CN1497518A - 显示图像的方法与设备 - Google Patents

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Abstract

一种显示图像的方法，包括下列步骤：将组成图像信号的场的多个子场(SF1到SF5)当中的至少一个子场(SF1，SF2)划分成各自具有预定亮度权数的多个子场(SF1－1，SF1－2；SF2－1，SF2－2)，并且对图像信号的场频率进行伪加倍，特征在于：优先于没有划分的子场(SF3到SF5)选择划分的子场(SF1－1，SF1－2；SF2－1，SF2－2)用于灰度等级，其中图像能够以划分的子场(SF1－1，SF1－2；SF2－1，SF2－2)进行显示。

Description

显示图像的方法与设备
技术领域
本发明涉及通过使用子场以一定的灰度等级来显示图像的设备，比如等离子显示单元，以及以此设备显示图像的方法；并且具体涉及此设备，当显示具有相对低的垂直同步频率的电视信号或类似信号时，所述设备能够减少产生的大面积的闪动，以及在此设备中显示图像的方法。
背景技术
在仅以二进制模式用于显示图像的设备中，比如依靠存储效应显示图像的等离子显示单元中，通常地依照子场过程显示中间的灰度等级。
子场过程是适用于具有高响应速度的图像显示设备，比如等离子显示单元，的过程。在子场过程中，图像信号被量化，并且作为结果的一个场数据以分时的方式显示用于每个灰度等级比特。
以下上面说明子场过程。
首先，一个场划分成一组小的场，每个小的场称作子场。依照关联每个灰度等级比特的光发射的数目决定的权数被分配到每个子场。连续地复制图像到子场，并且依照视觉感觉的集成效应累积在一个场上面的图像。这样，得到具有中间灰度等级的自然的图像。
例如，为了在子场过程中显示具有256个灰度等级的图像，输入的模拟图像信号被量化或A/D转换成8比特亮度信号，其关联指示多个亮度的灰度等级亮度数据，所述多个亮度之一是另一亮度的两倍。
然后，量化的图像信号的数据存储在帧缓冲存储器中。假设具有最高亮度(MSB：最高有效比特)的比特表示为B1，具有第二高亮度的比特表示为B2，并且具有第N高亮度(N＝3到8)的比特表示为B3到B8，则比特的亮度比率为128∶64∶32∶16∶8∶4∶2∶1。通过选择关联每个像素的多个比特之一，显示从0到255对应256个亮度电平具有256个灰度等级的图像成为可能。
作为符合子场过程的显示图像的方法的例子，显示图像的方法将在下文中说明，其中参照图1，在扫描周期与持续周期中单独地驱动显示单元。例如，该方法应用于AC彩色等离子显示单元。
如图1所示，将一个场划分成第一至第八子场SF1到SF8。每个子场SF1到SF8由扫描周期A与持续放电周期B组成。权数128、64、32、16、8、4、2、1(圆括号中的数字)分别地分配到子场SF1到SF8。
在第一子场SF1中的扫描周期中，基于具有最高亮度的比特B1的显示数据，将数据写入到每个像素。在数据已写入到全部的像素以后，持续放电脉冲完全地施加到显示面板，以由此仅在数据已写入的像素中实施光发射。
然后，实施上述相同的步骤用于第二到第八子场SF2到SF8。
例如，在每个子场的持续放电周期中，为了确保足够的亮度，在第一子场SF1中脉冲施加到显示面板256次。类似地，在第二到第八子场SF2到SF8中，脉冲分别地施加到显示面板128、64、32、16、8、4与2次。
如图1所示，在设计场从而亮度的相对比率随着时间的流逝减少的情况下，子场的顺序称为递减子场顺序，并且在设计场从而亮度的相对比率随着时间的流逝增加的情况下，子场的顺序称为递增子场顺序。
除了这两种子场顺序以外，子场可以各种方式排列用于显示灰度等级。然而，即使排列子场仅仅不同于上述两种顺序，也能导致下列的问题。
在CRT型显示设备与等离子显示面板中，显示屏的更新速度通常地设定为与垂直同步信号相同。因此，观察者在他/她的眼睛处接收来自显示屏的光学刺激被识别为亮度的闪烁，其与垂直同步信号成比例。如果亮度闪烁的重复间隔长，则观察者能够清楚地将闪烁(blinking)识别为闪动(flicker)，而如果亮度闪烁的重复间隔短，则观察者应该将闪烁识别为连续的光发射。前者与后者间隔之间的边界间隔称为临界融合间隔。
适合欧洲电视标伪的垂直同步频率通常为50Hz，并且垂直同步信号的重复周期与图像信号的重复周期设计为相同的20ms，其几乎等于上述的临界融合周期。
观察者根据显示的图像信号的亮度等级将亮度的闪烁识别为闪动或者连续的光发射。如果显示的图像信号具有更高的亮度级，则即使显示的图像相同，观察者也更可能将亮度的闪烁识别为闪动。在闪动当中，在整个显示屏中观测的由低垂直同步频率导致的闪动具体称为大面积闪动。当显示具有高亮度级的信号时，大面积闪动特别地降低了显示质量。
作为此大面积闪动的解决方案，称为“100Hz电视”的技术最近通常用于CRT型电视机。在“100Hz电视”中，在接收机的一端垂直频率被加倍，并且用于一个图像平面的图像数据还存储在存储器中，并且存储在存储器中的数据以两倍速度被读出两次。“100Hz电视”技术将大面积闪动减少到观察者很少能够觉察闪动的等级。
相反，称为“伪100Hz”的方法用于等离子显示面板。在此方法中，一些高等级子场划分成多个子场，并且这样划分的子场以图像信号的50Hz的频率增加达到100Hz的方式排列，由此减少了大面积闪动。
然而，如果不打开划分的子场，则通过上述的“伪100Hz”，大面积闪动的减少不能实现。
例如，编号为No.2001-42818的日本专利申请已提出了划分的子场的排列的一个例子。
然而，该出版物仅公开了划分的子场的排列，但没有涉及其中显示或打开划分的子场的顺序。
编号为No.11-15435的日本专利申请已提出了其中显示每个具有权数的多个子场的顺序。
在下文中，说明了其中显示子场的建议顺序。
如图2所示，一个场划分成五个子场SF1到SF5。权数1、2、3、4与6(圆括号中的数字)分别地分配到子场SF1到SF5。也就是说，子场SF1到SF5以权数的大小的顺序排列。
图3是示出了在五个子场SF1到SF5当中哪一个或多个子场打开的表。
例如，具有权数1的第一子场SF1与具有权数2的第二子场SF2打开用于灰度等级3。对于灰度等级9，具有权数2的第二子场SF2、具有权数3的第三子场SF3与具有权数4的第四子场SF4打开。
一种编号为No.11-15435公开于日本专利申请出版物的显示子场的方法包括：如图2所示，将更小的数分配到具有更小权数的子场的步骤；以及如图3所示，选择在每个灰度等级处将显示的子场的组合，从而具有更小的数或权数的一个或多个子场优先地打开。
该方法具有抑制移动图象的伪帧的主要目的，并且抑制闪动为第二目的。
编号为No.11-15435公开于日本专利申请出版物的方法中的子场没有划分子场。因此，假定显示划分的子场的方法应用于显示子场的方法，由上述编号为No.2001-42818的日本专利申请出版物提出。
例如，假定如图2所示，在五个子场SF1到SF5当中，第四与第五子场SF4与SF5分别地划分成具有权数4与6的子场。
在此假定下，如果子场按照图3中示出的光发射的顺序打开，则尽管划分的一个或多个子场能够打开，所述划分的一个或多个子场在一定的灰度等级处也不打开。
例如，第四子场SF4能够在灰度等级4处打开。然而，分别地具有权数1与3的第一与第三子场SF1与SF3实际上打开。
划分的子场在一定的灰度等级处不打开引起其中显示具有伪100Hz频率的图像信号的灰度等级的数减少，导致依靠伪100Hz技术不可能充分地减少闪动。
这是因为在编号为No.11-15435的日本专利申请出版物中提出的方法，其中子场没有划分，也就是说，优先地显示具有更小权数的子场用于抑制移动的图象伪帧的方法不加任何修改的应用于伪100Hz技术，其中将一个子场划分成多个子场是绝对必要的。
发明内容
鉴于现有技术中上述的问题，本发明的一个目的是提供一种显示图像的方法，当通过将具有大权数的子场划分成多个子场，使具有大面积闪动问题的图像信号具有伪100Hz时，该方法能够有效地减少大面积闪动。
本发明的另一个目的是提供一种能够进行相同工作的用于显示图像的设备。
本发明的一个方面，提供一种显示图像的方法，包括下列步骤：将组成图像信号的场的多个子场当中的至少一个子场划分成各自具有预定亮度权数的多个子场，并且伪加倍图像信号的场频率，特征在于：优先于没有划分的子场选择划分的子场用于灰度等级，其中图像能够以划分的子场进行显示。
本发明的另一个方面，提供一种用于显示图像的设备，该设备将组成图像信号的场的多个子场当中的至少一个子场划分成各自具有预定亮度权数的多个子场，并且伪加倍图像信号的场频率，特征在于：优先于没有划分的子场选择划分的子场用于灰度等级，其中图像能够以划分的子场进行显示。
通过上述的本发明得到的优点将在下文中描述。
依照本发明，由于划分的一个或多个子场优先于没有划分的一个或多个子场显示，因此增加显示的划分的子场的数成为可能。换句话说，相对于灰度等级的总和，增加其中显示具有伪100Hz频率的图像信号的灰度等级的数成为可能，并且因此，减少产生闪动的灰度等级与灰度等级的总和的比率成为可能。这样，能够确定地减少闪动。
附图说明
图1示出了传统的等离子显示单元中子场排列的例子。
图2示出了用于显示图像的传统设备中子场排列的例子。
图3是示出了用于显示图像的传统设备中显示子场的顺序的表。
图4是符合本发明优选实施例的用于显示图像的设备的框图。
图5示出了符合本发明优选实施例的设备中子场排列的例子。
图6示出了符合本发明优选实施例设备中的包括划分的一个或多个子场的子场排列的例子。
图7是示出了符合本发明优选实施例的设备中哪个子场将打开的表。
图8是示出了用于显示图像的传统设备中显示子场的顺序与符合本发明优选实施例的设备中显示子场的顺序之间的比较的表。
具体实施方式
图4是符合本发明优选实施例的用于显示图像的设备的框图。设备10包括模拟/数字(A/D)转换器21、反相伽马(γ)补偿器22、第一数据排列器23、中央处理单元(CPU)24、帧缓冲存储器25、第二数据排列器26、第一数据驱动器27、第二数据驱动器28、同步分离器29、系统时钟产生器30、子场产生器31、定时产生器32、扫描驱动器33与等离子显示面板(PDP)34。
A/D转换器21接收RGB图像信号，并且将其量化。
由A/D转换器21量化的图像信号相对于亮度数据被反相伽马补偿器22补偿。
从反相伽马补偿器22输出的数据信号在第一数据排列器23中排列，从而数据信号适合存储在帧缓冲存储器25中。RGB图像信号特别地彼此混合以得到每个灰度等级比特的不同的地址。
中央处理单元24在帧缓冲存储器25与上次的进程或下次的进程之间执行读/写控制。
指示读出用于每个子场的图像的每个灰度等级比特的数据通过中央处理单元24传送到第二数据排列器26。然后，数据重排成最后的排列，并且然后，传送到第一与第二数据驱动器27与28。
同步分离器29从RGB图像信号中分离同步信号。
系统时钟产生器30输出系统时钟。
在同步分离器29的从RGB图像信号中分离的同步信号当中的垂直同步信号传送到子场产生器31，并且用作参考信号用于子场序列。同时基于从系统时钟产生器30传送的系统时钟与垂直同步信号，子场产生器31判定排列子场的顺序。
定时产生器32接收从子场产生器31传送的输出信号，并且将定时信号传送到中央处理单元24与扫描驱动器33。
依照从定时产生器32收到的定时信号，扫描驱动器33驱动在等离子显示面板34上形成的扫描电极。
扫描脉冲一个接一个施加到扫描电极，并且数据脉冲施加到与扫描脉冲的应用同步的选择的数据电极。在整个面板已实现线性扫描以后，在面板上面完全地实现持续的放电，导致彩色光的发射。
图5示出了在设备10中产生的子场的排列。
如图5所示，子场产生器31产生第一到第五子场SF1到SF5，其全部组成一个场。权数4、6、1、2与3(圆括号中的数字)分别地分配到子场SF1到SF5。
在此实施例中，在第一到第五子场SF1到SF5当中，第一和第二子场SF1和SF2的每个子场划分成两个子场。
在此实施例中，划分成多个子场的SF1与SF2在没有划分成多个子场的子场SF3到SF5的前面排列。而且，在两个子场都划分成多个子场和两个子场都没有划分成多个子场当中，具有更低权数的子场排列在具有更高权数的子场的前面。
特别地，具有权数4的第一子场SF1排列在第一，并且在划分成多个子场的子场当中，具有权数6的第二子场SF2排列在第二。在没有划分成多个子场的子场当中，具有权数1的第三子场SF3排列在第一，具有权数2的第四子场SF4排列在第二，并且具有权数3的第五子场SF5排列在三。
通过以上述方式排列子场，在一定程度上抑制移动图象的伪帧成为可能。
图6示出了包括划分成两个子场的第一与第二子场SF1与SF2的子场排列的例子。
当具有50Hz的场频率的图像信号在伪100Hz技术中类似于PAL(逐行倒相)显示时，每个子场具有高权数的多个子场划分成多个子场，并且排列划分的子场在一场时间(20毫秒)中出现大约每10毫秒的间隔。
因此，如图6所示，在此实施例中，第一子场SF1划分成两个子场SF1-1与SF1-2，并且第二子场SF2划分成两个子场SF2-1与SF2-2。表示第一子场SF1的权数4的一半的权数2分配到每个子场SF1-1与SF1-2。类似地，表示第二子场SF2的权数6的一半的权数3分配到每个子场SF2-1与SF2-2。
此外，第三子场SF3、第四子场SF4、划分的子场SF1-1与划分的子场SF2-1在第一个10毫秒中以此顺序排列，并且第五子场SF5、划分的子场SF1-2与划分的子场SF2-2在第二个10毫秒中以此顺序排列。
这样，在每个第一与第二个10毫秒中，划分的子场排列在没有划分的子场的后面。
图7是示出了符合该实施例的设备10中与每个灰度等级关联在第一到第五子场SF1到SF5当中哪一个或多个子场打开的表。
在该实施例中，划分的子场SF1-1、SF1-2、SF2-1或SF2-2优先于没有划分的子场SF3、SF4与SF5显示用于其中能够显示划分的子场SF1-1、SF1-2、SF2-1或SF2-2的灰度等级。
例如，当灰度等级数等于4时，虽然可显示具有权数1的第三子场SF3与具有权数3的第五子场SF5，但是在该实施例中，显示具有权数4的第一子场SF1，也就是具有权数2的划分的子场SF1-1与具有权数2的划分的子场SF1-2，代替第三与第五子场SF3与SF5。
类似地，当灰度等级数等于6时，虽然可显示具有权数1的第三子场SF3、具有权数2的第四子场SF4与具有权数3的第五子场SF5，但是在该实施例中，显示具有权数4的第一子场SF1，也就是具有权数2的划分的子场SF1-1与具有权数2的划分的子场SF1-2，和具有权数2的第四子场SF4，代替第三、第四与第五子场SF3、SF4与SF5。
上述显示子场的顺序由中央处理单元24决定。
如上所述，在符合该实施例的设备10中，更小的数分配到划分的子场，并且选择子场的组合用于每个灰度等级，从而使得具有更小的数的子场能够优先于具有更高的数的其它子场显示。因此，如上面涉及的其中灰度等级数为4与6的例子所述，划分的子场绝对地打开用于其中划分的一个或多个子场能够打开的灰度等级。
在图6示出的子场排列中，为了完成伪100Hz显示，划分的子场打开是必需的。依照设备10，划分的一个或多个子场优先于没有划分的子场显示，确保其中完成伪100Hz显示的灰度等级的数与传统的设备比较能够增加。这表示能够减少其中产生闪动的灰度等级与灰度等级的总和的比率，并且因此能够减少闪动。
图8是示出了既在用于灰度等级1到16的每个灰度等级的设备10中显示的子场又在图3示出的传统设备中显示的子场的表。
在图8中，圆圈(○)指示图3示出的传统设备中显示的子场，并且三角(△)指示设备10中显示的子场。
从图8中显而易见，在传统设备中显示划分的一个或多个子场，但设备10中没有显示划分的一个或多个子场处不存在灰度等级。
相反，在设备10中显示划分的一个或多个子场，但图3示出的传统设备中没有显示划分的一个或多个子场处存在6个灰度等级。此灰度等级在最右列处用双圆圈(◎)指示。在灰度等级1到16当中，在灰度等级4、5、6、10、11与12处，在设备10中显示划分的一个或多个子场，但图3示出的传统设备中没有显示划分的一个或多个子场。
依照设备10，划分的一个或多个子场优先于没有划分的子场显示，并且因此，能够增加显示的划分的子场的数。因此，能够增加其中完成伪100Hz显示的灰度等级的数，并且这样，能够减少产生闪动的灰度等级与灰度等级的总和的比率。因此，能够减少闪动。
显示图像的各种方法能够源于依照该实施例在设备10中实施的显示图像的方法。其中应用该方法的显示图像的方法的例子在下文说明。
应当知道：如编号为No.2002-32054的日本专利申请所述，当场频率大于等于60Hz时，观察者很少觉察到闪动，但当场频率小于60Hz时，观察者很容易觉察到闪动。
因此，可仅当场频率小于60Hz时，实施在设备10中实施的上述方法，在此情况下，作为当场频率大于等于60Hz时实施的显示子场的方法，可选择任何方法。例如，子场可按照权数的降序打开。作为可选实施例，当划分一些具有高权数的子场时，没有划分的一个或多个子场可优先于划分的一个或多个子场显示。
当场频率大于等于60Hz时显示子场的顺序可不同于当场频率小于60Hz时显示子场的顺序，在此情况下，可选择显示子场的顺序，类似上述实施例，其中划分的一个或多个子场优先于没有划分的一个或多个子场显示，作为当场频率小于60Hz时显示子场的顺序。
符合上述实施例的设备10可应用于通过子场过程显示图像的全部设备。例如，符合上述实施例的设备10可应用于等离子显示面板(PDP)、数字微镜设备(DMD)或有机电致发光设备。

Claims (14)

1.一种显示图像的方法，包括下列步骤：将组成图像信号的场的多个子场(SF1到SF5)当中的至少一个子场(SF1，SF2)划分成各自具有预定亮度权数的多个子场(SF1-1，SF1-2；SF2-1，SF2-2)，并且对图像信号的场频率进行伪加倍，
其特征在于：优先于没有划分的子场(SF3到SF5)而选择划分的子场(SF1-1，SF1-2；SF2-1，SF2-2)用于灰度等级，其中图像能够以划分的子场(SF1-1，SF1-2；SF2-1，SF2-2)进行显示。
2.如权利要求1所述的方法，其中当场频率小于60Hz时，优先于没有划分的子场(SF3到SF5)而选择划分的子场(SF1-1，SF1-2；SF2-1，SF2-2)用于灰度等级。
3.如权利要求1所述的方法，其中当场频率大于等于60Hz时显示子场的顺序不同于当场频率小于60Hz时显示子场的顺序。
4.如权利要求3所述的方法，其中当场频率大于等于60Hz时，优先于划分的子场(SF1-1，SF1-2；SF2-1，SF2-2)而选择没有划分的子场(SF3到SF5)，并且当场频率小于60Hz时，优先于没有划分的子场(SF3到SF5)而选择划分的子场(SF1-1，SF1-2；SF2-1，SF2-2)用于灰度等级。
5.如权利要求1、2、3或4所述的方法，其中划分的子场(SF1-1，SF1-2；SF2-1，SF2-2)以亮度权数的大小的顺序排列。
6.如权利要求1、2、3或4所述的方法，其中没有划分的子场(SF3到SF5)以亮度权数的大小的顺序排列。
7.如权利要求1、2、3或4所述的方法，其中所述方法应用于等离子显示单元中显示图像的方法。
8.一种用于显示图像的设备，该设备将组成图像信号的场的多个子场(SF1到SF5)当中的至少一个子场(SF1，SF2)划分成各自具有预定亮度权数的多个子场(SF1-1，SF1-2；SF2-1，SF2-2)，并且对图像信号的场频率进行伪加倍，
其特征在于：优先于没有划分的子场(SF3到SF5)而选择划分的子场(SF1-1，SF1-2；SF2-1，SF2-2)用于灰度等级，其中图像能够以划分的子场(SF1-1，SF1-2；SF2-1，SF2-2)进行显示。
9.如权利要求8所述的设备，其中当场频率小于60Hz时，优先于没有划分的子场(SF3到SF5)而选择划分的子场(SF1-1，SF1-2；SF2-1，SF2-2)用于灰度等级。
10.如权利要求8所述的设备，其中当场频率大于等于60Hz时显示子场的顺序不同于当场频率小于60Hz时显示子场的顺序。
11.如权利要求10所述的设备，其中当场频率大于等于60Hz时，优先于划分的子场(SF1-1，SF1-2；SF2-1，SF2-2)而选择没有划分的子场(SF3到SF5)，并且当场频率小于60Hz时，优先于没有划分的子场(SF3到SF5)而选择划分的子场(SF1-1，SF1-2；SF2-1，SF2-2)用于灰度等级。
12.如权利要求8、9、10或11所述的设备，其中划分的子场(SF1-1，SF1-2；SF2-1，SF2-2)以亮度权数的大小的顺序排列。
13.如权利要求8、9、10或11所述的设备，其中没有划分的子场(SF3到SF5)以亮度权数的大小的顺序排列。
14.如权利要求8、9、10或11所述的设备，其中该设备包括等离子显示单元。
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