CN1340796A - 用于写入显示信息时具有减少电消耗的图象显示设备 - Google Patents

Abstract

一种图像显示设备,通过把显示信息写到一个面板的一个图像显示区上来显示灰度图像。该显示信息包括构成一个场的多个子场的值。该图像显示设备把一个输入图像信号变换成一段显示信息,以使在彼此间一致的多个子场之间的相邻的高灰度级差别变小。该图像显示设备按照显示信息段对一个灰度图像进行显示。

Description

用于写入显示信息时具有 减少电消耗的图象显示设备

发明背景

(1)发明领域

本发明涉及一种显示设备，比如一种等离子显示器。特别是本发明涉及一种图象显示设备，用于写入显示信息时可以减少功率消耗。

(2)现有技术的描述

典型的，一种显示设备，比如一个等离子显示器，在它显示图像的时候是基于一种两值的显示方式进行显示的，显示设备通过把一个在时域中的场分成多个在其上分配亮度加权的子场来显示灰度图像，并且对每个子场的光发射的开/关进行控制。例如，为了显示带有256灰度级的图像，一个场被分成8个子场，并且按时间顺序分配8个子场的亮度加权为“1”，“2”，“4”，“8”，“16”，“32”，“64”，和“128”。显示设备接收包含有对应于上述子场顺序的，以位顺序的相反顺序的(也就是说，最低位对应于最低的亮度加权)一组8位的一个输入数字信号。

图24显示了在包含输入图像信号的输入灰度级和显示灰度级以及分配给子场的亮度加权之间的关系。图25是一个基于图24所示数据的曲线图，显示垂直轴上的灰度级比在水平轴上的输入灰度级。通过经地址电极对显示单元格提供电压，图中显示的子场信息被写入显示单元格作为显示信息。

地址电极具有用于对其他的电极进行驱动的电容。此外，电容还被安置在相邻的地址电极之间。当提供到地址电极的电压的电压波形变化很大时，为了对电容进行充电和放电要消耗大量功率。此外，消耗在地址驱动器上的电流数量还随显示在显示设备上的像素数的增加而增加，或者随用于寻址所需的驱动电压的增加而增加。

为了解决上面的问题，日本公开专利申请号NO.10-187093公开了一种与图26所示等同的技术方案。该技术打算通过偏移驱动波形的定时来减少在地址驱动器中的电流消耗，按照在数据驱动器中消耗的功率数量的期望值，从输入信号的空间频率成分中去除高频分量，或者按照功率消耗量的期望值，对显示信号的低位省略显示。

日本公开专利申请号NO.2000-66638(P2000-66638A)公开了利用一种方法来减少显示图像的灰度级的技术，其中按照从显示的变化图形的数据中获得的在驱动器中丢失数量的期望值，禁止来自带有较小亮度加权的子场数据被写入或被改变。

然而，常规的偏移地址驱动波形的定时方法有一个缺点是，需要保证用于偏移地址驱动波形的时间，并且作为结果，需要延长地址驱动波形的周期。也就是说，在一个场的全部周期上用于地址驱动所需的时间是与在显示设备上的行数成比例的。用于地址驱动的所需时间相对的占有场周期很大的比例。作为结果，如果用于地址驱动的所需时间稍微增加的话，则可用于光发射的时间会大大减少。这对于保持亮度来说是很困难的。

此外，对于其它，按照功率消耗量的期望值来限制显示位或显示灰度级的数量的方法也具有一个缺点，必须精确的预算在驱动设备中产生的热量，这需要在时域和空间域中合计大量的图像信息。这就增加了电路系统的规模，比如一个存储器设备。

同时，在上面常规技术的情况下，用于显示图像的位数仅仅根据功率消耗量的期望值而改变，取决于显示的图像，位数和灰度级的减少可能会出现图像恶化。这种方法还有一个问题是，依赖在整个图像中图像的位置和与另一个图案的组合，在整个图像中一个确定的图案可以被显示成一个不同的图案，或者应该按时间平稳移动的图像可能会断续的移动。这些现象使观看者感到很不自然。

发明概述

因此，本发明的目的是提供一种图像显示设备，当图像显示信息被写入时，它实际有效地减少了功率消耗。

上述目的是由用于显示灰度图像的一个图像显示设备通过把显示信息写到一个面板的一个图像显示区上而实现的，该显示信息包括构成一个场的多个子场的值，该图像显示设备的特征在于把一个输入图像转换成一段显示信息，以使在彼此间一致的多个子场之间的相邻的高灰度级差别变小，并且按照显示信息的段对一个灰度图像进行显示。

使用上述的结构，在显示信息中转换来自输入图像的信号，具有高亮度加权的高灰度级可以具有共同的子场值。当出现这种情况时，即使在输入图像信号的一个确定范围中的灰度级频繁地改变，提供到地址电极的电压波形中的变化频率也会减少。这就减少了在地址驱动器中的功率消耗。输入图像信号中的低亮度级可以被如实地反映在显示信息中。通常，通过打开小数量的子场并把小数量的子场写入面板中能够再生一个图像的低亮度部分。这使驱动器消耗少量的功率。因此，即使输入图像信号中的低亮度级被如实地反映在显示信息中，在地址驱动器中消耗的功率量不会变化很大。

相反，通常，通过打开和关闭大量子场来再生一个图像的高亮度部分。因此，对于增加地址驱动器中消耗功率的量，高亮度部分具有较大的可能性。作为结果，通过允许较高亮度部分具有更多的共同的写入信息，可以期望限制地址驱动器中功率消耗的效果会更好。

在上述的结构中，即使输入信号被转换以至于高灰度级具有共同的较低的子场值，由此产生的差别也相对较小。作为结果，如果以这样的方式来限制灰度级的数量，观看者不会认为图像质量下降。因此，图像显示设备能够显示从低至高等级亮度范围的图像，而不会使观看者感觉到图像质量下降。

在上面的图像显示设备中，可以完成输入图像信号的转换以至于随着输入图像信号中的一个灰度级的增加，与一个邻近的灰度等级是共同的子场值的数量增加。

在上面的图像显示设备中，可以完成输入图像信号的转换以至于随着输入图像信号中的一个灰度级的增加，大的步长数增加，其中每个步长是输入图像信号中的灰度级和显示信息中相应的灰度级之间的一个间隔。

在上面的图像显示设备中，可以完成输入图像信号的转换以致于对子场的位值分配的小的亮度加权变为：“0”或“1”。

使用上面的结构，输入图像信号被转换以至于随着在输入图像信号中的一个灰度级的增加，带有固定小亮度加权的子场数增加。当对一个高亮度图像进行显示时，这限制了在地址驱动器中功率的消耗。

至于一个图象的一个低亮度部分，由于灰度级之间原始的微小差别被保持，原始图像的微小差别的灰度级被再生。通常，一个图像的低亮度部分消耗少量的电流。因此，上述结构提供了一种从低亮度到高亮度的宽灰度级范围的高质量的图像显示，同时减少地址驱动器中的功率消耗。此外，通过构成一个场的一组子场的一种开/关模式，由用于显示灰度级图像的一个图像显示设备通过表示图像的每个灰度级也可以实现上面的目的，该图像显示设备的特征在于，把一个输入图像信号转换成一段显示信息以便随着这输入图像信号中一个灰度级的增加，全部是开或全部是关以及与一个相邻的灰度级是共同的连续子场的数增加。

使用上面的结构，例如，它能够写固定的信息以便全部打开或全部关闭带有低亮度加权的高亮度级的子场。当显示高灰度级部分，或显示高亮度部分时，这能够限制在地址驱动器中的电流消耗量。用这样的结构也能够转换输入图像信号以便减少子场数，在最高灰度级的一个确定范围中，相邻灰度级之间的这些子场数通常是关闭的。这就能够显示图像而不减少峰值亮度，同时整体上减少地址驱动器的功率消耗。

通过构成一个场的一组子场的一种开/关模式，由用于显示灰度级图像的一个图像显示设备通过表示图像的每个灰度级也可以实现上面的目的，特征在于，一个N-位输入数字图像信号的(N-M)较高位是第一信号，N-位输入数字图像信号的较低M位是第二信号，其中M和N为满足条件0≤M≤N的整数，利用第二信号作为一个输入和包括多个延迟来执行一个计算而获得一个信号，获得信号的较低M位全部变成“0”以便产生第三信号，并且通过把第三信号加到第一信号上而获得一个信号来表示一个显示灰度级。

通过构成一个场的一组子场的一种开/关模式，由用于显示灰度级图像的一个图像显示设备通过表示图像的每个灰度级也可以实现上面的目的，特征在于，一个N-位输入数字图像信号的(N-M)较高位是一个暂时的显示灰度级，其中M和N是满足条件M≤N的整数，并且通过校正N-位输入数字图像信号和暂时显示灰度级之间的一个错误而执行实际的显示，通过一个M-位行存储器，利用一个错误扩散方法形成一个圆环。

此外，完成上面目的的一种图像显示设备包括：依据构成一个场的一组子场的一种开/关模式，通过表示图像的每个灰度级的用于显示灰度图像的装置；以及用于使一个N-位输入数字图像信号进行错误扩散处理以便减少显示位的数量并显示总信号的装置，其中随着在N-位输入数字图像信号中的一个灰度级的增加，被减少的显示位的数量按显示像素的单位增加。

使用上面的结构，能够在输入图像信号中高速响应像素的每个灰度级，计算有效显示位的数量，并且把不同的有效显示位的数量分配到一个低亮度部分和一个高亮度部分。作为这样的结果，高亮度部分被显示同时限制了提供到地址电极的驱动波形的改变，并且减少了在地址驱动器中功率消耗量，以及对于允许地址驱动器消耗少量电流的低亮度部分，用原始亮度显示。应该注意到，这里的“较低位”对应部分的一组子场，并且较小的亮度加权被分配到较低位。

此外，在上面的结构中，对于高亮度部分，即使有效位的数量被减少，在输入图像信号的灰度级和实际显示的灰度级之间的一个错误也会被扩散到外围。这就可以真实的充分显示灰度级。常规的错误扩散方法的不同之处在于有效显示位的数量是固定的，本发明的图像显示设备增加了从周边像素到一个聚焦的像素累计的显示错误，以便通过从聚焦像素的灰度级所确定的位数来显示数据，并且与此同时，按照聚焦像素的显示位，从聚焦像素到外围的像素扩散新产生的显示错误。这允许有效位宽度的数量为每个像素而改变，并且在从低到高亮度级的范围中，实现真实的充分显示灰度级。

在上面的图像显示设备中，通过把一个具有一个幅度的信号加到输入图像信号上来获得显示灰度级，该幅度对应于一个灰度级，可以是有规律的周期或者无规律的周期。

在上面的图象显示设备中，以规则的周期被加的信号可以是按像素、行、或场的单位被转化的一个信号。

在上面的图像显示设备中，以非规则周期被加的信号可以是按像素、行、或场的单位被随机转化的一个信号

使用上面的结构，当显示一个图像时，可以限制实际使用的灰度级的数量，能够通过增加在视觉上彼此相同的灰度级的数量来显示图像，并且利用错误扩散方法，同时可以防止一个观看者看出一个确定的图像图案。

在上面的图像显示设备中，利用错误扩散的方法或高频振动的方法，一个显示错误可以被扩散到一个聚焦像素的周边。

使用上面的结构，为了改善图像质量，能够用一种已知的装置来提高图像质量。

通过在时域中构成一个场的一组子场的一种开/关模式，由用于显示灰度级图像的一个图像显示设备通过表示图像的每个灰度级也可以实现上面的目的，特征在于，响应于一个输入图像信号，设置由多个相邻像素组成的一个区域，随后生成多个显示信息的段，它们共同具有相邻像素之间带有相同模式的子场，并且按照显示信息的多个段显示灰度图像。

使用上面的结构，能够按照在输入图像信号中设置一确定范围的灰度级这样的一个规则来生成显示信息，并且当写入数据时，通过允许相邻像素具有共同的子场值来限制功率消耗量。特别重要的是，对于整屏来说，不是依据一个确定的规则生成写入信息，而是依据在输入图像信号中设置一确定范围的灰度级的规则。这样就能够生成显示信息以便增加因减少了在地址驱动器中消耗的写入功率而带来的效果，同时限制了图像质量的降低。

在上面的图像显示设备中，对应于在区域中一个平均灰度级的最小变化的一段显示信息可以被有选择地使用。

使用上面的结构，当写入数据时，处理通过允许相邻像素具有共同的子场值来得到限制功率消耗量的效果外，能够防止被注意到的一个图像的质量变化，由于替换了写信息，可以通过限制平均亮度值的改变以及限制亮度和色调的改变。

在上面的图像显示设备中，一个标准像素可以被设置在该区域中，并且在该区域中至少排除该标准像素的诸像素的灰度级被改变，以至于多个显示信息段具有共同的子场，这些子场在相邻像素之间具有相同的模式。

使用上面的结构，能够限制在标准像素和其它像素之间的信号改变并能减少在地址驱动器中消耗的功率，同时保持标准像素的原始值。这防止了图像信息的显著变化和限制了图像质量的下降。

在上面的图像显示设备中，在区域中可以设置一个标准像素，并且当区域中一个像素的一个灰度级和区域中标准像素的一个灰度级之间的差值低于一个值时，该值是依据在一个输入图像信号中表示的标准像素的一个灰度级所确定的，这时区域中像素的灰度级和标准像素的灰度级被调整成彼此相等。

使用上面的结构，带有与标准像素的亮度稍微不同的亮度级的像素被分别用相同的信号替换，比如标准像素的信号。这种替换不会使一个观众意识到图像质量下降。由于标准像素的信号与周边像素的每个信号完全匹配，消除了标准像素和周围像素的信号之间的变化。这减少了在地址驱动器中消耗的写功率的量。

在上面的图像显示设备中，共同包含在多个显示信息段中的子场可以是所有子场中较低的子场。

使用上面的结构，相邻像素具有共同的带有低亮度的较低的子场值。当数据被写时，这就限制了消耗在地址驱动器中的功率，并且还防止了图像质量的大幅度恶化。

在上面的图像显示设备中，区域可以由两个相邻行组成。

使用上面的结构，区域中的信号具有一个公共值。然而，由于在一对固有的行中显示出彼此很强的相关性，这种安排不会引起图象质量的大幅度恶化。因此，当数据被写时，这限制了消耗在地址驱动器中的功率。

在上面的图像显示设备中，区域以像素的单位规则也或不规则地进行改变。

使用上面的结构，在一个区域按像素的单位规则的改变的情况下(例如，表示一个平铺图形的一个区域，比如一个方格的图形)，能够限制相邻像素之间信号改变的频率，同时注重与整个图形区的平均亮度或色调而不是构成图形的每个像素的灰度级。当数据被写时，这限制了消耗在地址驱动器中的功率，同时限制了图像质量的下降。在一个区域按像素的单位非规则的改变的情况下，例如表示一个复杂图像的细节，比如“头发”或“纹理”，并且当把高频分量从空间频率分量中去掉时，倾向于使观众注意到图像质量的下降，这种结构能允许多个子场具有一个共同的值，同时保持原始图像的每个像素之间的对比度。数据被写时，这限制了消耗在地址驱动器中的功率，并且防止了图像质量的大幅度恶化。

通过在时域中构成一个场的一组子场的一种开/关模式，由用于显示灰度级图像的一个图像显示设备通过表示图像的每个灰度级也可以实现上面的目的，特征在于，响应于一个输入图像信号设置由多个相邻像素组成的一个区域，随后该区域的一个信号电平被改变，并且在区域中的主灰度级之间的亮度差被改变成不小于一个确定值，该确定值是依据主灰度级之间的亮度差确定的。

使用上面的结构，能够限制像素间的信号改变，并且当数据被写时，限制了消耗在地址驱动器中的功率，同时保持了图像的对比度。

在上面的图像显示设备中，区域中的主灰度级可以按像素单位形成一个规则的图案(例如，一个方格图案)。

在上面的图像显示设备中，对于每种显示色，区域中的主灰度级可以是两级或更少的灰度级，并且为每种显示色按像素的单位形成一个规则的图案。尤其是，例如图案可以是一个方格图案或一个平铺显示的图案。

通过在时域中构成一个场的一组子场的一种开/关模式，由用于显示灰度级图像的一个图像显示设备通过表示图像的每个灰度级也可以实现上面的目的，特征在于，响应于一个输入图像信号设置由多个相邻像素组成的一个区域，把一个标准像素设置在该区域中，随后改变区域中至少排除标准像素的诸像素的灰度级以便限制子场数，在标准像素和邻近标准像素的像素之间的该子场数是不同的，并且以便把在区域中的主灰度级之间的亮度差改变成不小于一个确定值，该确定值是依据主灰度级之间的亮度差确定的。

使用上面的结构，能够限制像素之间的信号改变，并且当数据被写时，限制了消耗在地址驱动器中的功率，同时保持了图像的对比度。

附图的简要说明

下面，结合附图，通过对本发明一个具体实施例的示例性描述，本发明这些和其他的目的，优点及特点将变得更加显而易见。

在附图中：

图1是一个方框图，显示了实施例1中本发明使用子场显示灰度图像的一个等离子显示器PD1的结构；

图2显示了输入灰度级和显示灰度级之间的关系；

图3是垂直轴vs上显示灰度级、水平轴上输入灰度级的一个曲线；

图4显示了本发明实施例2中等离子显示器PD2的输入灰度级和显示灰度级之间的关系；

图5是一个基于图4中所示数据的垂直轴vs上显示灰度级、水平轴上输入灰度级的曲线；

图6显示了本发明实施例3中等离子显示器PD2的输入灰度级和显示灰度级之间的关系；

图7是一个基于图6中所示数据的垂直轴vs上显示灰度级、水平轴上输入灰度级的曲线；

图8是一个方框图，显示了本发明实施例4中的一个等离子显示器PD4的结构；

图9显示了由图8中所示的一个逻辑变换单元执行运算示例所产生结果的真值；

图10是一个方框图，显示了本发明使用子场显示灰度图像的实施例5中的一个等离子显示器PD5的结构；

图11显示选择单元34如何执行一个选择；

图12是一个表格，显示选择单元34如何执行一个选择；

图13是一个方框图，显示了本发明使用子场显示灰度图像的实施例6中的一个等离子显示器PD6的结构；

图14显示选择单元41如何执行一个选择；

图15是一个表格，显示选择单元41如何执行一个选择；

图16是一个方框图，显示了本发明使用子场显示灰度图像的实施例7中的一个等离子显示器PD7的结构；

图17显示电平变换单元48如何操作；

图18显示电平变换单元48作为查表的功能；

图19是一个功能的方框图，显示用于确定图18中所示表格内容的结构；

图20显示实施例7中电平变换单元的详细操作；

图21显示实施例7中电平变换单元的详细操作；

图22显示实施例7中电平变换单元的详细操作；

图23显示实施例7中电平变换单元的详细操作；

图24显示在一个常规示例中等离子显示器PD2的输入灰度级和显示灰度级之间的关系；

图25是一个基于图24中所示数据的垂直轴vs上显示灰度级、水平轴上输入灰度级的曲线；和

图26显示用于实现在地址驱动器中减少功率消耗量的效果的一个常规结构。

最佳实施例的描述

下面结合参考附图描述本发明的实施例。

实施例1

图1显示了使用子场显示灰度图像的一个等离子显示器PD1结构的方框图。

如图1所示，等离子显示器PD1包括一个输入图像信号变换单元2、一个子场信息生成单元3、和一个等离子显示板设备4。

输入图像信号变换单元2包括一个位宽度设置单元21和一个与门22。

子场信息生成单元3把来自输入图像信号变换单元2提供的一个图像信号变换成开/关信息(即子场信息)的段。这里，输入图像信号包括用于把构成一个图像的像素显示在一个屏幕上的多种灰度级。每个开/关信息段或子场信息表示一组对应于灰度级之一的子场的组合。预先用一个亮度加权分配每个子场。用一个相应于该亮度加权的亮度来保持光发射以便由一组子场发射的光量的总和代表一个相应的灰度级。

由子场信息生成单元3生成的子场信息经一个地址驱动器被写到等离子显示板设备4中的一个面板单元，然后用于每个像素的光发射被保持。这就是所谓的子场时分灰度显示方法。等离子显示器PD1利用此方法显示灰度图像。

下面连同对每个元件的功能解释详细描述等离子显示器PD1的操作。

在本实施例中，通过由6位组成的子场信息段来代表每个灰度级。按顺序安排六位，从左至右，从最高位至最低位，其中最大加权分配给最高位和最小加权分配给最低位。位宽度设置单元21和与门22合作计算用于包含在一个输入图像信号1中每个灰度级的有效位宽度。为此目的，位宽度设置单元21首先设置一个对于每个灰度级的修正位宽度，其中在代表一个灰度级的每组位中，修正位宽度表示本实施例中被修正的一连串的位。应该注意的是，这里的“有效位宽度”表示包含在接收的图像信号中的一连串的位，它能被用作显示信息。此外，输入图像信号是包含多组确定位数的一个数字信号(例如6位)，每组代表构成一个显示图像的一个像素的灰度级。

以下描述确定有效位宽度的基本方法。对于每个低灰度级，在接收的位的整范围上(例如6位)的位宽度被确定作为有效位宽度。对于其它的较高的灰度级，随着灰度级的变高，有效位宽度对全部的位宽度的比率下降。换句话说，随着灰度级的增加，由位宽度设置单元21设置的修正位宽度变长。

与门22执行一确定的运算以便相应于修正位宽度的较低位被固定到“0”，在本实施例中这是有意安排的。这里，有较低的灰度级表示显示图像的较黑暗部分。作为结果，表示图象黑暗部分的包含在输入图像信号1中位值被使用。下面描述每个像素的操作。

例如，假设接收到带有灰度级“50”的一个输入图像信号。与此相应，子场信息生成单元3生成子场信息“110010”，显示六个子场的开/关组合，其中在本实施例的此例中，按位序相反的顺序把亮度加权“1”，“2”，“4”，“8”，“16”，和“32”分配到六位上。也就是说，如先前所描述的，按顺序安排六个位，从左至右，从最高位到最低位，其中最大加权被分配给最高位和最小加权被分配给最低位。这里，假设位宽度设置单元21把修正位宽度设置成较低的2位“10”，随后与门22输出“110000”作为显示信息，用较高的2位“11”作为有效位宽度。作为这样的结果，两个较低位被固定到“0”。

与门22为每个位执行一个逻辑运算，并把输出的结果作为由一确定位数组成的一个连续的信号(例如6位)。这种方式应用于本文件中描述的所有实施例。应该注意的是，这里有一个部件(未示出)被安置在与门22之前，该部件存储了由子场信息生成单元3保持的图像信号和子场的开/关组合之间的关系。该部件还应用于实施例2-4。

图2显示了包含在输入图像信号中的灰度级和用于显示图像的灰度级之间的关系。换言之，图2显示了图1中所示输入图像信号变换单元2的输入和输出之间的关系。图3是垂直轴vs上显示灰度级。水平轴上输入灰度级的一个曲线。

例如，图2表示，当输入一个带有一个灰度级“10”(用于该输入值的子场信息是“001010”)的一个图像信号时，输出灰度级也是“10”(用于该输出值的子场信息是“001010”)。这就是说，由于输入灰度级“10”具有一个低亮度，位宽度设置单元21就把修正位宽度设置成这样，即允许与门22输出与输入的图像信号相同的子场信息值。这就是说，接收的全部位宽度被确定作为有效位宽度。

在另一方面，当输入一个带有一个灰度级“50”(用于该输入值的子场信息是“110010”)的一个图像信号时，输出灰度级是“48”(用于该输出值的子场信息是“110000”)。这就是说，由于输入灰度级“50”具有一个高亮度，位宽度设置单元21就把修正位宽度设置成这样，即允许与门22输出较低位被固定到“0”的子场信息值，比输入图像信号少了有效位“1”。

基于图2和3可以理解上面的例子，位宽度设置单元21按照针对图象黑暗部分的方式设置修正位宽度，输入图像信号1的位宽度被用作有效位宽度；并且利用有意的把较低位固定到“0”，随着灰度级的降低，修正位宽度变长。使用这样的一种操作，随着输入灰度级的降低而产生大“步长”(图3中所示的跃进步长，由箭头Y1表示)，通过输入和输出灰度级之间的间隔形成步长。这可以通过参考图2来证实。在有虚线围绕的一个框符中，对应于较高的灰度级，在输出子场信息中被发现的带有小亮度加权的子场被固定到“0”。

如上所述，子场信息生成单元3把来自输入图像信号变换单元2的输出信号变换成表示子场开/关模式的子场信息。该子场显示信息随后经地址驱动器被送到等离子显示板。

如上所述，随着灰度级的变高，有效位宽度占全部位宽度的比率降低。使用这种安排，至少在一连串相邻的输入像素值(灰度级)上地址电极的驱动波形不会改变。作为这样的结果，在一个整场上驱动波形改变很小，这就减少了地址驱动器的功率消耗。

应该注意，随着灰度级的降低，产生大显示“步长”，或一种不连续的灰度级。然而，对于整体上说，显示步长对显示灰度级的相对比率变低了。此外，可以同时使用一个灰度调整方法，比如错误扩散方法。作为结果，能够提供一种高质量图像显示。

应该注意的是，本实施例中尽管输入和输出图像信号的灰度是由从“0”到“63”的值所组成，并且亮度加权值是“1”，“2”，“4”，“8”，“16”，和“32”，但本发明可以使用任何其他的适当范围值来实现。

实施例2

将描述本发明第二实施例的一种等离子显示器PD2，重点描述与实施例1的区别。

图4显示了在等离子显示器PD2的情况下，包含在输入图像信号中的灰度级和用于显示图像的灰度级之间的关系。换言之，图4显示了图1中所示的输入图像信号变换单元2的输入和输出之间的关系。图5显示了垂直轴vs上显示灰度级.水平轴上输入灰度级的一个曲线。

在该实施例中，随着灰度级的降低，有意地把较低位固定到“1”。

例如，当输入一个带有一个灰度级“10”(用于该输入值的子场信息是“001010”)的一个图像信号时，输出灰度级也是“10”(用于该输出值的子场信息是“001010”)。这就是说，由于输入灰度级“10”具有一个低亮度，位宽度设置单元21就把修正位宽度设置成这样，即允许与门22输出与输入的图像信号相同的子场信息值。这就是说，接收的全部位宽度被确定作为有效位宽度。

在另一方面，当输入一个带有一个灰度级“50”(用于该输入值的子场信息是“110010”)的一个图像信号时，输出灰度级是“55”(用于该输出值的子场信息是“110111”)。这就是说，由于输入灰度级“50”具有一个高亮度，位宽度设置单元21就把修正位宽度设置成这样，即允许与门22输出较低位被固定到“1”的子场信息值。

在上面的情况中，例如，位宽度设置单元21设置3位“101”作为修正位宽度。与门22随后接收修正位宽度“101”，利用这些位执行逻辑运算，并输出“110111”表示灰度级“55”作为显示信息。这样，作为结果，较低位被固定到“1”。

如上所述，响应于带有高亮度的输入灰度级，相邻显示亮度级(输出灰度)之间的变化是微小的，较低的子场被固定。使用这样的安排，在一连串相邻输入像素值(灰度级)上地址电极的驱动波形不会改变。这就减少了地址驱动器的功率消耗。

与实施例1进行比较，其中的最大显示灰度级低于最大输入显示灰度级，本实施例中的这种安排有效的保持了峰值亮度。

实施例3

将描述本发明第三实施例的一种等离子显示器PD3，重点描述与实施例1和2的区别。

图6显示了在等离子显示器PD3的情况下，包含在输入图像信号中的灰度级和用于显示图像的灰度级之间的关系。换言之，图6显示了图1中所示的输入图像信号变换单元2的输入和输出之间的关系。图7显示了垂直轴vs上显示灰度级水平轴上输入灰度级的一个曲线。

在该实施例中，随着灰度级的降低，有意地把较低位固定到“0”。但对于靠近最大灰度级的一组输入灰度级，当它们是作为显示灰度级时输出该输入灰度级。

例如，当输入一个带有一个灰度级“10”(用于该输入值的子场信息是“001010”)的一个图像信号时，输出灰度级也是“10”(用于该输出值的子场信息是“001010”)。在另一方面，当输入一个带有一个灰度级“50”(用于该输入值的子场信息是“110010”)的一个图像信号时，输出灰度级是“48”(用于该输出值的子场信息是“110000”)。此外，当输入一个带有一个灰度级“60”(用于该输入值的子场信息是“111100”)的一个图像信号时，输出灰度级也是“60”(用于该输出值的子场信息是“111100”)。这就是说，由于输入灰度级“60”靠近最大灰度级，位宽度设置单元21就把修正位宽度设置成这样，即允许与门22输出与用于输入图像信号的那些值相同的子场信息值。

使用这样的安排，响应于带有中间和高亮度的中间的和高的输入灰度级，相邻显示亮度级(输出灰度级)之间的变化很小，较低的子场被固定。这能够使在一连串相邻输入像素值(灰度级)上的地址电极的驱动波形不发生改变。这就减少了地址驱动器的功率消耗。

除此之外，对于一组靠近最大灰度级(图6中由虚线围绕的一个框符中)输入灰度级，带有小亮度加权的子场被设置到“打开”。这种安排有效的保持了峰值亮度。

实施例4

图8显示了本发明实施例4中的一个等离子显示器PD4的结构。图9显示了由图8中所示的一个逻辑变换单元执行运算示例所产生结果的真值。结合参考图8和9将描述本发明。

如图8所示，等离子显示器PD4包括一个随机图案生成单元5，一个加法单元6，用于对输入图像信号1和来自随机图案生成单元5的一个输出进行相加，一个位宽度设置单元7，用于设置相应于包含在输入图像信号1中一个灰度级的一个位宽度，与门8和9，用于利用来自加法单元6和位宽度设置单元7的输出来执行一种逻辑运算，一个逻辑变换单元10，用于对来自位宽度设置单元7的一个输出执行一个逻辑变换，一个与门11，用于完成逻辑变换单元10和一个加法单元134之间的逻辑与，由系数以及形成一个错误扩散环的延迟(一个系数单元133，一个行存储器132，一个延迟/系数单元133，加法单元134以及类似的单元)所组成的一个错误扩散处理单元13，一个加法单元14，用于对与门8和11的输出进行相加，一个子场信息生成单元3，用于把包含一个灰度级的一个图像信号变换成一种子场的开/关模式，和一个等离子显示板设备4，用于根据子场模式对一个灰度图像进行显示。

现在，连同每个部件功能的解释，将描述本实施例的等离子显示器PD4的操作。按照输入图像信号1的灰度级，随机图案生成单元5生成一个随机图案RPa。例如，随机图案RPa是下述的。当输入图像信号1的灰度级小于“16”时，一个位值“0”被加到灰度级的最低位；而且当输入图像信号1的灰度级不小于“16”时，一个位值“1”被加到灰度级的最低位。加法单元6按照随机图案RPa把一个位值加到灰度级的最低位。这种安排防止了一个确定的显示图案，可以在这种操作之后，在变成引人注意的一个固定图形之后，在执行的错误扩散中生成该确定的显示图案。

位宽度设置单元7为来自输入图像信号1的每个像素生成一个控制信号图形位BCP，该BCP对应于用于实际显示中的一个位宽度M。例如，下述的前提是预先设置的。(A)当输入图像信号1的灰度级小于N1，M＝0时。(B)当输入图像信号1的灰度级不小于N1而小于N2，M＝1时。(C)当输入图像信号1的灰度级不小于N2而小于N3，M＝2时。(D)当输入图像信号1的灰度级不小于N3，M＝3时。在上述的前提中，N1，N2和N3是满足条件N1＜N2＜N3＜N的整数。接着，位宽度设置单元7生成控制信号图形位“000”，“001”，“011”，和“111”，分别对应于M＝1，M＝2，M＝3，和M＝4。

然后完成加法单元6和一个控制信号之间的一个逻辑运算，该逻辑运算是位宽度设置单元7的一个反向输出。作为这样的结果，当加法单元6的输出是“00110010”来表示灰度级“50”时，四个值(“00110000”-“00110010”)中的一个值，实际上等于截取来自加法单元6输出的较低的0-3位之一的一个结果。此外，完成加法单元6和位宽度设置单元7之间的一个逻辑运算。结果，提供到加法单元134的实际上是等于加法单元6输出的较低的3位。

提供到加法单元134的信号等价于显示灰度级和输入灰度级之间的差。加法单元134的输出被送到所谓的错误扩散环，错误扩散环是由与门9，系数单元131，行存储器132，和延迟/系数单元133组成的一个系统。从而，通过把来自错误扩散环输出结果的“进位”信号加到与门8的输出上，该输出等于已经被截取的较低位的一个值，已经被截取了较低位和真实的，已经尽可能地恢复了原始灰度级的一个图像被显示出来。

虽然，在本实施例中，按照输入图像信号中的每个像素值以像素的单位来确定显示有效位的数量。但作为结果，本身一种典型的常规错误扩散的方法不能应用于本实施例。在本实施例中，在确定有效显示位的过程中，不是通过增加一个1-位进位信号来正确地执行错误扩散，而是通过把一个依据截取位的数量从每个像素的一个逻辑运算的结果上获得的值加到一个信号上，该信号是由错误扩散计算输出的多个位所组成的。

图9显示了由逻辑变换单元10运算一个例子所产生结果的真值。如图9所示，响应于位宽度设置单元7一个输出的控制信号图案位BCP的一个输入，被输出的一个控制信号被送到与门11。例如，响应于一个输入“000”，多次执行加“1”直到该值被进位到第7位。此时，较低的6位是“000000”。应用这种原理产生其它的输出信号。

这里应该注意的是，上述的错误扩散环可以通过一种简单的逻辑运算电路或加法电路来实现。能够使错误扩散环高速运算，最好把错误扩散环做成一种电路，该电路可以容易地用一个LSI来完成。

现在，描述当有效位宽度为每个像素变化时错误扩散处理是如何完成的。

如先前所述，与门8的输出是“暂时显示数据”，它的较低位已经被截取。当从错误扩散处理环13输出的一个信号是“0”时，与门8的输出被用于显示。然而，正常的，此时从外围像素扩散的“显示错误”已经累计在错误扩散环中。因此在显示之前需要校正“暂时显示数据”，这基于累计的显示错误的总和的结果以及与门9的输出，该输出是此时一个聚焦像素的一个显示截取错误。这里，假设已经累积了外围像素的大量错误并且聚焦像素具有一个中间灰度级，外围像素带有的值可以比聚焦像素截取的错误高“1”或更多。考虑到这种情况，“暂时显示数据”的校正不是简单地通过把“截取错误+1”加到“暂时显示数据”上而完成的，而是通过使用一个计算结果的一个值，其中累计错误的较低位被改变到“0”，如图9中所示的真值。使用这种安排，能够保持有效位的数量和允许加法单元14把从外围像素扩散的错误加到由有效为代表的灰度级并产生显示数据。因此，通过错误扩散方法能够以像素的单位适当的控制显示灰度级，同时有效地对与输入图像信号1的灰度级有关的显示位进行设置。

更特别的是，在上面的例子中，与门8的输出是“00110000”和有效位数量是6，并且逻辑变换单元10的输出也是6位。这里，例如假设与门11的输出是“00110100”，则与门14的输出是“01000100”。这表示出上述的实施例1中所述的较低位被固定到“0”的作用，同时错误扩散处理被执行。

如上所述，本实施例的特征之一是用于把较低位固定到“0”的与门11的计算(因为逻辑变换单元10的输出信号的较低位是“0”)。除此之外，本实施例的另一个特征是较低位上频繁的信号改变被限制在进行显示的中间和较高的灰度级中，因为尽管加法单元14输出显示灰度级，而其中的相邻的中间或较高的灰度级具有共同的较低位。这就减少了等离子显示设备的地址驱动器中电流的消耗。此外，即使截取的位宽度为每个像素而改变，响应于位宽度的变化显示错误能正确地被扩散到周围的像素。这就可以在从低亮度至高亮度的一个宽范围的灰度级中提供一种高质量的图像显示，同时减少地址驱动器中的功率消耗。

应注意加法单元14的输出可以包括一种溢出，这可以由限制器15来处理。

如上所述，本实施例在从低亮度至高亮度的一个宽范围的灰度级中提供一种高质量的图像显示，同时减少地址驱动器中的功率消耗，而且通过错误扩散方法校正灰度特性，这些能够通过设置有效显示位和对响应于以像素单位输入的灰度级计算的显示错误进行的位处理而实现。

尽管有效位的数量是以像素单位动态的变化，但本实施例构成错误扩散环的部件可以是具有简单结构的逻辑运算电路系统或加法电路系统。这使本实施例易于在一个LSI中实现并可以高速运算。

实施例5

图10是一个方框图，显示了本发明使用子场显示灰度图像的实施例5中的一个等离子显示器PD5的一个信号处理部分的结构。

如图10所示，等离子显示器PD5包括一个行存储器30、一个绝对差值计算单元31、用于计算两个输入值之间的一个差值以及计算该差值的一个绝对值，一个比较单元32、一个逻辑运算单元33、一个选择单元34、一个子场信息生成单元3，用于生成子场信息、和是一个面板的一个等离子显示板设备4，在面板上用线路连接了各种驱动电路。

在图10中，单元编号1表示一个输入数字图像信号，单元编号35表示偶数/奇数的信息，显示行数是一个偶数或一个奇数，单元编号36表示场偶数/奇数信息，显示场数是一个偶数或一个奇数。

下面描述具有上面结构的图像显示设备的操作。也将描述每个部件的功能。

首先，对于每对相邻像素，绝对差值计算单元21计算行存储器30中输入图像信号1的垂直相邻行上像素的灰度级之间的一个差值，以及计算该差值的绝对值。比较单元32把绝对值与每个像素预定的门限值(TH)相比较。基于与减少写电流的作用相关的经验来确定预定的门限值(TH)，这将在后面描述。从现在开始使用任意其它的可能出现的门限值。

比较结果(信号37)被输入到逻辑运算单元33。此外，逻辑运算单元33针对比较结果接收行偶数/奇数信息和场偶数/奇数信息。选择单元34为当前行选择信号“a”或者为先前行选择信号“b”。选择方式取决于图11和12中所示的关系。

为了更具体地进行解释，将结合参考图11和12描述一个偶数场情况的例子。当在行0和行1上像素的灰度级之间的差很大时，当它们分别被用于行0和行1时在行0和行1上的信号被输出；并且当差值小时，输出行0上的信号来用于行0和行1。这种规则也适用于一个奇数场的情况。从选择单元34输出的选择信号作为一个显示灰度级(信号38)。

所希望的是，在偶数和奇数场之间，输入值被比较的每对行的组合是不同的，如图11所示。也就是说，在一个偶数场的情况下，比较是在行0和1，2和3，4和5，…之间执行的；在一个奇数场的情况下，比较是在行1和2，3和4，5和6，…之间进行的，这种安排充分地消除了由每行上像素的灰度级变化所产生的视觉效应。

如上所述，当两个信号间的差值低于作为一对相邻行之间比较结果的门限值TH时，每对由图11中的椭圆所表示，则两个信号值被调整成彼此相等。这就使在两行上的两组子场具有相同的值。因此，限制了到地址电极的驱动波形中的变化，并且减少了在地址驱动器中的电流消耗。这里应该注意的是，上述让相邻行上的两个信号具有相同值的安排对于肉眼来说不会在显示图像中带来明显的变化，从而不会导致图像质量下降。此外，相邻行上的两个信号在图像的边缘部分不会改变。这意味着图像质量的下降，比如边缘模糊不清或看不到边缘位置的变化。

在本实施例中，偶数或奇数行都具有完整的原始信号。作为结果，即使把门限值TH设置成一个较高值以便增加减少电流消耗的效果，原始图像信息也总是按偶数或奇数行被保持。这就阻止了图像质量的大幅度恶化。

实施例6

图13是一个方框图，显示了本发明使用子场显示灰度图像的实施例6中的一个等离子显示器PD6的一个信号处理部分的结构。

图13所示结构与图10所示结构的区别在于具有一个平均值检测单元39和一个行存储器40，并且用选择单元41来代替选择单元34。

现在，将着重描述实施例6与实施例5的区别。

按两路经行存储器30直接把输入图像信号1输入到平均值检测单元39。平均值检测单元39的输出经行存储器40被输入到选择单元41。选择单元41接收三个单元的输出：行存储器30，平均值检测单元39，和行存储器40，并且按照图14和15中所示的关系执行选择，以及输出选择结果。

为了更具体地进行解释，将结合参考图14和15描述一个偶数场情况的例子。当在行0和行1上像素的灰度级之间的差很大时，当它们分别被用于行0和行1时在行0和行1上的信号被输出；并且当差值小时，为行0和行1输出一个具有两个信号值平均值的信号(在“选择的输入”列中的“c”)。这种规则也适用于一个奇数场的情况。

如上所述，当相邻行上的两个信号之间的差很小时，用它们的平均值替换两个信号的每个值；以及当差值很大时，信号被输出。这可以限制到地址电极的驱动波形中的变化和减少地址驱动器中的功率消耗，同时限制了图像质量的下降。

这里应该注意，上面的用两个信号的平均值替换信号值的安排不会带来明显的图像质量下降，即使把门限值TH1设置成一个较高值。这是因为平均值的计算总是保留原始行信息的一半。

在此应该注意的是，在实施例5和6中为垂直相邻行上每对相邻像素执行的灰度级间的比较可以在每组三个或更多的相邻像素之间进行。在此情况下，在包含一个确定相邻像素组的每个区域中设置一个标准像素，并且改变区域中至少包括该标准像素的诸像素的灰度级以至于增加具有共同的子场的显示信息段的数量，这些子场在相邻像素之间具有相同的模式。(a)代表两个像素的灰度级的两个信号值之间的差值和(b)在两个值比较的情况下执行的一个门限值，在(a)和(b)之间的比较与把两个像素中的一个选择成标准像素的情况完全相同。

在另一种变化方式中，在包含一个确定相邻像素组的每个区域中设置一个标准像素，而且当区域中一个像素的一个灰度级和标准像素之间的差小于一个确定值时，区域中像素的灰度级和标准像素的灰度级被调整成彼此相同。

实施例7

通常，在进行显示一种方格式的图案中，像素的亮度垂直的和水平地进行改变。变化很大的显示信息被写到地址电极中。也就是说，地址电极的驱动波形变化很大，并且当地址驱动器写数据时增加了功率消耗。本实施例的图像显示设备是基于想要控制方格图案区域中的原始灰度级，以便减少地址电极的驱动波形的改变，并当地址驱动器写数据时限制电流消耗。接下来详细描述图像显示设备的结构和操作。

图16是一个方框图，显示了本发明使用子场显示灰度图像的实施例7中的一个等离子显示器PD7的一个信号处理部分的结构。

如图16所示，等离子显示器PD7包括一个信号处理单元，用于生成提供给等离子显示板设备的显示信息、一个方格图案检测单元41、一个电平H检测单元42、一个电平L检测单元43、一个差值检测单元44、一个比较单元45、一个平均值检测单元46、一个电平H/L判断单元47、一个电平变换单元48、一个逻辑运算单元49、和一个选择单元50。

例如，方格图案检测单元41检测作为输入图像信号1的一部分的一个方格图案，其中它的值按像素单位规则的变化。电平H检测单元42在构成方格图案的信号中检测具有高亮度“电平H”的一个信号。电平L检测单元43在构成方格图案的信号中检测具有低亮度“电平L”的一个信号。差值检测单元44检测电平H和电平L之间的差值。比较单元45用一个门限值TH2与该差值相比较以便判断谁更高。应注意的是，基于构成方格图案的像素值，电平H和电平L中的每一个可以是多个不同的值。但在本实施例中，为方便起见，假设电平H和电平L中的每一个是一个单一的值。这不会改变本实施例的操作或效果。

平均值检测单元46计算电平H和电平L之间的一个平均值。电平变换单元48根据这对电平H和电平L而产生另外一对“电平H”和“电平L”。

逻辑运算单元49确定选择方格图案检测单元41，比较单元45和电平H/L判断单元47输出的一个输出，并把选择的输出送到选择单元50。

图17显示电平变换单元48的操作。如图17所示，基于构成方格图案的亮度级之间的差值，电平变换单元48确定被输入到选择单元50的一个值，是否它是一个方格图案，以及是否像素的灰度级是高的或低的。

这里，将详细描述电平变换单元48的操作。如图18所示，电平变换单元48起到查表(LUT1和LUT2)的作用，该表被用于根据电平H和电平L分别计算新的信号的“电平H′”和“电平L′”。该表的输出“电平H′”和“电平L′”被确定以便它们与输入信号的“电平H”和“电平L”具有更多公共的位值，尽可能的使“电平H”和“电平L”之间的平均值接近“电平H′”和“电平L′”之间的平均值，以及尽可能的使“电平H”和“电平L”之间的差值接近“电平H′”和“电平L′”之间的差值。

图19显示确定表格内容的结构的示例。将描述使用图19所示结构的操作。当输入两个亮度级“电平H”和“电平L”时(在该例中，由子场信息表示级)，位替换单元481和482用一个公值“Pi”分别代替“电平H”和“电平L”的低位，并输出“LHi”和“LLi”。一个平均值检测单元483计算“电平H”和“电平L”之间的一个平均值。一个平均值检测单元484计算“LHi”和“LLi”之间的一个平均值。一个差值检测单元485计算平均值检测单元483和484的输出之间的一个差值“Ei”。用于替换输入信号低位的值“Pi”被分成8种：“000”，“100”，…，“111”。当一个相应值“Ei”变为最低时“LHi”和“LLi”的一个组合值被确定成图18所示的查表的输出。依照较低的三位，使用上述的查表从“电平H”和“电平L”产生的值“电平H′”和“电平L′”具有相同的图案。因此，一个由“电平H′”和“电平L′”组成的方格图案，与一个由“电平H”和“电平L”组成的图案进行比较，当地址驱动器写数据时，限制了在地址电极的驱动波形中的变化并减少了电流消耗。此外，由于“电平H”和“电平L”之间的平均值接近于“电平H′”和“电平L′”之间的平均值，充分保持了方格图案的平均亮度和色调。

现在，结合参考图17将描述本实施例的操作。作为参考图17的内容的一个结果，当判断一个输入图像信号不是一个方格图案时，输入图像信号被输出(在“选择的输入”列中的“d“)。这是因为在这种情况下，当地址驱动器写数据时消耗的电流量不大。当一个输入图像是一个方格图案并且方格图案的高和低亮度级之间的差较小时，方格图案的高和低亮度级都被用它们的平均值(在“选择的输入”列中的“a”)替换。当输入图像是一个方格图案并且高和低亮度级之间的差较大时，方格图案的高和低亮度级都被用具有相同的低位的信号(分别在“选择的输入”列中的“b”和“c”)替换。实际上，由电平H/L判断单元47来完成b”和“c”之间的选择。例如，通过对方格图案的平均值和每个像素值进行比较，电平H/L判断单元47易于执行这样的操作。

图20显示了子场控制模式和输入灰度级之间的关系，此时显示的灰度级图像具有12个子场，把亮度加权“1”，“2”，“4”，“8”，“16”，“24”，“32”，“32”，“32”，“32”，“32”，和“32”分配给它们。

图21-23显示了对应于图17的操作示例。图21-23的每个图显示了把构成一个输入方格图案的“电平H”和“电平L”变换成被输出的“电平H′”和“电平L′”的一个处理过程。

现在，将参考图20和21给出一个操作示例。

如图20所示，当一个输入方格图案是由灰度级“63”“和“0”的子场值组成时，电平变换单元48如下变换该值。用于灰度级“63”的子场信息被表示成“1110011”(按从最低位的顺序)，相应于亮度值“1+2+4+0+0+24+32＝63”。这就是说，它包含与灰度级“0”表示成“0000000”的相应位不同的5位。如果这些信号被输出时，地址驱动器将消耗大量的功率以便写入数据。为避免这种情况，这些信号的较低的三位被分别用对于两个信号是公共的一个值所替代。尤其是，对于较低的三位，可以在8个值的“000”-“111”中任选，最接近灰度级“63”和“0”之间平均值“31.5”的“001”被选择。灰度级“63”和“0”随后被用对应于选择的模式“001”的灰度级“63”和“4”所替换。如图20所示，灰度级“60”被表示成“0010011”(按从最低位的顺序)和灰度级“4”被表示成“0010000”。这些位模式在相应位的位置上仅有两个不同的位(子场)。使用这种安排，为写入数据，地址驱动器消耗少量的功率。

希望通过简单的截取较低位来获得减少电流消耗的相同效果。但在此情况下，构成方格图案的亮个灰度级将是“60”和“0”，并且它们之间的平均值将是“30”。相对于本实施例上面示例中的平均值“32”来说，该平均值与原始平均值“31.5”有很大的差别。

结合参考图20和22，将给出另一个操作示例。

如图20所示，当一个输入方格图案是由灰度级“48”“和“15”的子场值组成时，电平变换单元48如下变换该值。用于灰度级“48”的子场信息被表示成“000111”(按从最低位的顺序)，相应于亮度值“0+0+0+8+16+24＝48”。这就是说，它包含与灰度级“15”表示成“111100”的相应位不同的5位。相应于灰度级“48”-“55”之一的8对以及灰度级“8”-“15”的任一个，在8个较低的-3-位值中任选“000”-“111”，如图22所示，最接近灰度级“48”和“15”之间平均值“31.5”的带有平均值“32”的“001”被选择。灰度级“48”和“15”随后被用对应于选择的模式“001”的灰度级“52”和“12”所替换。如图20所示，灰度级“52”被表示成“001111”(按从最低位的顺序)和灰度级“12”被表示成“001100”。这些位模式在相应位的位置上仅有两个不同的位(子场)。使用这种安排，为写入数据，地址驱动器消耗少量的功率。

结合参考图22和23，将再给出一个操作示例。

如图20所示，当一个输入方格图案是由灰度级“32”“和“2”的子场值组成时，电平变换单元48如下变换该值。用于灰度级“32”的子场信息被表示成“000101”(按从最低位的顺序)，相应于亮度值“0+0+0+8+0+24＝32”。这就是说，它包含与灰度级“2”表示成“010000”的相应位不同的3位。相应于灰度级“32”-“39”之一的8对以及灰度级“0”-“7”的任一个，在8个较低的-3-位值中任选“000”-“111”，如图23所示，与灰度级“33”和“1”之间平均值相同的带有平均值“17”的“001”被选择。灰度级“32”和“2”随后被用对应于选择的模式“001”的灰度级“33”和“1”所替换。如图20所示，灰度级“33”被表示成“100101”(按从最低位的顺序)和灰度级“1”被表示成“100000”。这些位模式在相应位的位置上仅有两个不同的位(子场)。使用这种安排，为写入数据，地址驱动器消耗少量的功率。

如上所述，在本实施例中，从输入图像中检测一个方格图案，并且用以像素单位构成该方格图案的一个公共位模式替换至少确定数量的较低位。当地址驱动器写数据时，这种安排限制了在地址电极的驱动波形中的变化并且减少了功率消耗。用被确定的灰度级替换输入的灰度级以便高和低亮度级之间的平均值不会变化很大。这种安排限制了在显示亮度和色调中的变化。当带有小差值的一个方格图案被检测时，该差值是构成方格图案的灰度级之间的差值，用灰度级的平均值替换每个灰度级。这将进一步提高减少功率消耗的效果。当带有大差值的一个方格图案被检测时，该差值是构成方格图案的灰度级之间的差值，灰度级的较高位被保留。使用这种安排，能够保留构成方格图案的灰度级之间的一个确定的电平差，并保持方格图案的基本特性，即方格图案是由两个主要的灰度级组成：一个带有高亮度，另一个带有低亮度。从而用这种安排，当地址驱动器写数据时，限制了在地址电极的驱动波形中的变化并减少了功率消耗，而图像质量不会有太大变化。

本实施例把一个方格图的情况作为一个例子。然而，本发明可以适用于任何“复杂的图像模式区”，比如一种平铺显示模式，当进行写数据时地址驱动器大量消耗功率。在此情况下，如同本实施例一样，可以获得相同的效果。

尽管已经结合附图和示例的方式对本发明进行的全面的描述，但应该明白，对于本领与普通技术人员来说，可以进行各种改变和修改。因此，在不脱离本发明的范畴的情况下，认为这些改变和修改被包括在本发明之中。

Claims (23)

1.一种图像显示设备，通过把显示信息写到一个面板的一个图像显示区上显示灰度图像，该显示信息包括构成一个场的多个子场的值，该图像显示设备的特征在于：

把一个输入图像信号变换成一段显示信息，以使在彼此间一致的多个子场之间的相邻的高灰度级差别变小，并且按照显示信息的段对一个灰度图像进行显示。

2.如权利要求1的图像显示设备，其中执行输入图像信号的变换以随着输入图像信号中的一个灰度级的增加，与一个相邻的灰度级是共同的子场值的数量增加。

3.如权利要求1的图像显示设备，其中执行输入图像信号的变换以随着输入图像信号中的一个灰度级的增加，大步长的数量增加，其中每个步长是输入图像信号中的灰度级和相应的显示信息中的灰度级之间的一个间隔。

4.如权利要求1的图像显示设备，其中执行输入图像信号的变换以使分配了小的亮度加权的子场的位值变为“0”或“1”。

5.一种图像显示设备，通过构成一个场的一组子场的一种开/关模式，表示图像的每个灰度级来显示灰度级图像，该图像显示设备的特征在于：

把一个输入图像信号变换成一段显示信息，以随着这输入图像信号中一个灰度级的增加，全部是开或全部是关以及与一个相邻的灰度级是公共的子场数增加。

6.一种图像显示设备，通过构成一个场的一组子场的一种开/关模式，表示图像的每个灰度级来显示灰度级图像，其特征在于：

一个N-位输入数字图像信号的(N-M)较高位是第一信号，N-位输入数字图像信号的较低M位是第二信号，其中M和N是满足条件0≤M≤N的整数，利用第二信号作为一个输入和包括多个延迟来执行一个计算而获得一个信号，获得信号的较低M位全部变成“0”以便产生第三信号，并且通过把第三信号加到第一信号上而获得一个信号来表示一个显示灰度级。

7.一种图像显示设备，通过构成一个场的一组子场的一种开/关模式，表示图像的每个灰度级来显示灰度级图像，其特征在于：

一个N-位输入数字图像信号的(N-M)较高位是一个暂时的显示灰度级，其中M和N是满足条件M≤N的整数，并且通过校正N-位输入数字图像信号和暂时显示灰度级之间的一个错误而执行实际的显示，通过一个M-位行存储器，利用一种错误扩散方法形成一个圆环。

8.一种图像显示设备，包括：

依据构成一个场的一组子场的一种开/关模式，通过表示图像的每个灰度级以显示灰度图像的装置；和

用于使一个N-位输入数字图像信号进行错误扩散处理以减少显示位的数量并显示总信号的装置，其中

随着在N-位输入数字图像信号中一个灰度级的增加，被减少的显示位的数量按显示像素的单位增加。

9.如权利要求1-8之一的图像显示设备，其中

通过把一个具有一个幅度的信号加到输入图像信号上来获得显示灰度级，该幅度对应于一个灰度级，可以是有规则的周期或者无规则的周期。

10.如权利要求9的图像显示设备，其中

以规则的周期被加的信号是按像素、行、或场的单位被转化的一个信号。

11.如权利要求9的图像显示设备，其中以无规则的周期被加的信号是按像素、行、或场的单位被随机转化的一个信号。

12.如权利要求1-11之一的图像显示设备，其中

用错误扩散方法或高频振动方法，一个显示错误被扩散到一个聚焦像素的周围。

13.一种图像显示设备，通过在时域中构成一个场的一组子场的一种开/关模式，表示图像的每个灰度级来显示灰度级图像，其特征在于：

响应于一个输入图像信号，设置由多个相邻像素组成的一个区域，随后生成多个显示信息段，它们共同具有相邻像素之间带有相同模式的子场，并且按照显示信息的多个段显示灰度图像。

14.如权利要求13的图像显示设备，其中

有选择地使用对应于在区域中一个平均灰度级的最小变化的一段显示信息。

15.如权利要求13的图像显示设备，其中

一个标准像素被设置在该区域中，并且在该区域中至少排除该标准像素的诸像素的灰度级被改变以使多个显示信息段具有共同的子场，这些子场在相邻像素之间具有相同的模式。

16.如权利要求13的图像显示设备，其中

在区域中设置一个标准像素，并且当区域中一个像素的一个灰度级和区域中标准像素的一个灰度级之间的差值低于一个值时，该值是依据在一个输入图像信号中表示的标准像素的一个灰度级确定的，这时区域中像素的灰度级和标准像素的灰度级被调整成彼此相等。

17.如权利要求14的图像显示设备，其中

共同包含在多个显示信息段中的子场是所有子场中较低的子场。

18.如权利要求13-17之一的图像显示设备，其中

所述区域由两个相邻行组成。

19.如权利要求13-17之一的图像显示设备，其中

所述区域按像素的单位规则地或无规则地改变。

20.一种图像显示设备，通过在时域中构成一个场的一组子场的一种开/关模式，表示图像的每个灰度级来显示灰度级图像，其特征在于：

响应于一个输入图像信号设置由多个相邻像素组成的一个区域，随后该区域的一个信号电平被改变，并且在区域中的主灰度级之间的一个亮度差被改变成不小于一个确定值，该确定值是依据主灰度级之间的亮度差确定的。

21.如权利要求20的图像显示设备，其中

所述区域中的主灰度级按像素的单位形成一个规则的图案。

22.如权利要求20的图像显示设备，其中

对于每种显示色，区域中的主灰度级是两个或更少的灰度级，并且为每种显示色按像素的单位形成一个规则的图案。

23.一种图像显示设备，通过在时域中构成一个场的一组子场的一种开/关模式，表示图像的每个灰度级来显示灰度级图像，其特征在于：

响应于一个输入图像信号设置由多个相邻像素组成的一个区域，把一个标准像素设置在该区域中，随后改变区域中至少排除标准像素的诸像素的灰度级以便限制子场数，在标准像素和邻近于标准像素之间的该子场数是不同的，并且以便把在区域中的主灰度级之间的一个亮度差改变成不小于一个确定值，该确定值是依据主灰度级之间的亮度差确定的。

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