CN1394323A - 利用多线寻址的点阵显示设备 - Google Patents

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Abstract

通过一种单元(LD)实现多线寻址的点阵显示设备(1)。作为多线寻址的结果，在实际显示的亮度值(C)和原先的亮度值(D)之间有差别。通过将所述的差值或它的部分从原先的亮度值，或者从要显示的相邻象素和/或从相继帧的相同象素中减去以消除所述的差值或误差(E)可见到的影响。所述的相邻象素最好是直接在所考虑的象素的下面或右边的象素。后者是通过对误差(E)施加样本延时获得的。

Description

利用多线寻址的点阵显示设备
发明的领域
本发明涉及一种用于显示亮度值的点阵显示设备，在其中对一组线确定一个公共值并对所述的线组同时寻址。例如，当所述的亮度值在子域中被编码和某些最低有效的子域被一个公共值替代时，就被实现。
本发明也涉及一种根据原先在点阵显示设备上要显示的亮度值确定新的亮度值的方法。
本发明可适用于，例如，等离子体显示板(PDP)，等离子体寻址的液晶板(PALC)，液晶显示器(LCD)，聚合体LED(PLED)，场致发光(EL)，数字微镜设备(DMD)，用于个人计算机，电视机等。
发明的背景
点阵显示设备包括第一组数据线(行)r1...rM，在通常被称为行方向的第一方向中延伸，和第二组数据线(列)c1...cN，在通常被称为列方向的第二方向中延伸，与第一组数据线相交，每个交点规定一个象素(小点)。
点阵显示设备还包括：用于接收信息信号的装置，该信息信号包括要显示的线的亮度值方面的信息；和依据该信息信号对第一组数据线(行)r1，...rN寻址的装置。此后，将亮度值理解为在单色显示中的灰度等级，在彩色(例如，RGB)显示中被理解为各个单独等级的每一个。
通过对第一组数据线(行)逐条线地寻址，每条线(行)相继地接收要显示的适当数据，一种显示设备可显示一帧。
为了降低显示一帧需要的时间，可以应用多线寻址方法。在该方法中，一条以上，通常是两条，相邻的，最好是将第一组数据线(行)的相邻线同时地寻址，接收相同的数据。
这种所谓的双线寻址方法(当两条线被同时寻址时)使得帧的显示有效地加速，因为每帧需要较少的数据，但这是以损失相对于原先信号的图象质量为代价的，因为每对线接收相同的数据，由于线的重复引起分辨率和/或清晰度的损失。
这些已知方法能够减少寻址时间。然而，在要显示的原有亮度值与实际显示的新亮度值之间可能有差别，在某些情况下可能有很大的差别。这种由线的重复或分组引起的，以后被称为“误差”的差别将引起空间分辨率的损失，并增加可见的，类似噪声的，可与量化相比拟的人为产物。
对于以上提到的点阵显示板的类型，为了建立不同的灰度等级，光的产生不可能如在CRT显示器的情况那样，按强度调制。关于所述的点阵显示板的类型，通过对时间调制建立灰度等级：对于较高的强度，光发射的持续时间被增加。在一组子域中将亮度数据编码，为了显示在零和最大等级之间光强度的范围，每个子域具有适当的持续时间或权重。子域的相对权重可以是二进制(也就是1，2，4，8，...)或别的。这种在此对于灰度所描述的子域分解，以后也将应用到彩色显示的各种颜色。为了降低寻址时间，线的重复或分组在利用子域的显示板中特别有用。
为了减少分辨率损失，部分线的重复，也就是可以只对某些最低有效的子域(在此以后称为LSB子域)实施线的重复。确实，LSB子域对应于较不重要的光量，部分线的重复将给出较少的可见的分辨率损失。
当对于某些较少有效的子域同时寻址两条以上的线时，就实施了部分线的分组。关于部分线的重复的考虑在此以后，予以适当必要的变更后，也将应用到对两条以上线的部分线分组。
在部分线重复的方法实施中，必须找出一种折衷方案。只有几个被重复的LSB子域将给出很少的时间增益。太多的被重复的子域将给出不可接受的图象质量的损失。
影响质量的另一方面是计算被重复的子域的新数据的方法。可以使用引起不同结果的不同计算方法。当观察者的眼睛观看时，所用的方法应该给出最佳的图象质量。
当LSB在部分线重复中被重复时，对于两条邻近或相邻线的LSB数据值必须是相同的。可将以下的方法用于计算这些数据：
1.将奇数线的LSB数据用在相邻的偶数线上(位的简单复制)。
2.将偶数线的LSB数据用在邻近的或相邻的奇数线上(位的简单复制)。
3.将每对象素的平均LSB数据用于两个新的LSB值。
发明的概述
本发明的一个目的是提供一种利用线重复或分组的点阵显示设备，和一种计算在所述的点阵显示设备上要显示的新数据的方法，在该设备中分辨率的损失和/或类似噪声的人为产物的可见性被降低，最好为最小。
为了这个目的，本发明的第一方面提供一种如权利要求1中所规定的点阵显示设备，提供对当前帧中要显示的相邻象素和/或后继帧的相邻象素进行线重复或分组引起的误差的扩散。从而减少了由线重复或分组引起的可见误差。从属权利要求2到4提供一种专门的扩散方法，将误差分别分散到右边的象素对或组，紧接所考虑的象素以下的象素对或组，在后继帧中的象素的相同对或组。将误差扩散到右边的象素对或组使误差扩散到最近的象素。
当用硬件实施时，需要少量元件的简单实施方案是从属权利要求2到4的题目。
从属权利要求2涉及将误差扩散到相同线上的一个或多个相邻象素。
从属权利要求3涉及将误差扩散到后继的线对或若干后继的线对中一个或多个相邻象素。
从属权利要求4涉及暂时将误差扩散到相同的或相邻的象素。
权利要求5涉及将亮度值在于域中编码的情形。
本发明的第二方面提供一种如权利要求7中所规定的方法。从属的方法权利要求8到12分别对应于设备的权利要求2到7。
在此往后，通过参考附图所描述的实施方案将使本发明的这些和其他的方面变得明显。
附图简述
在附图中：
图1简要地示出一种依据本发明的点阵显示设备；
图2是依据本发明的第一实施方案的本发明的单元(3)的详图；
图3是依据本发明的第二实施方案的本发明的单元(3)的详图；
图4是将本发明的第一和第二实施方案的特点组合的，本发明的单元(3)的详图；
图5是依据本发明的第三实施方案的本发明的单元(3)的详图；
优选实施方案的详述
图1是一种点阵显示设备1的简图，包括一个点阵显示板5，示出一组显示线(通常指向行方向，在这种情况下被称为行)r1，r2，...ri，ri+1，...rM。点阵显示板5还包括一组数据线(列，未示出)，在第二方向中延伸，通常是列方向，与第一组数据线相交，每个交点规定一个象素(小点，未示出)。
点阵显示器还包括用于接收信息信号D的电路2，该信号包括要显示的线的亮度信息，和一个用于依据信息信号D对数据线组(行r1，...rM)寻址的驱动电路4，该信号包括原先的象素亮度值d11，...dij...dMN。
依据本发明的显示设备1包括一个单元3，用于利用任何线的重复或分组方法，根据原先的象素亮度值d11，...dij...dMN，确定在图1中用C表示的，象素的新象素亮度值c11，...cij...cMN。
在图2到5中所示的单元3的详图，示出一个‘LD’方框，它是依据不同方法中的一种实现线的重复或分组算法的线分组电路，在其中确定对于相邻或邻近的线的一个新的公共值。在使用子域的显示中，可以只对某些最低有效的子域实现这点。
单元3包括一个减法器10，从原先的线的亮度值d11，...dij...dMN中减去由处理器单元11提供的校正值信号E’，以便对线分组电路LD提供差值DF(df11，...dfij...dfMN)。线分组装置可以由任何硬件或软件组成或包括任何硬件(如在图3或组成线分组电路的电路方案中所示的电路)或软件(如一种计算机程序或在微处理器中的计算机程序的部分，可以是专门为此功能组成的或者可以是一种实现较多功能的多用途微处理器，因此形成一段软件来实现线的重复功能)。如果信号E是零，原先的线亮度值和差值当然是相同的。一个误差确定单元12确定差值线亮度值DF和新的线亮度值C之间的误差。在处理器单元11中这个误差信号E被交换成校正值信号E’。
依据本发明，以下的A到C的操作由单元3实施：
A：在线重复算得的象素亮度值cij，ci+1，j，和象素ij和i+1，j的差值象素亮度值dfij，dfi+1，j之间的差值eij，ei+1，j被计算：eij                     ＝cij-dfijei+1，j                 ＝ci+1，j-dfi+1，j
在图2到5中，通过误差确定单元12和进出这个单元12的信号描述所述的方法的步骤。这些差值是实际示出的亮度cij相对于原先的亮度dfij的裕量的一种量度，也就是被线的重复引入的误差的一种量度。差值构成误差信号E。这个误差信号作为E示于图2到5中。在公式中可被标记为E＝C-DF。
B：误差E，或它的部分，被扩散，或从相邻的象素中减去和/或到相继的帧的相同象素。为此目的，在处理器单元11中误差信号E被变换成校正值信号E’，它实际上是一组校正值，在公式中，E’＝E的变换。
C：最后E’在减法器10中从D中减去，给出DF。在公式中，DF＝D-E’
将误差扩散的方法是以下所列举的AA到DD：
AA：水平反馈(样本延时)，如图2中所示：误差E，或它的部分，被从位于相同的线对，下一列j+1的象素往右一步的原先亮度值di，j+1，di+1，j+1减去：dfi，j+1      ：＝di，j+1-Fh *ei，jdfi+1，j+1    ：＝di+1，j+1-F’h *ei+1，j
在本例中，校正值信号E’是由从di，j+1；di+1，j+1等中被减去的Fh *ei，j；F’h *ei+1，j等信号组构成。系数F，F’确定将误差传送或扩散到相邻的象素。
图2示出一个用于实现水平反馈的单元3。这是本发明的一个简单的实施方案，当用硬件实现时需要少量元件。因为误差被扩散到最近的可能的象素，线重复的可见影响被大大地减少。
最好通过从下一个最近的相邻象素中减去一部分误差，从下一个最近的相邻象素中减去较小的部分等进一步将误差扩散，也就是dfi，j+1  ：＝di，j+1-Fh *ei，j-F”h *ei-1，jdfi+1，j+1：＝di+1，j+1-F’h *ei+1，j-Fh *ei，j
系数F，F’，F”，F确定在相邻的和下一个相邻的象素上误差的扩散量。
BB：垂直反馈(2线延时)，如图3中所示：误差，或它的部分，被从位于进一步往下两步的一对线，并在相同的列j上的象素的原先象素亮度值di+3，j，di+4，j中减去：dfi+2，j    ：＝di+2，j-Fv *ei，jdfi+3，j    ：＝di+3，j-F’v *ei+1，j
图3示出用于实现垂直反馈的单元3。这种本发明的简单实施方案也需要少量的硬件。在误差被引入的象素和该误差被扩散的象素之间的距离稍稍大一些。最好通过从下一个最近的相邻线对中减去一部分误差，从下一个最近的相邻象素减去较小的部分误差等进一步将误差扩散。dfi+2，j：＝di+2，j-Fv *ei，j-F”v *ei-2，jdfi+3，j：＝di+3，j-F’v *ei+1，j-Fv *ei-1，j
CC：两维反馈(1个样本延时和2线延时)，如图4中所示：一部分误差被从位于相同的线对，向右进一步上的象素的原先的象素亮度值中减去，一部分误差被从位于往下两步并在相同的列上的一对线上的象素的原先的象素亮度值中减去：di+2，j+1：＝di+2，j+1-Fh *ei+2，j-Fv *ei，j+1di+3，j+1：＝di+3，j+1-F’h *ei+3，j-F’v *ei+1，j+1
图4示出用于实现两维反馈的单元3。通过将水平和垂直反馈组合，可以获得更好的结果。
一部分误差的扩散可被从下一个最近的相邻象素或线对中减去，较少部分的误差从下一个最近的相邻象素或线对中减去。
DD：暂时反馈(1帧的延时)，如图5中所示：对于在时间t上显示的帧或它的部分的误差eij(t)和ei+1，j(t)被从在时间t+1上显示的相继的帧中相同象素的原先的象素亮度值中减去。
图5示出用于实现暂时反馈的单元3。通过将水平，垂直和暂时反馈组合可获得最佳的结果。
虽然以上的实施方案涉及线的重复，对三条或更多线分组的应用对于本领域的技术人员将是明白的。
以上，符号：＝意味着符号左边的要素被右边的值替代。在图2到5中，靠近信号线的“/”和数字2表明这些线是双线。
参数Fh，Fv，F’h，F’v等，在此以后也被标记为‘反馈系数’，可被给予通过经验方便地找出的任何值。在水平和垂直反馈的情况下给这些参数值为1是有利的，使得值Fh+Fv＝1，F’h+F ’v＝1，也就是对于一个特定的误差值eij的所有反馈系数F的总和为1。在两维反馈的情况下，这保证图象的总亮度保持恒定。通过给予这些反馈系数或这些反馈系数的总和的值小于1，使得只有部分误差被扩散。
以下的表简要地描述在不同的实施方案中反馈系数Fh，F’h，...和Fv，F’v...的示范值。简单的水平反馈，见图2
象素 最近的象素 下一个最近的象素 再下一个最近的象素
相同的线对 0  1  0  0
最近的线对 0  0  0  0
下一个最近的线对 0  0  0  0
再下一个最近的线对 0  0  0  0
在本例中它就保持：dfi，j+1      ：＝          di，j+1-ei，jdfi+1，j+1    ：＝          di+1，j+1-ei+1，j
这是从属的权利要求2的题目的一个例子，在其最简的形式中，也就是这样的实施方案，其中减法器(10)在操作中将所述的差eij，...ei+g-1，j或它的部分从位于下一列j+1和相同的线i，...i+g-1上的象素的原先的亮度值di，j+1，...di+g-1，j+1中减去。
在一个以上象素上的水平反馈
象素 最近的象素 下一个最近的象素 再下一个最近的象素
相同的线对 0  0.6  0.3  0.1
最近的线对 0  0  0  0
下一个最近的线对 0  0  0  0
再下一个最近的线对 0  0  0  0
在本例中它就保持：dfi，j+1  ：＝di，j+1-0.6*ei，j-0.3*ei-1，j-0.3*ei-2，jdfi+1，j+1：＝di+1，j+1-0.6*ei+1，j-0.3*ei，j-0.1*ei-1，j
这是一个权利要求2中申请专利保护的实施方案中较一般形式的例子，也就是，减法器(10)在操作中将所述的差eij，...ei+g-1，j或它的部分从位于下一列j+1和/或相继的列j±2，j+3(在本实施方案中单元j+3)...和相同的线i，...i+g-1上的象素的原先的亮度值di，j+1，...di+g-1，j+1中减去。
替代系数0.6，0.3，0.1，在实践中，系数组9/16，5/16，1/8看上去也得到好的结果。
在一对线上的垂直反馈，见图3
象素 最近的象素 下一个最近的象素 再下一个最近的象素
相同的线对 0  0  0  0
最近的线对 1  0  0  0
下一个最近的线对 0  0  0  0
再下一个最近的线对 0  0  0  0
在本例中它就保持：dfi+2，j    ：＝               di+2，j-ei，jdfi+3，j    ：＝               di+3，j-ei+1，j
这是从属的权利要求3的题目的一个例子，在其最简形式中，也就是这样的实施方案，其中减法器(10)在操作中将所述的差eij，...ei+g-1，j或它的部分从分别位于相同的列，...和最近的相邻线i+g，...i+2g-1上的象素的原先的亮度值di+g，j，di+2g-1，j中减去。在多于一对线上的垂直反馈
象素 最近的象素 下一个最近的象素 再下一个最近的象素
相同的线对 0  0  0  0
最近的线对 0.75  0  0  0
下一个最近的线对 0.25  0  0  0
再下一个最近的线对 0  0  0  0
在一个象素和一对线上的简单的两维反馈，见图4
象素 最近的象素 下一个最近的象素 再下一个最近的象素
相同的线对 0  0.75  0  0
最近的线对 0.25  0  0  0
下一个最近的线对 0  0  0  0
再下一个最近的线对 0  0  0  0
在本例中它就保持：di+2，j+1：＝di+2，j+1-0.75*ei+2，j-0.25*ei，j+1di+3，j+1：＝di+3，j+1-0.75*ei+3，j-0.25*ei+1，j+1
75％的误差被反馈到水平方向中的下一个象素，25％的误差被反馈到下一对线中的象素。
在一个以上象素和一个以上线对上的两维反馈
象素 最近的象素 下一个最近的象素 再下一个最近的象素
相同的线对 0  0.45  0.15  0
最近的线对 0.20  0.15  0  0
下一个最近的线对 0.05  0  0  0
再下一个最近的线对 0  0  0  0
在本例中，部分误差被扩散到最近线对上以前的象素(也就是，最靠近所谈到的象素的左边)。这个特定的象素在所谈到的象素以后被显示。在优选实施方案中，误差也被扩散到最近线对上‘以前的’象素(也就是，线被写入的方向中所看到的)。在实际应用中，替代系数0.45，0.10，0.20，0.05，系数5/16，1，8，1/4，1/16看上去也获得良好的结果。
通常，如果反馈系数Fh和Fv(或暂时反馈系数)随着距离(空间或时间)增加而减小是有利的。在以上所有的表中，对于一个特定的误差的所有反馈系数的总和是1(1)，这是一种优选的实施方案。然而，系数的总和可以偏离1，可以小于1，在这种情况下，只有部分误差被扩散。
也可以在一个以上帧上实现暂时反馈，例如，75％被扩散到下一帧，其余的25％被扩散到下一个最近的帧。
也可以采用暂时的和空间的反馈的一种组合。当使用暂时的和空间的反馈组合时，误差可被和最好被扩散到不仅是紧接着所谈到的象素以下的和右边的象素，而且也扩散到所谈到的象素以上的和左边的象素。
在实施方案中，反馈系数可以与误差的幅度有关，在其中较小的误差被扩散到最近的象素和/或最近的线时，(或者根本不是)而较大的误差被扩散在较大的区域上。最好，误差扩散系数是Y*(1/2n)，例如，3/4和1/4，或1/8或1/16的倍数等，系数的总和最好是1。可以选择一个扩散系数的阈值，低于此阈值误差不再被扩散。
虽然已结合优选实施方案描述了本发明，将会理解，在以上所概括的原则范围内的修改对于本领域的技术人员将是明显的。所以本发明并不限于这些优选实施方案，而是包括这些修改。更具体而言，该优选实施方案涉及线的重复，但当两条以上线被一起编组时，本发明也是适用的。该优选实施方案也涉及将误差扩散到最近的象素组，或者到其右边，或者到其下面，和/或扩散到相继的帧中相同的象素。在本发明的范围内可以实现将误差进一步扩散到下一个最近的象素或更远处和/或相继的帧。线和列交换是可能的。本发明适用于采用子域的显示设备。可以藉助于包括几个不同部件的硬件，和适当的编程的计算机实现本发明。
在权利要求中，放在括号间的任何参考符号不应该被解释为对权利要求的限制。词“包括”并不排斥存在权利要求中所列举的以外的部件或步骤。在一个部件前面的词“一个”并不排斥存在多个这样的部件。在包含几个装置的设备权利要求中，可以由一个并且是相同的硬件项来实施几个这样的装置。
某些措施在相互不同的从属权利要求中被叙述的事实并不表明这些措施的组合不可能被有效地使用。

Claims (12)

1.一种点阵显示设备(1)包括：一个具有一组象素线(r1...ri...rM)的显示板(5)；一个数据处理单元(3)，用于接收表示包括象素的原先的线亮度值(D，di1...dij...diM)的相继帧的输入信号(D)，以便根据原先的线亮度值确定象素的新亮度值(C；ci1...cij...ciM)，该数据处理单元包括一个线分组装置(LD)，和一个驱动器电路(4)，用于供应新的线亮度值数据给所述的线，所述的驱动器电路(4)具有用相同的值对g线的组i...i+g-1寻址的装置，其特征在于该数据处理单元(3)还包括：
一个减法器(10)，用于将由处理器单元(11)提供的校正值信号(E’)从原先的线亮度值(D；d11，...dij...dMN)中减去，以便将差值(DF；df11，...dfij...dfMN)供应给该线分组电路(LD)，
一个误差确定电路(12)，用于接收差值(DF；df11，...dfij...dfMN)和所述的象素的新亮度值(C；cij...cij...ciM)，以提供误差信号(E)，该误差信号(E)包括在分组的相邻线i，...i+g-1的象素j的新亮度值(C；cij，...ci+g-1，j)与相同线的象素j的差值dij，...di+g-1，j之间的一组差值(eij，...ei+g-1，j)，和
处理器单元(11)，用于接收误差信号(E)，以便将误差信号(E)变换成校正值信号(E’)。
2.一种如权利要求1中的点阵显示设备(1)，其特征在于，在操作中，减法器(10)将所述的差值eij，...ei+g-1，j或它的部分分别从位于下一列j+1和相同线i，...i+g-1上的象素的原先的亮度值di，j+1，...di+g-1，j+1中减去。
3.一种如权利要求1的点阵显示设备(1)，其特征在于，在操作中，减法器(10)将所述的差值eij，...ei+g-1，j或它的部分分别从位于相同的列和/或相邻的列j-2，j-1，j+1，j+2…和相邻的线和/或相邻的线i+g...i+2g-1上的象素的原先的亮度值di+g，j，di+2g-1，j中减去。
4.一种如权利要求1的点阵显示设备(1)，在其中将帧顺序地显示，其特征在于，在操作中，减法器(10)将所述的差值eij，...ei+g-1，j或它的部分从分别位于相继的帧的相同列j和相同的线i，...i+g-1上的象素的原先的亮度值di+g-1，j中减去。
5.一种如权利要求1的点阵显示设备(1)，其中将所述的亮度值在子域中编码，所述的子域由一组最高有效子域和一组最低有效子域组成，所述的新的亮度值，对于所有或部分的最低有效子域，具有与相邻线的组i，...i+g-1的相同值，并同时对所述的线组寻址。
6.一种如权利要求1的点阵显示设备(1)，其中所述组i...i+g-1是成对的。
7.一种根据要在点阵显示设备(1)上显示的原先的线亮度值(D，di1...dij...diM)，确定象素的新亮度值(C；ci1...cij...cim)的方法，该点阵显示设备包括具有一组象素线(r1...ri...rM)的显示板(5)，该方法包括数据处理步骤，将新的线亮度值数据供给所述的线，并用相同的值对g线的组i...i+g-1寻址，其特征在于该方法包括：
将校正值信号(E’)从原先的线亮度值(D；d11，...dij...dMN)中减去(10)，以提供差值(DF；df11，dfij...dfMN)，
误差确定，以便提供(12)误差信号(E)，该误差信号(E)包括在分组的相邻线i，...i+g-1的象素j的新亮度值(C；cij，…ci+g-1，j)与相同线的象素j的差值dij，...di+g-1，j之间的一组差值(eij，...ei+g-1，j)，和
处理(11)，以便将误差信号(E)变换成校正值信号(E’)。
8.一种如权利要求7的方法，其中将所述的差值eij，ei+g-1，j或它的部分分别从位于下一列j+1和相同线i，...i+g-1上的象素的原先的亮度值di，j+1，...di+g-1，j+1中减去。
9.一种如权利要求7的方法，其中将所述的差值eij，...ei+g-1，j或它的部分分别从位于相同列j和线i+g...i+2g-1上的象素的原先的亮度值di+g，j，di+2g-1，j中减去。
10.一种如权利要求7的方法，其中将所述的差值eij，...ei+g-1，j或它的部分分别从位于相继帧的相同列j和相同线i...i+g-1的象素的原先的亮度值dij，di+g-1，j中减去。
11.一种如权利要求7的方法，其中将所述的亮度值在子域中编码，所述的子域由一组最高有效子域和一组最低有效子域组成，所述的新亮度值，对于最低有效子域的全部或部分，具有与相邻线的组i，...i+g-1相同的值。
12.一种如权利要求7的方法，其中所述的组i...i+g-1是成对的。
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