专利名称：一种降低交流型等离子显示板中动态伪轮廓的方法
技术领域：
本发明涉及一种采用子场显示方式实现图像的多等级灰度的交流型等离子显示板的图像显示的处理方法，特别涉及一种降低交流型等离子显示板中动态伪轮廓的方法。
背景技术：
交流型等离子显示板AC Plasma Display Panel为了实现图像的多灰度等级显示，通常将一帧图像分成多个子场来实现，不同的子场具有不同的权重，不同权重的子场对应于不同的亮度权重(对应到电路实现中即是维持放电发光次数)，通过对不同权重的子场的组合可实现图像的多等级灰度显示。
交流型等离子显示板的一帧图像被分为8个子场(SFsubfield)，子场亮度权重关系为SF1∶SF2∶SF3∶SF4∶SF5∶SF6∶SF7∶SF8＝1∶2∶4∶8∶16∶32∶64∶128。通过对这8个子场的不同组合即可获得0～255之间的共256个灰度等级显示。比如实现等级灰度0时，SF1～SF8子场全部熄灭(OFF)，不产生放电发光；需要产生灰度等级127时，SF1～SF7全部点亮(ON)，产生放电发光，而SF8熄灭(OFF)，不产生放电发光；需要产生等级灰度128时，SF1～SF7全部熄灭(OFF)，不产生放电发光，而SF8点亮(ON)，产生放电发光；当需要产生等级灰度255时，SF1～SF8全部点亮(ON)，产生放电发光。
然而，在采用上述子场方式实现图像多等级灰度的显示装置中，会出现所谓的动态伪轮廓(Dynamic False Contour)的现象，即在显示黑白动态图像时，则会产生灰度紊乱，若在显示彩色动态图像时，则会产生色彩紊乱。动态伪轮廓的产生是人眼的视觉生理特征和采用子场显示方式综合作用的结果，下面我们来分析产生动态伪轮廓的原因。
人眼有以下生理上的特性或者称之为习惯，一是观察者的视点会跟随运动物体而移动；二是由于视觉的暂留效应，导致人眼对图像的灰度或色彩的感受是对一段时间内的亮度或色彩的总和的感受。在观察采用子场方式实现多等级灰度的运动图像时，在图像的某些地方会出现亮或暗的虚假影像，即动态伪轮廓，一旦运动图像停止运动，那么观察者的目光也会停止运动，虚假影像就会消失。这是产生动态伪轮廓的内因，是无法克服，也是无法调整的因素。
采用子场方式实现多等级灰度显示是产生动态伪轮廓的另一原因。下面我们着重介绍这一原因。
假定在屏幕上有一运动图像从左向右运动，在运动图像上有两个等级灰度128和127，且128在左，127在右。根据子场的显示原理，在显示127等级灰度时，SF1～SF7点亮(ON)，而SF8熄灭(OFF)，即在每一帧显示时间的前半部分进行显示；在显示128等级灰度时，SF1～SF7熄灭(OFF)，SF8点亮(ON)，即在每一帧显示时间的后半部分进行，这种发光在时间分布上的不均匀就会造成在等级灰度交界处出现灰度等级的紊乱。
如果将运动图像中子场放电发光在时间和空间上的分布转换为在人眼视网膜上的分布，在视网膜上的刺激值叠加的结果符合128和127等级灰度，但是在128和127两个等级灰度交界处却出现了明显的暗区，此时表现出等级灰度为0。这是因为视点在跟随运动图像移动时，连续经过了不发光的像素的原因。这就是所讨论的动态伪轮廓现象。该情况中，在视网膜上造成的视觉现象的等级灰度小于原始图像的等级灰度，称之为负极性的动态伪轮廓。
若图像从右向左运动时，在等级灰度128和127的交界处，没有出现像素的连续熄灭(OFF)状态，反而出现了像素的连续点亮(ON)状态。
如果将运动图像中子场放电发光在时间和空间上的分布转换为在人眼视网膜上的分布。此种情况下，在128和127两个等级灰度等级交界处出现了明显的亮区，此时表现出128+127＝255的等级灰度，这是因为人眼在跟随图像移动时，连续经过了一场时间都发光的像素的原因。该情况中，在人眼视网膜上造成的视觉现象的等级灰度大于原始图像的等级灰度，称之为正极性的动态伪轮廓。
通过上述分析得知，子场放电发光在时间分布上的不均匀性，是产生动态伪轮廓的根本原因；之所以产生发光在时间分布上的不均匀，是因为子场的显示方式，不同的等级灰度采用了不同的子场组合，比如当显示127等级灰度时，是SF1～SF7发光，占据了一场显示时间中的前半部分，而在显示128等级灰度时，是SF8发光，占据了一场显示时间的后半部分，而在127与128等级灰度交界处，则出现了显示127等级灰度时一场中的后(前)半部分时间及显示128等级灰度时一场中的前(后)半部分时间都不发光(发光)的情况，即共有一整场时间不发光(发光)的情况。当运动图像在相邻像素上显示时，由于人眼的视觉跟随特点，将会出现交界处长时间的处于黑暗(或高亮)状态，从而导致动态伪轮廓。从原则上讲，产生动态伪轮廓的现象是一种原理性的弊病，不能从根本上彻底的消除，我们只能采取一定的措施来加以抑制，使人眼不容易感觉出来。
现在已经出现了不同的方法来减小动态伪装轮廓的影响，比如CLEAR法、压缩子场发光时间法、分割大权重子场法、调整子场显示顺序法、补偿脉冲法、误差扩散法等。不同的方法各有其优点与不足之处，比如误差扩散法，在消除动态伪轮廓方面是比较出色的，可以获得满意的动态图像，但此方法是在牺牲了等级灰度和增加了电路复杂度的前提下实现的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过调整相邻两个或多个显示帧中子场的显示顺序或权重，打乱等级灰度交界处两侧像素单元的放电发光在时间分布上的规律性，避免在相邻等级灰度交界处出现长时间的点亮(或熄灭)状态，从而使得在人眼跟随运动图像移动时，不会感觉到长时间点亮(或熄灭)状态的像素单元的降低交流型等离子显示板中动态伪轮廓的方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是通过改变图像显示帧与帧之间实现某一等级灰度时子场放电发光在时间上的分布，降低动态伪轮廓的影响。
本发明还可通过改变图像显示帧与帧之间实现某一等级灰度时子场放电发光在时间上的分布，是将图像显示帧分为奇数帧和偶数帧，将奇数帧与偶数帧分别采用两种不同的子场排列方式，实现改变子场放电发光在时间上的分布；奇数帧与偶数帧采用不同的子场排列方式是指奇数帧采用子场权重增加的方式排列，偶数帧采用将最大权重子场排列到最前，后续子场排列不变的子场排列方式；奇数帧与偶数帧采用不同的子场排列方式是奇数帧采用某一子场排列方式，偶数帧的子场排列方式与奇数帧的子场排列方式完全相反；奇数帧与偶数帧采用不同的子场排列方式是奇数帧采用某一子场排列方式，偶数帧是改变奇数帧中的某几个子场的排列方式；改变图像显示帧与帧之间显示某一等级灰度时放电发光在时间上的分布是通过改变连续N帧中的子场排列方式，实现改变同一等级灰度在显示时间上的分布，其中N≥3；改变连续N帧中的子场排列方式是在每帧显示时，将前一帧中的最后子场调整到第一子场、其它子场排列顺序不变的子场顺序作为当前帧的子场顺序进行显示；改变连续N帧中的子场排列方式是将所有显示帧采用N种子场排列方式中的一种来显示，其中第一种子场排列方式可连续显示M1帧，第二种子场排列方式可连续显示M2帧，……，第N种子场排列方式可连续显示MN帧，其中，M1，M2，……，MN可以相等，也可以不等，其中N≥2、M1≥1、M2≥1、MN≥1。
由于本发明通过调整相邻连续两帧或多帧的子场的排列顺序，或者通过调整相邻连续两帧或多帧的子场的权重，使某一等级灰度显示时子场放电发光在时间上的分布发生改变。这样，即可实现在等级灰度交界处避免出现长时间发光或不发光状态的像素单元，最终实现降低动态伪轮廓，提高图像显示质量的目的。
图1是本发明调整相邻帧中子场排列方式实现多等级灰度的说明图；图2是采用图1所示方法，显示图像从左向右运动时，像素单元放电发光在时间和空间上的分布图，其中横坐标为屏上像素位置，纵坐标为时间；图3是将图2中在时间和空间上的分布图转换到人眼视网膜上的分布图，其中横坐标为视网膜上位置，纵坐标为时间；图4是采用图1所示方法，显示图像从右向左运动时，像素单元放电发光在时间和空间上的分布图，其中横坐标为屏上像素位置，纵坐标为时间；图5是将图4中在时间和空间上的分布图转换到人眼视网膜上的分布图，其中横坐标为视网膜上位置，纵坐标为时间。
图6是产生正极性动态伪轮廓时像素单元放电发光在时间和空间上的分布图，其中横坐标为屏上像素位置，纵坐标为时间。
图7是将图6中在时间和空间上的分布图转换到人眼视网膜上的分布图，其中横坐标为视网膜上位置，纵坐标为时间。
图8是采用图1所示方法，显示图6中的运动图像时，像素单元放电发光在时间和空间上的分布图，其中横坐标为屏上像素位置，纵坐标为时间。
图9是将图8中在时间和空间上的分布图转换到人眼视网膜上的分布图，其中横坐标为视网膜上位置，纵坐标为时间。
图10是本发明显示静态图像的示意图，其中横坐标为屏上像素位置或视网膜上位置，纵坐标为时间。
图11A和图11B是本发明给出的两种其它形式的实施例图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明在显示第一帧时，8个子场的排列方式设定为SF1∶SF2∶SF3∶SF4∶SF5∶SF6∶SF7∶SF8＝1∶2∶4∶8∶16∶32∶64∶128，那么在显示第二帧时，其子场排列方式调整为SF1∶SF2∶SF3∶SF4∶SF5∶SF6∶SF7∶SF8＝128∶1∶2∶4∶8∶16∶32∶64，在显示第三帧时，子场方式又调整为第一帧时的排列方式，这样循环反复，显示所有帧图像。
如图2所示，采用本发明提出的子场调整方式在第III、IV、V、VI、VII、VIII六个像素都出现了发光的情况，其中第III、V、VII像素是在显示等级灰度128时被人眼所感觉到，第IV、VI、VIII是在显示等级灰度127时被人眼所感觉到。这样，就避免了在等级灰度128与127交界处出现长时间的不发光的情况，从而降低了动态伪轮廓的影响。
仔细观察图2，可以发现，像素III在时间1.5F～2.5F整个一场时间内都不发光，像素V在时间3.5F～4.5F内不发光，那么在视点跟随运动图像移动时，所需产生的图像的等级灰度128是否能够满足呢？如图3所示，像素II在时间1.5F～2.5F一场时间内是连续发光的，像素IV在时间2.5F～3.5F一场时间内是连续发光的，像素VI在时间4.5F～5.5F一场时间内是连续发光的，这样，在视点跟随图像移动时，虽然观察到了像素III、V在一场时间内不发光，但是同时也观察到了II、IV、VI像素在一场时间内连续发光，又由于人眼对图像色彩灰度和亮度感觉是在一段时间内的总和的反应，那么经过一段时间的积累，仍可感觉到图像的128等级灰度。所以，采用相邻帧中的子场排列方式的调整，不仅能够改变放电发光的时间分布，降低动态伪轮廓的影响，而且也不会改变显示图像原有的等级灰度。
参见图3，因采用本发明提出的子场调整方式，在128与127等级灰度交界处出现了交替发光的像素单元，这样，克服了传统方法中因子场放电发光在时间分布上的规律性而造成的在运动轨迹上存在长时间不发光像素单元的情况。
采用图1所示的子场调整方式时，按照上述的分析方法，分析图4、5在视点A-A′和B-B′之间，没有出现长时间的一场连续发光或不发光的像素单元被人眼所感觉到的情况，出现的情况有128等级灰度发光或者127等级灰度发光，或者人眼感觉到128等级灰度的一部分，然后感觉到127等级灰度的一部分。这样，通过改变在等级灰度交界处子场放电发光在时间上的分布情况，大大减小了动态伪轮廓的影响。
根据以上分析可知传统显示方法中，对不同方向的运动图像，会产生负极性或正极性的动态伪轮廓，说明传统方法中，动态伪轮廓的产生和图像的运动方向有关。但是本发明提出的调整帧与帧之间的子场排列的方法，对不同移动方向的运动图像同样有效。
动态伪轮廓的产生不仅和图像的运动方向有关，而且和图像的等级灰度分布也有关系。参见图6，图像的运动方向从左向右，等级灰度128分布在127的右边，最终却产生了正极性的动态伪轮廓。其放电发光在时间和空上的分布转换到视网膜上的分布如图7，图6和图7的分析过程如前。
采用图1所示的子场调整方式，按照上述的分析方法，分析图8和图9可以看出，采用本发明的调整相邻帧中的子场顺序的显示方法时像素单元放电发光在时间和空间上的分布情况，对于等级灰度分布不同的运动图像，同样能够降低动态伪轮廓的影响。
比较图3和图9，两种不同等级灰度分布的运动图像的交界处在人眼视网膜上的分布情况基本一致，并没有因等级灰度分布的不同，而导致在视网膜上的分布出现相当大的差异。另外注意到，在图3中，128等级灰度处于左半部分，在图9中，128等级灰度处于右半部分，这与原始图像是相对应的。从而说明了采用本方法不会因为图像等级灰度的分布或图像的运动方向的不同而导致动态伪轮廓干扰的增加。
下面分析本发明在显示静态图像时的情况。
如图10，本发明显示静态图像时，子场的放电发光在时间和空间上的分布情况，由于人眼在观察静态图像时，视点不会移动，所以像素单元的放电发光在视网膜上的分布如同在屏上的分布。像素I、II为等级灰度128，III、IV为等级灰度127。仔细观察等级灰度交界两侧的像素单元II和III，像素II在连续放电发光一场后(两个128等级灰度连续显示)，又出现连续一场熄灭的情况，所实现的亮度效果仍是128等级灰度；像素III在连续放电发光一场后(两个127等级灰度连续显示)，又出现连续一场熄灭的情况，所实现的亮度效果仍是127等级灰度。如果将连续放电发光看做是在一个子场内，那么则有(128+128)∶(127+127)＝128∶127；即图像的亮度关系并没有发生改变，说明本发明中提出的方法能够正常显示静态图像，并不会造成静态图像的失真。
在传统调整子场显示顺序法中，仅仅调整一帧内的子场显示顺序，也就是说，虽然一帧中的8个子场进行了调整，但是所有帧之间的子场顺序是一样的。比如，将一帧中的子场顺序调整为128、1、2、4、8、16、32、64，但是显示图像时，所有帧都是采用了这样的子场排列顺序，这样，某一等级灰度显示时，放电发光的时间分布仍然是固定不变的，比如，128等级灰度一直是在一帧显示时间的前半部分显示，而127等级灰度永远是在一帧显示时间的后半部分显示，这样，如同没有调整一样，仍有可能存在一直不显示的那部分像素单元在人眼上形成暗区，或者是一直显示的那部分像素单元在人眼上形成亮区。本发明中提出的方法与传统方法不同之处在于，由于在相邻两帧中的子场顺序是不一样的，即若要显示某一等级灰度时，在第一帧显示时，发光时间可能是位于一帧时间的前半部分，而在下一帧显示时，发光时间就有可能位于一帧时间的后半部分，通过显示时间的改变，就可以避免长时间内人眼感觉不到发光或一直发光的像素单元，从而实现降低动态伪轮廓的要求。
在本发明中提出的新方法的指导思想下，给出其它形式的实施例。
如图11A，在显示第一帧时，其子场的关系为SF1∶SF2∶SF3∶SF4∶SF5∶SF6∶SF7∶SF8＝1∶2∶4∶8∶16∶32∶64∶128；在显示第二帧时，其子场的关系为SF1∶SF2∶SF3∶SF4∶SF5∶SF6∶SF7∶SF8＝128∶64∶32∶16∶8∶4∶2∶1；在显示第三帧时，又采用第一帧显示时的子场排列方式，如此循环，显示所有帧图像。该实施例是将相邻两帧中的子场排列顺序进行了完全的倒置。
如图11B，在显示第一帧时，子场排列方式为SF1∶SF2∶SF3∶SF4∶SF5∶SF6∶SF7∶SF8＝1∶2∶4∶8∶16∶32∶64∶128；在显示第二帧时，子场排列方式为SF1∶SF2∶SF3∶SF4∶SF5∶SF6∶SF7∶SF8＝128∶1∶2∶4∶8∶16∶32∶64；在显示第三帧时，子场排列方式为SF1∶SF2∶SF3∶SF4∶SF5∶SF6∶SF7∶SF8＝64∶128∶1∶2∶4∶8∶16∶32；在显示第四帧时，子场排列方式为SF1∶SF2∶SF3∶SF4∶SF5∶SF6∶SF7∶SF8＝16∶32∶64∶128∶1∶2∶4∶8∶16；以此方式循环，显示所有帧图像。该实施例是每次显示时，将前一帧中最后一子场调整到第一帧作为当前帧的子场显示顺序。
本发明不限于说明书的实施方式，按照本发明方法还可给出其它不同的实施方式。
权利要求
1.一种降低交流型等离子显示板中动态伪轮廓的方法，其特征在于通过改变图像显示帧与帧之间实现某一等级灰度时子场放电发光在时间上的分布，降低动态伪轮廓的影响。
2.根据权利要求1所述的降低交流型等离子显示板中动态伪轮廓的方法，其特征在于所说的改变图像显示帧与帧之间实现某一等级灰度时子场放电发光在时间上的分布，是将图像显示帧分为奇数帧和偶数帧，将奇数帧与偶数帧分别采用两种不同的子场排列方式，实现改变子场放电发光在时间上的分布。
3.根据权利要求1或2所述的降低交流型等离子显示板中动态伪轮廓的方法，其特征在于所说的奇数帧与偶数帧采用不同的子场排列方式是指奇数帧采用子场权重增加的方式排列，偶数帧采用将最大权重子场排列到最前，后续子场排列不变的子场排列方式。
4.根据权利要求1或2所述的降低交流型等离子显示板中动态伪轮廓的方法，其特征在于所说的奇数帧与偶数帧采用不同的子场排列方式是奇数帧采用某一子场排列方式，偶数帧的子场排列方式与奇数帧的子场排列方式完全相反。
5.根据权利要求1或2所述的降低交流型等离子显示板中动态伪轮廓的方法，其特征在于所说的奇数帧与偶数帧采用不同的子场排列方式是奇数帧采用某一子场排列方式，偶数帧是改变奇数帧中的某几个子场的排列方式。
6.根据权利要求1所述的降低交流型等离子显示板中动态伪轮廓的方法，其特征在于改变图像显示帧与帧之间显示某一等级灰度时放电发光在时间上的分布是通过改变连续N帧中的子场排列方式，实现改变同一等级灰度在显示时间上的分布，其中N≥3。
7.根据权利要求1或6所述的降低交流型等离子显示板中动态伪轮廓的方法，其特征在于所说的改变连续N帧中的子场排列方式是在每帧显示时，将前一帧中的最后子场调整到第一子场、其它子场排列顺序不变的子场顺序作为当前帧的子场顺序进行显示。
8.根据权利要求1或6所述的降低交流型等离子显示板中动态伪轮廓的方法，其特征在于所说的改变连续N帧中的子场排列方式是将所有显示帧采用N种子场排列方式中的一种来显示，其中第一种子场排列方式可连续显示M1帧，第二种子场排列方式可连续显示M2帧，……，第N种子场排列方式可连续显示MN帧，其中，M1，M2，……，MN可以相等，也可以不等，其中N≥2、M1≥1、M2≥1、MN≥1。
全文摘要
一种降低交流型等离子显示板中动态伪轮廓的方法，通过调整相临连续两帧或多帧的子场的排列顺序，或者通过调整相临连续两帧或多帧的子场的权重，使某一等级灰度显示时其放电发光时间在一子场中的分布发生改变。这样，即可实现在等级灰度交界处避免出现长时间发光或不发光状态的像素单元，最终实现降低动态伪轮廓，提高图像显示质量的目的。
文档编号G09F9/313GK1588514SQ2004100730
公开日2005年3月2日 申请日期2004年8月19日 优先权日2004年8月19日
发明者刘海峰, 杨克信, 尤建鸣 申请人:彩虹彩色显像管总厂