CN1924973A - 等离子体显示面板的动作适应方式图像处理装置及方法 - Google Patents

等离子体显示面板的动作适应方式图像处理装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明是关于等离子体显示面板的动作适应方式图像处理装置及图像处理方法的，是为了降低以子域扫描方式驱动的显示装置中发生的步进轮廓噪音及半音噪音，更加清晰地显示图像。为实现上述目的的本发明中，包含：中心值判断阶段；帧比较阶段；动作发生判断阶段；周边值判断阶段；噪音降低映射选择阶段；多路阶段。

Description

等离子体显示面板的动作适应方式图像处理装置及方法
技术领域
本发明是关于等离子体显示面板的图像处理装置及图像处理方法的，更具体讲，是关于清除等离子体显示装置显示运动图像时发生的步进轮廓噪音(contourstep noise)及半音噪音(halftone noise)，从而改善画质的，利用等离子体显示面板的动作(motion)适应方式的图象处理装置及其方法的。
背景技术
一般等离子体显示面板(Plasma Display Panel，以下简称PDP)，由其正面基板与背面基板间形成的隔层组成一个单位信元(cell)，各个信元(cell)内填充了氖(Ne)、氦(He)或氖与氦的混合气体(Ne+He)等主放电气体与少量含有氙的惰性气体。高频电压导致放电时，惰性气体产生真空紫外线(VacuumUltraviolet ray)，使隔层间形成的荧光体发光，显示画面。如上所述的等离子体显示面板具有轻薄的结构，作为新一代显示装置备受瞩目。
图1是一般等离子体显示面板的结构示意图。如图1所示，等离子体显示面板，由显示画面的显示面-正面玻璃板101中排列由扫描电极102与维持电极103形成的多个维持电极对的正面基板100及排列组成背面的背面玻璃板111上与上述多个维持电极对交叉地排列的多个定位电极113的背面基板110间隔一定距离，平行地结合而成。
正面基板100在一个放电信元(cell)中相互放电，由维持放电信元(cell)发光的扫描电极102及维持电极103，即由透明ITO(Indium Thin Oxide)物质形成的透明电极a与由金属材料制成的汇流电极b组成的扫描电极102及维持电极103成双组成。扫描电极102及维持电极103限制放电电流，由绝缘各电极对的一个以上上部电介质层104覆盖，上部电介质层104上面，为了简化放电条件，而形成电镀氧化镁(MgO)的保护层105。
背面基板110上排列多个放电空间，即，排列形成放电信元(cell)的条(stripe)型(或井(well)型)隔层112，并保持平衡。又，进行定位放电，产生真空紫外线的多个定位电极113与隔层112平行地分布。背面基板110的上面喷涂，为在定位放电期间显示画面而放射可视光的R，G，B荧光体114。定位电极113与荧光体114间形成保护定位电极113的下部电介质层115。
图2是现有技术中显示PDP图像灰阶的方法示意图。参考图2，对PDP的图像灰阶显示方法说明如下：PDP将一帧(frame)分为发光次数不同的多个子域(sub-field)进行驱动。
再将各子域(sub-field)分为：均匀地发生放电的复位期间；选择放电信元(cell)的定位期间及根据放电次数显示灰阶的维持期间。例如，预用256灰阶显示图像时，相当于1/60秒的帧(frame)期间(16.67ms)，将分为8个子域(sub-field)。
并且，8个子域(sub-field)又分别分为：定位期间及维持期间。其中，各子域(sub-field)的复位期间及定位期间，在各子域(sub-field)中均相同。而维持期间在各子域(sub-field)中，以2n(n＝0，1，2，3，4，5，6，7)的比率增加。如上所述，各子域(sub-field)中的维持期间均不同，因此，可以显示图像的灰阶。
一方面，用上述子域(sub-field)方式显示运动图像时，在按各级灰阶移动的物体周围将出现不顺眼的轮廓，降低显示质量。这种步进轮廓噪音(contourstep noise)被称为“虚假轮廓噪音(false contour noise)”。
步进轮廓噪音(contourstep noise)是肉眼追踪画面中移动的物体的趋势；在1帧(frame)期间，肉眼追踪在视网膜的固定位置移动的物体的趋势；及在1帧(frame)期间，在视网膜的固定位置移动的物体周围相邻的像素(pixel)亮度累积在一起，人们将识别与真实亮度不同的亮度。
例如，物体如图3所示，以2pixels/frame的速度向右移动，则“127”灰阶与“128”灰阶向右侧移动，像素(pixel)将以“127”灰阶放电，然后再以“128”灰阶放电。此时，移动物体的轮廓部分，由于灰阶的变化，将产生具有更高亮度的轮廓噪音(noise)。
即，“127”灰阶与“128”灰阶向右移动，则在图4中，观众在追踪以A轨迹移动的物体时，识别其亮度为“127”灰阶；追踪以C轨迹移动的物体时，识别其亮度为“128”灰阶；但追踪以临街部分，即B轨迹移动的物体时，识别其亮度为“255”灰阶。
为解决上述问题，曾经使用如下方法降低步进轮廓噪音(contourstepnoise)：
首先，如图5所示，计算每帧(frame)的输入灰阶发光中心，以此为基础计算发光中心的平均轨迹。然后，在已计算的发光中心中的平均轨迹门限值(threshold)内，提取包含发光中心的真实灰阶，再以提取的灰阶值为基础，处理并补偿剩余的误差扩散(Error Diffussion)或抖动(Dithering)等图像数据。
如上所述的，现有技术中步进轮廓噪音(contourstep noise)清除方法，如图6所示，为了不使相邻的灰阶级别的发光中心急速变化，应用少量真实灰阶显示全部灰阶。剩余的灰阶，如上所述，要经误差扩散或抖动等图象处理(image processing)后显示。为此，步进轮廓噪音(contourstep noise)虽然降低，但却增加了显示缺少的灰阶而使用的图象处理导致的噪音(noise)，并且显示的图像将产生模糊(bluring)的现象。
相反，用PDP可以显示的最大真实灰阶数量显示所有帧(frame)，则可以减少图像处理导致的半音噪音(halftone noise)，提高清晰度(sharpness)，但无法根本地清除步进轮廓噪音(contourstep noise)。
发明内容
有鉴于此，为了解决现有技术中等离子体显示装置的图像处理问题，本发明的目的在于避免用降低噪音(noise)的信号处理方法显示整个灰阶，适当地掌握步进轮廓噪音(contourstep noise)或半音噪音(halftone noise)的重要性，然后，根据动作(motion)的发生量显示PDP图像时，形成适当的映射(mapping)，改善显示的画质。
为解决上述问题，本发明中的等离子体显示面板的动作适应方式图像处理方法，包含：判断输入的当前帧(frame)的中心值是否是可以带有步进轮廓噪音(contourstep noise)的值的中心值判断阶段；通过对上述中心值的判断，若判定为输入的信号发生噪音(noise)，则与已存储的上一个帧(frame)的像素值进行比较的帧(frame)比较阶段；通过上述帧(frame)的比较，根据像素值的变化量是否超过临界值，而判断是否发生动作(motion)的动作(motion)发生判断阶段；通过对上述动作(motion)判断，若判定为发生动作(motion)，则判断周边值是否具有产生步进轮廓噪音(contourstepnoise)的值的周边值判断阶段；通过对上述周边值的判断，若判定为产生噪音(noise)，则选择降低步进轮廓噪音(contourstep noise)的映射(mapping)的噪音(noise)降低映射(mapping)选择阶段；选择上述已决定的映射(mapping)，在一帧(frame)期间显示的多路(multiplex)阶段。
前述的等离子体显示面板的动作适应方式图像处理方法，其特征在于上述噪音(noise)降低映射(mapping)选择阶段，在子域(sub-field)的映射(mapping)部中生成的多个映射(mapping)中，对真实灰阶数量减少的映射(mapping)可变地进行处理。
前述的等离子体显示面板的动作适应方式图像处理方法，其特征在于上述帧(frame)比较阶段，与上一个帧(frame)作比较的对象中，将像素(pixel)单位、块(block)单位或整个帧(frame)单位中的某一个单位设定为比较对象。
前述的等离子体显示面板的动作适应方式图像处理方法，其特征在于上述中心值判断阶段，若判定为中心值是不产生步进轮廓噪音(contourstepnoise)的值，则选择真实灰阶多的映射(mapping)并在一帧(frame)期间输出。
前述的等离子体显示面板的动作适应方式图像处理方法，其特征在于上述动作(motion)判断阶段，若不发生动作(motion)，则选择真实灰阶多的映射(mapping)并在一帧(frame)期间输出。
前述的等离子体显示面板的动作适应方式图像处理方法，其特征在于上述周边值判断阶段，若判定为周边值是不产生步进轮廓噪音(contourstepnoise)的值，则选择真实灰阶多的映射(mapping)并在一帧(frame)期间输出。
等离子体显示面板的动作(motion)适应方式图象处理装置，包含：暂时存储输入的各帧(frame)信号的像素值信息的帧(frame)存储部；判断帧(frame)的中心值是否是产生步进轮廓噪音(contourstep noise)的值的中心值判断部；比较上述帧(frame)存储部中存储的上一个帧(frame)与当前帧(frame)的像素值变化量，并判断比较的像素值变化量是否超过临界值的动作(motion)发生判断部；判断输入的当前帧(frame)的周边值是否是产生步进轮廓噪音(contourstep noise)的值的周边值判断部；为使输入的当前帧(frame)的灰阶间发光中心的变动最小而跟随光中心轴的灰阶，与真实灰阶间比率，分别生成不同的多个映射(mapping)的映射(mapping)部及在上述映射(mapping)部形成的多个映射(mapping)中选择某一个，并在一帧(frame)期间显示的多路(multiplex)部。
前述的等离子体显示面板的动作适应方式图像处理装置，其特征在于还包含：对上述帧(frame)存储部中存储的上一个帧(frame)的像素信息与当前帧(frame)进行比较的帧(frame)比较部。前述的等离子体显示面板的动作适应方式图像处理装置，其特征在于上述映射(mapping)部由2个以上映射(mapping)块(block)组成。
本发明的有益效果是在具有使用子域(sub-field)扫描方式的等离子体显示装置中可以显示的所有灰阶，并且根据帧(frame)的动作(motion)信息，使用动作(motion)适应型灰阶显示方法，降低由于驱动方式的特性而产生的步进轮廓噪音(contourstep noise)及半音噪音(halftone noise)，显示噪音(noise)发生量减少的、清晰的图像。
附图说明
图1是现有技术中3电极交流表面放电型PDP的结构示意图。
图2是现有技术中显示PDP图像灰阶的方法示意图。
图3是现有技术中PDP的步进轮廓噪音(contourstep noise)实例示意图。
图4是说明图3中的步进轮廓噪音(contourstep noise)的示意图。
图5是现有技术中每帧(frame)中输入的各灰阶的发光中心的曲线图。
图6是现有技术中为了清除步进轮廓噪音(contourstep noise)而提取的灰阶数量示意图。
图7是本发明实施例中图像处理装置的组成示意图。
图8是本发明实施例中图像处理方法的流程图。
图示中主要部分的符号说明
10：帧(frame)存储部                      20：帧(frame)比较部
40：动作(motion)发生判断部               50：中心值判断部
60：周边值判断部                         70：映射(mapping)部
80：多路(multiplex)部
具体实施方式
下面，举较佳实施例，并配合附图详细说明如下：
图7是本发明实施例中图像处理装置的组成示意图，图8是本发明实施例中，图像处理方法的流程图。
首先，对如图7所示的，本发明实施例中的动作(motion)适应方式图象处理装置的大致结构说明如下。
即，如图所示，图像处理装置，包含：为了比较已输入的上一个帧(frame)与当前帧(frame)，而暂时存储上一个帧(frame)的像素值的帧(frame)存储部10；对输入的当前帧(frame)与上述帧(frame)存储部10中存储的上一个帧(frame)的各像素值变化量进行比较的帧(frame)比较部20；若帧(frame)比较部20中比较的帧(frame)间的像素值变化量超过临界值，则判定为发生动作(motion)的动作(motion)发生判断部40；判断帧(frame)的中心值是否是产生步进轮廓噪音(contourstep noise)的值的中心值判断部50；判断输入的当前帧(frame)的周边值是否是产生步进轮廓噪音(contourstep noise)的值的周边值判断部60；为使输入的当前帧(frame)的灰阶间发光中心的变动最小而跟随光中心轴的灰阶，与真实灰阶间比率，分别生成不同的多个映射(mapping)的映射(mapping)部70；在上述映射(mapping)部70形成的多个映射(mapping)中选择某一个，并在一帧(frame)期间显示的多路(multiplex)部80。
一方面，如图8所示，以上述结构为基础的，本发明的图象处理方法由如下阶段组成：
首先，输入的图像信号的像素信息存储在帧(frame)存储部10中，然后，执行中心值判断部50判断相应帧(frame)的中心值的中心值判断阶段ST1。
上述，中心值判断阶段，判断输入的当前帧(frame)的中心值是否是可以带有虚假轮廓(contourstep)噪音(noise)的值，若中心值是不产生噪音(noise)的值，则与是否发生动作(motion)无关，选择真实灰阶映射(mapping)并使用。
一方面，通过上述中心值判断，若输入的信号产生噪音(noise)，则执行与已存储的上一个帧(frame)的像素变化量作比较的帧(frame)比较阶段ST2。
此时，对帧(frame)存储部10中存储的上一个帧(frame)，与输入的当前帧(frame)的各像素的像素值进行比较，判断像素值的变化量是否具有比临界值大的差异。比较结果，若当前像素(pixel)未发生动作(motion)，则选择真实灰阶多的映射(mapping)并使用。
若，通过上述帧(frame)比较，发生动作(motion)，则执行判断周边值的阶段ST3。
上述周边值判断阶段，判断确认的周边值是否是可以带有虚假轮廓(contourstep)噪音(noise)的值，若周边值是不产生噪音(noise)的值，则选择真实灰阶数量多的映射(mapping)并使用。
又，通过上述周边值判断，若输入的信号具有产生噪音(noise)的值，则执行可以降低虚假轮廓噪音(false contour noise)的，使用非真实灰阶映射(mapping)的噪音(noise)降低映射(mapping)选择阶段ST4。
一方面，映射(mapping)部70通过当前帧(frame)信息的信号处理，生成2个以上组成一定数量的灰阶的子域(sub-field)映射(mapping)块(block)。
上述生成的映射(mapping)块(block)中，全部像素从以真实灰阶组成至以位于光的亮度中心轴的灰阶组成，具有多种比率。
此时，位于光的亮度中心轴的，一定数量的灰阶是图5及图6中图示的位置上的灰阶。
如上所述的灰阶，在通过等离子体显示面板图像处理阶段中的逆伽马补偿(reverse gamma compensation)阶段(未图示)进行图像信号处理时，降低产生的步进轮廓(contourstep)。为了降低步进轮廓(contourstep)，应该只使用，跟随灰阶间发光中心变动最小的光亮度中心轴的亮度中心灰阶，位于其间的灰阶用附加的方法生成，从而生成从0至255的256个灰阶。
使用上述亮度中心灰阶方法，可以降低画面中产生的虚假轮廓噪音(falsecontour noise)，但可以显示的真实(Real)灰阶数量减少，因此需要大量的抖动(dithering)及误差扩散(error diffusion)等图像处理，从而产生大量反效果(半音噪音(halftone noise))。
相反，若不使用上述方法，仅大量使用真实(Real)灰阶，显示等离子体显示装置，则相反地，图像处理导致的信号噪音(noise)将降低，但，由于使用子域(sub-field)驱动的等离子体显示装置的特性，将增加虚假轮廓噪音(false contour noise)。
如上所述的真实灰阶，在等离子体显示面板的逆伽马补偿(reverse gammacompensation)后，通过半音调(halftoning)阶段处理图像信号时，降低产生的半音噪音(halftone noise)。
又，多路(multiplex)阶段ST6，根据通过上述过程决定的映射(mapping)灰阶，可变地在一帧(frame)其间显示灰阶数量。
即，以当前帧(frame)的中心值信息、动作(motion)发生与否及周边值信息为基础，在上述映射(mapping)部70中生成的映射(mapping)块(block)中选择一个，并显示输出，得到最佳画质。
如上所述，本发明中根据上一个帧(frame)与当前帧(frame)(或当前帧(frame)与下一个帧(frame))中像素变化的程度，判断相应的像素是否发生动作(motion)，降低虚假轮廓噪音(false contour noise)与半音噪音(halftone noise)，更加清晰地显示图像。将如上所述的，本发明方法称为动作适应型灰阶显示(Motion Adaptive Gradation)。
因此，若使用本发明中″动作(motion)适应型灰阶显示方法″，则可以降低等离子体显示装置中产生的虚假轮廓噪音(false contour noise)及半音噪音(halftone noise)，得到更加清晰地显示图像的灰阶显示。
如上所述，本发明中的技术结构并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种更动与修改。
例如，上述实施例中，以帧(frame)单位进行了动作(motion)信息比较及映射(mapping)判断，但，亦可以用像素单位或将一帧(frame)分为X×Y形态的块(block)单位进行判断。
如上所述，虽然本发明关于等离子体显示面板的动作(motion)适应方式图像处理装置及图像处理方法已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种更动与修改，凡采取等效替换或等同变换的形式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1、等离子体显示面板的动作适应方式图象处理方法，包含：判断输入的当前帧的中心值是否是可以带有步进轮廓噪音的值的中心值判断阶段；通过对上述中心值的判断，若判定为输入的信号发生噪音，则与已存储的上一个帧的像素值进行比较的帧比较阶段；通过上述帧的比较，根据像素值的变化量是否超过临界值，而判断是否发生动作的动作发生判断阶段；通过对上述动作判断，若判定为发生动作，则判断周边值是否具有产生步进轮廓噪音的值的周边值判断阶段；通过对上述周边值的判断，若判定为产生噪音，则选择降低步进轮廓噪音的映射的噪音降低映射选择阶段；选择上述已决定的映射，在一帧期间显示的多路阶段。
2、根据权利要求1所述的等离子体显示面板的动作适应方式图象处理方法，其特征在于上述噪音降低映射选择阶段，在子域的映射部中生成的多个映射中，对真实灰阶数量减少的映射可变地进行处理。
3、根据权利要求1所述的等离子体显示面板的动作适应方式图象处理方法，其特征在于上述帧比较阶段，与上一个帧作比较的对象中，将像素单位、块单位、或整个帧单位中的某一个单位设定为比较对象。
4、根据权利要求1所述的等离子体显示面板的动作适应方式图象处理方法，其特征在于上述中心值判断阶段，若判定为中心值是不产生步进轮廓噪音的值，则选择真实灰阶多的映射并在一帧(frame)期间输出。
5、根据权利要求1所述的等离子体显示面板的动作适应方式图象处理方法，其特征在于上述动作判断阶段，若不发生动作，则选择真实灰阶多的映射并在一帧期间输出。
6、根据权利要求1所述的等离子体显示面板的动作适应方式图象处理方法，其特征在于上述周边值判断阶段，若判定为周边值是不产生步进轮廓噪音的值，则选择真实灰阶多的映射并在一帧期间输出。
7、等离子体显示面板的动作适应方式图象处理装置，包含：暂时存储输入的各帧信号的像素值信息的帧存储部；判断帧的中心值是否是产生步进轮廓噪音的值的中心值判断部；比较上述帧存储部中存储的上一个帧与当前帧的像素值变化量，并判断比较的像素值变化量是否超过临界值的动作发生判断部；判断输入的当前帧的周边值是否是产生步进轮廓噪音的值的周边值判断部；为使输入的当前帧的灰阶间发光中心的变动最小而跟随光中心轴的灰阶，与真实灰阶间比率，分别生成不同的多个映射的映射部及在上述映射部形成的多个映射中选择某一个，并在一帧期间显示的多路部。
8、根据权利要求7所述的等离子体显示面板的动作适应方式图象处理装置，还包含：对上述帧存储部中存储的上一个帧的像素信息与当前帧进行比较的帧比较部。
9、根据权利要求7所述的等离子体显示面板的动作适应方式图象处理装置，上述映射部由2个以上映射块组成。
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