CN1150583C - 使用脉冲数均衡法减小数字式显示器的运动象素失真 - Google Patents

Abstract

一种数字式显示装置，使用码字的一个最小运动象素失真(MPD)集以减小在数字式显示装置(PDP)上观察到的视觉假象。数字式显示装置包括一个最小MPD映射过程。数字式显示装置控制器使用扫描驱动器和数据驱动器向数字式显示装置逐行地提供显示数据。一旦把显示数据装入PDP以得到图象，数字式显示装置控制器就启动持续脉冲驱动器以用由码字编码的指定的持续脉冲串使寻址的单元发光。

Description

使用脉冲数均衡法减小数字式 显示器的运动象素失真

技术领域

本发明涉及利用脉冲数(或脉冲宽度)调制技术以数字形式表示任何灰度或彩色图象的任何数字式显示装置，例如等离子体显示板和基于DMD的数字式光投影仪的情况；更加确切地说，本发明涉及分别确定和施加均衡脉冲的方法和设备，所说均衡脉冲加到表示上述显示装置的某个灰度强度的一个当前脉冲值上，或者从所说当前脉冲值减去所说均衡脉冲。

背景技术

等离子体显示板一般使用脉冲数调制的二进制编码的光发射周期(放电周期)方案来显示具有某种灰度深度的数字图象。对于一个典型的8位板(8位系统)，对于红、绿、和蓝基色信号中的每一个，都有2⁸＝256个可能的强度或灰度级。为了在屏幕上把每个数据位都转换成准确的光强度值，要把一个电视帧周期分割成8个子场周期，这8个子场周期对应于一个二进制编码的象素强度的位0至位7。板中一个单元的每个放电周期的发光脉冲(持续脉冲)的数目对于子场1至8分别从1、2、4、8、16、32、64、到128地发生变化。虽然这个二进制编码方案足以显示静止图象，但当图象内的目标运动时，或者当观察者的眼睛相对于目标运动时，就可能在图象中出现烦人的假轮廓(轮廓假象)。这种现象被称为运动象素失真(MPD)。

为了解决这个问题，某些系统采用了利用均衡脉冲的MPD校正。在这种情况下，检测可能引起轮廓假象的子场之间的转换，并且在转换发生前加上或减除一个光发射脉冲。至今，这些系统只识别出几个用于均衡的转换，并且根据经验确定出要附加的特定均衡脉冲。此外，需要复杂的、昂贵的运动估算器来实现基于运动的均衡。其它的一些系统可能使用经过修改的二进制编码的光发射方法来驱散轮廓假象。通过增加子场数，例如在一个8位板中从8个增加到10个，该方法重新分配两个最大的光发射块的长度，使之成为具有相等长度的四个块(例如，64+128＝48+48+48+48)。为了保持和传统系统中使用的相同的脉冲总数，在这四个重新形成的块中的每一个块里包括的持续脉冲数都是48。在此修改的系统中可能出现的轮廓假象通过该图象被驱散。其结果是一个更加均匀的瞬时发射，这一瞬时发射是通过随机选择对于一个指定的象素值具有相同脉冲数的许多选择之一而实现的。然而，当在每个象素电平进行随机化时，轮廓假象可转换成波纹状的噪声，这在某些情况下对于观察者来说，烦恼可能略少一点。这种形式的系统只是把轮廓假象驱散开，并没有努力使它们减至最小。此外，因为对于假象补偿保留了子场，所以相对于使用10个子场的并且没有重新分配误差的显示装置，降低了可能产生的图象的彩色分辨率。

发明内容

本发明涉及的方法用于确定把均衡脉冲附加到待在等离子体显示装置中显示的脉冲数调制的(PNM)数据上的时间，从而可减小运动象素失真(MPD)。该方法客观地分析每个可能的转换，以确定最终的MPD的可能大小。该方法然后有选择地附加均衡脉冲，并且客观地分析均衡后的代码的MPD。对于每个可能的转换，该方法记录产生最小MPD的均衡的PNM代码。操作中，显示系统监视来自相邻帧的相应象素值，并且代之以适当的均衡的PNM代码，从而减小了由自一帧至下一帧图象的转换产生的MPD。

本发明涉及一种用于减小运动象素失真的方法，包括如下步骤：a)确定第一和第二N位码值，所说N位码值确定了在相应的灰度电平X、Y之间的一个转换；

b)在脉冲数调制码中选择y_eq的一个当前值，其中y_eq表示具有一个等于y±eq的灰度电平的均衡码值，而eq是一个表示一个或多个正或负均衡脉冲的当前均衡值；

c)在从第一N位码值到y_eq当前值且然后到第二N位码值的一个转换中，根据如下公式(5)和(6)通过对包括一与第一N位码值、y_eq当前值、第二N位码值的码值相对应的持续脉冲在内的持续脉冲的第一运动平均值进行积分，确定运动象素失真误差的当前目标度量值：

x→y_eq→y                             (5)

$e=\frac{1}{2T}\sqrt{\underset{2T}{\∫}\min \{e_1{(t,y_{\mathrm{eq}})}^2,e_2{(t,y_{\mathrm{eq}})}^2\}\mathrm{dt}}---\left(6\right)$

其中：

x表示上述第一码值；

y表示上述第二码值；

T是一个电视场周期，

e₁(t，y_eq)＝|r(t，y_eq)-x|

e₂(t，y_eq)＝|r(t，y_eq)-y|

$r(t,y_{\mathrm{eq}})=\underset{t}{\overset{t+2T}{\∫}}i(u,x,y_{\mathrm{eq}},y)\mathrm{du},$

                              并且，

$r\left({t,y}_{\mathrm{eq}}\right)=\stackrel{t+2T}{\∫}i(u,x,y_{\mathrm{eq}},y)\mathrm{du}$

                              代表从所述第一N位码值到y_eq、再到第

二N位码值的转换的视网膜响应的一模型；

d)在脉冲数调制码中，选择不同于当前y_eq值的下一个y_eq值；

e)在从第一N位码值到所述下一个y_eq值且然后到第二N位码值的一个转换中，根据上述公式(5)和(6)通过对包括一与第一N位码值、所述下一个y_eq值、第二N位码值的码值相对应的持续脉冲在内的持续脉冲的第二运动平均值进行积分，确定运动象素失真误差的下一个目标度量值；

f)比较运动象素失真的当前目标度量值和运动象素失真的下一个目标度量值，以确定y_eq的当前值和下一个值中的哪一个具有较小的运动象素失真度量值，并且分配具有较小的运动象素失真度量值的y_eq确定值作为一个优选的均衡码值；

g)把优选的均衡码值分配给一均衡代码集，因而当检测到第一N位码值和第二N位码值之间的转换时，优选的均衡码值替换第二N位码值。

本发明还公开一种用于确定具有最佳的运动象素失真性能的一个N位脉冲数调制码的方法，包括如下步骤：

a)对于N位的脉冲数调制码选择一个持续脉冲分配；

b)在脉冲数调制码中，对于每对码值x和y：

b1)对于在码值x和y之间的一个转换，确定运动象素失真误差的一个度量值；

b2)比较确定的运动象素失真误差度量值和一阈值；

b3)如果运动象素失真误差的度量值大于阈值，则确定一个码值y_eq，该y_eq＝y±eq，其中eq是一个表示一个或多个正或负均衡脉冲的均衡值，从而使对于从x到y_eq再到y的一个转换的运动象素失真误差的度量值最小，否则忽略该运动象素失真误差，其中运动象素失真误差的度量值由如下公式(6)所确定：

$e=\frac{1}{2T}\sqrt{\underset{2T}{\∫}\min \{e_1{(t,y_{\mathrm{eq}})}^2,e_2{(t,y_{\mathrm{eq}})}^2\}\mathrm{dt}}---\left(6\right)$

其中：

T是一个电视场周期，

e₁(t，y_eq)＝|r(t，y_eq)-x|

e₂(t，y_eq)＝|r(t，y_eq)-y|

$r(t,y_{\mathrm{eq}})=\underset{t}{\overset{t+2T}{\∫}}i(u,x,y_{\mathrm{eq}},y)\mathrm{du},$

                                       并且，

$r\left({t,y}_{\mathrm{eq}}\right)=\underset{t}{\overset{t+2T}{\∫}}i(u,x,y_{\mathrm{eq}},y)\mathrm{du}$

                                       代表从所述x到y_eq、再到y的转换

的视网膜响应的一模型；以及

b4)记录y_eq作为x和y之间的转换的一个均衡代码值，并且记录运动象素失真误差的最小度量值，它与x和y之间的转换相关联；

c)对于多个持续脉冲分配，重复步骤a)和b)；以及

d)对于多个持续脉冲分配中的每一个，比较所记录的运动象素失真误差的最小度量值以确定哪一个运动象素失真误差的度量值最小，并且分配对应于最小运动象素失真误差的度量值的N位脉冲数调制码作为具有最佳运动象素失真性能的N位脉冲数调制码。

附图描述

从以下结合附图的详细描述，本发明的这些特征和其它特征以及优点都将变得清楚明白，其中：

图1是在本发明的一个实施例中使用的、经过简化的8位等离子体显示装置的高级方块图；

图2A(现有技术)是等离子体显示装置的一个单元的侧视平面图，它表示在本发明的一个示例性实施例中使用的一个三电极表面放电交流PDP的单元安排；

图2B(现有技术)是一个等离子体显示器的部分顶视平面图，它表示如图2A所示的单元的一个H×V矩阵；

图3(现有技术)是表示现有技术中公知的使用二进制码字实现256个强度级的常规PDP驱动方法的时序的时序图；

图4A的一图象中转换的时序图，用于描述运动象素失真；

图4B是图4A所示的转换的视在强度的曲线图；

图5A是一图象中一次转换的时序图，用于描述测量—转换导致的MPD误差的一种方法；

图5B是图5A所示的转换的视在强度的曲线图，包括所测得的MPD误差的指示值；

图6是按本发明的方法的流程图；

图7是使用图6所示方法开发的、利用均衡的MPD代码的象素值转换存储器的一个方块图。

具体实施方式

以等离子体显示器作为示例性实施例来描述本发明。但本发明的应用和数字显示装置的具体类型无关，条件只是使用脉冲数调制或脉冲宽度调制技术以数字形式表示任何灰度或彩色图象。

图1是本发明的一个实施例使用的等离子体显示装置的简化方块图。如图1所示，等离子体显示装置包括：强度映射处理器102、等离子体显示控制器104、帧存储器106、时钟及同步发生器108、和等离子体显示单元110。

强度映射处理器102逐象素地接收视频图象帧的数字视频输入。图象帧可以是逐行格式或隔行格式。为了简单起见，假定在下面的内容中是逐行格式。因此，可互换地使用术语帧和场。对于彩色图象，每个象素的视频输入数据可包括一个红色强度值、一个绿色强度值、和一个蓝色强度值。为简单起见，下面的讨论假定：只使用一个灰度强度值。强度映射处理器102例如包括一个查找表，或映射表，它把象素强度值转换为一组强度级之一。通过一个二进制码字来确定该组强度级中的每个。在本发明的示例性实施例中，红、绿、和蓝象素值中的每一个都是一个8位的二进制值。按照本发明的方法客观地分析了从一帧到下一帧的8位象素值之间的转换，并且在再现象素值时有选择地加或减一些位，以加或减持续脉冲。增加或减去一些位以使转换的MPD的目标度量值最小。为了使用由这种方法确定的转换码，强度映射处理器102包括一个帧延迟元件，它向强度映射处理器102提供来自前一帧的象元值以及该象元的当前值。处理器102识别自均衡获益的转换并改变了当前象元值，以增加或减少由上述方法确定的均衡脉冲。

强度映射处理器102还可以包括一个反向伽马校正子处理器，它把在源处对信号进行的伽马校正反向。这个伽马校正对在阴极射线管(CRT)上再现图象中的非线性进行调整。示例性的等离子体显示装置不需要伽马校正。因此，反向伽马校正电路把在信号源施加的伽马校正算法反向。

帧存储器106存储由等离子体显示控制器104确定的用于一个帧的一个扫描行的每个象素的，采用均衡的PNM格式的，是强度级的显示数据以及用于等离子体显示单元110的一个相应地址。

等离子体显示单元110进一步还包括一个等离子体显示板(PDP)130、一个寻址/数据电极驱动器132、扫描行驱动器134、和持续脉冲驱动器136。PDP130是使用显示单元的一个矩阵形成的显示屏幕，每个单元对应一个待显示的象素值。在图2A和2B中更详细地表示PDP130。图2A表示一个三电极表面放电交流PDP130的配置。图2B表示由H×X个单元形成的矩阵，其中H是矩阵的一个行的单元数，V是矩阵的一个列的单元数。

如图2A所示，在前玻璃基片1和后玻璃基片2之间形成PDP130中的每个单元。该单元包括一个寻址电极3、一个单元间阻挡壁4、和淀积在壁之间的荧光材料5。通过在X电极7、寻址电极4、和Y电极8之间建立并维持的电位使PDP单元发光。X电极和Y电极由电介质层6覆盖。通过在导址电极和Y电极8之间的导址放电，在单元中实现光发射。逐行扫描Y电极，同时寻址电极把一个电位加到该行上要发光的那些单元上。在Y电极和寻址电极之间的电位差引起一放电，该放电在单元的阻挡壁上建立一个电荷。通过在X和Y电极之间施加持续脉冲(也称之为持续放电或维持放电)来维持带电单元的光发射。持续脉冲加到显示器中的所有单元上，但只在有一个已建立的壁电荷的那些单元才发光放电。

寻址/数据电极驱动器132(如图1所示)从帧存储器106接收扫描图象的每一行的显示数据。如图所示，示例性的实施例包括寻址/数据电极驱动器132，驱动器132还可包括分开的显示数据驱动器150，用于显示器的上部和下部。通过允许寻址/数据电极驱动器132分开处理显示器的上、下部分，可以减少检索和装入数据的时间。然而，本发明不限于此，也可以使用单个的寻址/数据电极驱动器132，序列地接收整个显示器的数据。显示数据包括对应于待显示的每个象素的每个单元地址、和相应的强度级码字(由强度映射处理器102确定)。

扫描行驱动器134响应来自等离子体显示控制器104的控制信号序列地选择对应于待显示的图象的扫描行的每行单元。扫描行驱动器134与寻址/数据电极驱动器132一起操作，擦除来自每个单元的壁电荷，然后有选择地在要发光的每个单元上建立壁电荷。对于子场周期的寻址间隔期间的一个子场持续间隔。每个单元或者导通，或者截止。通过在使单元发光的任何场间隔中的时间量(持续脉冲数)来确定单元的相对亮度。

持续脉冲驱动器136提供持续脉冲串，以维持对应于所选显示数据值的放电。如先前所示，PDP的X电极结合在一起。持续脉冲驱动器136对于所有扫描行的所有单元施加持续脉冲一个时间周期(维持放电周期)；然而，只有具有壁电荷的那些单元才能经受维持放电。

等离子体显示控制器104进一步还包括显示数据控制器120、板驱动器控制器122、主处理器126、和任选场/帧内插处理器124。等离子体显示控制器104对于等离子体显示单元的元件提供总体控制功能。

主处理器126是一个通用控制器，它管理等离子体显示控制器104的各种输入/输出功能、计算对应于接收到的象素地址的单元地址、接收每个接收的象素的映射的强度级、并且在帧存储器106存储这些值用于当前帧。主处理器126还可与任选场/帧内插处理器124相面接，以把存储的场转换成用于显示的单个帧。

显示数据控制器120从帧存储器106接收存储的显示数据，并且响应于来自时钟和同步发生器108的一个驱动定时时钟信号把用于一个扫描行的显示数据传送到寻址/数据电极驱动器132。

板驱动器控制器122确定选择每个扫描行的时序，并且与显示数据控制器传送用于扫描行的显示数据到寻址/数据电极驱动器132一致，向扫描行驱动器134提供定时数据。一旦传送了显示数据，板驱动器控制器122就启动用于每个扫描行的Y电极的信号以使该单元准备好维持放电。

为了便于理解本发明的方法，现在说明在现有技术中公知的代表象素的强度级的二进制码字的使用方法。

图3表示一个常规的PDP驱动方法的时序，该方法使用二进制码实现256个强度级，这在现有技术中是公知的。单元地址和二进制码字值是作为显示数据存储在存储器中，并从这里检索。在图3中，把一个图象帧分成8个子场SF1至SF8。板中一个单元的每个维持放电周期的持续脉冲数，对于子场1至8来说，分别在1、2、4、8、16、32、64、和128之间变化。每个子场都有该象素码字的一个相应的确定的位0至位7。把每个子场分成一个固定长度的寻址间隔AD(具有一个行顺序选择子间隔、一个擦除子间隔、和一个写子间隔)和一个维持放电的周期MD1至MD8，在此放电周期内把持续脉冲加到该单元以便发光。对于这个方案，对于每个放电周期而言，持续脉冲数T_SUS(SFi)，i＝1-8，之比为1∶2∶4∶8∶16∶32∶64∶128。

为了显示一个图象，要由强度映射处理器102来确定基于逐行方式的图象中每个象素的所需强度级。等离子体显示控制器104把象素地址转换成单元地址，并且把强度级转换为二进制码字值。如先前所述，二进制码字值是一个8位的值，在8位值中每个位的位置在8个子场中的一个相应子场期间允许发光或禁止发光。

于场寻址操作从一个擦除放电操作开始，在此操作中擦除该行中所有单元上的壁电荷。然后选择该行中的每个单元，此便根据在其相应强度值中的在相应子场期间控制发光的那一位的值来接收壁电荷。一旦已经寻址了该图象中的所有单元，并且对于一个特定的子场周期已经建立了适当的壁电荷，就要施加用于该子场的持续脉冲，并且点亮具有壁电荷的单元。

上述二进制编码方法仅在亮度变化迅速、并且亮度变化由观察者的眼睛综合成一个平均亮度变化时才是有效的。然而，至少对于某些转换，人的眼睛不能完全综合亮度的变化，会出现令人烦恼的虚假轮廓。这些虚假轮廓在运动图象中出现，并且当观察者扫描过图象时在某些静止图象中出现。这种现象称之为运动象素失真(MPD)。若使用上述的亮度映射方法，则对于例如一个象素从127至128的灰度转换，将会引起MPD，这是因为持续脉冲的瞬时分配不均匀造成的。由于人的视觉特性所限，不能把对于一转换的感觉到的强度级维持在127或128的范围，而是要将其减小到一个较低的值。

本发明对于它要处理的转换作出以下的假设。假定，在板中的每个象素的瞬时转换中总是涉及三个电平，即为X-Y-Y转换。如果这一假定变为无效，则结果可能是次最优的。具体而论，本发明试图修改在感兴趣的转换中涉及的第一个Y的值。等同地，改变第一个Y的N位二进制表示，从而使某一位变为零位，反之亦然。

用于改善的MPD误差性能的多位码的均衡

本发明选择了一个持续脉冲时序方案，该方案通过有选择地插入或删除来自第二个N位码值的选择位来分配由自第一个N位码值至第二个N位码值的转换所产生的亮度电平。

该方法的第一步是确定一个模型，用于在视网膜感觉到的强度级r(t)，从而可以找到一个测量MPD的实际方法。在方程(1)中给出了这一近似。

$r\left(t\right)=\underset{t}{\overset{t+T}{\∫}}i\left(u\right)\mathrm{du}---\left(1\right)$

其中：T是一个电视场周期(归一化到1023个时间单位)。要注意，在具有准确子场边界的每个子场上的I(t)的部分和应产生该子场的准确的持续周期。在具有准确的场边界的每个电视场上的i(t)的部分和应与所表示的强度级符合。

作为一个实际模型，在方程(1)中假定了一个简化的、随时间改变的、按指数衰减的矩形脉冲响应。本发明人已经确定，这个模型对于MPD均衡方法能提供足够的准确度。但可预期，还可以使用其它的、更为复杂的视网膜模型。

为计算MPD误差，对于一个指定的转换，期望有一个感觉到的理想强度曲线。虽然这一曲线应该是在两个转换电平之间的一个阶跃函数，但精确确定在两个电平之间的间隔期间转换发生的时间是很困难的。对于这种方法，误差被定义为在每两个电平之间的误差当中的最小值。在数学上，用下述的方程(2)确定在灰度电平X和灰度电平Y之间的转换的MPD均方误差(MSE)^e。

$e=\frac{1}{T}\sqrt{\underset{T}{\∫}\min \{{e_1\left(t\right)}^2,{e_2\left(t\right)}^2\}\mathrm{dt}}----\left(2\right)$

其中：e₁(t)＝|r(t)-X|，e₂(t)＝|r(t)-Y|。

图5A和5B表示使用8位二进制码的在60和150之间的一个转换的最小误差曲线。实线曲线510代表通过方程(1)模型化的感觉到的强度，虚线曲线520代表按照方程(2)的转换的MPD误差(即min(e₁(t)，e₂(t))。

本发明人已经确定了使用MPD MSE的几个优点：第一，没有眼睛运动的假定；第二，把MPD假象的程度转换成MPD MSE，即MSE越大，MPD假象越差；第三，可以使用MPD MSE作为一个目标函数以寻求一个有效的减小MPD方案。

对于一个指定的脉冲数调制(PMM)码，影响MPD程度的一个因素是指定给每一个位的持续脉冲数。对于PNM中的位，持续脉冲的一种特定的分配被称之为SP。一般而言，一个SP被定义为与一个强度值的位有关的脉冲数的一个向量。在方程(3)中给出了用于一个8位的PNM的广义SP。

SP＝〔SP₁，SP₂，SP₃，SP₄，SP₅，SP₆，SP₇，SP₈〕     (3)例如，图3中所示的PNM码可表示为SP＝〔1，2，4，8，16，32，64，128〕。本发明人已经确定，通过选择一个交错的SP可改善等离子体显示装置的MPD特性。例如，SP[16，8，4，2，1，128，64，32]的总MPD特性好于SP[1，2，4，8，16，32，64，128]，或者SP[128，64，32，16，8，4，2，1]。

在该示例性方法中，对于一个特定的SP，按照目标函数来分析对于一个指定的N位码从第一电平到第二电平的每个可能的转换，并且在代表第二电平的值中有选择地置位和复位均衡位以减小目标函数至最小。按本发明的分配均衡脉冲的方法假定：维持第二电平。因而，在从均衡的第二值到不均衡的第二值的转换中，增加的均衡脉冲不应该产生明显的附加MPD。通过以下的表示法(4)表示从前一个象素值X到当前象素值Y再到下一个象素值Y的不均衡转换。

X→Y→Y                                  (4)

均衡过程的目的是识别一个均衡值eq，均衡值eq在附加到当前象素值上时产生目标函数的一个最小值。如果用方程(5)代表均衡过程，则可由方程(6)、(7)(8)和(9)代表目标函数，其中方程(9)代表方程(5)所示转换的视网膜响应。

x→y_eq＝y+eq→y                         (5)

$e=\frac{1}{2T}\sqrt{\underset{2T}{\∫}\min \{e_1{(t,y_{\mathrm{eq}})}^2,e_2{(t,y_{\mathrm{eq}})}^2\}\mathrm{dt}}---\left(6\right)$

其中：

e₁(t，y_eq)＝|r(t，y_eq)-x|               (7)

e₂(t，y_eq)＝|r(t，y_eq)-y|and             (8)

以及

$r(t,y_{\mathrm{eq}})=\underset{t}{\overset{t+2T}{\∫}}i(u,x,y_{\mathrm{eq}},y)\mathrm{du}---\left(9\right)$

如果略去从0到1的转换，则对于一个8位编码系统yeq最多可能有255个值。开发用于代码集的均衡映射的一个可能的方法是穷举地分析所有可能的转换。这就要分析255²＝65,025个转换。

图6是按本发明的一个代码均衡过程的流程图。该流程图代表这个过程的内部循环。外部循环则通过码中65,025个可能的转换中的每一个而逐步进行，并在转换X前把码分配给象素值，而且在转换y后把码分配给象素值。在均衡过程中的第一步，即步骤610，接收x和y的值，并且给循环变量n指定一个0值。在步骤612，指定y_eq为变量n的当前值。在步骤614，该过程对该象素计算I(t，x，yeq，y)的值。如以上所述，函数i(t，x，y_eq，y)确定了从x到y_eq再到y的一转换的视网膜响应。在本发明的示例性实施例中使用的视网膜响应被模型化成为在不连续的时间间隔期间的一个运动的平均值。对于每个场周期，确定1024个正规的时间单位。一个脉冲产生后立即开始逐渐衰减，并且到发生下一个后继脉冲时该脉冲复位到全值。在图4B中表示出这个函数一个示例性的衰减过程。

在下一步骤616，按照方程(9)在从X到y_eq再到y的该转换的两个场周期期间上对函数i(u，x，y_eq，y)进行积分。在步骤618，按照方程(7)和(8)，对值x和y的y_eq的当前值确定模型化的MPD误差函数。在步骤620，确定并存储y_eq的当前值的MSE MPD值。在步骤622，循环变量n加1；在步骤624，如果n不大于255，则控制返回到步骤612，确定下一个y_eq值的MSE MPD。但如果在步骤624，n大于625，则控制转到步骤626，确定对应于最小MSE MPD的y_eq值。在步骤626存储这个值，以用于均衡PNM的码从X到Y的转换。此外，在步骤626，存储这一转换的MSE MPD的最小值。如下面将要描述的，可以使用这个值估算不同SP的性能。

虽然图6所示的过程是作为一个外部循环的内部循环描述的，它穷尽地试验了PNM码中的每个可能的转换，但也期望可按其它方式使用该过程。例如，外部循环可以按照上述方程(2)计算从象素值X到象素值y的转换的误差，并且将这个误差和一个阈值比较。在此可替换的实施例中，只在误差超过了该阈值时才会调用图6所示的过程。还可以修改图6所示的过程，以便在过程执行时可确定最小MSE MPD。例如，在步骤620，可以把e(n)的当前计算值与前一个最小值比较，并且如果当前值较小则替换前一个最小值。在此可替换实施例中，还可以存储对应于新的最小值的n值。

还可以使用上述过程以比较不同SP的性能。如以上所述，在对X和Y的最终组合完成了步骤626后，有一个阵列MSE MPD，它包含对于一个指定的持续脉冲分配SP的每个转换的最小MSE MPD。如果改变S并重复该过程，则对于这交错的SP也可以产生一个阵列MSE MPD。然后比较两个SP的MSE MPD，以确定哪个导致较小的MSE MPD。期望这种比较可按照n个不同的标准(例如：最小平均MSE MPD、最大MSEMPD、或中值MSE MPD)估算出各个SP。在一个更完整的估算中，可以计算所有这些因子，并对其加权，从而确定可定义特定PNM码的SP的有效性的一个度量值。

图7是适于用作图1的MPD均衡电路102的电路的方块图。一旦确定了最佳均衡值，就可把在步骤626对每个被分析的转换确定的自变量值存入只读存储器(ROM)710R、710G、和710B，如图7所示。每个ROM710R、710G和710B都包括一个16位的地址端口，用于接收代表来自前一帧的象素值的值x和代表当前象素值的值y，作为单个地址值；并且用于提供存储的自变量值y’，作为均衡的输出值。然后，这些均衡的输出值y’替换当前图象中的象素值y。

如图7所示，把用于红、绿和蓝基色信号的输入象素值加到一个可编程逻辑阵列(PLA)708上，PLA708产生用于帧缓冲器712R、712G和712B的控制信号，并且还把接收的红、绿和蓝象素值加到相应的ROM710R、710G和710B以及相应的帧缓冲器712R、712G和712B这两者上。对帧缓冲器进行控制，以便在它们的输出端口上产生来自于前一帧的在适当位置上对应于当前象素的象素。因此，如果y代表当前图象帧第一行中的第一个象素的红色信号分量，则X即代表前一图象帧的第一行中的第一个象素的红色信号分量。通过连系相应的X和Y象素值，就可产生用于ROM710R、710G和710B的地址值。在相应的寄存器714R、714G和714B中存储ROM710R、710G和710B的均衡输出值y’，以便同步已均衡的红、绿和蓝色信号以作进一步处理。

已经参照使用8位脉冲数调制编码方法的一个等离子体显示板描述了本发明的示例性实施例。然而，本领域的普通技术人员会认识到，本发明还可以推广到其它系统，例如10或12位系统。此外，本发明还可以推广到隔行显示格式。在此推广中，因为在一帧的基础上寻址图象中的各个象素，所以在一帧的基础上计算误差函数。然而，可以期望的是，在视网膜响应模型中还包括这样一些项：它们和隔行视频信号的插入场中包围一个象素的那些象素有关。

此外，除检验作为一个均衡的码值y_eq的每一个可能的PNM码值外，还可期望限制检验的码值，使它们在某个范围之内，例如从X和y加上、减去10个灰度值。最后，虽然本发明是借助于等离子体显示装置描述的，但还期望本发明可用于任何使用脉冲数调制或脉冲宽度调制的显示装置，例如基于数字式微型反光镜装置(DMD)的数字式光投影仪。

虽然这里表示并且描述了本发明的典型实施例，但应该明白，这样一些实施例仅是借助于实例提供的。在不偏离本发明的构思的条件下，本领域的普通技术人员还可进行各种变化、改变和替换。因此期望，所附的权利要求书将覆盖落入本发明的构思和范围内的所有的这些变化。

Claims (6)

1、一种用于减小运动象素失真的方法，包括如下步骤：

a)确定第一和第二N位码值，所说N位码值确定了在相应的灰度电平X、Y之间的一个转换；

b)在脉冲数调制码中选择y_eq的一个当前值，其中y_eq表示具有一个等于y±eq的灰度电平的均衡码值，而eq是一个表示一个或多个正或负均衡脉冲的当前均衡值；

c)在从第一N位码值到y_eq当前值且然后到第二N位码值的一个转换中，根据如下公式(5)和(6)通过对包括一与第一N位码值、y_eq当前值、第二N位码值的码值相对应的持续脉冲在内的持续脉冲的第一运动平均值进行积分，确定运动象素失真误差的当前目标度量值：

x→y_eq→y                            (5)

$e=\frac{1}{2T}\sqrt{\underset{2T}{\∫}\min \{e_1{(t,y_{\mathrm{eq}})}^2,e_2{(t,y_{\mathrm{eq}})}^2\}\mathrm{dt}}---\left(6\right)$

其中：

x表示上述第一码值；

y表示上述第二码值；

T是一个电视场周期，

e₁(t，y_eq)＝|r(t，y_eq)-x|

e₂(t，y_eq)＝|r(t，y_eq)-y|

$r(t,y_{\mathrm{eq}})=\underset{t}{\overset{t+2T}{\∫}}i(u,x,y_{\mathrm{eq}},y)\mathrm{du},$

                                    并且，

$r\left({t,y}_{\mathrm{eq}}\right)=\underset{t}{\overset{t+2T}{\∫}}i(u,x,y_{\mathrm{eq}},y)\mathrm{du}$

                                    代表从所述第一N位码值到y_eq、再到第

二N位码值的转换的视网膜响应的一模型；

d)在脉冲数调制码中，选择不同于当前y_eq值的下一个y_eq值；

e)在从第一N位码值到所述下一个y_eq值且然后到第二N位码值的一个转换中，根据上述公式(5)和(6)通过对包括一与第一N位码值、所述下一个y_eq值、第二N位码值的码值相对应的持续脉冲在内的持续脉冲的第二运动平均值进行积分，确定运动象素失真误差的下一个目标度量值；

f)比较运动象素失真的当前目标度量值和运动象素失真的下一个目标度量值，以确定y_eq的当前值和下一个值中的哪一个具有较小的运动象素失真度量值，并且分配具有较小的运动象素失真度量值的y_eq确定值作为一个优选的均衡码值；

g)把优选的均衡码值分配给一均衡代码集，因而当检测到第一N位码值和第二N位码值之间的转换时，优选的均衡码值替换第二N位码值。

2、如权利要求1的方法，其中：对于脉冲数调制码中多个相应的不同y_eq值，重复步骤d)至g)；并且

步骤f)包括如下步骤：将多个y_eq值中的每个值的运动象素失真的目标度量值与先前确定的最小运动象素失真值进行比较，以确定多个y_eq值的运动象素失真的一个最小的目标度量值，并且分配该对应于运动象素失真的最小目标度量值的均衡码值作为优选的均衡码值。

3、如权利要求2的方法，其中：多个对应的不同的y_eq值包括脉冲数调制码中的所有码值。

4、如权利要求1的方法，其中：对于脉冲数调制码中每一对码值重复步骤a)至g)，以使对于脉冲数调制码中两个值之间的每个可能的转换，该均衡代码集均包括一个优选的均衡码值。

5、如权利要求1的方法，其中：i(t，x，y_eq，y)是一个随时间变化的矩形脉冲响应特性，它代表包括对应于码值x、y_eq、y的持续脉冲在内的持续脉冲的一个运动平均值。

6、用于确定具有最佳的运动象素失真性能的一个N位脉冲数调制码的方法，包括如下步骤：

a)对于N位的脉冲数调制码选择一个持续脉冲分配；

b)在脉冲数调制码中，对于每对码值x和y：

b1)对于在码值x和y之间的一个转换，确定运动象素失真误差的一个度量值；

b2)比较确定的运动象素失真误差度量值和一阈值；

b3)如果运动象素失真误差的度量值大于阈值，则确定一个码值y_eq，该y_eq＝y±eq，其中eq是一个表示一个或多个正或负均衡脉冲的均衡值，从而使对于从x到y_eq再到y的一个转换的运动象素失真误差的度量值最小，否则忽略该运动象素失真误差，其中运动象素失真误差的度量值由如下公式(6)所确定：

其中： $e=\frac{1}{2T}\sqrt{\underset{2T}{\∫}\min \{e_1{(t,y_{\mathrm{eq}})}^2,e_2{(t,y_{\mathrm{eq}})}^2\}\mathrm{dt}}---\left(6\right)$

T是一个电视场周期，

e₁(t，y_eq)＝|r(t，y_eq)-x|

e₂(t，y_eq)＝|r(t，y_eq)-y|

$r(t,y_{\mathrm{eq}})=\underset{t}{\overset{t+2T}{\∫}}i(u,x,y_{\mathrm{eq}},y)\mathrm{du},$

                                      并且，

$r\left({t,y}_{\mathrm{eq}}\right)=\underset{t}{\overset{t+2T}{\∫}}i(u,x,y_{\mathrm{eq}},y)\mathrm{du}$

                                         代表从所述x到y_eq、再到y的转换

的视网膜响应的一模型；以及

b4)记录y_eq作为x和y之间的转换的一个均衡代码值，并且记录运动象素失真误差的最小度量值，它与x和y之间的转换相关联；

c)对于多个持续脉冲分配，重复步骤a)和b)；以及

d)对于多个持续脉冲分配中的每一个，比较所记录的运动象素失真误差的最小度量值以确定哪一个运动象素失真误差的度量值最小，并且分配对应于最小运动象素失真误差的度量值的N位脉冲数调制码作为具有最佳运动象素失真性能的N位脉冲数调制码。

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