CN1545688A - 用于控制显示装置的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在如等离子体显示板等显示装置中的大面积闪烁效应的减少，在显示装置中通过小脉冲在整个帧周期上控制光输出，而且小脉冲的数量确定光输出的亮度。本发明提出针对称为增量式子场编码的特殊子场编码处理，用于大面积闪烁的减少的子场分组的已知原理的调整，其中只有那些具有在两个激活子场之间从没有未激活子场或在两个未激活子场之间从没有激活子场的特性的子场代码字被用于显示器驱动。针对这种特殊子场编码，提出以简单的方式进行子场分组，其中将全部奇数子场一起分组在一个组(G1)中，而将全部偶数子场一起分组在第二组(G2)中。

Description

用于控制显示装置的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于控制显示装置的方法和设备，显示装置如像等离子体显示板(PDP)之类的矩阵显示器、具有数字微镜阵列(DMD)的显示装置、以及基于光发射的占空度调制(脉冲宽度调制)原理的所有种类的显示器等。

更具体地，本发明涉及一类用于改进图像质量的视频处理方法和显示驱动器的改进控制，特别用于大面积闪烁效应的减少。

背景技术

等离子体显示技术使得获得大尺寸且具有有限深度的、没有任何视角限制的平面彩色板成为可能。此显示器的尺寸可以比传统的CRT显像管所允许的尺寸大得多。

等离子体显示板使用只能为“on”或“off”的放电单元的矩阵阵列。同样不同于通过光发射的模拟控制来表示灰度级的CRT或LCD，PDP通过调制每帧光脉冲(保持脉冲)的数目来控制灰度级。眼睛将在对应于眼睛时间响应的周期中对这种时间调制进行积分。

由于视频振幅确定以给定频率发生的光脉冲的数目，更大的振幅意味着更多的视脉冲，从而更多的“on”时间。由此，这类调制被认为是PWM，脉冲宽度调制。为了建立用于这种PWM的概念，每一帧将被分解为称为“子场”的子周期。为了产生小光脉冲，在称为等离子体的气体填充的单元中将出现放电，而且所产生的UV辐射将激活发光的彩色荧光体。为了选择应该点亮哪个单元，称为“寻址”的第一选择操作将在要点亮的单元中产生电荷。每个等离子体单元可以被认作是长时间保持电荷的电容器。然后，在点亮周期期间作用的称为“保持”的通常操作将加速单元中的电荷，进一步产生电荷，并激活单元中的一些电荷。当被激发的电荷返回到它们的中性状态时，只有在第一选择操作期间被寻址的单元中，发生这种电荷的激发，并产生UV辐射。UV辐射激活用于光发射的荧光体。在非常短的周期中进行单元的放电，而且在单元中剩余了一些电荷。利用下一保持脉冲，这些电荷被再次用于UV辐射的产生，并将产生下一光脉冲。在每个特定子场的整个保持周期期间，将以小脉冲点亮单元。最后，清除操作将清除所有电荷以准备新的循环。

在静态图像中，这种时间调制以与所显示的视频标准的帧频率相等的基频自我重复。正如从CRT-技术中所知的那样，具有50Hz的基频的所有光发射产生大面积闪烁，这些大面积闪烁可以通过在100Hz CRT TV接收机中的场重复来清除。与光发射占空度非常短的CRT相反，对于中间灰度，PDP中的光发射占空度大约为50％。同样，等离子体显示板以50Hz或60Hz的逐行扫描模式进行操作，即，在20ms的光栅(raster)中显示完整的帧。这二者都减少了在频谱中50Hz或60Hz频率分量的幅度，从而减少大面积闪烁假影，但是由于PDP更大的尺寸，具有更大的视角，即使减少的大面积闪烁在图像质量方面也变得不能被采用的。而且对于60Hz视频标准，这也是成立的。目前增加PDP的尺寸和亮度的趋势，将来也将促使这个问题的恶化。

申请人的在先欧洲专利申请致力于这个问题。参考欧洲专利文件EP 0982 708 A1。在这个专利申请中，提出了在一种将帧周期中的子场分成两个连续组的分组方法和一种特定类型的子场编码方法，这种子场编码方法能在两个子场组中均匀分布激活的子场周期。以这种解决方案，实际上获得帧重复速率的加倍。实质上减少了50Hz或60Hz频率分量，并且改进了图像质量。利用在两个组中最重要的子场权重相同的子场结构，实现两个子场组上光脉冲的对称分布相对容易。只需要容忍在亮度值上、光脉冲数目上的小差别。但是这样小的差别不能引起严重的大面积闪烁。

同时，已经研究了称为“增量式子场编码”的新型子场编码。在这种类型的子场编码中，只有一些被用于灰度级描绘再现的基础子场代码字。这意味着，在8位视频数据的情况下，对于可能的视频电平，不存在256个不同的子场代码字，而代替的只有用于一些截然不同的视频电平的几个特征子场代码字，并且通过一些优化的抖动技术或误差扩散技术来再现剩余的视频电平。增量式代码的特点是在每种情况下，从不存在位于两个连续激活子场间不被激活的一个子场，反之亦然。以这种特征，增量式代码具有的优势是，由于用于类似视频电平的子场代码字不能偏离多个比特位置，假轮廓效应不再是个问题。除了针对唯一的一个子场条目(entry)之外，这种子场代码字的结构几乎相同。为了获得被伽马预修正的输入视频信号的补偿，对于这种增量式代码，优势在于子场权重遵循特定行为，特别地，它应该遵循伽马函数。这意味着，在用于帧周期的子场结构中的子场的子场权重逐步增加。结果，在子场结构中没有具有相同子场权重的子场。例如，在欧洲专利申请EP-A-0 952 569中公开了该增量式编码方法。

以这种增量式代码，应用上述子场分组的概念和针对大面积闪烁减少在两个组上对称分布激活的子场周期并不是很容易。

发明内容

本发明的目的是公开一种方法和一种设备，针对在PDP中增量式代码被用于子场编码的情况，改进了大面积闪烁减少的原理。此目的通过在独立权利要求1和11中要求的解决方案来获得。按照在权利要求1中要求的解决方案，通过其中将奇数子场分为一组，而偶数子场分为另一组的在两个连续分组中的子场的特殊分组，改进针对使用增量式编码原理的情况的大面积闪烁减少。子场的这种分组确保在由于抖动而打开下一子场代码字的情况下，无论如何，在先前具有较低子场权重和的分组上加上额外的子场权重。这样，实现在两个分组中的子场权重的相对优化均衡。有效地清除了当显示基于50Hz的视频图像或60Hz的视频图像时，在PDP上的大面积闪烁现象。

除了在两个子场分组之间加上单一的清除/重置操作以及在第二分组的开始可选地加上初始化和清除操作之外，针对这个解决方案，实质上没有附加额外的成本。

由于帧周期中的两个100Hz子场分组都从单一图像产生的事实，在视频序列中引起“颤动”的100Hz电视模式假影在这里也是问题。可以通过沿运动方向补偿两个100Hz、120Hz、150Hz等的场之一解决这个问题。这可以通过适合于帧/场速率加倍的子场条目移位来进行。在EP-A-0980 059中公开了子场条目移位。

方便地，在各自的从属权利要求中公开了发明的方法的另外的实施例。

通过以预定帧周期光栅或随机方式交换帧周期中的子场分组位置，可以进一步减少闪烁的残余电平。

附图说明

在附图中描述了本发明的典型实施例，以及在以下的描述中更详细地解释了本发明的典型实施例。

图中：

图1示出矩阵技术中等离子体显示板的单元结构；

图2示出在帧周期期间传统的ADS寻址图解；

图3示出标准子场编码原理；

图4示出在标准子场编码的情况下的假轮廓的问题；

图5示出利用增量式代码的子场编码原理；

图6示出在增量式子场编码的情况下，观察运动过渡的效果；

图7示出用于准备增量式子场编码的视频处理步骤；

图8示出用于标准CRT显示器的伽马预修正的原理；

图9示出在具有线性显示特性的PDP上显示标准预修正的图像的结果；

图10示出在由于需要伽马预修正补偿的标准子场编码的情况下，低视频电平的影响；

图11示出当使用增量式子场编码时，类似伽马的显示特性的重建；

图12示出用于实现具有全局寻址周期、选择性清除周期、保持周期和全局复位周期的增量式编码的子场结构；

图13示出用于实现具有全局初始化周期、选择性寻址周期、保持周期和全局清除周期的增量式子场编码的子场结构；

图14示出人眼时间响应特性；

图15示出当使用标准无闪烁编码时，控制显示装置的已知原理；

图16示出当使用增量式代码时，按照本发明用于控制显示装置的第一实施例；

图17示出当使用增量式子场编码时，按照本发明用于控制显示装置的第二实施例；以及

图18示出按照本发明的设备的方块图。

具体实施方式

在图1中示出了在所谓的矩阵等离子体技术中等离子体单元的原理结构。参考数字10代表由玻璃制成的面板。参考数字11代表透明行电极。参考数字12代表显示板的背板。存在用于隔离面板和背板的两层绝缘层13。在背板中集成了与行电极11垂直的列电极14。单元的内部由发光物质15(荧光体)和用于分隔不同颜色荧光物质(绿15a)(蓝15b)(红15c)的分隔器16组成。由放电引起的UV辐射用参考数字17代表。从绿色荧光体15a发射的光用带有参考数字18的箭头指示。从PDP单元的这种结构，可以清楚的看到有对应于三个颜色分量RGB所需的三个等离子体单元，以便产生所显示的图像的图像元素(象素)的颜色。

在PDP中通过调制每帧周期的光脉冲的数目来控制象素的每个R、G、B分量的灰度级。经过对应于人眼响应的时间段，眼睛将积分这种时间调制。如果要产生的视频电平的数目等于n，最有效的寻址方案将寻址n次。在通常使用的视频电平的8位表示方法的情况下，据此，等离子体单元将进行256次寻址。但这在技术上是不可能的，因为每次寻址操作需要大量时间(大约2μs每行，对一个寻址周期为＞960μs，对所有256次寻址操作＞245ms)，大于对50Hz视频帧的20ms的可用时间周期。

从资料中知道更实用的不同的寻址方案。根据这种寻址方案，对帧周期在子场结构中使用最少8个子场(在8位视频电平数据字的情况下)。用这8个子场的组合可以产生256个不同的视频电平。在图2中描述了这种寻址方案。在图中，用于每个颜色分量的每个视频电平由具有以下权重的8位的组合来代表：

                 1/2/4/8/16/32/64/128

为了用PDP技术实现这样的编码，帧周期分为8个点亮周期(称为子场)，每个点亮周期对应于在相应的子场代码字中的一位。对于位“2”的光脉冲的数目是对于位“1”的两倍，依此类推。通过子场的组合，用这8个子周期可以建立256个灰度级。产生这种灰度级再现的标准原理是基于全部操作在整个显示板上以不同时间执行的ADS(寻址/显示相分开)原理。在图2的底部，示出在这种寻址方案中，每个子场由三个部分，即寻址周期、保持周期和清除周期构成。

在ADS寻址方案中，所有基本循环一个接着另一个。首先，在一个周期中写入(寻址)所有显示板的单元，之后点亮(保持)所有单元，以及最后一起清除所有单元。

图2所示的子场结构只是简单的示例，而且从资料中知道，有很不同的子场结构，使用例如更多子场和不同子场权重。通常，使用更多的子场来减少运动假像，而且可以在更多的子场上使用“初始化(priming)”来增加响应的保真度。初始化(priming)是在其中充电并清除单元的独立的可选周期。这种充电可以导致小放电，即，可以产生理论上不想要的背光。在初始化周期之后，跟随着清除周期来马上猝熄充电。需要再次对单元进行寻址的接下来的子场周期需要如此。所以初始化是促进后续寻址周期的周期，即，通过周期地同时激发所有单元来提高写入阶段的效率。

对所有子场的寻址周期长度都是相等的，清除周期长度也是如此。在寻址周期中，从显示器的行1到行n对单元进行行式寻址。在清除周期中，并不花费寻址那么长的时间、一次性并行放电所有单元。在图3中的示例示出在时间上完全分离寻址、保持和清除的全部操作。在一个时间点，这些操作中的有一个作用于整个板。

图3描述了利用包含在帧周期的开始的初始化/清除操作的、如图2所示的子场结构的256个视频电平的编码。观察者的眼睛将跨越图像周期的持续时间积分亮度发射的多种组合，并由此再造灰度级中的多种颜色深浅。

在图4中描述了这种积分过程。在图4的左半部分中示出了在视频图像中没有运动的情况。针对6个象素，示出子场代码字6个最重要的位中的条目。以深灰色指示为在对应的子场周期中的光发射而激活的对应象素。左边的3个象素具有127的视频电平，而右边的3个象素具有128的视频电平。眼睛将积分来自不同子场周期的光脉冲。在图像中没有运动的情况下，眼睛将正确地积分用于一个象素的所有光脉冲，并捕获视频电平的正确表示。在图4的底部示出。

在图4的右半部分中，假定在视频图像中出现运动。图像的内容与图4的左半部分相同。在这种情况下，观察者将跟随在连续帧中的运动物体。在PDP上，光发射时间延伸到整个图像周期。假设运动为3个象素每视频帧，眼睛将积分来自3个相邻象素在子场中产生的光脉冲。而且在这三个不同象素中有过渡的情况下，这可以导致假轮廓效应。在资料中这种效应是众所周知的，而且在多个不同的专利申请中进行了全面的描述。在图4的右半部分中，显然的，当沿着3个所指示的不同方向积分时，眼睛将捕获不同的光强度表示。如图4底部所示，当观察运动过渡时，将察觉到暗边。

由于假轮廓效应是严重的问题，从文献中知道，已经研究了多种用于假轮廓补偿的不同解决方案。可以通过接下来将要解释的特定类型的子场编码来解决此问题。按照这个解决方案，为了不引入任何时间干扰，只提出有限数目的视频电平用于全部256个可能的视频电平。这种代码被称为“增量式代码”，因为两个连续的代码字只以单一位条目互相不同。这样，可以通过在前一代码字上加上另一位条目，直接从前一代码字得出下一代码字。在图5中描述了这种编码概念。这里，在底部示出了用于如图5顶部所示的具有12个子场的子场结构的不同的可采纳的子场代码字。图5中相应的数字代表相应的子场权重。这种增量式子场编码显然将视频电平的数目确定为子场结构中的子场的数目。具体地，代替256个不同的代码字，只采用13个不同的代码字。这在灰度级表现方面是不利的。但是，可以以一些优化的抖动技术来解决这个问题。同样，一些优化的误差扩散技术也有助于补偿这种精确度的缺陷。

但是，以这种代码，在两个连续子场“on”之间将永远不存在一个子场“off”，同样，在两个连续子场“off”之间将永远不存在一个子场“on”。这是这种增量式编码方法的主要优势，因为它不再像标准子场编码模式那样在两个类似的电平(例如127/128)之间有任何的不连续，所以该方法抑制了所有的假轮廓效应。如前所述，这类子场编码需要抖动技术以处理足够的视频电平，而且这可以引入一些轻微的噪声。

抖动是用于避免由于舍位而丢失振幅分辨率位的已知技术。只有在舍位步骤之前，所需的位分辨率是可用的，这种技术才起作用。理论上，抖动可以恢复与因舍位而失去的一样多的位。但是，抖动可能在图像中引入一些轻微的噪声，而且使用抖动位越多，噪声频率下降越多，而且从而变得更引人注意。在申请号为00250099.9的申请人的另一欧洲专利申请中描述了在用于PDP中的应用的抖动技术中的特殊改进。为了本发明的公开，从而也表达性地参考这个专利申请。

下面，如图5所示，描述了当使用12个子场结构时，使用4位抖动技术以增加视频电平的数目的示例。但是，特别应当注意的是，这只是用于解释本发明的具体示例，而且显而易见的也可以使用具有不同子场数目和不同子场权重的不同种类的子场结构。当使用4位抖动技术时，应当调整输入视频电平的范围以具有从0到192的输入范围。这是因为利用4位抖动技术，范围[0；15]中的数字将被加到输入视频电平上，而且这意味着将范围增加到范围[0；207]。用16除在此范围内的视频电平，即，4个最低有效位的舍位，得到输出视频电平范围[0；12]，而且这个范围对应于图5所示的13个可能的基本子场代码字。通过基于4位的抖动利用13个可用基本电平的时空变化可以获得192个视频电平。

图6描述了在通过增量式编码和4位抖动技术表现这些视频电平时，具有视频电平127/128的运动过渡情况下的眼睛的积分特性。在这个示例中只示出6个子场。在图6右侧的数字代表对应的子场权重。当然，在单一图像中，没有与输入视频电平127/128相同的视频电平表示，但是，以视频电平的空间/时间变化，眼睛将捕获平均起来的正确表示。从图6中显然的是，在类似的视频电平间的运动过渡不再是假轮廓的源，而导致平滑过渡。在图6的底部示出。

图7示出了当采用此技术时的不同步骤。在第一步骤中将在视频电平范围[0；255]中的输入视频图像标准化到中间视频电平范围[0；192]。在这样调整后的图像上加上在范围[0；15]中的抖动数目。得到在范围[0；207]中的抖动图像。在接下来的步骤中，以数字16除抖动图像的视频电平。这对应于4个最低有效位的舍位。剩余的是用于多色调分印图像(posterized picture)中的视频电平的4位字。但是，这4位字被限制在范围[0；12]中。而且，这是用于具有增量式代码的子场编码处理所需的。最后，将相应的12位子场代码字指定给这些4位字。当然，多色调分印图像中，已经丢失了很多细节。但是由于视频内容的空间/时间变化，平均起来将恢复一些细节。另一方面，这里只使用了12个子场的子场结构。更好的方式是使用更多的子场，而且使用的子场越多，丢失的细节越少。

在增量式子场编码概念背后的第二个重要思想是通过子场结构中子场权重的相应调整来实现伽马修正函数。首先，解释这背后的问题。CRT显示器不具有对波束强度的线性响应，而宁可说是它们具有二次方响应。在本领域中，这是众所周知的，而且据此，在演播室中或主要在摄像机自身中预修正发送到显示器的图像，使得人眼所看到的图像遵从于拍摄到的图像。在图8中描述了这个原理。摄像机对图像执行反伽马修正。广播这些预修正的图像，以及在TV接收机中，由于显像管的类似伽马函数响应特性，自动以正确的线性响应显示图像。人眼将观察到正确的彩色表示。

等离子体显示板具有完全线性的响应特性。因此，在源电平进行的预修正将使观察到的图像退化，该图象如图9所示的那样变得不自然。

因此，在PDP的信号处理中需要实现人工去伽马(degamma)。当使用标准子场编码方法时，在紧接子场编码处理之前的等离子体显示单元中进行伽马修正。如图10所示，这可能引起主要在较低的视频电平中的一些问题。在图10的左半部分描述了标准伽马函数。在横坐标上，列出了输入视频电平。在纵坐标上，列出了输出视频电平。可以以如下公式Y＝X^2.2描述所示的伽马函数。以矩形标记了问题区域。它是较低输入视频电平区域。在图10的右半部分中个别地描述了这个区域。这里可以看到，小于等于数字11的全部输入视频电平将被映射到输出视频电平0。在从12到19的范围内的输入视频电平将被映射到输出电平1，依此类推。所以，存在很多被破坏的较低的视频电平。

在实现增量式子场编码的情况下，存在避免这种效应的机会。事实上，可以通过子场权重实现伽马函数。例如，如果假设按照伽马函数(具有指数2.2)从0到255以16(4位抖动)的间隔安排12个子场，在这种情况下，针对13个可能的视频数值V_n中的每一个，显示的数值应该遵照如下的序列：

$V_0=255\×{\left(\frac{0\×16}{192}\right)}^{2.2}=0$

$V_1=255\×{\left(\frac{1\×16}{192}\right)}^{2.2}=1$

$V_2=255\×{\left(\frac{2\×16}{192}\right)}^{2.2}=5$

$V_3=255\×{\left(\frac{3\×16}{192}\right)}^{2.2}=12$

$V_4=255\×{\left(\frac{4\×16}{192}\right)}^{2.2}=23$

$V_5=255\×{\left(\frac{5\×16}{192}\right)}^{2.2}=37$

$V_6=255\×{\left(\frac{6\×16}{192}\right)}^{2.2}=55$

$V_7=255\×{\left(\frac{7\×16}{192}\right)}^{2.2}=78$

$V_8=255\×{\left(\frac{8\×16}{192}\right)}^{2.2}=104$

$V_9=255\×{\left(\frac{9\×16}{192}\right)}^{2.2}=135$

$V_{10}=255\×{\left(\frac{10\×16}{192}\right)}^{2.2}=171$

对于这些数字，可以相对简单地得到用于增量式代码的子场权重。已经提到了每个子场代码字与前一子场代码字在这个步骤中额外打开的子场权重的数量上不同。这意味着必须遵照如下公式：

V_n+1＝V_n+SF_n+1   n＞0

通过简单的数学运算，接下来可以按照如下公式计算子场权重：

SF_n＝V_n-V_n-1

此公式利用上面列出的数字，得到如下的子场权重：

                  SF₁＝1-0＝1

                  SF₂＝5-1＝4

                  SF₃＝12-5＝7

                  SF₄＝23-12＝11

                  SF₅＝37-23＝14

                  SF₆＝55-37＝18

                  SF₇＝78-55＝23

                  SF₈＝104-78＝26

                  SF₉＝135-104＝31

                  SF₁₀＝171-135＝36

                  SF₁₁＝211-171＝40

                  SF₁₂＝255-211＝44

这些子场权重的累积过程从1(没有子场打开)最大到255(全部子场打开)精确地符合伽马函数特征。在图11中，针对全部12个子场，以条形图的形式示出了相应的曲线。

由于在增量式编码方法中，全部子场是连续被激发的(在两个连续子场“on”之间没有子场“off”，反之亦然)，在这种模式的电子实现中，可以避免一些操作。有在下面将展现的两种不同的可能性。第一种模式是基于选择性清除操作。在帧周期的开始，全局寻址操作将激发全部等离子体单元。这意味着充电全部等离子体单元。然后，在下一步骤中，将执行选择性清除操作。这样做旨在单独地选择每个单元，以便能够施加或不施加清除脉冲。这个操作类似于标准寻址或写入操作，但旨在清除具体的所选等离子体单元。然后，在下一保持操作期间，只有已经在先前未被清除过的单元将产生光脉冲。在这种情况下，不需要执行与标准ADS寻址方案一样的每子场的3个操作(即，选择性写入或寻址操作加全局保持操作加全局清除操作)。代替的，只需要2个操作(选择性清除操作和全局保持操作)。只有在帧周期的结尾，需要执行全局复位操作(清除操作)，以便为下一视频帧初始化整个板。在这种模式中，以如图12所示的子场权重逐步增加的次序显示子场。下表示出了用于这类实现的代码字。

PC030302

第二种可能的实现基于等离子体单元的选择性写入。在帧周期的开始，执行全局初始化和清除操作。这是在ADS寻址方案中也经常使用的标准初始化/清除操作。以相反顺序排列子场，并通过标准写入/寻址操作选择性地激活子场。在子场周期中不再需要清除操作。只有在帧周期的结尾，需要执行全局清除操作，作为在下一帧开始前的复位。在图13中描述了这种模式。对于增量式编码的实现，这种模式不是最优的，但它是可以用在没有设置选择性清除能力，即，没有提供单独的清除线路的显示板上的唯一模式。在下表中，列出了第二种模式中使用的代码字。

在两种模式中，每子场周期节省的那个操作节省了大量时间并使更多子场周期的应用成为可能。显而易见地，在第二种模式中，较低的子场速率位于帧周期的结尾。这些模式需要非常有效率的初始化/清除操作，由于对于较低子场权重的写入，从前一全局初始化操作开始有很长时间，而且由于特殊编码，其间没有等离子体单元的激发。

同样可以结合标准寻址方案(每子场具有写入、保持和清除周期)使用NFC编码的全部概念。当然，失去了上述节省大量时间的优势。然而，存在应该使用依赖运动的子场代码字条目移位的概念的一些情形，例如，用于清晰度增强。例如，在EP-A-980 059中公开了子场代码字条目移位的概念。尽管失去了节省时间的优势，在这种情况下仍然可以获得没有假轮廓的优势。

在背景技术中，已经解释了在如PAL和SECAM等电视标准中使用50Hz帧重复频率的国家中，如欧洲，大面积闪烁是实际的问题。但是，即使在如在NTSC TV***中的60Hz帧重复频率的情况下，随着显示面积的增加(由于人眼对在***区域中的大面积闪烁更为敏感)和图像的亮度的增加，将来这样的闪烁将变成麻烦。应当注意的是在PDP上峰值白色亮度水平增加得越来越多。在图14中描述了对于不同亮度水平人眼敏感度对时间频率分量。即使对于75Hz时间频率分量，对于两个高亮度水平，对比敏感度数值在2到3的范围内。由于这个原因，通过人工倍频来减少闪烁的概念不仅是用于50Hz视频标准，也是用于60Hz视频标准、甚至是趋于75Hz或更高的帧重复速率的PC应用的优势。

在申请人的申请号为EP-A-0 982 708的另一欧洲专利申请的公开文件中已经描述了适用于PDP技术的人工倍频的概念。这个概念基于将子场分类为帧周期(在50Hz视频标准的情况下，为20ms)内的两个组的主要思想。遵照每个组的最高有效子场最好具有相同权重的事实，在相等时间的帧中，即，在50Hz视频标准的情况下为10ms，显示每个组。如图15中可以看到的那样，从标准代码可以相对简单地得到这样的代码。这里，在图15的顶部示出10个子场代码的示例。通过对分操作将四个最高有效子场分割为两部分。然后，以优化过的方式将得到的14个子场周期组成两个连续的组，使得当总计每个组中的子场权重时，在每个组中，将产生几乎相等数量的光脉冲，即，最类似的数字结果。在图15中描述了子场的分组。这是从标准10个子场代码到具有14个子场的无闪烁代码的一种可能的产生方法。换句话说，所得到的无闪烁代码需要14个子场，但只具有标准10个子场代码的质量。

在增量式子场编码的情况下，由于我们需要尽可能多的子场来安排所容许的灰度电平再现，不能提供具有较低子场数目的子场结构的质量，所以这样做实际上是不能接受的。如果在增量式编码的情况下，不使用足够的子场，抖动图样是非常明显的，而且这将在图像中导致强噪声电平。在文件EP-A-0 982 708中的分析是正确的，可以在50Hz视频标准的无闪烁编码模式中比用于60Hz视频标准的标准模式中使用更多的子场，由于更多的时间是可用的(20ms而不是16.6ms)。然而，在增量式编码的情况下，因为抖动图样较不经常改变，抖动在50Hz帧重复速率比在60Hz帧重复速率更容易被察觉。应当注意的是针对每个象素/颜色、每条线和每个帧，抖动图样都在变化。据此，并不真实可行的是，分割来自用于60Hz帧重复速率的标准子场代码的最高有效子场来设计用于50Hz帧重复速率的特殊无闪烁代码。此外，已经提到了即使对于60Hz帧重复频率，大面积抖动也是难题，以及从而，也需要特殊的无闪烁代码模式。

因此，需要子场分组的调整以用于增量式子场编码模式。按照本发明，这种调整可以简单地通过改变来自标准增量式代码的子场的位置，以便产生具有比较类似的尺寸的子场的两个组来进行，所述的每个组被包含在10ms的时间帧。在60Hz视频标准或以60Hz帧重复运行的PC图像应用的情况下，两个组将被包含在两个8.3ms的时间帧中。针对75Hz视频应用，时间帧将是6.6ms。针对在每个保持周期前选择性清除操作的特殊情况，在图16中描述了按照本发明的解决方案。在图16的顶部，示出用于具有12个子场的标准增量式代码的子场结构。在帧周期的开始，是全局寻址周期(没有清除的初始化)，在此周期中，充电全部等离子体单元以准备用于光发射。然后是不同的子场周期。如已经结合图12所述的那样，在每种情况下，在保持操作之前都有选择性清除操作。子场权重随子场的数目逐步增加。在子场SF₁₂的保持操作之后，执行全局复位操作。在此之后，是消隐周期，它需要特别用于例如在PDP上显示非标准视频信号之类帧周期受到跳动的情况。

在图16底部描述了优化过的无闪烁代码。将帧周期分为两个相等尺寸的两个周期，即，10ms的光栅。在每个组G1和G2中，有分组在一起的6个子场。在第一组G1中，将全部奇数子场SF₁到SF₁₁分组在一起。在第二组中，将全部偶数子场SF₂到SF₁₂分组在一起。在第一组的子场SF₁₁和第二组的SF₁₂之后，执行全局复位操作。在每个子场组的开始，执行全局寻址操作，以用于单元的准备。在第一组G1的全局复位操作之后是消隐周期的第一部分B1直到第一子场组的结尾。相似地，在第二组G2中的全局复位操作之后是消隐操作的第二部分B2。从图16中可以看到，需要分配和调整标准子场编码模式的消隐周期。当然，消隐周期的总量小于标准增量式编码模式中的消隐周期，因为在无闪烁编码的情况中，加入了一个全局寻址周期和一个全局复位周期。当将两个组中的子场权重计算到一起时，明显地，两个数值之间存在相对较大的差别。用于第一组G1的子场权重的和是116，而用于第二组的子场权重的和是130。尽管这对于标准子场编码不是最优的，已经证明了在增量式子场编码的情况下是没有问题的。模拟和测量都已证实，这种类型的子场分组带来了比更好地均衡两个组中的子场权重的子场分组更好的结果。但是，这种观察事实的先决条件是使用增量式编码。当考虑抖动步骤时，可以满意地解释这种观察事实。此后将通过示例进行解释。

例如，如果激活需要被显示的子场代码的前8个子场SF₁到SF₈，这意味着，在无闪烁代码中，组G1中的前4个子场将发光，以及组G2中的前4个子场将发光。得到的用于第一组G1的子场权重的和是45，用于第二组G2的是59。当由于抖动步骤，激活下一较高子场SF₉时，情形变为用于第一组G1的和为76，而用于第二组G2的和为59。所以，在第一种情况下，第二组G2具有较大的子场权重和，而在第二种情况下，第一组G1具有较大的子场权重和。这意味着，过了大量的帧周期之后，执行了均衡，以及从而，人眼对残余强烈的50Hz频率分量将没有印象。当针对在组G1中将子场SF₂、SF₃、SF₆、SF₇、SF₁₀和SF₁₁分组在一起，而在子场组G2中将子场SF₁、SF₄、SF₅、SF₈、SF₉和SF₁₂分组在一起的更好的均衡时，情形就不同了。在这种情况下，对于相同的代码字，当没有抖动步骤时，用于组G1的子场权重的和为52，用于组G2也是相同的数值52。那么，但是，当以子场权重SF₉的激活来打开抖动步骤时，用于第二组的子场权重的和将变为数值83。因此，不可能在大量帧周期中对这种差异进行均衡。相应的50Hz频率分量将是明显的。

当然，图16中示出的示例不是产生无闪烁增量式代码的唯一可能。例如，偶数子场可以被一起分组在第一组G1中，而分别地，奇数子场在第二组G2中。主要的需要是产生具有相同持续时间的两个组，以及这可以利用要放在两组之间和最后一组和下一帧之间的标准消隐周期B(通常位于两个视频帧之间)的部分来进行。同样如图16所示，由于子场的权重并非精确相等，这两个消隐周期B1和B2的长度可以不同。这种无闪烁增量式子场编码模式的优势是如下的事实：需要与用于标准无闪烁子场编码模式相同数目的子场，以及在灰度级再现方面，产生相同的图像质量。

将使用与在标准增量式子场编码的情况下相同的编码原理，以及在我们的12个子场示例的情况下，得到如下编码表。

再次，这里同样可以结合标准寻址方案(每子场具有写入、保持和清除周期)使用NFC编码的全部概念，例如，NFC编码与子场代码字条目移位的组合。

下面，解释了对于实现了子场周期中具有选择性写入操作的增量式编码的情况下产生无闪烁代码的概念。正如图17中可以看到的那样，全部原理都是相同的，只是反转了子场的次序。同样在这种情况下，在第一组G1中将所有奇数子场SF₁₁到SF₁分组在一起。在第二组G2中将所有偶数子场SF₁₂到SF₂分组在一起。在第一组G1中的最后子场SF1的保持周期之后，是全局清除操作。在第二组G2中的最后子场SF2的保持周期之后，同样执行全局清除操作。再次将消隐周期细分为两部分B1和B2，以便调整子场组长度，并确保可以保持10ms或8.3ms的光栅。同样应当注意的是，可以由来自先前增量式代码的奇数或偶数子场构成子场的第一组。在图17所示的示例中，在第二子场组G2中没有全局初始化操作。当然，这依赖于初始化操作自身的效率。在效率不是足够高的情况下，建议在第二子场组G2的开始也执行全局初始化操作。

正如已经提到的那样，在第一组中，可以将奇数或者偶数子场分组在一起。以及分别地，在第二组中可以将偶数或者奇数子场分组在一起。这可以用于另一改进。即，以预定的方式从帧周期到帧周期交换已经将所有偶数或奇数子场分组在一起的子场组的位置。这可以有助于进一步减少剩余的低频分量。可以代替这种解决方案的是取代确定的变化，以随机的方式改变组的位置。同样，这样可以进一步减少大面积闪烁。这两种解决方案都是很容易实现的。可以保持子场编码处理不变。但是，需要以用于显示驱动的不同次序读取出存储在帧存储器中的子场代码字条目。当在帧存储器中寻址子场代码字时，可以为此目的使用相应的屏蔽位方案。

图18示出用于控制显示器的相应设备的方框图。向子场编码单元20转发输入R、G、B视频数据。针对每个RGB数据的子场编码处理，将从相应的查询表中选择相应的代码字。针对不同颜色分量R、G、B，独立地向存储器21转发子场代码字。这个存储器最好具有两个帧存储器的容量。这是由于等离子体驱动处理而推荐的。在如上所述的子场中驱动等离子体显示板，以及因此，对于每个象素，每子场只有一位(因为3个颜色分量，事实上是3位)需要从这个存储器中被读出。另一方面，需要在存储器中写入数据。为了避免写入和读取之间的任何冲突，使用两个独立的帧存储器。当从一个帧存储器读取数据时，另一个帧存储器用于数据的写入，反之亦然。在串行并行转换单元22中为PDP的整条线收集读出的子场代码字位。由于例如在一条线中有854个象素，这意味着需要读取2962个子场编码位用于每个子场周期的每条线。这些位被输入到串行/并行转换器单元22的移位寄存器中。

在存储器单元21中存储子场代码字。外部控制单元24也控制从存储器单元的读取和到存储器单元的写入。同样，它还控制子场编码处理和串行/并行转换。此外，它产生用于PDP控制的全部扫描、初始化、保持和清除脉冲。它接收用于参考定时的水平H和垂直V同步信号。

可以将不同方框中示出的一些或全部电子元件与PDP矩阵显示器集成在一起。它们也可以在与等离子体显示板相连的分立的箱体中。

特别可以在PDP中使用本发明。等离子体显示器目前被用在消费电子产品中，如，用于电视机，以及同样作为用于计算机的显示器。但是，本发明的应用也适用于同样以子场中的小脉冲控制光输出，即，使用PWM原理用于控制光输出的矩阵显示器。

Claims (11)

1、用于控制具有与视频图像的象素的颜色分量相对应的多个元件的显示装置的方法，其中处理视频图像数据，所述视频图像数据包括用于每个颜色分量的视频电平象素数据，其中将象素数据转换为子场代码字，其中为数字代码字的每一位指定特定的持续时间，在此持续时间期间，激活象素的相应元件用于光输出，此后称为子场，其中针对子场编码处理，使用特殊代码，其中通过相应的位条目，避免了在帧周期中，两个激活的子场之间使子场不被激活，以及其中避免了在帧周期中，两个未激活的子场之间激活子场，其特征在于，以两个连续组(G1、G2)组织帧周期的子场，其中将奇数子场分组在一个组(G1)中，而将偶数子场分组在另一组(G2)中。

2、按照权利要求1所述的方法，其特征在于以专用的消隐周期(B1、B2)相互分隔两个子场组(G1、G2)，使得在特定的时间光栅(raster)中，特别地，针对50Hz帧/场重复频率，在10ms光栅中，或者针对60Hz帧/场重复频率，在8.3ms光栅中发生光输出。

3、按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于在每个子场组(G1、G2)的开始，在子周期中执行全局寻址操作，其中激活显示元件用于光输出。

4、按照权利要求3所述的方法，其特征在于选择性清除周期和全局保持周期属于每个子场周期，其中在选择性清除周期中，使那些在当前子场组中不再产生光输出的显示元件不被激活，以及在全局保持周期中，以小脉冲刺激激活的显示元件用于光输出。

5、按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于在每个子场组(G1、G2)的开始，在子场周期中执行全局初始化操作，其中准备显示元件用于光输出。

6、按照权利要求5所述的方法，其特征在于选择性寻址周期和全局保持周期属于每个子场周期，其中在选择性寻址周期中，激活那些在相应的子场周期中将产生光的显示元件，以及在全局保持周期中，以小脉冲刺激激活的显示元件用于光输出。

7、按照前述权利要求之一所述的方法，其特征在于在每个子场组(G1、G2)的结尾，是全局清除周期，其中将显示元件复位到中性状态。

8、按照前述权利要求之一所述的方法，其特征在于在子场编码处理中使用的特殊代码具有如下特性，当按照大小排序全部子场权重，即，在子场周期期间产生的光脉冲的数量时，在帧周期中，子场权重从子场到子场增加或从子场到子场减少。

9、按照前述权利要求之一所述的方法，其特征在于在预定的帧周期光栅中，例如，从帧周期到帧周期或以随机方式，交换帧周期中的子场组(G1、G2)的位置。

10、按照权利要求8或9所述的方法，其特征在于当按照大小排序时，用于特殊代码的子场权重遵从伽马函数的形式，如，Y＝X^γ，γ＝2.2，其中Y是输出视频电平，以及X是输入视频电平。

11、用于控制具有与视频图像的象素的颜色分量相对应的多个元件的所述显示装置的设备，所述设备已经包括：

i)视频处理单元，在其中处理视频图像数据，所述视频图像数据包括用于每个颜色分量的视频电平象素数据，

ii)子场编码单元(20)，在其中将象素数据转换为子场代码字，其中为子场代码字的每一位指定特定的持续时间，在此持续时间期间，可以激活象素的相应元件用于光输出，此后这个周期被称为子场，其中针对子场编码处理，使用特殊代码，其中通过相应的位条目，避免了在帧周期中，两个激活的子场之间使子场不被激活，以及其中避免了在帧周期中，两个未激活的子场之间激活子场，

其特征在于，所述设备还包括：用于显示驱动器电路的控制器(24)，在帧周期中的两个连续组(G1、G2)中提供光产生，其中将奇数子场分组在一个组(G1)中，而将偶数子场分组在另一组(G2)中。

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