CN1722194A - 等离子体显示器件及其图像处理的方法 - Google Patents
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Abstract
一种等离子体显示器件及其图像处理方法。预先确定一帧视频信号数据的扫描方法。根据所述确定从视频信号数据中选择将被比较的数据。使用该数据确定一帧视频信号数据是否具有高寻址功耗。当发现视频信号数据具有高寻址功耗时,重建寻址数据。
Description
技术领域
本发明涉及一种等离子体显示器件及其图像处理方法。
背景技术
近来,作为一种以高亮度、高发光效率和宽视角而优于其它平板显示器的平板显示器的等离子体显示面板(PDP)已经得到大的关注。
等离子体显示器件是一种平板显示器,它使用通过气体放电产生的等离子体显示字符或图像。它包括PDP和***电路。根据其大小,PDP包括多于数百万个以矩阵模式排列的像素。
寻址显示分离(ADS)驱动被广泛地用做驱动PDP的方法。ADS驱动方法包括复位周期、寻址周期和维持周期。在复位周期中,每个单元的状态被复位以便于对该单元的寻址操作。在寻址周期中,寻址电压被施加到所寻址的单元以便在其上累计壁电荷从而选择在面板内被导通的单元和在该面板内没有被导通的单元。在维持周期中,通过施加维持脉冲产生放电,以便在所寻址的单元上实际显示图像。
当根据上述方法运行子场时,由于扫描电极和维持电极之间的放电空间和在形成寻址电极的表面和形成扫描电极和维持电极的表面之间的放电空间起电容器的作用,所以,存在电容。因此,除了用于寻址放电的功率以外,还需要用于产生施加到所述电容器上的预定电压的大量电荷注入反应(reactive)功率以便施加寻址波形。当寻址电极被转换多次时,还要使用寻址功率。
下面将描述由于转换寻址电极数量的增加而导致的增加寻址功耗的增加。
图1示出了白屏幕的图像数据。可以看出,白屏幕的图像数据中的所有像素都具有值“1”。因此,在这种情况下,只有少量或没有寻址电极的数据变化。另外,脉冲转换操作的数量很少。因此,由于功耗正比于转换操作的数量而增加,所以,在充电操作或放电操作期间产生的反应功率减小了。图2示出了用于白屏幕的图像数据的驱动波形。如图1中的实线所示,对于白屏幕图像数据的每个列,只需要一次转换操作。
另一方面,图像数据可以具有点模式。图3示出了点模式的图像数据。可以看到,点模式的图像数据具有在1和0之间连续变化的像素值。因此,它需要多个的转换操作。图4示出了这种情况下的驱动波形。
如图4所示,在点模式图像数据的情况下,存在寻址电极的大量数据变化。另外,频繁进行驱动波形的脉冲转换,从而引起功耗的增加。另外,在其中对于每条线图像模式都是变化的线图像数据的情况下,每条线数据都是变化的,增加了转换操作的数量,并增加了寻址功耗。
当在寻址数据的当前和在前线之间具有不同值的像素的数量较大时,更加频繁地产生转换操作。在这种情况下,功耗的增加成为问题。
发明内容
根据本发明,提供一种等离子体显示器件,用于预先确定输入图像的扫描方法、比较与多个模式对应的数据值和减少寻址功耗。
根据本发明的一个方面,等离子体显示器件包括寻址自动功率控制(APC)单元、寻址数据发生器和寻址驱动器。寻址自动功率控制单元预先确定一帧视频信号数据的扫描方法,并根据所述确定从视频信号数据中选择将被比较的数据,使用所选择的数据确定所述帧的视频信号数据的寻址功耗电平,产生包括用于重建寻址数据的数据增益值的控制信号,和传送该控制信号。寻址数据发生器从寻址自动功率控制单元接收控制信号,产生对应于该控制信号的寻址数据,并传送寻址驱动控制信号。和寻址驱动器将寻址数据施加到将被显示并与寻址驱动控制信号对应的像素的寻址电极上。
寻址APC单元包括扫描确定器和灰度差加法器以及增益确定器。扫描确定器和灰度差加法器,对于预先确定输入视频信号的扫描方法,根据该扫描方法相加同列上每线灰度差,来相加同列上每线灰度差的每条线遵循所述扫描方法。增益确定器确定与扫描确定器和灰度差加法器对应的寻址自动功率控制电平,和输出与寻址自动功率控制电平对应的数据增益值。
根据本发明的另一方面,提供了一种等离子体显示器件的图像处理方法,用于将在等离子体显示器件上显示并对应于输入视频信号的每个帧的图像分成多个子场,并将子场与亮度权重相组合以显示灰度,该方法包括:(a)预先确定一帧的视频信号数据的扫描方法;(b)选择对应于(a)中的确定的数据,使用该数据确定该帧视频信号数据的寻址功耗的电平;(c)产生包括用于重建对应于(b)中确定的电平的寻址数据的数据增益值的控制信号;(d)产生对应于(c)中产生的控制信号的寻址数据,和传送寻址驱动控制信号;和(e)将寻址数据施加到像素的寻址电极上,以便与(d)中传送的寻址驱动控制信号一致地显示。
当在(a)中输入视频信号遵循逐行扫描方法时,使用来自一帧视频信号数据中同列上相邻上线和下线的灰度差在(b)中确定寻址功耗的电平。当在(a)中输入视频信号遵循隔行扫描方法时,使用来自一帧视频信号数据中同列上第i线和其间具有另一线的第(i+2)线之间的灰度差在(b)中确定寻址功耗的电平。
当在(a)中视频输入信号遵循逐行扫描方法时,使用来自一帧视频信号数据中同列上相邻上线和下线的子场数据的差在(b)中确定寻址功耗的电平。当在(a)输入视频信号中遵循隔行扫描方法时,使用来自一帧视频信号数据中同列上第i线和其间具有另一线的第(i+2)线之间的子场数据差在(b)中来确定寻址功耗的电平。
附图说明
图1示出了白屏幕的图像数据;
图2示出了图1的图像数据的转换波形;
图3示出了点模式图像数据;
图4示出了图3的图像数据的转换波形;
图5示出了根据本发明范例性实施例的等离子体显示器件的电极配置;
图6示出了根据本发明范例性实施例的等离子体显示器件;
图7示出了根据本发明范例性实施例的用于减少寻址功耗的等离子体显示器件的控制器的框图;
图8的框图示出了根据本发明第一范例性实施例的寻址APC单元;
图9的曲线示出了与图8的APC电平相关的增益值;
图10示出了隔行扫描方法中功耗最大模式图像数据的图;和
图11示出了根据本发明第二范例性实施例的寻址APC单元的框图。
具体实施方式
现在参看图5,等离子体显示器件的电极以m×n的矩阵形式排列,m个寻址电极A1到Am在列方向上排列,n个扫描电极Y1到Yn和n个维持电极X1到Xn在行方向上交替排列。在具有寻址电极的扫描电极和维持电极对的节点处的放电空间形成放电单元12。
图6示出了根据本发明范例性实施例的等离子体显示器件。该等离子体显示器件包括等离子面板100、寻址电极驱动器200、维持电极驱动器300、控制器400和扫描电极驱动器500。
等离子面板100包括在列方向上排列的多个寻址电极A1到Am、在行方向上排列的多个维持电极X1到Xn和在行方向上排列的多个扫描电极Y1到Yn。寻址电极驱动器200从控制器400接收寻址驱动控制信号并将用于选择预期的放电单元的显示数据信号施加到相应的寻址电极A1到Am上。维持电极驱动器300和扫描电极驱动器500从控制器400接收控制信号并将维持放电电压交替地施加到维持电极X1到Xn和扫描电极Y1到Yn上,以便维持放电所选择的放电单元。
控制器400从外部接收红、绿、蓝(RGB)视频信号和同步信号,将帧分成多个子场,并将每个子场分成复位周期、寻址周期和维持周期,以便驱动等离子体显示器件。控制器400控制提供给子场每个维持周期的维持放电脉冲的数量,并将控制信号提供给寻址电极驱动器200、维持电极驱动器300和扫描电极驱动器500。
下面将结合图7到9来更加详细地描述控制器400。
图7的框图示出了根据本发明范例性实施例的用于减少寻址功耗的等离子体显示器件的控制器。
控制器400包括逆伽马校正(inverse gamma)器410、误差扩散器(diffuser)420、自动功率控制(APC)单元430、维持脉冲数量发生器440、维持和扫描电极驱动控制器450、寻址APC单元460和寻址数据发生器470。
逆伽马校正器410通过映射逆伽马曲线上的RGB图像数据而将n比特RGB图像数据校正为m比特视频信号(m≥n)。在典型的等离子体显示器件中,n为8,m为10或12。
输入给逆伽马校正器410的视频信号是数字信号,且当模拟视频信号被输入给等离子体显示器件时,必须使用模/数转换器(未示出)将模拟信号转换为数字信号。另外,逆伽马校正器410可以包括查询表(未示出),用于存储与用于映射视频信号的逆伽马曲线对应的数据,或者可以包括逻辑电路,用于通过逻辑操作产生对应于逆伽马曲线的数据。
误差扩散器420将由逆伽马校正器410逆伽马校正和扩展的m比特的低阶m-n比特的视频误差扩散到相邻的像素并予以显示。误差扩散是一种通过分离需要被进行误差扩散的低阶比特的视频并将分离后的视频扩散到相邻像素以显示低阶比特视频的方法,该方法在韩国未决专利申请No.2002-0014766中进行了详细的描述。
APC单元430使用由误差扩散器420输出的视频数据检测有载电压(loadratio),基于所检测的有载电压计算APC电平,产生多个对应于所计算的APC电平的维持脉冲,和输出该数量的维持脉冲。
维持脉冲数量发生器440使用由APC单元330输出的所述数量的维持脉冲的信息来分配每个子场的维持脉冲的数量。
维持和扫描电极驱动控制器450产生与由维持脉冲数量发生器440输出的维持放电数量对应的控制信号,并将其输出给维持电极驱动器300和扫描电极驱动器500。应当注意,维持脉冲数量发生器440和维持和扫描电极控制器450能够以单一块来实现。
寻址APC单元460确定由逆伽马校正器410输出的帧数据是否消耗了大的寻址功率,并将数据增益输出给寻址数据发生器470,以便建立该寻址数据增益,从而当大的寻址功率被消耗时、即例如在诸如图3所示的点模式的情况下,控制功耗。
在等离子体显示器件中,用于对应于帧扫描方法的最大寻址功耗的模式可以不同,并可以预先定义扫描方法。因此,寻址APC单元460预先确定帧输入视频信号的扫描方法,根据所述确定选择将被比较的数据,并确定一帧数据是否消耗大的寻址功率,和重建寻址数据,以便当大的消耗寻址功率时控制寻址功率的消耗。
在这个例子中,使用灰度差(在先前像素和在同列寻址电极上列方向相邻像素之间的灰度差,或相隔两线的先前像素和同列寻址电极上列方向上相邻像素之间的灰度差),或通过每子场数据的on/off状态(在先前像素的子场数据和同列寻址电极上相邻像素的子场数据之间的差,或相隔两线的先前像素的子场数据和同列寻址电极上相邻像素的子场数据之间的差),执行一帧数据是否消耗大的寻址功率的判断,这将在下面详细描述。
图8的框图示出了根据本发明第一范例性实施例的寻址APC单元460的框图。寻址APC单元460包括第一线存储器461、第二线存储器462、扫描确定器和灰度差加法器463、增益存储单元464和增益确定器465。
用于等离子体显示器件的扫描方法包括逐行扫描和隔行扫描。逐行扫描方法是从左上到右下连续扫描屏幕,隔行扫描方法是首先扫描奇数行(或偶数行),然后扫描偶数行(或奇数行),由此以扫描整个屏幕。消耗大的寻址功率和对应于所述扫描方法的数据模式可以不同,因此,当提供一帧视频信号时,可以根据扫描方法不同地选择将被比较的数据值。
下面将描述根据本发明第一范例性实施例的寻址APC单元460的操作。
扫描确定器和灰度差加法器463确定输入视频信号遵循什么扫描方法,并根据确定的结果从输入视频信号的数据值中选择待被选择的数据。
当视频信号遵循逐行扫描方法和给出的数据模式是图3所示的点模式时,消耗最大的寻址功率。因此,使用当前输入线的数据值D1和存储在第一线存储器461中被延迟一线的线的数据值D2,在列方向上比较所述D1和D2以得到灰度差,并对所述灰度差求和。等式1给出了在具有N线和M列的一帧中的线之间的像素灰度差。
等式1
其中,P是像素的灰度值,i是线,j是列。等式1可以多种方式变化,诸如是执行每线操作和求总和。
扫描确定器和灰度差加法器463根据等式1对线间的灰度差求和,并将该和输出给增益确定器465。
增益确定器465确定对应于该灰度差的和S的APC电平,参考增益存储单元464的查询表467以确定对应于APC电平的最终增益,并输出该最终增益。图9示范性地给出了对应于APC电平的增益值,对于本领域普通技术人员来讲,很明显这些增益值是可以变化的。
增益值与灰度差的和成反比且其值在0和1之间。大的和表示像素之间的数据(灰度)差大。其大的和增加功耗,并且需要通过乘以该增益值来减少像素间的数据差。
当和是0时,增益值为1,当和增加时,增益值减小。可以根据实验建立增益值,并可以查询表的格式存储增益值。另外,增益值可以在其中原始视频数据没有被修改的范围内变化,并可以被设计为大于1。
当输入视频信号遵循隔行扫描方法且输入数据模式是图10所示的模式时,消耗最大寻址功率。因此,由于在当前线和相隔两线的在前另一线之间的灰度差,所以使用当前输入线的数据值D1和存储在第二线存储器462中被延迟两线的线的数据D3,并且在列方向上比较数据值D1和D3,以得到灰度差并求和该灰度差。在具有N线和M列的一帧中,当前输入线(图10的线3)和两线之前的线(图10的线1)的灰度差的和由等式2给出。
等式2
其中,P是像素的灰度值,i是线,j是列。等式2可以多种方式变化,诸如是执行每线操作和求得总和。
扫描确定器和灰度差加法器463根据等式2对线之间的灰度差求和,并将其输出给增益确定器465。
由于每线的大的灰度差增加功耗,所以,在第一实施例中,寻址APC单元460通常根据每线的灰度差确定数据的寻址功耗状态,而由于寻址功耗涉及寻址数据、即子场数据,所以,这是不恰当的。现在将描述通过子场数据来确定整个子场的功耗大或小的方法。
图11示出了根据本发明第二范例性实施例的寻址APC单元460’的框图。寻址APC单元460包括第一线存储器461、第二线存储器462、扫描确定器和子场数据差加法器466、增益存储单元464和增益确定器465。在这个例子中,除了扫描确定器和子场数据差加法器466以外,没有提供对重复构件的描述。
扫描确定器和子场数据差加法器466使用从视频信号转换而来的每子场on/off数据、即,子场数据,以便将在列方向(即,多个行线)上相邻的上线和下线之间的子场数据的差相加。在这个例子中希望在扫描确定器和子场数据差加法器466之前或作为它的一部分提供一个数据处理器(未示出)。即,数据处理器将输入视频信号转换成每子场on/off数据。当假设使用权重1、2、4、8、16、32、64和128将帧分成具有维持周期的8个子场1SF-8SF和随后这些子场被驱动时,数据处理器范例性地将灰度为100的视频信号转换成“00100110”的8位数据。数字“0”和“1”连续地对应8个子场1SF到8SF:“0”表示在相应的子场中放电单元(点)没有放电(截止),而“1”表示在相应的子场中放电单元放电(导通)。
另外,扫描确定器和子场数据加法器466根据输入视频信号的扫描方法不同地选择将被比较的数据。
当输入视频信号遵循逐行扫描方法时,扫描确定器和子场数据差加法器466对来自视频信号并被数据处理器转换成每子场on/off数据的相邻上下线的子场值的差求和,并对一帧中总子场的差求和。由于当来自列方向(即图3中的垂直方向)上相邻两个放电单元中的一个放电单元被导通和另一个放电单元被截止时产生消耗大的寻址功率的转换的变化,所以,扫描确定器和子场数据差加法器466能够计算具有子场的两个放电单元on/off数据的总差,如等式3给定的。
等式3
其中,Rij、Gij和Bij是第i线和第j列的RGB放电单元的on/off数据。扫描确定器和子场数据差加法器466使用等式3求得每个子场的值,并求和一帧内总子场的值。利用每个子场的子场数据差的和确定寻址功耗的大、小、存在和不存在,也可以通过如等式3给出的对总子场的值求和来确定这些。
当输入视频信号遵循隔行扫描方法时,扫描确定器和子场数据差加法器466将来自已经被数据处理器转换成每子场on/off数据的视频信号的当前线和在该当前线之前两线的另一线的子场数据值的差求和,并对一帧中总子场的每个子场的差求和。由于当来自一放电单元和在列方向(即,图10中的垂直方向)上前于该放电单元两个放电单元的另一放电单元中的一放电单元导通和另一放电单元截止时产生消耗大的寻址功率的转换的变化,所以,扫描确定器和子场数据差加法器466能够对于在其间提供的一个放电单元计算两个相邻放电单元的on/off数据的总差,如等式4给出的。
等式4
其中,Rij、Gij和Bij是第i线和第j列的RGB放电单元的on/off数据。扫描确定器和子场数据差加法器466使用等式4求得每个子场的值,并对一帧中总子场的值求和。通过求和每个子场的子场数据差来确定寻址功耗的大、小、存在和不存在,以及如等式4给出的,通过对总子场的值求和也可以确定这些。
通常,寻址APC单元460’包括如图11所示的第一线存储器461和第二线存储器462,以便估计两个相邻放电单元的on/off数据的差或其间提供有放电单元的两个放电单元的on/off数据的差,并且由于视频信号是依照行的顺序被顺序输入的,所以,存储一行视频信号。第一线存储器461和第二线存储器462顺序存储用于一行(一线)视频信号的每子场on/off数据,和扫描确定器和子场数据差加法器466以和输入视频信号的扫描方法相一致的方法读出存储在第一线存储器中的先前线的数据,来为每个场计算在相邻两个放电单元中on/off数据的差,或者读出存储在第二线存储器462中两线之前的线的数据,以计算其间为每个子场提供有一放电单元的相邻两个放电单元中的on/off数据的差。另外,扫描确定器和子场数据差加法器466可以使用XOR(异或)运算来计算在对应于扫描方法所选择的两个放电单元中的on/off数据的差。
根据扫描确定器和子场数据差加法器466对应于输入视频信号的扫描方法的结果,在逐行扫描方法的情况下,增益确定器465参照增益存储单元464的查询表467确定对应于该APC电平的最终增益、确定对应于一帧总子场(或每个子场)的on/off数据的差的和的APC电平、和输出该最终增益,或者在隔行扫描方法的情况下,增益确定器465参照增益存储单元464的查询表确定对应于该APC电平的最终增益、确定对应于一帧总子场(或每个子场)中当前线和在当前线前两线的线之间的on/off数据的差的和的APC电平,和输出该最终增益。
参看图7,当用寻址APC单元460’替换寻址APC单元460时,寻址数据发生器470将视频信号乘以从寻址APC单元460’输出的数据增益值以输出校正数据,产生对应于该校正数据的子场数据,重新排列将作为驱动等离子体显示器件的寻址数据的子场数据,从而产生用于控制寻址电极驱动器200的寻址控制信号,并将该寻址控制信号输出给寻址电极驱动器200。
在这个例子中,APC单元460’包括数据处理器(未示出),用于将输入视频信号转换为子场数据,该APC单元460’被允许使用由寻址数据发生器470产生的子场数据并求得如等式3和4所示的子场数据的差的和。
根据本发明第一和第二范例性实施例的寻址APC单元460和460’被寻址数据发生器470分开提供,对于本领域普通技术人员来讲,很明显各寻址APC单元460、460’和寻址数据发生器470也能够以单体的形式实现。
寻址APC单元460和460’使用逆伽马校正器410输出的数据确定功耗的大、小、存在或不存在状态。也可以使用由误差扩散器420输出的信号确定上述这些状态。
根据本发明,通过根据输入视频信号的扫描方法选择不同的数据和使用相应数据的每线灰度差或每线子场数据的数据值的差来确定寻址功耗的大、小、存在或不存在状态。
对于本领域普通技术人员很明显,在不脱离本发明的精神和范围的前提下,可以对本发明做出各种修改和变化。因此,本发明试图覆盖在本发明权利要求及其等效物的范围内所提供的本发明的修改和变化。
Claims (10)
1.一种等离子体显示器件,包括:
寻址自动功率控制单元,用于预先确定一帧视频信号数据的扫描方法,并根据所述确定从视频信号数据中选择将被比较的数据,使用所选择的数据确定所述帧的视频信号数据的寻址功耗电平,产生包括用于重建寻址数据的数据增益值的控制信号,和传送该控制信号;
寻址数据发生器,用于从寻址自动功率控制单元接收控制信号,产生对应于该控制信号的寻址数据,并传送寻址驱动控制信号;和
寻址驱动器,用于将寻址数据施加到像素的寻址电极上,以便对应于寻址驱动控制信号而被显示。
2.根据权利要求1所述的等离子体显示器件,其中,所述寻址自动功率控制单元包括:
扫描确定器和灰度差加法器,对于预先确定输入视频信号的扫描方法,根据该扫描方法对同列上每线灰度差求和,为同列上每线灰度差求和的每条线遵循所述扫描方法;和
增益确定器,用于确定与扫描确定器和灰度差加法器对应的寻址自动功率控制电平,和输出与寻址自动功率控制电平对应的数据增益值。
3.根据权利要求2所述的等离子体显示器件,其中,寻址自动功率控制单元通过使用来自一帧的视频信号数据中同列中相邻上线和下线的灰度差确定寻址功耗的电平。
4.根据权利要求2所述的等离子体显示器件,其中,寻址自动功率控制单元使用来自一帧的视频信号数据中同列上的第i线和与其间具有另一线的第(i+2)线之间的灰度差确定寻址功耗是否高。
5.根据权利要求1所述的等离子体显示器件,其中,寻址自动功率控制单元包括:
扫描确定器和子场数据差加法器,用于预先确定输入视频信号的扫描方法,根据该扫描方法对同列上每线子场数据差求和,为同列上每线子场数据差求和的每条线遵循所述扫描方法;和
增益确定器,用于确定与扫描确定器和子场数据差加法器对应的寻址自动功率控制电平,和输出与寻址自动功率控制电平对应的数据增益值。
6.根据权利要求5所述的等离子体显示器件,其中,寻址自动功率控制单元使用来自一帧视频信号数据中同列上相邻上线和下线的子场数据确定寻址功耗是否高。
7.根据权利要求5所述的等离子体显示器件,其中,寻址自动功率控制单元使用来自一帧视频信号数据中第i线和与其间具有另一线的第(i+2)线之间的子场数据确定寻址功耗是否高。
8.一种等离子体显示器件的图像处理方法,用于对应于输入视频信号将在等离子体显示器件上显示的每个帧的图像分成多个子场,并将子场与亮度权重相组合以显示灰度,该方法包括:
(a)预先确定一帧的视频信号数据的扫描方法;
(b)选择对应于(a)中的确定的数据,使用该数据确定该帧视频信号数据的寻址功耗的电平;
(c)产生包括用于重建对应于(b)中确定的电平的寻址数据的数据增益值的控制信号;
(d)产生对应于(c)中产生的控制信号的寻址数据,和传送寻址驱动控制信号;和
(e)将寻址数据施加到像素的寻址电极上,以便与(d)中传送的寻址驱动控制信号一致地显示。
9.根据权利要求8所述的等离子体显示器件,
其中,(b)包括当输入视频信号在(a)中遵循逐行扫描方法时,使用来自一帧视频信号数据中同列上相邻上线和下线的灰度差确定寻址功耗的电平;和
其中(b)还包括当输入视频信号在(a)中遵循隔行扫描方法时,使用来自一帧视频信号数据中同列上第i线和其间具有另一线的第(i+2)线之间的灰度差确定寻址功耗的电平。
10.根据权利要求8所述的方法,
其中,(b)包括当视频输入信号在(a)中遵循逐行扫描方法时,使用来自一帧视频信号数据中同列上相邻上线和下线的子场数据的差确定寻址功耗的电平;和
其中,(b)还包括当输入视频信号在(a)中遵循隔行扫描方法时,使用来自一帧视频信号数据中同列上第i线和与其间具有另一线的第(i+2)线之间的子场数据差来确定寻址功耗的电平。
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