CN101739939B

CN101739939B - 图像显示装置和图像显示方法

Info

Publication number: CN101739939B
Application number: CN 200910258943
Authority: CN
Inventors: 王付生; 韦海成
Original assignee: Sichuan COC Display Devices Co Ltd
Current assignee: Sichuan COC Display Devices Co Ltd
Priority date: 2009-12-31
Filing date: 2009-12-31
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2029-12-31
Also published as: CN101739939A

Abstract

本发明提供了一种图像显示装置和图像显示方法，其中，图像显示装置方案包括：第一存储器，存储多个图像调整函数，多个图像调整函数分别对应于多个平均图像电平范围；控制芯片，用于计算并存储当前帧图像之前的多帧图像的平均图像电平，控制芯片的输入端连接至第一存储器，用于根据平均图像电平从第一存储器中读取与平均图像电平相对应的图像调整函数，并根据该图像调整函数对当前帧图像进行调整；第二存储器，连接至控制芯片的输出端，用于接收并存储调整后的当前帧图像。在本发明中，不需要缓存当前帧图像数据，从而使图像显示装置不需要设置用于缓存当前帧图像数据的存储器，使电路成本降低。

Description

图像显示装置和图像显示方法

技术领域

本发明涉及显示装置领域，更具体地，涉及一种图像显示装置和图像显示方法。

背景技术

交流等离子显示屏(Alternating Current Plasma Display Panel，AC PDP)的多灰度级显示的原理与一般显示器件的方式不同，它是通过把一帧图像的RGB三色的数字信号通过子场分离的方式，分成几个子场。通过每个子场发光的权重不一样(即维持脉冲数量不一样)来组合发光，这样就能够实现2的n次方的灰度级，n是分成的子场的数目。并且由于PDP是属于自主发光的器件，通过高压轰击等离子屏内的惰性气体，气体分离发出紫外线光，所以通常会在放电期间有较大的电流。维持脉冲数目越多放电电流越大，当一帧高灰度级图象显示时，每个子场都需要放电，这样维持电流会很大，所以这时需要根据输入图像信号的平均图像电平(AveragePicture Level，APL)的情况确定每个子场维持脉冲的数量，就是通常所说的自动功率控制(Automatic Power Control，APC)。

自动功率的控制是通过增减每个子场中维持脉冲的数量来实现的，而维持脉冲放电情况并不是与数量成比例的，所以在不同的维持脉冲数量下放电情况不同，即显示图像的效果也不同，这样就需要对APL曲线的不同阶段，选择不同的GAMMA曲线，对视频图像进行调整。

为了更好的显示图像，需要把APL曲线分的越细化越好，如图1所示，在图1示出了APL曲线对应GAMMA曲线的示意图，APL的但APL曲线划分的越细的同时，每个阶段对应的GAMMA曲线的条数也就越多，需要存储GAMMA数据的随机存储器(Random Access Memory，RAM)资源也就越大。

目前的控制芯片设计，RAM资源无法满足多条GAMMA曲线的存储，通常的做法是把数据一次写入处理芯片FPGA内部的RAM，或者存储在外部并行FLASH里。图2示出了现有技术中的图像显示装置的示意图，包括控制芯片FPGA，并行FLASH和一个子场变换缓存DDR及APL计算用的视频数据缓存DDR。

但是现有技术中的图像显示装置中，把数据一次写入内部RAM，会占用资源较大造成芯片成本的提升，把存储在外部并行FLASH内，由于并行FLASH地址线和数据线很多，会增加控制芯片的管脚数量和印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)布板的难度，同时增加了PCB板的层数，并且现有技术中根据当前帧的APL选择GAMMA曲线，需要将数据缓存一帧，会造成控制电路成本的增加。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是提供一种在对图像数据进行处理时不需要缓存当前图像帧的图像显示装置和方法。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种能够降低PCB布板难度的显示装置。

为解决上述至少一个技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种图像显示装置，包括：第一存储器，存储多个图像调整函数，多个图像调整函数分别对应于多个平均图像电平范围；控制芯片，用于计算并存储当前帧图像之前的多帧图像的平均图像电平，控制芯片的输入端连接至第一存储器，用于根据平均图像电平从第一存储器中读取与平均图像电平相对应的图像调整函数，并根据该图像调整函数对当前帧图像进行调整；第二存储器，连接至控制芯片的输出端，用于接收并存储调整后的当前帧图像。

优选地，在上述图像显示装置中，控制芯片通过串口或并口与第一存储器连接。

优选地，在上述图像显示装置中，控制芯片具有存储单元，用于存储当前帧图像之前的多帧图像的平均图像电平。

优选地，在上述图像显示装置中，控制芯片还具有处理单元，用于将多帧图像的平均图像电平进行比较，并根据比较结果选择图像调整函数。

优选地，在上述图像显示装置中，第二存储器为DDR。

为解决上述至少一个技术问题，根据本发明的另一个方面，提供了一种图像显示方法，包括以下步骤：根据存储当前帧图像之前的多帧图像的平均图像电平选择对应的图像调整函数；利用图像调整函数对当前帧图像进行调整。

优选地，在上述方法中，根据存储当前帧图像之前的多帧图像的平均图像电平选择对应的图像调整函数的步骤包括：存储当前第K帧之前的两帧图像的平均图像电平M1和M2，其中M1为第K-1帧图像的平均图像电平，M2为第K-2帧图像的平均图像电平；判断M1和M2之差是否在预定的阈值范围内；若否，则选择与(M1+M2)/2相对应的图像调整函数；若是，则选择与M1相对应的图像调整函数。

优选地，在上述方法中，选择与(M1+M2)/2相对应的图像调整函数的步骤包括：从存储器中串行地读取与(M1+M2)/2相对应的图像调整函数；选择与M1相对应的图像调整函数的步骤包括：从存储器中串行地读取与M1相对应的图像调整函数。

优选地，在上述方法中，利用图像调整函数对当前帧图像的对比度进行调整。

优选地，在上述方法中，图像调整函数为GAMMA曲线。

本发明具有以下有益效果：

1、在本发明中，根据存储当前帧图像之前的多帧图像的平均图像电平选择对应的图像调整函数，进而利用图像调整函数对当前帧图像进行调整，不需要缓存当前帧图像数据，从而使图像显示装置不需要设置用于缓存当前帧图像数据的存储器，使电路成本降低。

2、在本发明中，通过在显示装置中将控制芯片通过串口与第一存储器连接，使第一存储器与控制芯片连接的引脚减少，使PCB布板的难度降低，从而降低了电路的设计成本。

附图说明

附图可提供对本发明的进一步的理解，并且被包括在内作为说明书的组成部分，其示出了本发明的实施例，并且和说明书一起用来解释本发明的原理。其中：

图1示出了现有技术中的APL曲线与GAMMA曲线对应示意图；

图2示出了现有技术中的图像显示装置的示意图；

图3示出了根据本发明的一个实施例的显示装置示意图；

图4示出了根据本发明的一个实施例的显示装置读取数据的时序图；

图5示出了根据本发明的一个实施例的显示方法流程图；以及

图6示出了根据本发明的一个优选实施例的根据平均图像电平选择图像调整函数的示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

图3示出了根据本发明的一个实施例的图像显示装置示意图，图像显示装置包括：串行FLASH 301，在串行FLASH 301内存储多条GAMMA曲线；控制芯片302与串行FLASH 301通过串口连接，从而可以使串行FLASH 301与控制芯片连接的引脚减少，降低PCB布板的难度和电路的设计成本。该图像显示装置还包括一个DDR(Double Date Rate，双倍速率)存储器303，连接至控制芯片302的输出端，用于接收并存储调整后的当前帧图像。

控制芯片302存储当前帧图像之前的两帧图像的平均图像电平，根据当前帧图像之前的两帧图像的平均图像电平从串行FLASH301中选择一条与平均图像电平相对应的图像调整函数，控制芯片302根据该图像调整函数对当前帧图像进行调整。

在本实施例中，通过利用控制芯片计算并存储当前帧图像之前的多帧图像的平均图像电平，根据平均图像电平从串行FLASH 301中读取与平均图像电平相对应的图像调整函数，并根据该图像调整函数对当前帧图像进行调整，利用当前帧图像之前的多帧图像的平均电平对当前帧图像进行处理，不需要缓存当前帧图像数据，从而使图像显示装置不需要设置用于缓存当前帧图像数据的存储器，使电路成本降低。

在本实施例中，串行FLASH 301用作存储GAMMA曲线的存储器件，并且控制芯片302通过串口读取串行FLASH 301中的GAMMA曲线，这只是本实施例的一个示例，本发明不仅限于此，例如，用作存储GAMMA曲线的存储器件还可以是其他存储设备，其通过并口与控制芯片302进行数据传输，以便控制芯片302可以读取该存储设备中的GAMMA曲线。

进一步，控制芯片302具有存储单元，用于存储上述的当前帧图像之前的多帧图像的平均图像电平。控制芯片302还具有处理单元，用于将多帧图像的平均图像电平进行比较，并根据比较结果选择图像调整函数。

在本实施例中，第二存储器303可以为DDR，但这只是本发明的一种示例，第二存储器303还可以是其他形式的存储器，例如，SDR。控制芯片302可以为FPGA，但这也只是本发明的一种示例，控制芯片302还可以是其他形式的控制芯片，例如，DSP、单片机等。

图4示出了根据本发明的一个优选实施例的显示装置读取数据的时序图，在图4中当控制芯片302通过串口与第一存储器301连接时，在本实施例中使用串行FLASH与控制芯片302连接，串行FLASH的读写速度为60M时，需要实时读出的数据为一阶的APL数据的时间t₁为：

t₁＝(位宽×子场)/60＝(16×16)/60＝4.27us

读一条GAMMA需要的时间t₂为：

t₂＝(视频10bit)×16×3/60＝1024×16×3/60＝819.2us。

读数据时间的总和(t₁+t₂)能够在视频数据的无效期完成。在上电的初始时刻，控制芯片内部RAM需要的数据全部从FLASH中读出，当first_start变高以后，在每场同步头期间，即Vs_re为高电平期间，根据上一帧图像的APL数值，从FLASH相对应的地址中把APL数据读入控制芯片内部的RAM，并随后跟据APL选择一条GAMMA曲线，利用该GAMMA曲线对当前帧图像的对比度进行调整。

图5示出了根据本发明的一个实施例的图像显示方法的流程图，包括以下步骤：

S502，根据存储当前帧图像之前的多帧图像的平均图像电平选择对应的图像调整函数；

具体的，利用图3中的控制芯片302将当前帧图像之前的多帧图像的平均图像电平存储在其内部的存储器中，并根据存储的平均图像电平选择相应的图像调整函数，在本实施例中，存储两帧图像的平均图像电平即可，图像调整函数为GAMMA曲线，但这只是本实施例的一种示例，本发明不仅限于此。

具体的，根据存储当前帧图像之前的多帧图像的平均图像电平选择对应的图像调整函数的步骤包括：存储当前第K帧之前的两帧图像的平均图像电平M1和M2，其中M1为第K-1帧图像的平均图像电平，M2为第K-2帧图像的平均图像电平；判断M1和M2之差是否在预定的阈值范围内；若否，则选择与(M1+M2)/2相对应的图像调整函数；若是，则选择与M1相对应的图像调整函数。

具体的，选择与(M1+M2)/2相对应的图像调整函数的步骤包括：从存储器中串行地读取与(M1+M2)/2相对应的图像调整函数；选择与M1相对应的图像调整函数的步骤包括：从存储器中串行地读取与M1相对应的图像调整函数。

S504，利用图像调整函数对当前帧图像进行调整。

具体的，根据步骤S502中选择的GAMMA曲线，对当前帧图像进行调整，例如采用GAMMA曲线对图像的对比度进行调整。使用GAMMA曲线对图像对比度进行调整的具体方法，可以采用相关技术中的任一种方法，在此就不做详细描述。

在帧与帧之间统计的APL变化差值不是很大的情况下，可以根据上一帧统计的平均图像电平(APL)选择GAMMA曲线，因为相邻的GAMMA曲线都是微调，一帧的时间不影响图像的质量，也不会因为数据变化太大造成闪烁感，如果帧与帧之间统计的APL变化差值很大，通过上一帧计算的APL选择GAMMA曲线，这样帧与帧之间的两条GAMMA曲线差异会比较大，容易会给人眼造成闪烁感，所以这时需要选择一个适当的GAMMA曲线，把这段差异逐步变化到正常值，这期间选择的GAMMA曲线都是相近的，变化不是很大，人眼不会觉察出图像的闪烁，使对图像的数据的处理在没有数据缓存芯片的情况下，也能够通过APL选择GAMMA曲线，提高图像的显示质量。

图6示出了根据本发明的一个优选实施例的根据平均图像电平选择图像调整函数的示意图。如图6所示，在本实施例示意性的示出根据平均图像电平(APL)选择GAMMA曲线流程，当第一帧图像统计的APL在1至10的范围时，即图6中的当前帧图像对应的APL值为APL0，对第二帧图像处理，也就是图6中的当前帧处理，需要调入GAMMA曲线1，当第二帧统计的APL跳变很大到120至130的范围，即图6中的当前帧图像对应的APL值为APL 128，对第三帧图像处理，也就是图6中的下一帧处理，如果选择调入GAMMA曲线5，因为APL值变化较大，会使GAMMA曲线1和GAMMA曲线5相距比较远，人眼容易感到图像瞬间的抖动，第三帧就不能选择调入GAMMA曲线5进行处理，则选择第一帧统计的APL值和第二帧统计的APL值的平均值所对应的GAMMA曲线，即选择GAMMA曲线3对第三帧图像进行处理，这样由于GAMMA曲线1和GAMMA曲线3，GAMMA曲线3和GAMMA曲线5之间相近，数据变化不大，不会造成图像的闪烁。

在本实施例中，通过根据存储当前帧图像之前的多帧图像的平均图像电平选择对应的图像调整函数；利用图像调整函数对当前帧图像进行调整，不需要缓存当前帧图像数据，从而使图像显示装置不需要设置用于缓存当前帧图像数据的存储器，使电路成本降低。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种图像显示装置，其特征在于，包括：

第一存储器，存储多个图像调整函数，所述多个图像调整函数分别对应于多个平均图像电平范围；

控制芯片，用于计算并存储当前帧图像之前的多帧图像的平均图像电平，所述控制芯片的输入端连接至所述第一存储器，用于根据所述平均图像电平从所述第一存储器中读取与所述平均图像电平相对应的图像调整函数，并根据该图像调整函数对所述当前帧图像进行调整；

第二存储器，连接至所述控制芯片的输出端，用于接收并存储调整后的所述当前帧图像，

其中，所述控制芯片还用于存储当前第K帧之前的两帧图像的平均图像电平M1和M2，其中M1为第K-1帧图像的平均图像电平，M2为第K-2帧图像的平均图像电平，判断M1和M2之差是否在预定的阈值范围内，若否，则选择与(M1+M2)/2相对应的图像调整函数，若是，则选择与M1相对应的图像调整函数。

2.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述控制芯片通过串口或并口与所述第一存储器连接。

3.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述控制芯片具有存储单元，用于存储当前帧图像之前的多帧图像的平均图像电平。

4.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述第二存储器为DDR。

5.一种图像显示方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据存储当前帧图像之前的多帧图像的平均图像电平选择对应的图像调整函数；

利用所述图像调整函数对当前帧图像进行调整，

其中，根据存储当前帧图像之前的多帧图像的平均图像电平选择对应的图像调整函数的步骤包括：

存储当前第K帧之前的两帧图像的平均图像电平M1和M2，其中M1为第K-1帧图像的平均图像电平，M2为第K-2帧图像的平均图像电平；

判断M1和M2之差是否在预定的阈值范围内；

若否，则选择与(M1+M2)/2相对应的图像调整函数；

若是，则选择与M1相对应的图像调整函数。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

选择与(M1+M2)/2相对应的图像调整函数的步骤包括：

从存储器中串行地读取与(M1+M2)/2相对应的图像调整函数；

选择与M1相对应的图像调整函数的步骤包括：

从存储器中串行地读取与M1相对应的图像调整函数。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，利用所述图像调整函数对当前帧图像的对比度进行调整。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述图像调整函数为GAMMA曲线。