CN102265326A - 视频显示装置和残像校正方法 - Google Patents

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CN102265326A CN2008801324852A CN200880132485A CN102265326A CN 102265326 A CN102265326 A CN 102265326A CN 2008801324852 A CN2008801324852 A CN 2008801324852A CN 200880132485 A CN200880132485 A CN 200880132485A CN 102265326 A CN102265326 A CN 102265326A
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Abstract

本发明提供了一种解决图像质量退化的问题的视频显示装置和残像校正方法。移除单元(2)从通过输入端子(1)接收的视频信号中移除DC分量。积分单元(3)通过对其中通过移除单元(2)移除了DC分量的视频信号进行积分来生成积分信号。减法单元(4)从通过输入端子(1)接收的视频信号中减去通过积分单元(3)生成的积分信号。

Description

视频显示装置和残像校正方法
技术领域
本发明涉及视频显示装置和残像校正方法，具体地，涉及包括用于电连接通过长时间显示图像而引起的残像的残像校正电路的视频显示装置，以及残像校正方法。
背景技术
在视频显示装置中，可能存在图像残留在屏幕上作为残像的现象。
在CRT显示器和等离子体显示器中，附着到显示器上的荧光物质的退化速率根据图像的亮度而不同。因此，如果长时间显示同一图像，则某些部分会退化得比较快，而其他部分会退化得比较慢。退化快的部分和退化慢的部分在亮度上产生差异，并且该亮度差异将会在屏幕上产生残像。该种残像被称为烧屏。
另一方面，在液晶显示器中，与烧屏不同，发生如下的现象，其中，如果已经长时间地显示同一图像，则会在屏幕上持续地长时间残留残像。
在液晶显示器中，因为通常以交流电的形式将视频信号施加到液晶，所以施加的电压具有在其正和负侧上对称的波形。
然而，由于在像素的TFT(薄膜晶体管)的栅极电极和源极电极之间存在的寄生电容，以及用于保持施加到像素电极上的电压的保持电容，使得像素电极的电势会偏离通过其将视频信号提供到像素电极的信号线的电势。电势的偏离根据视频信号的幅值而不同。
如果像素电极的电势偏离信号线的电势，则在液晶中出现DC偏置，使得施加到液晶上的电压偏离正和负侧上对称的波形。在该情况下，如果将DC(直流电流)分量添加到视频信号以消除DC偏置，则能够将施加到液晶的电压校正为其波形在正和负侧上基本上对称的电压。然而，因为由于液晶的介电各向异性导致液晶的电容根据视频信号的幅值而变化，所以不能将被施加到液晶的电压校正为具有在正和负侧上完全对称的波形的电压。
如果施加到液晶上的电压偏离对称的波形，则液晶中的杂质(尤其是，离子)会粘附到用于液晶的电极中的一个上，从而在液晶中产生电场。
如果长时间地显示不变化的图像，则施加到液晶的电压的从对称的波形的偏离被保持，使得粘附到液晶的电极的杂质量增加，导致在液晶内部的更强的电场的产生。该电场将产生残像。
以该方式，在视频显示装置中，如果长时间地显示同一图像，则尽管在CRT显示器和等离子体显示器、以及液晶显示器之间的产生机制是不同的，但是都将会发生其中在屏幕上长时间残留残像的现象。
作为视频显示装置中减少残像发生的技术，在专利文献1中公开了一种视频信号处理电路，并且在专利文献2中公开了一种液晶设备。
在这些发明中，视频信号被积分(integrate)，从而获取表示作为残像而残留在屏幕上的视频信号的残像信号。然后，从视频信号中减去该残像信号。
因为这使得能够实现对视频图像的残像校正以消除残像，所以能够减少在视频显示装置中出现的残像。
专利文献1：JPH02-092174A
专利文献2：JP2003-234980A
发明内容
本发明要解决的问题
视频信号包括用于调整整个屏幕的亮度的DC分量。因为对应于该DC分量的残像产生亮度均匀的图像，所以人们将不会注意到。
在专利文献1中描述的视频信号处理电路中和在专利文献2中描述的液晶显示设备中，如果视频信号包括DC分量，则视频信号将被作为整体来积分，以产生残像信号。因此，残像信号包括将不会被注意为残像的分量，并且将不会被注意为残像的分量也被从视频信号中减去。
由此，对将不会被注意为残像的分量执行残像校正，因此，这导致过度校正，产生图像质量下降问题。例如，可能存在其中发生过度校正并且残像变得更加明显的情况。
本发明的目的在于提供一种用于解决上述问题，或者用于解决图像质量下降问题的视频显示装置和残像校正方法。
用于解决问题的方式
本发明的视频显示装置包括：输入装置，其接收视频信号；移除装置，其从通过输入装置接收的视频信号中移除DC分量；积分装置，其通过对其中通过移除装置移除了DC分量的视频信号积分来生成积分信号；减法装置，其从通过输入装置接收的视频信号中减去通过积分装置生成的积分信号；以及显示装置，其根据在减法装置处进行了减法的视频信号来显示视频。
残像校正方法是通过视频显示装置执行的残像校正方法，包括步骤：接收视频信号；从接收的视频信号中移除DC分量；通过积分移除之后的视频信号来生成积分信号；从接收的视频信号中减去生成的积分信号；并且根据进行了减法之后的视频信号来显示视频。
发明的效果
根据本发明，能够抑制图像质量的下降。
附图说明
图1是示出根据本发明的第一示例性实施例的视频显示装置的构造的框图。
图2是用于说明根据本发明的第一示例性实施例的视频显示装置的操作示例的流程图。
图3是示出根据本发明的第二示例性实施例的视频显示装置的构造的框图。
图4是用于说明根据本发明的第二示例性实施例的视频显示装置的操作示例的流程图。
图5是用于说明根据本发明的第二示例性实施例的视频显示装置的另一个操作示例的流程图。
具体实施方式
接下来，将参考附图来描述本发明的示例性实施例。
图1是示出根据本发明的第一示例性实施例的视频显示装置的构造的框图。
在图1中，视频显示装置包括残像校正电路10和显示单元100。图像校正电路10包括输入端子1、移除单元2、积分单元3、和减法单元4。
输入端子1接收视频信号。视频信号包括DC(直流电流)分量以及AC(交流电流)分量。DC分量是调整整个屏幕的亮度的分量，并且是不被注意为残像的分量。
移除单元2从通过输入端子1接收的视频信号中移除DC分量。例如，移除单元2首先计算在每一个帧周期内的视频信号的亮度的平均值。然后，移除单元2从视频信号中减去该平均值，以从视频信号中移除DC分量。在此，一个帧周期对应于显示一个图像帧的持续时间。
积分单元3通过对其中通过移除单元2移除了DC分量的视频信号进行积分来生成积分信号。例如，积分单元3通过将每一个帧周期的视频信号相加来积分视频信号。
减法单元4从通过输入端子1接收的视频信号中减去通过积分单元3生成的积分信号，以输出从其减去了积分信号的视频信号。
例如，显示单元100是液晶面板、等离子体显示面板、CRT等。显示单元100根据从减法单元4输出的视频信号来显示图像。
在此，能够在输入端子1和减法单元4之间提供延迟电路，该延迟电路将视频信号延迟移除单元2和积分单元3所花费的时间，或者延迟时间以使得在某帧周期期间生成的积分信号被从下一个帧周期的视频信号中减去。
接下来，将对操作进行描述。图2是用于说明本示例性实施例的视频显示装置的操作示例的流程图。
随着接收了视频信号，输入端子将该视频信号输出到移除单元2和减法单元4(步骤S1)。
接收了视频信号的移除单元2计算视频信号的亮度的平均值。移除单元2通过从视频信号中减去该平均值来从视频信号中移除DC分量，并且向积分单元3输出其中移除了DC分量的视频信号(步骤S2)。
接收了视频信号的积分单元3对视频信号进行积分，以生成积分信号，并且向减法单元4输出积分信号(步骤S3)。
接收了积分信号和视频信号的减法单元4从视频信号中减去积分信号，并且输出其中减去了积分信号的视频信号(步骤S4)。
接收了视频信号的显示单元100根据该视频信号来显示图像(步骤S5)。
接下来，将描述效果。
根据本示例性实施例，移除单元2从通过输入端子1接收的视频信号中移除DC分量。积分单元3对其中移除了DC分量的视频信号进行积分，以生成积分信号。减法单元4从通过输入端子1接收的视频信号中减去通过积分单元3生成的积分信号。
在该情况下，通过对其中已经移除了DC分量的视频信号进行积分来生成积分信号。然后，从视频信号中减去积分信号。在此，在视频信号中包含的DC分量是没有被识别为残像的分量。
因此，能够抑制从视频信号中减去没有被识别为残像的分量。因此，能够抑制过度校正的出现，因此抑制了图像质量的退化。
接下来，将描述第二示例性实施例。在此，具有与第一示例性实施例中的相同功能的组件将分配有相同的附图标记，并且因此省略对其的描述。
图3是示出根据本示例性实施例的视频显示装置的构造的框图。在图3中，视频显示装置包括残像校正电路10和显示单元100。
残像校正电路10包括输入端子1、移除单元2、积分单元3、减法单元4、测量单元5、以及调节单元6。
积分单元3包括帧存储器11、具有增益控制电路12和13的调整单元、和加法器电路14。
帧存储器11是保持装置的实施例。接收了视频信号作为输入信号的帧存储器11将输入的视频信号保持预定的时间段，并且然后输出该信号。在本示例性实施例中，帧存储器11保持视频信号的预定时间段被设置为一个帧周期。
以此方式，对于每个帧更新来自积分单元3的输出信号。在此，优选的是，帧存储器11以分辨率等于或者大于显示单元100的分辨率来保持视频信号。
增益控制电路12和13设置有相应的参数。在本示例性实施例中，增益控制电路12设置有参数α，而增益控制电路13设置有参数(1-α)。在此，参数α满足0＜α＜1。
增益控制电路12将其中通过移除单元2移除了DC分量的视频信号乘以在此被设置为其增益的参数α。增益控制电路13将来自帧存储器11的输出信号乘以在此被设置为其增益的参数(1-α)。
在此，其中通过移除单元2移除了DC分量的视频信号与来自帧存储器11的输出信号的比率根据参数α的值而变化。因此，包括增益控制电路12和13的调整单元调整视频信号与输出信号的比率。
加法器电路14将其中通过调整单元调整了用于调整的比率的输出信号和视频信号相加，并且将结果提供到帧存储器11。由此，输入到帧存储器11的视频信号被加到一个帧周期之后的视频信号，并且获得的视频信号被再一次输入到帧存储器11。因此，加法器电路14将最新的视频信号和直到一个帧周期之前的视频信号的总和相加，使得获得的总和给出了积分信号。
在此，作为调整单元确定调整所根据的比率的参数α的调整使得能够产生适合于显示单元100的残像特征的视频信号。具体地，从视频图像改变到出现残像所花费的时间根据显示单元100的类型、装置构造等而不同。如果积分信号中的过去的视频信号的比率随着时间变长而变大，则能够有效地抑制残像。因此，优选的是，从视频图像改变到出现残像所花费的时间越长，参数α被设置为越小。
减法单元4包括增益控制电路21和加法器电路22。
增益控制电路21调整通过积分单元3生成的积分信号的幅值。具体地，增益控制电路21设置有参数β。增益控制电路21将积分信号的幅值乘以作为增益而设置的参数β，并且将积分信号的极性反转，以将积分信号乘以(-β)。在此，参数β大于等于0。
确定增益控制电路21的调整的量的参数β的调整使得能够产生适合于显示单元100的残像特征的视频信号。具体地，残像的强度根据显示单元100的类型、装置构造等而不同。在其中残像越强，调整的量越大的情形下，能够充分地抑制残像。因此，优选的是，随着残像越强，参数β被设置为越小。
加法器电路22将通过增益控制电路21调整了其幅值的积分信号与通过输入端子1接收的视频信号相加。在此，因为积分信号的极性在增益控制电路21处被反转，所以减法单元4实现从视频信号减去通过积分单元3生成的积分信号的功能。
测量单元5测量在其中没有电流被提供到显示单元100的非激活时间。
例如，测量单元5包括备用电源和由备用电源驱动的时钟(或者计时器)。测量单元5测量从对显示单元100的电流提供停止直到电流提供恢复的时间作为非激活时间。替代地，测量单元5可以测量从在显示单元100或者残像校正电路10中包括的电容器放电的量，或者可以确定与放电的量相对应的时间，以测量非激活时间。
根据通过测量单元5测量的非激活时间，调节单元6调整作为在增益控制电路21处的调整的量的参数β，和作为调整单元进行调整所根据的比率的参数α。
具体地，随着非激活时间变长，调节单元6使得参数β变小，以使得在增益控制电路21处的调整量变小。此外，随着非激活时间变长，调节单元6使得参数α变小，以使得调整单元调整幅值的比率。
以此方式，减法单元4实现根据通过测量单元5测量的非激活时间来调整积分信号的幅值的功能。更具体地，非激活时间越长，则通过减法单元4设置的积分信号的幅值变得越小。
调整单元实现了根据通过测量单元5测量的非激活时间调整其中已经通过移除单元2移除了DC分量的视频信号的幅值与来自帧存储器11的输出信号的幅值的比率的功能。更具体地，非激活时间越长，则通过减法单元4设置的积分信号的幅值变得越小。
接下来，将对操作进行描述。
图4是用于说明根据本示例性实施例的操作示例的流程图。在图4中，与图3中相同的处理被分配有相同的附图标记。
开始时，执行步骤S1和S2。然后，接收了在步骤S2处从移除单元2输出的视频信号的积分单元3的增益控制电路12将视频信号乘以作为增益而设置在其中的参数α，并且将结果输出到加法器电路14(步骤T1)。
接收了来自增益控制电路12的视频信号的加法器电路14从增益控制电路13接收是直到上一帧的视频信号的总和的积分信号。加法器电路14将视频信号和积分信号相加，以生成最新的积分信号。加法器电路14将积分信号输入到帧存储器11中，并且还将积分信号输出到增益控制电路21(步骤T2)。
帧存储器11在一个帧周期中保持输入积分信号，并且然后将保持的积分信号输出到增益控制电路13(步骤T3)。
接收了积分信号的增益控制电路13将积分信号乘以作为增益而设置在其中的参数(1-α)。加法器电路14将乘以了增益的积分信号输出到加法器电路14(步骤T4)。
接收了积分信号的增益控制电路21将积分信号乘以作为增益而被设置在其中的参数β，并且将乘法结果的极性反转，以使得积分信号的幅值乘以(-β)。增益控制电路21将其中其幅值乘以了(-β)的积分信号输出到加法器电路22(步骤T5)。
然后，加法器电路22从增益控制电路21接收积分信号，并且接收在步骤S1从输入端子1输出到减法单元4的视频信号。加法器电路22将视频信号和积分信号相加，以生成其中移除了残像的视频信号，并且将生成的视频信号输出到显示单元100(步骤T6)。
接收了视频信号的显示单元100根据视频信号来显示视频图像(步骤T7)。
接下来，将描述当暂停对显示单元100的电力提供时的操作。图5是用于说明该操作的示例的流程图。
首先，当检测到对显示单元100的电力提供的暂停时(步骤U1)，测量单元5使用其时钟开始测量时间(步骤U2)。
测量单元5检查对显示单元100的电力提供是否恢复(步骤U3)。
如果对显示单元100的电力提供没有恢复(步骤U3处为否)，则测量单元5返回步骤U3。另一方面，当对显示单元100的电力提供恢复(步骤U3处为是)时，测量单元5停止测量时间，并且向调节单元6输出时间的测量作为表示非激活时间的信号(步骤U4)。
随着接收了该信号，调节单元6根据该信号表示的非激活时间来计算参数α和β。具体地，通过调节单元6将参数α变得更小，并且非激活时间越长，则通过调节单元6设置的参数β的值越小。例如，调节单元6保持参数α和β的各初始值，并且非激活之间越长，则通过调节单元6设置的用于与初始值相乘的值变得越小，以计算参数α和β。
在此，优选的是，从视频改变到在显示单元100上出现残像所花费的时间越长，参数α的初始值被预先设置为越小的值。同样，优选的是，在显示单元100上的残像的幅值越大，参数β的初始值被预先设置为越小的值。
调节单元6向增益控制电路12输出表示增益α的α信号，向增益控制电路13输出表示增益(1-α)的(1-α)信号，并且向增益控制电路21输出表示增益β的β信号(步骤U5)。
接收了α信号的增益控制电路12利用通过α信号表示的增益α来对其本身进行设置。接收了(1-α)信号的增益控制电路13利用通过(1-α)信号表示的增益(1-α)来对其本身进行设置。接收了α信号的增益控制电路21利用通过β信号表示的增益β来对其本身进行设置(步骤U6)。
接下来，将对效果进行描述。
在本示例性实施例中，测量单元5测量其中没有将电力提供给显示单元100的非激活时间。减法单元4根据非激活时间调整积分信号的幅值，并且从视频信号中减去调整后的积分信号。应该注意的是，可能存在其中在显示单元100未激活的时段期间，在显示单元100上出现残像的状况得以改善的情况。
在该情况下，能够禁止从视频信号减去对于改善的残像的积分信号。因此，能够抑制过度校正的出现，并且因此更加有效地抑制图像质量的退化。
在本示例性实施例中，减法单元4使得积分信号的幅值随着非激活时间越长而越小。应该注意的是，非激活时间越长，则残像改善得越大。
在该情况下，因为对残像的改善程度越高，积分信号的幅值越小，所以能够以更准确的方式来抑制过度校正的出现。
此外，在本示例性实施例中，帧存储器11在一个帧周期中保持信号之后输出输入信号。根据非激活时间，调整单元调整来自帧存储器11的输出信号的幅值与其中已经通过移除单元2移除了DC分量的视频信号的幅值的比率。加法器电路14将通过调整单元调整的输出信号与视频信号相加，并且将结果提供给帧存储器11，以由此实现视频信号的积分。
在该情况下，在最新的积分信号中包括的过去积分信号的比率可以根据非激活时间而变化。通过过去的积分信号产生的残像根据非激活时间而改善，使得能够根据残像的改善程度，改变积分信号中包括的过去的积分信号的比率。因此，能够更多地抑制过度校正的出现，使得图像质量的退化可以得到更大的抑制。
此外，在本示例性实施例中，非激活时间越长，则来自帧存储器11的输出信号的幅值与其中通过调整单元移除了DC分量的视频信号的比率越小。
在该情况下，对残像改善的程度越高，则能够使得在最新的积分信号中包含的过去的积分信号的比率变得更小。
虽然在此已经通过参考示例性实施例来描述了本发明，但是本发明不应受限于以上的示例性实施例。在本发明的范围内，本领域的技术人员了解的各种改变能够添加到本发明的构造和细节中。
例如，参数α和β可以是先前确定的值。
积分单元3可以仅具有增益控制电路12和13中的一个电路。
此外，作为保持装置，可以使用在一个场周期中保持视频信号的场存储器。在此，当根据视频信号显示视频图像时，显示单元10通常通过在特定方向上扫描两次来显示图像的一个帧。一个场周期是在该方向上扫描一次所花费的时间段。一个帧周期对应于在该方向上扫描两次所花费的时间段。

Claims (7)

1.一种视频显示装置，包括：
输入装置，所述输入装置接收视频信号；
移除装置，所述移除装置从通过所述输入装置接收的视频信号中移除DC分量；
积分装置，所述积分装置通过对其中通过所述移除装置移除了DC分量的视频信号积分来生成积分信号；
减法装置，所述减法装置从通过所述输入装置接收的视频信号中减去通过所述积分装置生成的积分信号；以及
显示装置，所述显示装置根据在所述减法装置处进行了减法的视频信号显示视频。
2.根据权利要求1所述的视频显示装置，进一步包括：
测量装置，所述测量装置测量其中所述显示装置未被激活的非激活时间，其中，所述减法装置根据通过所述测量装置测量的非激活时间调整积分信号的幅值，并且从视频信号中减去其幅值已被调整的所述积分信号。
3.根据权利要求2所述的视频显示装置，其中，所述非激活时间越长，则通过所述减法装置设置的积分信号的幅值越小。
4.根据权利要求2或者3所述的视频显示装置，其中，所述积分装置包括：
保持装置，所述保持装置在将输入信号保持预定时段之后输出输入信号；
调节装置，所述调节装置根据通过所述测量装置测量的非激活时间，调整来自所述保持装置的输出信号的幅值与其中通过所述移除装置移除了DC分量的视频信号的幅值的比率；以及
加法器装置，所述加法器装置将通过所述调节装置调整的输出信号与视频信号相加，以生成积分信号，并且将所述积分信号输入到所述保持装置。
5.根据权利要求1所述的视频显示装置，进一步包括测量装置，所述测量装置测量其中所述显示装置未被激活的非激活时间，其中，所述积分装置包括：
保持装置，所述保持装置在将输入信号保持预定时段之后输出输入信号；
调节装置，所述调节装置根据通过所述测量装置测量的非激活时间，调整来自所述保持装置的输出信号的幅值与其中通过所述移除装置移除了DC分量的视频信号的幅值的比率；以及
加法器装置，所述加法器装置将通过所述调节装置调整的输出信号与视频信号相加，以生成积分信号，并且将所述积分信号输入到所述保持装置。
6.根据权利要求4或者5所述的视频显示装置，其中，所述非激活时间越长，则通过所述减法装置设置的幅值之间的比率的幅值越小。
7.一种由视频显示装置实施的残像校正方法，包括：
接收视频信号；
从接收的视频信号中移除DC分量；
通过积分移除之后的视频信号来生成积分信号；
从接收的视频信号中减去生成的积分信号；以及
根据进行了减法之后的视频信号来显示视频。
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