專利名稱：改善脈沖寬度控制的灰度分辨率的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及改善脈沖寬度控制的灰度分辨率的方法和裝置。
這種方法和裝置用于等離子體顯示器，等離子體顯示器在將來會(huì)補(bǔ)充或者取代當(dāng)前高值電視機(jī)中還在使用的彩色顯像管。與彩色顯像管相關(guān)聯(lián)的是從80年代末高值電視機(jī)的使用者就已經(jīng)習(xí)慣了以100Hz技術(shù)為基礎(chǔ)的無(wú)閃爍顯示。
從Radio Fernsehen ElektronikRFE雜志，1997年第二期，18-20頁(yè)上公知一種等離子體顯示器，由兩個(gè)帶有矩陣布置的電極的玻璃板組成，在其間充有稀有混合氣體。在等離子體顯示器中不是像陰極射線管那樣逐行地顯示，而是全圖像地顯示。在這種情況下，在等離子體顯示器上各個(gè)像點(diǎn)不能夠在任意時(shí)間單個(gè)地接通和關(guān)斷，而是在啟動(dòng)通道中對(duì)整個(gè)的顯示進(jìn)行像點(diǎn)啟動(dòng)。
用多個(gè)階段進(jìn)行等離子體顯示器的控制編址階段或者說初始化階段、保持或者啟動(dòng)階段和熄滅階段。
在編址階段或者說初始化階段對(duì)顯示器的所有像元(Zelle)預(yù)充電，這些像元應(yīng)當(dāng)在后續(xù)的保持或者說啟動(dòng)階段啟動(dòng)。在最后的步驟即熄滅階段中，把預(yù)充電的像元再放電，消除圖像信息。
為顯示電視圖像提供的時(shí)間間期被分割成不同長(zhǎng)度或不同權(quán)重的子時(shí)間間期，在其中取決于相應(yīng)的像點(diǎn)的亮度值選擇預(yù)定的啟動(dòng)順序。在供圖像顯示的時(shí)間間期中各個(gè)像點(diǎn)相應(yīng)地一或多次發(fā)光，其中對(duì)每次發(fā)光指定預(yù)先給出的時(shí)間長(zhǎng)度。
這種公知的等離子體顯示器，例如由富士通公司和NEC公司市售的顯示器。
由DE A1 198 33 597公知在脈沖寬度控制的圖像顯示裝置中，尤其是在彩色等離子體顯示器中降低閃爍的方法和裝置。這樣的彩色等離子體顯示器例如用作顯示電視圖像。彩色等離子體顯示器用脈沖寬度調(diào)制器控制，其中為了進(jìn)行控制把一個(gè)電視圖像的時(shí)長(zhǎng)分割成一系列的順序顯示的分圖像或者說子間期。為了降低閃爍，尤其是降低50Hz閃爍，規(guī)定子間期的序列和/或子間期的啟動(dòng)順序使得要顯示的圖像的閃爍最小。
此外由DE-A1198 37 307公知取決于運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器改變子時(shí)間間期的序列。存在運(yùn)動(dòng)時(shí)把子時(shí)間間期的序列選擇得使之避免運(yùn)動(dòng)偽差(Bewegungsartefakte)。否則就時(shí)把子時(shí)間間期的序列選擇得使之降低50Hz閃爍干擾。
此外與等離子體顯示器相關(guān)地已經(jīng)公知，采集要顯示的圖像的亮度，由采集的亮度值為要顯示的圖像的每個(gè)子時(shí)間間期導(dǎo)出一個(gè)最高允許的發(fā)光時(shí)長(zhǎng)，并且在采集的亮度值改變時(shí)改變每個(gè)子時(shí)間間期的最高允許的發(fā)光時(shí)長(zhǎng)。這樣地進(jìn)行所述的改變?cè)诓杉档膱D像內(nèi)容或者說低亮度值時(shí)把每個(gè)子時(shí)間間期中的最高允許的發(fā)光時(shí)長(zhǎng)提高同一個(gè)時(shí)長(zhǎng)。與此相反在要顯示的圖像的亮度采集得出總體上較亮的圖像內(nèi)容時(shí)，就把每個(gè)子時(shí)間間期中的最高允許的發(fā)光時(shí)長(zhǎng)降低一個(gè)對(duì)所有的子時(shí)間間期相同的時(shí)長(zhǎng)。
這樣進(jìn)行的方式的缺點(diǎn)在于，降低了要顯示的圖像的對(duì)比度，因?yàn)樵诓杉@示圖像的較大的亮度時(shí)降低了顯示較高的圖像部分用的時(shí)長(zhǎng)，而在采集要顯示的圖像的較小的亮度時(shí)淡灰地顯示深灰的圖像部分，因?yàn)橛缮鲜鲂Ч院愣ǖ钠葡蛏咸嵘^暗圖像部分，也就是說較長(zhǎng)時(shí)間地發(fā)光。
從這種現(xiàn)有技術(shù)著手，本發(fā)明的任務(wù)是，指出一種在脈沖寬度控制的圖像顯示裝置中如何提高灰度分辨率的方式。
此任務(wù)通過具有權(quán)利要求1指出的特征的方法及具有權(quán)利要求4指出的特征的裝置解決。
本發(fā)明的有利的安排和擴(kuò)展由從屬權(quán)利要求得出。
借助于權(quán)利要求2和權(quán)利要求5指出的通過對(duì)要顯示的圖像的所有像點(diǎn)的亮度值并對(duì)所有像點(diǎn)的亮度求平均達(dá)到，附加地降低運(yùn)行費(fèi)用。在脈沖寬度控制的圖像顯示裝置中一般地本來都有圖像存儲(chǔ)器，其中存儲(chǔ)整幅圖像的數(shù)據(jù)。由這些數(shù)據(jù)可以借助于簡(jiǎn)單的計(jì)算過程導(dǎo)出所希望的亮度信息。
通過權(quán)利要求3和權(quán)利要求6所示的通過分析圖像顯示裝置的瞬時(shí)電流損耗進(jìn)行要顯示圖像的亮度的間接采集。
本發(fā)明的其它的有利特征從參數(shù)


的實(shí)施例中得出。在附圖中圖1帶有脈沖寬度控制的等離子體顯示器的電視接收機(jī)的方框圖；圖2說明本發(fā)明的圖表，和圖3另一個(gè)說明本發(fā)明的圖表。
圖1示出帶有脈沖寬度控制的等離子體顯示器的電視接收機(jī)的方框圖。電視接收機(jī)1、2具有電視信號(hào)處理部分1和圖像處理部分2。電視信號(hào)處理部分1有第一輸入17，天線裝置19的信號(hào)輸送到該第一輸入。該輸入17的信號(hào)轉(zhuǎn)送到高頻和中頻處理單元4和音頻信號(hào)處理單元3。在高頻和中頻處理單元4的輸出有FBAS信號(hào)，所述的FBAS信號(hào)輸送到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器5。外接的FBAS信號(hào)的饋入可以通過第二信號(hào)輸入20。模/數(shù)轉(zhuǎn)換器5的輸出信號(hào)接著送到所謂的特征盒6。所述的特征盒6進(jìn)行一定的功能譬如解調(diào)FBAS信號(hào)、靜止圖像、變焦距、制式匹配、圖像清晰度優(yōu)化、畫中畫等。這樣產(chǎn)生的圖像信號(hào)21的數(shù)字部分Y、U、V轉(zhuǎn)交到圖像處理部分2的數(shù)字矩陣單元8。此外特征盒6還起把隔行掃描信號(hào)轉(zhuǎn)換成非隔行掃描信號(hào)的作用并且起通過行插值法進(jìn)行所需要的信號(hào)對(duì)屏幕14的適配作用。這借助于垂直同步和水平同步的同步信號(hào)23、24進(jìn)行。
此外數(shù)據(jù)矩陣8還有連接端27用于引入通過外接信號(hào)輸入要引入的VGA信號(hào)，所述的VGA信號(hào)借助于模/數(shù)轉(zhuǎn)換器25轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。在數(shù)字矩陣單元8的輸出有RGB信號(hào)22，用該信號(hào)控制脈沖寬度調(diào)制器10。脈沖寬度調(diào)制器10產(chǎn)生地址驅(qū)動(dòng)器11的控制信號(hào)26。脈沖寬度調(diào)制器10連接存儲(chǔ)器9以產(chǎn)生此信號(hào)。脈沖寬度調(diào)制器10具有子時(shí)間間期加權(quán)部件，起加權(quán)子時(shí)間間期的作用，也就是說，用于確定其順序和時(shí)長(zhǎng)。地址驅(qū)動(dòng)單元11逐行地控制等離子顯示屏14的各列。所屬的時(shí)間控制借助于時(shí)間控制單元13進(jìn)行，所述的時(shí)間控制單元13確定子時(shí)間間期的開始和編址及啟動(dòng)階段的時(shí)間。含在時(shí)間控制單元中的子時(shí)間間期控制裝置起這方面的作用。時(shí)間控制裝置13與水平驅(qū)動(dòng)器12連接。所述的水平驅(qū)動(dòng)器12借助于電源部分7供電在啟動(dòng)階段時(shí)啟動(dòng)。
盡管電視信號(hào)處理部分1的工作方式和結(jié)構(gòu)與常規(guī)的帶有顯像管的電視接收機(jī)的相當(dāng)，但是圖像處理部分2的結(jié)構(gòu)基本上不相同。其主要的原因首先在于，等離子顯示裝置14具有輸入量與亮度之間的數(shù)字關(guān)系。從而只存在兩個(gè)狀態(tài)接通和關(guān)斷。為在此情況下還能夠達(dá)到不同中間灰度的大量調(diào)色，在圖1所示的圖像處理部分2中采用數(shù)字時(shí)分復(fù)用法顯示圖像。在此把RGB信號(hào)22分割成不同時(shí)長(zhǎng)的多個(gè)子時(shí)間間期，也就是說分割成不同權(quán)重的子時(shí)間間期。
這借助于脈沖寬度調(diào)制器10以及控制該脈沖寬度控制器的其它單元譬如時(shí)間控制裝置13和存儲(chǔ)器9進(jìn)行。由于人眼的惰性在等離子顯示裝置14上不表現(xiàn)出各個(gè)圖像的轉(zhuǎn)換，而是表現(xiàn)出依據(jù)于平均啟動(dòng)時(shí)長(zhǎng)的灰度值。如果將子時(shí)間間期中的時(shí)長(zhǎng)加權(quán)，就可以用較少的子時(shí)間間期產(chǎn)生許多灰度級(jí)。通過二進(jìn)制的加權(quán)(1、2、4、8...)可以顯示子時(shí)間間期的二的指數(shù)個(gè)的灰度級(jí)。為了能夠顯示盡可能多的灰度級(jí)，使用盡可能多的子時(shí)間間期是值得的，但是由于受到技術(shù)條件的限制而不可能。脈沖寬度調(diào)制器10通過取決于其輸入信號(hào)電平的分配，為每個(gè)要顯示的圖像的像點(diǎn)確定各個(gè)子時(shí)間間期的順序和啟動(dòng)。在二進(jìn)制加權(quán)的情況下，所述的分配看來是把最長(zhǎng)的時(shí)間間期分配給的最高權(quán)重的位，次長(zhǎng)的時(shí)間間期分配給的次高權(quán)重的位，依此類推。
根據(jù)本發(fā)明脈沖寬度調(diào)制器10在其對(duì)各個(gè)子時(shí)間間期分配發(fā)光時(shí)長(zhǎng)時(shí)考慮由亮度檢測(cè)器6a檢測(cè)的關(guān)于要顯示的圖像的亮度內(nèi)容的信息。下面借助于用于說明本發(fā)明的圖2的圖表說明這是怎樣進(jìn)行的。
在圖2的上部供顯示圖像的時(shí)間間期劃分成五個(gè)相繼的二進(jìn)制加權(quán)的子時(shí)間間期。第一子時(shí)間間期的權(quán)重是1，第二子時(shí)間間期的權(quán)重是2，第三子時(shí)間間期的權(quán)重是4，第四子時(shí)間間期的權(quán)重是8，而第五子時(shí)間間期的權(quán)重是16。所述的第一、第二和第三子時(shí)間間期涉及低權(quán)重的子時(shí)間間期，而第四和第五時(shí)間間期涉及高權(quán)重的子時(shí)間間期。
在此圖中在一個(gè)圖像顯示內(nèi)的子時(shí)間間期是總共可提供的時(shí)間間期，這從t＝0至t＝t1，在增加權(quán)重的意義上相繼地安排。然而，如在開始進(jìn)所述的現(xiàn)有技術(shù)公知的那樣，還可以另外地選擇加權(quán)的子時(shí)間間期的序列，例如在降低大面積閃爍的意義上。
此外在圖2的上部供顯示圖像的時(shí)間間期劃分成五個(gè)相繼的二進(jìn)制加權(quán)的子時(shí)間間期。這僅作為圖示。在實(shí)際中可以選擇其它二進(jìn)制加權(quán)的子時(shí)間間期數(shù)量，例如8個(gè)子時(shí)間間期。在后一個(gè)選擇時(shí)可以總共顯示255個(gè)灰度級(jí)。
如果借助于亮度檢測(cè)器6a檢測(cè)到亮的圖像，然后就使用上述的加權(quán)方案進(jìn)行圖像顯示，其中第一子時(shí)間間期用較低的權(quán)重，也就是該子時(shí)間間期用權(quán)重1、2、4，而第二子時(shí)間間期用較高的權(quán)重，也就是該子時(shí)間間期用二進(jìn)制的權(quán)重8和16。
相反，如果借助于亮度檢測(cè)器6a檢測(cè)到暗的圖像，就使用圖2示例地示出的加權(quán)方案進(jìn)行圖像顯示。其中不再在上述的第二子時(shí)間間期用較高的權(quán)重進(jìn)行加權(quán)，也就是該子時(shí)間間期不再用權(quán)重8和16。而是代之以通過采用附加的帶有低的加權(quán)重的子時(shí)間間期提高帶有低加權(quán)重的子時(shí)間間期的數(shù)量，其中附加的子時(shí)間間期的權(quán)重與帶有低的加權(quán)重的第一子時(shí)間間期的權(quán)重不同。
從而從圖2的下圖出發(fā)，在此除了帶有也存在于圖2的上部的權(quán)重1、2、4的子時(shí)間間期以外，還附加地有帶有權(quán)重0.5；1；1.5；2；2.5；3；3.5和4的子時(shí)間間期。
通過采用這個(gè)帶有低權(quán)的附加的子時(shí)間間期改善在顯示單元14上的圖像的灰度分辨率。這種改善在所有被識(shí)別為暗的圖像中達(dá)到。在此種暗的圖像可以不再使用高權(quán)重的子時(shí)間間期。
在圖2的下部是在一個(gè)圖像顯示的子時(shí)間間期總共可提供的時(shí)間間期，在t＝0至t＝t1之間，在增加權(quán)重的意義上相繼地安排。然而還可以如在與圖2的上部相關(guān)聯(lián)地所述的和從前序部分所述的現(xiàn)有技術(shù)那樣地，考慮到降低閃爍，也可選擇其它加權(quán)的子時(shí)間間期順序。
在圖2下部把供顯示圖像的時(shí)間間期劃分成總共八個(gè)不同權(quán)重的子時(shí)間間期也只是為了形象地表示本發(fā)明。實(shí)際上，可以選擇其它加權(quán)的子時(shí)間間期數(shù)量。
以有利的方式分析MSB(最重要的位)是足夠的。如果在一個(gè)時(shí)間間期內(nèi)取消MSB的顯示，從而就可以在此時(shí)間間期內(nèi)給出其它較小的子段的可能性，也就是帶有較小的權(quán)重的子段代替帶有較大的權(quán)重的子段。如果在顯示半圖像時(shí)數(shù)量很小，還可能完全地放棄設(shè)有MSB的顯示像點(diǎn)。但是這會(huì)導(dǎo)致亮的區(qū)域中顯示的失真。同時(shí)在暗區(qū)域內(nèi)卻對(duì)景象顯示發(fā)生改善，因?yàn)閷?duì)其顯示可以采用多個(gè)子段并且因此可以顯示較好的分辨率。
子時(shí)間間期包括多個(gè)在其中要啟動(dòng)的子段，用多個(gè)等離子體元的放電產(chǎn)生要顯示的圖像。這樣的放電稱為基本脈沖(Sustianpuls)。根據(jù)本發(fā)明減少了基本脈沖的數(shù)量。這借助于圖3示例地說明。
對(duì)于采用安排在特征盒6中的亮度檢測(cè)器6a得出關(guān)于要顯示楨的亮度的信息的上述實(shí)施例的變通，還可以通過電流消耗檢測(cè)器得出所需要的亮度信息。這種電流消耗檢測(cè)器分析圖像顯示裝置的瞬間電流消耗并且向脈沖寬度調(diào)制器10提供該所需要的信息。
此外在上述的實(shí)施例中只區(qū)分有較亮的圖像和有較暗的圖像。本發(fā)明的原理還可以擴(kuò)展為，區(qū)分有較亮的圖像、有中等亮度的圖像和有較暗的圖像并且以此為依據(jù)選擇不同的加權(quán)方案，其特征優(yōu)選地保存在依據(jù)亮度檢測(cè)器的輸出信號(hào)編址的存儲(chǔ)器中。
本發(fā)明的一個(gè)有利的擴(kuò)展在于，預(yù)先進(jìn)行多個(gè)相繼的圖像的亮度分析并且對(duì)的亮度信息進(jìn)行時(shí)間篩選。由此達(dá)到不以圖像的方式在圖2所示的兩個(gè)加權(quán)方案之間轉(zhuǎn)換。
權(quán)利要求
1.方法，用于改善脈沖寬度控制的圖像顯示裝置的灰度分辨率，其中對(duì)于供圖像顯示用的時(shí)間間期劃分成相繼加權(quán)的子時(shí)間間期，在此第一子時(shí)間間期設(shè)有較低的權(quán)重，而第二子時(shí)間間期設(shè)有較高的權(quán)重，并且通過轉(zhuǎn)換成啟動(dòng)序列產(chǎn)生屬于要顯示的圖像的像點(diǎn)的亮度信號(hào)，并且其中采集要顯示的圖像的亮度，其特征在于，在識(shí)別較暗的圖像時(shí)不再采用帶有較高的權(quán)重的第二子時(shí)間間期，而是代之以通過采用附加的帶有低權(quán)重的子時(shí)間間期提高帶有低權(quán)重的子時(shí)間間期的數(shù)量，其中附加的子時(shí)間間期的權(quán)重不同于帶有低權(quán)重的第一分時(shí)間間期的權(quán)重。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采集要顯示的圖像的亮度通過對(duì)要顯示的圖像的所有像點(diǎn)求平均值進(jìn)行。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，采集要顯示的圖像的亮度通過分析圖像顯示裝置的瞬間電流消耗進(jìn)行。
4.裝置，用于改善脈沖寬度控制的圖像顯示裝置的灰度分辨率，具有-控制裝置(9-11)，用于把供圖像顯示用的時(shí)間間期劃分成相繼地加權(quán)的子時(shí)間間期，其中第一子時(shí)間間期設(shè)有較低的權(quán)重，而第二子時(shí)間間期設(shè)有較高的權(quán)重，并且用于通過轉(zhuǎn)換成時(shí)間間期所屬的啟動(dòng)序列產(chǎn)生屬于要顯示的圖像的像點(diǎn)的亮度信號(hào)，并且具有亮度檢測(cè)器(6a)，用于采集要顯示的圖像的亮度，其中，這樣地設(shè)置控制裝置(9-11)，在識(shí)別較暗的圖像時(shí)不再采用帶有較高的權(quán)重的第二子時(shí)間間期，而是代之以通過采用附加的帶有低權(quán)重的子時(shí)間間期提高帶有權(quán)重的子時(shí)間間期的數(shù)量，其中附加的子時(shí)間間期的權(quán)重不同于帶有低權(quán)重的第—分時(shí)間間期的權(quán)重。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，它具有平均器(6a)，設(shè)置用于對(duì)要顯示的圖像的所有像點(diǎn)求平均值。
6.如權(quán)利要求4或5所述的裝置，其特征在于，它具有電流消耗檢測(cè)器，用于分析圖像顯示裝置的瞬間電流消耗。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于改善脈沖寬度控制的圖像顯示裝置的灰度分辨率的方法和裝置。其中對(duì)于供圖像顯示用的時(shí)間間期劃分成相繼地加權(quán)的子時(shí)間間期，在此設(shè)有較低的權(quán)重的子時(shí)間間期和設(shè)有較高的權(quán)重的子時(shí)間間期。如果通過亮度分析識(shí)別較暗的圖像時(shí)不再采用帶有較高的權(quán)重的子時(shí)間間期，而是代之以通過采用附加的帶有低權(quán)重的子時(shí)間間期提高帶有權(quán)重的子時(shí)間間期的數(shù)量，其中附加的子時(shí)間間期的權(quán)重不同于帶有低權(quán)重的第一時(shí)間間期的權(quán)重。由此有暗的圖像時(shí)提高灰度分辨率。
文檔編號(hào)G09G3/36GK1509464SQ02809822
公開日2004年6月30日 申請(qǐng)日期2002年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月14日
發(fā)明者U·費(fèi)斯貝克, U 費(fèi)斯貝克 申請(qǐng)人:格倫迪希公司