专利名称：处理等离子显示板灰度级的方法以及使用该方法的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及等离子显示板，更具体地说，涉及等离子显示板的视频数据处理方法，可使其误差扩散噪声最小化而增强灰度级的表现力。
背景技术：
近来，可易于生产成大尺寸的显示板的等离子显示板(下面称为PDP)作为平板显示设备已引起广泛关注。通过根据数字视频数据控制每个像素的气体放电周期，PDP适于显示图像。如图1所示，具有代表性的PDP是一种具有三个电极并由AC电压的驱动的PDP。
图1所示为传统的PDP的放电单元的结构的透视图。
参照图1，AC型PDP的放电单元包括在上基底10的底部形成的一对维持电极12A、12B，和在下基底18的顶部形成的数据电极20。
一对维持电极12A、12B的每一个包括透明电极和金属电极的双层结构。该对维持电极12A、12B包括主要用于提供编址放电的扫描信号和维持放电的维持信号的扫描电极12A，以及主要用于提供维持信号并与扫描电极12A轮流工作的维持电极12B。与该对维持电极12A、12B形成交叉的数据电极20为编址放电提供数据信号。
上介电层14和保护薄膜16叠加覆盖在其上形成有该对维持电极12A、12B的上基底10上。下介电层22在其上形成有数据电极20的下基底18上形成。上介电层14和下介电层22用于积聚放电所产生的电荷。保护薄膜16用于防止上介电层14被喷溅的等离子粒子损坏，并提高放电时二级电极的发射效率。介电层14、22和保护薄膜16使得外加的驱动电压较低。
在形成下介电层22的下基底18上形成分隔肋24。下介电层22和分隔肋24上形成磷光层26。分隔肋24用于分隔放电空间并防止气体放电所产生的紫外线泄漏到相邻的放电空间。磷光层26被气体放电所产生的紫外线激发发光，发出红(下面称为R)、绿(下面称为G)、蓝(下面称为B)的可见光。另外，用于气体放电的惰性气体被注入到放电空间。
通过数据电极20和扫描电极12A的编址放电选择放电单元。所选择的放电单元通过一对维持电极12A、12B的维持放电维持其放电。另外，放电单元利用在维持放电所产生的紫外线照射磷光层26，以致于磷光层26产生R、G、B可见光。在这种情况下，放电单元通过按照视频数据控制维持放电周期，即持续放电的次数得到显示图像所必要的灰度级。另外，涂有R、G、B磷光层26的三种放电单元被组合以实现一个像素的色彩。
一种典型的驱动该PDP的方法是ADS(编址和显示分离)驱动方法，其中PDP以分成编址周期和显示周期，即维持周期而被驱动。
图2所示为现有技术中包括在一个帧中的子域的构成。
在ADS驱动方法中，如图2所示，一帧1F被分成分别对应于视频数据的位的多个子域SF1至SF8。子域SF1至SF8中的每个再被分为初始化放电单元的复位周期RPD、选择放电单元的编址周期APD以及维持所选择的放电单元的放电的维持周期SPD。
此时，在维持周期SPD中，分配给子域SF1至SF8不同的权值，并根据视频数据将维持周期SPD组合。因此，PDP实现相应的灰度级。另外，PDP利用误差扩散方法等增强灰度级的表现力。
误差扩散方法包括利用佛洛伊德-斯坦贝格(Floyd-Steinberg)误差扩散过滤等计算数字视频数据的量化误差数据，以及扩散所计算的误差数据到被赋予不同的权值的相邻的像素。
图3为说明现有技术中的误差扩散方法的图表。
如图3所示，在误差扩散方法中，若对当前像素P5进行误差扩散操作，通过分配权值1/16给与像素P5相邻的像素P1、分配权值5/16给像素P2、分配权值3/16给像素P3以及分配权值7/16给像素P4，分别计算像素P1至P4的误差扩散系数值。之后，若计算所得的误差扩散系数值，找到被加到当前像素P5值的进位进位信号(carrysignal)。这样，通过将该进位进位信号加到当前像素P5值，得到当前像素值。
然而，这种误差扩散方法，由于相邻像素的误差扩散系数(即权值)对于每线每帧都是恒定设置并重复的，会有出现误差扩散样式(error diffusion pattern)的问题。
此外，当仅采用现有的误差扩散方法，视频数据的灰度级的表现力会受到限制。
发明内容
鉴于此，本发明的目的是至少解决背景技术中的问题和缺点。
本发明的目的是提供可使其误差扩散噪声最小化同时增强显示装置的灰度级表现力的灰度级的处理方法及装置。
为了实现上述目的，本发明提供的显示设备的视频数据处理方法，包括步骤对视频数据进行随机的误差扩散操作，并对误差扩散的视频数据进行抖动操作。
根据本发明，提供一种视频数据处理装置，包括对视频数据进行随机误差扩散操作的随机误差扩散单元，以及对误差扩散的视频数据进行抖动操作的抖动单元。
根据本发明的实施例，提供一种显示装置的灰度级处理方法，包括利用第一随机系数值对视频数据进行随机的误差扩散操作，以及利用第二随机系数值对误差扩散的视频数据进行随机抖动操作的步骤。
根据本发明的实施例，提供显示装置的灰度级处理装置，包括利用第一随机系数值对视频数据进行随机误差扩散操作的随机误差扩散单元，以及利用第二随机系数值对误差扩散的视频数据进行随机抖动操作的抖动单元。
根据本发明的另一实施例，提供一种通过误差扩散方法和抖动方法减少视频数据的比特数的等离子显示板的视频数据处理方法，包括步骤利用各从与相应的像素相邻的像素计算的误差变换系数及随机误差扩散系数值对相应像素的视频数据进行随机误差扩散操作，以及利用基于每个灰度级和每帧而划分的多个抖动掩模图对随机误差扩散的视频数据进行抖动操作。
根据本发明的另一实施例，提供一种通过误差扩散方法和抖动方法减少视频数据的显示设备的视频数据处理装置，包括利用从与相应的像素相邻的像素计算的误差变换系数和随机误差扩散系数对相应像素的视频数据进行随机误差扩散操作的随机误差扩散单元，以及利用基于每个灰度级和每帧而划分的多个抖动掩模图对随机误差扩散的视频数据进行抖动操作的抖动单元。
本发明的优点在于其还可增强灰度级的表现力并可使误差扩散噪声最小化。
本发明将参照附图进行详细说明，附图中，相似的附图标记指代相似的元件。
图1为传统PDP的放电单元结构的示意图；图2所示为现有技术的包含在一个帧中的子域的构成；图3为解释现有技术中误差扩散的方法的图表；图4为根据本发明在PDP中处理灰度级的装置的示意框图；图5为根据本发明一个实施例的误差扩散和抖动单元的详细框图；
图6为图4所示的伽马校正单元输出的视频数据的比特构成的图表；图7为解释图5所示的随机误差扩散单元中随机误差扩散方法的图表；图8为图5所示的随机抖动单元的电路图；图9为图8的抖动掩膜表中存储的抖动掩模图的视图；图10为解释通过图4的误差扩散和抖动单元增强灰度级表现力的视图；图11为根据本发明另一实施例在PDP中处理视频数据的装置的示意框图；图12为图11所示的误差扩散和抖动单元的结构的示意框图；图13为解释图12的随机误差扩散单元的随机误差扩散方法的视图；图14为图11所示抖动单元的详细电路图；图15为存储在图14的颤动掩膜表中的一个单元部件中的抖动掩模图的视图；以及图16为解释灰度级表现力被图11所示的误差扩散和抖动单元增强的视图。
具体实施例方式
本发明的优选实施例将结合附图被更详细的说明。
根据本发明，提供一种在显示设备中处理视频数据的方法，包括以下步骤对视频数据进行随机误差扩散操作，以及对误差扩散的视频数据进行抖动操作。
根据本发明，提供一种处理视频数据的装置，包括对视频数据进行随机误差扩散操作的随机误差扩散单元，和对误差扩散的视频数据进行抖动操作的抖动单元。
根据本发明的一个实施例，提供一种在显示设备中处理灰度级的方法，包括以下步骤使用第一随机系数值对视频数据进行随机误差扩散操作，以及使用第二随机系数值对误差扩散的视频数据进行随机抖动操作。
根据本发明的一个实施例，在显示设备中处理视频数据的方法中，视频数据是给定比特的整数部分经反向伽马校正并作为给定比特的整数部分和给定比特的小数部分输出的数据。
根据本发明的一个实施例，在显示设备中处理视频数据的方法中，给定比特的小数部分中的若干高位比特用于随机抖动操作，而给定比特的小数部分中的若干低位比特用于随机误差扩散操作。
根据本发明的一个实施例，在显示设备中处理视频数据的方法中，进行随机误差扩散操作的步骤包括将预定的不同权值被分别分配给视频数据相邻像素的误差扩散值的误差扩散系数值、当前像素值和第一随机系数值相加，从而产生一个进位信号，并且将产生的用于当前像素的进位信号添加到若干高位比特的步骤。
根据本发明的一个实施例，在显示设备中处理视频数据的方法中，对于视频数据的各个像素以相同的方式进行该步骤。
根据本发明的一个实施例，在显示设备中处理视频数据的方法中，进行随机抖动操作的步骤包括选择对应于进位信号被反映的视频数据的灰度级值的抖动掩模图；对第二随机系数值和所选的抖动掩模图的抖动值进行XOR(异或)操作；并且将已异或的值加到进位信号被反映的视频数据的灰度级值。
根据本发明的一个实施例，在显示设备中处理视频数据的方法中，根据垂直同步信号、水平同步信号和像素时钟信号的组合输出所选的抖动掩模图的抖动值。
根据本发明的一个实施例，在显示设备中处理视频数据的方法中，该抖动掩模图对于每一灰度级和每一帧被设置。
根据本发明的一个实施例，提供一种在显示设备中处理灰度级的装置，包括使用第一随机系数值对视频数据进行随机误差扩散操作的随机误差扩散单元，和使用第二随机系数值对误差扩散的视频数据进行随机抖动操作的随机抖动单元。
根据本发明的一个实施例，在显示设备中处理灰度级的装置还包括对视频数据的整数部分进行反向伽马校正操作作为给定比特的整数部分和给定比特的小数部分的伽马校正单元。
根据本发明的一个实施例，在显示设备中处理灰度级的装置中，给定比特的小数部分由若干高位比特和若干低位比特组成，其中若干高位比特用于随机抖动操作，而若干低位比特用于随机误差扩散操作。
根据本发明的一个实施例，在显示设备中处理灰度级的装置中，该装置还包括产生随机系数值的随机产生单元，其中该随机系数值被提供到随机误差扩散单元和随机抖动单元。
根据本发明的一个实施例，在显示设备中处理灰度级的装置中，随机误差扩散单元将其中预定的不同权值被分别分配给视频数据相邻像素的误差扩散值的误差扩散系数值、当前像素值以及第一随机系数值相加，从而产生一个进位信号，并且将产生的用于当前像素的进位信号添加到若干高位比特。
根据本发明的一个实施例，在显示设备中处理灰度级的装置中，随机抖动单元包括选择对应进位信号被反映的视频数据的灰度级值的抖动掩模图的抖动掩膜表；对第二随机系数值和所选的抖动掩模图的抖动值进行异或操作的异或(XOR)门；以及将已异或的值加到进位信号被反映的视频数据的灰度级值的加法器。
根据本发明的一个实施例，在显示设备中处理灰度级的装置中，根据垂直同步信号、水平同步信号和像素时钟信号的组合输出所选的抖动掩模图的抖动值。
根据本发明的一个实施例，在显示设备中处理灰度级的装置中，抖动掩模图对于每一灰度级和每一帧设置。
根据本发明的另一实施例，提供一种在等离子显示板中处理视频数据的方法，其中视频数据的比特数通过误差扩散方法和抖动方法被减少，该方法包括以下步骤使用各从相应像素的相邻像素计算得出的误差变换系数和一个随机误差扩散系数，对相应像素的视频数据进行随机误差扩散操作；并且使用多个根据每一灰度级和每一帧划分的抖动掩模图，对随机误差扩散的视频数据进行抖动操作。
根据本发明的另一实施例，在等离子显示板中处理视频数据的方法中，输入的视频数据是反向伽马校正的视频数据。
根据本发明的另一实施例，在等离子显示板中处理视频数据的方法中，进行随机误差扩散操作的步骤包括将输入视频数据的若干低位比特、通过分配不同权值到相邻像素的数据而计算得出的误差扩散系数和随机误差扩散系数相加以产生进位信号；并且将进位信号添加到输入视频数据的其余的高位比特的步骤。
根据本发明的另一实施例，在等离子显示板中处理视频数据的方法中，进行随机误差扩散操作的步骤包括将输入视频数据的若干低位比特、通过分配不同权值到相邻像素的数据而计算得出的误差扩散系数和替代任意一个误差扩散系数的随机扩散系数相加，以产生进位信号；并且将进位信号添加到输入视频数据的其余的高位比特的步骤。
根据本发明的另一实施例，在等离子显示板中处理视频数据的方法中，进行抖动操作的步骤包括以下步骤使用若干随机误差扩散的视频数据的低位比特，在多个抖动掩模图中选择相应灰度级的抖动掩模图；在所选的抖动掩模图中，选择对应随机误差扩散的视频数据的位置的抖动值；并且将所选的抖动值添加到其余的若干随机误差扩散的视频数据的高位比特。
根据本发明的另一实施例，在等离子显示板中处理视频数据的方法中，选择抖动值的步骤包括对外部输入的垂直同步信号、水平同步信号和像素时钟信号计数；并且使用计数的信号选择对应于随机误差扩散的视频数据的位置的步骤。
根据本发明的另一实施例，在等离子显示板中处理视频数据的方法中，选择抖动值的步骤包括使用垂直同步信号的计数的信号，在切换(toggling)抖动掩模图时，选择不同帧的相应灰度级的抖动掩模图的步骤。
根据本发明的另一实施例，在等离子显示板中处理视频数据的方法中，在多个抖动掩模图中对应相同灰度级和帧的抖动掩模图按照红、绿、蓝像素而不同。
根据本发明的另一实施例，在等离子显示板中处理视频数据的方法中，在用于进行随机误差扩散操作步骤的视频数据中的比特是用于进行抖动操作的比特的低位比特。
根据本发明的另一实施例，提供一种处理显示设备的视频数据的装置，其中视频数据的比特数通过误差扩散方法和抖动方法被减少，该装置包括使用由相应像素相邻的像素计算出的误差变换系数和随机误差扩散系数，对相应像素的视频数据进行随机误差扩散操作的随机误差扩散单元，和使用多个在每一灰度级和每一帧基础上划分的抖动掩模图对随机误差扩散的视频数据进行抖动操作的抖动单元。
根据本发明的另一实施例，在处理显示设备的视频数据的装置中，该装置还包括一个对输入视频数据进行反向伽马校正操作的反向伽马校正单元。
根据本发明的另一实施例，在处理显示设备的视频数据的装置中，随机误差扩散单元将输入视频数据的若干低位比特、通过分配不同权值到相邻像素的数据得出的误差扩散系数和随机误差扩散系数相加以产生进位信号；并且将进位信号加到输入视频数据的其余的高位比特。
根据本发明的另一实施例，在处理显示设备的视频数据的装置中，随机误差扩散单元将输入视频数据的若干低位比特、通过分配不同权值加到相邻像素的数据得出的误差扩散系数和代替任意一个误差扩散系数的随机扩散系数相加，以产生进位信号；并且将进位信号加到输入视频数据的其余的高位比特。
根据本发明的另一实施例，在处理显示设备的视频数据的装置中，抖动单元包括存储多个抖动掩模图并在存储的抖动掩模图中选择对应于随机误差扩散的视频数据的抖动值的抖动掩膜表；指示抖动掩膜表与随机误差扩散的视频数据对应的位置的掩膜控制单元；以及将抖动值加到随机误差扩散的视频数据并输出累加的抖动值的加法器。
根据本发明的另一实施例，在处理显示设备的视频数据的装置中，掩膜控制单元对来自外部的垂直同步信号、水平同步信号和像素时钟信号计数，并且使用计数的信号选择对应随机误差扩散的视频数据的位置。
根据本发明的另一实施例，在处理显示设备的视频数据的装置中，使用垂直同步信号的计数的信号，掩膜控制单元在切换(toggling)抖动掩模图的同时选择不同帧的相应灰度级的抖动掩模图。
根据本发明的另一实施例，在处理显示设备的视频数据的装置中，抖动掩膜表属于相同灰度级和帧，并且还包括按照红、绿、蓝像素不同的抖动掩模图。
根据本发明的另一实施例，在处理显示设备的视频数据的装置中，在用于随机误差扩散单元的视频数据中的比特是用于抖动单元的比特的低位比特。
图4为根据本发明的处理PDP中灰度级的装置的示意框图。
参照图4，该装置包括连接在视频数据的输入线和PDP38之间的伽马校正单元30，误差扩散和抖动单元32，子域映射单元34和数据驱动单元36。
伽马校正的数字视频数据输入到伽马校正单元30以便它们适应阴极射线管(CRT)的外部亮度特性，也就是，分别提供给各像素的像素值。该伽马校正单元30对接收的像素值进行反向伽马校正操作以便像素值的亮度特性具有线性。
例如，使用预定的查表法(LUT)伽马校正单元30能够输出对应输入的像素值的反向伽马校正像素值，以便依据像素值变化的亮度特性与2.2伽马曲线一致。这样，伽马校正单元30输出的每一像素值包括整数部分和小数部分。例如，如图6所示，如果8位的像素值被接收，伽马校正单元30输出一个由8位整数部分和8位小数部分组成的16位的反向伽马校正像素值。这时，该8位的小数部分包括用于随机误差扩散的若干高位比特和用于随机抖动的若干低位比特。如果灰度级表现力要被增强，那么更多的高位比特和低位比特能够被使用。
误差扩散和抖动单元32通过误差扩散和抖动，校正从伽马校正单元30接收的像素值，并且输出比特数被减少但是灰度级表现力被增强的像素值。也就是说，误差扩散和抖动单元32使用第一随机系数值对反向伽马校正像素值进行误差扩散操作，并且也使用第二随机系数值对误差扩散的像素值进行抖动操作。这时，如果使用第一随机系数值对反向伽马校正像素值进行误差扩散，那么特定的进位信号被产生。该产生的进位信号被加到视频数据小数部分的若干高位比特，然后被抖动。
这样，通过在误差扩散和抖动操作中加上随机系数值，，故能够防止由于恒定的误差扩散系数导致的误差扩散样式(error diffusionpattern)的发生。另外，使用用于抖动操作的比特的低位比特，该误差扩散和抖动单元32进行随机误差扩散操作。因此，抖动样式(dithering pattern)之间的步骤被细分并且因此能够表现更多的灰度级。将在后文中对误差扩散和抖动单元32进行详细说明。
子域映射单元34将从误差扩散和抖动单元32接收的像素值映射到预定的子域样式中。
数据驱动单元36获取根据子域映射单元34中的子域样式在每一比特基础上被分类的数据，并且在每一水平线被驱动的周期将获取的一条线的数据提供给PDP38的寻址电极线。
PDP38包括寻址电极线，和在其间的放电空间与寻址电极线相对的维持电极线对。另外，每一具有对应子像素的放电空间的单元形成在寻址电极线和维持电极线对的各交叉点上。在每一子域的寻址周期中，只要维持电极线对中的扫描电极线被驱动，该PDP38根据数据驱动单元36提供到寻址电极线的数据用寻址放电选择将要接通的单元。
另外，PDP38在每个子域的维持周期通过使维持电极线对被驱动，合所选择的单元维持放电。在这种情况下，构成一帧的子域数降低得和由误差扩散和抖动单元32减少的视频数据的比特数一样多。由于编址周期可充分地保证，该PDP38可用单扫描方法驱动。
图5为根据本发明的实施例的误差扩散和抖动单元的详细框图。图6为从图4所示的伽马校正单元输出的视频数据的比特构成的示意图。
参照图5，误差扩散和抖动单元32包括随机产生单元43、随机误差扩散单元40以及随机抖动单元50。
随机产生单元43产生特定的随机系数值R1、R2并将这些值提供给随机误差扩散单元40和随机抖动单元50。这些随机系数值R1、R2分别用于随机误差扩散操作和抖动操作。
通过将误差扩散系数值、当前像素值与随机系数值相加，随机误差扩散单元40生成一个进位信号，其中误差扩散系数值是通过将预定的不同权值赋值给从伽玛校正单元30接收的视频数据而获得的。
图7为说明在如图5所示的随机误差扩散单元中的随机误差扩散方法的图表。
参见图7，来自与当前像素D邻近的像素A和像素B的当前像素D的进位值以及来自与像素E邻近的像素A和像素C的像素E的进位值可以表示在下列等式中。
E.D进位ch1(D)＝Random coff.a+A×7+B×5+ch1_cur_errE.D进位ch2(E)＝Random coff.b+A×7+C×5+ch2_cur_err(其中，Random coff.a和Random coff.b表示由随机生成单元43生成的随机系数值R1，A、B和C分别表示像素A、B和C的随机误差扩散值，ch1_cur_err和ch2_cur_err分别表示像素D和像素E的当前像素值)。
如等式中所表示的，进位信号是通过将不同权值赋值给邻近的当前误差扩散值而计算出的误差扩散系数值、由随机生成单元生成的随机系数值R1与当前像素值相加而生成。
例如，如等式1中所示，在像素D的随机误差扩散值中，权值7被赋值给其邻近像素A的小数部分的低5比特，权值5被赋值给其邻近像素B的小数部分的低5比特。因此，通过将从随机生成单元输出的随机系数值R1与像素D的像素值相加而求出所赋的这些值。此时，低5比特的最高有效位(LSB)生成进位信号“0”或“1”。生成的进位信号被加到像素D的小数部分的高3比特，从而总共11比特(整数部分8比特+小数部分3比特)的随机误差扩散值被输出到随机抖动单元50。
随机抖动单元50通过抖动掩模图抖动从随机误差扩散单元40接收的随机误差扩散值，然后将比特数减少的像素值输出到子域映射单元34。
图8为表示如图5所示的随机抖动单元的电路图。
参见图8，随机抖动单元50包括一个抖动掩模控制单元52、一个抖动掩模表54、一个XOR门56和一个加法器58。
抖动掩模表54按照各灰度级和各帧存储不同的抖动掩模图。此时，如上所述，随机生成单元43生成特定的随机系数值R1、R2并将值提供给随机误差扩散单元40和随机抖动单元50。这些随机系数值R1、R2分别用于随机误差扩散操作和抖动操作。
图9为表示存储在如图8的抖动掩模表中的抖动掩模图的视图。
参见图9，具有4×4单元(子像素)尺寸的抖动掩模图通过比如对应于随机误差扩散值的小数部分的高3比特的0到7/8的灰度级而划分。8抖动掩模图通过四个帧1F到4F划分。因此，共有32抖动掩模图存储在抖动掩模表54中。在帧2和3中被设定为“0”或“1”的抖动掩模图没有在图8中示出。但，需要说明的是，甚至在帧2和3中，抖动掩模图可以以与帧1和4中相同的方式设定为“0”或“1”。
由图9可见，在0、1/8、2/8、3/8、4/8、5/8、6/8、7/8和7/8灰度级的抖动掩模图中设定为抖动值“1”的单元的数目以0、2、4、6、8、10、12和14的顺序增加。还可获知，四个帧1F到4F设定为抖动值“1”的单元的位置是不同的。在各抖动掩模图中，如果需要，“1”的位置可由设计者改变。因此，根据按照这一抖动掩模图，在空间和时间上控制对应于抖动值“1”的接通单元(on-cell)的位置是可能的。而且，由于抖动值“1”的位置可通过抖动掩模图中的灰度级和帧改变，所以由恒定抖动掩模图的重复造成的比如格栅噪音(gratingnoise)的误差扩散噪音(error diffusion noise)可以减小。另外，抖动掩模表54可以通过R(红)、G(绿)和B(蓝)像素存储不同抖动掩模图，以进一步减小因抖动掩模图造成的噪音。
存储抖动掩模图的抖动掩模表54从随机误差扩散单元40接收随机误差扩散值，比如11比特(整数部分8比特+小数部分3比特)的像素值中的小数部分的高3比特，并选择高3比特灰度级对应的抖动掩模图。
换言之，抖动掩模表54从如图9所示的抖动掩模图选择与接收的低3比特相应的灰度级的抖动掩模图。然后，抖动掩模表54从选择的灰度级的抖动掩模图中选择掩模控制单元52指示的帧及单元的位置相应的抖动值D，并接着将抖动值D输出到XOR门56。同时，XOR门56从随机生成单元接收第二随机系数值R2。
抖动掩模控制单元52对从外部控制器(未示出)接收的垂直同步信号V进行计数，以指示四个帧1F到4F的相应帧，对水平同步信号H和像素时钟信号P进行计数，以指示在相应帧内的水平线和垂直线，即单元位置。
XOR门56对从抖动掩模表54接收的抖动掩模图和从随机生成单元43接收的第二随机系数值R2执行XOR操作，然后将结果输出到加法器58。
众众所周知，在XOR操作中，如果输入值不同，则输出值“1”，如果输入值相同，则输出值“0”。
加法器58将从XOR门56接收的输出值加到从随机误差扩散单元40接收的随机误差扩散值，然后将相加值提供给子域映射单元34。
如前所述，根据本发明的显示装置中处理灰度级的方法和装置，随机误差扩散单元40和随机抖动单元50对通过反伽玛校正而从8比特扩展到16比特的像素值分别执行随机误差扩散操作和随机抖动操作。因此，由于随机误差扩散值被随机输出，所以比如按照误差扩散变化的样式的噪音可以被去除。
进一步说，根据本发明的在显示装置中处理灰度级的方法和装置，通过随机抖动单元50的抖动，利用如图9所示的抖动掩模图而将基本灰度级之间的灰度级细分，可以表现的灰度级的数目可以增加。通过如图9所示的抖动掩模图一样在空间和时间中被多样地分布的数据1的组合，这变得可行。比如，在本发明中，基本256灰度级可以利用通过误差扩散和抖动操作产生的8比特像素值而实现。如图10所示，如果8灰度级通过抖动操作实现而32灰度级通过随机误差扩散单元操作实现，那么总216灰度级可以被表现。
图11为表示根据本发明的另一个实施例在PDP中处理视频数据的装置的示意图。
参见图11，根据本发明的另一个实施例的装置包括被连接在视频数据输入线路和PDP68之间的一个伽玛校正单元60、一个误差扩散和抖动单元62、一个子域映射单元64和一个数据驱动单元66。可以看出，图11的装置与图4的相同。
但，与图4不同，图11的误差扩散和抖动单元62通过利用抖动掩模图的误差扩散操作和抖动操作对从伽玛校正单元60接收的像素数据进行校正，然后输出灰度级表现力提高而比特数减少的像素数据。在这种情况下，误差扩散和抖动单元62将防止恒定误差扩散系数造成的误差扩散样式的发生的随机误差扩散系数(后文表示为-ED系数)加到误差扩散操作。另外，误差扩散和抖动单元62可以通过利用用于抖动操作的比特的低位比特执行随机误差扩散操作而细分抖动样式之间的步骤。从而，可以表示更多灰度级。对误差扩散和抖动单元62的详细描述将在后面给出。
除了误差扩散和抖动单元62之外，图11所示的装置的结构与图4的都相同。因此，为避免冗余，对其余组件的详细描述将不再给出。
图12表示图11所示的误差扩散和抖动单元的结构的简略框图。图13为说明如图12所示的随机误差扩散单元的随机误差扩散方法的视图。
参见图12，误差扩散和抖动单元62包括一个随机误差扩散单元70和一个抖动单元80。随机误差扩散单元70对从伽玛校正单元60接收的视频数据以及通过误差扩散过滤计算的邻近像素的误差扩散系数执行误差扩散操作，然后输出比特数减少的像素数据。在这种情况下，随机误差扩散单元70将防止因恒定误差扩散系数造成的误差扩散样式的发生的R-ED系数加到误差扩散操作。为此，随机误差扩散单元70包括一个误差扩散过滤器和一个连接到误差扩散过滤器的R-ED系数生成器。
例如，如图13所示，在执行对当前像素P5的误差扩散操作的情况下，通过将1/16权值赋值给邻近像素P5的像素P1的某些小数部分(8比特小数部分的低5比特)，将5/16的权值赋值给像素P2的某些小数部分，将3/16的权值赋值给像素P3的某些小数部分以及将7/16的权值赋值给像素P4的某些小数部分，误差扩散过滤器计算各像素P1到P4的误差扩散系数。然后，误差扩散过滤器通过将从R-ED系数生成器接收的R-ED系数R加到计算的误差扩散系数，或者将计算的误差扩散系数值的任何一个替换为从R-ED系数生成器接收的R-ED系数R，然后将R-ED系数R加到当前像素P5数据的某些小数部分(小数部分的低5比特)而生成第一进位信号“0”或“1”。进而，误差扩散过滤器将第一进位信号加到当前像素数据的其余比特(整数部分8比特+小数部分3比特)以生成11比特像素数据。
抖动单元80通过抖动掩模图抖动从随机误差扩散单元70接收的像素数据，然后将比特数减少的像素数据输出到子域映射单元34。
图14为表示如图11所示的抖动单元的详细电路图。
参见图14，抖动单元80包括一个连接到一个抖动掩模控制单元82和随机误差扩散单元80的输出线的抖动掩模表84，和一个连接到抖动掩模表84与随机误差扩散单元80的输出线的加法器86。
抖动掩模表84按照每一灰度级和每一帧存储不同的抖动掩模图。
图15为表示存储在如图14所示的抖动掩模表中的单元中的抖动掩模图的视图。
参见图15，具有4×4子像素尺寸的抖动掩模图以比如对应于像素数据的低3比特的0到7/8的灰度级而划分。8抖动掩模图的每一个由四个帧1F到4F划分。因此，抖动掩模表84共存储32抖动掩模图。由图15可见，在0，1/8、2/8、3/8、4/8、5/8、6/8、7/8和7/8灰度级的抖动掩模图中设定为抖动值“1”的单元的数目以0、2、4、6、8、10、12和14的顺序增加。还可获知，按照四个帧1F到4F，设定为抖动值“1”的单元的位置是不同的。在各抖动掩模图中，如果需要，“1”的位置可由设计者改变。因此，按照这一抖动掩模图在空间和时间上控制对应于抖动值“1”接通单元的位置是可能的。而且，由于抖动值“1”的位置在抖动掩模图中通过灰度级和通过帧改变，所以由恒定抖动掩模图的重复造成的比如格栅噪音的误差扩散噪音可以减小。另外，抖动掩模表54可以通过R(红)、G(绿)和B(蓝)像素存储不同抖动掩模图，以进一步减小因抖动掩模图造成的噪音。
存储抖动掩模图的抖动掩模表84从随机误差扩散单元80接收随机误差扩散值，比如11比特(整数部分8比特+小数部分3比特)的像素值中的小数部分的高3比特，并选择高3比特灰度级对应的抖动掩模图。然后，抖动掩模表84选择与从如图15所示的抖动掩模图接收的低3比特相应的灰度级的抖动掩模图。接着，抖动掩模表84从选择的灰度级的抖动掩模图中选择与掩模控制单元82指示的单元的帧及位置相应的抖动值D2，并接着将选择的抖动值D2输出到加法器86。
为此，抖动掩模控制单元82对从外部控制器(未示出)接收的垂直同步信号V进行计数，以指示四个帧1F到4F中的相应帧，对水平同步信号H和像素时钟信号P进行计数，以指示在相应帧内的水平线和垂直线，即单元位置。在这种情况下，在利用垂直同步信号V切换第一到第四帧1F到F4的同时，抖动掩模控制单元82使抖动掩模表84选择相应灰度级的抖动掩模图。
加法器86将从抖动掩模表84接收的抖动值D加到除从随机误差扩散单元80接收的像素数据的低3比特以外的高8比特的数据以作为进位信号，然后将8比特像素数据提供给子域映射单元64。
如此，根据本发明的另一个实施例的PDP中处理视频数据的方法和装置，随机误差扩散单元70和抖动单元80对通过反伽玛校正而从8比特扩展到16比特的像素数据执行随机误差扩散和抖动操作，从而像素数据输出为8比特像素数据。基本256灰度级可以利用这一8比特像素数据而被表现。进一步说，根据本发明的另一个实施例，按照PDP中处理视频数据的方法和装置，通过抖动单元80的抖动操作，利用如图15所示的抖动掩模图将基本灰度级之间的灰度级细分，可以表现的灰度级的数目可以增加。通过如图15所示的抖动掩模图一样在空间和时间中被多样地分布的数据1的组合，这变得可行。
图16为用于说明通过如图11所示的误差扩散和抖动单元而增强灰度级表现力的视图。
进而，根据本发明的另一个实施例，在PDP中处理视频数据的方法和装置，可以被表现的灰度级数目可以通过如图16所示的随机误差扩散单元70的误差扩散操作细分灰度间级(between-the-gray level)而进一步增加。例如，根据本发明，基本256灰度级可以利用8比特像素数据实现，8比特像素数据通过误差扩散操作和抖动操作而输出。比如，如图16所示，如果8灰度级通过抖动操作实现，而32灰度级通过随机误差扩散操作实现，那么总216灰度级可以被表现。结果，根据在PDP中处理视频数据的方法和装置，在最小化误差扩散和抖动噪音的同时，灰度级表现能力可以提高。
如上所述，根据本发明，利用随机系数值对视频数据执行抖动操作和随机误差扩散操作。因此，本发明的优点在于，其可以进一步提高灰度级表现力并可以最小化误差扩散噪音。
本发明的描述就是这样，明显地，本发明可以以许多方式进行变化。这些变化不认为是对本发明的精神和范围的一种脱离，对本领域技术人员来说显而易见的所有这些改变都将包括在所附的权利要求书的范围之内。
权利要求
1.显示设备的视频数据处理方法，包括步骤(a)对视频数据进行随机的误差扩散操作；以及(b)对误差扩散的视频数据进行抖动操作。
2.一种视频数据处理装置，包括对视频数据进行随机的误差扩散操作的随机误差扩散单元；以及对误差扩散的视频数据进行抖动操作的抖动单元。
3.显示装置的灰度级处理方法，包括步骤(a)利用第一随机系数值对视频数据进行随机误差扩散操作；以及(b)利用第二随机系数值对误差扩散的视频数据进行随机抖动操作。
4.如权利要求3所述的方法，其中视频数据是其给定的比特的整数部分经反向伽玛校正，然后作为给定的比特的整数部分及给定的比特的小数部分输出的数据。
5.如权利要求4所述的方法，其中给定的比特的小数部分中高位的若干比特用于随机抖动操作，而给定的比特的小数部分中低位的若干比特用于随机误差扩散操作。
6.如权利要求3所述的方法，其中进行随机误差扩散操作的步骤包括步骤将分别给与该视频数据相邻的像素的误差扩散值分配预定的不同权值的误差系数扩散值、当前像素值和第一随机系数值相加，从而产生进位信号；以及将为当前像素所产生的进位信号加到高位的若干比特。
7.如权利要求6所述的方法，其中采用同样的方式对视频数据的各像素进行该步骤。
8.如权利要求3所述的方法，其中进行随机抖动操作的步骤包括步骤选择对应于反映进位信号的视频数据灰度级值的抖动掩模图；对第二随机系数值和所选择抖动掩模图的抖动值进行XOR操作；以及将XOR操作后的值加到反映进位信号的视频数据的灰度级值。
9.如权利要求8所述的方法，其中所选择的抖动掩模图的抖动值根据垂直同步信号、水平同步信号和像素时钟信号的组合输出。
10.如权利要求8所述的方法，其中抖动掩模图对于每个灰度级和每帧进行设置。
11.显示装置的灰度级处理装置，包括利用第一随机系数值对视频数据进行随机误差扩散操作的随机误差扩散单元；以及利用第二随机系数值对误差扩散的视频数据进行随机抖动操作的抖动单元。
12.如权利要求11所述的装置，还包括对视频数据的整数部分进行反向伽玛校正操作而作为给定的比特的整数部分和给定的比特的小数部分的伽玛校正单元。
13.如权利要求12所述的装置，其中给定的比特的小数部分由若干高位的比特和若干低位的比特组成，高位的若干比特用于随机抖动操作，而低位的若干比特用于随机误差扩散操作。
14.如权利要求11所述的装置，还包括产生提供给随机误差扩散单元和随机抖动单元的随机系数值的随机产生单元。
15.如权利要求11所述的装置，其中随机误差扩散单元将分别给与该视频数据相邻的像素的误差扩散值分配预定的不同权值的误差扩散系数值、当前像素值和第一随机系数值相加，从而产生进位信号，并将为当前像素所产生的进位信号加到高位的若干比特。
16.如权利要求11所述的装置，其中随机抖动单元包括抖动掩模表，用于选择对应于反映进位信号的视频数据灰度级值的抖动掩模图；XOR门，用于对第二随机系数值和所选择抖动掩模图的抖动值进行XOR操作；以及加法器，用于将XOR操作后的值加到反映进位信号的视频数据的灰度级值。
17.如权利要求16所述的装置，其中所选择抖动掩模图的抖动值根据垂直同步信号、水平同步信号和像素时钟信号的组合输出。
18.如权利要求16所述的装置，其中抖动掩模图在每个灰度级和每帧中设置。
19.一种通过误差扩散方法和抖动方法减少视频数据的比特数的等离子显示板的视频数据处理方法，包括步骤(a)利用各从与相应的像素相邻的像素计算的误差变换系数和随机误差扩散系数对相应像素的视频数据进行随机误差扩散操作；以及(b)利用按照灰度级和帧而划分的多个抖动掩模图对随机误差扩散的视频数据进行抖动操作。
20.如权利要求19所述的方法，其中所输入的视频数据为反向伽玛校正的视频数据。
21.如权利要求19所述的方法，其中进行随机误差扩散操作的步骤包括步骤将所输入的视频数据的若干低位比特、通过分配不同权值给相邻像素的数据而计算出的误差扩散系数和随机误差扩散系数相加而产生进位信号；以及将进位信号与所输入的视频数据的其余的高位比特相加。
22.如权利要求19所述的方法，其中进行随机误差扩散操作的步骤包括步骤将所输入的视频数据的若干低位比特、通过分配不同权值给相邻像素的数据而重新计算出的误差扩散系数和替代误差扩散系数中的任一个的随机扩散系数相加而产生进位信号；以及将进位信号与所输入的视频数据的其余的高位比特相加。
23.如权利要求19所述的方法，其中进行抖动操作的步骤包括步骤利用若干随机误差扩散的视频数据的低位比特，在多个抖动掩模图中选择相应灰度级的抖动掩模图；在所选择的抖动掩模图中，选择对应于随机误差扩散的视频数据的位置的抖动值；以及将所选择的抖动值与其余若干随机误差扩散的视频数据的高位比特相加。
24.如权利要求23所述的方法，其中选择抖动值的步骤包括对从外部输入的垂直同步信号、水平同步信号和像素时钟信号计数，以及利用所计数的信号选择对应于随机误差扩散的视频数据的位置。
25.如权利要求24所述的方法，其中选择抖动值的步骤包括在切换抖动掩模图时，利用所计数的垂直同步信号选择不同帧的相应的灰度级的抖动掩模图。
26.如权利要求19所述的方法，其中若干抖动掩模图中对应于相同灰度级和帧的抖动掩模图按照红、绿、蓝像素是不同的。
27.如权利要求19所述的方法，其中在进行随机误差扩散操作步骤中所用的视频数据的比特为进行抖动操作的步骤中所用的比特的低位比特。
28.一种通过误差扩散方法和抖动方法减少视频数据的比特数的显示设备的视频数据处理装置，包括利用从与相应的像素相邻的像素计算的误差变换系数和随机误差系数对相应像素的视频数据进行随机误差扩散操作的随机误差扩散单元；以及利用按照每个灰度级和每帧划分的多个抖动掩模图对随机误差扩散的视频数据进行抖动操作的抖动单元。
29.如权利要求28所述的装置，还包括对所输入的视频数据进行反向伽玛校正操作的反向伽玛校正单元。
30.如权利要求28所述的装置，其中随机误差扩散单元将所输入的视频数据的若干低位比特、通过分配不同权值给相邻像素的数据计算出的误差扩散系数和随机误差扩散系数相加而产生进位信号；并将进位信号与所输入的视频数据的其余高位比特相加。
31.如权利要求28所述的装置，其中随机误差扩散单元将所输入的视频数据低位的若干比特、通过分配不同权值给相邻像素的数据计算出的误差扩散系数和替换任一误差扩散系数的随机扩散系数相加而产生进位信号；并将进位信号与所输入的视频数据的其余的高位比特相加。
32.如权利要求28所述的装置，其中抖动单元包括抖动掩模表，储存多个抖动掩模图并在所储存的抖动掩模图中选择对应于随机误差扩散视频数据的抖动值；掩模控制单元，显示抖动掩模表对应于随机误差扩散的视频数据的位置；以及加法器，用于将抖动值与随机误差扩散的视频数据相加并输出已相加的抖动值。
33.如权利要求32所述的装置，其中掩模控制单元对从外部输入的垂直同步信号、水平同步信号和像素时钟信号计数，以及利用所计数的信号选择对应于随机误差扩散的视频数据的位置。
34.如权利要求33所述的装置，其中掩模控制单元在切换抖动掩模图时，利用所计数的垂直同步信号选择不同帧的相应的灰度级的抖动掩模图。
35.如权利要求28所述的装置，其中抖动掩模表属于相同的灰度级和帧并且还包括按照红、绿、蓝像素不同的抖动掩模图。
36.如权利要求28所述的装置，其中在用于随机误差扩散单元的视频数据中的比特为用于抖动单元的比特的低位比特。
全文摘要
本发明公开的是可使其误差扩散噪声最小化而增强灰度级的表现力的灰度级的处理方法及装置。根据本发明的实施例，该方法包括对视频数据进行随机误差扩散操作，并对误差扩散的视频数据进行抖动操作的步骤。根据本发明的另一实施例，该方法包括利用第一随机系数值对视频数据进行随机误差扩散操作，以及利用第二随机系数值对误差扩散的视频数据进行抖动操作的步骤。根据本发明的再一实施例，该方法包括利用从与相应的像素相邻的像素计算得到的误差变换系数和随机误差扩散系数对相应像素的视频数据进行随机误差扩散操作，以及利用基于每个灰度级和每帧划分的多个抖动掩模图对随机误差扩散的视频数据进行抖动操作的步骤。
文档编号G09G3/20GK1622165SQ200410096130
公开日2005年6月1日 申请日期2004年11月26日 优先权日2003年11月26日
发明者李俊鹤, 明大振, 金正焕 申请人:Lg电子有限公司