CN102063859A - 一种提升ac-pdp图像显示质量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种提升AC-PDP图像显示质量的方法，随着AC-PDP气体材料中Xe气含量的增加，模组的放光效率也在逐步提高，伴随而来的是图像的残像问题也趋于严重，本发明采用图像画面检测的方式，将显示图像分成静态图像和动态图像两种情况，在静态图像的时候调用可减少残像的驱动波形来减轻图像静止时的残像问题，在动态图像的时候使用图像弥补的方式来减少动态图像的残像问题，最终达到提升AC-PDP图像显示质量的目的。

Description

一种提升AC-PDP图像显示质量的方法

技术领域

本发明属于一种AC-PDP的驱动和画质算法技术，主要应用于提升AC-PDP显示画面画质，适用于ADS驱动方法下的AC-PDP图像显示过程中减少图像暗影残像和亮影残像两种问题，以实现AC-PDP显示画质的提升。

背景技术

AC-PDP采用的是多子场显示技术以实现图像的多灰度级显示。AC-PDP在采用子场分离技术(ADS)实现画面显示的过程中，其灰度级表现是采用维持脉冲PWM调制的方式实现。其主要机理是采用X/Y/A三电极施加电压，激活模组放电单元里的He+Ne+Xe的三元气体产生紫外线激发荧光粉发出红(R)、绿(G)、蓝(B)三色光线通过ADS驱动方式实现彩色灰度显示。

在显示过程中上基板的MgO层和下基板的荧光粉层因为受到紫外线的作用，随着画面图案的变化，整个画面中每个单元的MgO和荧光粉对亮度的贡献变得不一样，这种变化对应画面的变化相对滞后，特别是会随着画面的静止时间的增加滞后时间也会增加。这样就会造成画面变化后，后一帧画面显示过程中，前一帧图像的残留效果还不能完全消除。这样当前显示画面上会出现前一帧画面的残像，残像的出现将会严重影响画面显示质量。因此消除这种残像的产生是提高AC-PDP画质的一个重要内容。基于上述AC-PDP图像残像产生的原理，本发明将提供一种新的方法来解决模组显示残像的问题。整套方案包括残像检测系统和残像处理系统两个部分。

从残像的产生机理上来看，残像的产生主要有两个方面的原因，一是因维持放电导致显示单元的温度升高从而对荧光粉的发光效率影响，这种影响在亮画面时候会导致暗残像的出现；二是因X/Y/A三电极复位放电会导致显示单元的放电电流和紫外线的强度变化，这种变化将会影响MgO的表面活性，从而影响各个显示单元二次电子发射效率以及MgO表面活性，长时间的作用导致部分显示单元和其它单元的放电特性不一致，，这种情况主要影响在暗画面的时候会出现亮残像的现象。

从产生过程来看，残像产生主要是画面静止过久后，静止的画面会因为单元升温的影响引起荧光粉的亮度蜕化，同时因为显示画面过程中有些单元没有寻址，因此单元二次电子数量以及复位期产生暗电流的数量不一样引起MgO层的表面活性变的不一样，整屏的动态性能滞后于画面的动态变化造成了图像的残像。

因此，可以说图像的残像基本上是由于图像长时间静止而没有做相应的控制处理引起来的。一般来说，解决图像的残像问题也主要是依靠对静止图像进行处理来减弱对画面的影响。

传统解决方案包括三种方式：

1、在接口中做全场白图像，当用户发现画面上残像比较严重的时候，就利用遥控器切入全场白图像，将每个显示单元都进行统一的复位、寻址和维持过程，通过此方案提升各个单元的温度，并将各个单元的复位电流和二次电子发射状态趋于一致来解决图像残像问题，但此方案属于被动解决方案，一般来说到了人视觉感觉残像比较严重的情况，很难通过短时间的全白场放电消除全部问题。

2、做图像的静态亮度降低处理，当图像进入到静止画面后，在1分钟后开始将整个画面的亮度逐步降低，此降低过程是人眼所不能觉察的，通过这种逐步降低的过程来解决残像问题。这种解决方案主要存在的问题是图像亮度逐步降低后整个画面的显示质量就会受到影响，此外这种降低并不能完全消除掉残像的问题，只能是部分减弱，随着画面静止时间的增加，图像的残像问题依然得不到解决。

3、做静态画面的移动处理：当画面进入到静止画面后，通过检查电路来判断，然后令整个画面以1-2个像素的距离向上、下、左、右等多方向无序移动，通过这种移动来使整个画面“动”起来以解决画面残像问题。这种方案主要的弊病在于：画面的移动是人视觉可察觉的，对显示质量有所降低。此外，大部分图像是块状的，移动1-2个像素并不能够将全部单元能够均匀的发光，而移动的像素过多，人眼无法接受。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提升AC-PDP图像显示质量的方法，解决图像的残像问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

先对模组显示的图像进行静态和动态图像检测过程，通过对比前后两帧图像的平均图像电平APL检测图像是否静止，当这两帧图像APL差值小于阈值M时，图像判定为静止，静止时间T＝T+1，此时再利用静止时间T与实验测量得到的作用时间阈值T0比较，来判别该图像是否会产生残像，当T＞T0时，判定该图像会产生残像，此时就进入静态图像的残像处理模块，同样的当静态图像进入到动态变化的过程中，则进入到动态图像残像处理模块，利用静态图像的第一、二子场数据取反叠加到当前图像的一、二子场，从视觉上减轻显示残像对画面质量的视觉影响，同时检测程序恢复到初始状态继续对后续画面进行检测。

在静态图像残像处理过程中采用选取不同的复位驱动波形的方法解决残像问题，复位期采用的二段斜率变化是依靠APL统计值来选择实现的，以保证暗场亮度更低，同时残像更小。

在静态图像残像处理过程中采用选取不同的维持脉冲驱动波形来解决残像问题，其特征在于X电极和Y电极的驱动波形采用交错方式来实现，这种交错的时间长度ΔT时间是随着APL统计值变化来选择实现的，以保证维持放电效率最高，同时残像最小。

在图像产生残像进入到动态显示过程中，对静态画面可能存在的残像进行第一、第二子场的图像反转叠加处理以解决静态图像引起的残像影响动态画面的显示。此种处理方式可能进行一次补偿，也可以根据图像残像的严重程度进行多次补偿。

本发明采用图像画面检测的方式，将显示图像分成静态图像和动态图像两种情况，在静态图像的时候调用可减少残像的驱动波形来减轻图像静止时的残像问题，在动态图像的时候使用图像弥补的方式来减少动态图像的残像问题，最终达到提升AC-PDP图像显示质量的目的。

附图说明

图1是残像检测流程；

图2是驱动波形的一个子场构成；

图3是普通复位波形设计；

图4是防止MgO损伤性复位波形设计；

图5是普通维持波形设计；

图6是防止荧光粉损伤性维持脉冲波形设计；

图7是动态图像残像弥补算法说明；

图8是一个具体的处理实例。

下面结合附图对本发明的内容作进一步详细说明。

具体实施方式

静态图像残像处理模块主要是根据复位、寻址和维持过程来设计新的复位波形并且减少维持过程对A电极和荧光粉的损伤来降低和消弱残像的产生。而动态图像残像处理模块主要是采用产生残像的原始图像的低灰阶图像取反叠加在当前图像上的方式来减少残像对视觉产生的影响。

整个处理过程如图1所示：

1、通过平均图像电平(APL)来实现对图像的动静检测，算出一帧图像APL值，设定一个阈值M后，将第一帧图像的APL值X1和第二帧图像的APL值X2进行比较，当|X1-X2|＜M时，认为图像基本上是静态的，静止时间T增加1，当|X1-X2|＞M时，认为图形是动态变化的，静止时间T清零；

2、当图像静止时间T＜T0且|X1-X2|＞M时，静态图像标志位S＝0，残像产生标志位IS＝0，表示图像一直是动态的，没有产生任何图像残像，因此对此图像不做任何特殊的图像处理；

3、当图像静止时间T＞T0且|X1-X2|＜M，静态图像标志位S＝1，残像产生标志位IS＝1，表示该图像虽然没有运动，但残像已经产生，因此需要对此静止图像进行控制，整个控制电路切入到静态图像残像处理模块。这时候将调用新的静态图像驱动方法解决图像的静态残像问题，如果时间T＜T0且|X1-X2|＜M，静态图像标志位S＝1，残像产生标志位IS＝0，则判断图像虽然静止但还没有产生残像问题，因此不做处理。

4、当残像产生标志位IS＝1时，再次检测到|X1-X2|＞M，则设置静态图像标志位S＝0，表示图像在前面处理中已经产生了残像，前帧静态图像对当前帧已经变化了的图像会产生残像影响，控制电路进入到动态图像残像处理模块，这时采用低灰阶图像补偿的方式来从视觉上消除残像对图像的影响。当模块处理完成，静态图像标志位S＝0，残像产生标志位IS＝0，整个控制程序进入到正常动态图像处理模块中；

以上流程为对残像处理的整个控制处理流程。在处理流程中静态图像处理和动态图像处理的模块需要分别处理。

静态图像处理模块的工作如下：

在静态图像处理中主要采用的方式是对驱动波形的调整，如图2所示为一个标准子场驱动波形构成，其主要分成三个部分：复位期、寻址期以及维持期三个阶段，在图2中①为复位阶段的驱动波形，其主要的作用是通过对前一子场维持放电的单元进行擦除，这种擦除将会增加MgO的活性，导致其表面活性和二次电子发射效率的变化，这种变化将会直接对暗场图像的显示效果产生影响。在图2中②为维持期的驱动波形，维持期的电极X和电极Y之间放电过程中，由于A电极保持零电平，放电会增加放电单元的单元温度，引起荧光粉的发光效率衰减。因此，在静态图像处理中主要是要解决复位期和维持期驱动波形的影响以减少残像的产生。

图3为普通复位的驱动波形，这种复位波形对暗场亮度影响比较大，一般来说，采用普通的复位驱动波形会在③的位置上产生擦除暗放电，其暗场亮度大约在0.4cd/m2，这种发光亮度表明在暗场情况下，即使单元没有显示操作，暗电流的数值也比较大，因此放电单元和未参与放电的显示单元的壁电荷积累差异较大，因此会引起比较强的残像效应。为了解决此种残像问题，特引入新的驱动波形，如图4中④、⑤两段所示，此段波形和波形③的最大区别在于其波形为双斜率波形，第一段斜率和第二段斜率将会随着静态图像APL值的不同而选择不同的斜率，一般来说④的斜率要低于③，而波形⑤的斜率要高于波形③。采用这种波形可以有效的将暗场亮度降低20％-25％左右，因此也就可以有效的减少放电单元和没有放电单元的差异，从而减少暗画面的残像产生。但这种波形使用后，在同等条件下会减小寻址电压的余度，整套方案设计中仅在检测到静态画面并切入到静态图像处理模块的时候才会使用。

图5为普通的维持驱动波形，其波形主要有Y电极上的波形⑥以及X电极上的波形⑦组成。当Y电极电压开始上升的时候，X电极上保持零电压，Y上升到一定电压后会产生X/Y电极上的放电，这个电压就被称为维持电压，当Y保持维持电压一定时候后开始电压开始下降直至零电压。此后X电极上的电压开始上升，上升到维持电压并保持一定时间后逐步下降，在此过程中Y电极上的电压保持不变，直至X电极上的电压降至零电平。这样一个过程就是一个维持周期，而整个维持期就是由若干的维持周期过程组成。这种驱动波形在静态图像显示的时候，其工作效率不高，因此大量的能量被损耗，造成放电单元温升比较快。为了解决此问题，引入交错的驱动波形如图6所示，其中波形⑧部分为X电极的上升部分，其的上升点不再选择为Y电极的电压为零电压的点而是选择Y电极电压下降过程中，即X波形⑧部分和Y电极的波形⑨部分的电压变化过程有一段时间是重叠的。这种重叠的时间ΔT时间不是一个固定时间而是随着图像子场APL变化进行调整的时间值。通过这种方式可以根据放电单元的多少来动态调整静态图像的X/Y电极电压交错时间，从而达到放电单元工作效率最高，放电对A电极的影响最小，实现亮画面残像的有效降低。

动态画面处理模块工作如下：

在动态画面处理过程中，因为放电单元和未放电单元的变化不能很好的预测，因此单从驱动波形上实现图像的调节不能够很好的解决残像问题，同时因为驱动波形的变化也会引起驱动电压的余度发生变化，所以调整主要使用画面补偿技术，不再调整驱动波形。具体算法如图7所示。AC-PDP的控制电路中在外部存储器中一般存储两帧图像，当FRAME1开始输出到A电极数据的时候，FRAME2从接口电路写入视频数据。当进入到动态图像残像处理模块时，FRAME1中静态图像的存储的第一子场和第二子场数据做反转处理后叠加在FRAME2的第一子场和第二子场数据上，通过这种叠加来减轻或者部分消除图像残像。

设计一套完整的控制算法，整个算法分成残像检测系统和残像处理系统。在残像检测系统中主要是判断残像是否产生，其判断依据是图像是静态还是动态的，如果图像静止时间超过一定的时间长度就认为其产生了残像问题，切入到静态残像处理模块；如果是动态图像就判断其开始动作以前是否有残像。如果没有就使用正常的图像处理算法，如果在开始动作之前就已经有了残像，则切入到动态图像的残像处理模块。

具体实施例如图8所示，一个字符显示的原始图像在静止一定时间后就开始在MgO层和荧光粉层产生变化，如果不做处理，这种变化就会加剧，导致残像发生。根据图1的残像检测流程，这时候图像的静止图像标志位S＝1，残像产生标志位IS＝1，整个算法切入到静态图像残像处理模块。

进入静态图像残像处理模块后，程序根据对图像APL值统计的结果，认为该图像的APL值为232，因此调用图4所示的复位波形来解决MgO的激活问题，根据图像APL统计结果232调用时选择的斜率④为0.75V/us，选择斜率⑤为1.8V/us，整个上升斜率的总时间保持不变。同时调用图6所示的维持脉冲波形来解决荧光粉高温亮度衰减问题。选择每个维持周期的交错时间ΔT为210ns。通过这种根据APL调用的驱动波形来消弱静态图像的残像问题。

当原始图像从静态的字符显示转变成全白场时，全白场APL统计结果255和原始图像APL统计结果的差为23，大于预先设置的阈值20，因此判断图像从静态有个变化过程，此时的静止图像标志位S＝0，残像产生标志位IS＝1，整个控制算法切入到动态图像残像处理模块中。其主要的处理方式为将前一帧字符图像已经产生了残像的图像的第一、二子场数据直接取反后跌加在第二帧白场图像，以达到白场图像上不再残存字符图像的目的。

当此处理过程完成后，静止图像标志位S＝0，残像产生标志位IS＝0，整个控制单元恢复到初始状态中继续对现在的白场图像进行检测和处理。

Claims (4)

1.一种提升AC-PDP图像显示质量的方法，其特征在于，先对模组显示的图像进行静态和动态图像检测过程，通过对比前后两帧图像的平均图像电平APL检测图像是否静止，当这两帧图像APL差值小于阈值M时，图像判定为静止，静止时间T＝T+1，此时再利用静止时间T与实验测量得到的作用时间阈值T0比较，来判别该图像是否会产生残像，当T＞T0时，判定该图像会产生残像，此时就进入静态图像的残像处理模块，同样的当静态图像进入到动态变化的过程中，则进入到动态图像残像处理模块，利用静态图像的第一、二子场数据取反叠加到当前图像的一、二子场，从视觉上减轻显示残像对画面质量的视觉影响，同时检测程序恢复到初始状态继续对后续画面进行检测。

2.根据权利要求1所述的一种AC-PDP图像提升的处理方法，其特征在于，在静态图像残像处理过程中采用选取不同的复位驱动波形的方法解决残像问题，复位期采用的二段斜率变化是依靠APL统计值来选择实现的，以保证暗场亮度更低，同时残像更小。

3.根据权利要求1所述的一种AC-PDP图像提升的处理方法，其特征在于，在静态图像残像处理过程中采用选取不同的维持脉冲驱动波形来解决残像问题，其特征在于X电极和Y电极的驱动波形采用交错方式来实现，这种交错的时间长度ΔT时间是随着APL统计值变化来选择实现的，以保证维持放电效率最高，同时残像最小。

4.根据权利要求1所述的一种AC-PDP图像提升的处理方法，其特征在于，在图像产生残像进入到动态显示过程中，对静态画面可能存在的残像进行第一、第二子场的图像反转叠加处理以解决静态图像引起的残像影响动态画面的显示。此种处理方式可能进行一次补偿，也可以根据图像残像的严重程度进行多次补偿。

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