CN1801269B - 防止显示器预烧效应的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于当显示面板长时间显示静止画面时防止该显示器预烧效应的设备和方法。根据本发明的图像处理方法包括以像素偏移频率用某种模式来偏移画面的步骤，其特征在于对于至少一个画面的组根据所述组的运动程度来改变所述频率(45)。

Description

防止显示器预烧效应的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于当显示面板长时间显示静止画面时防止该显示面板预烧(burn-in)效应的设备和方法。
背景技术
可以将预烧问题划分为短期预烧和长期预烧。在等离子显示面板(PDP)上，存在两种幻像(ghost image)：
-在“短期预烧”中：幻象(其原始亮度的3-5％)主要是在短时间(几分钟直到几小时)之后消失的正图像(即，“烧坏的(burned)”单元比其他单元亮)。这种现象的原因还不完全清楚，但是它好像与在单元处于导通的时间期间已经积累的某种电荷有关。之后即使在帧周期中完成了引火，这些电荷还是增加由所述单元发射的亮度。
-在“长期预烧”中：稳定的残留影象(sticking image)是与等离子单元的某种老化有关的负图像(即，“烧坏的”单元比其他单元暗)。积累幅度可以上至50％的亮度损失。由于这种效应是不可逆的并且可能达到50％的亮度损失，所以长期预烧是更加严重的问题。在PDP生命周期的开始，老化过程比较强并且迅速导致产生烦扰的幻象，由其对于使用静态画面的专业应用更是如此。之后，这种过程减弱。
在阴极射线管(CRT)技术的情况中，特别对于个人计算机(PC)监视器，这种现象确实是一个问题，这就是为什么现今他们安排了屏幕保护程序以防止屏幕的强标记(marking)的原因。针对长期预烧的一种保护方法是翻转静态画面以用相同的方式烧整个PDP面板。这需要知道画面内容并且这种方法极大地受到平板的能量消耗的限制。另一种方法是在专业PDP上的画面位置中使用一种抖动。从而在所有方向中将画面规则地转移一点。现在，通常通过以由制造商所定义的某种方式(之后称为模式)偏移画面来防止平面显示器面板的预烧效应。用于减小预烧效应的一种已知解决方案是持续地偏移画面(例如，4个像素左，4个像素上，4个像素右，4个像素下等)。这种画面偏移的一个缺点是对于用户可见因此可能是非常恼人的。
发明内容
本发明的目的是减小由于预烧保护偏移引起的视觉刺激。
本发明涉及在画面显示设备中的图像处理的方法，包括以像素偏移频率用某种模式来偏移画面的步骤。根据组的运动程度而对于至少一个画面的组改变频率。
有利地，像素偏移频率值与所述运动程度成反比。
根据具体实施例，该方法包括下列步骤：
-将像素偏移频率与每个运动程度关联；
-对于至少一个画面的组计算运动程度；并且
-选择与所计算的运动程度关联的像素偏移频率。
根据另一个实施例，该方法包括下列步骤：
-定义K运动范围(40)；
-将像素偏移频率与每个运动范围相关联(40)；
-对于至少一个图像的组计算运动程度(41)；
-选择包括所计算的运动程度的运动范围(43)；和
-用与所述选择的运动范围关联的像素偏移频率来改变像素偏移频率(45)。
最好，只有至少T个连续的计算的运动程度属于相同的运动范围才改变像素偏移频率。
根据具体实施例，通过下列步骤来计算运动程度：
-收集与m个画面相关的n个运动数据样本，m＜＝n；并且
-将所述n个样本进行平均从而为所述m个画面获得运动数据平均值。
有利地，像素偏移模式在于将整个画面对角地向下偏移p个像素至最多Q个像素，然后将其向上或相反地偏移p个像素，p＞＝1并且Q是p的倍数。
本发明还涉及一种画面处理装置，其包括：运动处理部件，用于计算运动程度；和图像处理部件，用于以像素偏移频率用某种模式偏移画面。根据组的运动程度对于至少一个画面的组来改变频率。
最好，根据权利要求8的画面处理装置，其特征在于使用查找表来将像素偏移频率与运动程度进行关联。
附图说明
通过结合附图对本发明某些实施例的下面的描述，本发明的其他特点和优点将会显现，其中：
图1示出了其中将整个画面或者对角向下或者对角向上进行偏移的像素偏移模式的例子；
图2示出了根据图1的像素偏移模式的像素行的偏移；
图3示出了将像素偏移频率表示为运动数据平均值的函数的示意图；和
图4示出了根据本发明的方法的流程图。
具体实施例
在当前的预烧保护设备中，以相同的方式将像素偏移应用于静止和运动画面两者，即，不论当前所显示的画面内容是什么，在固定的时间间隔之后发生偏移。
根据本发明的方法在于使得像素偏移频率依赖于画面内容。更具体地说，其在于使得像素偏移频率依赖于当前画面的运动程度。在这个具体的上下文环境中，像素偏移频率意味着随着时间像素以特定模式偏移的频繁程度。高像素偏移频率意味着用于重复像素偏移动作的时间非常短，而低像素偏移频率意味着用于重复像素偏移动作的时间非常长。现在专门用于视频信号处理的集成电路(IC)通常包括提供运动数据(例如，运动补偿信息)的运动检测块。根据本发明，提出了例如通过使用由数字视频处理IC(更具体地说是IC的运动检测块)提供的运动信息检测当前画面内的运动程度，并且根据该运动程度来适配偏移模式频率。运动检测块为每个画面提供运动数据(之后称为MDx)。这种运动数据或者与画面的一部分有关(在像素或块级)或者与整个画面有关(例如，收集和处理该画面的独立像素的运动矢量的结果)。通过寄存器读出可获得这些运动数据，并且该运动数据可以通过根据本发明的方法来使用。因此与以恒定的像素偏移频率横跨一组画面来施加固定的模式相反，取决于画面的运动程度以可变频率来施加模式。如果在画面中存在大量运动，则不需要额外的偏移。在只存在微小运动或不存在运动的情况中，以较高频率来执行偏移动作。这非常适合于其中在长时间内根本没有运动的系列画面(例如，因为用户已经暂停了DVD的播放，或者因为程序已经停止并且仅在广播测试模式)。
图1示出了偏移模式的例子。周标注为10的实线来表示画面的原始位置，用虚线表示偏移的位置。从其原始位置，可以在对角向下(箭头11)或对角向上(箭头12)的每个方向中偏移画面。根据本发明，建议在两个方向中对于允许离开原始画面位置10的最大像素偏移数量设置限制。在图1上，将限制偏移位置标注为13和14。这两个限制位置分别表示在对角向下位置中五个像素的偏移和在对角向上位置中五个像素的偏移。可以根据应用来调整所允许的最大像素偏移数量值。因此如下定义像素偏移模式：将整个画面对角向下偏移离开原始位置一个像素至最多五个像素(位置13)，然后将其向上偏移到离开原始位置最多五个像素(位置14)。
图2示出了相同的偏移模式例子。每个圆圈表示一个像素。灰像素20属于在原始位置处的画面。黑像素21和22分别属于从原始位置对角向上偏移了一个或两个像素的画面。白像素24和25分别属于从原始位置对角向下偏移了一个或两个像素的画面。T1，T2，T3和T4表示在像素偏移之间的时间。在传统的预烧保护设备中，在像素偏移之间的时间是恒定的。参照图2，这意味着T1＝T2＝T3＝T4。本发明在于使得T1，T2，T3和T4具有不同的值，所述值依赖于画面运动内容。
根据本发明，例如可以通过显示设备的运动检测块来计算运动程度。因此运动检测块在运动数据MDx的n(n＞＝1)个样本上进行平均，从而给出之后被标注为MDave的运动数据平均值。在另一方面，如果运动数据MDx与整个画面相关，则一个样本涉及一个画面。在这种情况中，通过在不必须是连续画面的n个画面上将MDx进行平均来获得MDave。在另一方面，如果运动数据MDx与画面的一部分相关，则几个样本涉及同一个画面。在这种情况中，通过在m(m＜n)个画面上将MDx进行平均来获得MDave。还可以在与显示设备的运动检测块不同的另一个块中计算运动数据平均值MDave。因此该块从运动检测块收集运动数据MDx的n个样本。在这个具体的例子中，系统周期性地读出由运动检测块提供的运动数据。如果运动检测块每个画面输出一个MDx(即，全局运动数据)，则可以将读出MDx值的周期设置为帧持续时间的整数倍的值(即，对于50Hz系统为20ms的倍数，而对于60Hz系统为16.67ms的倍数)。用于计算平均值MDave的样本的数量n是变量并且与应用有关。五个样本的数量好像非常适合用于TV的PDP。样本大小n越大，则运动数据平均值越精确。但是，其不应该太大否则就失去了其意义。这种运动数据平均值给出了运动内容，即运动程度、当前画面的大概情况。可以依原样使用这种运动数据平均值。在这种情况中，像素偏移频率关联于每个运动程度，即运动数据平均值。因此，每次计算新的运动数据平均值，就选择新的像素偏移频率。所选择的像素偏移频率与运动数据平均值成反比。
最好，定义几个运动范围。每个范围表征一类运动内容(之后称为范围运动程度)并且由其上和下边界进行定义。像素偏移频率以下面的方式关联于每个范围，即像素偏移频率值与范围运动程度成反比。可以使用查找表来将像素偏移频率关联于运动范围。图3示出了其中定义4个运动范围30、31、32和33的情况。由其边界来定义每个范围：x0和x1用于范围30，x1和x2用于范围31，x2和x3用于范围32，并且x3和无限用于范围33。将四种范围表征如下：
-范围30：如果MDave包含在x0＝0和x1之间，包括x1，则将画面归类为低运动画面并且将像素偏移频率设置为f1。
-范围31：如果MDave包含在x1和x2之间，不包括x1而包括x2，则将画面归类为中等运动画面并且将像素偏移频率设置为f2。
-范围32：如果MDave包含在x2和x3之间，不包括x2而包括x3，则将画面归类为高运动画面并且将像素偏移频率设置为f3。
-范围33：如果MDave严格地高于x3，则将画面归类为极高运动画面并且将像素偏移频率设置为0。
所定义的运动范围的数量与应用有关。范围的数量越高，则在像素偏移频率中的差异越精细。四个运动范围的数量对于用于TV的PDP好像很合适。对于相同的应用，可以将1/f1设置为30s，将1/f2设置为60s，并且将1/f3设置为90s。
图4示出了根据本发明的方法的主要步骤。该方法的第一步骤40在于定义K个运动范围MCi(i＜＝K)，并且将像素偏移频率关联于如上定义的每个范围。
第二步骤41在于通过将运动数据MDx的n个样本进行平均来估计运动数据平均值MDave，所述MDx是例如由从视频处理IC已经可获得的运动检测块所计算的。
在步骤42，将新MDave值与和当前像素偏移频率关联的运动范围的边界(即，xi)进行比较。如果MDave包括在这些边界之间(情况420)，则不需要改变像素偏移频率。如果不是这种情况，则可以改变像素偏移频率(情况421)。不需要并且可以避免这种比较步骤。
在步骤43，还将MDave与范围边界进行比较以选择对应的运动范围MCi。
在步骤44，有利地避免过于频繁地改变像素偏移频率，并且使用滞后计数器。其将与如在图3上所定义的相同运动范围对应的连续MDave值的数量进行寄存。如果计数器没有超过阈值T，则不改变像素偏移频率。如果该计数器超过了阈值T，则在步骤45根据与在步骤43所选择的运动范围关联的像素偏移频率来改变像素偏移频率。每当新运动数据平均值对应于与恰好在之前估计的运动数据平均值的运动范围不同的运动范围时，将计数器复位。例如，如果T＝4，则如果在时间n所选择的运动范围对应于运动范围30(即，当前像素偏移频率是f1)，并且如果在时间(n+1)所计算的MDave对应于运动范围31，并且如果在时间(n+2)所计算的MDave对应于运动范围31，但是如果在时间(n+3)所计算的MDave对应于运动范围32，则将计数器复位并且不将像素偏移频率改变到f2(即，其保持在f1)。在另一方面，如果在时间(n+1)、(n+2)、(n+3)和(n+4)所计算的MDave值对应于运动范围31，则由于4个连续的MDave值对应于相同的运动范围(即运动范围31)而将像素偏移频率从f1改变为f2。阈值4好像对于用于TV的PDP很合适。
这种解决方案可以扩展到由于静态画面而受到预烧效应影响的任何种类的显示面板。比如其可以被扩展到CRT设备。用四个运动范围描述了本发明，但是如果应用需要还可以将其扩展到任何数量的范围。偏移模式也可以适用于应用。用对角偏移模式描述了本发明，但是还可以扩展到任何类型的模式(例如，4像素左，4像素上，4像素右，4像素下)。

Claims (8)

1.一种在画面显示设备中的图像处理方法，包括以像素偏移频率用某种像素偏移模式(11，12)来偏移画面的步骤，其特征在于动态调整所述像素偏移频率(45)以与至少一个画面的组的运动程度成反比。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该方法包括下面步骤：
-将像素偏移频率与每个运动程度关联；
-对于至少一个画面的组计算运动程度(41)；并且
-选择与所计算的运动程度关联的像素偏移频率。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该方法包括下面步骤：
-定义K个运动范围(40)；
-将像素偏移频率与每个运动范围相关联(40)；
-对于至少一个图像的组计算运动程度(41)；
-选择包括所计算的运动程度的运动范围(43)；和
-用与所选择的运动范围关联的像素偏移频率来改变像素偏移频率(45)。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于只有至少T个连续的计算的运动程度属于相同的运动范围时才改变像素偏移频率(44)。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于由下面的步骤来计算所述运动程度：
-收集与m个画面相关的n个运动数据样本，m＜＝n；并且
-将所述n个样本进行平均从而对于所述m个画面获得运动数据平均。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于像素偏移模式在于将整个画面对角地向下偏移p个像素至最多Q个像素，然后将其对角地向上偏移p个像素，p＞＝1并且Q是p的倍数，所述最大Q像素对应于对于允许离开原始画面位置的最大像素偏移数量在向下和向上方向上设置的限制。
7.一种画面处理设备，其特征在于其包括用于计算运动程度的运动处理部件和用于以像素偏移频率用某种像素偏移模式偏移画面的图像处理部件，其中动态调整所述像素偏移频率以与至少一个画面的组的运动程度成反比。
8.根据权利要求7的画面处理装置，其特征在于使用查找表来将像素偏移频率与运动程度进行关联。
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