專利名稱：一種實(shí)現(xiàn)視頻灰度顯示的脈沖寬度調(diào)制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻顯示領(lǐng)域的一種灰度實(shí)現(xiàn)方式，尤其是針對LED、FED及部分OLED等顯示屏灰度實(shí)現(xiàn)所用PWM(脈沖寬度調(diào)制)方式的一種改進(jìn)，該方法能夠有效地降低峰值電流，減小EMI。
背景技術(shù)：
目前，行業(yè)內(nèi)所公知、公用的PWM灰度實(shí)現(xiàn)方法是不同的灰度用不同的顯示激勵時間表示，在電路的實(shí)現(xiàn)中是用灰度數(shù)據(jù)與計數(shù)器相比較，用比較器輸出來控制顯示時間?，F(xiàn)階段有二種主要的電路來實(shí)現(xiàn)這種PWM方式。
第一種是計數(shù)器是加計數(shù)器，從零開始計數(shù)。這種方式導(dǎo)致非零灰度的所有像素同時發(fā)光顯示，峰值電流很大，對電源系統(tǒng)的要求升高；同時由于峰值電流出現(xiàn)的時間固定，形成一個以顯示器行頻為周期的脈沖電流，極易產(chǎn)生較大的電磁輻射。
第二種是計數(shù)脈沖數(shù)目是灰度數(shù)據(jù)的偶數(shù)倍，分成二個相等的部分計數(shù)。為說明方便，假設(shè)灰度級數(shù)是256，計數(shù)脈沖是512。在計數(shù)的前半部分，計數(shù)器從255開始減法計數(shù)，到零后又開始加法計數(shù)，直到255。第二種相較于第一種，在開始計數(shù)時總電流很小，隨著圖像的逐漸導(dǎo)通發(fā)光，電流逐漸增加，在減計數(shù)為零時達(dá)到峰值；然后開始加計數(shù)，圖像電流逐漸減少，電流波形是一個階梯的”鐘”形。此方式在一個行顯示周期內(nèi)，電流較平滑地上升與下降，但是它同樣沒解決下面的問題峰值電流大小及峰值電流出現(xiàn)的時間固定。它同樣面臨第一種的問題，即易形成一個以顯示器行頻為周期電磁輻射。
總之，上述的兩種方法都形成周期的脈沖電流，電流的峰值較高，極易產(chǎn)生比較大的電磁輻射，給消費(fèi)者帶來不良的影響。

發(fā)明內(nèi)容
因此，為了克服現(xiàn)有PWM灰度實(shí)現(xiàn)方式中峰值電流過大及電流峰值位置固定的問題，本發(fā)明提出了一種實(shí)現(xiàn)視頻灰度顯示的脈沖寬度調(diào)制方法，它不僅能讓峰值電流平坦化，而且峰值電流在一行顯示中出現(xiàn)的位置是無序的，隨機(jī)的，可以極大地降低產(chǎn)品的EMI。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種實(shí)現(xiàn)視頻灰度顯示的脈沖寬度調(diào)制方法，該方法本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種實(shí)現(xiàn)視頻灰度顯示的脈沖寬度調(diào)制方法，圖像信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換成R、G、B三原色數(shù)據(jù)信號，再經(jīng)γ校正等線性化處理、比較器比較、驅(qū)動顯示，其特征在于圖像數(shù)據(jù)在輸入到比較器前，有部分像素數(shù)據(jù)進(jìn)行延時處理，使之在經(jīng)過PWM比較器后，此部分?jǐn)?shù)據(jù)的顯示有延時，在一行的顯示中，各像素不是同時點(diǎn)亮的，部分像素在行顯示開始即點(diǎn)亮，另部分像素延遲點(diǎn)亮直至行顯示周期尾部，且延遲點(diǎn)亮?xí)r間與灰度數(shù)據(jù)密切相關(guān)。
數(shù)據(jù)延時處理的方式是對相鄰的像素間隔的延時，即，對相鄰的像素進(jìn)行間隔的延時，第i個像素(含RGB三個子像素)不延時，則第i+1個像素延時，交替進(jìn)行。這是一種最簡單的實(shí)施方式，并不針對三原色中某一類。
所述的像素數(shù)據(jù)的延時處理是對部分像素數(shù)據(jù)進(jìn)行取反碼處理，即將部分像素數(shù)據(jù)通過二分頻和與或門進(jìn)行取反碼處理，該處理是在進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制比較之前進(jìn)行。
所述的像素數(shù)據(jù)的延時處理是采用二次取反碼的方式來實(shí)現(xiàn)，即對部分像素數(shù)據(jù)進(jìn)行二次的取反碼處理，一次是在PWM比較器之前，一次是在PWM比較器之后。
上述的像素數(shù)據(jù)的延時處理，PWM比較器包括有加法計數(shù)器和減法計數(shù)器，對其輸入的數(shù)據(jù)統(tǒng)一采用一樣的計數(shù)器處理，即要么對像素數(shù)據(jù)全采用加法計數(shù)器處理，要么全采用減法計數(shù)器處理。
上述的像素數(shù)據(jù)的延時處理，取反碼處理時對同相或反相的數(shù)據(jù)在PWM比較器中用不同的計數(shù)器來進(jìn)行比較，同相數(shù)數(shù)據(jù)用加計數(shù)器參與比較，反相的數(shù)據(jù)則用減計數(shù)器參與比較。
對像素延時的實(shí)現(xiàn)方式是此部分像素數(shù)據(jù)在送于PWM比較器前取反碼，且在PWM比較器中參與比較的計數(shù)器是減法數(shù)器，減計數(shù)初值是最大灰度對應(yīng)的計數(shù)值。
部分像素的延遲點(diǎn)亮?xí)r間與灰度數(shù)據(jù)的關(guān)系如下Nmax-1-NiNmax-1Tmax]]>
其中Nmax是最大灰度級數(shù)，Ni是一灰度數(shù)據(jù)，Tmax是Nmax對應(yīng)的顯示時間。
在上述的描述中，像素數(shù)據(jù)延時處理是指一行中的像素數(shù)據(jù)。
本發(fā)明將部分像素數(shù)據(jù)為實(shí)現(xiàn)延時顯示而經(jīng)過了特殊處理，在經(jīng)過PWM比較器后，此部分?jǐn)?shù)據(jù)的顯示有延時，且它的顯示延時與其灰度密切相關(guān)，使得在一行數(shù)據(jù)的顯示中各像素不是同時點(diǎn)亮的，使其達(dá)到的有益效果是一行中圖像數(shù)據(jù)的顯示不是同一時刻啟動，一部分像素在行周期開始時即啟動發(fā)光，一部分像素滯后顯示直到行周期結(jié)束，這樣將像素分成”左右”二部分不同時顯示。此種方式行顯示的峰值電流被極大地平滑，同時峰值在行周期出現(xiàn)的位置隨機(jī)，降低了對電源系統(tǒng)的要求，減小了EMI。


圖1是本發(fā)明的電路原理框圖，圖2是發(fā)明第一個實(shí)施例的電路框圖，圖3是本發(fā)明與公知的電路產(chǎn)生的電流效果比較示意圖，圖4是發(fā)明第二個實(shí)施例的電路框圖。
具體實(shí)施例方式
圖1、圖2、圖3及圖4所示，本發(fā)明的實(shí)施及效果如下；圖1中①是視頻數(shù)據(jù)的前序處理過程，包括作一些數(shù)字化的視頻處理，如模數(shù)轉(zhuǎn)換、γ校正、誤差擴(kuò)散等，經(jīng)此處理后的視頻灰度數(shù)據(jù)正比于顯示時間，②是選擇性延遲器，即將視頻數(shù)據(jù)的一部分進(jìn)行選擇性延時(按照間隔選擇，在電路實(shí)現(xiàn)上以時鐘計數(shù)的奇周期或偶周期為標(biāo)志，如奇周期不作處理，則在偶周期的數(shù)據(jù)延時，如偶周期不作處理，則在奇周期的數(shù)據(jù)延時)，以便將像素的顯示分列在行顯示周期的開始及結(jié)尾，③是數(shù)據(jù)分配器，即是將圖像數(shù)據(jù)分配給PWM的比較器，④數(shù)據(jù)暫存器，⑤和⑥為計數(shù)器及比較器，構(gòu)成PWM主體部分。
在圖2所示的第一個實(shí)施例中，以圖像數(shù)據(jù)8Bit為例來說明。圖1中的選擇性延時器由圖2的②與⑦構(gòu)成，數(shù)據(jù)采樣時鐘的二分頻②-1與8異或門②-2構(gòu)成選擇性反相器，將部分圖像數(shù)據(jù)取反碼，此部分?jǐn)?shù)據(jù)對應(yīng)的比較器輸出經(jīng)過處理后在觸發(fā)顯示驅(qū)動單元前，再取反碼⑦一次。前一次取反碼是為了將比較器的輸出波形作調(diào)整，使灰度顯示是在行顯示周期的未尾，而沒有反相的數(shù)據(jù)則在行周期的開始就顯示；第二次取反碼則是為了恢復(fù)灰度顯示的原始時間寬度，圖像數(shù)據(jù)④與比較器⑥比較，來控制顯示的通斷時間。
用圖3的一個例子來說明各種方式的差異性。設(shè)最大的灰度級是256，有四個灰度數(shù)據(jù)64、96、128、160，它們單獨(dú)驅(qū)動時的電流波形如圖3a所示。在第一種的顯示方式中，灰度的顯示是同時開始的，它的峰值電流及位置是固定的，如圖3b；在第二種的顯示方式中，以最大灰度顯示時間的中間作參考點(diǎn)，各灰度在此參考點(diǎn)左右同時顯示，相較于第一種，此方式只是電流較平滑地上升及下降，但同時它的峰值電流沒減少，峰值位置更加確定，如圖3c所示；本發(fā)明的特點(diǎn)表現(xiàn)在圖3d中，四個灰度數(shù)據(jù)中的64、128開始時即顯示，而96、160二數(shù)據(jù)則延遲顯示，但以最大灰度顯示時間的結(jié)束作它們的結(jié)束邊界，這樣灰度數(shù)據(jù)就分列行顯周期”左、右”顯示。從圖3d可以看出，電流平滑了，只要有灰度數(shù)據(jù)小于最大值的一半，顯示的峰值電流就小于第一種及第二種；另外峰值電流的位置是隨機(jī)的，減小了EMI。在圖4所示的第二個實(shí)施例中，通過選擇性反相器②反相的數(shù)據(jù)，在PWM比較器⑥中是與一個減法器⑤-1相比較，此減法器減計數(shù)的初始值是最大灰度值對應(yīng)的計數(shù)值；沒有經(jīng)過選擇性反相器②反相的數(shù)據(jù)，在PWM比較器中是與一個加法計數(shù)器⑤-2比較，此加法器減計數(shù)初始值是最低灰度值對應(yīng)的計數(shù)值。
權(quán)利要求
1一種實(shí)現(xiàn)視頻灰度顯示的脈沖寬度調(diào)制方法，圖像信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換成R、G、B三原色數(shù)據(jù)信號，再經(jīng)γ校正等線性化處理、比較器比較、驅(qū)動顯示，其特征在于圖像數(shù)據(jù)在輸入到比較器前，有部分像素數(shù)據(jù)進(jìn)行延時處理，使之在經(jīng)過PWM比較器后，此部分?jǐn)?shù)據(jù)的顯示有延時。
2如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)視頻灰度顯示的脈沖寬度調(diào)制方法，其特征在于所述的像素數(shù)據(jù)的延時處理是對部分像素數(shù)據(jù)進(jìn)行取反碼處理，即將部分像素數(shù)據(jù)通過二分頻和與或門進(jìn)行取反碼處理，該處理是在進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制比較之前進(jìn)行。
3如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)視頻灰度顯示的脈沖寬度調(diào)制方法，其特征在于所述的像素數(shù)據(jù)的延時處理是采用二次取反碼的方式來實(shí)現(xiàn)，即對部分像素數(shù)據(jù)進(jìn)行二次的取反碼處理，一次是在PWM比較器之前，一次是在PWM比較器之后。
4如權(quán)利要求3所述的實(shí)現(xiàn)視頻灰度顯示的脈沖寬度調(diào)制方法，其特征在于上述的像素數(shù)據(jù)的延時處理，PWM比較器包括有加法計數(shù)器和減法計數(shù)器，對其輸入的數(shù)據(jù)統(tǒng)一采用一樣的計數(shù)器處理，即要么對像素數(shù)據(jù)全采用加法計數(shù)器處理，要么全采用減法計數(shù)器處理。
5如權(quán)利要求4所述的實(shí)現(xiàn)視頻灰度顯示的脈沖寬度調(diào)制方法，其特征在于上述的像素數(shù)據(jù)的延時處理，取反碼處理時對同相或反相的數(shù)據(jù)在PWM比較器中用不同的計數(shù)器來進(jìn)行比較，同相數(shù)數(shù)據(jù)用加計數(shù)器參與比較，反相的數(shù)據(jù)則用減計數(shù)器參與比較。
6如權(quán)利要求4所述的實(shí)現(xiàn)視頻灰度顯示的脈沖寬度調(diào)制方法，其特征在于對像素延時的實(shí)現(xiàn)方式是此部分像素數(shù)據(jù)在送于PWM比較器前取反碼，且在PWM比較器中參與比較的計數(shù)器是減法數(shù)器，減計數(shù)初值是最大灰度對應(yīng)的計數(shù)值。
7如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)視頻灰度顯示的脈沖寬度調(diào)制方法，其特征在于數(shù)據(jù)延時處理的方式是對相鄰的像素間隔的延時，即，對相鄰的像素進(jìn)行間隔的延時，第i個像素(含RGB三個子像素)不延時，則第i+1個像素延時，交替進(jìn)行。
8如權(quán)利要7所述的實(shí)現(xiàn)視頻灰度顯示的脈沖寬度調(diào)制方法，其特征在于部分像素的延遲點(diǎn)亮?xí)r間與灰度數(shù)據(jù)的關(guān)系如下Nmax-1-NiNmax-1Tmax]]>其中Nmax是最大灰度級數(shù)，Ni是一灰度數(shù)據(jù)，Tmax是Nmax對應(yīng)的顯示時間。
9如權(quán)利要求8所述的實(shí)現(xiàn)視頻灰度顯示的脈沖寬度調(diào)制方法，其特征在于在上述的描述中，像素數(shù)據(jù)延時處理是指一行中的像素數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明是一種實(shí)現(xiàn)視頻灰度顯示的脈沖寬度調(diào)制方法，圖像信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換成R、G、B三原色數(shù)據(jù)信號，再經(jīng)γ校正等線性化處理、比較器比較、驅(qū)動顯示，圖像數(shù)據(jù)在輸入到比較器前，有部分像素數(shù)據(jù)進(jìn)行延時處理，使得在一行像素的顯示中，各像素不是同時點(diǎn)亮的，部分像素在行顯示開始即點(diǎn)亮，另部分像素延遲點(diǎn)亮直至行顯示周期尾部，此種方式行顯示的峰值電流被極大地平滑，同時峰值在行周期出現(xiàn)的位置隨機(jī)，降低了對電源系統(tǒng)的要求，減小了EMI。
文檔編號H04N9/64GK1710964SQ200410027668
公開日2005年12月21日 申請日期2004年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月17日
發(fā)明者何洪蕩 申請人:Tcl王牌電子(深圳)有限公司