專利名稱：在顯示裝置上顯示視頻圖像的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在顯示裝置上顯示視頻圖像的方法。更具體地，本發(fā)明設計用于校正由具有以開/關模式進行操作的單元的顯示板，特別是等離子體顯示板所產生的缺陷，即大面積閃爍效應和輪廓效應，并減少在顯示視頻圖像時出現(xiàn)的電流消耗峰值的幅度。
背景技術：
等離子體顯示板技術(以下稱為PDP)能夠獲得大面積的平板顯示屏幕。PDP通常包括兩個絕緣瓦片，在所述兩個絕緣瓦片之間限定了氣體填充空間，在所述氣體填充空間中，限定了以隔板為邊界的基本空間。每一個瓦片配有一個或多個電極陣列?；締卧c在所述基本空間的每一側配有至少一個電極的基本空間相對應。為了激活基本單元，通過在單元的電極之間加入電壓，在對應的基本空間中產生放電。于是，此放電引起了基本單元中的UV射線發(fā)射。沉積在單元壁上的熒光物質將該UV射線轉變?yōu)榭梢姽狻?br> PDP基本單元的操作周期與被稱作視頻幀的視頻圖像的顯示周期相對應。每一個視頻幀由多個通常被稱作子場的基本周期構成。每一個子場包括尋址周期、保持周期以及擦除周期。對單元的開啟或尋址在于發(fā)送或不發(fā)送幅度較大的電脈沖，以便使該單元處于開啟狀態(tài)或關閉狀態(tài)。在保持周期，通過發(fā)送連續(xù)的幅度較小的脈沖，使該單元保持在此狀態(tài)。每一個子場都有特定的保持周期持續(xù)時間以及取決于其保持周期持續(xù)時間的權重。通過利用減幅放電消除單元內部的電荷可以擦除或關閉該單元。單元的發(fā)光周期與單元的保持周期相對應。這些周期分布于整個視頻幀中。于是，人眼對這些發(fā)光周期進行積分，以便重建相應的灰度級。
存在著與這種發(fā)光周期的時間積分相關的幾個問題。在具有高灰度級的圖像一致區(qū)域可能會發(fā)生大面積閃爍的問題。這是因為目前顯示器(陰極射線管或等離子體顯示器)的幀頻率等于50Hz。假設該頻率對于人眼來說相當?shù)?小于60Hz)，因此人眼覺察到了在高視頻級區(qū)域的閃爍。這是因為，在具有8個權重分別是1、2、4、8、16、32、64和128的子場的視頻幀情況下，與30％的保持周期相比，尋址周期占用了大約70％的視頻幀。通過開啟視頻幀的所有子場來獲得255灰度級。于是，視頻信息遍布在整個視頻幀中。但是，按照發(fā)光強度，在三個高權重子場(即視頻幀的43％＝70％的2/8+30％的87％)期間顯示了大部分的發(fā)光信息(224/255，即87％)。由于這種集中度和白屏的出現(xiàn)，人眼會檢測到每20毫秒的亮度峰值(50Hz)并會覺察到閃爍。
此外，對于PDP的電流消耗，電流峰值通常出現(xiàn)在作為最經常開啟的子場的低權重子場期間。這種現(xiàn)象尤其出現(xiàn)在增加編碼的情況下，其中針對除0灰度級之外的所有灰度級，權重最低的子場始終是開啟的。會回想起，在增加編碼中，在視頻幀期間單元最多改變一次狀態(tài)。如果單元在一幀的開始處于開啟狀態(tài)并且在此視頻幀的子場期間切換為關閉狀態(tài)，則其維持該狀態(tài)，直到此視頻幀結束。結果，大多數(shù)單元在視頻幀的低權重子場期間是開啟的，因此在這些子場期間的電流消耗更高。通過包括四個權重分別是1、2、4和8的子場SF1到SF4的增加碼示例示出了該問題。還認為圖像具有等概率的隨機灰度級分布(20％的單元具有灰度級0；20％的單元只在子場SF1期間開啟；20％的單元只在子場SF1和SF2期間開啟；20％的單元只在子場SF1、SF2和SF3期間開啟；以及20％的單元在四個子場SF1、SF2、SF3及SF4期間開啟)。圖1示出了顯示此圖像的同時PDP消耗的能量。在此圖中，認為百分比值100％與當PDP的所有單元同時開啟時輸送給該PDP的電流強度相對應，稱為最大電流強度。圖1示出了PDP的供電電路必須輸送其強度在子場SF1的保持周期期間等于最大電流強度80％、在子場SF2的保持周期期間等于最大電流強度60％、在子場SF3的保持周期期間等于最大電流強度40％以及在子場SF4的保持周期期間等于最大電流強度20％的電流。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個目的是消除大面積閃爍。本發(fā)明的另一個目的是減少在視頻幀的低權重子場期間輸送給PDP的電流強度。
本發(fā)明是一種在視頻幀期間在顯示裝置上顯示視頻圖像的方法。所述裝置包括按照行和列排列的多個單元。所述視頻幀由被稱作子場的多個周期構成，在所述子場期間，每一個基本單元在與亮度權重成正比的時間內處于開啟狀態(tài)或處于關閉狀態(tài)。每一個子場包括—奇或偶尋址周期，用于分別尋址奇數(shù)行單元或偶數(shù)行單元；—至少一個保持周期，板的所有單元共用，在所述保持周期期間，所述單元根據(jù)上一次尋址而處于開啟或關閉；以及—奇或偶擦除周期，以便分別擦除所述奇數(shù)行單元或偶數(shù)行單元的狀態(tài)。
與奇數(shù)行相關的至少一個子場具有由至少一個偶保持周期和/或一個偶擦除周期分隔的至少兩個保持周期。與偶數(shù)行相關的至少一個子場具有由至少一個奇保持周期和/或一個奇擦除周期分隔的至少兩個保持周期。針對板的奇數(shù)和偶數(shù)行，本方法將子場劃分為兩組子場，第一組包括低權重子場而第二組包括高權重子場，這兩個組具有近似相等的持續(xù)時間。于是，估計當前視頻圖像關于之前視頻圖像的運動，從而產生針對當前視頻圖像中的每一個象素的運動矢量。對于當前視頻圖像中的每一個象素，將針對板偶數(shù)行的一組的子場和針對板奇數(shù)行的另一組的子場移位大約等于所估計的運動矢量的一半的量。
根據(jù)第一實施例，按照與板的奇數(shù)行的視頻幀的子場相同的順序顯示板的偶數(shù)行的視頻幀的子場，但是偶數(shù)行的視頻幀的子場在時間上相對于奇數(shù)行的視頻幀的子場偏移了近似一個視頻幀的一半。或者，對于當前視頻圖像中的每一個象素，將針對板奇數(shù)行的第二組的子場和針對板偶數(shù)行的第一組的子場移位大約等于所估計的運動矢量的一半的量，并且將針對板偶數(shù)行的第二組的子場移位近似等于所估計的運動矢量的量?；蛘撸瑢τ诋斍耙曨l圖像中的每一個象素，將針對板偶數(shù)行的第二組的子場和針對板奇數(shù)行的第一組的子場移位大約等于所估計的運動矢量的一半的量，并且將針對板奇數(shù)行的第二組的子場移位近似等于所估計的運動矢量的量。
根據(jù)第二實施例，對于相同的圖像，在奇數(shù)行的低權重子場期間顯示板偶數(shù)行的高權重子場，反之亦然?；蛘?，對于當前視頻圖像中的每一個象素，將針對板奇數(shù)行的第二組的子場和針對板偶數(shù)行的第一組的子場移位近似等于所估計的運動矢量的一半的量?；蛘?，對于當前視頻圖像中的每一個象素，將針對板偶數(shù)行的第二組的子場和針對板奇數(shù)行的第一組的子場移位近似等于所估計的運動矢量的一半的量。
本發(fā)明還是一種包括用于實現(xiàn)本發(fā)明顯示方法的裝置的等離子體顯示板。


當閱讀了以下參考附圖而給出的詳細說明時，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將會變得更加顯而易見，其中—圖1，已經進行了說明，示出了利用現(xiàn)有技術的方法，在視頻幀期間PDP電源電路必須輸送的能量；—圖2示出了現(xiàn)有技術顯示方法的視頻幀的組成；—圖3示出了本發(fā)明顯示方法的視頻幀的組成；—圖4，與圖1相比較，示出了本發(fā)明方法的在視頻幀期間PDP電源電路必須輸送的能量；—圖4示出了利用運動補償實現(xiàn)本發(fā)明方法的第一模式；—圖6示出了利用運動補償實現(xiàn)本發(fā)明方法的第二模式；—圖7示出了用于實現(xiàn)本發(fā)明方法的裝置的示例；以及—圖8和9示出了劃分灰度級的可選方式。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明，分隔PDP奇數(shù)行單元的尋址與PDP奇數(shù)行單元的尋址。將同樣的方式應用于單元的擦除。因此，視頻圖像的顯示幀包括用于尋址PDP奇數(shù)行單元的周期I、用于尋址PDP偶數(shù)行單元的周期P、用于擦除PDP奇數(shù)行單元的周期E(I)、用于擦除PDP偶數(shù)行單元的周期E(P)以及PDP的所有單元共用的保持周期。與示出了現(xiàn)有技術的視頻幀結構的圖2相比，通過圖3示出了該視頻幀的新結構。
圖2示出了包括四個權重分別是1、2、4和8的子場SF1、SF2、SF3及SF4的視頻幀。每一個子場具有擦除周期E(I+P)，在該周期期間依次擦除PDP的偶數(shù)和奇數(shù)行的所有單元；尋址周期I+P，在該周期期間依次尋址PDP的偶數(shù)和奇數(shù)行的所有單元；以及保持周期，該周期的持續(xù)時間與所討論的子場的權重成正比。相繼地對PDP的行進行尋址，也就是說，奇數(shù)行，然后偶數(shù)行，然后奇數(shù)行，等等。
如上所示，圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的視頻圖像顯示幀，包括分別用于尋址PDP奇數(shù)行和偶數(shù)行單元的周期I和P、分別用于擦除PDP奇數(shù)和偶數(shù)行單元的周期E(I)和E(P)以及PDP的所有單元共用的保持周期。將權重是8的子場SF4的保持周期分隔為四個持續(xù)時間較短的保持周期，即分割為兩個權重是1的保持周期、一個權重是2的保持周期以及一個權重是4的保持周期。于是，圖3中的視頻幀具有八個基本周期—第一周期P1，包括擦除周期E(I)、尋址周期I及權重是1的保持周期；—第二周期P2，包括擦除周期E(I)、尋址周期I及權重是2的保持周期；—第三周期P3，包括擦除周期E(I)、尋址周期I及權重是4的保持周期；—第四周期P4，包括擦除周期E(I)、尋址周期I、擦除周期E(P)、尋址周期P及權重是1的保持周期；—第五周期P5，包括擦除周期E(P)、尋址周期P及權重是2的保持周期；—第六周期P6，包括擦除周期E(P)、尋址周期P及權重是4的保持周期；以及最后—第七周期P7，包括擦除周期E(P)、尋址周期P及權重是1的保持周期。
圖3中的虛線還示出了在當前視頻幀之前的視頻幀的周期P7。
視頻幀的保持周期的全部時間對于圖2中的視頻幀保持不變。將同樣的方式應用于尋址和擦除周期。
這種在視頻幀中分開尋址周期和擦除周期的新方式以及保持周期的新分布能夠在視頻幀中或視頻幀的時間位置上得到對于板的奇數(shù)行和偶數(shù)行不同的子場排列。
這是因為，在這種結構中，幀的每一個保持周期與兩個權重不同的子場相關，其中一個與PDP奇數(shù)行的顯示相關，而另一個與偶數(shù)行的顯示相關。
在圖3的示例中，對于PDP奇數(shù)行的顯示，周期P1、P2和P3分別構成了視頻幀的子場SF1、SF2和SF3，且周期P4、P5、P6和P7一起構成了子場SF4(在周期P5、P6和P7的開始不擦除奇數(shù)行單元)。
對于PDP偶數(shù)行的顯示，周期P4、P5和P6分別構成了視頻幀的子場SF1、SF2和SF3。子場SF4構成如下a)或者是當前視頻幀的周期P7和下一個視頻幀的周期P1、P2和P3；b)或者是前一視頻幀的周期P7(虛線所示)和當前視頻幀的周期P1、P2和P3。
其結果有兩種情況—在情況a)，按照與PDP的奇數(shù)行相關的子場相同的順序顯示與PDP的偶數(shù)行相關的子場，即SF1，然后SF2，然后SF3及然后SF4，但是這種顯示相對于奇數(shù)行大約偏移了視頻幀的一半；—在情況b)，不按照與PDP的奇數(shù)行相關的子場相同的順序顯示與PDP的偶數(shù)行相關的子場，即對于奇數(shù)行，按照順序(SF1，SF2，SF3，SF4)，而對于偶數(shù)行則按照順序(SF4，SF1，SF2，SF3)；此外，PDP偶數(shù)行的顯示相對于奇數(shù)行稍微有所偏移；該偏移與周期P7相對應。
在這兩種情況下，均在奇數(shù)行的低權重子場期間顯示偶數(shù)行的高權重子場，反之亦然。因此，可以將此稱為交織(interlaced)尋址或顯示模式。在情況(b)，同時顯示的偶數(shù)行的高權重子場和奇數(shù)行的低權重子場與相同的圖像相關。這在情況a)中是不正確的。
對于人眼來說，這種交織模式等于模擬100Hz的顯示。因此，不再存在大面積閃爍的問題。
此外，這種交織模式使PDP的電流消耗更好地分布于整個幀上。與圖1相比，圖4示出了當使用本發(fā)明的方法時，在視頻幀期間PDP消耗的電流。與圖1中相同，認為圖像具有等概率的可能灰度級分布(20％的單元具有灰度級0；20％的單元只在子場SF1期間開啟；20％的單元只在子場SF1和SF2期間開啟；20％的單元只在子場SF1、SF2和SF3期間開啟；以及20％的單元在四個子場SF1、SF2、SF3及SF4期間開啟)。根據(jù)本發(fā)明，輸送到PDP的電流強度不超過最大電流強度(PDP的所有單元同時都開啟的情況)的50％。這使得能夠使用較低廉的電流源，特別是具有較低電容的放電電容器的電流源。
但是，由于與PDP的偶數(shù)行相關的視頻幀和與PDP的奇數(shù)行相關的視頻幀之間的偏移，這種交織模式會產生一些顯示缺陷。此外，當被顯示的圖像序列包括在多幅連續(xù)圖像中移動的目標時，還可能出現(xiàn)輪廓效應。有利的是，于是，將子場在空間上沿著取決于其在視頻幀中時間位置的運動方向移位，以便修正這些缺陷。
為此，將每一幅圖像j的子場分為兩個連續(xù)的子場組，第一子場組Lj包括低權重子場，且組Hj包括高權重子場。例如，如果視頻圖像包括如圖3得到的四個子場，則組Lj包括子場SF1、SF2和SF3，且組Hj包括子場SF4。這兩個組具有近似相等的持續(xù)時間。于是，針對要顯示的視頻圖像中的每一個象素，計算代表了所討論的視頻圖像相對于其前一幅圖像的運動的運動矢量M。最后，沿著運動方向移位至少一組子場。
圖4示出了如果與PDP的偶數(shù)行相關的視頻圖像相對于與PDP的奇數(shù)行相關的視頻圖像偏移了近似一幀的一半(參考上述情況a)時的子場的移位。在此圖中，y軸代表時間軸，而x軸代表象素。在x軸上，i表示在PDP的偶數(shù)行上顯示的象素，而p表示在PDP的奇數(shù)行上顯示的象素。組L1和H1分別表示針對圖像1的低權重子場和高權重子場。同樣地，組L2和H2分別表示針對圖像2的低權重子場和高權重子場。在時刻0和T之間，相繼地顯示象素i的子場組L1和H1并在T/2和3T/2之間顯示象素p的子場組。T代表了視頻幀的持續(xù)時間。根據(jù)本發(fā)明，將象素i的組H1和象素p的組L1偏移了等于M/2的量。此外，將象素p的組H1移位了等于M的量。被移位子場組的最終位置由圖中的虛線表示。
作為一種變體，在0和T之間顯示象素p的組L1和H1并在T/2和3T/2之間顯示象素i的子場組。將象素p的組H1和象素i的組L1偏移了等于M/2的量，且將象素p的組H1移位等于M的量。
根據(jù)另一種變體，補償被限制為最多M/2的移位幅度。對于一個組的補償是-M/2，對于兩個組的補償是0，且對于最后一組的補償是M/2，在上述示例中進行了-M/2的整體移位。此變體減少了與運動補償相關的面積。
圖6示出了如果與PDP的奇數(shù)行相關的子場順序不同于與偶數(shù)行相關的子場順序(參考上述情況b)時的子場的移位。與圖4相同，在時刻0和T之間，按照此順序顯示象素i的子場組L1和H1。也在0和T之間，顯示象素p的子場組L1和H1，但是按照相反的順序(在組L1之前顯示組H1)。在這種特殊情況下，只有象素i的組H1和象素p的組L1偏移了等于M/2的量。該第二種情況限制了要進行移位的子場數(shù)目。
作為一種變體，按照相反的順序顯示象素p和象素i的組L1和H1。象素i的組H1和象素p的組L1偏移等于M/2的量。
可以有非常多的用于實現(xiàn)本發(fā)明方法的結構。圖7示出了一個典型示例。圖像編碼單元10接收圖像流。此單元的功能是產生根據(jù)本發(fā)明的視頻幀。然后，如信號處理器等運動補償單元11計算與所討論的圖像的多個象素相關的運動矢量、如上所述地偏移子場的組，并將地址信號輸送到等離子體瓦片14的行驅動器12和列驅動器13。設置了同步電路15，用于同步驅動器12和13。此結構僅作為示例給出。
上述實現(xiàn)的模式與允許十六個灰度級的劃分相關。選擇了這些示例，以便簡化說明。變換到256個灰度級是自動的。如果使用了二進制分解，則能夠獲得圖8所示的保持周期劃分。
使用灰度級的二進制劃分并不是必要的。舉個示例，可以使用減少了輪廓效應的更先進的代碼。例如，圖9示出了針對下列亮度權重分解分割保持周期的示例1-2-4-7-11-16-22-30-40-54-72。更一般地，假設可以將其分為兩個權重近似相等的組，則任意類型的灰度級編碼都是可以的。
權利要求
1.一種在視頻幀期間在顯示裝置上顯示視頻圖像的方法，所述裝置包括按照行和列排列的多個單元，所述視頻幀由被稱作子場的多個周期構成，在所述子場期間，每一個基本單元在與亮度權重成正比的時間內處于開啟狀態(tài)或處于關閉狀態(tài)，每一個子場包括-奇或偶尋址周期，用于分別尋址奇數(shù)行單元或偶數(shù)行單元；-至少一個保持周期，板的所有單元共用，在所述保持周期期間，所述單元根據(jù)上一次的尋址而處于開啟或關閉；以及-奇或偶擦除周期，以便分別擦除所述奇數(shù)行單元或偶數(shù)行單元的狀態(tài)；在所述子場中，與奇數(shù)行相關的至少一個子場具有由至少一個偶保持周期和/或一個偶擦除周期分隔的至少兩個保持周期，并且與偶數(shù)行相關的至少一個子場具有由至少一個奇保持周期和/或一個奇擦除周期分隔的至少兩個保持周期，所述方法的特征在于包括下列步驟-針對板的奇數(shù)和偶數(shù)行，將子場劃分為兩組子場，第一組(L1)包括低權重子場，而第二組(H1)包括高權重子場，這兩個組具有近似相等的持續(xù)時間；-估計當前視頻圖像關于之前視頻圖像的運動，從而產生針對當前視頻圖像中的每一個象素的運動矢量(M)；以及-對于當前視頻圖像中的每一個象素，將針對板偶數(shù)行的一組(H1或L1)的子場和針對板奇數(shù)行的另一組(L1或H1)的子場移位大約等于所估計的運動矢量的一半的量(M/2)。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于按照與板的奇數(shù)行的視頻幀的子場相同的順序顯示板的偶數(shù)行的視頻幀的子場，但是偶數(shù)行的視頻幀的子場在時間上相對于奇數(shù)行的視頻幀的子場偏移了近似一個視頻幀的一半。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，-對于當前視頻圖像中的每一個象素，將針對板奇數(shù)行的第二組(H1)的子場和針對板偶數(shù)行的第一組的子場(L1)移位大約等于所估計的運動矢量的一半的量(M/2)，并且將針對板偶數(shù)行的第二組子場移位近似等于所估計的運動矢量的量(M)。
4.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，對于當前視頻圖像中的每一個象素，將針對板偶數(shù)行的第二組(H1)的子場和針對板奇數(shù)行的第一組的(L1)子場移位大約等于所估計的運動矢量的一半的量(M/2)，并且將針對板奇數(shù)行的第二組(H1)的子場移位近似等于所估計的運動矢量的量(M)。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，對于相同的圖像，在奇數(shù)行的低權重子場期間，顯示板偶數(shù)行的高權重子場，反之亦然。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，對于當前視頻圖像中的每一個象素，將針對板奇數(shù)行的第二組(H1)的子場和針對板偶數(shù)行的第一組的子場(L1)移位近似等于所估計的運動矢量的一半的量(M/2)。
7.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，對于當前視頻圖像中的每一個象素，將針對板偶數(shù)行的第二組(H1)的子場和針對板奇數(shù)行的第一組(L1)的子場移位近似等于所估計的運動矢量的一半的量(M/2)。
8.一種等離子體顯示板，其特征在于包括實現(xiàn)了根據(jù)權利1到7之一所述的顯示方法的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在數(shù)字顯示裝置上顯示視頻圖像的方法。圖像的顯示幀包括用于分隔尋址該裝置的奇數(shù)行單元和偶數(shù)行單元的周期以及用于分隔擦除這些單元的周期。視頻幀的每一個子場包括至少一個尋址周期、一個擦除周期以及至少一個保持周期。在子場中排列這些周期，以便在視頻幀中或視頻幀的時間位置上得到對于該裝置的奇數(shù)行和偶數(shù)行不同的子場排列。優(yōu)選地，該裝置是等離子體顯示板。
文檔編號G09G3/28GK1559062SQ02818925
公開日2004年12月29日 申請日期2002年9月20日 優(yōu)先權日2001年9月26日
發(fā)明者迪迪?！ざ磐邠P, 迪迪埃 杜瓦揚, 赫爾茨曼, 赫伯特·赫爾茨曼, 克維克, 喬納森·克維克 申請人:湯姆森許可貿易公司