專利名稱：一種提高等離子顯示屏灰度等級的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于等離子顯示屏控制領域，涉及等離子顯示屏(以下簡稱為PDP)通過誤差擴散來提高灰度等級從而達到減小動態(tài)偽輪廓的方法，特別是涉及一種經(jīng)過反伽馬(Gamma)校正后的RGB信號的誤差擴散。
背景技術：
與CRT不同的是PDP顯示的亮度和輸入信號具有線性關系。然而目前主要傳輸?shù)囊曨l信號或圖像信號都是假設其圖像信息是用于在類似CRT的具有非線性響應特性的顯示器件上，對視頻信號和圖像信號作了Gamma變換，即vout=(vin)1γ,]]>γ＝2.2～2.8。當直接使用這些信號在PDP上顯示時會由于色彩飽和而造成圖像失真，為了使數(shù)據(jù)信號能夠在PDP上正常顯示那就需要進行相應的校正，即vout′=(vout)γ=((vin)1γ)γ=vin.]]>但PDP使用線性編碼也不是最佳的，比較好的處理方法是對于比較暗的圖像應該提高信號的分辨力，可以采用10字節(jié)位編碼來處理，甚至采用12字節(jié)位來處理圖像信號數(shù)據(jù)。因此為了提高PDP顯示圖像的效果就需要對圖像信號進行兩次數(shù)據(jù)變換，一是為了適應PDP線性特征的D-Gamma變換，二是適應人眼非線性的變換，最后得到變換后的每個像素RGB值均表示為10字節(jié)位。
在PDP中由于是采用子場顯示的方法，就容易導致動態(tài)偽輪廓的產(chǎn)生，那么提高像素單元的數(shù)據(jù)位增加子場數(shù)目，無論是對于去除動態(tài)偽輪廓還是增加圖像灰度等級都能夠取得一定的效果。子場的增加使得準備時間和尋址時間也相應的增加，在一場圖像顯示時間固定為16.7ms情況下必然導致維持時間的減少，從而降低了顯示圖像的亮度，所以就應當在一定數(shù)目的子場下顯示圖像并降低動態(tài)偽輪廓。
在PDP中用來輸入圖像數(shù)據(jù)通常是24字節(jié)位的RGB數(shù)據(jù)，即R、G、B分別為8字節(jié)位數(shù)據(jù)，結果反伽馬(Gamma)校正變換為10字節(jié)位寬的R、G、B子像素點，如圖1所示。反Gamma校正后的10字節(jié)位寬的R、G、B三基色像素值的高八位比特數(shù)能夠正確表示出相應的灰度等級，而最低兩位的比特數(shù)可以看成是灰度等級的小數(shù)部分。但是在PDP中所能顯示的只能是整數(shù)的灰度等級，如果將10字節(jié)位的R、G、B數(shù)據(jù)進行顯示是無法表達小數(shù)部分的灰度等級，必然影響圖像的畫質。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，提供一種提高等離子顯示屏灰度等級的方法，該方法采用擴散算法提高畫質，將在PDP中由于無法表達小數(shù)部分的灰度等級，將最低兩位作為小數(shù)部分的灰度等級，并將其當作誤差值來處理，提高圖像的灰度等級同時也幫助改善動態(tài)偽輪廓的問題。
為了實現(xiàn)上述任務，本發(fā)明采取如下的技術解決方案一種提高等離子顯示屏灰度等級的方法，其特征在于，將經(jīng)過反伽馬校正后的10字節(jié)位寬的R、G、B三基色像素值按高八位和低兩位分離，低兩位的比特數(shù)可以看成是灰度等級的小數(shù)部分，把灰度等級的小數(shù)部分按照一定的擴散方向和擴散權重向鄰近的像素擴散，10字節(jié)寬的子像素經(jīng)過誤差擴散變換為8字節(jié)寬的數(shù)據(jù)；子像素的誤差分別以7/16、1/16、5/16、3/16的擴散權重按四個不同的擴散方向往相鄰的子像素擴散，通過擴散誤差值而提高灰度等級。
所述的像素擴散的具體方式為每個像素點是以R、G、B三個子像素點根據(jù)相應的擴散權重和擴散方法向相鄰像素的R、G、B三個子像素擴散；每個像素點在擴散誤差之前是累加了相鄰像素擴散到該像素點的誤差，判斷是否改變該像素點的灰度等級；
在對該像素點的灰度等級進行改動后，再將它產(chǎn)生的誤差值進行擴散，并根據(jù)同樣的擴散權重和擴散方法將誤差值向其他相鄰的像素擴散。
灰度等級的小數(shù)部分擴散方法是首先，R、G、B作為三個獨立的子像素向相鄰的R、G、B子像素擴散；其次，在一場圖像中是從左到右、從上到下的將誤差進行擴散；子像素在擴散之前都是累加了其前面子像素擴散來的誤差，再進行自身的誤差擴散。
每個像素點在擴散該像素點的誤差之前已經(jīng)在自身誤差上累加了相鄰像素點擴散到該像素點的誤差，從而得到該像素點的累加誤差，將累加誤差和設定的閾值的大小進行比較，判斷該像素點的灰度等級的是否是提高還是減少，并判斷累加誤差是否需要減去閾值得到該像素點用來擴散的誤差。
當累加誤差值大于設定的閾值則增加該像素點的灰度等級，累加誤差應當減去閾值得到該像素點用來擴散的誤差；當累加誤差值小于設定的閾值則不改變該像素點的灰度等級，累加誤差作為該像素點的誤差進行誤差擴散。
本發(fā)明經(jīng)過反伽馬(Gamma)校正后的10字節(jié)位寬的R、G、B三基色像素值的高八位比特數(shù)能夠正確表示出相應的灰度等級，而最低兩位的比特數(shù)可以看成是灰度等級的小數(shù)部分。但是在PDP中所能顯示的只能是整數(shù)的灰度等級，用10字節(jié)位的R、G、B數(shù)據(jù)進行顯示是無法表達小數(shù)部分的灰度等級，將最低兩位的作為誤差值來處理相當于提高了圖像的灰度等級同時也大大改善了動態(tài)偽輪廓的問題。


圖1是通常采用的反Gamma校正變換圖；圖2是一子像素的誤差分別以7/16、1/16、5/16、3/16的擴散權重按四個不同的擴散方向往相鄰的子像素擴散示意圖；圖3是本發(fā)明算法實現(xiàn)流程圖。
以下結合附圖和原理對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
具體實施例方式
所謂的誤差是指經(jīng)過數(shù)據(jù)校正的灰度等級與實際顯示圖像的灰度等級之間的誤差；擴散是指各個像素按照一定的算法將誤差值分配到臨近的像素。實際上誤差擴散就是將圖像色彩深度降低時像素顏色產(chǎn)生的變化誤差通過一定的方式擴散開，這就能夠使人眼在觀看圖像時對于相鄰的像素點集合整體的誤差也隨著變小，也就達到了減小動態(tài)偽輪廓的目的。
為了達到提高畫質的效果，申請人采取誤差擴散算法把灰度等級的小數(shù)部分按照一定的擴散方向和擴散權重向鄰近的像素擴散，10字節(jié)位寬的子像素經(jīng)過誤差擴散變換為8字節(jié)位寬的數(shù)據(jù)同時又保證了畫質。
誤差擴散算法主要是考慮擴散的方向和擴散的權重，子像素的誤差分別以7/16、1/16、5/16、3/16的擴散權重按四個不同的擴散方向往相鄰的子像素擴散。
首先，R、G、B作為三個獨立的子像素向相鄰的R、G、B子像素擴散；其次，在一場圖像中是從左到右、從上到下的將誤差進行擴散；子像素在擴散之前都是累加了其前面子像素擴散來的誤差，再進行自身的誤差擴散。
圖3所示為算法實現(xiàn)流程，先將10字節(jié)位的數(shù)據(jù)高八位的顯示數(shù)據(jù)和低兩位誤差數(shù)據(jù)分開進行處理，將顯示數(shù)據(jù)和誤差分離便于誤差處理。提高誤差處理的精度。
本發(fā)明將擴散算法應用于提高畫質，把灰度等級的小數(shù)部分按照一定的擴散方向和擴散權重向鄰近的像素擴散，10字節(jié)寬的子像素經(jīng)過誤差擴散變換為8字節(jié)寬的數(shù)據(jù)同時又保證了畫質。誤差擴散算法主要是考慮擴散的方向和擴散的權重，子像素的誤差分別以7/16、1/16、5/16、3/16的擴散權重按四個不同的擴散方向往相鄰的子像素擴散，如圖2所示。
圖3所示為算法實現(xiàn)流程，a1是起到數(shù)據(jù)分離作用，先將10字節(jié)的數(shù)據(jù)高八位和低兩位分離，也就是將顯示數(shù)據(jù)和誤差分離便于誤差處理。在a2中將2字節(jié)位的誤差擴為6字節(jié)位以提高誤差處理的精度，同時考慮到誤差存在正負情況再在其前面增加1字節(jié)位的符號位，最后構成7字節(jié)位的誤差。a8用來處理分離出來的8字節(jié)顯示數(shù)據(jù)，對于8字節(jié)的顯示數(shù)據(jù)由于受到其他子像素誤差和自身誤差的影響，必然會改變顯示灰度等級，考慮到溢出情況，因此，將8字節(jié)的顯示數(shù)據(jù)轉換為9字節(jié)。
每個子像素都是先接收擴散來的誤差然后再將誤差擴散給其他子像素，位于(i，j)點的子像素它先接收來自(i-1，j-1)、(i-1，j)、(i-1，j+1)以及(i，j-1)這四個位置的子像素擴散過來的誤差，然后再將誤差累加后并將誤差按設定的方向和權重擴散到(i，j+1)、(i+1，j-1)、(i+1，j)、(i+1，j+1)這四個位置的子像素。
將整個流程簡單的看成由誤差接收模塊和誤差擴散模塊組成，a3、a6、a7成為關鍵步驟。在(i，j)子像素接收誤差過程中，有三個子像素誤差是位于i-1行，剩下一子像素誤差是位于i行j-1列的。接收模塊可分為處理前一行三個子像素誤差和處理同一行前一子像素誤差兩塊，因此，處理好i-1行的三個子像素點擴散來的誤差是關鍵。
步驟a6是將位于(i-1，j-1)的子像素按1/16比例擴散出來的誤差和位于(i-1，j)子像素按3/16比例擴散出來的誤差，以及(i-1，j+1)的子像素按5/16比例擴散處的誤差都將集中到(i，j)的子像素中。根據(jù)此變化規(guī)律，可以用S0、S1、S2、S3這四個變化的狀態(tài)來表示誤差累加的情況，這四種狀態(tài)分別代表了三個不同比例誤差值相累加以及清零。在行場同步信號和消隱信號有效的情況下，只要有像素時鐘的上升沿到來狀態(tài)就變換一次，并隨著時鐘變化狀態(tài)循環(huán)不斷變化。以(i，j)點R子像素為例，將信號量Rerr0、Rerr1、Rerr2、Rerr3作為誤差累加信號。當時鐘開始時狀態(tài)為S0，Rerr0累加了擴散到該點的1/16比例的誤差，Rerr1累加了擴散到該點的5/16比例的誤差，Rerr2累加了擴散到該點的3/16比例的誤差，Rerr3進行存儲后再進行清零；下一時鐘進入狀態(tài)S1，Rerr0累加了擴散到該點的5/16比例的誤差，Rerr1累加了擴散到該點的3/16比例的誤差，Rerr2進行存儲后再進行清零，Rerr3累加了擴散到該點的1/16比例的誤差；時鐘進入狀態(tài)S2，Rerr0累加了擴散到該點的3/16比例的誤差，Rerr1進行存儲后再進行清零，Rerr2累加了擴散到該點的1/16比例的誤差，Rerr3累加了擴散到該點的5/16比例的誤差；最后在S3狀態(tài)下，Rerr0進行存儲后再進行清零，Rerr1累加了擴散到該點的1/16比例的誤差，Rerr2累加了擴散到該點的5/16比例的誤差，Rerr3累加了擴散到該點的3/16比例的誤差。
采用雙口RAM是由于R、G、B既要從存儲器讀取累加擴散誤差進行累加，又要把自身的擴散誤差擴散出去，并最終進行存儲。因此，在誤差擴散的過程中，對存儲器的讀寫操作往往同時進行。既要讀取上一行像素誤差的累加值，又要寫入本行像素誤差累加值。但是對存儲器的同一個地址空間，首先是對其進行讀取操作，然后再經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，一定延時之后，對其進行寫操作，讀取和寫入之間的延時間隔是固定的。
在步驟a3讀取RAM中的累加誤差并與(i，j-1)點子像素的7/16比例的誤差相加，同時累加上(i，j)點子像素自身的誤差最終得到一個新的誤差值，該誤差值也就是(i，j)需要擴散出去的誤差。將誤差值與設定的閾值進行比較，當該值大于或等于閾值則相應點8bit顯示數(shù)據(jù)值加1，如果小于閾值則相應點的顯示數(shù)據(jù)值不變。如果顯示數(shù)據(jù)在增加的同時溢出了，那么就將該子像素點的灰度等級定為255。
權利要求
1.一種提高等離子顯示屏灰度等級的方法，其特征在于，將經(jīng)過反伽馬校正后的10字節(jié)位寬的R、G、B三基色像素值按高八位和低兩位分離，低兩位的比特數(shù)可以看成是灰度等級的小數(shù)部分，把灰度等級的小數(shù)部分按照一定的擴散方向和擴散權重向鄰近的像素擴散，10字節(jié)寬的子像素經(jīng)過誤差擴散變換為8字節(jié)寬的數(shù)據(jù)；子像素的誤差分別以7/16、1/16、5/16、3/16的擴散權重按四個不同的擴散方向往相鄰的子像素擴散，通過擴散誤差值而提高灰度等級。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的像素擴散的具體方式為每個像素點是以R、G、B三個子像素點根據(jù)相應的擴散權重和擴散方法向相鄰像素的R、G、B三個子像素擴散；每個像素點在擴散誤差之前是累加了相鄰像素擴散到該像素點的誤差，判斷是否改變該像素點的灰度等級；在對該像素點的灰度等級進行改動后，再將它產(chǎn)生的誤差值進行擴散，并根據(jù)同樣的擴散權重和擴散方法將誤差值向其他相鄰的像素擴散。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，灰度等級的小數(shù)部分擴散方法是首先，R、G、B作為三個獨立的子像素向相鄰的R、G、B子像素擴散；其次，在一場圖像中是從左到右、從上到下的將誤差進行擴散；子像素在擴散之前都是累加了其前面子像素擴散來的誤差，再進行自身的誤差擴散。
4.根據(jù)權利要求2的方法，其特征在于，所述的每個像素點在擴散該像素點的誤差之前已經(jīng)在自身誤差上累加了相鄰像素點擴散到該像素點的誤差，從而得到該像素點的累加誤差，根據(jù)累加誤差和設定的閾值的大小進行比較，判斷該像素點的灰度等級的是否是提高還是減少，并判斷累加誤差是否需要減去閾值得到該像素點用來擴散的誤差。
5.根據(jù)權利要求4的方法，其特征在于，當累加誤差值大于設定的閾值則增加該像素點的灰度等級，累加誤差應當減去閾值得到該像素點用來擴散的誤差；當累加誤差值小于設定的閾值則不改變該像素點的灰度等級，累加誤差作為該像素點的誤差進行誤差擴散。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高等離子顯示屏灰度等級的方法，把灰度等級的小數(shù)部分按照一定的擴散方向和擴散權重向鄰近的像素擴散，10字節(jié)寬的子像素經(jīng)過誤差擴散變換為8字節(jié)寬的數(shù)據(jù)；子像素的誤差分別以7/16、1/16、5/16、3/16的擴散權重按四個不同的擴散方向往相鄰的子像素擴散。本發(fā)明經(jīng)過反Gamma校正后的10字節(jié)位寬的R、G、B三基色像素值的高八位比特數(shù)能夠正確表示出相應的灰度等級，而最低兩位的比特數(shù)可以看成是灰度等級的小數(shù)部分。將最低兩位的作為誤差值來處理相當于提高了圖像的灰度等級同時也大大改善了動態(tài)偽輪廓的問題。
文檔編號G09F9/313GK1801279SQ2006100416
公開日2006年7月12日 申請日期2006年1月13日 優(yōu)先權日2006年1月13日
發(fā)明者黃偉華 申請人:彩虹集團電子股份有限公司