CN101140728B - 降低等离子体平面显示器动态伪轮廓现象的方法及装置 - Google Patents

降低等离子体平面显示器动态伪轮廓现象的方法及装置

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Abstract

本发明是一种降低等离子体平面显示器动态伪轮廓现象的方法。通过改变每帧图像之间的子场排列顺序，改变人眼追踪显示画面中运动部分时，前后帧叠加产生的灰度阶突变的位置，从而消除固定不变的伪信息产生的动态伪轮廓，提高等离子体平面显示器的动态显示效果。

Description

降低等离子体平面显示器动态伪轮廓现象的方法及装置
技术领域
本发明涉及一种等离子体平面显示器领域，尤其是一种降低等离子体平面显示器动态伪轮廓现象的方法及其装置，具体地说是一种降低等离子体平面显示器动态伪轮廓现象的方法及装置。
背景技术
目前，在一般的等离子体平面显示器上，每一帧画面图像均是利用其驱动电路，根据所需显示的图像数据，控制该等离子体平面显示器上组成的每一个像素的红、绿、蓝三基色放电单元的维持放电次数，在此像素上显示出每一帧画面所对应得灰度阶。因此每一个像素所显示的色彩都是由该港电单元持续产生的亮度及其对应的色彩调制而成。对于等离子体平面显示器而言，为了显示256级甚至更高的灰度，通常将每一帧(Frame)分成大小不同的子场(Subfield)，如图1所示，各子场长度不同，通过组合，控制每一帧每个像素的放电次数来实现多灰阶显示，这就是等离子体平面显示器的基本工作原理，通常称作寻址显示分离方式(Address-Display-Seperated简称ADS)。
该等离子体平面显示器在显示一帧图像时主要根据所需显示的图像数据，根据图1所示的规则，定义出各子场对应得放电单元的持续发光次数，使在等离子体平面显示器显示一帧图像所需的单位时间内，例如对应于60赫兹帧频来说为16.67毫秒，各子场的放电单元可依据下列参数值及其对应得持续发光次数的比例进行放电，以在该帧图像的放电单元上显示所需显示的灰度阶：
最基本的子场灰度分割方式为
SF0∶SF1∶SF2∶SF3∶SF4∶SF5∶SF6∶SF7∶＝1∶2∶4∶8∶16∶32∶64∶128
对于任一灰度阶均可以用上述子场组合实现。例如23阶可以由SF0+SF1+SF2+SF5即1+2+4+16＝23来获得。
然而对于传统的等离子体平面显示器而言，利用上述子场灰度分割方式，在显示动态的视频画面是，在画面的部分区域，经常会发生灰度错乱的现象，特别是连续渐变灰阶图像运动时会出现高亮或偏暗的轮廓线，这就是一般常说的“动态伪轮廓现象”(dynamic false contour)。此现象严重影响了观赏者的视觉心理，将会大幅降低等离子体平面显示器的显示质量。产生该现象的原因主要来自人眼的视觉感知心理和生理。
下面以最容易被察觉的127到128两个相邻像素运动为例，如图2所示，说明产生该种动态伪轮廓现象的原因。
当等离子体平面显示器在显示动态视频图像时，观赏者的眼睛会随着所观看到的动态景物的主体画面而移动，由于等离子体平面显示器利用时间分割的方式，控制其上每个放电单元的在每一帧内放光的次数，来分别显示所需的不同灰度阶，因此此时在眼睛视网膜上的各点将会随着该主体画面产生一个追踪途径，使得视网膜上的各点可分别追踪到不同灰度阶的图像，因此当人眼在观看相邻像素时，若该画面主体在相邻放电单元上所显示的灰度阶分别为128和127时，且该画面向左运动时，如图2所示，其视网膜上S1、S2和S3点针对其中一放电单元所感受到的灰度阶将分别为128、255和127；而当该画面向右运动时，如图2所示，视网膜上S1、S2和S3点针对其中一放电单元所感受到的灰度阶将分别为128、0和127。由于入眼对图像中的突变部分非常敏感，因此人眼会一直追踪上述突变灰阶，形成稳定的图像灰度阶突变，也就是所谓的动态伪轮廓现象。
针对上述等离子体平面显示器存在的问题，等离子体平面显示器的设计与制造业者进一步定义出如下所示的视觉重心系数：
视觉重心系数＝(t1*m1+t2*m2+t3*m3+…)/(m1+m2+m3+…)，
其中m1、m2…等为各子场的灰度阶比重，t1、t2…等为各子场维持放电期间的中点至帧中间点的规格化时间，如图4所示，根据该系数的计算结果可知，两个相邻放电单元的灰度阶的视觉中心接近时，不易产生动态伪轮廓现象。对于影响最大的127、128相邻像素，传统8子场方式其视觉重心系数分别为负的最大值与正的最大值，因此视觉重心系数差最大，对应的动态伪轮廓效应最明显。通过分析计算等离子体平面显示其上各放电单元建的视觉重心系数，可以根据其间的差异变化，采取适当的补救措施以有效的减轻动态伪轮廓现象。例如将最高位子场128分解为两个64，插入原来的排列顺序中，形成9子场显示方式。
SF0∶SF1∶SF2∶SF3∶SF4∶SF5∶SF6∶SF7∶SF8∶＝64∶1∶64∶2∶64∶4∶8∶16∶32
127级灰度级可由SF0+SF1+SF3+SF4+SF5+SF7+SF8组成，而128级灰度阶可由SF2+SF6组成，对应的t有正有负，因此与之前的连续渐变8子场相比，视觉重心系数差大大减少，如图5所示，可以有效地减轻上述最高子场产生的动态伪轮廓。相应的进一步分解64级灰度阶可以进一步减轻次高灰度阶动态伪轮廓现象。
虽然上述方法可以有效地减轻动态伪轮廓效应，但却增加了子场的数目，因此增加了寻址的时间而减少了放电显示的时间，不利于提高分辨率和亮度，同时由于上述产生动态伪轮廓的因素仍然存在，因此依然存在着动态伪轮廓效应。
发明内容
本发明的目的是针对现有的显示驱动方法在画面的部分区域会发生灰度错乱的现象，特别是连续渐变灰阶图像运动时会出现高亮或偏暗的轮廓线，造成“动态伪轮廓现象”的问题，提供一种降低等离子体平面显示器动态伪轮廓现象的方法及装置。
本发明的技术方案是：
一种降低等离子体平面显示器动态伪轮廓现象的方法之一是：
第一步，将需要显示的每帧图像的时间分为n个包含寻址期和维持放电显示期的子场；
第二步，使各子场中维持放电期的长度关系保持为2的递增幂次的比例关系，即1∶2∶4∶8∶……2n-1；
第三步，在相关软件控制下利用数学算法通过排列组合形成至少2组，最多n！组的子场顺序查找表；
第四步，根据所需显示图像的灰度等级，循环依次从上述子场顺序查找表中取出对应的子场排列顺序对图像进行解码，使得每个像素相邻两帧之间的子场顺序不同。
所述的n介于8～14之间。
本方法还可根据随机序号产生算法所得的数据从子场顺序查找表随机选取子场顺序并对图像进行解码。
一种降低等离子体平面显示器动态伪轮廓现象的方法之二是：
第一步，将需要显示的每帧图像的时间分为n个包含寻址期和维持放电显示期的子场；
第二步，至少选择2种不同的子场中维持放电期之间的长度关系，并对每种长度关系的子场进行排列组合形成至少2组子场顺序查找表；
第三步，根据所需显示图像的灰度等级，循环依次从上述子场顺序查找表中取出对应的子场排列顺序对图像进行解码，使得每个像素相邻两帧之间的子场顺序不同。
本方法还可根据随机序号产生算法所得的数据从子场顺序查找表随机选取子场顺序并对图像进行解码。
一种降低等离子体平面显示器动态伪轮廓现象的装置，它包括：
一个将各种格式的视频信号转化成256级灰度的图像矩阵序列的图像采集电路20；
一个图像存储转换器23；
一个用于产生驱动逐行扫描和维持放电所需的高压波形的行扫描驱动电路24；
一个用于根据每行所需显示图像和子场顺序产生每列相应的寻址波形的列寻址驱动电路25；
一个用于产生放电所需的高压波形的驱动波形发生器26；
一个与图像采集电路20、图像存储转换器23、行扫描驱动电路24、列寻址驱动电路25和驱动波形发生器26相连并使它们同步工作完成数据传输的控制器27；
其特征是它还包括：
一个受控于控制器27的序号发生器22；
一个分别与序号发生器22及图像存储转换器23相连的、存储有子场顺序查找表的存储器21；
受控于控制器27的序号发生器22从子场顺序查找表存储器21中存储的子场顺序查找表中提取对应的子场排列次序送入图像存储转换器23；图像存储转换器23据此将所需显示的图像采集电路20送来的图像转换成符合等离子体平面显示屏所需的数据矩阵并存储，最后由控制器27根据视频图像的帧同步信号，最后实现对等离子体平面显示屏上的每个发光单元进行寻址和维持放电显示所需的视频图像的控制。
本发明的有益效果：
本发明通过改变每帧图像之间的子场排列顺序，改变人眼追踪显示画面中运动部分时，前后帧叠加产生的伪轮廓的位置，从而消除固定不变的伪信息产生的动态伪轮廓，提高了等离子体平面显示器的动态显示效果。
本发明不需增加子场数目，因此可减少寻址的时间和放电显示的时间，有利于提高放电效率。
附图说明
图1为现有的等离子体平面显示器的寻址显示分离驱动方式示意图。
图2为从左向右由128向127渐变图像的向左运动时产生高亮动态伪轮廓示意图。
图3为从左向右由128向127渐变图像的向右运动时产生暗线动态伪轮廓示意图。
图4为视觉重心系数示意图。
图5为分解最高子场并优化排列对视觉重心系数改进的示意图。
图6为与本发明的驱动方法相配的驱动装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一。
一种降低等离子体平面显示器动态伪轮廓现象的方法，采用寻址显示分离(ADS)方法，将一帧时间分为8个子场，每个子场包含寻址期和维持放电显示期。各子场中维持放电期的长度关系为二进制1∶2∶4∶8∶16∶32∶64∶128。通过排列组合形成2组以上，最多为8！＝40320组子场顺序查找表。在显示每一帧图像时，头尾循环依次根据查找表中的子场排列顺序对图像进行解码，使得每个像素相邻两帧之间的子场顺序均不同，从而视觉重心差异不端变化。这样在显示运动图像时由于视觉跟随而产生的灰度阶突变值和在空间的位置均不稳定，使人眼无法跟踪，从而不能形成稳定的伪轮廓而彻底消除动态伪轮廓效应。这就形成了本发明的第一实施例。
实施例二。
在上述实施例一中，将最高子场128分解为两个64，将一帧时间分为9个子场，最多为9！＝362880组子场顺序查找表，就形成了本发明的第二个实施例。
实施例三。
在上述实施例一中采用非二进制编码方式，将一帧时间分为9到12个子场，就形成了本发明的第三个实施例。
实施例四。
在上述实施例一至三中，设计随机序号产生算法，从子场顺序查找表随机选取子场顺序，就形成了本发明的第四个实施例。
实施例五。
一种降低等离子体平面显示器动态伪轮廓现象的方法，采用寻址显示分离(ADS)方法，将一帧时间分为8到14个子场，子场分割包括二进制编码、非二进制编码组成子场顺序查找表，设计随机序号产生算法，从子场顺序查找表随机选取子场顺序，就形成了本发明的第五个实施例。
实施例六。
如图6所示。
一种降低等离子体平面显示器动态伪轮廓现象的装置，它包括：
等离子体平面显示屏，其中包含M*N个发光单元；
一个图像采集电路20，将各种格式的视频信号转化成256级灰度的图像矩阵序列；
一个子场顺序查找表存储器21；
一个序号发生器22；
一个图像存储转换器23，序号发生器产生的序号从子场顺序查找表中提取子场排列次序；并据此将所需显示的图像矩阵转换成符合等离子体平面显示屏所需的数据矩阵并存储；
一个行扫描驱动电路24，用于产生驱动逐行扫描和维持放电所需的高压波形；
一个列寻址驱动电路25，用于根据每行所需显示图像和子场顺序产生每列相应的寻址波形；
一个驱动波形发生器26，用于产生放电所需的高压波形；
一个控制器27，它根据视频图像的帧同步信号，控制前述图像采集电路20、序号发生器22、图像存储转换器23、行扫描驱动电路24、列寻址驱动电路25和驱动波形发生器26同步工作并完成数据传输，最后实现对等离子体平面显示屏上的每个发光单元进行寻址和维持放电显示所需的视频图像。其信号走向如图6所示。
本实施例所涉及的控制器27、图像采集电路20、序号发生器22、图像存储转换器23、行扫描驱动电路24、列寻址驱动电路25和驱动波形发生器26、子场顺序查找表存储器21等均可采用现有技术加以实现。

Claims (6)

1.一种降低等离子体平面显示器动态伪轮廓现象的方法，其特征是：
第一步，将需要显示的每帧图像的时间分为n个包含寻址期和维持放电显示期的子场；
第二步，使各子场中维持放电期的长度关系保持为2的递增幂次的比例关系，即1∶2∶4∶8∶……2n-1；
第三步，通过排列组合形成至少2组，最多n！组的子场顺序查找表；
第四步，根据所需显示图像的灰度等级，循环依次从上述子场顺序查找表中取出对应的子场排列顺序对图像进行解码，使得每个像素相邻两帧之间的子场顺序不同。
2.根据权利要求1所述的降低等离子体平面显示器动态伪轮廓现象的方法，其特征是所述的n介于8～14之间。
3.根据权利要求1所述的降低等离子体平面显示器动态伪轮廓现象的方法，其特征是根据随机序号产生算法所得的数据从子场顺序查找表随机选取子场顺序并对图像进行解码。
4.一种降低等离子体平面显示器动态伪轮廓现象的方法，其特征是：
第一步，将需要显示的每帧图像的时间分为n个包含寻址期和维持放电显示期的子场；
第二步，至少选择2种不同的子场中维持放电期之间的长度关系，并对每种长度关系的子场进行排列组合形成至少2组子场顺序查找表；
第三步，根据所需显示图像的灰度等级，循环依次从上述子场顺序查找表中取出对应的子场排列顺序对图像进行解码，使得每个像素相邻两帧之间的子场顺序不同。
5.根据权利要求4所述的降低等离子体平面显示器动态伪轮廓现象的方法，其特征是根据随机序号产生算法所得的数据从子场顺序查找表随机选取子场顺序并对图像进行解码。
6.一种降低等离子体平面显示器动态伪轮廓现象的装置，它包括：
一个将各种格式的视频信号转化成256级灰度的图像矩阵序列的图像采集电路(20)；
一个图像存储转换器(23)；
一个用于产生驱动逐行扫描和维持放电所需的高压波形的行扫描驱动电路(24)；
一个用于根据每行所需显示图像和子场顺序产生每列相应的寻址波形的列寻址驱动电路(25)；
一个用于产生放电所需的高压波形的驱动波形发生器(26)；
一个与图像采集电路(20)、图像存储转换器(23)、行扫描驱动电路(24)、列寻址驱动电路(25)和驱动波形发生器(26)相连并使它们同步工作完成数据传输的控制器(27)；
其特征是它还包括：
一个受控于控制器(27)的序号发生器(22)；
一个分别与序号发生器(22)及图像存储转换器(23)相连的、存储有子场顺序查找表的存储器(21)；
受控于控制器(27)的序号发生器(22)从子场顺序查找表存储器(21)中存储的子场顺序查找表中提取对应的子场排列次序送入图像存储转换器(23)；图像存储转换器(23)据此将所需显示的图像采集电路(20)送来的图像转换成符合等离子体平面显示屏所需的数据矩阵并存储，最后由控制器(27)根据视频图像的帧同步信号，最后实现对等离子体平面显示屏上的每个发光单元进行寻址和维持放电显示所需的视频图像的控制。
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