CN1710964A - 一种实现视频灰度显示的脉冲宽度调制方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种实现视频灰度显示的脉冲宽度调制方法，图像信号经模数转换成R、G、B三原色数据信号，再经γ校正等线性化处理、比较器比较、驱动显示，图像数据在输入到比较器前，有部分像素数据进行延时处理，使得在一行像素的显示中，各像素不是同时点亮的，部分像素在行显示开始即点亮，另部分像素延迟点亮直至行显示周期尾部，此种方式行显示的峰值电流被极大地平滑，同时峰值在行周期出现的位置随机，降低了对电源系统的要求，减小了EMI。

Description

一种实现视频灰度显示的脉冲宽度调制方法

技术领域

本发明涉及视频显示领域的一种灰度实现方式，尤其是针对LED、FED及部分OLED等显示屏灰度实现所用PWM(脉冲宽度调制)方式的一种改进，该方法能够有效地降低峰值电流，减小EMI。

背景技术

目前，行业内所公知、公用的PWM灰度实现方法是不同的灰度用不同的显示激励时间表示，在电路的实现中是用灰度数据与计数器相比较，用比较器输出来控制显示时间。现阶段有二种主要的电路来实现这种PWM方式。

第一种是：计数器是加计数器，从零开始计数。这种方式导致非零灰度的所有像素同时发光显示，峰值电流很大，对电源系统的要求升高；同时由于峰值电流出现的时间固定，形成一个以显示器行频为周期的脉冲电流，极易产生较大的电磁辐射。

第二种是：计数脉冲数目是灰度数据的偶数倍，分成二个相等的部分计数。为说明方便，假设灰度级数是256，计数脉冲是512。在计数的前半部分，计数器从255开始减法计数，到零后又开始加法计数，直到255。第二种相较于第一种，在开始计数时总电流很小，随着图像的逐渐导通发光，电流逐渐增加，在减计数为零时达到峰值；然后开始加计数，图像电流逐渐减少，电流波形是一个阶梯的”钟”形。此方式在一个行显示周期内，电流较平滑地上升与下降，但是它同样没解决下面的问题：峰值电流大小及峰值电流出现的时间固定。它同样面临第一种的问题，即易形成一个以显示器行频为周期电磁辐射。

总之，上述的两种方法都形成周期的脉冲电流，电流的峰值较高，极易产生比较大的电磁辐射，给消费者带来不良的影响。

发明内容

因此，为了克服现有PWM灰度实现方式中峰值电流过大及电流峰值位置固定的问题，本发明提出了一种实现视频灰度显示的脉冲宽度调制方法，它不仅能让峰值电流平坦化，而且峰值电流在一行显示中出现的位置是无序的，随机的，可以极大地降低产品的EMI。

本发明的另一个目的是提供一种实现视频灰度显示的脉冲宽度调制方法，该方法

本发明是这样实现的：

一种实现视频灰度显示的脉冲宽度调制方法，图像信号经模数转换成R、G、B三原色数据信号，再经γ校正等线性化处理、比较器比较、驱动显示，其特征在于图像数据在输入到比较器前，有部分像素数据进行延时处理，使之在经过PWM比较器后，此部分数据的显示有延时，在一行的显示中，各像素不是同时点亮的，部分像素在行显示开始即点亮，另部分像素延迟点亮直至行显示周期尾部，且延迟点亮时间与灰度数据密切相关。

数据延时处理的方式是对相邻的像素间隔的延时，即，对相邻的像素进行间隔的延时，第i个像素(含RGB三个子像素)不延时，则第i+1个像素延时，交替进行。这是一种最简单的实施方式，并不针对三原色中某一类。

所述的像素数据的延时处理是对部分像素数据进行取反码处理，即将部分像素数据通过二分频和与或门进行取反码处理，该处理是在进行脉冲宽度调制比较之前进行。

所述的像素数据的延时处理是采用二次取反码的方式来实现，即对部分像素数据进行二次的取反码处理，一次是在PWM比较器之前，一次是在PWM比较器之后。

上述的像素数据的延时处理，PWM比较器包括有加法计数器和减法计数器，对其输入的数据统一采用一样的计数器处理，即要么对像素数据全采用加法计数器处理，要么全采用减法计数器处理。

上述的像素数据的延时处理，取反码处理时对同相或反相的数据在PWM比较器中用不同的计数器来进行比较，同相数数据用加计数器参与比较，反相的数据则用减计数器参与比较。

对像素延时的实现方式是：此部分像素数据在送于PWM比较器前取反码，且在PWM比较器中参与比较的计数器是减法数器，减计数初值是最大灰度对应的计数值。

部分像素的延迟点亮时间与灰度数据的关系如下：

$\frac{N\max -1-\mathrm{Ni}}{N\max -1}T\max$

其中Nmax是最大灰度级数，Ni是一灰度数据，Tmax是Nmax对应的显示时间。

在上述的描述中，像素数据延时处理是指一行中的像素数据。

本发明将部分像素数据为实现延时显示而经过了特殊处理，在经过PWM比较器后，此部分数据的显示有延时，且它的显示延时与其灰度密切相关，使得在一行数据的显示中各像素不是同时点亮的，使其达到的有益效果是：一行中图像数据的显示不是同一时刻启动，一部分像素在行周期开始时即启动发光，一部分像素滞后显示直到行周期结束，这样将像素分成”左右”二部分不同时显示。此种方式行显示的峰值电流被极大地平滑，同时峰值在行周期出现的位置随机，降低了对电源系统的要求，减小了EMI。

附图说明

图1是本发明的电路原理框图，

图2是发明第一个实施例的电路框图，

图3是本发明与公知的电路产生的电流效果比较示意图，

图4是发明第二个实施例的电路框图。

具体实施方式

图1、图2、图3及图4所示，本发明的实施及效果如下；

图1中①是视频数据的前序处理过程，包括作一些数字化的视频处理，如模数转换、γ校正、误差扩散等，经此处理后的视频灰度数据正比于显示时间，②是选择性延迟器，即将视频数据的一部分进行选择性延时(按照间隔选择，在电路实现上以时钟计数的奇周期或偶周期为标志，如奇周期不作处理，则在偶周期的数据延时，如偶周期不作处理，则在奇周期的数据延时)，以便将像素的显示分列在行显示周期的开始及结尾，③是数据分配器，即是将图像数据分配给PWM的比较器，④数据暂存器，⑤和⑥为计数器及比较器，构成PWM主体部分。

在图2所示的第一个实施例中，以图像数据8Bit为例来说明。图1中的选择性延时器由图2的②与⑦构成，数据采样时钟的二分频②-1与8异或门②-2构成选择性反相器，将部分图像数据取反码，此部分数据对应的比较器输出经过处理后在触发显示驱动单元前，再取反码⑦一次。前一次取反码是为了将比较器的输出波形作调整，使灰度显示是在行显示周期的未尾，而没有反相的数据则在行周期的开始就显示；第二次取反码则是为了恢复灰度显示的原始时间宽度，图像数据④与比较器⑥比较，来控制显示的通断时间。

用图3的一个例子来说明各种方式的差异性。设最大的灰度级是256，有四个灰度数据64、96、128、160，它们单独驱动时的电流波形如图3a所示。在第一种的显示方式中，灰度的显示是同时开始的，它的峰值电流及位置是固定的，如图3b；在第二种的显示方式中，以最大灰度显示时间的中间作参考点，各灰度在此参考点左右同时显示，相较于第一种，此方式只是电流较平滑地上升及下降，但同时它的峰值电流没减少，峰值位置更加确定，如图3c所示；本发明的特点表现在图3d中，四个灰度数据中的64、128开始时即显示，而96、160二数据则延迟显示，但以最大灰度显示时间的结束作它们的结束边界，这样灰度数据就分列行显周期”左、右”显示。从图3d可以看出，电流平滑了，只要有灰度数据小于最大值的一半，显示的峰值电流就小于第一种及第二种；另外峰值电流的位置是随机的，减小了EMI。在图4所示的第二个实施例中，通过选择性反相器②反相的数据，在PWM比较器⑥中是与一个减法器⑤-1相比较，此减法器减计数的初始值是最大灰度值对应的计数值；没有经过选择性反相器②反相的数据，在PWM比较器中是与一个加法计数器⑤-2比较，此加法器减计数初始值是最低灰度值对应的计数值。

Claims (9)

1一种实现视频灰度显示的脉冲宽度调制方法，图像信号经模数转换成R、G、B三原色数据信号，再经γ校正等线性化处理、比较器比较、驱动显示，其特征在于图像数据在输入到比较器前，有部分像素数据进行延时处理，使之在经过PWM比较器后，此部分数据的显示有延时。

2如权利要求1所述的实现视频灰度显示的脉冲宽度调制方法，其特征在于所述的像素数据的延时处理是对部分像素数据进行取反码处理，即将部分像素数据通过二分频和与或门进行取反码处理，该处理是在进行脉冲宽度调制比较之前进行。

3如权利要求1所述的实现视频灰度显示的脉冲宽度调制方法，其特征在于所述的像素数据的延时处理是采用二次取反码的方式来实现，即对部分像素数据进行二次的取反码处理，一次是在PWM比较器之前，一次是在PWM比较器之后。

4如权利要求3所述的实现视频灰度显示的脉冲宽度调制方法，其特征在于上述的像素数据的延时处理，PWM比较器包括有加法计数器和减法计数器，对其输入的数据统一采用一样的计数器处理，即要么对像素数据全采用加法计数器处理，要么全采用减法计数器处理。

5如权利要求4所述的实现视频灰度显示的脉冲宽度调制方法，其特征在于上述的像素数据的延时处理，取反码处理时对同相或反相的数据在PWM比较器中用不同的计数器来进行比较，同相数数据用加计数器参与比较，反相的数据则用减计数器参与比较。

6如权利要求4所述的实现视频灰度显示的脉冲宽度调制方法，其特征在于对像素延时的实现方式是：此部分像素数据在送于PWM比较器前取反码，且在PWM比较器中参与比较的计数器是减法数器，减计数初值是最大灰度对应的计数值。

7如权利要求1所述的实现视频灰度显示的脉冲宽度调制方法，其特征在于数据延时处理的方式是对相邻的像素间隔的延时，即，对相邻的像素进行间隔的延时，第i个像素(含RGB三个子像素)不延时，则第i+1个像素延时，交替进行。

8如权利要7所述的实现视频灰度显示的脉冲宽度调制方法，其特征在于部分像素的延迟点亮时间与灰度数据的关系如下：

$\frac{N\max -1-\mathrm{Ni}}{N\max -1}T\max$

其中Nmax是最大灰度级数，Ni是一灰度数据，Tmax是Nmax对应的显示时间。

9如权利要求8所述的实现视频灰度显示的脉冲宽度调制方法，其特征在于在上述的描述中，像素数据延时处理是指一行中的像素数据。

Images