CN1300759C - 驱动等离子体显示板以增强灰度和彩色显示的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种驱动PDP(等离子体显示板)的设备和方法。该设备的图像信号处理器执行输入图像信号的gamma校正和误差扩散处理。量化误差补偿器补偿对于从图像信号处理器输出的图像信号的自动功率控制(APC)电平的量化误差。误差扩散器设置从量化误差补偿器输出的图像数据的一部分为显示误差，并把该显示误差扩散到周围像素。存储控制和地址驱动器产生与已经经过误差扩散器的误差扩散的图像数据对应的子场和地址数据，并把该数据加到PDP。APC和保持/扫描脉冲产生器按照APC电平产生子场安排结构，根据所产生的子场安排结构产生控制信号，并把该控制信号加到PDP。

Description

驱动等离子体显示板以增强灰度和彩色显示的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种等离子体显示板。特别是，本发明涉及驱动等离子体显示板以增强灰度和彩色显示的设备和方法。
背景技术
等离子体显示板(PDP)是一种显示设备，其中多个放电元件按矩阵安排，这些放电元件有选择地被照亮以便恢复作为电信号输入的图像数据。
在这样一种PDP中，形成多个扫描电极和保持电极，至少有一对电极彼此平行相对，至少一个地址电极安排在与这些电极的预定距离上并和它们垂直。脉冲电压被加在扫描电极和保持电极的至少一个上，地址电压被加在地址电极上。结果，在地址电极和扫描电极和/或保持电极之间出现放电，从而在这些电极相交处实现能提供电特性变化的地址操作。而且，执行保持操作，其中放电之后保持电压被加在扫描电极和保持电极之间，以使放电仅出现在扫描电极和保持电极之间发生电特性变化的地方。
在这种PDP中，灰度显示必须是可能的，以便显示彩色显示器件的能力。有一种实现其的方法，其中单个场被分成多个子场，子场受分时处理的控制。
PDP的驱动特性是在操作期间大量的功率被消耗掉了。因此，采用自动功率控制(APC)技术，其中根据显示帧的载荷比(或一个ASL(平均信号电平))来控制所消耗的功率量。即，在APC技术中，所消耗的功率被限制在预定值以下，按照输入图像数据的载荷比而改变保持脉冲的数目。
利用APC技术，按照载荷比改变在每个子场上操作的保持脉冲的数目。特别是，根据该载荷比来改变加在1个TV帧中的总保持脉冲数，以使每个子场具有的保持脉冲数与该子场具有的灰度显示权重相对应。因此，在每个子场上操作的保持脉冲数也改变。
在理想情况下，为了实现灰度和保持脉冲数之间的线性关系，保持脉冲数必须是实数。不过，在实际中，保持脉冲数必须是整数，以便实现一个结果，在产生保持脉冲数的时候产生量化误差。
例如，实际的第i个子场的第j个APC电平的保持脉冲数nij可由下面的方程式1获得。
[方程式1]
n ij = w i Σ i = 1 N sf w i N TOTj
其中Wj是第i子场的灰度显示权重，Nsf是子场的数目，NTOTj是第j个APC电平的保持脉冲的总数。
方程式1计算的保持脉冲数nij是任一整数或实数，而实际中使用的保持脉冲数是一个整数。因此，在实际的PDP驱动中，该数nij被四舍五入至最接近的整数以得到数Nij。该四舍五入所导致的量化误差被表示成δNij。对应的关系如下面方程式2所示。
[方程式2]
Nij＝Round(nij)
nij＝Nij+δNij
因此，关于第jAPC电平，指定的保持脉冲总数和实际得到的保持脉冲总数不同，这些数量之间的差被表示为量化误差的总和，如下面方程式3所示。
[方程式3]
N TOTj - Σ i = 1 N sf N ij = Σ i = 1 N sf δ N ij ≠ 0
关于每个APC电平的量化误差率示于图1。从图中清楚看出，屏幕的载荷比越大，在载荷比变化期间量化误差率中的弥散度(spread)越大。
该量化误差使得不同载荷率的子场的灰度显示权重变得稍稍变形。这使得显示灰度的能力下降，以使灰度彩色根据载荷比变化而被畸变。如图2A和2B所示，当以与显示低灰度电平相同的灰度电平转化APC电平的时候，和量化前相比，量化后得彩色被畸变。
当驱动PDP的时候，如果执行作为对于数字图像数据的灰度校正的相反校正的gamma校正，则亮度低的显示图像的灰度被显著地降低，从而损坏了图像质量。为了纠正这个问题，韩国公开专利NO.2002-14766公开了一种技术，其中在gamma校正期间，灰度增加后所显示的灰度的误差分量被扩散到邻近的像素中去。例如，在gamma校正的图像数据输入是8位的时候，通过gamma校正的数据输出被转变为12位数据。随后，12位的较低4位被误差扩散分开，并被扩散到相邻像素，使得能够显示低灰度的8位数据最后被输入PDP。
不过，在这种传统方法中，没有执行对于当应用上述APC技术时产生的量化误差的补偿，并且由于保持脉冲的数目的不精确而引起的误差被扩散到相邻像素中。结果，根据载荷比改变功率消耗的速率缺乏均匀性。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种驱动等离子体显示板的设备和方法，其中应用APC技术时产生的误差得到补偿，并且该所得误差被扩散到相邻像素中，从而改善了灰度和彩色的显示。
本发明的另一个目的是提供一种显示设备，其中，作为应有APC技术时量化误差的结果而出现的按照载荷比的子场权重的畸变被减小，从而灰度的显示变得更自然。
本发明的另一个目的是提供一种显示设备，它把通过量化误差补偿所获得的误差扩散到相邻像素中，实现了灰度和彩色显示的改进。
在一个实施例中，本发明是驱动等离子体显示板的设备和方法，其中当应用APC技术时产生的量化误差被补偿，并且该所得到的误差被扩散到相邻像素中，从而改进了灰度和彩色显示。
在驱动等离子体显示板的设备中，对应于输入图像信号的等离子体显示板上显示的每个场的图像被分成多个不同权重的子场，这些子场的权重值被组合以显示灰度。该设备包括图像信号处理器，执行输入图像信号的gamma校正和误差扩散处理；量化误差补偿器，对于从该图像信号处理器输出的图像数据的自动功率控制(APC)电平进行量化误差补偿，并输出所得的图像数据；误差扩散器，把从该量化误差补偿器输出的图像数据的一部分设置成显示误差并把该显示误差扩散到周围像素；存储控制和地址驱动器，产生与经受误差扩散器的误差扩散的图像数据对应的子场数据和地址数据，并把该子场数据和地址数据加到该等离子体显示板；APC和保持/扫描脉冲产生器，按照从该图像信号处理器输出的图像数据的APC电平产生一个子场安排结构，根据该产生的子场安排结构产生控制信号，并把该控制信号加到该等离子体显示板。
该量化误差补偿器包括帧缓冲器，延迟然后输出从该图像信号处理器输出的图像数据；APC电平检测器，检测从该图像信号处理器输出的图像数据的载荷比，并计算该APC电平；量化误差查找表，利用在APC电平检测器中计算的APC电平，输出对于每个灰度的保持脉冲数的量化误差补偿量；和误差补偿器，利用从该量化误差查找表输出的量化误差补偿量来补偿从该帧缓冲器输出的图像数据。
进而，该误差补偿器包括扩展器，用于扩展从该帧缓冲器输出的图像数据的宽度，并输出所得到的图像数据；和补偿器，用于通过量化误差补偿量补偿由扩展器扩展的图像数据。
在驱动等离子体显示板的方法中，对应于输入图像信号的等离子体显示板上显示的每个场的图像被分成多个不同权重的子场，这些子场的权重值被组合以显示灰度。该方法包括执行输入图像信号的gamma校正和误差扩散处理，并产生对应图像数据；根据所产生的图像数据的自动功率控制(APC)电平来补偿量化误差；对于已经过量化误差补偿的图像数据执行误差扩散处理；并根据已经过误差扩散处理的图像数据进行该等离子体显示板的地址操作。
补偿量化误差包括：检测所产生的图像数据的载荷比并计算APC电平；对于每个灰度的保持脉冲数获得一个量化误差补偿量，该量化误差补偿量是根据所计算的APC电平获得的；并通过该量化误差补偿量补偿所产生的图像数据。
进一步，通过该量化误差补偿量补偿所产生的图像数据包括：扩大所产生的图像数据的宽度；并通过该量化误差补偿量补偿所扩大的图像数据。
附图说明
通过结合附图参考下面的详细描述，更完全地领会本发明和它的许多优点是显而易见的，在附图中相同的符号表示相同或相似的元件，其中：
图1是示出了按照APC电平的量化误差率的曲线图；
图2A和2B分别是量化前和量化后按照APC电平的保持脉冲的总数的曲线图；
图3是按照本发明的一个实施例的用于驱动等离子体显示板的设备的方块图；
图4是图3的量化误差补偿器的详细方块图；
图5A是从图4的扩展器输入的数据的扩展关系的曲线图；
图5B是从图4的补偿器输入的数据的补偿关系的曲线图；和
图6示出了包括具有执行本发明的方法的计算机可执行指令的计算机可读介质的计算机的一个例子。
具体实施方式
现在参考附图详细描述本发明的实施例。可以理解，本发明的结构不仅对场致发射显示器有用，而且对类似的平板显示器也有用。
图3是按照本发明一个实施例的驱动等离子体显示板的设备的方块图。
如图中所示，驱动等离子体显示板(PDP)的设备包括：图像信号处理器100，gamma校正器200，标准刻度误差扩散器300，量化误差补偿器400，精刻度误差扩散器500，存储控制器600，地址驱动器700，APC控制器800，保持/扫描脉冲产生器900。
图像信号处理器100产生并输出对应于外部接收的图像信号的数字图像数据。该输出的数字图像数据是8位数据。
gamma校正器200执行与gamma校正的反校正对应的gamma校正(实际上是gamma反校正)以便保持和阴极射线管的亮度特性的兼容性。该gamma校正器200对于从图像信号处理器100输出的8位图像数据执行gamma校正，并输出12位数据。
标准刻度误差扩散器300，对于从gamma核正器输出的12位数据，施加从周围像素扩散的显示误差，从而产生8位图像数据。因为标准刻度误差扩散器300执行传统误差扩散处理，所以将不提供详细的描述。
量化误差补偿器400接收从标准刻度误差扩散器300输出的8位图像数据并把该数据扩展成12位数据。量化误差补偿器400也按照APC电平对于已扩展的12位数据执行量化误差补偿处理。
精刻度误差扩散器500，对于从量化误差补偿器400输出的12位数据，施加从周围像素扩散的显示误差，从而产生8位图像数据。虽然精刻度误差扩散器500执行和标准刻度误差扩散器300相同的误差扩散处理，即，传统误差扩散处理，但因为精刻度误差扩散器500是对于已在误差补偿器400中经受了量化误差补偿的数据进行误差扩散处理，所以和传统处理相比，执行了更精密的误差扩散处理。
存储控制器600按照保持/扫描脉冲产生器900输出的控制信号，产生与从精刻度误差扩散器500输出的8位图像数据对应的子场数据。
地址驱动器700产生对应于从存储控制器600输出的子场数据的地址数据，并把该地址数据施加于等离子体显示板(PDP)1000的地址电极(A1，A2，……Am)。
APC控制器800利用从标准刻度误差扩散器300输出的8位图像数据来检测载荷比，并根据所检测的载荷比计算APC电平。APC控制器800还计算对应于所计算的APC电平的保持脉冲的数目和每个子场的地址脉冲宽度。
保持/扫描脉冲产生器900从APC控制器800接收保持脉冲的数目和每个子场的地址脉冲宽度，并产生对应的子场安排结构，和操作存储控制器600的控制信号。保持/扫描脉冲产生器900按照所产生的子场安排结构还产生保持脉冲和扫描脉冲，并把这些脉冲分别加到PDP 1000的保持电极(X1，X2，……，Xn)和扫描电极(Y1，Y2，……，Yn)。
图4是图3的量化误差补偿器400的详细方块图。
参考附图，该量化误差补偿器400包括帧缓冲器410、误差补偿器420、APC电平检测器430和量化误差查找表440。
帧缓冲器410在输出数据以前将从标准刻度误差扩散器300输出的8位图像数据延迟一帧。
APC电平检测器430利用从标准刻度误差扩散器300输出的8位图像数据检测载荷比，并根据载荷比计算APC电平。既然APC控制器800能执行它们，则APC控制器800也可被用于这些操作。
量化误差查找表440根据APC电平按照取决于灰度的保持脉冲的数目而存储量化误差补偿量。量化误差查找表440接收在APC电平检测器430中计算的APC电平，并输出关于对应灰度的保持脉冲数的量化误差补偿量。关于取决于灰度的保持脉冲数的量化误差补偿量是由下面的方程式4确定的。
[方程式4]
Σ i = 1 N sf δ N ij N TOTj · Σ i = 1 N sf w i
参考图4和5A，误差补偿器420包括扩展器421，它把从帧缓冲器410输出的8位图像数据Di扩展到12位图像数据Dm。参考图4和5B，误差补偿器420包括补偿器422，它对于从扩展器421输出的12位图像数据Dm执行从量化误差查找表440输出的量化误差量的补偿，并输出12位补偿图像数据Do到精刻度误差扩散器500。
现在将描述根据本发明一个实施例的提高灰度和彩色显示的驱动PDP的方法。
通过PDP 1000在屏幕上显示的图像信号通过图像信号处理器100转化成8位数字图像数据。接着，通过gamma校正器200执行与gamma校正的反校正对应的gamma校正，以与CRT(阴极射线管)亮度特性保持兼容性，从而8位数字图像数据作为12位图像数据被输出到标准刻度误差扩散器300。
在输入到标准刻度误差扩散器300中的12位图像数据的较低的4位数据作为显示误差被扩散到周围像素的同时，随着从周围像素施加扩散和接收的显示误差，12位图像数据作为8位图像数据被输出到对应图像数据以执行标准刻度误差扩散，并且12位图像数据被作为8位图像数据输出。
接着，从标准刻度误差扩散器300输出的8位图像数据被量化误差补偿器400的帧缓冲器410延迟一帧，并被输入到误差补偿器420的扩展器421中，然后被扩大成12位图像数据，如图5A所示，并被输出。
从标准刻度误差扩散器300输出的8位图像数据还被输入到量化误差补偿器400的APC电平检测器430，该数据被用于确定APC电平。用这种方式确定的APC电平被输入到量化误差查找表440以形成根据灰度确定保持脉冲量化误差补偿量的基础。
在量化误差查找表440中确定的量化误差补偿量被输入到误差补偿器420的补偿器422中。通过扩展器421扩大的12位图像数据也被输入到补偿器422中。
补偿器422接收来自量化误差查找表440的量化误差补偿量，补偿并输出在扩展器421中扩展的和从扩展器421输出的12位图像数据。
以这种方式通过误差补偿器420补偿量化误差。而且，在输入到精刻度误差扩散器500的12位图像数据中的较低的4位数据作为显示误差被扩散到周围像素中的同时，12位图像数据作为8位图像数据(随着从周围像素施加扩散和接收的显示误差)被输出到对应的图像数据以执行标准刻度误差扩散，并且12位图像数据作为8位图像数据被输出到存储控制器600。
因此，已经经受量化误差补偿器400的量化误差补偿的图像数据被精刻度误差扩散器500进行误差扩散，从而对于量化误差实现了误差扩散补偿。
接着，对于从精刻度误差扩散器500输出的8位图像数据，在存储控制器600中产生子场数据。同时，地址驱动器700产生与从存储控制器600输出的子场数据对应的地址数据，并把该数据施加到PDP 1000的地址电极(A1，A2，……，Am)。
利用从标准刻度误差扩散器300输出的8位图像数据，APC控制器800计算APC电平，并确定和输出对应于所计算的APC电平的保持脉冲数。保持/扫描脉冲产生器900接收从APC控制器800输出的保持脉冲数，并产生一个对应的子场安排结构。保持/扫描脉冲产生器900还根据所产生的子场安排产生保持脉冲和扫描脉冲，然后分别把它们分别加到PDP 1000的保持电极(X1，X2，……，Xn)和扫描电极(Y1，Y2，……，Yn)。
如上所述，从地址驱动器700来的地址数据被加到PDP 1000上，来自保持/扫描脉冲产生器900的保持脉冲和扫描脉冲被加到PDP 1000上。结果，对应于输入图像信号的图像可在PDP 1000上显示。
本发明还可以作为计算机可读介质中的计算机可执行指令来实现。计算机可读介质包括所有可能种类的介质，计算机可读数据被存储或包括在这些介质中，或可能包括可被计算机或处理单元读出的任何形式的数据。计算机可读介质包括但不限于存储介质，例如磁存储介质(例如，ROM、软盘、硬盘等等)，光读出介质(例如，CD-ROM(光盘-只读存储器)、DVD(数字化视频光盘)、可重写形式的光盘等等)，混合磁光盘，有机盘，系统存储器(只读存储器、随机存取存储器)，非易失性存储器，例如闪速存储器或任何其它易失或非-易失存储器，其它半导体介质，电子介质，电磁介质，红外，和其它通信介质，例如载波(例如经过因特网或其它计算机的传输)。通信介质一般包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或在调制信号例如载波中的其它数据、或包括任何信息传送介质的其它可移动机制。例如通信介质的计算机可读介质可以包括无线介质，例如射频、红外微波和例如有线网络的有线介质。而且，计算机可读介质可以存储和执行计算机可读代码，这些代码被分配在经网络连接的计算机中。计算机可读介质同时还包括在处理系统之中或分配在该处理系统本地的或远处的多个处理系统之间合作或互连计算机可读介质。本发明可能包括已经在其上存储了一个数据结构的计算机可读介质，该数据结构包括含有表示本发明技术的数据的多个场。
一个计算机的例子，但不限于这个计算机，它可以读出包括本发明的计算机可执行指令的计算机可读介质，如图6所示。计算机1100包括处理器1102，用于控制计算机1100。处理器1102使用系统存储器1104和包括某种计算机可读记录介质的计算机可读存储器件1106。系统总线把处理器1102连到网络接口1108、调制解调器1112或提供与另一计算机或例如因特网的网络的连接的其它接口。系统总线还可包括输入和输出接口1110，它提供与各个其它设备的连接。
在如上所述本发明的驱动等离子体显示板的设备和方法中，当应用APC技术时作为量化误差的结果而产生的按载荷比的子场权重的畸变被减小了，从而灰度显示变得更自然。进一步，通过把量化误差补偿中获得的误差扩散到其它相邻像素，实现了灰度和彩色显示的提高。
虽然本发明的实施例在上面已经做了详细描述，但是本领域的普通技术人员应理解，各种对这里教导的基本发明概念的变化和/或修改都将落入所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之中。
按照35U.S.C.§119，本申请参考、引入、并要求保护早先在2002年7月8日在韩国知识产权局提交并正式授予序列号NO.2002-39319的申请“APPARATUS AND METHOD FOR DRIVING PLASMA DISPLAY PANELTO ENHANCE DISPLAY OF GRAY SCALE AND COLOR(驱动等离子体显示板以增强灰度和彩色显示的设备和方法)”的全部权益。

Claims (11)

1.一种驱动离子体显示板的设备，其中对应于输入图像信号的等离子体显示板上显示的每个场的图像被分成多个不同权重的子场，这些子场的权重值被组合以显示灰度，该设备包括：
图像信号处理器，用于执行该输入图像信号的gamma校正和误差扩散处理；
量化误差补偿器，对于从该图像信号处理器输出的图像数据的自动功率控制电平进行量化误差补偿，并输出所得到的图像数据；
误差扩散器，设置从该量化误差补偿器输出的图像数据的一部分作为显示误差，并把该显示误差扩散到周围像素；
存储控制器，产生与已经受误差扩散器的误差扩散的图像数据对应的子场数据；
地址驱动器，产生与在存储控制器中产生的子场数据对应的地址数据，并把该地址数据施加到该等离子体显示板；和
自动功率控制控制器和保持/扫描脉冲产生器，按照从该图像信号处理器输出的图像数据的自动功率控制电平产生一个子场安排结构，按照该所产生的子场安排产生控制信号，并把该控制信号加到该等离子体显示板。
2.根据权利要求1的设备，其中该量化误差补偿器包括：
帧缓冲器，将从该图像信号处理器输出的图像数据延迟一帧，并输出该图像数据；
自动功率控制电平检测器，检测从该图像信号处理器输出的图像数据的载荷比，和计算该自动功率控制电平；
量化误差查找表，利用在该自动功率控制电平检测器中计算的自动功率控制电平，对于每个灰度的保持脉冲数输出量化误差补偿量；和
误差补偿器，通过量化误差查找表输出的量化误差补偿量对从该帧缓冲器输出的图像数据进行补偿。
3.根据权利要求2的设备，其中该误差补偿器包括：
扩展器，扩展从该帧缓冲器输出的图像数据的宽度，并输出所得到的图像数据；和
补偿器，通过量化误差补偿量补偿由该扩展器扩展的图像数据。
4.根据权利要求2的设备，其中该量化误差补偿量是由下列表达式计算的：
Σ i = 1 N sf δN ij N TOTj · Σ i = 1 N sf w i
其中j是图像数据的自动功率控制电平，Wi是第i个子场的权重，Nsf是子场的数目，NTOTj是第j个自动功率控制电平的保持脉冲的总数，δNij是在第j个自动功率控制电平中第i个子场的量化误差。
5.根据权利要求3的设备，其中8位图像数据通过该扩展器被扩展成12位图像数据。
6.根据权利要求5的设备，其中该误差扩展器对于作为显示误差、从该补偿器输出的12位图像数据的较低的4位执行扩散。
7.根据权利要求3的设备，其中该补偿器对于从该扩展器输出的图像数据，执行从该量化误差查找表输出的量化误差量的补偿，并输出所补偿的图像数据到误差扩散器。
8.根据权利要求1的设备，其中该存储控制器按照保持和扫描脉冲产生器输出的控制信号，产生与误差扩散器输出的图像数据对应的子场数据。
9.一种驱动等离子体显示板的方法，其中对应于输入图像信号的等离子体显示板上显示的每个场的图像被分成多个不同权重的子场，这些子场的权重值被组合以显示灰度，该方法包括：
执行该输入图像信号的gamma校正和误差扩散处理，并产生对应的图像数据；
按照所产生的图像数据的自动功率控制电平补偿量化误差；
对于已经受过量化误差补偿的图像数据执行误差扩散处理；和
根据已经受过该误差扩散处理的图像数据执行该等离子体显示板的寻址操作。
10.根据权利要求9的方法，其中补偿量化误差包括：
检测所产生的图像数据的载荷比，并计算自动功率控制电平；
获取对于每个灰度的保持脉冲的数目的量化误差补偿量，该量化误差补偿量是根据所计算的自动功率控制电平而获得的；并
通过该量化误差补偿量补偿所产生的图像数据。
11.根据权利要求10的方法，其中通过该量化误差补偿量补偿所产生的图像数据包括：
扩展所产生的图像数据的宽度；并
通过该量化误差补偿量补偿所扩大的图像数据。
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