CN1920913A - 等离子显示装置及其图像处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种等离子显示装置及其图像处理方法，包括：反向灰度校正从外部输入的视频信号的第1伽玛值生成器；根据第1伽玛值生成器生成的第1伽玛值，以具有最大个数的实际灰度值的第1映射代码进行映射的第1映射器；保存第1映射代码的亮度值的亮度值存储器；从第1映射代码提取规定个数的实际灰度值的实际灰度值提取器；利用实际灰度值提取器提取的实际灰度值和保存在亮度值存储器的上述提取的实际灰度值的亮度值，生成第2伽玛值的第2伽玛值生成器；根据第2伽玛值，以具有实际灰度值提取器提取的个数的实际灰度值的第2映射代码进行映射的第2映射器。本发明驱动等离子显示装置时能够降低画面显示的噪声。

Description

等离子显示装置及其图像处理方法
一、技术领域
本发明是关于等离子显示装置及其图像处理方法的，更详细地说是一种驱动等离子显示装置时能够降低画面显示噪声的等离子显示装置及其图像处理方法。
二、背景技术
一般来说，等离子显示装置(Plasma Display Apparatus)包括形成于前面板和后面板之间的隔壁形成一个单位单元的等离子显示面板。在各单元内充有氖(Ne)、氦(He)或者像氖和氦的混合气体(Ne+He)这样的充电放电气体以及含有少量氙的惰性气体。依靠高频电压进行放电时，使惰性气体发出真空紫外线(Vacuum Ultravioletrays)，从而使形成于隔壁间的荧光体发光来显示画面。这样的等离子显示装置结构既薄又轻，是倍受瞩目的下一代显示装置。
图1是显示现有等离子显示装置的图像的方法的示意图。
如图1所示，等离子显示装置将一个画面帧期划分为放电次数互不相同的多个子域，在输入的视频信号的灰度值的相关子域期使等离子显示面板发光，从而显示图像。
各个子域分为均一地产生放电的初始期、选择放电单元的寻址期以及依靠放电次数实现灰度的维持期。例如，要以256灰度显示图像时，就将相当于1/60秒的画面帧期(16.67ms)划分为8个子域。同时，8个子域又各自分为初始期、寻址期以及维持期。在这里，维持期在各个子域中以2n(n＝0，1，2，3，4，5，6，7)的比率增加。这样，各个子域中维持期发生变化，因此能够实现图像的灰度(Gray level)。
图2是比较等离子显示装置和阴极射线管的亮度特性的坐标图。
如图2所示，对于输入的视频信号，阴极射线管(Cathode-Ray Tube)以及液晶显示器(Liquid Crystal Display)这样的显示装置以模拟方式控制显示的光从而实现希望的灰度，因此通常具有非线性的亮度特性。与此不同，等离子显示装置利用能够开启(on)/关闭(off)的放电单元的矩阵阵列变调光脉冲的数量从而表现灰度，因此具有线性的亮度特性。这种等离子显示装置的灰度表现方法称为脉冲宽度调节(Pulse Width Modulation简称PWM)方法。
这时，对于阴极射线管这样的显示装置，由于显示电流对比亮度特性成2.2乘数比例，因此广播信号这样的输入的外部视频信号发送相当于2.2乘数波段的信号。因此，具有线性的亮度特性的等离子显示装置有必要反向灰度校正从外部输入的视频信号。
当反向灰度校正从外部输入的视频信号时，生成的反向灰度校正曲线是依靠子域映射方法以及维持脉冲个数而决定的。
首先，子域映射决定子域的加权值(weight)，随之，在子域映射代码中选择最小化伪轮廓噪声(False Contour Noise)的映射代码。下面的表1是通过这样的方法，利用产生的10个子域、256个实际灰度的子域映射方法的一个例子。在这里，实际灰度(Real Gray)不是通过半调这样的图像处理而显示的灰度，是组合灰度加权值互不相同的子域而显示的灰度，称为进行图像处理的标准灰度。
                                               表1
  6FM   6F1   6F2   6F3   6F4   6F5   6F6   6F7   6F8   6F9   6F1Q   6FW
  Weight   1   2   4   7   12   19   30   43   59   78   255
  0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0
1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
  2   0   1   0   0   0   0   0   0   0   0   2
  3   1   1   0   0   0   0   0   0   0   0   3
  4   0   0   1   0   0   0   0   0   0   0   4
  5   1   0   1   0   0   0   0   0   0   0   5
  6   0   1   1   0   0   0   0   0   0   0   6
  7   1   1   1   0   0   0   0   0   0   0   7
                                           
  250   0   1   0   1   1   1   1   1   1   1   250
  251   1   1   0   1   1   1   1   1   1   1   251
  252   0   0   1   1   1   1   1   1   1   1   252
  253   1   0   1   1   1   1   1   1   1   1   253
  254   0   1   1   1   1   1   1   1   1   1   254
  255   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   255
下面，如下图3所示，维持脉冲个数是依预先具有的APL(Average Picture Level)值和子域的加权值而决定的。
图3是现有等离子显示装置使用的依APL值的维持脉冲个数关系的坐标图。
如图3所示，现有的等离子显示装置具有APL部(未图示)，从而根据APL值不同地分配向维持期施加的维持脉冲个数的加权值。
一般的等离子显示装置依靠向扫描电极及维持电极交替施加的维持脉冲使单元发光，从而显示从外部输入的视频信号。这时，由于施加的维持脉冲是电压大小达180V至220V的高电压，因此电量消耗大。
为了减少电量消耗，现有的等离子显示装置在20％APL以下的APL值时将最大维持脉冲的个数分配在维持期，，20％APL以上的APL值时逐渐减少分配在维持期的维持脉冲的个数。随之，在20％APL以下的APL值之前，等离子显示装置的电量消耗逐渐增加，然后自20％APL以上的APL值之后开始，等离子显示装置的电量消耗维持在一定水平。
这样，为了实现最佳的画质，依APL值分配在各个子域的维持脉冲的个数是依下面数学式1而决定的。
数学式1
(1a-1)+(2a-1)+(4a-1)+(7a-1)+(12a-1)+(19a-1)+(30a-1)+(43a-1)+(59a-1)+(78a-1)＝Stotal
在这里，Stotal是根据各个APL值，预先设定的一个画面帧期间的全部维持脉冲的个数。这样，按照以数学式1的(SF加权值)a运算的a值，如下面的表2求得各子域维持脉冲个数。
                                                           表2
  名称   SF1   SF2   SF3   SF4   SF5   SF6   SF7   SF8   SF9   SF10   合计
  SF Weight   1   2   4   7   12   19   30   43   59   78   255
  APL0   0   2   5   13   27   50   94   153   234   340   918
  APL31   0   1   3   6   11   18   29   43   59   78   248
表2中，将APL值分为0到31共32阶，APL0是APL值最小，维持脉冲个数的总和最多。而且，APL31是APL值最大，维持脉冲个数的总和最小。
如果决定上述子域映射方法以及维持脉冲个数，就根据各个子域映射代码求得画面显示的图像的亮度值。即，测定相关各实际灰度值的亮度值。利用测定的亮度值，以线性内插法(Linear Interpolation)填补邻近的实际灰度值间的灰度值。由此，通过测定的亮度值，如图4所示，能够生成最终的反向灰度校正曲线。
图4是表现依据现有等离子显示装置的实际灰度值的亮度值的亮度曲线，以及利用亮度曲线的信息，表现对输入灰度值的反向灰度校正的输出灰度值的反向灰度校正曲线。
如图4所示，对于现有的等离子显示装置，虽然大的APL值(APL 31)的亮度值线性地增加，但是当子域映射代码增加时，小的APL值(APL 0)的亮度值在中间发生亮度断差。
其原因在于：通过依数学式1决定维持脉冲的个数，对于小的APL值(APL 0)，子域越增加，维持脉冲个数越以几何级数增加。特别是，当子域映射代码中子域使用个数增加时，产生发生亮度断差的部分。这种亮度断差反映在图像上，存在发生噪声的问题。
另外，对于等离子显示装置的图像显示，实际灰度的使用个数是作为重要的要素而使用的。即，如果实际灰度的使用个数多，就大量产生伪轮廓噪声，如果实际灰度的使用个数少，就存在半调噪声增加的问题。这时，对于使用相同实际灰度个数的子域映射代码，依据反向灰度校正方法，伪轮廓噪声以及半调噪声的发生程度不同。
三、发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种能够优化反向灰度校正的等离子显示装置及其图像处理方法。而且，提供能够降低画面显示的伪轮廓噪声以及半调噪声。并且，根据视频信号的运动量，提供适合的子域映射方法。
为实现这样的技术课题，依据本发明一个实施例的等离子显示装置包括：反向灰度校正从外部输入的视频信号的第1伽玛值生成器；根据第1伽玛值生成器生成的第1伽玛值，以具有最大个数的实际灰度值的第1映射代码进行映射的第1映射器；保存第1映射代码的亮度值的亮度值存储器；从第1映射代码提取规定个数的实际灰度值的实际灰度值提取器；利用实际灰度值提取器提取的实际灰度值和保存在亮度值存储器的上述提取的实际灰度值的亮度值，生成第2伽玛值的第2伽玛值生成器；根据第2伽玛值，以具有实际灰度值提取器提取的个数的实际灰度值的第2映射代码进行映射的第2映射器。
还包括：将上述视频信号的运动量和视频信号运动量的规定阀值进行比较，判断上述视频信号的运动量多少的运动量判断器。
上述运动量判断器按各画面帧或者各画面区域判断运动量的多少。
在运动量少的画面帧使用第1映射代码，在运动量多的画面帧使用第2映射代码。
在运动量少的画面区域使用第1映射代码，在运动量多的画面帧区域使用第2映射代码。
依据本发明一个实施例的等离子显示装置的图像处理方法包括以下阶段：反向灰度校正从外部输入的视频信号的第1伽玛值生成阶段；根据第1伽玛值生成阶段生成的第1伽玛值，以具有最大个数的实际灰度值的第1映射代码进行映射的第1映射阶段；从第1映射代码提取规定个数的实际灰度值的实际灰度值提取阶段；在实际灰度值提取阶段提取的实际灰度值和第1映射代码的亮度值中，利用上述提取的实际灰度值的亮度值，生成第2伽玛值的第2伽玛值生成阶段；根据第2伽玛值，以具有实际灰度值提取阶段提取的个数的实际灰度值的第2映射代码进行映射的第2映射阶段。
还包括：将上述视频信号的运动量和视频信号运动量的规定阀值进行比较，判断上述视频信号的运动量多少的运动量判断阶段。
在运动量判断阶段，按各画面帧或者各画面区域判断运动量的多少。
在运动量少的画面帧使用第1映射代码，在运动量多的画面帧使用第2映射代码。
在运动量少的画面区域使用第1映射代码，在运动量多的画面帧区域使用第2映射代码。
本发明的有益效果下：
依据本发明，对于等离子显示装置的图像显示，具有能够最小化反向灰度校正的效果。
而且，具有能够降低画面显示的伪轮廓噪声以及半调噪声的效果。
而且，根据视频信号的运动量，提供适合的子域映射方法。
四、附图说明
图1是显示现有等离子显示装置的图像的方法的示意图。
图2是比较等离子显示装置和阴极射线管的亮度特性的坐标图。
图3是现有等离子显示装置使用的依APL值的维持脉冲个数关系的坐标图。
图4是现有等离子显示装置的反向灰度校正曲线的坐标图。
图5是说明依据本发明一个实施例的等离子显示装置的分块图。
五、具体实施方式
下面，参照附图对本发明的理想实施例进行详细说明。
图5是说明依据本发明一个实施例的等离子显示装置的分块图。
如图5所示，依据本发明一个实施例的等离子显示装置包括：反向灰度校正器510、增益控制器520、第1伽玛值生成器530、半调器540、第1映射器550、映射代码提取器560、第2映射器580、亮度值存储器590、第2伽玛值生成器600、数据排序器610。
当等离子显示装置显示从外部输入的视频信号时，对于视频信号的输入灰度值，反向灰度校正器510反向灰度校正视频信号的输入灰度值，以便显示的亮度值具有线性的值。
对于反向灰度校正器510校正的红色(Red)、绿色(Green)和蓝色(Blue)的视频信号，增益控制器520加倍用户(User)或装配厂(Set maker)能够调整的增益值，从而按红色、绿色和蓝色调整增益(gain)。这时，依靠增益控制器520，用户或装配厂能够设定自己希望的色温。
第1伽玛值生成器530反向灰度校正从外部输入的视频信号，生成以最大个数的实际灰度值进行映射的第1伽玛值。
第1映射器550根据第1伽玛值生成器530生成的第1伽玛值，以具有最大个数的实际灰度值的第1映射代码映射子域。
亮度值存储器590保存具有最大个数的实际灰度值的第1映射代码的亮度值。
实际灰度值提取器560从具有最大个数的实际灰度值的第1映射代码提取规定个数的实际灰度值。
第2伽玛值生成器600在实际灰度值提取器560提取的实际灰度值、具有保存在亮度值存储器590的最大个数的实际灰度值的第1映射代码的亮度值中，根据对应实际灰度值提取器560提取的实际灰度值的亮度值，生成第2伽玛值。
第2映射器580根据第2伽玛值，以具有实际灰度值提取器560提取的个数的实际灰度值的第2映射代码映射子域。
半调器540以误差扩散或者抖动中至少一个以上方法半调第1伽玛值生成器530和第2伽玛值生成器600输入的视频信号。半调器540输入的视频信号包括由整数和小数数据组成的灰度数据。这时，小数数据经过半调被反映在整数数据，整数数据被决定是否映射在选择的子域映射表。由此，决定了输入的视频信号的全部灰度值，同时能够确保显示的图像的灰度清晰度和灰度表现力。
数据排序器560将第1子域映射器550和第2映射器580输入的进行了空间排序的子域映射数据排序为时间性的数据。
下面，以最大实际灰度值为255个时为例，对依据本发明一个实施例的等离子显示装置进行详细说明。
表3是使用255个最大实际灰度值的第1映射代码，表4显示的是其第1伽玛值。
                                           表3
  MAPPING No.   SF1   SF2   SF3   SF4   SF5   SF6   SF7   SF8   SF9   SF10
  SF Weight   1   2   4   7   12   19   30   43   59   78
  0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0
  1   1   0   0   0   0   0   0   0   0   0
  2   0   1   0   0   0   0   0   0   0   0
  3   1   1   0   0   0   0   0   0   0   0
  4   0   0   1   0   0   0   0   0   0   0
  5   1   0   1   0   0   0   0   0   0   0
  6   0   1   1   0   0   0   0   0   0   0
  7   1   0   1   0   0   0   0   0   0   0
  8   1   0   0   1   0   0   0   0   0   0
  9   0   1   0   1   0   0   0   0   0   0
  10   1   1   0   1   0   0   0   0   0   0
  11   0   0   1   1   0   0   0   0   0   0
  12   1   0   1   1   0   0   0   0   0   0
  13   0   1   1   1   0   0   0   0   0   0
  14   1   1   1   1   0   0   0   0   0   0
                                               
Figure A20061015960100101
  44   0   1   1   1   1   1   0   0   0   0
  45   1   1   1   1   1   1   0   0   0   0
  46   0   0   1   0   1   0   1   0   0   0
  47   1   0   1   0   1   0   1   0   0   0
  48   0   1   1   0   1   0   1   0   0   0
  49   1   1   1   0   1   0   1   0   0   0
  50   1   0   0   1   1   0   1   0   0   0
  51   0   1   0   1   1   0   1   0   0   0
  52   1   1   0   1   1   0   1   0   0   0
  53   0   0   1   1   1   0   1   0   0   0
  54   1   0   1   1   1   0   1   0   0   0
  55   0   1   1   1   1   0   1   0   0   0
  56   1   1   1   1   1   0   1   0   0   0
  57   1   0   0   1   0   1   1   0   0   0
                                                 
Figure A20061015960100102
  247   0   1   1   0   1   1   1   1   1   1
  248   1   1   1   0   1   1   1   1   1   1
  249   1   0   0   1   1   1   1   1   1   1
  250   0   1   0   1   1   1   1   1   1   1
  251   1   1   0   1   1   1   1   1   1   1
  252   0   0   1   1   1   1   1   1   1   1
  253   1   0   1   1   1   1   1   1   1   1
  254   0   1   1   1   1   1   1   1   1   1
  255   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1
            表4
  输入灰度值   输出灰度值
  0   0
  1   0.0034191
  2   0.0068382
  3   0.0102573
  4   0.0136764
  5   0.0170955
  6   0.0205146
  7   0.0239337
  8   0.0273528
  9   0.0307719
  10   0.034191
                
Figure A20061015960100111
  656   45.9429067
  657   45.9837078
  658   46.2628894
  659   46.700534
  660   47.1398466
  661   47.5827741
  662   48.025395
  663   48.4630396
  664   48.9006843
  665   49.18604
  666   49.4266917
  667   49.6673433
  668   49.907995
  669   50.2735892
  670   50.7165167
  671   51.1575424
  672   51.595187
  673   52.0768
  674   53.042981
  675   53.4806256
  676   53.9182702
  677   54.3602111
                 
Figure A20061015960100112
  1012   237.0315209
  1013   238.7936506
  1014   241.1181429
  1015   242.8792394
  1016   243.5020885
  1017   244.3142015
  1018   246.4629242
  1019   248.1209231
  1020   249.1537393
  1021   250.9144112
  1022   253.2403612
  1023   255
由表3和表4可知，第1伽玛值(表4的输出灰度值)是这样构成的：在通过计算或测定求出表3的第1映射代码的亮度值之后，对其实施线性内插法(Linearinterpolation)，然后按第1映射代码的实际灰度个数，即255个，进行扫描(Scaling)。
另外，当使用一个映射代码，或者多个映射代码时，现有技术独立地构成各个映射代码以及伽玛值。
但是，在本发明中，以使用最大个数的实际灰度值的映射的映射代码、伽玛值、亮度值为标准，在最大实际灰度映射代码内提取更小个数的实际灰度值，从而更容易地实现映射代码以及伽玛值。
例如，如表5所示，当最大实际灰度值为255个的映射代码时，提取1、2、4、7、12……250、255的共50个实际灰度值，生成新的映射代码。
接下来，如表6所示，参照保存亮度值的亮度值存储器590，亮度值是对应使用255个最大实际灰度值的表3的第1映射代码的各个实际灰度值的所有亮度值，提取对应1、2、4、7、12……250、255的实际灰度值的亮度值。
还包括：将视频信号的运动量和视频信号的运动量的规定阀值进行比较，判断视频信号的运动量多少的运动量判断器。通过这样，根据视频信号的运动量予以合适的应对，从而提高等离子显示装置的图像显示特性。
运动量判断器按画面帧或者画面区域判断运动量的多少。通过这样，按运动量互不相同的画面帧或者画面区域予以合适的对应，从而提高等离子显示装置的图像显示特性。
在运动量少的画面帧使用第1映射代码，在运动量多的画面帧使用第2映射代码。通过这样，运动量少的画面帧使用具有最大实际灰度值的第1映射代码，从而降低半调噪声，运动量多的画面帧使用具有相对少的实际灰度值的第2映射代码，从而降低伪轮廓噪声。
在运动量少的画面区域使用第1映射代码，在运动量多的画面区域使用第2映射代码。通过这样，运动量少的画面区域使用具有最大实际灰度值的第1映射代码，从而降低半调噪声，运动量多的画面区域使用具有相对少的实际灰度值的第2映射代码，从而降低伪轮廓噪声。
                                   表5
Figure A20061015960100131
                           表6
Figure A20061015960100141
如上面详细说明的那样，依据本发明，对于等离子显示装置的图像显示，具有能够优化必须性的反向灰度校正的效果。而且，具有能够降低画面显示的伪轮廓噪声以及半调噪声的效果。而且，根据视频信号的运动量提供适合的子域映射方法。
对于依据本发明一个实施例的图像处理方法，由于是在和前面详细说明的依据本发明一个实施例的等离子显示装置相同的原理下进行图像处理，所以用对依据本发明一个实施例的等离子显示装置的说明代替详细说明。
如上面详细说明的那样，依据本发明，对于等离子显示装置的图像显示，具有能够最小化必须性的反向灰度校正的效果。
而且，具有能够降低画面显示的伪轮廓噪声以及半调噪声的效果。
而且，根据视频信号的运动量，提供适合的子域映射方法。
如上所述，在不改变本发明技术思想及技术特征的范围内，本发明所属技术领域的工作人员可以用其他具体形态实施本发明的技术构成。
因此，上面所述的实施例在所有方面都是示例性的，不具有限定性。本发明的专利申请范围由权利要求书予以阐述，由同等概念得出的所有变更或变形形态都属于本发明的范围。

Claims (10)

1、一种等离子显示装置，其特征在于它包括：反向灰度校正从外部输入的视频信号的第1伽玛值生成器；根据第1伽玛值生成器生成的第1伽玛值，以具有最大个数的实际灰度值的第1映射代码进行映射的第1映射器；保存第1映射代码的亮度值的亮度值存储器；从第1映射代码提取规定个数的实际灰度值的实际灰度值提取器；利用实际灰度值提取器提取的实际灰度值和保存在亮度值存储器的上述提取的实际灰度值的亮度值，生成第2伽玛值的第2伽玛值生成器；根据第2伽玛值，以具有实际灰度值提取器提取的个数的实际灰度值的第2映射代码进行映射的第2映射器。
2、根据权利要求1所述的等离子显示装置，其特征在于它还包括：将上述视频信号的运动量和视频信号运动量的规定阀值进行比较，判断上述视频信号的运动量多少的运动量判断器。
3、根据权利要求2所述的等离子显示装置，其特征在于：上述运动量判断器按各画面帧或者各画面区域判断运动量的多少。
4、根据权利要求3所述的等离子显示装置，其特征在于：在运动量少的画面帧使用第1映射代码，在运动量多的画面帧使用第2映射代码。
5、根据权利要求3所述的等离子显示装置，其特征在于：在运动量少的画面区域使用第1映射代码，在运动量多的画面帧区域使用第2映射代码。
6、一种等离子显示装置的图像处理方法，其特征在于它包括以下阶段：
反向灰度校正从外部输入的视频信号的第1伽玛值生成阶段；
根据第1伽玛值生成阶段生成的第1伽玛值，以具有最大个数的实际灰度值的第1映射代码进行映射的第1映射阶段；
从第1映射代码提取规定个数的实际灰度值的实际灰度值提取阶段；
在实际灰度值提取阶段提取的实际灰度值和第1映射代码的亮度值中，利用上述提取的实际灰度值的亮度值，生成第2伽玛值的第2伽玛值生成阶段；
根据第2伽玛值，以具有实际灰度值提取阶段提取的个数的实际灰度值的第2映射代码进行映射的第2映射阶段。
7、根据权利要求6所述的等离子显示装置的图像处理方法，其特征在于它还包括：将上述视频信号的运动量和视频信号运动量的规定阀值进行比较，判断上述视频信号的运动量多少的运动量判断阶段。
8、根据权利要求7所述的等离子显示装置的图像处理方法，其特征在于：在上述运动量判断阶段，按各画面帧或者各画面区域判断运动量的多少。
9、根据权利要求8所述的等离子显示装置的图像处理方法，其特征在于：在运动量少的画面帧使用第1映射代码，在运动量多的画面帧使用第2映射代码。
10、根据权利要求8所述的等离子显示装置的图像处理方法，其特征在于：在运动量少的画面区域使用第1映射代码，在运动量多的画面帧区域使用第2映射代码。
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