图象数据相乘的增益的增益算出部分,
上述增益算出部分计算出增益以使得上述最大值或把对应多个帧而检测的多个上述最大值平均化后得到的值收入上述调制装置的输入范围内。
2.根据权利要求1所述的图象显示装置,其特征在于,上述校正图象数据是对应于上述图象数据,至少对由上述行布线的电阻产生的电压下降的影响进行校正的数据。
3.根据权利要求1所述的图象显示装置,其特征在于,上述校正图象数据是对上述图象数据进行了校正的数据,该校正用于补偿由上述行布线的电阻导致的电压下降而产生的亮度降低。
4.根据权利要求1-3中任意1项所述的图象显示装置,其特征在于,具有:进行限制以使上述调整的校正图象数据的值完全收入上述调制装置的输入范围内的限幅器。
5.根据权利要求1-3中任意1项所述的图象显示装置,其特征在于,上述增益是按每个帧算出的适应型增益。
6.根据权利要求5所述的图象显示装置,其特征在于,上述振幅调整装置具有用于限制每个帧的上述增益的变动的滤波器装置。
7.根据权利要求1-3中任意1项所述的图象显示装置,其特征在于,上述振幅调整装置具有将上述增益限制在可以预先设定的上限值以下的增益限制部分。
8.根据权利要求1-3中任意1项所述的图象显示装置,其特征在于,上述最大值检测部分检测帧内的校正图象数据中的、不是整个显示区域而是预先设定的区域内的校正图象数据的最大值。
9.根据权利要求1-3中任意1项所述的图象显示装置,其特征在于,上述振幅调整装置具有检测上述图象显示装置的周围的照度并输出与检测结果对应的信号的外部照度输入部分,并且与该外部照度输入部分的输出信号相对应地对上述增益进行调整。
10.根据权利要求1-3中任意1项所述的图象显示装置,其特征在于,上述振幅调整装置具有包含输出按每个帧算出的适应型增益的第1工作模式和输出对每个帧不变化的预先设定的固定型增益的第2工作模式的至少2个工作模式。
11.根据权利要求10所述的图象显示装置,其特征在于,当输入的图象信号是用于电视的图象信号时,上述振幅调整装置选择上述第1工作模式;当上述输入的图象信号是用于计算机的图象信号时,上述振幅调整装置选择上述第2工作模式。
12.根据权利要求1-3中任意1项所述的图象显示装置,其特征在于,上述调制信号是根据上述图象数据对脉冲宽度进行了调制的信号。
13.根据权利要求1-3中任意1项所述的图象显示装置,其特征在于,上述图象形成元件是表面传导型发射元件。
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