CN1838215A - 等离子显示面板驱动设备,信号处理方法及图像显示设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种等离子显示面板(PDP)驱动设备，用于PDP的信号处理方法和用于PDP的图像显示设备，其中在PDP上显示对应于输入的图像数据的图像时由在PDP上显示的图像的形状引起的负载效应，由此使得能够显示均匀的画面质量而不顾图像的形状。为了实现这个目的，PDP驱动设备反映在水平分量负载及垂直分量负载以及整个负载之间的比率，由此补偿子场映射数据的维持数目。

Description

等离子显示面板驱动设备，信号处理方法及图像显示设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2005年3月22日提交的韩国专利申请No.10-2005-0023484的优先权，将其在此完全包括并引入作为参考。

背景技术

本申请涉及等离子显示面板(PDP)驱动设备，用于PDP的信号处理方法和用于PDP的图像显示设备。更为具体的说，本发明涉及等离子显示面板驱动设备，用于PDP的信号处理方法和用于PDP的图像显示设备，配置其以考虑每帧的整个负载以及在垂直分量负载和水平分量负载之间的比率，由此使得无论每个图像的形状都能够补偿负载效果和显示一致的画面质量。

作为本领域中熟知的，等离子显示面板(PDP)是具有用于使用由气体放电产生的等离子体显示字符和图像的多个放电单元的平板显示器，其中在矩阵格式的形式中布置从几十万到几百万范围的像素，并从其选择性地发射可见光以重建以电信号输入的图像数据。

图1是说明了现有等离子显示面板驱动设备的框图，图2是说明了反向伽马修正的视图，且图3说明了PDP的一帧周期。

现在，参考图1到3，对现有等离子显示面板进行描述。

反向伽马修正器101关于输入视频信号的亮度执行反向伽马修正以产生图像数据。详细的说，因为阴极射线管具有非线性亮度特性，且PDP具有线性亮度特性，在低灰度级区域中表现灰度级时产生非正常噪声。为了解决噪声的产生，反向伽马修正器101反向伽马修正图像数据。

参考图2，“目标亮度(辉度)”指示反向伽马修正获得的理想结果，“实际亮度”表示作为反向伽马修正的结果表现出的测量的亮度值，且“PDP亮度”表示没有执行反向伽马修正的亮度值。PDP的线性亮度特性反映PDP亮度。PDP指示当反向伽马修正PDP亮度时实际亮度特性在目标亮度附近。目标亮度被表示为亮度值之一，每一具有61级的灰度级(0到60)。相反的，实际亮度被表示为八个亮度值，每一个具有61级的灰度级(0到60)之一。另外，实际亮度的值在低灰度级基本上不改变。因此，当在PDP中执行反向伽马修正处理时，在无光区域不能获得足够的灰度级表现，且使得存在其中图像集中在一起时出现轮廓噪声的问题。

由增益调整器103调整反向伽马修正器101反向伽马修正的图像数据，以具有预定增益。

半色调修正器105在PDP中执行多种过程，以通过小量的实际灰度级表现大量灰度级。更加具体地说，为了增强PDP的不足的灰度级表现能力，执行比如关于从增益调整器103输入的图像的抖动的半色调修正或误差扩散。

首先，在误差扩散方法中，当量化相应像素的灰度级值时产生的尾数，也就是，误差对于相邻像素有影响，使得空间地解决对待丢弃的误差的修正。恒定地设置对于相邻像素的误差扩散系数，且因此这种误差扩散方法对于每条线和每一帧重复。因此，存在因为恒定的误差扩散系数，在整个屏幕上形成相同的误差扩散图形的问题。

抖动方法是通过比较每个像素的灰度级值和抖动掩模的特定阈值来判断是否产生进位的方法。就是说，抖动方法是用于通过打开其中产生进位的像素和关闭其中不产生进位的像素，来增强不足的灰度级性能的方法。这种抖动掩模使用其上形成恒定图形的多个抖动掩模。因此，存在因为重复使用抖动掩模而在屏幕上显示抖动掩模的图形的问题。

为了克服误差扩散方法和抖动方法的上述问题和增强灰度级性能，优选地和抖动方法一起使用误差扩散方法。

子场映射单元107将由半色调修正器105半色调修正的图像数据转换为预定的子场映射数据。为了具体表现图像数据的灰度级，PDP将一帧划分为几个子场，每个子场具有不同的发光频率，由此产生关于时间空间排列的子场映射数据。更加具体地说，现有的PDP通过将帧周期划分为放电数目不同的多个子场来显示图像。对于多个划分的子场在场存储器(没有示出)中映射接收的图像数据。在每个场存储器中映射的图像数据被称为子场映射数据。

在图3中，为了容易描述，假定一个场具有几个子场(SF1-SF8)。另外，将每个子场(SF1-SF8)划分为用于选择放电单元的寻址周期(a)和用于响应于放电频率具体表现灰度级的维持周期(b)。在这时，寻址周期(a)确定关于当前显示的帧从哪个单元发光，且维持周期(b)响应于所需的亮度调整维持数目。

再次参考图1，描述配置。从子场映射单元107输出的子场映射数据被分别输入到数据排列单元109和负载补偿单元111。数据排列单元109在每个子场排列数据，且发送数据到用于驱动PDP的驱动部分115。负载补偿单元111基于子场映射数据计算当前帧的整个负载，以确定待补偿的维持补偿系数，且发送关于维持补偿系数的信息到时序控制器113。时序控制器113基于维持补偿系数调整维持周期(b)的长度。

在这时，负载定义选择用于发光的单元相对构成PDP的整个屏幕的整个单元的比率。负载在选择用于发光的单元数目增加时增加。通过维持数目调整PDP的辉度(亮度)，且即使维持数目相同，辉度根据负载而不同。

时序控制器113产生用于关于驱动部分115的每个驱动器控制驱动时序的时序控制信号。换句话说，时序控制器113产生用于产生驱动PDP的波的多个开关控制信号，且提供信号到驱动部分115。

驱动部分115包括具有寻址驱动单元、扫描驱动单元和维持驱动单元的预定驱动器，且使用数据排列单元109的子场数据和从时序控制器115输入的时序控制信号驱动PDP。

图4是说明了响应于负载和关于预定维持数目的PDP的亮度变化的视图，其中以实线指示的部分表示关于负载的亮度，且由虚线指示的部分表示相关负载的目标亮度。

参考图4，能够看出虽然维持数目相同，负载增加时亮度减小。这被称为“负载效应”。换句话说，PDP应该总是示出关于相同维持数目的B亮度，而不顾负载。如果负载是L1，亮度损失E1的量，且如果负载是L2，亮度损失E2的量。最终，需要更多能量以在负载增加时实现相同亮度。

特定子场所需的亮度级别由当PDP工作时对应于其的维持数目限定。但是，如图4所示，这样定义的根据维持数目的亮度关于负载改变，这是以灰度级失真的形式指示的。

图5说明了根据负载效应画面质量恶化的实例。32的输入灰度级的周期(c)应该具有高于31的输入灰度级的周期(d)的亮度。但是，在32的输入灰度级周期(c)具有的亮度低于31的周期(d)的亮度时发生恶化。换句话说，放电电流在负载增加时增加，且如果放电电流增加，由在面板和电路中内在的电阻元件产生电压降，由此造成发生相反亮度。这是其中灰度级失真和显示不一致的图像的画面质量恶化的原因之一。

为解决这个问题，采用了其中指定在特定维持数目的基准亮度的技术，且维持数目关于负载增益或减少以恒定维持整个负载上的屏幕亮度。在图4中，补偿方法使得对应于损失的维持数目增加，以补偿如果负载是L1产生的E1的亮度损失，且如果负载是L2，对应于亮度损失的维持数目增加E2。

但是，存在的问题在于因为基于在整个屏幕上简单地接通负载而粗略地进行计算，从而不能精确补偿关于负载的亮度差值。

图6示出了关于水平/垂直分量不同地发生的画面质量的恶化的示例性视图。参考图6，(1)、(2)和(3)的每个屏幕示出了具有32的灰度级的预定周期。虽然(2)和(3)的各个周期显示了相同面积，在(2)中指示的实际亮度较小。换句话说，如果关于负载效应测量亮度改变，即使在相同面积，在交叉放电中相比长度放电，亮度减少更加明显。结果，根据现有方法的考虑整个负载进行补偿的补偿电路不能完全改善画面质量的恶化。

发明内容

本发明的一个目的是提供等离子显示面板(PDP)驱动设备和用于PDP的信号处理方法，配置其以考虑其中打开PDP的周期的形状，由此使得能够精确补偿PDP的负载效应。

另一目的是提供一种用于PDP的图像显示设备，配置其以显示补偿了在PDP中相对于输入的图像数据产生的补偿效应的图像。

根据本发明的目的，用于PDP的信号处理方法包括：基于具有预定维持数目的子场映射数据的整个负载计算维持补偿系数；增加和减少这样关于水平分量负载和垂直分量负载的比率计算的维持补偿系数；和将增加和减少的补偿系数加到维持数目以补偿子场映射数据。

通过和水平分量负载/垂直分量负载成正比地增加和减少关于整个负载计算的维持补偿系数，来执行增加和减少这样计算的维持补偿系数的步骤。

如果负载的垂直分量是在PDP的行中其中打开的单元超过10％的行数(N_line-on)，由下面等式获得垂直分量的负载，其中H表示水平分量的负载，N_tot-on表示在每个子场中打开的单元的数目，N_line-on表在行中示其中打开单元超过10％的行数。

$H=\frac{N_{\mathrm{tot}-\mathrm{on}}}{N_{\mathrm{line}-\mathrm{on}}}$

根据本发明另一实施例的PDP驱动设备包括：子场映射单元，信号处理单元，时序控制器和驱动单元，其中子场映射单元产生具有对应于输入的图像数据的预定维持数目的子场映射数据，信号处理单元将维持数目和关于子场映射数据的整个负载计算的维持补偿系数相加，以补偿子场映射数据，其中计算的维持补偿系数响应于负载的水平分量和垂直分量的比率增加和减少，该时序控制器基于补偿的子场映射数据的维持数目产生预定的时序控制信号，且驱动单元基于时序控制器的时序控制信号驱动PDP。

信号处理单元可以包括：垂直分量测量单元，其测量垂直分量的负载和将其输出到负载补偿单元；和水平分量测量单元，其测量水平分量的负载和将其输出到负载补偿单元。

根据本发明再一实施例的图像显示设备包括用于在PDP上显示对应于图像数据的图像的PDP驱动设备。

附图说明

图1是说明了根据现有技术的PDP驱动设备的框图；

图2是解释了反向伽马修正的视图；

图3是说明了PDP的一帧周期的示意性视图；

图4是说明了根据负载的PDP亮度改变的视图；

图5是说明了根据负载效应的画面质量恶化的一个实例的示意性视图；

图6是说明了关于水平/垂直分量不同地发生画面质量的恶化的一个实例的示意性视图；

图7是说明了根据本发明的PDP驱动设备的框图；

图8是根据本发明的不顾垂直/水平分量补偿的屏幕的实例；

图9是根据本发明的信号处理方法的一个实施例。

具体实施方式

在下文中，将参考实施例和附图详细解释本发明。

首先，参考图7，本发明的驱动设备700包括反向伽马修正器701，增益调整单元703，半色调修正器705，子场映射单元707，数据排列单元709，信号处理单元710，时序控制器721和驱动单元723。

驱动设备700可以包括接收预定图像数据和在PDP上显示对应于其的图像的图像显示设备。为此，驱动设备700将输入图像数据转换为预定驱动信号，且驱动PDP(没有示出)。通过维持数目调整PDP的亮度，且即使维持数目相同，PDP的亮度在负载增加时减少。驱动设备700执行关于图像数据的预定补偿，以补偿其中其亮度在负载增加时减少的负载效应。

如图7所示的反向伽马修正器701，增益调整单元703，半色调修正器705，子场映射单元707，数据排列单元709，时序控制器721和驱动单元723对应于图2的反向伽马修正器101，增益调整单元103，半色调修正器105，子场映射单元107，数据排列单元109，时序控制器113和驱动单元115，且类似地解释。

经反向伽马修正器701，增益调整单元703和半色调修正器705，由子场映射单元707将输入的图像数据转换为子场映射数据。

从子场映射单元707输出的子场映射数据被输入到数据排列单元709，数据排列单元907每个子场地布置数据，且将其发送到驱动单元723。另外，从子场映射单元707输出的子场映射数据被输入到信号处理单元710。

信号处理单元710包括垂直分量测量单元711，水平分量测量单元713和负载补偿单元715，且关于从子场映射单元707接收的子场映射数据补偿预定的负载效应。

垂直分量测量单元711测量关于从子场映射单元707输出的子场映射数据的垂直分量负载。垂直分量测量单元711输出垂直分量的测量的负载到负载补偿单元715。在这时，垂直分量负载表示在每个子场打开的单元的垂直形成比率。能够通过下面的等式1获得垂直分量负载。

等式1

V＝N_line-on

其中，V表示垂直分量负载，N_line-on表示在行中其中打开单元超过10％的行数。

水平分量测量单元713测量关于从子场映射单元707输出的子场映射数据的水平分量负载。水平分量测量单元713输出水平分量的测量的负载到负载补偿单元715。水平分量表示在每个子场打开的单元的水平形成比率。能够通过下面的等式2获得水平分量负载。

等式2

$H=\frac{N_{\mathrm{tot}-\mathrm{on}}}{N_{\mathrm{line}-\mathrm{on}}}$

其中H表示水平分量负载，N_tot-on表示在每个子场打开的单元的数目，N_line-on表示在行中其中打开单元超过10％的行数。

垂直分量负载和水平分量负载的比率非常重要，使得即使不根据给定等式1和2，考虑H/V或V/H比率，由能够推导相同结果的方法计算比率。

负载补偿单元715基于子场映射数据，考虑水平分量负载及垂直分量负载和整个负载的比率计算维持补偿系数，且将计算的维持补偿系数加到维持数目，由此补偿负载效应。

负载补偿单元715首先计算子场映射数据的整个负载，且确定关于计算的整个负载的维持补偿系数。

另外，负载补偿单元715基于在由水平分量测量单元713测量的水平分量负载和由垂直分量测量单元711测量的垂直分量负载之间的比率，增加和减少关于整个负载计算的维持补偿系数。

负载补偿单元715使用关于在水平分量负载和垂直分量负载之间的比率增加和减少的维持补偿系数，以搜寻补偿的维持数目。最后由负载补偿单元715获得的维持数目能够由下面等式3获得。

等式3

补偿的维持数目＝[a×(H/V)×N_sus]+补偿前的维持数目

其中，H表示水平分量负载，V表示垂直分量负载，且N_sus定义基于整个负载的维持补偿系数。另外，作为由实验获得的系数的“a”可以关于PDP的单元器件的特性，驱动电源的大小和状态，以及PDP中的单元数目等改变。

通过该系数的帮助，负载补偿单元715能够具体表现精确的灰度级，而不顾关于在屏幕上显示的图像的形状而不同地显示出的负载效应。

当水平分量负载增加时负载效应变得更加明显。总的来说，负载补偿单元715使得如果水平分量负载大于垂直分量负载，能够使得补偿程度增加，且如果在相反情况中使得补偿程度减少。但是，优选地维持补偿系数关于在水平分量负载和垂直分量负载之间的比率的增加和减少和垂直分量负载关于水平分量负载的比率成反比。

例如，假定整个负载的维持补偿系数是“A”，如果整个负载中的水平分量负载大于垂直分量负载，维持补偿系数是其中“A”加上“α”的值，且相反情况中，维持补偿系数是其中“A”减去“β”的值。下面将更加详细的描述信号处理单元710的工作。

为此，负载补偿单元715预先存储对应于垂直分量负载/水平分量负载的比率的改变的值。优选地，亮度的改变的值基于根据PDP特性预先测量的数据。

时序控制器721基于从负载补偿单元715接收的维持数目，产生用于关于驱动单元723的每个驱动器控制驱动时序的时序控制信号。

驱动单元723包括寻址驱动单元，扫描驱动单元和维持驱动单元，且使用数据排列单元709的子场数据和从时序控制721输入的时序控制信号以驱动PDP。

图8说明了可由PDP显示的3个屏幕。屏幕(A)显示指示32的灰度级的整个图像，屏幕(B)仅显示指示32的灰度级的水平条形状的图像部分，且屏幕(C)仅显示指示32的灰度级的垂直条形状的图像部分。能够注意根据本发明的PDP的3个屏幕的亮度相同，而不顾显示的形状。

在下文中，参考图8和9详细描述信号处理单元710的工作。

负载补偿单元715关于一帧的输入的图像数据测量子场映射数据的整个负载(S901)。

垂直分量测量单元711和水平分量测量单元713分别测量从子场映射单元707输入的子场映射数据的垂直分量负载和水平分量负载，且分别输出测量的垂直分量负载和水平分量负载到负载补偿单元715。

应该注意不需要总是顺序处理步骤S901和S903，且可以关于实施例并行测量。否则，可以测量垂直分量负载和水平分量负载代替整个负载。

负载补偿单元715确定关于整个负载的维持补偿系数。例如，如果整个负载是60％，基于50％的补偿以+1的集中进行补偿，且基于40％的负载以-1在板上给定补偿(S905)。

负载补偿单元715基于从垂直分量测量单元711和水平分量测量单元713输入的水平分量负载和垂直分量负载的比率，增加和减少在S905确定的维持补偿系数。例如，即使因为60％的整个负载在S905以+1做出补偿，如垂直分量负载果关于水平分量负载的比率等于或大于1，应该补偿小于+1的值(S907)。

时序控制器721通过使用最终计算和从负载补偿单元715输入的维持补偿系数，调整关于子场的维持周期的长度。因此，在屏幕上显示的图像的亮度改变。

如图8所示的，对于其中整个图像具有32的灰度级的情况(A)，其中水平条形状的图像具有32的灰度级的情况(B)，以及其中垂直条形状具有32的灰度级的情况(C)，亮度全部相同。换句话说，对于相同灰度级值显示相同亮度而不顾图像的图像。

从前面可以看出，在根据本发明的PDP驱动设备中，关于相同灰度级显示相同亮度而不顾从PDP输出的图像的形状。为此，根据本发明的PDP驱动设备通过反映整个负载和水平分量及垂直分量的比率补偿维持数目，使得能够有效地改进PDP的典型负载效应引起的画面质量的恶化，由此使得能够增强画面质量。

本发明能够由装置和系统具体实现。另外，如果本发明由计算机软件具体实现，本发明的构成部分能够由实现基本工作所需的代码段代替。代码段或程序能够被存储在可由微处理器处理的介质中，且被作为和载波耦接的计算机数据经传输介质或通信网络传递。

可由微处理器处理的介质包括能够发送和存储信息的介质，比如电子电路、半导体存储器器件、ROM、闪存存储器、EEPROM、软盘、光盘、硬盘、光纤、无线网络等。因此，计算机数据包括能够经电气网络信道、光纤、电磁场和无线网络发送的数据。

虽然上述描述指出了本发明应用于多个实施例的新颖特征，本领域普通技术人员理解在不脱离本发明的范围的情况下，可以在所述装置或过程的形式和细节上做出多种省略，替代和变更。因此，本发明的范围由所附的权利要求而不是前述说明定义。所有在权利要求的等效含义和范围中的改变被包括它们的范围中。

Claims (11)

1.一种用于PDP的信号处理方法，其包括：基于具有预定维持数目的子场映射数据的整个负载计算维持补偿系数；增加和减少这样关于负载的水平分量和垂直分量的比率计算的维持补偿系数；和将增加和减少的补偿系数加到维持数目以补偿子场映射数据。

2.如权利要求1所述的方法，其中，该增加和减少这样计算的维持补偿系数的步骤是通过和水平分量负载/垂直分量负载成正比地增加和减少关于整个负载计算的维持补偿系数来执行的。

3.如权利要求1所述的方法，其中，如果负载的垂直分量是在PDP的行中其中打开的单元超过10％的行数(N_line-on)，由下面等式获得水平分量负载，其中H表示水平分量负载，N_tot-on表示在每个子场中打开的单元的数目，N_line-on表示在行中其中打开单元超过10％的行数。

$H=\frac{N_{\mathrm{tot}-\mathrm{on}}}{N_{\mathrm{line}-\mathrm{on}}}$

4.一种PDP驱动设备，其包括：子场映射单元，其产生具有对应于输入的图像数据的预定维持数目的子场映射数据；信号处理单元，其将维持数目和关于子场映射数据的整个负载计算的维持补偿系数相加，以补偿子场映射数据，其中计算的维持补偿系数对应于负载的水平分量和垂直分量的比率增加和减少；时序控制器，其基于补偿的子场映射数据的维持数目产生预定的时序控制信号；和驱动单元，其基于时序控制器的时序控制信号驱动PDP。

5.如权利要求4所述的设备，其中，该信号处理单元和水平分量负载/垂直分量负载成正比地增加和减少关于整个负载计算的维持补偿系数。

6.如权利要求4所述的设备，其中，如果负载的垂直分量是在PDP的行中其中打开的单元超过10％的行数(N_line-on)，由下面等式获得水平分量负载，其中H表示水平分量负载，N_tot-on表示在每个子场中打开的单元的数目，N_line-on表示在行中其中打开单元超过10％的行数。

$H=\frac{N_{\mathrm{tot}-\mathrm{on}}}{N_{\mathrm{line}-\mathrm{on}}}$

7.如权利要求4所述的设备，其中，该信号处理单元包括：垂直分量测量单元，其测量垂直分量负载和将其输出到负载补偿单元；和水平分量测量单元，其测量水平分量负载和将其输出到负载补偿单元。

8.一种用于包括PDP驱动设备的PDP的图像显示设备，其用于在PDP上显示对应于图像数据的图像。

9.一种PDP驱动方法，其包括：将具有预定维持场数目的子场映射到表现图像信息的帧上；和对应于在图像数据的整个负载中的水平分量和垂直分量之间的比率增加和减少维持脉冲的预定数目。

10.如权利要求9所述的方法，其中，该增加和减少维持脉冲的预定数目的步骤是通过和负载的水平分量负载/垂直分量负载成正比地增加和减少维持脉冲的预定数目来执行的。

11.如权利要求9所述的方法，其中，如果垂直分量负载是在PDP的行中其中打开单元超过10％的行数(N_line-on)，由下面等式获得水平分量负载，其中H表示水平分量负载，N_tot-on表示在每个子场中打开的单元的数目，N_line-on表示在PDP的行中其中打开单元超过10％的行数。 $H=\frac{N_{\mathrm{tot}-\mathrm{on}}}{N_{\mathrm{line}-\mathrm{on}}}$

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