專利名稱：：減小顯示系統(tǒng)中感知輪廓的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及數(shù)字式視頻顯示，特別涉及用于這些顯示的數(shù)據(jù)脈沖寬度調(diào)制。典型的二元空間光調(diào)制器包含具有兩種狀態(tài)即ON和OFF的元件。當正圖數(shù)字式顯示模擬數(shù)據(jù)的取樣時，會出現(xiàn)某些困難。用脈沖寬度調(diào)制(PWM)如以陰極射線管(CRT)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，能較真實地模擬顯示。典型的PWM包括將幀時間分成許多段。例如，一個按8比特取樣的系統(tǒng)，幀時間分成255段(28-1)。最高的有效位數(shù)據(jù)(MSB)在給定的元件上顯示128時間段。若與元件相關(guān)的像素的總的二元值的亮度值為128以上，則MSB應(yīng)為1。這應(yīng)典型地使元件為ON態(tài)，在ON態(tài)處光直射到顯示面。其它實施例，在128時間段內(nèi)多次轉(zhuǎn)換元件OFF和ON，而元件不在ON態(tài)停留128時間段。然后，下一個MSB應(yīng)有64時間段的時間周期，因此，以下的位應(yīng)陸續(xù)有32、16、8、4、2和1時間段。最低的有效位(LSB)只有1時間段其它位的時間段應(yīng)是它的多倍、因此，最小的時間段通常叫做LSB時間。例如，MSB可以說有128LSB時間，而不是128時間段。在用PWM的系統(tǒng)中LSB是有限制的。對8位彩色系統(tǒng)而言，每個顏色必須有1/3幀時間。幀按60Hz傳播，因此，幀時間是1/60，或16.67毫鈔。對三色(紅、綠、蘭)系統(tǒng)而言，每色應(yīng)只有5.56毫秒。因此，LSB時間應(yīng)是21.77微秒。就大多數(shù)空間光調(diào)制器而言，這會引起問題。每個元素的轉(zhuǎn)換時間應(yīng)紙于該時間。一種方法是減少每個取樣的位數(shù)。例如，只用7位取樣使LSB的時間量增大到43.77微秒。但是，每個取樣低于8位則會導(dǎo)致視覺的人為現(xiàn)象和輪廓。因而，用PWM的方法允許使用8位取樣，其中需要系統(tǒng)的時間制約和調(diào)制器。本發(fā)明的一個方案是一種用于在空間光調(diào)制器上數(shù)據(jù)顯示的脈沖寬度調(diào)制方法。其中，數(shù)據(jù)用每個取樣的位數(shù)M進行數(shù)字化。然后，將給出的視頻幀時間按每個取樣m-1位分成LSB的倍數(shù)，用于脈沖調(diào)制。在一幀時間內(nèi)。用全部LSB倍數(shù)顯示用于電流幀用的M位取樣的全部位，只是不顯示每個取樣用的LSB。在下一幀時間內(nèi)，顯示用于下一幀的M位取樣的全部位，這幀時間有的LSB倍數(shù)是前一幀的LSB倍數(shù)加一個LSB時間。本發(fā)明的優(yōu)點是，為避免在最后顯示的圖像中出現(xiàn)輪廓和人為現(xiàn)象，允許用更多位數(shù)。本發(fā)明還有一個優(yōu)點是、空間光調(diào)制器不需要長的轉(zhuǎn)變或轉(zhuǎn)換時間。通過以下結(jié)合附圖所作的詳細說明，將會更清楚地理解本發(fā)明及其優(yōu)點。圖1是關(guān)于每個像素用8位和7位取樣的現(xiàn)有脈沖寬度調(diào)制的時序圖；圖2是每個像素有8位取樣的交替幀脈沖寬度調(diào)制方法的一個實施例的操作流程圖；圖3是每個像素有8位取樣的交替幀脈沖寬度調(diào)制方法的一個實施例的時序圖；圖4是每個像素8位取樣的交替幀脈沖寬度調(diào)制控制電路的方框圖。圖1中示意性展示出每個取樣8位和7位的時序的典型脈沖寬度調(diào)制。每個取樣位數(shù)叫作新進數(shù)據(jù)取樣用位數(shù)。典型的空間光調(diào)制器以數(shù)字式顯示每個像素的數(shù)據(jù)。數(shù)字詞或取樣有預(yù)定的位數(shù)。位數(shù)越多，數(shù)字化越精確，時間分得更細。每個取樣用7位，也叫做7位系統(tǒng)，要顯示的最低有效位(LSB)是43.75微秒，如圖1中線10所示。若規(guī)定LSB為位O，那么位1應(yīng)顯示它的兩倍長，或2LSB。然后，2-5位的時間應(yīng)分別等于4LSB、8LSB、16LSB和32LSB。最高有效(MSB)位6，應(yīng)有的時間等于64LSB，它恰好超過有效的幀時間的一半。7位3色系統(tǒng)有27-1或127LSB時間(43.74微秒時間，127＝5.56毫秒，即60Hz視頻系統(tǒng)中3色中的1個顏色的幀時間。對大多數(shù)空間光調(diào)制器就它們在態(tài)與態(tài)之間它們的轉(zhuǎn)變時間，7位系統(tǒng)中的LSB時間是可調(diào)整的。但是，7位系統(tǒng)會產(chǎn)生更多的人為現(xiàn)象和輪廓，這對觀眾而言圖形質(zhì)量下降了。8位系統(tǒng)的LSB時間為21.77微秒，正如圖1中線12所示。調(diào)制器的轉(zhuǎn)變時間接近甚至超過時間周期時，它變得不能調(diào)整。但是，每個取樣8位似乎是減少人為現(xiàn)象和輪廓的閾值。但是，調(diào)制器轉(zhuǎn)換時間的時間限制與60Hz系統(tǒng)中的占有時間之間存在矛盾。圖2展示了有8位系統(tǒng)的優(yōu)點的方法操作流程圖，但沒有正視這種短LSB時間的缺點。20步中，每個取樣的位數(shù)用于均分LSB的次數(shù)。若每個取樣的位數(shù)是每個取樣的實際位數(shù)，則規(guī)定LSB的次數(shù)減1倍。例如，對于8位系統(tǒng)，應(yīng)用7位均分LSB時間，用2m-1均分LSB時間。就8位系統(tǒng)(m＝8)，應(yīng)得出255LSB時間。但是，按本實施例，m-1位只能用于27-1或127LSB時間。一旦確定了每幀的LSB的次數(shù)，若它是7位系統(tǒng)，則在第1幀中顯示數(shù)據(jù)，在22步中不顯示LSB。該幀中每位應(yīng)有以下的LSB的次數(shù)位7/64；位6.32；位5.16；位4.8；位3，4；位2、2；位1、1。這要給出127LSB的總次數(shù)。24步中，用相同的加數(shù)顯示下一幀，只是顯示LSB的1LSB時間。注意，標準脈沖寬度調(diào)制中，要典型顯示的LSB只是上述圖解說明中的1/2LSB時間。這種情況下，代替127，幀應(yīng)有128LSB次。該額外的LSB時間可均分在幾路中。就一個實例而言，第1幀能分成128LSB次，每次時間為43.40微秒長。最后的LSB時間電子在時間內(nèi)不顯示任何數(shù)據(jù)，因此可忽略不計。另一個實例是，第1幀仍保持分成127次LSB，每次是44.77微秒。不考慮第1幀如何分，第2幀總是分成128LSB。后一例中，應(yīng)該有調(diào)節(jié)不同幀次數(shù)的控制電路，無限重復(fù)幀之間的交替，直到系統(tǒng)轉(zhuǎn)到OFF，或假定一些其它靜止狀態(tài)。LSB的各種值和次數(shù)列于下表中</tables>表中，術(shù)語“等幀時間”是指圖3所示第1例，“平均幀時間”是指第2例。設(shè)計者選擇所用方法，以調(diào)節(jié)第2幀中額外的LSB時間。可以決定選擇的因素包括特別系統(tǒng)對排除人為現(xiàn)象和輪廓的要求，控制不同幀時間的數(shù)據(jù)處理能力；和調(diào)制器使用中的速度和運行。能用于調(diào)節(jié)上述任一實施或其它實例的可能的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一個實例示于圖4中。圖4中，空間光調(diào)制器40有一輔助存儲器42。用編制器48處理特進入的數(shù)據(jù)，它可以包括按等于每個取樣的m位的速度取樣數(shù)據(jù)。指令序列控制器44，它控制從存儲器取出數(shù)據(jù)和將數(shù)據(jù)送入存儲器的速度?？蓪⒅噶钚蛄锌刂破髟O(shè)計成或編程為改變幀與幀之間LSB次數(shù)的長度，或恰好使一個LSB時間用的全部調(diào)制器元件轉(zhuǎn)到OFF。指令序列控制器接收觸發(fā)器電路46來的信號，它負責(zé)狀態(tài)轉(zhuǎn)換，或儲存數(shù)值，顯示下一幀的數(shù)據(jù)是127LSB，或是128。觸發(fā)器電路會根據(jù)幀同步信號的接收送出兩個信號中的一個。若前一信號顯示127-LSB幀像，電流信號應(yīng)顯示128-LSB幀像。根據(jù)下一幀同步信號的接收，送入的信號應(yīng)相應(yīng)地反向。上述的方法和電路允許每個取樣數(shù)據(jù)使用8位，以避免用少于8位的系統(tǒng)中的輪廓和人為現(xiàn)象，還允許空間光調(diào)制器有足夠的時間在允許的時間幀中改變狀態(tài)。顯示其它每一幀的LSB，引起幀與幀之間明顯的暫時不一致是獨創(chuàng)的思想。但是測試中，沒曝露出這種不一致。此外，其它每幀的LSB顯示只是減少了從數(shù)據(jù)的全部幀恰好除去了LSB的存在于7位系統(tǒng)或8位系統(tǒng)中的輪廓和人為現(xiàn)象。盡管集中說明了用7位定時顯示的8位系統(tǒng)，但本方法也能用于其它情況，如，用8位定時顯示9位系統(tǒng)。而且，按該方式能時間調(diào)制1位以上，如用6位定時顯示的8位。在最初實驗的最后的實例中會引起的閃變，而用8位定時顯示的10位系統(tǒng)則不會。第1幀中，全部位都應(yīng)顯示，只是最后的有效位不顯示。隨著要顯示的其它每幀的LSB，應(yīng)顯示每個第四幀的LSB。因此，盡管是用特定的實施例說明了脈沖寬度調(diào)制法，但它們不是對發(fā)明范圍的限制，發(fā)明要求保護的范圍由以下權(quán)利要求書限定。權(quán)利要求1用脈沖寬度調(diào)制的數(shù)字式視頻數(shù)據(jù)顯示方法，包括根據(jù)位數(shù)小于數(shù)字取樣用的實際位數(shù)的脈沖寬度調(diào)制圖表，用脈沖寬度調(diào)制，在視頻幀時間內(nèi)均分最后有效位(LSB)次數(shù)；顯示所述幀時間中的所述視頻數(shù)據(jù)的第1幀，其中所述幀有預(yù)定次數(shù)的LSB，因此，除LSB外顯示所述第1幀中的任何取樣的全部位數(shù)，顯示所述幀時間中的所述視頻數(shù)據(jù)的第2幀，所述幀有預(yù)定次數(shù)的LSB加上甚少一個LSB時間，因此，顯示比所述第1幀中顯示過的任何取樣多的更多位。2按權(quán)利要求1的方法，其特征是，脈沖寬度調(diào)制圖表有7位，而且，其中的8位是實際用于所述數(shù)字取樣。3按權(quán)利要求1的方法，其特征是，脈沖寬度調(diào)制圖表有8位，而且，第中9位實際用于所述數(shù)字取樣。4按權(quán)利要求1的方法，還包括每個第4幀顯示LSB的步驟。5空間光調(diào)制器上數(shù)據(jù)的脈沖寬度調(diào)制的控制電路，包括；存儲器，與所述空間光調(diào)制器連接，用于儲存并給所述調(diào)制器輸入數(shù)據(jù)；編制器，與所述存儲器連接，能編制新進入的視頻數(shù)據(jù)，包括以每個像素的m位的預(yù)定取樣速率將所述數(shù)據(jù)數(shù)字化的功能；指令順序控制器，與所述存儲器和所述空間光調(diào)制器連接，能控制從所述存儲器到所述調(diào)制器的數(shù)據(jù)流，用所述調(diào)制器對所述數(shù)據(jù)脈沖寬度調(diào)制；觸發(fā)器電路，與所述指令順序控制器連接，它接收幀同步信號，并用所述幀同步信號將信號送到所述指令順序控制器，其中所述信號引起所述指令順序控制器控制所述脈沖寬度調(diào)制，因此，所述空間光調(diào)制器交替采用第1幀形式和第2幀形式，所述第1幀形式中除每個像數(shù)的LSB外所有位全部顯示，所述第2幀形式中顯示的每個像素的位比第1幀中的顯示位更多。6按權(quán)利要求5的電路，其特征是，所述觸發(fā)器電路還用所述幀同步信號將信號送給所述指令順序控制器以控制所述脈沖寬度調(diào)制，因此，每個第4幀顯示的任何取樣的LSB。全文摘要使用具有有限轉(zhuǎn)變時間的空間光調(diào)制器的脈沖寬度調(diào)制方法。該方法用每個取樣的m位來數(shù)字化新進的數(shù)據(jù)，但按m-1位均分脈沖寬度調(diào)制的LSB的次數(shù)。當前視頻幀顯示每個取樣的全部位，只是不顯示每個取樣的LSB。下一視頻幀迅速每個取樣的全部位，加一個以上的LSB來分割幀時間，第1幀能用任何附加的LSB時間和不顯示數(shù)據(jù)，或者，它能只用所需的LSB次數(shù)。在后一種情況下，系統(tǒng)會調(diào)節(jié)用于幀交替的幀時間的不同部分。文檔編號H04N5/74GK1155217SQ9611921公開日1997年7月23日申請日期1996年10月6日優(yōu)先權(quán)日1995年10月6日發(fā)明者維沙爾·馬坎迪,D·B·多爾蒂,R·J·戈夫申請人:德克薩斯儀器股份有限公司