CN1273950C - 改善脉冲宽度控制的灰度分辨率的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于改善脉冲宽度控制的图像显示装置的灰度分辨率的方法和装置。其中对于供图像显示用的时间间期划分成相继地加权的子时间间期，在此设有较低的权重的子时间间期和设有较高的权重的子时间间期。如果通过亮度分析识别较暗的图像时不再采用带有较高的权重的子时间间期，而是代之以通过采用附加的带有低权重的子时间间期提高带有权重的子时间间期的数量，其中附加的子时间间期的权重不同于带有低权重的第一时间间期的权重。由此有暗的图像时提高灰度分辨率。

Description

改善脉冲宽度控制的灰度分辨率的方法和装置

本发明涉及改善脉冲宽度控制的灰度分辨率的方法和装置。

这种方法和装置用于等离子体显示器，等离子体显示器在将来会补充或者取代当前高值电视机中还在使用的彩色显像管。与彩色显像管相关联的是从80年代末高值电视机的使用者就已经习惯了以100Hz技术为基础的无闪烁显示。

从Radio Fernsehen ElektronikRFE杂志，1997年第二期，18-20页上公知一种等离子体显示器，由两个带有矩阵布置的电极的玻璃板组成，在其间充有稀有混合气体。在等离子体显示器中不是像阴极射线管那样逐行地显示，而是全图像地显示。在这种情况下，在等离子体显示器上各个像点不能够在任意时间单个地接通和关断，而是在启动通道中对整个的显示进行像点启动。

用多个阶段进行等离子体显示器的控制：编址阶段或者说初始化阶段、保持或者启动阶段和熄灭阶段。

在编址阶段或者说初始化阶段对显示器的所有像元(Zelle)预充电，这些像元应当在后续的保持或者说启动阶段启动。在最后的步骤即熄灭阶段中，把预充电的像元再放电，消除图像信息。

为显示电视图像提供的时间间期被分割成不同长度或不同权重的子时间间期，在其中取决于相应的像点的亮度值选择预定的启动顺序。在供图像显示的时间间期中各个像点相应地一或多次发光，其中对每次发光指定预先给出的时间长度。

这种公知的等离子体显示器，例如：由富士通公司和NEC公司市售的显示器。

由DE A1 198 33 597公知在脉冲宽度控制的图像显示装置中，尤其是在彩色等离子体显示器中降低闪烁的方法和装置。这样的彩色等离子体显示器例如用作显示电视图像。彩色等离子体显示器用脉冲宽度调制器控制，其中为了进行控制把一个电视图像的时长分割成一系列的顺序显示的分图像或者说子间期。为了降低闪烁，尤其是降低50Hz闪烁，规定子间期的序列和/或子间期的启动顺序：使得要显示的图像的闪烁最小。

此外由DE-A1 198 37 307公知取决于运动检测器改变子时间间期的序列。存在运动时把子时间间期的序列选择得使之避免运动伪差(Bewegungsartefakte)。否则就时把子时间间期的序列选择得使之降低50Hz闪烁干扰。

在EP-A-0919 984中说明了用于改善等离子体显示器的灰度分辨率的方法和装置，其中把供给图像显示的时间间期划分为不同权重的子时间间期。在此文中提出依据于是否有较亮的图像来修改子时间间期。

从EP-A-0653 740同样地公知一种等离子体显示器的控制方法，其中把供图像显示的时间间期划分成子时间间期。在该文中还从用不同权重的子时间间期的灰度显示着手。此外，该文中还说明了在等离子体显示器中所公知的图像亮度与显示器的电流消耗之间的关系。

此外与等离子体显示器相关地已经公知，采集要显示的图像的亮度，由采集的亮度值为要显示的图像的每个子时间间期导出一个最高允许的发光时长，并且在采集的亮度值改变时改变每个子时间间期的最高允许的发光时长。这样地进行所述的改变：在采集暗的图像内容或者说低亮度值时把每个子时间间期中的最高允许的发光时长提高同一个时长。与此相反在要显示的图像的亮度采集得出总体上较亮的图像内容时，就把每个于时间间期中的最高允许的发光时长降低一个对所有的子时间间期相同的时长。

这样进行的方式的缺点在于，降低了要显示的图像的对比度，因为在采集要显示图像的较大的亮度时降低了显示较高的图像部分用的时长，而在采集要显示的图像的较小的亮度时淡灰地显示深灰的图像部分，因为由上述效果以恒定的偏移向上提升较暗图像部分，也就是说较长时间地发光。

从这种现有技术着手，本发明的任务是，指出一种在脉冲宽度控制的图像显示装置中如何提高灰度分辨率的方式。

此任务通过具有权利要求1指出的特征的方法及具有权利要求2指出的特征的装置解决。

由在权利要求中说明的亮度采集通过分析图像显示装置的瞬间电流消耗间接地采集要显示图像的亮度，最佳地出显示的情况。

本发明的其它的有利特征从参照附图说明的实施例中得出。在附图中：

图1带有脉冲宽度控制的等离子体显示器的电视接收机的方框图；

图2说明本发明的图表，和

图3另一个说明本发明的图表。

图1示出带有脉冲宽度控制的等离子体显示器的电视接收机的方框图。电视接收机1、2具有电视信号处理部分1和图像处理部分2。电视信号处理部分1有第一输入17，天线装置19的信号输送到该第一输入。该输入17的信号转送到高频和中频处理单元4和音频信号处理单元3。在高频和中频处理单元4的输出有FBAS信号，所述的FBAS信号输送到模/数转换器5。外接的FBAS信号的馈入可以通过第二信号输入20。模/数转换器5的输出信号接着送到所谓的特征盒6。所述的特征盒6进行一定的功能譬如解调FBAS信号、静止图像、变焦距、制式匹配、图像清晰度优化、画中画等。这样产生的图像信号21的数字部分Y、U、V转交到图像处理部分2的数字矩阵单元8。此外特征盒6还起把隔行扫描信号转换成非隔行扫描信号的作用并且起通过行插值法进行所需要的信号对屏幕14的适配作用。这借助于垂直同步和水平同步的同步信号23、24进行。

此外数据矩阵8还有连接端27用于引入通过外接信号输入要引入的VGA信号，所述的VGA信号借助于模/数转换器25转换成数字信号。在数字矩阵单元8的输出有RGB信号22，用该信号控制脉冲宽度调制器10。脉冲宽度调制器10产生地址驱动器11的控制信号26。脉冲宽度调制器10连接存储器9以产生此信号。脉冲宽度调制器10具有子时间间期加权部件，起加权子时间间期的作用，也就是说，用于确定其顺序和时长。地址驱动单元11逐行地控制等离子显示屏14的各列。所属的时间控制借助于时间控制单元13进行，所述的时间控制单元13确定子时间间期的开始和编址及启动阶段的时间。含在时间控制单元中的子时间间期控制装置起这方面的作用。时间控制装置13与水平驱动器12连接。所述的水平驱动器12借助于电源部分7供电在启动阶段时启动。

尽管电视信号处理部分1的工作方式和结构与常规的带有显像管的电视接收机的相当，但是图像处理部分2的结构基本上不相同。其主要的原因首先在于，等离子显示装置14具有输入量与亮度之间的数字关系。从而只存在两个状态：接通和关断。为在此情况下还能够达到不同中间灰度的大量调色，在图1所示的图像处理部分2中采用数字时分复用法显示图像。在此把RGB信号22分割成不同时长的多个子时间间期，也就是说分割成不同权重的子时间间期。

这借助于脉冲宽度调制器10以及控制该脉冲宽度控制器的其它单元譬如时间控制装置13和存储器9进行。由于人眼的惰性在等离子显示装置14上不表现出各个图像的转换，而是表现出依据于平均启动时长的灰度值。如果将子时间间期中的时长加权，就可以用较少的子时间间期产生许多灰度级。通过二进制的加权(1、2、4、8...)可以显示子时间间期的二的指数个的灰度级。为了能够显示尽可能多的灰度级，使用尽可能多的子时间间期是值得的，但是由于受到技术条件的限制而不可能。脉冲宽度调制器10通过取决于其输入信号电平的分配，为每个要显示的图像的像点确定各个子时间间期的顺序和启动。在二进制加权的情况下，所述的分配看来是把最长的时间间期分配给的最高权重的位，次长的时间间期分配给的次高权重的位，依此类推。

根据本发明脉冲宽度调制器10在其对各个子时间间期分配发光时长时考虑由亮度检测器6a检测的关于要显示的图像的亮度内容的信息。下面借助于用于说明本发明的图2的图表说明这是怎样进行的。

在图2的上部供显示图像的时间间期划分成五个相继的二进制加权的子时间间期。第一子时间间期的权重是1，第二子时间间期的权重是2，第三子时间间期的权重是4，第四子时间间期的权重是8，而第五子时间间期的权重是16。所述的第一、第二和第三子时间间期涉及低权重的子时间间期，而第四和第五时间间期涉及高权重的子时间间期。

在此图中在一个图像显示内的子时间间期是总共可提供的时间间期，这从t＝0至t＝t1，在增加权重的意义上相继地安排。然而，如在开始进所述的现有技术公知的那样，还可以另外地选择加权的子时间间期的序列，例如在降低大面积闪烁的意义上。

此外在图2的上部供显示图像的时间间期划分成五个相继的二进制加权的子时间间期。这仅作为图示。在实际中可以选择其它二进制加权的子时间间期数量，例如8个子时间间期。在后一个选择时可以总共显示255个灰度级。

如果借助于亮度检测器6a检测到亮的图像，然后就使用上述的加权方案进行图像显示，其中第一子时间间期用较低的权重，也就是该子时间间期用权重1、2、4，而第二子时间间期用较高的权重，也就是该子时间间期用二进制的权重8和16。

相反，如果借助于亮度检测器6a检测到暗的图像，就使用图2示例地示出的加权方案进行图像显示。其中不再在上述的第二子时间间期用较高的权重进行加权，也就是该子时间间期不再用权重8和16。而是代之以通过采用附加的带有低的加权重的子时间间期提高带有低加权重的子时间间期的数量，其中附加的子时间间期的权重与带有低的加权重的第一子时间间期的权重不同。

从而从图2的下图出发，在此除了带有也存在于图2的上部的权重1、2、4的子时间间期以外，还附加地有带有权重0.5；1；1.5；2；2.5；3；3.5和4的子时间间期。

通过采用这个带有低权的附加的子时间间期改善在显示单元14上的图像的灰度分辨率。这种改善在所有被识别为暗的图像中达到。在此种暗的图像可以不再使用高权重的子时间间期。

在图2的下部是在一个图像显示的子时间间期总共可提供的时间间期，在t＝0至t＝t1之间，在增加权重的意义上相继地安排。然而还可以如在与图2的上部相关联地所述的和从前序部分所述的现有技术那样地，考虑到降低闪烁，也可选择其它加权的子时间间期顺序。

在图2下部把供显示图像的时间间期划分成总共八个不同权重的子时间间期也只是为了形象地表示本发明。实际上，可以选择其它加权的子时间间期数量。

以有利的方式分析MSB(最重要的位)是足够的。如果在一个时间间期内取消MSB的显示，从而就可以在此时间间期内给出其它较小的子段的可能性，也就是带有较小的权重的子段代替带有较大的权重的子段。如果在显示半图像时数量很小，还可能完全地放弃设有MSB的显示像点。但是这会导致亮的区域中显示的失真。同时在暗区域内却对景象显示发生改善，因为对其显示可以采用多个子段并且因此可以显示较好的分辨率。

子时间间期包括多个在其中要启动的于段，用多个等离子体元的放电产生要显示的图像。这样的放电称为基本脉冲(Sustianpuls)。根据本发明减少了基本脉冲的数量。这借助于图3示例地说明。

对于采用安排在特征盒6中的亮度检测器6a得出关于要显示桢的亮度的信息的上述实施例的变通，还可以通过电流消耗检测器得出所需要的亮度信息。这种电流消耗检测器分析图像显示装置的瞬间电流消耗并且向脉冲宽度调制器10提供该所需要的信息。

此外在上述的实施例中只区分有较亮的图像和有较暗的图像。本发明的原理还可以扩展为，区分有较亮的图像、有中等亮度的图像和有较暗的图像并且以此为依据选择不同的加权方案，其特征优选地保存在依据亮度检测器的输出信号编址的存储器中。

本发明的一个有利的扩展在于，预先进行多个相继的图像的亮度分析并且对的亮度信息进行时间筛选。由此达到不以图像的方式在图2所示的两个加权方案之间转换。

Claims (2)

1.用于改善脉冲宽度控制的图像显示装置的灰度分辨率的方法，其中

-将供图像显示用的时间间期划分成相继地加权的子时间间期，其中第一子时间间期设有较低的权重，而第二子时间间期设有较高的权重，并且通过转换成所述子时间间期所属的启动序列产生属于要显示的图像的像点的亮度信号，

-采集要显示的图像的亮度，其中，在识别较暗的图像时不再采用带有较高的权重的第二子时间间期，而是代之以通过采用附加的带有低权重的子时间间期来提高带有低权重的子时间间期的数量，其中附加的子时间间期的权重不同于带有低权重的第一时间间期的权重

-通过分析图像显示装置的瞬间电流消耗采集要显示的图像的亮度。

2.用于改善脉冲宽度控制的图像显示装置的灰度分辨率的装置，具有

-控制装置(9-11)，用于把供图像显示用的时间间期划分成相继地加权的子时间间期，其中，第一子时间间期设有较低的权重，而第二子时间间期设有较高的权重，并且通过转换成所述时间间期所属的启动序列产生属于要显示的图像的像点的亮度信号，

-具有亮度检测器(6a)，用于采集要显示的图像的亮度，

其中，

-设置有控制装置(9-11)，用以在识别较暗的图像时不再采用带有较高的权重的第二子时间间期，而是代之以通过采用附加的带有低权重的子时间间期来提高带有低权重的子时间间期的数量，其中附加的子时间间期的权重不同于带有低权重的第一时间间期的权重，

-所述亮度检测器是电流消耗检测器，用于分析图像显示装置的瞬间电流消耗。

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