TW508560B - Method for performing different anti-compensation processes by segments on image gray levels inputted to plasma flat display - Google Patents

Description

發明背景： 本發明係一種對輸入電 行不同反補償處理之方法， 器之影像灰階值，分成至少 段之影像傳輸訊號，分別進 漿平面顯示器可呈現出較佳 漿平面顯示器之影像灰階僮進 尤指一種將輸入電漿平面顯示 二個以上之區段，並對各該區 行不同之反補償處理，使該電 之影像亮度。 先前技藝·· 之上1在一般傳統彩色電視中’由於其陰極射線管結構 3理特I生，將令其輸入電壓與其發光亮度間， 公式之關係： Γ 亮度（BrightneSS)=kiX (V删T/VMAX)r ...............(1) ，其中γ =2· 2，kl係一變數，用以代表彩色電視之最大玄 Μ ’如··彩色電視之灰階數為25 6，則其灰階信% — ~一k 1 -255 ’而VINPUT則為輸入之電壓值，該電壓值 係隨該彩色電視欲呈現之皇階值而改變，VMAX係為該彩色 電視在呈現最高I階產時所需之電壓值。此一物理特性， 令其輸入電壓與所輸出之發光亮度間，形成一曲線函數關 係，參閱第1(b)圖所示。 故’傳統上，影像傳輸訊號（NTSC或HDTV)乃針對傳統 彩色電視之此一物理特性，在該等影像傳輸訊號被發送 刖’先對原始影像訊號進行(jamma補償處理（以下簡稱補償 處理）’即依照公式（1)中之γ值（Gamma值）進行補償處 理，參閱第1(a)圖所示，令τ=〇·45(即1/2.2)，如此， 當該彩色電視接收到該等影像傳輸訊號，並將其影像輸出

508560 一賴丨 ___案號 90108030 年月日 絛正__ 五、發明說明（2) 至其陰極射線管之螢幕時，將令該等影像傳輸訊號與所輸 出之發光凴度間’保持一線性關係，參閱第1 ( c )圖所示， 令傳統彩色電視之螢幕可呈現出最佳之原始影像，而不致 發生影像失真之問題。 反之，現今頗受好評之電漿平面顯示器，由於其係藉 控制放電次數（Discharge Number)，以控制其顯示面板 上各放電單元之發光亮度（Brightness)，故其放電次數與 發光亮度間，係呈如下列公式所示之線性函數關係： 亮度（Brightness) =k2X 放電次數（j)ischarge Number) ............(2) 其中k2係一變數 " 人队 川从叭衣％果干面顯示器氣體單位放 電次數所產生的亮度，如：電漿平面顯示器氣體放電一次 所產生的亮度為lcd/m2，則k2 = 1。由上述可知，該電漿平 面：示；之放電次數越多’貝，】亮度越大，與傳統彩色電視 之輸入電壓越大，則亮度越大相近似。 ιϊΐ閱Γ圖所示’由於’目前電聚平面顯示器在顯 W像¥ ’其所接收之影像傳輸 傳統彩色電視之結構特性’仿昭八4 ^、月J所纟係針對 45補償處理之影像訊號，夂 A \ ，預先進行7* =〇· 面顯示器之影像亮⑨：因圖::示’而該”平 閱第2(b)圖所示，故該電喂；：：數呈線性關係，參 傳輸訊號，並將其影像輸出至顯；像 ==線之:係光亮/間，將如… 一„。 、 ’、多閱第2(c)圖所示，令雷f平面 影像失真之問

不益所呈現之影像對比變得# f # ^ ^ 7電漿千面顯 508560

2統上，為解決上述缺失，主要係利用— 補償處理，分瓶八4 Μ、，丨、； r, 裡尸坏明之反 接收$,丨/ 式(？、 · 2對電漿平面顯示器所 ^之影像傳輸訊號，進行反補償處理，參閱第^ ^，以消除該影像傳輸訊號中預先依公式（ ° =:.45補失償’參閱第3(a)圖所示，再透過電浆平面= 丄參閱第3(c)圖所示，以令顯示面板所呈現之影像， 傳輸訊號間，保持-線性關係，參閱第3⑷圖所 不，為一最佳之輸出影像，而不致發生影像失真之問題 由於，現今設計之電漿平面顯示器，均係利用數位方 工二進行訊號之輸出入及操控處理，而大多數之電漿平面 顯示器之皇違（Gray Leve 1)係以2進位表示。以一個 灰階數之電漿平面顯示器為例，若該電漿平面顯示器以8 2位元表示，傳統預先依公式（丨）進行r =〇· 45補償處理之 影像訊號，必須先經由類比/數位訊號轉換電路轉換後， 再依公式（1)進行7=2.2之反補償處理，以對影像訊號進 行逆轉換，最後，再由電漿平面顯示器輸出。 惟’由於數位訊號無法表示非整數之數值，而係一律 以整數表示，故傳統影像訊號之原始影像之2 5 6個灰階 數’經由類比/數位訊號轉換電路轉換後，再依公式（丨）進 行了 =2· 2之反補償處理後，其灰階數將降低至1 84個，如 原始影像之低灰階值範圍0〜40，依公式（1 )進行τ =2. 2之 逆轉換後，將僅剩下5個灰階數（即灰階值〇、1、2、3、4 )’參閱表1所示，故，此種反補償處理，將造成低灰階 值範圍内影像訊號灰階數不足之問題，在低灰階值範圍

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内，將發>生擬輪廓之現象，而在高灰階值範圍處，則由於 其灰階（亮度）梯度太低，造成高灰階值範圍處之對比過 低’令在視覺上易發生無法分辨各灰階不同之差異。 發明綱要： σ 有鑑於此，為改進電漿平面顯示器在接收影像傳輸訊 ，，並將其輸出至顯示面板時，易在低灰階值及高灰階值 ，圍内，分別發生擬輪廓及對比過低之現象，影像畫面品 貝。發明人經過長久努力研究與實驗，終於開發設計出本 發明。’本發明係在對目前電漿平面顯示器所接收之影像傳 輸=號（預先進行r =〇·45補償處理之影像訊號），進行反 補侦處理時，先依該影像傳輸訊號灰階值之不同，將其分 ，至少二個以上之區段，並對各該區段之影像傳輸訊號， 刀別以不同之τ值，進行反補償處理，以大幅改善電漿平 面顯示器上之影像品質，令該電漿平面顯示器可呈現較佳 之影像亮度。 σ 本發明之一目的，係對位於低灰階值範圍處之影像訊 號丄係利用較小之r值，進行反補償處理，以增加低灰階 鱼範圍處之灰階數，使其不易產生擬輪廓現象。 ▲ η本發明之另一目的，係對位於高灰階值範圍處之影像 讯，，利用較大之γ值，進行反補償處理，以增加高 鱼fe圍處之灰階梯度，有效提昇增加影像之對比。 為便貴審查委員能對本發明之目的、形狀、構造裝 置特彳政及其功效’做更進一步之認識與瞭解，茲舉施

508560 修正 mt 90108030 五、發明說明（5) 詳細說明： 器所接收之影像傳輸 進行7=〇·45補償處 ’先依該影像傳輸訊 以上之區段，並對各 補償處理，以增加該 ，且增加該影像傳輸 ，以有效改善電漿平 處不易產生擬輪 比效果，較易在高皇 之影像亮度。 — 本發明係在對目前電漿平面顯示 訊號（如前所述，依照公式（丨），預先 理之衫像说號）’進行反補償處理時 號灰階值之不同，將其分成至少二個 該區段之影像傳輸訊號進行不同之反 影像傳輸訊號在低灰階值處之灰階數 訊號在高灰階值處之灰階（亮度）梯度 面顯不裔上之影像品質，令其在低灰 廓現象，且在高灰階值處有較佳之對 階億處分辨出灰階差異，呈現出較佳 按，在傳統彩色電視中，由於其陰極射線管結構之物 理特性，令其上所呈現之影像灰階度，係根據輸入電壓值 之不同，而有所不同，其輸出影像之灰階值，係對應於一 輸入影像訊號之灰階值。故，傳統彩色電視之輸出灰階值 (Output Gray Level)，可由前述公式（1)，而推演^^ 之關係式： _(Output χ Γ 輪入灰 堕值（Input Gray Level))" q - 1 ) ) r ......( 3 ) —-其中盤二^-盘，證以代視之總龙階數 色電視之灰階值係由〇〜处5所組成，則傳 魅心色電視之總灰階獻目為256，其最小輪入電壓值所斜 廬^灰階I為0，最大輸入電壓值所對I之灰階值則為

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血Lgig l 即 5 5 灰階值 如前所述，由於一般影像傳輸訊號均 (乂’進旦w償處理，故若電衆平面=器欲J現 車乂佳之影像壳度，即必須對所接收之影像傳輸訊號，進行 f補償，完成反補償後，輪入該電漿平面顯示器之一影像 亮度，將對應至一個輸出灰階值，故，此時，電漿平面顯 示器之輸出皇」U(〇utput Gray Level )，可利用前述公 式（1 )，而推演出下列之關係式： f皆值（Output Grav Level Wr: -1 ) x (輪入灰 敗值（I 刪t Gray Level 一n、r.......••…(4) —其中匕盤一變數..，用以代表電漿平面ii彔器之總灰階备 !一，如：一靈槳平面顯示器之灰階數係由0〜255之龙_捕所 里^成，則t漿平面顯示器之總灰階數目為2 5 fi，即-1 = 階值（Max Gray Level ) =255，而 inpilt ΓτΤ^, L^vel Ρρ I Hr ^ 景多f Ifl Μ ΙΟ 〜255 〇 故，若將公式（4 )中之7值，分別以複數個小於2 · 2之 r值替代，如：2· 0、1· 8及1· 6等，由所計算出之輸出塞 澶"值得知’當7值愈小於2 · 2，其輸出灰階值在低灰階值 範圍處之灰階數愈多，參閱表二所示，而低灰階值範圍處 之灰階數愈多，則表示愈不易產生擬輪廓現象。 另，電漿平面顯示器之灰階梯度，可藉對公式（4 )中 ^輸入灰階隹進行微分後，獲得下列龙階梯度： 梯度（G^_adient)= 7 X (輸入灰階值（Input Gray

Level )/(C9-1 ) ) ^-ι ..................(5) 由於電漿平面顯示器之亮度與其輸出灰階值接近線性

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正比之關係，故電漿平面顯示器之輸出影像之灰階梯度 (Gradient)愈小，其影像之對比愈差，反之，輸出影像 之灰階梯度越大，其影像之對比愈好。此外 式 ⑸中之,值，分別以複數個大於2.2之丄：將：式2. 4及2· 6等由所計算出之灰階梯度可知，當^值愈大於2· 2，其在高玄範圍處之灰階梯度愈大，參閱第4圖所 示，其影像之對比愈佳，意即較易分辨高|階值處之輸出 影像之灰階差異。 ~ 本發明即利用此一觀念，在對目前電漿平面顯示器所 ，收之影像傳輸訊號（預先進行r =〇· 45補償處理之影像訊 號）’_進行反補償處理時，先依該影像傳輸訊號之灰階值 =不同’將其分成至少二個以上之區段，並對各該區段之 影，傳輸訊號，分別以不同之7值，進行反補償處理，在 忒等反補償處理中，對位於低灰階值範圍處之影像訊號， 係利用較小之r值，進行反補償處理，以增加低灰階值範 圍，之灰階數’使其不易產生擬輪廓現象，對位於高灰階 鱼範圍處之影像訊號，則係利用較大之r值，進行反補償 ，理’以增加高皇1笸範圍處之灰階梯度，有效提昇增加 衫像之對比，大幅改善電漿平面顯示器上之影像品質。 杜本發明之一實施例中，若該電漿平面顯示器之灰階 ^為2。56個’其最高亮度為5〇〇cd/ffl2，且所接收之影像傳 雨戒號係依公式（1)，已預先進行 〇· 45補償處理之 _〜i虽該電漿平面顯示器接收到該影像傳輸訊號後，其 i制電路將依該影像傳輸訊號之灰階值範圍，將其分成三 個區段，M h n —對各該區段之影像傳輸訊號，分別以不同之7 酬

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案號 90108030 五、發明說明（8) 值’進行反補償處理’其中對位於低灰階值範圍處之影像 訊號’係以小於2 · 2之τ值，即r = 1 · 6，進行反補償處、 理’對位於中灰Ρϋ範圍處之影像訊號，係利用2 2之 值，進行反補償’而對位於高灰階值範圍處之影像訊號7， 則以大於2.2之r值’即r=2. 6，進行反補償處理/如^ ’ 此’經本發明之反補償處理後，該電漿平面顯示器所 之影像，將增加其在低复範圍處之灰階數，並拎 在高範圍處之灰階梯度，不僅令其不易產生 現象，亦可有效提昇輸出影像在高蛊範圍處之對=， 大幅改善電漿平面顯示器上之影像品質。 、 按’以上所述’僅為本發明最佳之一具體實施例，惟 本發明之構造特徵並不偈限於此，任何熟悉該項技藝者在 本發明領域内，可輕易思及之變化或修飾，皆可涵蓋在以 下本案之專利範圍。 /

508560 -__90108030 ^_年月日 倐正 圖式簡單說明 ------—- 圖示說明： 第la圖乃傳統訊號經補償後輸入之影像亮度與輪 Μ(電壓）之關係曲線圖。 $名 第lb圖乃傳統CRT之輸入灰階值(電壓）與輸出亮度間 之特性關係曲線圖。 第lc圖乃傳統CRT經訊號補償後輸入之影像亮度與輸 出亮度之關係曲線圖。 第2a圖乃傳統訊號經補償後輸入亮度與輸出灰階 關係曲線圖。 :2:圖乃電漿平面顯示器之輸入灰階值與輸出亮度間 之特性關係曲線圖。 …電漿！面顯示器之接收傳統訊號後，其輸入 &象冗又，、輸出壳度之關係曲線圖。 關孫：乃傳統訊號經補償後輸入亮度與輸出灰階值之 關係曲線圖。 灰p比：2 ί漿平面顯示器經逆轉換之補償⑨，其輸入 與輸出之關係曲線圖。 苐3c圖乃電锻_ β婢Μ Μ # 1 ^ 干面顯不器之輸入灰階值與輸出亮度間 之特性關係曲線圖。 第3d圖乃雷婿亚工& 之影像亮度與3示器經逆轉換之補償後’其輸入 、鞠出冗度之關係曲線圖。 第4圖乃電漿羋一 階處之輸入級/與其貝之:器屮=^ 第5圖乃~^^~平y _ $义p“弟度之關係曲線圖。 电水千面顯示器經單一逆轉換盥二段逆轉換 ，賞後’其^^與其之輸出ω之一關係曲線、 III II Ι···_ _ I " ··— ^___

第13頁 508560 _案號 90108030_年月日__ 圖式簡單說明 圖。 第6圖乃電漿平面顯示器經單一逆轉換與三段逆轉換 之補償後，其輸入灰階值與其之輸出亮度之關係曲線圖。 表1乃原始影像訊號之灰階值與電漿平面顯示器經逆 轉換之補償後之灰階值比較表。 表2乃原始影像訊號之灰階值與電漿平面顯示器經不 同7 (Gamma)轉換之補償後之灰階值比較表。

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Claims (1)

1. 月 曰 修正 Alt 9〇ι〇8η^π 六、申請專利範圍 1、一種對輸入電漿平面顯示器之影像皇分段 =理之方法，該方法係在對電聚平面顯= 行反補行5 ί進行Gamma補償處理之影像傳輸訊號，進 分成至二U:::先將該影像傳輸訊號之灰階值範圍，區 號，分;】：個之區段’並對各該區段之影像傳輸訊 刀別進仃不同之反補償處理。 哭之2旦二金如七申請專利範圍第1項所述之對輸入電激平面顯示 衫像皇|虐分段進行不同反補償處理之方法，其中: i利ΪΤΪΪγ理中，對位於低範圍處之影像訊號， :利用小於该Gamma補償處理所使用之r值，進行反 處理，以增加低皇Jlji範圍處之灰階數。 貝 如申請專利範圍第1項所述之對輸入電漿平面顯示 器，影像玄Jtj·分段進行不同反補償處理之方法，其中在 該等反補償處理中，對位於高範圍處之影像訊號， 則係利用大於該Gamma補償處理所使用之r值，以增加高 —^值範圍處之灰階梯度，有效提昇增加影像之對比。门 4如申研專利範圍第1、2或3項所述之對輸入電漿平 面顯示器之影像AJtM分段進行不同反補償處理之方法， 其中該電漿平面顯示器所接收之影像傳輸訊號，可為一已 預先依下列公式，進行Gamma補償處理之影像傳輸訊號： (Brightness)。& X (VINPUT/VMAX)r ’其中Τ=2·2 ’kl係一變數，視之最大灰 Μ， vINPUT為輸入之電壓值，Vmax係呈現最高灰階值時 所需之電壓值。

   第15頁 508560 案號 90108030

   6、如申請專利範圍第4項所述之對輪入電漿 器之影像灰階值分段進行不同反補償處理之方、去面顯示 位於中皇gf值範圍處之影像訊號，係以2· 2之/ ，其中對 反補償處理。 進行 7、如申請專利範圍第4項所述之對輪入電槳 器之影像灰階值分段進行不同反補償處理之方、、面顯示 位於高範圍處之影像訊號，係以大於2 . ^ ，其中姆 進行反補償處理。 之^值，