专利名称：切换驱动序列的图像显示设备和方法
技术领域：
本发明通常涉及图像显示设备和用于驱动这种设备的方法，特别涉及一种图像显示设备和用于驱动适合于驱动等离子显示面板(PDP)的这种设备的方法。
背景技术：
近年来，随着显示设备尺寸的增加，存在着对平面屏幕显示设备的需求。响应于这种需求，提供了各种类型的平面屏幕显示设备。各种实例包括按照原样显示数字信号的矩阵面板，例如，诸如PDP的气体放电面板、DMD(数字微镜器件)、EL显示装置、荧光显示管、液晶显示装置等。在这些平面屏幕显示装置中，气体放电面板具有诸如适合于大尺寸屏幕、提供具有高显示质量的自发光屏幕，和提供高速响应的优势。因为这些优势，气体放电面板已经被投入实际应用，作为具有直观式的大型屏幕的HDTV(高清电视)显示装置。
等离子显示设备具有设置在每个区域(帧)中的并且包括地址脉冲和多个维持放电脉冲(维持脉冲(sustain pulse))的多个加权的子域(SF发光块)，并通过选择性地打开/关闭这些子域以控制灰度色调来显示图像。在这种通过控制子域的打开/关闭状态来显示多个色调的图像显示设备中，需要改善正确显示低亮度区的能力。具体地，需要减少切换驱动序列的反作用和改善正确表示低亮度区的能力，同时避免频繁切换驱动序列。
用于改善正确表示低亮度区的能力的传统的显示驱动方法包括，当由于所显示图像的最大亮度低而导致存在没有点亮的子域时，切换驱动序列以便于增加低亮度地带中的灰度级数目的方法。假设子域SFmin至SFmax被用于在切换之前显示驱动序列中的图像，在切换之后可以使用具有最小子域SFmin的一半权重(长度)的子域SFmin-1来代替驱动序列中的最大权重(长度)子域SFmax，使得子域SFmin至SFmax-1和SFmin-1被用于显示图像。在这种情况下，可显示的最大亮度降低，但是最低亮度地带中的灰度级的数目可以增多。
还有一种改进的方法(见专利文献1)，在该方法中，当SFmax的利用率下降到某个阈值之下时，切换驱动序列，从而减少在切换的时候发生的视觉上的反作用，同时，将滞后特性给予阈值用于切换驱动序列，从而延长使用切换后的驱动序列的时段。
日本专利申请公开第2005-234369号。
在这些传统方法中，当最大权重子域SFmax的利用率在不为零的同时降低到阈值之下来触发驱动序列的切换时，由于应该点亮的子域SFmax不存在，所以应该使用仍然保持不被频繁使用的子域SFmax的像素的灰度级被改变成完全不同的灰度级。在这种情况下，不能表示出正确的亮度，并且会观察到很大的颜色偏移。
因而，需要一种能在切换驱动序列的时候减少颜色变化的图像显示设备和用于驱动该设备的方法。
发明内容
本发明的一般目的是提供一种主要解决由于相关技术的限制和缺点而引起的一个或多个问题的图像显示设备和用于驱动该设备的方法。
本发明的特征和优势将在下面的说明书中给出，并部分地从说明书和附图中变得显而易见，或者可以根据说明书中提供的教导通过实践本发明来获知。本发明的目标以及其它特征和优点将通过说明书中以这种完整、清楚、简洁并且准确的形式所具体指出的图像显示设备和用于驱动该设备的方法来实现和获得，使得本领域中具有普通技能的人员能够实践本发明。
根据本发明的目的，为了实现这些和其它优点，本发明提供了一种图像显示设备，该设备将一个区域分成多个加权的子域，并根据用于定义相对于输入图像信号的每个电平的每个子域的开/关状态的点亮模式表，控制子域的开/关状态，从而在显示面板上显示多级图像。图像显示设备包括显示子域选择电路、增益特性生成电路和增益控制电路，其中，显示子域选择电路被配置成响应于输入图像信号从多个点亮模式表中选择点亮模式表，增益特性生成电路被配置成从多个增益特性中选择对应于所选择的点亮模式表的增益特性，增益控制电路被配置成响应于所选择的增益特性产生通过限制输入图像信号的最大电平形成的增益受限的图像信号，其中根据所选择的点亮模式表响应于增益受限的图像信号的电平，控制子域的开/关状态，从而在显示面板上显示多级图像。
根据本发明的另一方面，驱动图像显示设备的方法将一个区域分成多个加权的子域，并根据定义相对于输入图像信号的每个电平的每个子域的开/关状态的点亮模式表，控制子域的开/关状态，从而在显示面板上显示多级图像，该方法包括以下步骤响应于输入图像信号从多个点亮模式表中选择点亮模式表的步骤，从多个增益特性中选择对应于所选择的点亮模式表的增益特性的步骤，响应于所选择的增益特性产生通过限制输入图像信号的最大电平形成的增益受限的图像信号的步骤，和通过根据所选择的点亮模式表响应于增益受限的图像信号的电平控制子域的开/关状态，在显示面板上显示多级图像的步骤。
根据本发明的至少一个实施例，通过在切换驱动序列的时候切换增益特性来限制图像信号的最大电平，使得没有像素再使用在切换驱动序列的时候被替换的子域。使用这种设置，点亮的像素的亮度无论如何都不会由于在切换驱动序列的时候舍弃部分点亮模式而变化。尽管由于增益特性的切换，可能引起像素的亮度变化，但是使用代表输出灰度色调相对于输入灰度色调的具有平缓变化的特性(增益特性)曲线，可减少与切换驱动序列相关的亮度和颜色变化的奇怪的视觉表现。此外，对三原色使用共同的同样的增益特性，可避免在切换点亮模式表时三原色的比值变化，从而减少显示颜色的变化。
结合附图，从下面的详细说明，将理解本发明的其它目的和另外的特征，在附图中图1是表示根据本发明的图像显示设备的第一实施例的框图；图2是表示根据本发明的图像显示设备的多级处理电路的一个实例的框图；
图3是表示根据本发明的图像显示设备的SF转换电路中的点亮模式表的第一实例的视图；图4是表示根据本发明的图像显示设备的SF转换电路中的点亮模式表的第二实例的视图；图5是表示根据本发明的图像显示设备的SF转换电路中的点亮模式表的第三实例的视图；图6是表示图2中所示的错误扩散控制电路的一个实例的框图；图7是表示根据本发明的图像显示设备的SF利用率检测电路的一个实例的框图；图8是表示根据本发明的图像显示设备的显示SF选择电路的一个实例的框图；图9是表示根据本发明的图像显示设备的显示SF选择电路的输出表的一个实例的视图；图10是表示根据本发明的图像显示设备的驱动控制电路所使用的驱动序列的一个实例的视图；图11是表示根据本发明的图像显示设备的驱动控制电路的一个实例的视图；图12是表示根据本发明的图像显示设备的增益特性生成电路的输出表的一个实例的视图；图13是表示根据本发明的图像显示设备的增益特性生成电路所生成的增益特性的视图；图14是表示根据本发明的图像显示设备所执行的显示SF选择处理的一个实例的流程图；图15是表示根据本发明的图像显示设备的第二实施例的框图；图16是表示根据本发明的图像显示设备的增益特性生成电路的输出表的一个实例的视图；图17是表示根据本发明的第三实施例的增益特性的视图；图18是表示对于使用SFb10的情况和不使用SFb10的情况，根据本发明的第四实施例的增益特性的视图；图19是表示对于使用SFb10的情况和不使用SFb9和/或SFb10的情况，根据本发明的第四实施例的增益特性的视图；
图20是根据本发明的图像显示设备所执行的显示SF选择处理的一个实例的流程图；图21是表示在图20中M＝30的情况下选择的增益特性的一个实例的视图；图22是表示在图20中M＝10的情况下选择的增益特性的一个实例的视图；和图23是表示根据本发明的图像显示设备中的显示SF选择电路的输出的滞后特性的一个实例的视图。
具体实施例方式
在下文中，将参照附图描述本发明的实施例。
图1是表示根据本发明的图像显示设备的第一实施例的框图。图1示出了数字视频信号输入终端1，用于接收水平同步信号、垂直同步信号、指示显示时段的显示时段信号、时钟信号等的同步信号输入终端2，多级处理电路3，区域存储器4，驱动控制电路5，SF利用率检测电路6，显示SF选择电路7，定时生成电路8，显示面板9，和增益特性生成电路10。
多级处理电路3执行输入到数字视频信号输入终端1中的视频信号的PDP显示所需的信号处理，并将处理后的信号提供给区域存储器4和SF利用率检测电路6。区域存储器4存储从多级处理电路3提供的用于一个区域的数据。在用于一个区域的数据被存储在区域存储器4中的时段之后的下一个区域时段期间，驱动控制电路5连续读取为一个区域存储的单独地用于每个子域的数据。读取的数据被提供给显示面板9。显示面板9可以是等离子显示面板，例如，并包括各种类型的驱动器(例如，在三电极交流电驱动型PDP(tri-electrodealternating-current-drive-type PDP)的情况下的X驱动器、Y驱动器和地址驱动器)。
定时生成电路8用于产生各种类型的定时信号，诸如同步信号。
SF利用率检测电路6检测每个子域中要点亮的像素数目，并将检测结果提供给显示SF选择电路7。权重越大(时段越长)的子域中使用的像素数目越大，图像整体越亮。响应于指示整个图像灰度(亮/暗)的SF利用率检测电路6的输出，显示SF选择电路7输出选择多个点亮模式表中的一个的选择信号。这里，点亮模式表相对于待显示的数字视频信号的每个灰度色调，定义多个子域之中的应该被点亮的子域。
例如，可设置来自SFb1至SFb10的10个子域，并且当整个图像明亮时，可使用来自SFb3至SFb10的8个子域。在此情况下，对应于SFb1和SFb2的精细色调只能通过错误扩散处理来恢复，这意味着表现这些精细色调的能力衰退。当整个图像很暗时，使用来自SBb1至SBb8的8个子域。这改善了表现精细色调的能力。在此情况下，定义点亮模式表，使得SFb9和SFb10中至少一个被点亮到的较亮的灰度色调是饱和的。
从显示SF选择电路7输出的表示所选择的点亮模式表的选择信号，被提供给多级处理电路3、驱动控制电路5和增益特性生成电路10。驱动控制电路5选择对应于选择信号的子域(例如，SFb1至SFb10之中的SFb3至SFb10)，并从区域存储器4中读取图像显示数据，以提供给显示面板9。
响应于显示SF选择电路7的输出，增益特性生成电路10生成增益特性信息，并将该信息提供给多级处理电路3。这里，增益特性信息是代表增益特性曲线的数据。响应于从显示SF选择电路7提供的增益特性信息，多级处理电路3改变数字视频信息的增益特性。
在使用8个子域SFb1至SFb8的驱动序列被采用的情况下，例如，应该点亮SFb10和/或SFb9的明亮的像素是饱和的，使得这些像素亮度被降低到最大级别，在最大级别，所有子域SFb1至SFb8都被点亮。结果，如上所述地发生用完全不同的灰度色调的代替，使得正确亮度不能被表现出来，并且可观察到颜色有很大的偏移。
在本发明中，在多级处理电路3处预先执行改变数字视频信号的增益特性的处理，以便于减少由切换驱动序列引起的颜色改变。在可借助于8个子域SF1b至SFb8来表示最大亮度Lmax的驱动序列的情况下，增益特性被设置为，使得与可借助于SFb1至SFb10表现的色调之中SFb10和/或SFb9被点亮的明亮色调(bright tone)相对应的视频信号的增益降低，使得得到的增益逐渐增加到最大亮度Lmax。用这种规定，即使当切换点亮模式表时，也可以避免由明亮的像素的灰度色调饱和引起的亮度和颜色的变化。
即使当如在本发明中那样调整增益特性时，也不能避免明亮像素的亮度降低。然而，使用具有代表输出灰度色调相对于输入灰度色调平缓变化特性(增益特性)的曲线，可减少与驱动序列的切换相关的亮度和颜色变化的奇怪的视觉表现。此外，三原色公共使用相同的增益特性可避免切换点亮模式表时三原色的比率的变化，从而减少显示颜色的变化。
图2是表示根据本发明的图像显示设备的多级处理电路3的一个实例的框图。图2示出了增益控制电路30、错误扩散控制电路31、SF转换电路32，和用于控制向区域存储器4的写操作的存储器写入控制电路33。
增益控制电路30接收输入到数字视频信号输入终端1中的数字视频信号，并根据从增益特性生成电路10提供的增益特性信息所指示的增益特性，转换数字视频信号的灰度色调。这种转换可容易地借助于例如，组合逻辑电路实现。可替代地，这种转换可借助于利用存储器的转换表实现。
其增益特性由增益控制电路30转换的数字视频信号，被提供给错误扩散控制电路31。错误扩散控制电路31在用于显示实际图像的比特数小于用于表现原始数字视频信号的比特数的时候，在空间上扩散关于通过减少比特数而被丢弃的精细灰度色调的信息。通过舍入误差的空间扩散，借助于多个像素实现空间表示，从而在视觉上表示出比被分配给每个像素的用于图像的实际表示的比特数所能表示的灰度色调数目更大量的灰度色调。在本发明中，当点亮模式表切换时，用于显示图像的比特位置变化，使得由错误扩散控制电路31进行的错误扩散处理中被丢弃的比特数也响应于该变化而变化。
存储写入控制电路33具有一个线路存储器，该线路存储器暂时存储被转换成用于一个线路的子域数据的视频数据。存储写入控制电路33把用于一个线路的对于每个子域SFb分别存储在线路存储器中的子域数据写入到区域存储器4。
SF转换电路32将多个点亮模式表存储在其中，并响应于从显示SF选择电路7提供的选择信号选择一个点亮模式表。SF转换电路32根据所选择的点亮模式表，将从错误扩散控制电路31提供的每个像素的灰度数据转换成子域打开/关闭数据。在该实施例中，存储在SF转换电路32中的点亮模式表包括三种类型A至C。这三种点亮模式表的切换是响应于子域的利用率执行的。
图3至图5是表示作为用在本发明的图像显示设备的SF转换电路32中的多个点亮模式表的实例的点亮模式表A至C的示图。在这些图中，符号”·”表示打开(点亮)状态。图13分别示出了与点亮模式表A至C一一对应地使用的增益特性A至C。
在下文中，将详细描述各操作。图3中所示的点亮模式表A在子域SFb10的利用率大于预定值的时候被使用。当选择了点亮模式表A时，SFb1至SFb10之中实际上用于驱动目的的子域是8个子域SFb3至SFb10。子域SFb9被用于灰度色调“88”及更大，另外，子域SFb10被附加地用于灰度色调“116”及更大。
当选择了点亮模式表A时，SFb1和SFb2作为显示比特被丢弃，使得将失去表现每个像素中的精细色调变化的能力。然而，关于与SFb1和SFb2对应的精细色调的信息，将通过错误扩散处理的空间扩散被恢复。
当选择点亮模式表A时使用的增益特性A(图13)用来在将视频信号的值乘以1之后输出被提供给增益控制电路30的视频信号。在此情况下，这样，增益控制电路30的输入和输出是相同的。
在该实施例中，检查子域SFb9和SFb10的点亮数据的存在与否，以检测子域的利用率。如果子域SFb10的点亮率很低，则停止使用子域SFb10，并使用子域SFb2代替Sfb10执行向点亮模式表B的切换。这样做是为了在显示图像的亮度很低的时候，通过增加较低亮度侧中的灰度色调数目，来改善表现较低亮度区的能力。
图4示出了点亮模式表B。点亮模式表B中出于驱动目的使用的子域SFb是8个子域SFb2至SFb9。需要使灰度色调饱和到大于所有子域SFb1至SFb9被点亮的色调“115”，使得SFb1至SFb9对者协灰度色调全部被点亮。如果在显示图像过程中使用如图3所示的点亮模式表的子域SFb2至SFb9，而不使用图4中所示的设置，则灰度色调“116”将被显示为比灰度色调“115”更暗，例如，因为子域SFb10没有被使用。这就是使用如图4所示的设置的原因。
在显示图像的过程中不使用表示子域SFb10的打开/关闭的数据，但是该数据被用于通过计算子域SFb10被点亮的像素数来确定子域的利用率之用。如前面所述，响应于利用率，执行点亮模式表的切换。
为了减少在从点亮模式表A向点亮模式表B切换驱动序列的时候发生的颜色改变，限制输入图像信号的最大幅度的增益特性B被用于去除子域SFb10被点亮的像素之用，该使用在切换之后将被停止。
图13中所示的增益特性B在将输入视频信号值乘以1之后将其输出，直到灰度色调达到“88”，但是该特性具有用于在“88”以上的灰度色调的较小的斜率的直线。用这种设置，增益特性B的输出值被设计为小于灰度色调“116”，该值是在点亮模式表A的情况下SFb10被点亮的最小色调。结果，即使当输入数值很大的信号时，输出也不会达到SFb10将会需要使用的值。换言之，增益特性B的输出值被设计为小于或者等于灰度色调“115”，该值是能够借助于点亮模式表B表现的最大色调。因此，即使当输入数值很大的信号时，输出永远不会饱和。
应注意的是，不管所选择的增益特性如何，对于同一输入图像，子域SFb10被点亮的像素数需要相同。这是因为子域SFb10被点亮的像素数被用作切换点亮模式表的指示符。当使用图13所示的增益特性A时，如该图所示，子域SFb10被点亮的像素是对应于输入灰度色调“116”及更大的那些像素。另一方面，当使用图13所示的增益特性B时，输入灰度色调为“116”的像素被转换成输出灰度色调“106”。
然后使用图4中所示的点亮模式表B，使用如上所述的增益转换之后的输出灰度色调用作为输入数据。因而，需要设置点亮模式表，使得子域SFb10被点亮到灰度色调“106”，并大于图4中所示的点亮模式表B。
在本实施例中，如果没有使用子域SFb10和SFb9，则停止使用子域SFb9和子域SFb10，并执行向点亮模式表C的切换，使用子域SFb1和子域SFb2代替SFb9和SFb10。
图5示出了点亮模式表C。出于驱动目的在点亮模式表C中使用的子域SFb是8个子域SFb1至SFb8。需要使灰度色调饱和到大于色调“115”，对是所有子域SFb1至SFb8被点亮的色调，使得SFb1至SFb8全部被点亮到这些灰度色调。
在显示图像的过程中不使用表示子域SFb9和SFb10打开/关闭的数据，但是该数据被用于通过计算子域SFb9和/或SFb10被点亮的像素数确定子域的利用率之用。如前面所述，响应于利用率，执行点亮模式表的切换。
此外，切换增益特性，以使用图13所示的增益特性C。增益特性C将输入视频信号值乘以1之后将其输出，直到灰度色调达到“81”但是增益特性C有一条对灰度色调在“81”以上的斜率比增益特性B小的直线。用这种设置，增益特性C的输出值被设计为小于灰度色调“88”，该值是在点亮模式表B的情况下SFb9被点亮的最小色调。因此，即使当输入数值很大的信号时，输出也不会达到SFb9或者SFb10将会需要使用的值。换言之，增益特性C的输出值被设计为小于或者等于灰度色调“87”，该值是能够借助于点亮模式表C表现的最大色调。因此，即使当输入数值很大的信号时，输出永远不会饱和。
应注意的是，不管所选择的增益特性如何，对于同一输入图像，子域SFb9和SFb10被点亮的像素数需要相同。这是因为子域SFb9和/或子域SFb10被点亮的像素数被用作切换点亮模式表的指示符。当使用图13所示的增益特性A或B时，如该图所示，子域SFb9被点亮的像素是对应于输入灰度色调“88”及更大的那些像素。另一方面，当使用图13所示的增益特性C时，输入灰度色调为“88”的像素被转换成输出灰度色调“81”。
然后使用图5中所示的点亮模式表C，使用如上所述的增益转换之后的输出灰度色调用作输入数据。因而，需要设置点亮模式表，使得子域SFb9在图5中所示的点亮模式表C中对灰度色调“81”及更大的并大于点亮。此外，对于子域SFb10，设置表示灰度色调“106”至“115”的点亮状态的数据。
图6是表示图2所示的错误扩散控制电路31的一个实例的框图。图6示出了用于将显示比特和扩散比特分离开的显示/错误分离电路250、1-像素(1D)延迟电路254、1-线路-1-像素(1L-1D)延迟电路256、1-线路(1L)延迟电路258，和1-线路+1-像素(1L+1D)延迟电路260。此外，图6示出了乘法因数为K1的乘法电路255、乘法因数为K2的乘法电路257、乘法因数为K3的乘法电路259、乘法因数为K4的乘法电路261、加法电路251和253、用于对齐各比特以便于加法电路253将来自加法电路251的进位数据(carry data)加到从显示/错误分离电路250输出的显示比特的数位对齐电路252。然后，加法电路253根据显示灰度色调，将显示/错误分离电路250分离出的比特与从数位对齐电路252输出的比特相加。
当8个子域SFb3至SFb10被驱动用于显示时，能用子域SFb3至SFb10表现的灰度色调是37个色调，与148/4相等，包括灰度色调“0”，并且37个色调的总和可借助于6个比特来表现，使得除了6个最高有效比特(MSB)之外的比特被加在一起，以便于在空间上表示对应于除6个MSB之外的比特的数据，并响应于存在进位而执行显示。当子域SFb2至SFb9被驱动用于显示时，对应于除7个MSB之外比特的数据可以在空间上被表现出来。
如前面所述，当切换点亮模式表时，显示图像过程中使用的比特位置变化，使得由错误扩散控制电路31进行的错误扩散处理中丢弃的比特数也响应于该变化而变化。即，在显示/错误分离电路250中显示比特与扩散比特被分离的比特位置响应于从显示SF选择电路7提供的表示所选择的点亮模式表的选择信号而变化。
图7是表示根据本发明的图像显示设备的SF利用率检测电路6的一个实例的框图。图7示出了加法电路601至610和利用率计算电路611至620。
加法电路601至610执行对于经过多级处理电路3的子域转换的各个子域SFb1至SFb10的一个区域整体的加法。此外，利用率计算电路611至620分别对于每个区域，通过将加法的结果除以各个子域SFb1至SFb10中包括的总像素数，将加法的结果归一化，由此获得表示总像素数中的比例的利用率SFL1至SFL10。
这里，加法电路601至610必须能够处理能在屏幕上表现总像素数的比特数。例如，如果该像素数为水平方向640个点，垂直方向480个点，总像素数为307200个点，其需要20比特。
然而，在该实施例中，每个利用率SFL1至SFL10的输出比特不是必须使用所有20比特，并可以使用少于20比特。理由如下。每个利用率SFL1至SFL10的输出比特数是与用于确定是否使用单独子域的阈值可比的。随着这些输出比特数目的增加，在SF利用率检测电路6中被忽略的像素数减少，结果使得确定愈加准确。然而，这种输出比特数目的增加还意味着对视频信号噪声的敏感度增加。使用少于20比特的输出比特使得可以消除由噪声导致的错误检测。
在归一化后的数值的MSB侧上使用8比特意味着当计数值达到1200点时SFL变成1。也就是说，达到1200点(达到1/256的利用率)的计数值将被忽略。在下面的说明中，如果存在SFLn为0和子域SFbn的利用率为零的论述，所论述的情况不仅包括子域SFbn被点亮的像素数为零的情况，还可以包括如上所述的少于预定利用率(例如，1/256的利用率)的值经过丢弃较低位的比特而舍入为零的情况。
此外，在本发明中，当SF利用率检测电路6计算整个屏幕的利用率时，得到的加法计算的结果可以按照原样输出而不进行归一化。即，SF利用率检测电路6可以被配置成使得只设置加法电路601至610，而不设置利用率计算电路611至620。
图8是表示根据本发明的图像显示设备的显示SF选择电路7的一个实例的框图。图8示出了零检测电路701至710和选择数生成电路72。图9是表示根据本发明的图像显示设备的显示SF选择电路7的输出表一个实例的视图。
零检测电路701至710对于每个区域分别检测SF利用率检测电路6的输出SFL1至SFL10的值是否为零。零检测电路701至710向选择数生成电路72提供信号L1至L10。当各个利用率SFL1到SFL10的值为“0”时，即当不使用各个子域SFb1至SFb10时，零检测电路701至710输出“1”，并且当各个利用率SFL1至SFL10的值不为“0”时，输出“0”。如果由SF利用率检测电路6归一化的值的MSB侧上的8比特如前面所述地被使用，达到1200点(达到1/256的利用率)的计数值被忽略，以产生等于“0”的利用率SFL。
选择数生成电路72输出关于利用率SFL7至SFL10的图9所示的选择信号S。即，当从零检测电路71 0输出的信号L10为“0”时，即，当正在使用子域SFb10时，不管从零检测电路709到707输出的信号L9至L7(L9至L1)如何，选择数生成电路72输出S＝0。此外，当从零检测电路710输出的信号L10为“1”并且从零检测电路709输出的信号L9为“0”时，即，当没有正在使用子域SFb10并且正在使用SFb9时，不管从零检测电路708和707输出的信号L8和L7(L8至L1)如何，输出S＝1。
此外，当从零检测电路710和709输出的信号L10和L9都是“1”时，即，当不使用子域SFb10和SFb9中的任何一个时，不管从零检测电路708和707输出的信号L8和L7(L8至L1)如何，输出S＝2。选择数生成电路72的输出S被提供给驱动控制电路5、多级处理电路3和增益特性输出电路10，作为显示SF选择电路7的输出。
图10是表示根据本发明的图像显示设备的驱动序列的一个实施例的视图。图10示出了其中由8个子域SF1至SF8驱动一个区域的一个实例。
驱动控制电路5响应于显示SF选择电路7的输出S切换驱动序列。如图10所示，当S＝0时，驱动控制电路5借助于驱动序列A驱动显示面板9，当S＝1时，借助于驱动序列B驱动显示面板9，并且当S＝2时，借助于驱动序列C驱动显示面板9。
图11是表示根据本发明的图像显示设备的驱动控制电路5的一个实例的框图。图11示出了存储器读取控制电路50和驱动定时生成电路51，其中的驱动定时生成电路51用于生成显示设备所必需的各种定时信号，用于提供给显示设备。这些各种定时信号是基于从定时生成电路8提供的同步信号等生成的。
存储器读取控制电路50根据驱动定时生成电路51生成的定时进行工作，以在数据对于每个子域SFb关于每个线路被重排之后被写入到区域存储器4中的时候，关于一个区域对于每个子域SFb单独从区域存储器4读取数据。每个子域SFb的读取数据被提供给显示面板9。响应于从显示SF选择电路7输出的选择信号S的S＝0、S＝1或者S＝2，存储器读取控制电路50读取存储在区域存储器4中的每个子域SFb的数据。
当S等于0时，即，当选择了驱动序列A时，按以下顺序读取数据SFb3、SFb4、SFb5、SFb6、SFb7、SFb8、SFb9，和SFb10。当S等于1时，即，当选择了驱动序列B时，按以下顺序读取数据SFb3、SFb4、SFb5、SFb6、SFb7、SFb8、SFb9，和SFb2。当S等于2时，即，当选择了驱动序列C时，按以下顺序读取数据SFb3、SFb4、SFb5、SFb6、SFb7、SFb8、SFb1，和SFb2。
如结合图3至图5所描述的那样，存储在多级处理电路3的SF变换电路32中的点亮模式表包括三种类型的表A至C，并且响应于显示SF选择电路7的输出S执行点亮模式表的切换。即，当S＝0时，选择点亮模式表A，当S＝1时，选择点亮模式表B，并且当S＝2时，选择点亮模式表C。
图12是表示根据本发明的图像显示设备的增益特性生成电路10的输出表的一个实例的视图。增益特性生成电路10响应于从显示SF选择电路7输出的选择信号S生成表示增益特性的增益特性信息。增益特性信息包括坐标(X1，Y1)和(X2，Y2)，代表具有不同斜率的直线段之间的连接点，从而代表组成增益特性的直线段斜率的改变。增益特性信息被提供给增益控制电路30，其执行增益特性的切换。
图13是表示由增益特性生成电路10选择的增益特性的视图。增益特性A用于在输入视频信号值被输入到增益控制电路中的时候，在将这些输入视频信号值乘以1之后将其输出。当子域SFb10的利用率不为0时选择该特性，显示SF选择电路7输出S＝0。
当子域SFb10的利用率为0并且子域SFb9的利用率不为0时，即，当从显示SF选择电路7输出的选择信号S为1时，选择增益特性B。在此情况下，增益特性生成电路10输出包括代表斜率不同的直线段之间的连接点的坐标(X1，Y1)＝(88，88)和(X2，Y2)＝(147，11 5)的增益特性信息。
当子域SFb10和子域SFb9的利用率均为0时，即，当从显示SF选择电路7输出的选择信号S为2时，选择增益特性C。在此情况下，增益特性生成电路10输出包括代表斜率不同的直线段之间的连接点的坐标(X1，Y1)＝(81，81)和(X2，Y2)＝(147，88)的增益特性信息。
图14是表示由根据本发明的图像显示设备执行的图像显示处理的一个实例的流程图。当图像显示处理开始时，在步骤S141，图像显示设备被初始化。当这发生时，选择图3所示的点亮模式表A，同时选择增益特性A，并且选择对应于SFb3至SFb10的比特作为由错误扩散控制电路31分离出的显示比特。此外，选择图10底部所示的驱动序列A。
然后，在步骤S142，输入图像信号被转换成子域SFb中的数据(通过SF转换电路32)。在步骤S143，检测每个子域SFb的利用率(通过SF利用率检测电路6)。然后在步骤S144检查关于具有最大权重的子域SFb10的利用率SFL10是否大于零。在步骤S145，检查关于具有第二大权重的子域SFb9的利用率SFL9是否大于零。
如果步骤S144的检查发现子域SFb10的利用率SFL10大于零，程序前进到步骤S146，在该步骤，选择驱动序列A和点亮模式表A。其后，在步骤S149选择增益特性A。在此情况下，在步骤S153，如前面所述，对应于SFb3至SFb10的比特被选择作为由错误扩散控制电路31分离的显示比特。
如果在步骤S144和步骤S145的检查发现子域SFb10的利用率SFL10为零，并且子域SFb9的利用率SFL9大于零，程序前进到步骤S147，在该步骤，选择驱动序列B和点亮模式表B。其后，在步骤S150选择增益特性B。在此情况下，在步骤S154，如前面所述，对应于SFb2至SFb10的比特被选择作为由错误扩散控制电路31分离的显示比特。
如果在步骤S144和步骤S145的检查发现子域SFb10的利用率SFL10为零，并且子域SFb9的利用率SFL9也为零，程序前进到步骤S148，在该步骤，选择驱动序列C和点亮模式表C。其后，在步骤S150选择增益特性C。在此情况下，在步骤S155，如前面所述，对应于SFb1至SFb10的比特被选择作为由错误扩散控制电路31分离的显示比特。
在下文中，将描述本发明的第二实施例。图15是表示根据本发明的图像显示设备的第二实施例的框图。在图15中，与图1中那些元件相同的元件用相同的附图标记来指代，并将省略其说明。
在图15的图像显示设备中，用电平利用率检测电路191代替SF利用率检测电路191。电平利用率检测电路191来检测输入到数字视频信号输入终端1中的各级数字视频信号的利用率，并将检测结果提供给显示SF选择电路7。响应于电平利用率检测电路191输出的特定电平利用率，显示SF选择电路7输出选择多个点亮模式表中的一个的选择信号。该配置中使用的点亮模式表可以与图3至图5中所示的那些相同。
在此情况下，电平利用率检测电路191计算数字视频信号的电平超过第一预定值的像素数，以便于得到子域SFb10的利用率，并且还计算数字视频信号的电平超过第二预定值的像素数，以便于得到子域SFb9的利用率。用这种方式，电平利用率检测电路191直接检查数字视频信号的电平，以计算具有与子域SFb10和/或子域SFb9对应的信号电平的像素数。因为如此，图3至图5中所示的点亮模式表中的用于SFb10和/或SFb9的点亮模式数据不被用于像素计算的目的。因而，用于SFb10的数据，例如，在所有点亮模式表之间可以是相同的。
而且，第二实施例中使用的增益特性与第一实施例中使用的那些不同。图16是表示根据本发明的图像显示设备的增益特性生成电路的输出表的一个实例的视图。与第一实施例中使用的那些相比，增益特性的斜率改变处的点的数量增加，因此增益特性信息中包括的数据项目的数目比第一实施例中的更大。
在下文中，将描述本发明的第三实施例。第三实施例中使用的图像显示设备可以具有与图1或者图15中所示的相同的配置。
图17是表示由该实施例中使用的增益特性生成电路生成的增益特性的视图。与第一实施例中使用的那些不同，由根据该实施例的增益特性生成电路生成的增益特性B’和C’，具有多个增益的斜率变化的点。用多个斜率的设置，使得增益改变很小，从而与仅有一个增益特性斜率变化的点的情况相比，对应于增益改变的点的奇怪的视觉表现可进一步被抑制。
当显示SF选择电路7的输出S为0时，增益特性生成电路10向增益控制电路30输出代表具有不同斜率的直线段之间的连接点的坐标(X1，Y1)＝(147，147)、(X2，Y2)＝(147，147)和(X3，Y3)＝(147，147)，作为代表增益特性A的增益特性信息。在此情况下，代表增益特性的曲线变成单独的直线，其作为在将输入视频信号值乘以1之后将其输出的增益特性。
当显示SF选择电路7的输出S为1时，增益特性生成电路10向增益控制电路30输出代表具有不同斜率的直线段之间的连接点的坐标(X1，Y1)＝(88，88)、(X2，Y2)＝(116，108)和(X3，Y3)＝(147，115)，作为代表增益特性B’的增益特性信息。这种增益特性对达到灰度色调“88”的输入视频信号值乘以一以用于输出，并且对于灰度色调超过色调“88”，增益的斜率变得更加平缓，并且对于灰度色调“116”以及更大，增益的斜率变得进一步更加平缓，最大输出被限制为115。
当显示SF选择电路7的输出S为2时，增益特性生成电路10向增益控制电路30输出代表具有不同斜率的直线段之间的连接点的坐标(X1，Y1)＝(81，81)、(X2，Y2)＝(116，85)和(X3，Y3)＝(147，88)，作为代表增益特性C’的增益特性信息。这种增益特性对达到灰度色调“81”的输入视频信号值乘以一以用于输出，并且对于灰度色调超过色调“81”，增益的斜率变得更加平缓，并且对于灰度色调“116”以及更大，增益的斜率变得进一步更加平缓，最大输出被限制为88。
应该注意，直线段的斜率构成增益特性变化的点不限于特定数目，并且可以根据需要设置任何数目的改变点。此外，输入/输出特性可以被设置成使得直线段的斜率随着输入信号的值的增加而减少。
在下文中，将描述本发明的第四实施例。第四实施例中使用的图像显示设备可以具有与图1或者图15中所示的相同的配置。
在第四实施例中，在通过使用当前选择的增益特性和下一个将要使用的增益特性之间插入的一个或多个中间级来切换增益特性的时候，增益变化平缓，从而抑制与增益特性的切换相关的反作用。例如，当进行从使用子域SFb10的驱动序列A向不使用子域SFb10的驱动序列B转变时，增益可以按照以下顺序逐帧地改变增益特性A、中间增益1、中间增益2，和增益特性B’，如图18所示。
当进行从使用子域SFb10的驱动序列A向既不使用子域SFb9也不使用子域SFb10的驱动序列C转变时，例如，增益可以按照以下顺序逐帧地改变增益特性A、中间增益1、中间增益2，和增益特性C’，如图19所示。
类似地，通过在从驱动序列B向驱动序列C进行转变的时候，或者在进行与上述那些相逆的转换的时候使用插入级，增益以相同的方式平缓地改变(逐步地渐渐改变)。
在下文中，将描述本发明的第五实施例。第五实施例中使用的图像显示设备可以具有与图1或者图15中所示的相同的配置。
在第五实施例中，从显示SF选择电路7输出的选择信号S被配置成具有滞后特性。通过提供选择信号S中的滞后特性，可减少与以短间隔切换的频率相关的麻烦。
图20是表示根据本发明的图像显示设备的第五实施例所执行的图像显示处理的一个实例的流程图。
当图20中的显示SF选择处理开始时，在步骤S161，显示SF选择电路7被初始化，选择信号S被设为0，并且用于提供滞后特性的参数N和M均被设为0。此外，对应于SFb3至SFb10的比特被选择作为由错误扩散控制电路31分离的显示比特。
在步骤S162，输入图像数据(通过SF转换电路32)被转换成子域SFb中的数据。在步骤S163，检测每个子域SFb的利用率。该处理对应于结合图8描述的由SF利用率检测电路6执行的处理。此外，在步骤S164，基于结合图9描述的选择数生成电路72的当前输出而生成的选择信号被设置到SNOW中。
然后，在步骤S165，在显示SF选择电路7先前输出的S和当前的SNOW之间进行比较。如果S＝SNOW，程序前进到步骤S174。如果S不等于SNOW，程序前进到步骤S166，在该步骤，对参数N加一(即，N＝N+1)。
如果在步骤S167处S为0，M被设为30(步骤S 168)。如果当前S为1，M被设为10(步骤S169)。然后程序前进到步骤S170。
用上述的设置，当SNOW连续三十次保持为1同时S为0时，S被切换到1，而当SNOW连续十次保持为0同时S为1时，S被切换到0。这使得可以根据当前的S值，改变连续检测的数目，从而调整滞后特性。应该注意，在步骤S168的值“30”和在步骤S169的值“10”可以适当地改变。
在步骤S170，进行关于N是否等于M的检查。如果检查发现N等于M，程序前进至步骤S172。如果检查发现N不等于M，程序前进至步骤S175。
在步骤S172，SNOW改变成S(SNOWS)，并且程序前进至步骤S174。在步骤S174，参数N返回为0(0N)，并且程序前进至步骤S175。
图21是表示当M等于30时在步骤S175所执行的处理的视图。在该实例中，增益特性的切换通过使用如第四实施例中的中间增益特性被平缓地(在逐步的基础上渐渐地)执行。
在步骤S175，使用中间增益特性，使得增益特性渐渐地接近由S指定的增益特性。由增益特性生成电路10选择的增益特性是根据N的值选定的。
如果N＝0，选择增益特性A。如果N大于或等于1并且小于或等于15，选择中间增益1。如果N大于或等于16并且小于或等于29，选择中间增益2。如果N为30，选择增益特性B。
图22是表示当M等于10时在步骤S175所执行的处理的视图。如果N为0，选择增益特性B。如果N大于或等于1并且小于或等于5，选择中间增益2。如果N大于或等于6并且小于或等于9，选择中间增益1。如果N为10，选择增益特性A。然后，在步骤S177，响应于选择信号S，选择由错误扩散控制电路31分离的显示比特。当S＝0时，选择SFb3至SFb10，当S＝1时，选择SFb2至SFb10，当S＝2时，选择SFb1至SFb10。
然后，在上述的处理之后，程序前进至步骤S176。在步骤S176，驱动显示面板，然后，程序返回到步骤S162，重复相同的处理。
在上面提供的说明中，SF转换电路32中使用的点亮模式表不限于三种类型，而可以是大于或等于二的任何数量的类型。此外，由增益特性生成电路10生成的中间增益不限于两种类型，而可以是任意数量的类型。而且，SF利用率检测电路6的输出比特可以如前面所述地切换，从而执行滞后特性的精细调整。
图23是表示从显示SF选择电路7输出的选择信号S的滞后特性的一个实例的视图。该例证是要根据图18的流程图所示的显示SF选择处理和增益特性解释在切换选择信号时发生的滞后特性。
如图23所示，在时刻TP21之后30个区域的时刻CP21，选择信号S从0变到1，其中在时刻TP21，视频信号的峰值降到灰度色调“115”以下以便于不使用子域SFb10。此外，在视频信号的峰值上升到灰度色调“115”以上以便于使用子域SFb10的时刻TP22之后10个区域的时刻CP22，选择信号S从1变到0。
如从显示SF选择电路7的输出信号S和图23底部所示的选择信号SNOW之间的比较可以看到的，图20所示的显示SF选择处理可对选择信号S的电平的切换提供滞后特性，从而避免以很短的间隔切换选择信号S的电平。
根据图20所示的显示SF选择处理，在步骤S168设置给M的值(30)大于在步骤S169设置给M的值(10)，因此从S＝0变到S＝1比从S＝1变到S＝0更难。这可以避免在与子域SFb10对应的视频信号的高亮度区的饱和。
尽管已经通过使用等离子显示设备作为应用本发明的一个实例对上面的实施例进行了描述，但是本发明的图像显示设备不限于等离子显示设备。此外。本发明中的子域的权重不限于点亮数据的权重，并且可以是亮度权重。
此外，本发明不限于这些实施例，而是可以实现各种修改和改变，而不会脱离本发明的范围。
本发明可应用到包括等离子显示设备的图像显示设备的宽广的领域，并可以应用到用于个人电脑、工作站等的显示设备，平板壁挂式电视，或者用作显示广告、信息等的设备的图像显示设备。
本申请是基于2006年2月15日提交予日本专利局的日本优先权申请第2006-038525号，其整个内容在本文中结合作为参考。
权利要求
1.一种图像显示设备，其将一个区域分成多个加权的子域，并根据用于定义相对于输入图像信号的每个电平的每个子域的开/关状态的点亮模式表，控制所述子域的开/关状态，从而在显示面板上显示多级图像，所述图像显示设备包括显示子域选择电路，其被配置成响应于输入图像信号从多个点亮模式表中选择点亮模式表；增益特性生成电路，其被配置成从多个增益特性中选择对应于所选择的点亮模式表的增益特性；和增益控制电路，其被配置成响应于所选择的增益特性产生通过限制所述输入图像信号的最大电平形成的增益受限的图像信号，其中根据所选择的点亮模式表响应于所述增益受限的图像信号的电平来控制所述子域的开/关状态，从而在所述显示面板上显示多级图像。
2.如权利要求1所述的图像显示设备，进一步包括利用率检测电路，其被配置成基于根据所选择的点亮模式表响应于所述增益受限的图像信号的电平来控制所述子域的开/关状态的数据，检测在一个区域中超过预定的信号电平的像素数，并且响应于检测到的像素数输出检测结果，其中所述显示子域选择电路响应于从所述利用率检测电路输出的所述检测结果，选择所述选择的点亮模式表。
3.如权利要求1所述的图像显示设备，进一步包括利用率检测电路，其被配置成基于所述输入图像信号检测在一个区域中超过预定的信号电平的像素数，并响应于检测到的像素数输出检测结果，其中所述显示子域选择电路响应于从所述利用率检测电路输出的所述检测结果，选择所述选择的点亮模式表。
4.如权利要求1所述的图像显示设备，其中，所述增益控制电路被配置成根据所述增益特性生成电路的输出，通过多个步骤在逐步的基础上逐渐改变所述增益受限的图像信号的电平。
5.如权利要求1所述的图像显示设备，其中，所述增益特性生成电路被配置成生成作为包括一个或多个具有不同斜率的直线段的输入/输出特性的增益特性。
6.如权利要求1所述的图像显示设备，其中，所述增益特性生成电路被配置成生成作为指定直线段的斜率随着所述输入图像信号的电平的增加而降低的输入/输出特性的增益特性。
7.如权利要求1所述的图像显示设备，其中，所述增益特性生成电路被配置成根据所选择的点亮模式表，当在所述显示面板上显示所述多级图像时，选择在其中所述增益受限的图像信号的电平小于或等于可表现出的最大灰度色调的增益特性，作为选择的增益特性。
8.如权利要求2所述的图像显示设备，其中，所述多个点亮模式表和所述多个增益特性被配置成使得由所述利用率检测电路检测到的检测的像素数对于相同的输入图像信号基本恒定，而不管所述多个点亮模式表中的哪一个被选择，也不管所述多个增益特性中的哪一个被选择。
9.如权利要求1所述的图像显示设备，其中，所述显示子域选择电路被配置成响应于被包括在所述输入图像信号中的一个区域中超过预定信号电平的像素数下降到预定值以下的事件，切换点亮模式表。
10.如权利要求1所述的图像显示设备，其中，所述显示子域选择电路被配置成响应于当前区域的输入图像信号和为先前区域选择的点亮模式表，选择所述选择的点亮模式表。
11.如权利要求1所述的图像显示设备，其中，由所述显示子域选择电路响应于所述输入图像信号的变化而对点亮模式表进行的切换被配置成具有滞后特性。
12.一种驱动图像显示设备的方法，所述方法将一个区域分成多个加权的子域，并根据用于定义相对于输入图像信号的每个电平的每个子域的开/关状态的点亮模式表，控制所述子域的开/关状态，从而在显示面板上显示多级图像，所述方法包括响应于输入图像信号从多个点亮模式表中选择点亮模式表的步骤；从多个增益特性中选择对应于所选择的点亮模式表的增益特性的步骤；响应于所选择的增益特性产生通过限制所述输入图像信号的最大电平形成的增益受限的图像信号的步骤；和通过根据所选择的点亮模式表响应于所述增益受限的图像信号的电平控制所述子域的开/关状态，在所述显示面板上显示多级图像的步骤。
13.如权利要求12所述的方法，其中，响应于被包括在所述输入图像信号中的一个区域中超过预定信号电平的像素数下降到预定值以下的事件，选择点亮模式表来切换点亮模式表的步骤。
全文摘要
本发明公开了一种图像显示设备，包括显示子域选择电路，其被配置成响应于输入图像信号从多个点亮模式表中选择点亮模式表；增益特性生成电路，其被配置成从多个增益特性中选择对应于所选择的点亮模式表的增益特性；和增益控制电路，其被配置成响应于所选择的增益特性产生通过限制输入图像信号的最大电平形成的增益受限的图像信号，其中响应于根据所选择的点亮模式表的增益受限的图像信号的电平控制子域的开/关状态，从而在显示面板上显示多级图像。
文档编号H04N5/66GK101021995SQ20061016330
公开日2007年8月22日 申请日期2006年11月30日 优先权日2006年2月15日
发明者高田佳明, 千秋丰 申请人:富士通日立等离子显示器股份有限公司