專利名稱：用于寫入顯示信息時具有減少電消耗的圖象顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示設(shè)備，比如一種等離子顯示器。特別是本發(fā)明涉及一種圖象顯示設(shè)備，用于寫入顯示信息時可以減少功率消耗。
背景技術(shù)：
典型的，一種顯示設(shè)備，比如一個等離子顯示器，在它顯示圖像的時候是基于一種兩值的顯示方式進(jìn)行顯示的，顯示設(shè)備通過把一個在時域中的場分成多個在其上分配亮度加權(quán)的子場來顯示灰度圖像，并且對每個子場的光發(fā)射的開/關(guān)進(jìn)行控制。例如，為了顯示帶有256灰度級的圖像，一個場被分成8個子場，并且按時間順序分配8個子場的亮度加權(quán)為“1”，“2”，“4”，“8”，“16”，“32”，“64”，和“128”。顯示設(shè)備接收包含有對應(yīng)于上述子場順序的，以位順序的相反順序的(也就是說，最低位對應(yīng)于最低的亮度加權(quán))一組8位的一個輸入數(shù)字信號。
圖24顯示了在包含輸入圖像信號的輸入灰度級和顯示灰度級以及分配給子場的亮度加權(quán)之間的關(guān)系。圖25是一個基于圖24所示數(shù)據(jù)的曲線圖，顯示垂直軸上的灰度級比在水平軸上的輸入灰度級。通過經(jīng)地址電極對顯示單元格提供電壓，圖中顯示的子場信息被寫入顯示單元格作為顯示信息。
地址電極具有用于對其他的電極進(jìn)行驅(qū)動的電容。此外，電容還被安置在相鄰的地址電極之間。當(dāng)提供到地址電極的電壓的電壓波形變化很大時，為了對電容進(jìn)行充電和放電要消耗大量功率。此外，消耗在地址驅(qū)動器上的電流數(shù)量還隨顯示在顯示設(shè)備上的像素數(shù)的增加而增加，或者隨用于尋址所需的驅(qū)動電壓的增加而增加。
為了解決上面的問題，日本公開專利申請?zhí)朜O.10-187093公開了一種與圖26所示等同的技術(shù)方案。該技術(shù)打算通過偏移驅(qū)動波形的定時來減少在地址驅(qū)動器中的電流消耗，按照在數(shù)據(jù)驅(qū)動器中消耗的功率數(shù)量的期望值，從輸入信號的空間頻率成分中去除高頻分量，或者按照功率消耗量的期望值，對顯示信號的低位省略顯示。
日本公開專利申請?zhí)朜O.2000-66638(P2000-66638A)公開了利用一種方法來減少顯示圖像的灰度級的技術(shù)，其中按照從顯示的變化圖形的數(shù)據(jù)中獲得的在驅(qū)動器中丟失數(shù)量的期望值，禁止來自帶有較小亮度加權(quán)的子場數(shù)據(jù)被寫入或被改變。
然而，常規(guī)的偏移地址驅(qū)動波形的定時方法有一個缺點是，需要保證用于偏移地址驅(qū)動波形的時間，并且作為結(jié)果，需要延長地址驅(qū)動波形的周期。也就是說，在一個場的全部周期上用于地址驅(qū)動所需的時間是與在顯示設(shè)備上的行數(shù)成比例的。用于地址驅(qū)動的所需時間相對的占有場周期很大的比例。作為結(jié)果，如果用于地址驅(qū)動的所需時間稍微增加的話，則可用于光發(fā)射的時間會大大減少。這對于保持亮度來說是很困難的。
此外，對于其它，按照功率消耗量的期望值來限制顯示位或顯示灰度級的數(shù)量的方法也具有一個缺點，必須精確的預(yù)算在驅(qū)動設(shè)備中產(chǎn)生的熱量，這需要在時域和空間域中合計大量的圖像信息。這就增加了電路系統(tǒng)的規(guī)模，比如一個存儲器設(shè)備。
同時，在上面常規(guī)技術(shù)的情況下，用于顯示圖像的位數(shù)僅僅根據(jù)功率消耗量的期望值而改變，取決于顯示的圖像，位數(shù)和灰度級的減少可能會出現(xiàn)圖像惡化。這種方法還有一個問題是，依賴在整個圖像中圖像的位置和與另一個圖案的組合，在整個圖像中一個確定的圖案可以被顯示成一個不同的圖案，或者應(yīng)該按時間平穩(wěn)移動的圖像可能會斷續(xù)的移動。這些現(xiàn)象使觀看者感到很不自然。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種圖像顯示設(shè)備，當(dāng)圖像顯示信息被寫入時，它實際有效地減少了功率消耗。
上述目的是由用于顯示灰度圖像的一個圖像顯示設(shè)備通過把顯示信息寫到一個面板的一個圖像顯示區(qū)上而實現(xiàn)的，該顯示信息包括構(gòu)成一個場的多個子場的值，該圖像顯示設(shè)備的特征在于把一個輸入圖像轉(zhuǎn)換成一段顯示信息，以使在彼此間一致的多個子場之間的相鄰的高灰度級差別變小，并且按照顯示信息的段對一個灰度圖像進(jìn)行顯示。
使用上述的結(jié)構(gòu)，在顯示信息中轉(zhuǎn)換來自輸入圖像的信號，具有高亮度加權(quán)的高灰度級可以具有共同的子場值。當(dāng)出現(xiàn)這種情況時，即使在輸入圖像信號的一個確定范圍中的灰度級頻繁地改變，提供到地址電極的電壓波形中的變化頻率也會減少。這就減少了在地址驅(qū)動器中的功率消耗。輸入圖像信號中的低亮度級可以被如實地反映在顯示信息中。通常，通過打開小數(shù)量的子場并把小數(shù)量的子場寫入面板中能夠再生一個圖像的低亮度部分。這使驅(qū)動器消耗少量的功率。因此，即使輸入圖像信號中的低亮度級被如實地反映在顯示信息中，在地址驅(qū)動器中消耗的功率量不會變化很大。
相反，通常，通過打開和關(guān)閉大量子場來再生一個圖像的高亮度部分。因此，對于增加地址驅(qū)動器中消耗功率的量，高亮度部分具有較大的可能性。作為結(jié)果，通過允許較高亮度部分具有更多的共同的寫入信息，可以期望限制地址驅(qū)動器中功率消耗的效果會更好。
在上述的結(jié)構(gòu)中，即使輸入信號被轉(zhuǎn)換以至于高灰度級具有共同的較低的子場值，由此產(chǎn)生的差別也相對較小。作為結(jié)果，如果以這樣的方式來限制灰度級的數(shù)量，觀看者不會認(rèn)為圖像質(zhì)量下降。因此，圖像顯示設(shè)備能夠顯示從低至高等級亮度范圍的圖像，而不會使觀看者感覺到圖像質(zhì)量下降。
在上面的圖像顯示設(shè)備中，可以完成輸入圖像信號的轉(zhuǎn)換以至于隨著輸入圖像信號中的一個灰度級的增加，與一個鄰近的灰度等級是共同的子場值的數(shù)量增加。
在上面的圖像顯示設(shè)備中，可以完成輸入圖像信號的轉(zhuǎn)換以至于隨著輸入圖像信號中的一個灰度級的增加，大的步長數(shù)增加，其中每個步長是輸入圖像信號中的灰度級和顯示信息中相應(yīng)的灰度級之間的一個間隔。
在上面的圖像顯示設(shè)備中，可以完成輸入圖像信號的轉(zhuǎn)換以致于對子場的位值分配的小的亮度加權(quán)變?yōu)椤?”或“1”。
使用上面的結(jié)構(gòu)，輸入圖像信號被轉(zhuǎn)換以至于隨著在輸入圖像信號中的一個灰度級的增加，帶有固定小亮度加權(quán)的子場數(shù)增加。當(dāng)對一個高亮度圖像進(jìn)行顯示時，這限制了在地址驅(qū)動器中功率的消耗。
至于一個圖象的一個低亮度部分，由于灰度級之間原始的微小差別被保持，原始圖像的微小差別的灰度級被再生。通常，一個圖像的低亮度部分消耗少量的電流。因此，上述結(jié)構(gòu)提供了一種從低亮度到高亮度的寬灰度級范圍的高質(zhì)量的圖像顯示，同時減少地址驅(qū)動器中的功率消耗。此外，通過構(gòu)成一個場的一組子場的一種開/關(guān)模式，由用于顯示灰度級圖像的一個圖像顯示設(shè)備通過表示圖像的每個灰度級也可以實現(xiàn)上面的目的，該圖像顯示設(shè)備的特征在于，把一個輸入圖像信號轉(zhuǎn)換成一段顯示信息以便隨著這輸入圖像信號中一個灰度級的增加，全部是開或全部是關(guān)以及與一個相鄰的灰度級是共同的連續(xù)子場的數(shù)增加。
使用上面的結(jié)構(gòu)，例如，它能夠?qū)懝潭ǖ男畔⒁员闳看蜷_或全部關(guān)閉帶有低亮度加權(quán)的高亮度級的子場。當(dāng)顯示高灰度級部分，或顯示高亮度部分時，這能夠限制在地址驅(qū)動器中的電流消耗量。用這樣的結(jié)構(gòu)也能夠轉(zhuǎn)換輸入圖像信號以便減少子場數(shù)，在最高灰度級的一個確定范圍中，相鄰灰度級之間的這些子場數(shù)通常是關(guān)閉的。這就能夠顯示圖像而不減少峰值亮度，同時整體上減少地址驅(qū)動器的功率消耗。
通過構(gòu)成一個場的一組子場的一種開/關(guān)模式，由用于顯示灰度級圖像的一個圖像顯示設(shè)備通過表示圖像的每個灰度級也可以實現(xiàn)上面的目的，特征在于，一個N-位輸入數(shù)字圖像信號的(N-M)較高位是第一信號，N-位輸入數(shù)字圖像信號的較低M位是第二信號，其中M和N為滿足條件0≤M≤N的整數(shù)，利用第二信號作為一個輸入和包括多個延遲來執(zhí)行一個計算而獲得一個信號，獲得信號的較低M位全部變成“0”以便產(chǎn)生第三信號，并且通過把第三信號加到第一信號上而獲得一個信號來表示一個顯示灰度級。
通過構(gòu)成一個場的一組子場的一種開/關(guān)模式，由用于顯示灰度級圖像的一個圖像顯示設(shè)備通過表示圖像的每個灰度級也可以實現(xiàn)上面的目的，特征在于，一個N-位輸入數(shù)字圖像信號的(N-M)較高位是一個暫時的顯示灰度級，其中M和N是滿足條件M≤N的整數(shù)，并且通過校正N-位輸入數(shù)字圖像信號和暫時顯示灰度級之間的一個錯誤而執(zhí)行實際的顯示，通過一個M-位行存儲器，利用一個錯誤擴(kuò)散方法形成一個圓環(huán)。
此外，完成上面目的的一種圖像顯示設(shè)備包括依據(jù)構(gòu)成一個場的一組子場的一種開/關(guān)模式，通過表示圖像的每個灰度級的用于顯示灰度圖像的裝置；以及用于使一個N-位輸入數(shù)字圖像信號進(jìn)行錯誤擴(kuò)散處理以便減少顯示位的數(shù)量并顯示總信號的裝置，其中隨著在N-位輸入數(shù)字圖像信號中的一個灰度級的增加，被減少的顯示位的數(shù)量按顯示像素的單位增加。
使用上面的結(jié)構(gòu)，能夠在輸入圖像信號中高速響應(yīng)像素的每個灰度級，計算有效顯示位的數(shù)量，并且把不同的有效顯示位的數(shù)量分配到一個低亮度部分和一個高亮度部分。作為這樣的結(jié)果，高亮度部分被顯示同時限制了提供到地址電極的驅(qū)動波形的改變，并且減少了在地址驅(qū)動器中功率消耗量，以及對于允許地址驅(qū)動器消耗少量電流的低亮度部分，用原始亮度顯示。應(yīng)該注意到，這里的“較低位”對應(yīng)部分的一組子場，并且較小的亮度加權(quán)被分配到較低位。
此外，在上面的結(jié)構(gòu)中，對于高亮度部分，即使有效位的數(shù)量被減少，在輸入圖像信號的灰度級和實際顯示的灰度級之間的一個錯誤也會被擴(kuò)散到外圍。這就可以真實的充分顯示灰度級。常規(guī)的錯誤擴(kuò)散方法的不同之處在于有效顯示位的數(shù)量是固定的，本發(fā)明的圖像顯示設(shè)備增加了從周邊像素到一個聚焦的像素累計的顯示錯誤，以便通過從聚焦像素的灰度級所確定的位數(shù)來顯示數(shù)據(jù)，并且與此同時，按照聚焦像素的顯示位，從聚焦像素到外圍的像素擴(kuò)散新產(chǎn)生的顯示錯誤。這允許有效位寬度的數(shù)量為每個像素而改變，并且在從低到高亮度級的范圍中，實現(xiàn)真實的充分顯示灰度級。
在上面的圖像顯示設(shè)備中，通過把一個具有一個幅度的信號加到輸入圖像信號上來獲得顯示灰度級，該幅度對應(yīng)于一個灰度級，可以是有規(guī)律的周期或者無規(guī)律的周期。
在上面的圖象顯示設(shè)備中，以規(guī)則的周期被加的信號可以是按像素、行、或場的單位被轉(zhuǎn)化的一個信號。
在上面的圖像顯示設(shè)備中，以非規(guī)則周期被加的信號可以是按像素、行、或場的單位被隨機(jī)轉(zhuǎn)化的一個信號使用上面的結(jié)構(gòu)，當(dāng)顯示一個圖像時，可以限制實際使用的灰度級的數(shù)量，能夠通過增加在視覺上彼此相同的灰度級的數(shù)量來顯示圖像，并且利用錯誤擴(kuò)散方法，同時可以防止一個觀看者看出一個確定的圖像圖案。
在上面的圖像顯示設(shè)備中，利用錯誤擴(kuò)散的方法或高頻振動的方法，一個顯示錯誤可以被擴(kuò)散到一個聚焦像素的周邊。
使用上面的結(jié)構(gòu)，為了改善圖像質(zhì)量，能夠用一種已知的裝置來提高圖像質(zhì)量。
通過在時域中構(gòu)成一個場的一組子場的一種開/關(guān)模式，由用于顯示灰度級圖像的一個圖像顯示設(shè)備通過表示圖像的每個灰度級也可以實現(xiàn)上面的目的，特征在于，響應(yīng)于一個輸入圖像信號，設(shè)置由多個相鄰像素組成的一個區(qū)域，隨后生成多個顯示信息的段，它們共同具有相鄰像素之間帶有相同模式的子場，并且按照顯示信息的多個段顯示灰度圖像。
使用上面的結(jié)構(gòu)，能夠按照在輸入圖像信號中設(shè)置一確定范圍的灰度級這樣的一個規(guī)則來生成顯示信息，并且當(dāng)寫入數(shù)據(jù)時，通過允許相鄰像素具有共同的子場值來限制功率消耗量。特別重要的是，對于整屏來說，不是依據(jù)一個確定的規(guī)則生成寫入信息，而是依據(jù)在輸入圖像信號中設(shè)置一確定范圍的灰度級的規(guī)則。這樣就能夠生成顯示信息以便增加因減少了在地址驅(qū)動器中消耗的寫入功率而帶來的效果，同時限制了圖像質(zhì)量的降低。
在上面的圖像顯示設(shè)備中，對應(yīng)于在區(qū)域中一個平均灰度級的最小變化的一段顯示信息可以被有選擇地使用。
使用上面的結(jié)構(gòu)，當(dāng)寫入數(shù)據(jù)時，處理通過允許相鄰像素具有共同的子場值來得到限制功率消耗量的效果外，能夠防止被注意到的一個圖像的質(zhì)量變化，由于替換了寫信息，可以通過限制平均亮度值的改變以及限制亮度和色調(diào)的改變。
在上面的圖像顯示設(shè)備中，一個標(biāo)準(zhǔn)像素可以被設(shè)置在該區(qū)域中，并且在該區(qū)域中至少排除該標(biāo)準(zhǔn)像素的諸像素的灰度級被改變，以至于多個顯示信息段具有共同的子場，這些子場在相鄰像素之間具有相同的模式。
使用上面的結(jié)構(gòu)，能夠限制在標(biāo)準(zhǔn)像素和其它像素之間的信號改變并能減少在地址驅(qū)動器中消耗的功率，同時保持標(biāo)準(zhǔn)像素的原始值。這防止了圖像信息的顯著變化和限制了圖像質(zhì)量的下降。
在上面的圖像顯示設(shè)備中，在區(qū)域中可以設(shè)置一個標(biāo)準(zhǔn)像素，并且當(dāng)區(qū)域中一個像素的一個灰度級和區(qū)域中標(biāo)準(zhǔn)像素的一個灰度級之間的差值低于一個值時，該值是依據(jù)在一個輸入圖像信號中表示的標(biāo)準(zhǔn)像素的一個灰度級所確定的，這時區(qū)域中像素的灰度級和標(biāo)準(zhǔn)像素的灰度級被調(diào)整成彼此相等。
使用上面的結(jié)構(gòu)，帶有與標(biāo)準(zhǔn)像素的亮度稍微不同的亮度級的像素被分別用相同的信號替換，比如標(biāo)準(zhǔn)像素的信號。這種替換不會使一個觀眾意識到圖像質(zhì)量下降。由于標(biāo)準(zhǔn)像素的信號與周邊像素的每個信號完全匹配，消除了標(biāo)準(zhǔn)像素和周圍像素的信號之間的變化。這減少了在地址驅(qū)動器中消耗的寫功率的量。
在上面的圖像顯示設(shè)備中，共同包含在多個顯示信息段中的子場可以是所有子場中較低的子場。
使用上面的結(jié)構(gòu)，相鄰像素具有共同的帶有低亮度的較低的子場值。當(dāng)數(shù)據(jù)被寫時，這就限制了消耗在地址驅(qū)動器中的功率，并且還防止了圖像質(zhì)量的大幅度惡化。
在上面的圖像顯示設(shè)備中，區(qū)域可以由兩個相鄰行組成。
使用上面的結(jié)構(gòu)，區(qū)域中的信號具有一個公共值。然而，由于在一對固有的行中顯示出彼此很強(qiáng)的相關(guān)性，這種安排不會引起圖象質(zhì)量的大幅度惡化。因此，當(dāng)數(shù)據(jù)被寫時，這限制了消耗在地址驅(qū)動器中的功率。
在上面的圖像顯示設(shè)備中，區(qū)域以像素的單位規(guī)則也或不規(guī)則地進(jìn)行改變。
使用上面的結(jié)構(gòu)，在一個區(qū)域按像素的單位規(guī)則的改變的情況下(例如，表示一個平鋪圖形的一個區(qū)域，比如一個方格的圖形)，能夠限制相鄰像素之間信號改變的頻率，同時注重與整個圖形區(qū)的平均亮度或色調(diào)而不是構(gòu)成圖形的每個像素的灰度級。當(dāng)數(shù)據(jù)被寫時，這限制了消耗在地址驅(qū)動器中的功率，同時限制了圖像質(zhì)量的下降。在一個區(qū)域按像素的單位非規(guī)則的改變的情況下，例如表示一個復(fù)雜圖像的細(xì)節(jié)，比如“頭發(fā)”或“紋理”，并且當(dāng)把高頻分量從空間頻率分量中去掉時，傾向于使觀眾注意到圖像質(zhì)量的下降，這種結(jié)構(gòu)能允許多個子場具有一個共同的值，同時保持原始圖像的每個像素之間的對比度。數(shù)據(jù)被寫時，這限制了消耗在地址驅(qū)動器中的功率，并且防止了圖像質(zhì)量的大幅度惡化。
通過在時域中構(gòu)成一個場的一組子場的一種開/關(guān)模式，由用于顯示灰度級圖像的一個圖像顯示設(shè)備通過表示圖像的每個灰度級也可以實現(xiàn)上面的目的，特征在于，響應(yīng)于一個輸入圖像信號設(shè)置由多個相鄰像素組成的一個區(qū)域，隨后該區(qū)域的一個信號電平被改變，并且在區(qū)域中的主灰度級之間的亮度差被改變成不小于一個確定值，該確定值是依據(jù)主灰度級之間的亮度差確定的。
使用上面的結(jié)構(gòu)，能夠限制像素間的信號改變，并且當(dāng)數(shù)據(jù)被寫時，限制了消耗在地址驅(qū)動器中的功率，同時保持了圖像的對比度。
在上面的圖像顯示設(shè)備中，區(qū)域中的主灰度級可以按像素單位形成一個規(guī)則的圖案(例如，一個方格圖案)。
在上面的圖像顯示設(shè)備中，對于每種顯示色，區(qū)域中的主灰度級可以是兩級或更少的灰度級，并且為每種顯示色按像素的單位形成一個規(guī)則的圖案。尤其是，例如圖案可以是一個方格圖案或一個平鋪顯示的圖案。
通過在時域中構(gòu)成一個場的一組子場的一種開/關(guān)模式，由用于顯示灰度級圖像的一個圖像顯示設(shè)備通過表示圖像的每個灰度級也可以實現(xiàn)上面的目的，特征在于，響應(yīng)于一個輸入圖像信號設(shè)置由多個相鄰像素組成的一個區(qū)域，把一個標(biāo)準(zhǔn)像素設(shè)置在該區(qū)域中，隨后改變區(qū)域中至少排除標(biāo)準(zhǔn)像素的諸像素的灰度級以便限制子場數(shù)，在標(biāo)準(zhǔn)像素和鄰近標(biāo)準(zhǔn)像素的像素之間的該子場數(shù)是不同的，并且以便把在區(qū)域中的主灰度級之間的亮度差改變成不小于一個確定值，該確定值是依據(jù)主灰度級之間的亮度差確定的。
使用上面的結(jié)構(gòu)，能夠限制像素之間的信號改變，并且當(dāng)數(shù)據(jù)被寫時，限制了消耗在地址驅(qū)動器中的功率，同時保持了圖像的對比度。


下面，結(jié)合附圖，通過對本發(fā)明一個具體實施例的示例性描述，本發(fā)明這些和其他的目的，優(yōu)點及特點將變得更加顯而易見。
在附圖中圖1是一個方框圖，顯示了實施例1中本發(fā)明使用子場顯示灰度圖像的一個等離子顯示器PD1的結(jié)構(gòu)；圖2顯示了輸入灰度級和顯示灰度級之間的關(guān)系；圖3是垂直軸vs上顯示灰度級、水平軸上輸入灰度級的一個曲線；圖4顯示了本發(fā)明實施例2中等離子顯示器PD2的輸入灰度級和顯示灰度級之間的關(guān)系；圖5是一個基于圖4中所示數(shù)據(jù)的垂直軸vs上顯示灰度級、水平軸上輸入灰度級的曲線；圖6顯示了本發(fā)明實施例3中等離子顯示器PD2的輸入灰度級和顯示灰度級之間的關(guān)系；圖7是一個基于圖6中所示數(shù)據(jù)的垂直軸vs上顯示灰度級、水平軸上輸入灰度級的曲線；圖8是一個方框圖，顯示了本發(fā)明實施例4中的一個等離子顯示器PD4的結(jié)構(gòu)；圖9顯示了由圖8中所示的一個邏輯變換單元執(zhí)行運算示例所產(chǎn)生結(jié)果的真值；圖10是一個方框圖，顯示了本發(fā)明使用子場顯示灰度圖像的實施例5中的一個等離子顯示器PD5的結(jié)構(gòu)；圖11顯示選擇單元34如何執(zhí)行一個選擇；圖12是一個表格，顯示選擇單元34如何執(zhí)行一個選擇；圖13是一個方框圖，顯示了本發(fā)明使用子場顯示灰度圖像的實施例6中的一個等離子顯示器PD6的結(jié)構(gòu)；圖14顯示選擇單元41如何執(zhí)行一個選擇；圖15是一個表格，顯示選擇單元41如何執(zhí)行一個選擇；圖16是一個方框圖，顯示了本發(fā)明使用子場顯示灰度圖像的實施例7中的一個等離子顯示器PD7的結(jié)構(gòu)；圖17顯示電平變換單元48如何操作；圖18顯示電平變換單元48作為查表的功能；圖19是一個功能的方框圖，顯示用于確定圖18中所示表格內(nèi)容的結(jié)構(gòu)；圖20顯示實施例7中電平變換單元的詳細(xì)操作；圖21顯示實施例7中電平變換單元的詳細(xì)操作；圖22顯示實施例7中電平變換單元的詳細(xì)操作；圖23顯示實施例7中電平變換單元的詳細(xì)操作；圖24顯示在一個常規(guī)示例中等離子顯示器PD2的輸入灰度級和顯示灰度級之間的關(guān)系；圖25是一個基于圖24中所示數(shù)據(jù)的垂直軸vs上顯示灰度級、水平軸上輸入灰度級的曲線；和圖26顯示用于實現(xiàn)在地址驅(qū)動器中減少功率消耗量的效果的一個常規(guī)結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式
下面結(jié)合參考附圖描述本發(fā)明的實施例。
實施例1圖1顯示了使用子場顯示灰度圖像的一個等離子顯示器PD1結(jié)構(gòu)的方框圖。
如圖1所示，等離子顯示器PD1包括一個輸入圖像信號變換單元2、一個子場信息生成單元3、和一個等離子顯示板設(shè)備4。
輸入圖像信號變換單元2包括一個位寬度設(shè)置單元21和一個與門22。
子場信息生成單元3把來自輸入圖像信號變換單元2提供的一個圖像信號變換成開/關(guān)信息(即子場信息)的段。這里，輸入圖像信號包括用于把構(gòu)成一個圖像的像素顯示在一個屏幕上的多種灰度級。每個開/關(guān)信息段或子場信息表示一組對應(yīng)于灰度級之一的子場的組合。預(yù)先用一個亮度加權(quán)分配每個子場。用一個相應(yīng)于該亮度加權(quán)的亮度來保持光發(fā)射以便由一組子場發(fā)射的光量的總和代表一個相應(yīng)的灰度級。
由子場信息生成單元3生成的子場信息經(jīng)一個地址驅(qū)動器被寫到等離子顯示板設(shè)備4中的一個面板單元，然后用于每個像素的光發(fā)射被保持。這就是所謂的子場時分灰度顯示方法。等離子顯示器PD1利用此方法顯示灰度圖像。
下面連同對每個元件的功能解釋詳細(xì)描述等離子顯示器PD 1的操作。
在本實施例中，通過由6位組成的子場信息段來代表每個灰度級。按順序安排六位，從左至右，從最高位至最低位，其中最大加權(quán)分配給最高位和最小加權(quán)分配給最低位。位寬度設(shè)置單元21和與門22合作計算用于包含在一個輸入圖像信號1中每個灰度級的有效位寬度。為此目的，位寬度設(shè)置單元21首先設(shè)置一個對于每個灰度級的修正位寬度，其中在代表一個灰度級的每組位中，修正位寬度表示本實施例中被修正的一連串的位。應(yīng)該注意的是，這里的“有效位寬度”表示包含在接收的圖像信號中的一連串的位，它能被用作顯示信息。此外，輸入圖像信號是包含多組確定位數(shù)的一個數(shù)字信號(例如6位)，每組代表構(gòu)成一個顯示圖像的一個像素的灰度級。
以下描述確定有效位寬度的基本方法。對于每個低灰度級，在接收的位的整范圍上(例如6位)的位寬度被確定作為有效位寬度。對于其它的較高的灰度級，隨著灰度級的變高，有效位寬度對全部的位寬度的比率下降。換句話說，隨著灰度級的增加，由位寬度設(shè)置單元21設(shè)置的修正位寬度變長。
與門22執(zhí)行一確定的運算以便相應(yīng)于修正位寬度的較低位被固定到“0”，在本實施例中這是有意安排的。這里，有較低的灰度級表示顯示圖像的較黑暗部分。作為結(jié)果，表示圖象黑暗部分的包含在輸入圖像信號1中位值被使用。下面描述每個像素的操作。
例如，假設(shè)接收到帶有灰度級“50”的一個輸入圖像信號。與此相應(yīng)，子場信息生成單元3生成子場信息“110010”，顯示六個子場的開/關(guān)組合，其中在本實施例的此例中，按位序相反的順序把亮度加權(quán)“1”，“2”，“4”，“8”，“16”，和“32”分配到六位上。也就是說，如先前所描述的，按順序安排六個位，從左至右，從最高位到最低位，其中最大加權(quán)被分配給最高位和最小加權(quán)被分配給最低位。這里，假設(shè)位寬度設(shè)置單元21把修正位寬度設(shè)置成較低的2位“10”，隨后與門22輸出“110000”作為顯示信息，用較高的2位“11”作為有效位寬度。作為這樣的結(jié)果，兩個較低位被固定到“0”。
與門22為每個位執(zhí)行一個邏輯運算，并把輸出的結(jié)果作為由一確定位數(shù)組成的一個連續(xù)的信號(例如6位)。這種方式應(yīng)用于本文件中描述的所有實施例。應(yīng)該注意的是，這里有一個部件(未示出)被安置在與門22之前，該部件存儲了由子場信息生成單元3保持的圖像信號和子場的開/關(guān)組合之間的關(guān)系。該部件還應(yīng)用于實施例2-4。
圖2顯示了包含在輸入圖像信號中的灰度級和用于顯示圖像的灰度級之間的關(guān)系。換言之，圖2顯示了圖1中所示輸入圖像信號變換單元2的輸入和輸出之間的關(guān)系。圖3是垂直軸vs上顯示灰度級水平軸上輸入灰度級的一個曲線。
例如，圖2表示，當(dāng)輸入一個帶有一個灰度級“10”(用于該輸入值的子場信息是“001010”)的一個圖像信號時，輸出灰度級也是“10”(用于該輸出值的子場信息是“001010”)。這就是說，由于輸入灰度級“10”具有一個低亮度，位寬度設(shè)置單元21就把修正位寬度設(shè)置成這樣，即允許與門22輸出與輸入的圖像信號相同的子場信息值。這就是說，接收的全部位寬度被確定作為有效位寬度。
在另一方面，當(dāng)輸入一個帶有一個灰度級“50”(用于該輸入值的子場信息是“110010”)的一個圖像信號時，輸出灰度級是“48”(用于該輸出值的子場信息是“110000”)。這就是說，由于輸入灰度級“50”具有一個高亮度，位寬度設(shè)置單元21就把修正位寬度設(shè)置成這樣，即允許與門22輸出較低位被固定到“0”的子場信息值，比輸入圖像信號少了有效位“1”。
基于圖2和3可以理解上面的例子，位寬度設(shè)置單元21按照針對圖象黑暗部分的方式設(shè)置修正位寬度，輸入圖像信號1的位寬度被用作有效位寬度；并且利用有意的把較低位固定到“0”，隨著灰度級的降低，修正位寬度變長。使用這樣的一種操作，隨著輸入灰度級的降低而產(chǎn)生大“步長”(圖3中所示的躍進(jìn)步長，由箭頭Y1表示)，通過輸入和輸出灰度級之間的間隔形成步長。這可以通過參考圖2來證實。在有虛線圍繞的一個框符中，對應(yīng)于較高的灰度級，在輸出子場信息中被發(fā)現(xiàn)的帶有小亮度加權(quán)的子場被固定到“0”。
如上所述，子場信息生成單元3把來自輸入圖像信號變換單元2的輸出信號變換成表示子場開/關(guān)模式的子場信息。該子場顯示信息隨后經(jīng)地址驅(qū)動器被送到等離子顯示板。
如上所述，隨著灰度級的變高，有效位寬度占全部位寬度的比率降低。使用這種安排，至少在一連串相鄰的輸入像素值(灰度級)上地址電極的驅(qū)動波形不會改變。作為這樣的結(jié)果，在一個整場上驅(qū)動波形改變很小，這就減少了地址驅(qū)動器的功率消耗。
應(yīng)該注意，隨著灰度級的降低，產(chǎn)生大顯示“步長”，或一種不連續(xù)的灰度級。然而，對于整體上說，顯示步長對顯示灰度級的相對比率變低了。此外，可以同時使用一個灰度調(diào)整方法，比如錯誤擴(kuò)散方法。作為結(jié)果，能夠提供一種高質(zhì)量圖像顯示。
應(yīng)該注意的是，本實施例中盡管輸入和輸出圖像信號的灰度是由從“0”到“63”的值所組成，并且亮度加權(quán)值是“1”，“2”，“4”，“8”，“16”，和“32”，但本發(fā)明可以使用任何其他的適當(dāng)范圍值來實現(xiàn)。
實施例2將描述本發(fā)明第二實施例的一種等離子顯示器PD2，重點描述與實施例1的區(qū)別。
圖4顯示了在等離子顯示器PD2的情況下，包含在輸入圖像信號中的灰度級和用于顯示圖像的灰度級之間的關(guān)系。換言之，圖4顯示了圖1中所示的輸入圖像信號變換單元2的輸入和輸出之間的關(guān)系。圖5顯示了垂直軸vs上顯示灰度級水平軸上輸入灰度級的一個曲線。
在該實施例中，隨著灰度級的降低，有意地把較低位固定到“1”。
例如，當(dāng)輸入一個帶有一個灰度級“10”(用于該輸入值的子場信息是“001010”)的一個圖像信號時，輸出灰度級也是“10”(用于該輸出值的子場信息是“001010”)。這就是說，由于輸入灰度級“10”具有一個低亮度，位寬度設(shè)置單元21就把修正位寬度設(shè)置成這樣，即允許與門22輸出與輸入的圖像信號相同的子場信息值。這就是說，接收的全部位寬度被確定作為有效位寬度。
在另一方面，當(dāng)輸入一個帶有一個灰度級“50”(用于該輸入值的子場信息是“110010”)的一個圖像信號時，輸出灰度級是“55”(用于該輸出值的子場信息是“110111”)。這就是說，由于輸入灰度級“50”具有一個高亮度，位寬度設(shè)置單元21就把修正位寬度設(shè)置成這樣，即允許與門22輸出較低位被固定到“1”的子場信息值。
在上面的情況中，例如，位寬度設(shè)置單元21設(shè)置3位“101”作為修正位寬度。與門22隨后接收修正位寬度“101”，利用這些位執(zhí)行邏輯運算，并輸出“110111”表示灰度級“55”作為顯示信息。這樣，作為結(jié)果，較低位被固定到“1”。
如上所述，響應(yīng)于帶有高亮度的輸入灰度級，相鄰顯示亮度級(輸出灰度)之間的變化是微小的，較低的子場被固定。使用這樣的安排，在一連串相鄰輸入像素值(灰度級)上地址電極的驅(qū)動波形不會改變。這就減少了地址驅(qū)動器的功率消耗。
與實施例1進(jìn)行比較，其中的最大顯示灰度級低于最大輸入顯示灰度級，本實施例中的這種安排有效的保持了峰值亮度。
實施例3將描述本發(fā)明第三實施例的一種等離子顯示器PD3，重點描述與實施例1和2的區(qū)別。
圖6顯示了在等離子顯示器PD3的情況下，包含在輸入圖像信號中的灰度級和用于顯示圖像的灰度級之間的關(guān)系。換言之，圖6顯示了圖1中所示的輸入圖像信號變換單元2的輸入和輸出之間的關(guān)系。圖7顯示了垂直軸vs上顯示灰度級。水平軸上輸入灰度級的一個曲線。
在該實施例中，隨著灰度級的降低，有意地把較低位固定到“0”。但對于靠近最大灰度級的一組輸入灰度級，當(dāng)它們是作為顯示灰度級時輸出該輸入灰度級。
例如，當(dāng)輸入一個帶有一個灰度級“10”(用于該輸入值的子場信息是“001010”)的一個圖像信號時，輸出灰度級也是“10”(用于該輸出值的子場信息是“001010”)。在另一方面，當(dāng)輸入一個帶有一個灰度級“50”(用于該輸入值的子場信息是“110010”)的一個圖像信號時，輸出灰度級是“48”(用于該輸出值的子場信息是“110000”)。此外，當(dāng)輸入一個帶有一個灰度級“60”(用于該輸入值的子場信息是“111100”)的一個圖像信號時，輸出灰度級也是“60”(用于該輸出值的子場信息是“111100”)。這就是說，由于輸入灰度級“60”靠近最大灰度級，位寬度設(shè)置單元21就把修正位寬度設(shè)置成這樣，即允許與門22輸出與用于輸入圖像信號的那些值相同的子場信息值。
使用這樣的安排，響應(yīng)于帶有中間和高亮度的中間的和高的輸入灰度級，相鄰顯示亮度級(輸出灰度級)之間的變化很小，較低的子場被固定。這能夠使在一連串相鄰輸入像素值(灰度級)上的地址電極的驅(qū)動波形不發(fā)生改變。這就減少了地址驅(qū)動器的功率消耗。
除此之外，對于一組靠近最大灰度級(圖6中由虛線圍繞的一個框符中)輸入灰度級，帶有小亮度加權(quán)的子場被設(shè)置到“打開”。這種安排有效的保持了峰值亮度。
實施例4圖8顯示了本發(fā)明實施例4中的一個等離子顯示器PD4的結(jié)構(gòu)。圖9顯示了由圖8中所示的一個邏輯變換單元執(zhí)行運算示例所產(chǎn)生結(jié)果的真值。結(jié)合參考圖8和9將描述本發(fā)明。
如圖8所示，等離子顯示器PD4包括一個隨機(jī)圖案生成單元5，一個加法單元6，用于對輸入圖像信號1和來自隨機(jī)圖案生成單元5的一個輸出進(jìn)行相加，一個位寬度設(shè)置單元7，用于設(shè)置相應(yīng)于包含在輸入圖像信號1中一個灰度級的一個位寬度，與門8和9，用于利用來自加法單元6和位寬度設(shè)置單元7的輸出來執(zhí)行一種邏輯運算，一個邏輯變換單元10，用于對來自位寬度設(shè)置單元7的一個輸出執(zhí)行一個邏輯變換，一個與門11，用于完成邏輯變換單元10和一個加法單元134之間的邏輯與，由系數(shù)以及形成一個錯誤擴(kuò)散環(huán)的延遲(一個系數(shù)單元133，一個行存儲器132，一個延遲/系數(shù)單元133，加法單元134以及類似的單元)所組成的一個錯誤擴(kuò)散處理單元13，一個加法單元14，用于對與門8和11的輸出進(jìn)行相加，一個子場信息生成單元3，用于把包含一個灰度級的一個圖像信號變換成一種子場的開/關(guān)模式，和一個等離子顯示板設(shè)備4，用于根據(jù)子場模式對一個灰度圖像進(jìn)行顯示。
現(xiàn)在，連同每個部件功能的解釋，將描述本實施例的等離子顯示器PD4的操作。按照輸入圖像信號1的灰度級，隨機(jī)圖案生成單元5生成一個隨機(jī)圖案RPa。例如，隨機(jī)圖案RPa是下述的。當(dāng)輸入圖像信號1的灰度級小于“16”時，一個位值“0”被加到灰度級的最低位；而且當(dāng)輸入圖像信號1的灰度級不小于“16”時，一個位值“1”被加到灰度級的最低位。加法單元6按照隨機(jī)圖案RPa把一個位值加到灰度級的最低位。這種安排防止了一個確定的顯示圖案，可以在這種操作之后，在變成引人注意的一個固定圖形之后，在執(zhí)行的錯誤擴(kuò)散中生成該確定的顯示圖案。
位寬度設(shè)置單元7為來自輸入圖像信號1的每個像素生成一個控制信號圖形位BCP，該BCP對應(yīng)于用于實際顯示中的一個位寬度M。例如，下述的前提是預(yù)先設(shè)置的。(A)當(dāng)輸入圖像信號1的灰度級小于N1，M＝0時。(B)當(dāng)輸入圖像信號1的灰度級不小于N1而小于N2，M＝1時。(C)當(dāng)輸入圖像信號1的灰度級不小于N2而小于N3，M＝2時。(D)當(dāng)輸入圖像信號1的灰度級不小于N3，M＝3時。在上述的前提中，N1，N2和N3是滿足條件N1＜N2＜N3＜N的整數(shù)。接著，位寬度設(shè)置單元7生成控制信號圖形位“000”，“001”，“011”，和“111”，分別對應(yīng)于M＝1，M＝2，M＝3，和M＝4。
然后完成加法單元6和一個控制信號之間的一個邏輯運算，該邏輯運算是位寬度設(shè)置單元7的一個反向輸出。作為這樣的結(jié)果，當(dāng)加法單元6的輸出是“00110010”來表示灰度級“50”時，四個值(“00110000”-“00110010”)中的一個值，實際上等于截取來自加法單元6輸出的較低的0-3位之一的一個結(jié)果。此外，完成加法單元6和位寬度設(shè)置單元7之間的一個邏輯運算。結(jié)果，提供到加法單元134的實際上是等于加法單元6輸出的較低的3位。
提供到加法單元134的信號等價于顯示灰度級和輸入灰度級之間的差。加法單元134的輸出被送到所謂的錯誤擴(kuò)散環(huán)，錯誤擴(kuò)散環(huán)是由與門9，系數(shù)單元131，行存儲器132，和延遲/系數(shù)單元133組成的一個系統(tǒng)。從而，通過把來自錯誤擴(kuò)散環(huán)輸出結(jié)果的“進(jìn)位”信號加到與門8的輸出上，該輸出等于已經(jīng)被截取的較低位的一個值，已經(jīng)被截取了較低位和真實的，已經(jīng)盡可能地恢復(fù)了原始灰度級的一個圖像被顯示出來。
雖然，在本實施例中，按照輸入圖像信號中的每個像素值以像素的單位來確定顯示有效位的數(shù)量。但作為結(jié)果，本身一種典型的常規(guī)錯誤擴(kuò)散的方法不能應(yīng)用于本實施例。在本實施例中，在確定有效顯示位的過程中，不是通過增加一個1-位進(jìn)位信號來正確地執(zhí)行錯誤擴(kuò)散，而是通過把一個依據(jù)截取位的數(shù)量從每個像素的一個邏輯運算的結(jié)果上獲得的值加到一個信號上，該信號是由錯誤擴(kuò)散計算輸出的多個位所組成的。
圖9顯示了由邏輯變換單元10運算一個例子所產(chǎn)生結(jié)果的真值。如圖9所示，響應(yīng)于位寬度設(shè)置單元7一個輸出的控制信號圖案位BCP的一個輸入，被輸出的一個控制信號被送到與門11。例如，響應(yīng)于一個輸入“000”，多次執(zhí)行加“1”直到該值被進(jìn)位到第7位。此時，較低的6位是“000000”。應(yīng)用這種原理產(chǎn)生其它的輸出信號。
這里應(yīng)該注意的是，上述的錯誤擴(kuò)散環(huán)可以通過一種簡單的邏輯運算電路或加法電路來實現(xiàn)。能夠使錯誤擴(kuò)散環(huán)高速運算，最好把錯誤擴(kuò)散環(huán)做成一種電路，該電路可以容易地用一個LSI來完成。
現(xiàn)在，描述當(dāng)有效位寬度為每個像素變化時錯誤擴(kuò)散處理是如何完成的。
如先前所述，與門8的輸出是“暫時顯示數(shù)據(jù)”，它的較低位已經(jīng)被截取。當(dāng)從錯誤擴(kuò)散處理環(huán)13輸出的一個信號是“0”時，與門8的輸出被用于顯示。然而，正常的，此時從外圍像素擴(kuò)散的“顯示錯誤”已經(jīng)累計在錯誤擴(kuò)散環(huán)中。因此在顯示之前需要校正“暫時顯示數(shù)據(jù)”，這基于累計的顯示錯誤的總和的結(jié)果以及與門9的輸出，該輸出是此時一個聚焦像素的一個顯示截取錯誤。這里，假設(shè)已經(jīng)累積了外圍像素的大量錯誤并且聚焦像素具有一個中間灰度級，外圍像素帶有的值可以比聚焦像素截取的錯誤高“1”或更多?？紤]到這種情況，“暫時顯示數(shù)據(jù)”的校正不是簡單地通過把“截取錯誤+1”加到“暫時顯示數(shù)據(jù)”上而完成的，而是通過使用一個計算結(jié)果的一個值，其中累計錯誤的較低位被改變到“0”，如圖9中所示的真值。使用這種安排，能夠保持有效位的數(shù)量和允許加法單元14把從外圍像素擴(kuò)散的錯誤加到由有效為代表的灰度級并產(chǎn)生顯示數(shù)據(jù)。因此，通過錯誤擴(kuò)散方法能夠以像素的單位適當(dāng)?shù)目刂骑@示灰度級，同時有效地對與輸入圖像信號1的灰度級有關(guān)的顯示位進(jìn)行設(shè)置。
更特別的是，在上面的例子中，與門8的輸出是“00110000”和有效位數(shù)量是6，并且邏輯變換單元10的輸出也是6位。這里，例如假設(shè)與門11的輸出是“00110100”，則與門14的輸出是“01000100”。這表示出上述的實施例1中所述的較低位被固定到“0”的作用，同時錯誤擴(kuò)散處理被執(zhí)行。
如上所述，本實施例的特征之一是用于把較低位固定到“0”的與門11的計算(因為邏輯變換單元10的輸出信號的較低位是“0”)。除此之外，本實施例的另一個特征是較低位上頻繁的信號改變被限制在進(jìn)行顯示的中間和較高的灰度級中，因為盡管加法單元14輸出顯示灰度級，而其中的相鄰的中間或較高的灰度級具有共同的較低位。這就減少了等離子顯示設(shè)備的地址驅(qū)動器中電流的消耗。此外，即使截取的位寬度為每個像素而改變，響應(yīng)于位寬度的變化顯示錯誤能正確地被擴(kuò)散到周圍的像素。這就可以在從低亮度至高亮度的一個寬范圍的灰度級中提供一種高質(zhì)量的圖像顯示，同時減少地址驅(qū)動器中的功率消耗。
應(yīng)注意加法單元14的輸出可以包括一種溢出，這可以由限制器15來處理。
如上所述，本實施例在從低亮度至高亮度的一個寬范圍的灰度級中提供一種高質(zhì)量的圖像顯示，同時減少地址驅(qū)動器中的功率消耗，而且通過錯誤擴(kuò)散方法校正灰度特性，這些能夠通過設(shè)置有效顯示位和對響應(yīng)于以像素單位輸入的灰度級計算的顯示錯誤進(jìn)行的位處理而實現(xiàn)。
盡管有效位的數(shù)量是以像素單位動態(tài)的變化，但本實施例構(gòu)成錯誤擴(kuò)散環(huán)的部件可以是具有簡單結(jié)構(gòu)的邏輯運算電路系統(tǒng)或加法電路系統(tǒng)。這使本實施例易于在一個LSI中實現(xiàn)并可以高速運算。
實施例5圖10是一個方框圖，顯示了本發(fā)明使用子場顯示灰度圖像的實施例5中的一個等離子顯示器PD5的一個信號處理部分的結(jié)構(gòu)。
如圖10所示，等離子顯示器PD5包括一個行存儲器30、一個絕對差值計算單元31、用于計算兩個輸入值之間的一個差值以及計算該差值的一個絕對值，一個比較單元32、一個邏輯運算單元33、一個選擇單元34、一個子場信息生成單元3、用于生成子場信息、和是一個面板的一個等離子顯示板設(shè)備4，在面板上用線路連接了各種驅(qū)動電路。
在圖10中，單元編號1表示一個輸入數(shù)字圖像信號，單元編號35表示偶數(shù)/奇數(shù)的信息，顯示行數(shù)是一個偶數(shù)或一個奇數(shù)，單元編號36表示場偶數(shù)/奇數(shù)信息，顯示場數(shù)是一個偶數(shù)或一個奇數(shù)。
下面描述具有上面結(jié)構(gòu)的圖像顯示設(shè)備的操作。也將描述每個部件的功能。
首先，對于每對相鄰像素，絕對差值計算單元21計算行存儲器30中輸入圖像信號1的垂直相鄰行上像素的灰度級之間的一個差值，以及計算該差值的絕對值。比較單元32把絕對值與每個像素預(yù)定的門限值(TH)相比較?；谂c減少寫電流的作用相關(guān)的經(jīng)驗來確定預(yù)定的門限值(TH)，這將在后面描述。從現(xiàn)在開始使用任意其它的可能出現(xiàn)的門限值。
比較結(jié)果(信號37)被輸入到邏輯運算單元33。此外，邏輯運算單元33針對比較結(jié)果接收行偶數(shù)/奇數(shù)信息和場偶數(shù)/奇數(shù)信息。選擇單元34為當(dāng)前行選擇信號“a”或者為先前行選擇信號“b”。選擇方式取決于圖11和12中所示的關(guān)系。
為了更具體地進(jìn)行解釋，將結(jié)合參考圖11和12描述一個偶數(shù)場情況的例子。當(dāng)在行0和行1上像素的灰度級之間的差很大時，當(dāng)它們分別被用于行0和行1時在行0和行1上的信號被輸出；并且當(dāng)差值小時，輸出行0上的信號來用于行0和行1。這種規(guī)則也適用于一個奇數(shù)場的情況。從選擇單元34輸出的選擇信號作為一個顯示灰度級(信號38)。
所希望的是，在偶數(shù)和奇數(shù)場之間，輸入值被比較的每對行的組合是不同的，如圖11所示。也就是說，在一個偶數(shù)場的情況下，比較是在行0和1，2和3，4和5，...之間執(zhí)行的；在一個奇數(shù)場的情況下，比較是在行1和2，3和4，5和6，...之間進(jìn)行的，這種安排充分地消除了由每行上像素的灰度級變化所產(chǎn)生的視覺效應(yīng)。
如上所述，當(dāng)兩個信號間的差值低于作為一對相鄰行之間比較結(jié)果的門限值TH時，每對由圖11中的橢圓所表示，則兩個信號值被調(diào)整成彼此相等。這就使在兩行上的兩組子場具有相同的值。因此，限制了到地址電極的驅(qū)動波形中的變化，并且減少了在地址驅(qū)動器中的電流消耗。這里應(yīng)該注意的是，上述讓相鄰行上的兩個信號具有相同值的安排對于肉眼來說不會在顯示圖像中帶來明顯的變化，從而不會導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降。此外，相鄰行上的兩個信號在圖像的邊緣部分不會改變。這意味著圖像質(zhì)量的下降，比如邊緣模糊不清或看不到邊緣位置的變化。
在本實施例中，偶數(shù)或奇數(shù)行都具有完整的原始信號。作為結(jié)果，即使把門限值TH設(shè)置成一個較高值以便增加減少電流消耗的效果，原始圖像信息也總是按偶數(shù)或奇數(shù)行被保持。這就阻止了圖像質(zhì)量的大幅度惡化。
實施例6圖13是一個方框圖，顯示了本發(fā)明使用子場顯示灰度圖像的實施例6中的一個等離子顯示器PD6的一個信號處理部分的結(jié)構(gòu)。
圖13所示結(jié)構(gòu)與圖10所示結(jié)構(gòu)的區(qū)別在于具有一個平均值檢測單元39和一個行存儲器40，并且用選擇單元41來代替選擇單元34。
現(xiàn)在，將著重描述實施例6與實施例5的區(qū)別。
按兩路經(jīng)行存儲器30直接把輸入圖像信號1輸入到平均值檢測單元39。平均值檢測單元39的輸出經(jīng)行存儲器40被輸入到選擇單元41。選擇單元41接收三個單元的輸出行存儲器30，平均值檢測單元39，和行存儲器40，并且按照圖14和15中所示的關(guān)系執(zhí)行選擇，以及輸出選擇結(jié)果。
為了更具體地進(jìn)行解釋，將結(jié)合參考圖14和15描述一個偶數(shù)場情況的例子。當(dāng)在行0和行1上像素的灰度級之間的差很大時，當(dāng)它們分別被用于行0和行1時在行0和行1上的信號被輸出；并且當(dāng)差值小時，為行0和行1輸出一個具有兩個信號值平均值的信號(在“選擇的輸入”列中的“c”)。這種規(guī)則也適用于一個奇數(shù)場的情況。
如上所述，當(dāng)相鄰行上的兩個信號之間的差很小時，用它們的平均值替換兩個信號的每個值；以及當(dāng)差值很大時，信號被輸出。這可以限制到地址電極的驅(qū)動波形中的變化和減少地址驅(qū)動器中的功率消耗，同時限制了圖像質(zhì)量的下降。
這里應(yīng)該注意，上面的用兩個信號的平均值替換信號值的安排不會帶來明顯的圖像質(zhì)量下降，即使把門限值TH1設(shè)置成一個較高值。這是因為平均值的計算總是保留原始行信息的一半。
在此應(yīng)該注意的是，在實施例5和6中為垂直相鄰行上每對相鄰像素執(zhí)行的灰度級間的比較可以在每組三個或更多的相鄰像素之間進(jìn)行。在此情況下，在包含一個確定相鄰像素組的每個區(qū)域中設(shè)置一個標(biāo)準(zhǔn)像素，并且改變區(qū)域中至少包括該標(biāo)準(zhǔn)像素的諸像素的灰度級以至于增加具有共同的子場的顯示信息段的數(shù)量，這些子場在相鄰像素之間具有相同的模式。(a)代表兩個像素的灰度級的兩個信號值之間的差值和(b)在兩個值比較的情況下執(zhí)行的一個門限值，在(a)和(b)之間的比較與把兩個像素中的一個選擇成標(biāo)準(zhǔn)像素的情況完全相同。
在另一種變化方式中，在包含一個確定相鄰像素組的每個區(qū)域中設(shè)置一個標(biāo)準(zhǔn)像素，而且當(dāng)區(qū)域中一個像素的一個灰度級和標(biāo)準(zhǔn)像素之間的差小于一個確定值時，區(qū)域中像素的灰度級和標(biāo)準(zhǔn)像素的灰度級被調(diào)整成彼此相同。
實施例7通常，在進(jìn)行顯示一種方格式的圖案中，像素的亮度垂直的和水平地進(jìn)行改變。變化很大的顯示信息被寫到地址電極中。也就是說，地址電極的驅(qū)動波形變化很大，并且當(dāng)?shù)刂夫?qū)動器寫數(shù)據(jù)時增加了功率消耗。本實施例的圖像顯示設(shè)備是基于想要控制方格圖案區(qū)域中的原始灰度級，以便減少地址電極的驅(qū)動波形的改變，并當(dāng)?shù)刂夫?qū)動器寫數(shù)據(jù)時限制電流消耗。接下來詳細(xì)描述圖像顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)和操作。
圖16是一個方框圖，顯示了本發(fā)明使用子場顯示灰度圖像的實施例7中的一個等離子顯示器PD7的一個信號處理部分的結(jié)構(gòu)。
如圖16所示，等離子顯示器PD7包括一個信號處理單元，用于生成提供給等離子顯示板設(shè)備的顯示信息、一個方格圖案檢測單元41、一個電平H檢測單元42、一個電平L檢測單元43、一個差值檢測單元44、一個比較單元45、一個平均值檢測單元46、一個電平H/L判斷單元47、一個電平變換單元48、一個邏輯運算單元49、和一個選擇單元50。
例如，方格圖案檢測單元41檢測作為輸入圖像信號1的一部分的一個方格圖案，其中它的值按像素單位規(guī)則的變化。電平H檢測單元42在構(gòu)成方格圖案的信號中檢測具有高亮度“電平H”的一個信號。電平L檢測單元43在構(gòu)成方格圖案的信號中檢測具有低亮度“電平L”的一個信號。差值檢測單元44檢測電平H和電平L之間的差值。比較單元45用一個門限值TH2與該差值相比較以便判斷誰更高。應(yīng)注意的是，基于構(gòu)成方格圖案的像素值，電平H和電平L中的每一個可以是多個不同的值。但在本實施例中，為方便起見，假設(shè)電平H和電平L中的每一個是一個單一的值。這不會改變本實施例的操作或效果。
平均值檢測單元46計算電平H和電平L之間的一個平均值。電平變換單元48根據(jù)這對電平H和電平L而產(chǎn)生另外一對“電平H”和“電平L”。
邏輯運算單元49確定選擇方格圖案檢測單元41，比較單元45和電平H/L判斷單元47輸出的一個輸出，并把選擇的輸出送到選擇單元50。
圖17顯示電平變換單元48的操作。如圖17所示，基于構(gòu)成方格圖案的亮度級之間的差值，電平變換單元48確定被輸入到選擇單元50的一個值，是否它是一個方格圖案，以及是否像素的灰度級是高的或低的。
這里，將詳細(xì)描述電平變換單元48的操作。如圖18所示，電平變換單元48起到查表(LUT1和LUT2)的作用，該表被用于根據(jù)電平H和電平L分別計算新的信號的“電平H′”和“電平L′”。該表的輸出“電平H′”和“電平L′”被確定以便它們與輸入信號的“電平H”和“電平L”具有更多公共的位值，盡可能的使“電平H”和“電平L”之間的平均值接近“電平H′”和“電平L′”之間的平均值，以及盡可能的使“電平H”和“電平L”之間的差值接近“電平H′”和“電平L′”之間的差值。
圖19顯示確定表格內(nèi)容的結(jié)構(gòu)的示例。將描述使用圖19所示結(jié)構(gòu)的操作。當(dāng)輸入兩個亮度級“電平H”和“電平L”時(在該例中，由子場信息表示級)，位替換單元481和482用一個公值“Pi”分別代替“電平H”和“電平L”的低位，并輸出“LHi”和“LLi”。一個平均值檢測單元483計算“電平H”和“電平L”之間的一個平均值。一個平均值檢測單元484計算“LHi”和“LLi”之間的一個平均值。一個差值檢測單元485計算平均值檢測單元483和484的輸出之間的一個差值“Ei”。用于替換輸入信號低位的值“Pi”被分成8種“000”，“100”，...，“111”。當(dāng)一個相應(yīng)值“Ei”變?yōu)樽畹蜁r“LHi”和“LLi”的一個組合值被確定成圖18所示的查表的輸出。依照較低的三位，使用上述的查表從“電平H”和“電平L”產(chǎn)生的值“電平H′”和“電平L′”具有相同的圖案。因此，一個由“電平H′”和“電平L′”組成的方格圖案，與一個由“電平H”和“電平L”組成的圖案進(jìn)行比較，當(dāng)?shù)刂夫?qū)動器寫數(shù)據(jù)時，限制了在地址電極的驅(qū)動波形中的變化并減少了電流消耗。此外，由于“電平H”和“電平L”之間的平均值接近于“電平H′”和“電平L′”之間的平均值，充分保持了方格圖案的平均亮度和色調(diào)。
現(xiàn)在，結(jié)合參考圖17將描述本實施例的操作。作為參考圖17的內(nèi)容的一個結(jié)果，當(dāng)判斷一個輸入圖像信號不是一個方格圖案時，輸入圖像信號被輸出(在“選擇的輸入”列中的“d“)。這是因為在這種情況下，當(dāng)?shù)刂夫?qū)動器寫數(shù)據(jù)時消耗的電流量不大。當(dāng)一個輸入圖像是一個方格圖案并且方格圖案的高和低亮度級之間的差較小時，方格圖案的高和低亮度級都被用它們的平均值(在“選擇的輸入”列中的“a”)替換。當(dāng)輸入圖像是一個方格圖案并且高和低亮度級之間的差較大時，方格圖案的高和低亮度級都被用具有相同的低位的信號(分別在“選擇的輸入”列中的“b”和“c”)替換。實際上，由電平H/L判斷單元47來完成b”和“c”之間的選擇。例如，通過對方格圖案的平均值和每個像素值進(jìn)行比較，電平H/L判斷單元47易于執(zhí)行這樣的操作。
圖20顯示了子場控制模式和輸入灰度級之間的關(guān)系，此時顯示的灰度級圖像具有12個子場，把亮度加權(quán)“1”，“2”，“4”，“8”，“16”，“24”，“32”，“32”，“32”，“32”，“32”，和“32”分配給它們。
圖21-23顯示了對應(yīng)于圖17的操作示例。圖21-23的每個圖顯示了把構(gòu)成一個輸入方格圖案的“電平H”和“電平L”變換成被輸出的“電平H′”和“電平L′”的一個處理過程。
現(xiàn)在，將參考圖20和21給出一個操作示例。
如圖20所示，當(dāng)一個輸入方格圖案是由灰度級“63”“和“0”的子場值組成時，電平變換單元48如下變換該值。用于灰度級“63”的子場信息被表示成“1110011”(按從最低位的順序)，相應(yīng)于亮度值“1+2+4+0+0+24+32＝63”。這就是說，它包含與灰度級“0”表示成“0000000”的相應(yīng)位不同的5位。如果這些信號被輸出時，地址驅(qū)動器將消耗大量的功率以便寫入數(shù)據(jù)。為避免這種情況，這些信號的較低的三位被分別用對于兩個信號是公共的一個值所替代。尤其是，對于較低的三位，可以在8個值的“000”-“111”中任選，最接近灰度級“63”和“0”之間平均值“31.5”的“001”被選擇?；叶燃墶?3”和“0”隨后被用對應(yīng)于選擇的模式“001”的灰度級“63”和“4”所替換。如圖20所示，灰度級“60”被表示成“0010011”(按從最低位的順序)和灰度級“4”被表示成“0010000”。這些位模式在相應(yīng)位的位置上僅有兩個不同的位(子場)。使用這種安排，為寫入數(shù)據(jù)，地址驅(qū)動器消耗少量的功率。
希望通過簡單的截取較低位來獲得減少電流消耗的相同效果。但在此情況下，構(gòu)成方格圖案的亮個灰度級將是“60”和“0”，并且它們之間的平均值將是“30”。相對于本實施例上面示例中的平均值“32”來說，該平均值與原始平均值“31.5”有很大的差別。
結(jié)合參考圖20和22，將給出另一個操作示例。
如圖20所示，當(dāng)一個輸入方格圖案是由灰度級“48”“和“15”的子場值組成時，電平變換單元48如下變換該值。用于灰度級“48”的子場信息被表示成“000111”(按從最低位的順序)，相應(yīng)于亮度值“0+0+0+8+16+24＝48”。這就是說，它包含與灰度級“15”表示成“111100”的相應(yīng)位不同的5位。相應(yīng)于灰度級“48”-“55”之一的8對以及灰度級“8”-“15”的任一個，在8個較低的-3-位值中任選“000”-“111”，如圖22所示，最接近灰度級“48”和“15”之間平均值“31.5”的帶有平均值“32”的“001”被選擇?；叶燃墶?8”和“15”隨后被用對應(yīng)于選擇的模式“001”的灰度級“52”和“12”所替換。如圖20所示，灰度級“52”被表示成“001111”(按從最低位的順序)和灰度級“12”被表示成“001100”。這些位模式在相應(yīng)位的位置上僅有兩個不同的位(子場)。使用這種安排，為寫入數(shù)據(jù)，地址驅(qū)動器消耗少量的功率。
結(jié)合參考圖22和23，將再給出一個操作示例。
如圖20所示，當(dāng)一個輸入方格圖案是由灰度級“32”“和“2”的子場值組成時，電平變換單元48如下變換該值。用于灰度級“32”的子場信息被表示成“000101”(按從最低位的順序)，相應(yīng)于亮度值“0+0+0+8+0+24＝32”。這就是說，它包含與灰度級“2”表示成“010000”的相應(yīng)位不同的3位。相應(yīng)于灰度級“32”-“39”之一的8對以及灰度級“0”-“7”的任一個，在8個較低的-3-位值中任選“000”-“111”，如圖23所示，與灰度級“33”和“1”之間平均值相同的帶有平均值“17”的“001”被選擇?；叶燃墶?2”和“2”隨后被用對應(yīng)于選擇的模式“001”的灰度級“33”和“1”所替換。如圖20所示，灰度級“33”被表示成“100101”(按從最低位的順序)和灰度級“1”被表示成“100000”。這些位模式在相應(yīng)位的位置上僅有兩個不同的位(子場)。使用這種安排，為寫入數(shù)據(jù)，地址驅(qū)動器消耗少量的功率。
如上所述，在本實施例中，從輸入圖像中檢測一個方格圖案，并且用以像素單位構(gòu)成該方格圖案的一個公共位模式替換至少確定數(shù)量的較低位。當(dāng)?shù)刂夫?qū)動器寫數(shù)據(jù)時，這種安排限制了在地址電極的驅(qū)動波形中的變化并且減少了功率消耗。用被確定的灰度級替換輸入的灰度級以便高和低亮度級之間的平均值不會變化很大。這種安排限制了在顯示亮度和色調(diào)中的變化。當(dāng)帶有小差值的一個方格圖案被檢測時，該差值是構(gòu)成方格圖案的灰度級之間的差值，用灰度級的平均值替換每個灰度級。這將進(jìn)一步提高減少功率消耗的效果。當(dāng)帶有大差值的一個方格圖案被檢測時，該差值是構(gòu)成方格圖案的灰度級之間的差值，灰度級的較高位被保留。使用這種安排，能夠保留構(gòu)成方格圖案的灰度級之間的一個確定的電平差，并保持方格圖案的基本特性，即方格圖案是由兩個主要的灰度級組成一個帶有高亮度，另一個帶有低亮度。從而用這種安排，當(dāng)?shù)刂夫?qū)動器寫數(shù)據(jù)時，限制了在地址電極的驅(qū)動波形中的變化并減少了功率消耗，而圖像質(zhì)量不會有太大變化。
本實施例把一個方格圖的情況作為一個例子。然而，本發(fā)明可以適用于任何“復(fù)雜的圖像模式區(qū)”，比如一種平鋪顯示模式，當(dāng)進(jìn)行寫數(shù)據(jù)時地址驅(qū)動器大量消耗功率。在此情況下，如同本實施例一樣，可以獲得相同的效果。
盡管已經(jīng)結(jié)合附圖和示例的方式對本發(fā)明進(jìn)行的全面的描述，但應(yīng)該明白，對于本領(lǐng)與普通技術(shù)人員來說，可以進(jìn)行各種改變和修改。因此，在不脫離本發(fā)明的范疇的情況下，認(rèn)為這些改變和修改被包括在本發(fā)明之中。
權(quán)利要求
1.一種圖像顯示設(shè)備，通過構(gòu)成一個場的一組子場的一種開/關(guān)模式，表示圖像的每個灰度級來顯示灰度級圖像，該圖像顯示設(shè)備包括一個輸入圖像轉(zhuǎn)換單元，用于將輸入圖像信號轉(zhuǎn)換為圖像信息；一個子場信息生成單元，用于根據(jù)從輸入圖像轉(zhuǎn)換單元輸出的圖像信息為每一子場產(chǎn)生顯示信息；以及一個地址驅(qū)動器，用于將子場信息生成單元為每一子場產(chǎn)生的顯示信息寫入圖像顯示區(qū)域，其中所述輸入圖像轉(zhuǎn)換單元通過響應(yīng)一個輸入圖像信號而設(shè)置由多個相鄰像素組成的一個區(qū)域，隨后生成多個顯示信息段，它們共同具有相鄰像素之間帶有相同模式的子場，從而轉(zhuǎn)換所述輸入圖像信號。
2.如權(quán)利要求1的圖像顯示設(shè)備，其中有選擇地使用對應(yīng)于在區(qū)域中一個平均灰度級的最小變化的一段顯示信息。
3.如權(quán)利要求1的圖像顯示設(shè)備，其中一個標(biāo)準(zhǔn)像素被設(shè)置在該區(qū)域中，并且在該區(qū)域中至少排除該標(biāo)準(zhǔn)像素的諸像素的灰度級被改變以使多個顯示信息段共同具有在相鄰像素之間具有相同模式的子場。
4.如權(quán)利要求1的圖像顯示設(shè)備，其中在區(qū)域中設(shè)置一個標(biāo)準(zhǔn)像素，并且當(dāng)區(qū)域中一個像素的一個灰度級和區(qū)域中標(biāo)準(zhǔn)像素的一個灰度級之間的差值低于一個依據(jù)在一個輸入圖像信號中表示的標(biāo)準(zhǔn)像素的一個灰度級而確定的值時，區(qū)域中像素的灰度級和標(biāo)準(zhǔn)像素的灰度級被調(diào)整成彼此相等。
5.如權(quán)利要求2的圖像顯示設(shè)備，其中共同包含在多個顯示信息段中的子場是所有子場中較低的子場。
6.如權(quán)利要求1-5之一的圖像顯示設(shè)備，其中所述區(qū)域由兩個相鄰行組成。
7.如權(quán)利要求1-5之一的圖像顯示設(shè)備，其中所述區(qū)域按像素的單位規(guī)則地或無規(guī)則地改變。
8.一種圖像顯示設(shè)備，通過構(gòu)成一個場的一組子場的一種開/關(guān)模式，表示圖像的每個灰度級來顯示灰度級圖像，該圖像顯示設(shè)備包括一個輸入圖像轉(zhuǎn)換單元，用于將輸入圖像信號轉(zhuǎn)換為圖像信息；一個子場信息生成單元，用于根據(jù)從輸入圖像轉(zhuǎn)換單元輸出的圖像信息為每一子場產(chǎn)生顯示信息；以及一個地址驅(qū)動器，用于將子場信息生成單元為每一子場產(chǎn)生的顯示信息寫入圖像顯示區(qū)域，其中所述輸入圖像轉(zhuǎn)換單元通過響應(yīng)輸入圖像信號而設(shè)置由多個相鄰像素組成的一個區(qū)域，隨后如果該區(qū)域中的主灰度級之間的一個亮度差不小于一個第一預(yù)定值，則改變該亮度差為不小于一個第二預(yù)定值，從而轉(zhuǎn)換所述輸入圖像信號。
9.如權(quán)利要求8的圖像顯示設(shè)備，其中所述區(qū)域中的主灰度級按像素的單位形成一個規(guī)則的圖案。
10.如權(quán)利要求8的圖像顯示設(shè)備，其中對于每種顯示色，區(qū)域中的主灰度級是兩個或更少的灰度級，并且為每種顯示色按像素的單位形成一個規(guī)則的圖案。
11.一種圖像顯示設(shè)備，通過構(gòu)成一個場的一組子場的一種開/關(guān)模式，表示圖像的每個灰度級來顯示灰度級圖像，該圖像顯示設(shè)備包括一個輸入圖像轉(zhuǎn)換單元，用于將輸入圖像信號轉(zhuǎn)換為圖像信息；一個子場信息生成單元，用于根據(jù)從輸入圖像轉(zhuǎn)換單元輸出的圖像信息為每一子場產(chǎn)生顯示信息；以及一個地址驅(qū)動器，用于將子場信息生成單元為每一子場產(chǎn)生的顯示信息寫入圖像顯示區(qū)域，其中所述輸入圖像轉(zhuǎn)換單元通過響應(yīng)輸入圖像信號而設(shè)置由多個相鄰像素組成的一個區(qū)域，隨后把一個標(biāo)準(zhǔn)像素設(shè)置在該區(qū)域中，再改變區(qū)域中至少排除標(biāo)準(zhǔn)像素的諸像素的灰度級以便限制在標(biāo)準(zhǔn)像素和鄰近于標(biāo)準(zhǔn)像素之間不同的子場數(shù)，并且使得如果該區(qū)域中的主灰度級之間的一個亮度差不小于一個第一預(yù)定值，則改變該亮度差為不小于一個第二預(yù)定值，從而轉(zhuǎn)換所述輸入圖像信號。
全文摘要
一種圖像顯示設(shè)備，通過把顯示信息寫到一個面板的一個圖像顯示區(qū)上來顯示灰度圖像。該顯示信息包括構(gòu)成一個場的多個子場的值。該圖像顯示設(shè)備把一個輸入圖像信號變換成一段顯示信息，以使在彼此間一致的多個子場之間的相鄰的高灰度級差別變小。該圖像顯示設(shè)備按照顯示信息段對一個灰度圖像進(jìn)行顯示。
文檔編號G09G3/28GK1700277SQ200510078
公開日2005年11月23日 申請日期2001年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月23日
發(fā)明者川原功, 關(guān)本邦夫 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社